[发明专利]一种适用于高性能金属构件的多电弧协同增材制造方法

摘要

本发明属于增材制造相关技术领域，更具体地，涉及一种适用于高性能金属构件的多电弧协同增材制造方法，包括：针对待成形的金属构件，布置多个相互独立且可执行XYZ三轴平动和角度转动的电弧枪，由此使得它们彼此之间的相对位置和工作姿态发生自由改变；基于金属构件的三维模型和成形路径，向各个电弧枪的送丝系统装上相同或不同的金属丝材，并根据工况需求，采用共熔池、非共熔池、部分共熔池这多种模式中的一些或组合来执行金属构件的多电弧系统增材制造过程。通过本发明，能够很好地调节堆积金属的温度场、显著改善金属组织结构，实现更高效率和更高质量的电弧增材制造全过程，并且尤其适用于一些高性能大型复杂金属构件的特定应用场合。

主权项

1.一种适用于高性能金属构件的多电弧协同增材制造方法，其特征在于，该方法包括：(a)针对待成形的金属构件，布置多个相互独立的电弧枪，这些电弧枪分别配有独立的电源，并且各自既可沿着X轴、Y轴和Z轴方向执行直线移动，也可执行以Z轴为转动轴的[0°,60°]范围内的角度调整，从而使得它们彼此之间的相对位置和工作姿态发生自由改变；(b)基于金属构件的三维模型和成形路径，向各个电弧枪的送丝系统装上相同或不同的金属丝材，并根据基于所述金属丝材的堆积金属的组织转变CCT图确定的通过高韧性组织转变区的、堆积金属构件的从800℃到300℃的冷却速度，采用下列工作模式中的一种或任意组合来执行金属构件的多电弧系统增材制造过程：(b1)共熔池工作模式：将所述多个电弧枪彼此之间的相对间距设定为小于10mm，由此在此状态下通过多个电弧枪的配合，使得堆积过程的金属构件获得相对较慢的第一冷却速度；(b2)不共熔池工作模式：将所述多个电弧枪彼此之间的相对间距设定为大于18mm，由此在此状态下通过多个电弧枪的配合，使得堆积过程的金属构件获得相对较快的第二冷却速度；(b3)部分共熔池工作模式：将所述多个电弧枪彼此之间的相对间距设定处于[10mm,18mm]的区间范围，由此在此状态下通过多个电弧枪的配合，使得堆积过程的金属构件获得第三冷却速度，其中该第三冷却速度介于所述第一冷却速度与所述第二冷却速度之间。