[发明专利]异型管道的电弧增材制造方法

权利要求书

1.一种异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10、获取异型管道的三维模型，将异型管道的三维模型分段并确定每一段的打印方向，其中，至少将异型管道从异型部中间分为第一管段和第二管段，打印方向为从具有异型部的一侧开始打印；

S20、根据打印方向，在分段后的三维模型上的悬空部底部增加三维实体支撑，其中，增加三维实体支撑的具体步骤包括：

通过三维实体填充异型管道上的法兰孔和螺栓孔；

在两个第二法兰盘的悬空部增加三维实体支撑；

S30、按照打印方向将增加有三维实体支撑的管道沿轴向切片处理；

S40、调试电弧增材制造设备，其中，包括设置焊丝、弧焊保护气、焊接电流以及焊接速度，电弧增材制造设备为冷金属过渡的电弧增材制造设备；

S50、设置基板，在基板上按照切片方向完成第一管段的打印，将打印后的第一管段以及基板翻转180°，在基板的另外一侧进行第二管段的打印，其中，基板作为所述异型管道的一部分；

S60、机加工进一步处理管道内壁、去除实体支撑以及多余的基板部分。

2.根据权利要求1所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，悬空部分底部的三维实体支撑为与异型管道延伸方向呈小于等于10°的斜面支撑结构。

3.根据权利要求1所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述步骤S10中将异型管道的三维模型分段的步骤还包括：将第一管段分为第一直管段和第一异型管段，将第二管段分为第二直管段和第二异型管段。

4.根据权利要求3所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述步骤S50中的具体步骤还包括：

在基板上按照切片顺序完成第一异型管段的打印；

将打印后的第一异型管段翻转180°，在基板的另外一侧打印第二异型管段；

在第二异型管段上远离第一异型管段的一侧打印第二直管段；

将打印后的第一异型管段、第二异型管段以及第二直管段翻转180°，在第一异型管段远离第二异型管段的一侧打印第一直管段。

5.根据权利要求3所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述步骤S50中的具体步骤还包括：

在基板上按照切片顺序完成第一异型管段的打印；

将打印后的第一异型管段翻转180°，在基板的另外一侧打印第二异型管段；

将打印后的第一异型管段和第二异型管段翻转180°，在第一异型管段上远离第二异型管段的一侧打印第一直管段；

将打印后的第一异型管段、第二异型管段以及第一直管段翻转180°，在第二异型管段远离第一异型管段的一侧打印第二直管段。

6.根据权利要求4或5所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述步骤S60的具体步骤包括：在第一异型管段和第二异型管段打印完成后，机加工第一异型管段和第二异型管段的管道内壁；在第一直管段和第二直管段打印完成后，机加工第一直管段和第二直管段的管道内壁、去除实体支撑以及多余的基板部分。

7.根据权利要求6所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，在第一异型管段和第二异型管段打印完成后，进行退火热处理。

8.根据权利要求1所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述步骤S60的具体步骤还包括通过精加工设备精加工管道壁厚。

9.根据权利要求1所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述步骤S50中，电弧增材制造设备每打印2层，消除一次应力。

10.根据权利要求1所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述焊丝采用低碳钢焊丝，所述焊丝的直径为0.8mm-1.2mm。

11.根据权利要求1所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述弧焊保护气采用体积分数为85％Ar+15％CO₂的混合保护气。