[发明专利]辅丝作用下钨-丝电弧增材制造装置与方法

权利要求书

1.一种辅丝作用下钨-丝电弧增材制造装置进行增材制造的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：根据待加工金属构件的几何结构进行堆积路径和工艺参数规划，选择试验所需金属丝材质，工艺参数包括堆积电流I、焊接速度v、保护气流量L、第一金属丝(5a)的送丝速度v₁、第二金属丝(5b)的送丝速度v₂；

步骤二：将基板(10)表面进行机械清理，用丙酮擦拭干净，并将基板(10)通过夹具固定在工作台上；将焊枪(2)通过电缆与电弧增材制造电源(1)的负极连接；第二导丝嘴(6b)的一端通过电缆与电弧增材制造电源(1)的正极连接；所述第一金属丝(5a)的一端穿过第一导丝嘴(6a)，第二金属丝(5b)的一端穿过第二导丝嘴(6b)；保护气瓶(3)通过送气软管与焊枪(2)相连，用于提供保护气体；第一送丝机(4a)与第二送丝机(4b)分别用于输送第一金属丝(5a)与第二金属丝(5b)；所述第一导丝嘴(6a)的轴线垂直于基板(10)的上端面，并位于熔池(8)上方；所述焊枪(2)的轴线与第二导丝嘴(6b)的轴线分别位于第一导丝嘴(6a)的两侧；所述焊枪(2)与第二金属丝(5b)之间产生电弧；所述第一导丝嘴(6a)的轴线与第二导丝嘴(6b)的轴线之间的夹角θ₁为25°-65°，第一导丝嘴(6a)的轴线与焊枪(2)的轴线之间的夹角θ₂为30°-60°；所述第一导丝嘴(6a)的尖端与第二导丝嘴(6b)的尖端之间的垂直距离d₁为2-5mm；所述第二金属丝(5b)作为主丝，用于大量熔丝以制造成形件基体部分；所述第一金属丝(5a)作为辅丝，用于少量熔丝；第二导丝嘴(6b)的尖端与熔池(8)的垂直距离d₂为3-6mm，焊枪(2)的尖端与第二导丝嘴(6b)的尖端之间的水平距离d₃为3-5mm；

步骤三：将辅丝作用下钨-丝电弧增材制造装置移动至路径起始点，在焊枪(2)与第二金属丝(5b)之间产生电弧，待电弧燃烧0.5-2s后送入第一金属丝(5a)，开始按照规划路径进行堆积过程；第二金属丝(5b)的送丝速度v₂为0.8-2.5m/min，第一金属丝(5a)的送丝速度v₁与第二金属丝(5b)的送丝速度v₂的比值η为0.1-0.5；

步骤四：当辅丝作用下钨-丝电弧增材制造装置移动至路径终点时，停止输送第二金属丝(5b)，0.1-0.5s后停止输送第一金属丝(5a)，完成一层堆积过程；

步骤五：待成形件(9)冷却至30-100℃，将辅丝作用下钨-丝电弧增材制造装置移动至下一路径起始点；

步骤六：反复执行步骤三、步骤四与步骤五，直至完成整个成形件(9)的成形。

2.根据权利要求1所述的辅丝作用下钨-丝电弧增材制造装置进行增材制造的方法，其特征在于所述步骤一具体为：

步骤一：根据待加工金属构件的几何结构特征进行二维切分，根据切分获得的二维模型进行堆积路径和工艺参数规划，选择试验所需金属丝材质，堆积路径规划包括二维模型中路径起始点、路径终点和堆积过程中焊枪或工作台的旋转角度的确定，工艺参数包括堆积电流I、焊接速度v、保护气流量L、第一金属丝(5a)的送丝速度v₁、第二金属丝(5b)的送丝速度v₂。

3.根据权利要求1所述的一种辅丝作用下钨-丝电弧增材制造装置进行增材制造的方法，其特征在于：堆积电流I为100-250A，保护气流量L为10-30L/min。