[发明专利]一种MIG-TIG复合增材方法

说明书

本发明公开一种MIG‑TIG复合增材方法，包括具体步骤为：利用CAD进行模型建立，由计算机自动生成增材轨迹；接通电源，安装清理基板，打开水冷装置，交替使用MIG、TIG增材方法在基板上进行增材制造，且每一层MIG焊增材完后均由TIG焊进行不填丝重熔加工，减小增材缺陷。本发明充分利用两种增材方式的优点，在提高增材效率的同时也提高增材精度。从而实现高效率、高精度的电弧增材制造。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种MIG-TIG复合增材方法。

背景技术

增材制造技术是根据CAD/CAM设计，采用逐层累积的方法制造实体零件的技术，相对于传统的减材制造(切削加工)技术，是一种材料累积的制造方法，金属材料的增材制造过程一般使用的热源有髙能束流和电弧。

电弧增材制造技术主要将焊接电弧作为热源，金属焊丝作为增材材料，电弧产生的热量将焊丝熔化，然后按预设的增材路径在选定的基板上由下而上层层堆积，直至完成增材制造。电弧增材制造根据热源分类可分为：MIG增材、TIG增材、CMT增材、等离子增材等方式。其中不同的增材方式精度与效率不同。

2017年由南京理工大学王克鸿、钱美霞、周琦等人申请的公布号为CN 108115282A的发明专利一种电弧-激光复合式机器人增材制造系统构想了一种电弧-激光复合式机器人增材制造系统；利用电弧作为热源熔化焊丝进行增材，但电弧的精度较低，增材过后的表面不平整，再利用激光焊枪对其每层表面的缺陷都进行增材填补；充分利用两种热源的优势进行互补，最终得到成形质量好、精度高且成本相对来说较低的增材制品。

2017年由哈尔滨工业大学周利、于明润、蒋智华等人申请的公布号为CN107812944 A的发明专利一种电子束-搅拌摩擦复合增材制造方法构想了一种电子束-搅拌摩擦复合增材制造方法；通过在电子束增材制造加工完一层后，采用选区搅拌摩擦加工的方法，对该层材料进行加工改性，以获得优良组织。

发明内容

针对现有电弧增材技术的不足，本发明提供一种MIG-TIG复合增材方法。

为实现上述目的，本发明提供一种MIG-TIG复合增材方法，包括如下步骤：

步骤1：根据待成形件的尺寸与形状，利用CAD进行模型建立，由计算机自动生成增材轨迹；

步骤2：接通电源，等待MIG-TIG复合增材装置准备就绪，打开保护气，将基板采用柔性夹具固定在水冷装置中，清理基板，基板预热至100℃，打开水冷装置；

步骤3：MIG增材机器人在基板上完成一层的增材制造，MIG增材机器人移动到安全点；

步骤4：CCD相机随TIG增材机器人在基板上进行轮廓扫描，提取基板面上的整体轮廓形貌，将提取信息输送至计算机中，分析该层的表面缺陷与平整度，生成TIG增材机器人的移动路径；

步骤5：TIG增材机器人按计算机生成的路径进行不填丝重熔加工，消除表面焊接缺陷，提高表面平整度；

步骤6：MIG增材机器人调整机械手臂位置，使得红外测温仪对准基板表面，监测基板表面温度；

步骤7：若红外测温仪测得基板表面温度低于100℃，则增材机器人按预设轨迹进行下一层增材堆积，若预设轨迹采用MIG进行堆积，则采用MIG增材机器人进行堆积，若采用TIG进行堆积，则采用TIG增材机器人进行TIG填丝堆积；

步骤8：重复步4至步骤7，完成MIG-TIG复合增材制造；

步骤9：关闭保护气以及增减材协同制造装备系统，待基板完全冷却后，松开柔性固定装置，取下基板以及增材成型件。

作为优选方式，MIG增材机器人与TIG增材机器人可选用相同牌号的焊丝，也可以选用两种不同牌号的焊丝，实现异种材料的电弧增材制造。