[发明专利]多超声辅助增强CMT铝合金增材制造成形质量的方法

权利要求书

1.多超声辅助增强CMT铝合金增材制造成形质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将基板底部的中心位置对准Z向超声激振装置的激振端，采用基板固定装置将基板（6）固定在工作台（16）上，并调整基板（6）底部的中心位置对准Z向超声激振装置的第一激振端（12），并保持第一激振端（12）与基板（6）的底面接触；

2）以CMT铝合金增材第一层开始打印焊枪的初始位置为基准，调整Y向运动机构（23）使X向超声激振装置的第二激振端（22）与焊枪（4）连线平行于X向；调整X向运动机构（24），使Y向超声激振装置的第三激振端（25）与焊枪（4）连线平行于Y向；

3）根据不同种类的铝合金材料、工艺参数和打印不同层时对应X、Y、Z向超声激振装置的功率和振幅的最优值，预先设定X、Y、Z向的超声激振装置打印不同层时的功率和振幅，由工控机（17）控制打开X、Y、Z向的超声激振装置；

4）开始启动CMT焊接装置移动焊枪（4）开始打印第一层，同时打开X、Y、Z向的超声激振装置；

5）在打印过程中，工控机（17）控制调整Y向运动机构（23）进行运动，使X向超声激振装置的第二激振端（22）始终与焊枪（4）连线平行于X向；控制调整X向运动机构（24）进行运动，使Y向超声激振装置的第三激振端（25）始终与焊枪（4）连线平行于Y向；

6）热像仪监控每一层开始堆积后起点处的表面温度，当最开始打印位置处的温度降低到预设值T1时，工控机（17）控制超声冲击枪（3）以和打印成形相同的速度开始对堆积后表面进行超声冲击；

7）待每一层打印完成并且超声冲击结束后，工控机（17）关闭三个方向的超声激振装置和超声冲击装置；

以下一层开始打印焊枪的初始位置为基准，调整所述Y向运动机构（23）使X向超声激振装置第二激振端（22）与焊枪（4）连线平行于X向，调整X向运动机构（24），使Y向超声激振装置第三激振端（25）与焊枪（4）连线平行于Y向；激活热像仪对已成形层的温度进行监测，当所测得最高温度降低到设定温度T2后；启动CMT焊接装置移动焊枪（4）开始下一层的成形，并同时打开X、Y、Z向的超声激振装置；

8）重复步骤5），6），7）依次完成各层堆积成形，最后得到成形件（5）。

2.根据权利要求1所述的多超声辅助增强CMT铝合金增材制造成形质量的方法，其特征在于，步骤3）中，X、Y、Z向的超声激振装置中的超声波发生器额定功率为100W-1KW之间，超声频率为20KHZ，激振端的最大振幅30μm-80μm。

3.根据权利要求1所述的多超声辅助增强CMT铝合金增材制造成形质量的方法，其特征在于，步骤6）中，当每一层开始堆积后起点处的表面温度降低到200℃-400℃之间的预设值T1时，工控机（17）控制超声冲击枪（3）以和打印成形相同的速度开始对堆积后表面进行超声冲击；所述超声冲击枪（3）工作频率20KHZ，最大振幅50μm-100μm，超声冲击枪（3）输入端连接的第四超声波发生器（2）的额定功率为1KW-3KW；当已成形层的最高温度降低到到70-100℃之间的预设值T2时，启动CMT焊接装置移动焊枪（4）开始下一层的成形。

4.根据权利要求1所述的多超声辅助增强CMT铝合金增材制造成形质量的方法，其特征在于，采用的装置包括工作台（16），基板（6），用于将基板（6）固定在工作台（16）上的基板固定装置，以及X向超声激振系统、Y向超声激振系统和Z向超声激振系统；

所述X、Y和Z向超声激振系统分别与基板（6）接触进行超声激振，同时向电弧形成的熔池处传递X、Y和Z向的超声高频能量波；

所述基板固定装置通过硬质橡胶垫块将基板（6）压紧固定在工作台（16）上。