[发明专利]基于双电子束的TC4钛合金增材制造构件应力缓释方法

摘要

本发明公开了一种基于双电子束的TC4钛合金增材制造构件应力缓释方法，具体指一种基于双电子束的大尺寸TC4钛合金增材制造构件应力缓释控制方法，涉及增材制造技术领域。本发明由步骤A双电子束温度场模型的建立和修正，步骤B利用双电子束进行填丝增材制造组成。本发明采用双电子束技术在增材制造过程中对相变进行实时控制，以控制相变提高构件整体塑性的方式实现了大尺寸TC4钛合金增材制造构件应力的缓释，为大尺寸TC4钛合金增材制造构件制造的关键技术难题提供了一种新方法，提升了增材制造技术在航空、航天、石油、化工、冶金等领域的应用潜力，为其它金属材料的增材制造提供了理论与技术指导。

主权项

一种基于双电子束的TC4钛合金增材制造构件应力缓释方法，其特征在于，由步骤A双电子束温度场模型的建立和修正，步骤B利用双电子束进行填丝增材制造组成；其中，步骤B包括如下步骤：步骤B.1将TC4钛合金板材进行切割，以获得4～10mm厚的母材基板，对TC4钛合金母材基板表面打磨去除氧化膜、用丙酮清洗、晾干后装夹固定于真空室内工作台上；步骤B.2调整送丝角度为30°～60°，将直径为0.8～1.2mm的TC4钛合金焊丝从真空室内由送丝机构送出，经喷嘴装置送至下束点位置，焊丝干伸长为1cm；步骤B.3关闭真空室并抽真空，使真空室的真空度达到5×10‑2Pa以下；步骤B.4采用前置填丝方位进行增材制造，根据模型对增材制造过程的工艺参数，加速电压、主束束流、送丝速度、熔覆速度、辅束束流与扫描频率进行设定，主束熔化焊丝形成熔覆层，辅束对刚凝固的熔覆层进行快速扫描加热；步骤B.5通过对辅束的调整控制熔覆层的冷却速度，以延长α+β双相区高温停留时间；步骤B.6当完成一道熔覆层的制造后，使工作台沿垂直于增材制造方向行走一个熔覆层宽度的70％～80％距离，以与前道熔覆层搭接一个熔覆层宽度的20％～30％进行下道熔覆层的制造；步骤B.7当完成同一平面制造后，使升降系统降低一个熔覆层厚度，并移动工作台回到原下束点位置；步骤B.8重复步骤B.2～步骤B.7完成大尺寸钛合金增材制造。