[发明专利]一种改善增材制造晶粒尺寸的方法

权利要求书

1.一种改善增材制造晶粒尺寸的方法，其特征在于，在CMT增材制造过程中，在基板上进行超声振动，以确保增材制造过程中，均有超声振动作用于基板；在每一层CMT增材制造后即在焊缝凝固成型之前对焊缝进行超声冲击处理，超声冲击设备的输出端始终垂直于焊缝表面，对每一道焊缝的超声冲击位于焊缝的顶端和两侧，即一个垂直向下方向和两个水平方向；

基板为铝合金6061、镁合金AZ31或者钛合金TA15；CMT焊丝为ER4043；

利用CMT铝合金一元化程序进行增材制造，即通过设定送丝速度，焊接过程中，焊接电流，焊接电压根据一元化程序自动匹配，CMT冷金属过渡焊采用铝合金程序，平均电流为80—90A，平均电压为20—25V，送丝速度为4—6m/min，焊枪总体行走速度为0.3—0.5m/min，气体流量为10—20L/min；

超声振动作用于基板的位置，距离CMT增材制造的构件80—100mm，将超声频率调为20—40kHz，振幅为20—35μm或者将超声冲击枪随着CMT焊枪一起运动且位于CMT焊枪之后，随焊过程中超声冲击始终作用于基板，产生对CMT增材制造的超声作用。

2.根据权利要求1所述的一种改善增材制造晶粒尺寸的方法，其特征在于，针对基板的超声振动或者针对CMT增材制造层的超声冲击采用多排多针冲击头进行超声振动。

3.根据权利要求1所述的一种改善增材制造晶粒尺寸的方法，其特征在于，对每一CMT增材制造层的超声冲击采用焊缝的顶端和两侧同时进行超声冲击的方式或者对每一CMT增材制造层的超声冲击采用先对焊缝顶端进行超声冲击，再先后对焊缝两侧进行超声冲击。

4.根据权利要求3所述的一种改善增材制造晶粒尺寸的方法，其特征在于，对每一CMT增材制造层的超声冲击位于焊缝的顶端和两侧，选择适当超声冲击设备的输出端，以对已成形的焊缝表面完全进行冲击。

5.根据权利要求3所述的一种改善增材制造晶粒尺寸的方法，其特征在于，对每一CMT增材制造层的超声冲击处理，参数如下：频率为10—30kHz，输出功率为1000—1500W，输出振幅为100±5μm。

6.根据权利要求5所述的一种改善增材制造晶粒尺寸的方法，其特征在于，对每一CMT增材制造层的超声冲击处理，参数如下：频率为20—30kHz，输出功率为1200—1500W，输出振幅为100±5μm。

7.根据权利要求3所述的一种改善增材制造晶粒尺寸的方法，其特征在于，超声冲击在每一CMT增材制造层后旋即在焊缝凝固成型之前进行，无论是分步还是同时进行超声冲击，超声冲击施加全过程在收弧后2min内完成，控制速度为300mm-700mm/min。

8.根据权利要求3所述的一种改善增材制造晶粒尺寸的方法，其特征在于，在焊缝顶端垂直施加超声冲击时，使超声冲击设备在自重作用下对焊缝表面进行冲击处理，在焊缝两侧水平施加超声冲击时，使用超声冲击设备对焊缝表面施加作用力，作用力与在焊缝顶端垂直施加超声冲击时作用力相同。