一種等離子弧填絲增材制造鈦合金結(jié)構(gòu)的方法
【專(zhuān)利摘要】一種等離子弧填絲增材制造鈦合金結(jié)構(gòu)的方法，屬于3D打印技術(shù)領(lǐng)域。首先選擇鈦合金基板；而后選擇所需的焊絲直徑1.0mm～1.6mm；確定等離子弧噴嘴﹑鈦合金基板與焊絲之間的相對(duì)位置，等離子弧噴嘴和鈦合金基板間距范圍：2mm～4mm，等離子弧噴嘴和焊絲間距范圍：0.5mm～2mm，鈦合金基板和焊絲間距范圍：1.5mm～3mm；鎢極內(nèi)縮量范圍：4mm～5mm；等離子弧電流范圍：140A～180A；送絲速度與等離子弧移動(dòng)速度比范圍：1.0～2.0；單層提升量與焊絲直徑比范圍：0.6～1.5。本發(fā)明熱輸入量較小，成形過(guò)程易于控制，利于抑制裂紋和氣孔缺陷產(chǎn)生，工藝裝備簡(jiǎn)單。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種等離子弧填絲増材制造鈦合金結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于3D打印技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種等離子弧填絲增材制造鈦合金結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦合金熱強(qiáng)度高、比強(qiáng)度高、耐蝕能力強(qiáng)，已廣泛應(yīng)用于航空航天業(yè)的零部件結(jié)構(gòu)中。然而鈦合金易氧化和脆化，直接成形過(guò)程易產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷。為獲得復(fù)雜的鈦合金結(jié)構(gòu)，需采用增材制造方法實(shí)現(xiàn)鈦合金結(jié)構(gòu)的直接成形制造。
[0003]目前可用于鈦合金增材制造的方法包括:激光增材制造和電子束增材制造。其中激光增材制造過(guò)程中由于激光能量輸出較大，使得熱輸入量增大，不利于控制氣孔和裂紋缺陷，且易氧化;而電子束增材制造過(guò)程需要真空室，對(duì)設(shè)備的要求較高，經(jīng)濟(jì)性較差。而等離子弧填絲增材制造具有熱輸入量不大、設(shè)備要求不高的特點(diǎn)，對(duì)于保證鈦合金結(jié)構(gòu)質(zhì)量和提高經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，為了解決鈦合金結(jié)構(gòu)增材制造中存在的熱輸入量較大、易生裂紋和氣孔等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種等離子弧填絲增材制造鈦合金結(jié)構(gòu)的方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明一種等離子弧填絲增材制造鈦合金結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟:
[0007]A、選擇鈦合金基板，表面進(jìn)行去除氧化膜處理；
[0008]B、選擇所需的焊絲直徑范圍為:1.0mm?1.6mm;
[0009]C、確定等離子弧噴嘴、鈦合金基板與焊絲之間的相對(duì)位置，所述的等離子弧噴嘴和鈦合金基板間距a范圍:2mm?4mm，所述的等離子弧噴嘴和焊絲間距b范圍:0.5mm?2mm，所述的鈦合金基板和焊絲間距c范圍:1.5mm?3mm;
[0010]D、根據(jù)所需的焊絲直徑確定成形參數(shù):媽極內(nèi)縮量范圍:4mm?5mm;等離子弧電流范圍:140A?180A;送絲速度與等離子弧移動(dòng)速度比范圍:1.0?2.0;單層提升量與焊絲直徑比范圍:0.6?1.5。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:
[0012]1.本發(fā)明熱輸入量較小，成形過(guò)程易于控制，有利于抑制裂紋和氣孔缺陷產(chǎn)生，提高鈦合金結(jié)構(gòu)成形質(zhì)量。
[0013]2.本發(fā)明工藝裝備簡(jiǎn)單，提高了成形過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性，有利于實(shí)現(xiàn)鈦合金結(jié)構(gòu)的增材制造成形。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1.鈦合金基板，2.焊絲，3.等離子弧噴嘴，a.離子弧噴嘴和鈦合金基板間距， b.等離子弧噴嘴和焊絲間距，c.鈦合金基板和焊絲間距。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0017]實(shí)施例1:如圖1所示，選擇TC4鈦合金基板I為例，選擇焊絲2直徑1.2mm，等離子弧噴嘴和鈦合金基板間距a為2.5mm，等離子弧噴嘴和焊絲間距b為1.0mm，鈦合金基板和焊絲間距c為1.5mm;鎢極內(nèi)縮量4mm;等離子弧電流140A;送絲速度與等離子弧移動(dòng)速度比1.5，送絲速度300mm/min;單層提升量與焊絲直徑比為1.0。成形前去除鈦合金基板I表面氧化膜。通過(guò)各參數(shù)的合理匹配，成形過(guò)程穩(wěn)定，缺陷得到抑制，成形的鈦合金結(jié)構(gòu)成形質(zhì)量良好。
[0018]實(shí)施例2:本例與實(shí)施例1不同的是:本例選擇TC4鈦合金板I為例，選擇焊絲2直徑1.6mm,等離子弧噴嘴和鈦合金基板間距a為3.5mm，等離子弧噴嘴和焊絲間距b為I.5mm，鈦合金基板和焊絲間距c為2mm;鎢極內(nèi)縮量5mm;等離子弧電流180A;送絲速度與等離子弧移動(dòng)速度比1.0，送絲速度350mm/min ；單層提升量與焊絲直徑比為1.2。
[0019]實(shí)施例3:本例與實(shí)施例1不同的是:本例選擇焊絲2直徑1.0mm，等離子弧噴嘴和鈦合金基板間距a為2mm，等離子弧噴嘴和焊絲間距b為0.5mm，鈦合金基板和焊絲間距c為2.5mm;鎢極內(nèi)縮量4.5mm;等離子弧電流140A;送絲速度與等離子弧移動(dòng)速度比2.0，送絲速度350mm/min ；單層提升量與焊絲直徑比為0.6。
[0020]實(shí)施例4:本例與實(shí)施例1不同的是:本例選擇焊絲2直徑1.5mm，等離子弧噴嘴和鈦合金基板間距a為4mm，等離子弧噴嘴和焊絲間距b為2mm，鈦合金基板和焊絲間距c為3mm;鎢極內(nèi)縮量5mm;等離子弧電流180A;送絲速度與等離子弧移動(dòng)速度比1.0，送絲速度350mm/min;單層提升量與焊絲直徑比為1.2。
[0021]以上所述實(shí)例僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種等離子弧填絲增材制造鈦合金結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于:包括以下步驟: A、選擇鈦合金基板，表面進(jìn)行去除氧化膜處理； B、選擇所需的焊絲直徑范圍為:1.0mm?1.6mm; C、確定等離子弧噴嘴、鈦合金基板與焊絲之間的相對(duì)位置，所述的等離子弧噴嘴和鈦合金基板間距a范圍:2mm?4mm，所述的等離子弧噴嘴和焊絲間距b范圍:0.5mm?2mm，所述的鈦合金基板和焊絲間距c范圍:1.5mm?3mm; D、根據(jù)所需的焊絲直徑確定成形參數(shù):媽極內(nèi)縮量范圍:4mm?5mm;等離子弧電流范圍:140A?180A;送絲速度與等離子弧移動(dòng)速度比范圍:1.0?2.0;單層提升量與焊絲直徑比范圍:0.6?1.5。
【文檔編號(hào)】B23K10/02GK105904070SQ201610458932
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】那帥, 崔靜萍, 林靜
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)博帥材料科技有限公司