[发明专利]一种5556铝合金冷金属过渡(CMT)电弧增材制造工艺有效

专利信息
申请号: 202110344030.4 申请日: 2021-03-31
公开(公告)号: CN113020754B 公开(公告)日: 2022-09-16
发明(设计)人: 刘岩;周桂申;杜安娜;刘兆真;刘佳朋 申请(专利权)人: 沈阳大学
主分类号: B23K9/04 分类号: B23K9/04;B23K9/173;B23K35/28
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 一种 5556 铝合金 金属 过渡 cmt 电弧 制造 工艺
【说明书】:

发明涉及一种5556铝合金冷金属过渡(CMT)电弧增材制造工艺,该方法是将基板固定在工作台上,在起始点选定合适的焊枪高度和位置后引燃电弧,采用往复式逐层堆积,并在每一层间令焊枪提起一定的高度,进而形成5556铝合金增材成形件。本发明提供了一种不经热处理的高强度铝合金的电弧增材制造技术,增材件的成形性、机械性能和耐腐蚀性能优异,特别适用于焊后不经热处理而直接使用的场合,其增材件成形效率高,可以实现在生产和生活中大规模应用及大批量生产。

技术领域

本发明涉及一种高强度5系铝合金增材制造工艺,特别是涉及一种5556铝合金冷金属过渡(CMT)电弧增材制造工艺。

背景技术

增材制造通过计算机辅助设计、材料科学等学科,来实现逐层堆积最终制造出实体。与传统的除去原料-切割、组装不同,它是一种从底部材料逐层累积增加的方法,可以突破传统方法不能实现的复杂件制造的瓶颈。

对铝合金增材来说,它继承了铝合金的特性,能制造出多种形状的铝合金零件,达到节省铸造、加工成本,具有成形效率高、成本低等优点,逐渐引起关注。其中,5系铝镁合金在常规行业的应用十分广泛。

ER5556铝合金焊丝是5系现有焊丝中强度较高的一种,焊丝主要含有Mg、Mn、Ti等合金元素,用于对焊接强度要求较高的铝镁合金的焊接。这一点在AWS A5.10标准中可以看出,机械性能、耐腐蚀性能优良,所以特别适合增材打印,常用在军工武器、装甲板等行业。目前关于采用5556铝合金焊丝进行焊接的研究很少,对于5556铝合金焊丝用于增材零件的制作更是十分罕见。

ER5556铝合金焊丝的化学成分为:Si为0.07wt%、Fe为0.167wt%、Cu为0.0023wt%、Mn为0.606wt%、Mg为4.911wt%、Cr为0.113wt%、Zn为0.083wt%、Ti为0.086wt%,其余为Al。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种5556铝合金冷金属过渡(CMT)电弧增材制造工艺,其增材件成形性和机械性能良好,特别适用于焊后不经热处理而直接使用的场合,且成形效率高,能实现大批量生产。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种5556铝合金冷金属过渡(CMT)电弧增材制造工艺,其特征在于,该方法是利用CMT热源使ER5556铝合金焊丝熔化,采用往复式逐层堆积成形,通过调整工艺参数后进行焊接。

具体为:在工作台上固定基板,对基板进行除去锈及油污处理,之后通过调整好焊枪高度与位置以及焊丝干伸长,通过调整工艺参数后,开始焊接第一层;第一层结束后将焊枪向上提升一定高度,停留一定时间后,在第一层基础上继续进行第二层焊接,以此类推直至增材件制作完成。

所述的焊枪垂直于基板,焊丝干伸长10mm-12mm,焊枪只是从一个方向增材焊接,不返回直接进行下一层增材即为往复式,每层焊后焊枪向上提升1.5mm-3mm进行下一层堆敷,保护气体为纯氩气。

所述的工艺参数为:焊接电流为90A-130A,焊接速度为400mm/min-800mm/min,保护气体流量为12.5L/min-22.5L/min,层间停留时间为0min-5min。

所述焊机为CMT 焊机,焊丝为ER5556铝合金焊丝,是一种熔化极气体保护焊丝,直径为1.2mm,选用的保护气体为纯Ar气。

本发明的有益效果为:通过采用CMT对5556铝合金进行增材制造;在焊接过程中调整各种焊接工艺参数及改善工艺环境,通过相应工艺制造所得的增材件,成形性和机械性能良好,特别适用于焊后不经热处理而直接使用的场合,可直接快速用于生产应用。增材件成形效率高,能实现大批量生产,为高强度铝合金在航空航天以及日常生产生活提供一种新型零件的制造方法。

附图说明

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