所加工的封头圆筒壁熔覆成形过程示意图；
[0037]图17为本发明所加工的封头圆筒壁锻造过程示意图。
【具体实施方式】
[0038]实施例:一种熔覆-锻造一体成形工艺，具体步骤如下:
[0039]步骤一:对锻件进行建模、模拟分析后将模型进行分层处理，将锻件自下而上分成η层(η大于等于I)；
[0040]步骤二:对进行分层处理后处于最下面的第一层采用3D熔覆成形工艺进行成形，获得第一层熔覆成形坯件；
[0041]步骤三:对已经成形的第一层熔覆成形坯件进行锻造处理，使其达到设计要求，进而获得第一层半成品；
[0042]步骤四:在第一层半成品上采用3D熔覆成形工艺进行成形形成第二层熔覆成形坯件；
[0043]步骤五:对已经成形的第二层熔覆成形坯件进行锻造处理，使其达到设计要求，进而获得第一、二层半成品；
[0044]步骤六:将上述步骤循环进行，经历η次3D熔覆成形和η+1次锻造处理后获得锻件成品。
[0045]以一个高度为H的正方形截面柱体(如图1所示)为例简要说明其工艺特点:
[0046]将柱体沿高度方向η分，每段高度为h，即有H = h1+h2+h3……+hn。每段自下而上编号为4，h2, h3……，hn(图2)。先熔覆匕段(图3)，然后对h 1段加热加压锻造(图4)。然后再在h段基础上熔覆成形h 2段(图5)，成形完毕之后再加热、加压(图6)如此循环η次熔覆成形，并经过第η+1次加热加压锻造后完成整个柱体的边熔覆成形和边锻造工艺，获得该柱体的成品。
[0047]本发明将金属3D打印熔覆成形工艺(以及类似熔覆成形的3D打印工艺)和锻造工艺通过技术集成在一起，实现了一种边熔覆、边锻造的工件成形工艺，即熔覆过程中增加锻造或锻造过程中增加熔覆，在一台熔覆-锻造设备上，就可以通过熔覆-锻造(CF—一Cladding-Forge)工艺，完成重型高端结构件成形制造，其成形件的质量达到并超过锻件，而制造周期缩短20?80%，，材料利用率提高到70?80%。)。该设备有三种工作模式:仅作为一台熔覆设备，即“C”模式；边熔覆边锻造(反过来亦可:边锻造边熔覆)即CF模式；仅作为一台锻造设备，即F模式。
[0048]所述3D熔覆成形工艺以激光束、电子束、电弧、热喷射和冷喷射中的一种或多种的组合能源作为使能技术(Enable Technologies)，当然还可以是其他类似的金属恪覆工艺的使能技术。
[0049]一种熔覆-锻造设备，包括垂直承载机架1、垂直主油缸2、垂直智能压头3、水平智能压头4、旋转工作台5、水平承载机架6、水平油缸7、水平承载机架提升油缸8、下模具9、活动横梁13、垂向加压装置14、3D熔覆成形装置、传感系统和控制系统，所述垂直承载机架I固定安装于地面，垂直主油缸2的缸体固定安装于垂直承载机架I下半圆梁上，其活塞杆能够纵向伸缩，活动横梁13能够沿纵向滑动设于垂直承载机架I内，活动横梁13与垂直主油缸2的活塞杆相连接，旋转工作台5能够绕竖直的轴转动定位于活动横梁13上，下模具9能够固定安装于旋转工作台5上，水平承载机架6纵向能够滑动套设于垂直承载机架I上，水平承载机架提升油缸8的缸体与垂直承载机架I固连，水平承载机架提升油缸8的活塞杆与水平承载机架6固连，至少一个水平油缸7和至少一个3D熔覆成形装置分别固定安装于水平承载机架6上，水平承载机架6中心形成与旋转工作台5正对的镂空部，各个3D熔覆成形装置的喷头能够经该镂空部在旋转工作台5上的下模具9内进行工件12的3D熔覆成形，垂直智能压头3纵向能够伸缩固定定位于垂直承载机架I的上半圆梁上，至少一个水平智能压头4沿水平方向能够伸缩固定定位垂直承载机架I的上半圆梁上，且各个水平智能压头4恰能够与水平承载机架6上各个水平油缸7的活塞杆一一对应，垂向加压装置14与垂直承载机架I上半圆梁固连，垂直加压装置的的活塞杆恰能够紧抵下模具9内工件12上端表面，各个传感系统分别安装于垂直智能压头3、水平智能压头4和3D熔覆成形装置上并能感应到锻件温度、压头对锻件的压力、锻件金属流动位移数据和3D熔覆成形装置的喷头与工件12的位置关系并传信于控制系统，控制系统控制旋转工作台5、垂直主油缸2、水平油缸7、水平承载机架提升油缸8、垂直智能压头3和水平智能压头4、垂向加压装置14和3D熔覆成形装置动作。
[0050]下面以核电深封头(如图7所示)的成形加工为例，详述采用激光熔覆-锻造设备进行熔覆-锻造一体成形工艺的工艺过程:
[0051]首先将垂直主油缸2和水平承载机架6定位于各自的下限位点，将壳状基底放置于下模具9中。开启旋转工作台5，带动下模具9与基底慢速均匀自转。操控熔覆机器人16，使激光熔覆喷头15悬置于壳状基底中心上方的适当高度。开启激光器17、送料器18和冷水机19，根据封头坯料的三维数据模型和在成形预处理软件中添加的支撑，喷头以基底中心为平面极坐标原点，随着基底匀速自转，在径向上逐步扫描成形区域。首先在基底上熔覆出一定厚度的网格状支撑。然后以上述的相同步骤在网格状支撑的基础上成形封头底部。在成形过程中，通过传感系统和控制系统来反馈调节喷嘴与基底上表面的距离与角度，实现智能控制成形。
[0052]待完成底部封头的成形，熔覆机器人16驱动水平悬臂和喷头向外移出成形区域，旋转工作台5暂停旋转，垂直主油缸2上行推动活动横梁13带动下模具9和底部封头坯料与垂直智能压头3多次压制已成形的底部封头坯料(在每两次压制的间隙，旋转工作台5步进转动一个角度)，使得工件12 (核电深封头)坯料的底部的材料塑性变形均匀地往边上流动。封头底部的加压过程如图7所示。
[0053]完成垂向对击后，垂直油缸回程至下限位点，通过控制水平承载机架6和熔覆机器人16将喷头移回成形区域，旋转工作台5恢复慢速均匀自转的工况，开启激光熔覆喷头15，在底部封头的基础上逐圈逐层地成形圆筒壁。
[0054]待成形出一定高度的圆筒壁后，向外移出熔覆机器人16的水平悬臂和喷头，垂直主油缸2上行推动活动横梁13带动下模具9和工件12 (核电封头)坯料。调整水平承载机架提升油缸8，使水平油缸7与水平压头同轴。垂向加压装置14的四个活塞杆下行顶住圆筒壁顶面。
[0055]水平智能压头4伸出与水平油缸7所带的砧具对压。旋转工作台5带动下模具9与工件12 (核电封头)坯料在水平对击的间隙进行步进旋转。同时，垂直方向加压装置略微收起方便工件12 (核电封头)步进旋转，待完成步进旋转后，柱塞再次下行顶住圆筒壁顶面。上砧子11带有的垂直智能压头3 (可伸缩)与水平智能压头4(可伸缩)装有传感系统，电控系统根椐传感系统所采集的数据进行分析实时调整垂直主油缸2和水平油缸7的压力，使工件12(核电封头)坯料被压实变薄达到所需要的内部组织与形状。
[0056]之后每成形一定高度的圆筒壁便重复上述的工艺过程加工该段圆筒壁直至完成整个封头的熔覆成形和锻压加工。
[0057]加工完成后由水平机架提升油缸带动水平承载机架6下行至下限位点，垂向加压装置14的四个柱塞向上收回，垂直主油缸2上推至合适的高度，移出熔覆机器人16的水平悬臂，将完成的工件12 (核电封头连同球壳基底)与上砧子11 一起移出压机，水平智能压头4(可伸缩)缩回，卸下工件12(核电封头)进行后续加工。)
[0058]所述3D熔覆成形装置包括激光熔覆喷头15、熔覆机器人16、激光器17、送料器18和冷水机19，所述熔覆机器人16包括沿水平承载机架6径向延伸的水平悬臂、沿纵向延伸的垂直悬臂和喷头定位块，所述垂直悬臂能够沿水平悬臂延伸方向滑动定位于水平悬臂上，喷头定位块能够沿纵向升降定位于垂直悬臂上，激光熔覆喷头15能够绕与水平承载机架6径向垂直的水平轴旋转摆动定位于喷头定位块上，激光器