[发明专利]一种冷金属过渡电弧增材制备4043铝合金的方法

说明书

本发明公开一种冷金属过渡电弧增材制备4043铝合金的方法，属于金属电弧增材制造技术领域。本发明所述方法是先将基板表面去除氧化层并用丙酮清洗干净，固定在工作台上备用，在基板上选定合适的位置调整好焊枪后引燃电弧，采用往复式逐层堆积，并在每一层间使焊枪抬起一定的高度，进而形成4043铝合金增材成型件。本发明提供了一种不经热处理的铝合金电弧增材制造技术，增材件的成型性和力学性能优良，特别适用于不经热处理直接使用的场合，其增材件成型效率高，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

本发明涉及一种冷金属过渡电弧增材制备4043铝合金的方法，属于金属电弧增材制造技术领域。

背景技术

电弧增材制造技术实质是将气体保护焊的方法优化后，应用到增材制造领域。目前将电弧作为热源的增材制造工艺众多，主要有熔化极惰性气体保护焊接(MIG)、钨极惰性气体保护焊接(TIG)以及等离子弧焊接电源(PA)等，通常使用送丝的方式进行填充，完成增材制造的过程。电弧增材制造技术最大优势是成本低、熔敷率高、生产周期短。CMT即冷金属过渡技术采用热-冷-热的方式，在熔滴过渡时降低焊接电流，具有无飞溅，热输入小等优点。

铝硅系铝合金具有低密度、高耐磨性、高抗腐蚀性和低热膨胀系数等优良的综合性能，被广泛应用于船舶制造、车辆工业、航空航天等领域。4043铝合金属于Al-Si系合金，具有良好的塑性及较低的密度，是合适的电弧增材制造用焊丝。ER4043铝合金焊丝的化学成分为：Mg≤0.05wt%，Si为5 wt%，Fe≤0.8wt%，Cu≤0.3wt%，Mn≤0.05wt%，Zn≤0.1wt%，Ti≤0.2wt%，其余为Al。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷金属过渡电弧增材制备4043铝合金的方法，其增材件成型性和力学性能良好，特别适用于焊后不经热处理直接使用的场合，且成型效率高，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：该方法是利用CMT热源使ER4043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，具体包括以下步骤：

（1）保持无风干燥的环境，清除基板氧化层和油污，备用。

（2）将6082铝合金基板固定在工作台上，基板底部自然冷却，调好焊枪位置与高度后，引燃CMT电弧，采用4043铝合金焊丝进行往复式逐层堆积，进而成型4043铝合金增材件。

优选的，本发明所述6082铝合金基板的厚度为10mm。

优选的，本发明所述步骤（2）中所述焊机为CMT焊机，焊枪垂直于基板。

优选的，本发明步骤（2）中所述焊丝直径1.2mm，焊丝长10mm，每层焊后焊枪抬高7.5mm，保护气体为99.9%的纯氩气。

优选的，本发明步骤（2）中工艺参数为：送丝速度4m/min~5m/min，焊接速度为80cm/min~100cm/min，保护气体流量为20L/min，层间停留时间为0~10s。

本发明的有益效果为：

（1）通过采用CMT在6082铝合金基板上对4043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。

（2）本发明所述方法制备的铝合金，焊后未经热处理也能达到使用强度，适合不需使用热处理的场合，能在焊后快速用于生产，为4043铝合金在船舶制造、车辆工业、航空航天等领域提供一种新型零件的制造方法。

附图说明

图1为本发明所述的4043铝合金CMT增材制造薄壁零件成形图。

具体实施方式