[发明专利]一种搅拌摩擦焊增材制造棒材的方法

摘要

一种搅拌摩擦焊增材制造棒材的方法，它涉及一种制造棒材的方法。本发明为了解决现有的高能束增材制造方法制造的材料存在气孔、裂纹、变形大的问题。本发明的步骤一、圆柱形母材的制备：步骤二、增材制造模具的制备：步骤三、增材制造基板的制备：步骤四、模具与基板的焊接：步骤五、模具和基板的定位：步骤六、增材制造参数的确定：步骤七、增材制造的成形过程。本发明制造工艺简单，不需要保护气体和真空环境，解决了高能束增材制造过程中容易出现的气孔、裂纹及变形等问题，能够获得高性能的结构材料。本发明适用于多种材料的增材制造。

主权项

一种搅拌摩擦焊增材制造棒材的方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤一、圆柱形母材的制备：先确定增材制造的材料类型，并采用机械加工的方式加工成圆柱形棒材(1)，其直径为10‑50mm，长度为50‑200mm；然后在棒材(1)上端的外侧面加工一个深2‑5mm的平台(1‑1)，平台(1‑1)长度为10‑20mm；用砂纸将棒材(1)表面打磨干净，再在丙酮中进行超声清洗，最后风干备用；步骤二、增材制造模具的制备：选择熔点高于增材材料的管材制作增材制造的模具(2)，并清除其内外表面的油污和氧化膜；管材壁厚为2‑10mm，内径比圆柱形棒材(1)直径大2‑10mm；步骤三、增材制造基板的制备：选择熔点高于增材材料的板材制作增材制造的基板(4)，基板(4)的厚度大于5mm、基板(4)的长度和基板(4)的宽度均需大于增材制造模具(2)的外径；基板(4)表面用砂纸打磨干净，并在丙酮中进行超声清洗，最后风干备用；步骤四、模具与基板的焊接：采用氩弧焊方法将增材制造模具(2)和基板(4)焊接在一起；步骤五、模具和基板的定位：采用工装夹具，将焊在一起的模具(2)和基板(4)固定在搅拌摩擦设备上；步骤六、增材制造参数的确定：搅拌摩擦增材制造参数包括圆柱形棒材(1)的旋转速度和进给速度；棒材(1)的旋转速度范围为200‑3000r/min，棒材(1)的进给速度的范围为1‑200mm/min；步骤七、增材制造的成形过程：将棒材(1)固定在旋转机构上，在控制系统中输入增材制造参数；启动搅拌摩擦设备，棒材(1)以设定的增材制造参数运动，在棒材(1)接触到基板(4)时开始进行增材制造，直至达到预定的尺寸为止。