一种等离子弧填丝增材制造钛合金结构的方法
【专利摘要】一种等离子弧填丝增材制造钛合金结构的方法，属于3D打印技术领域。首先选择钛合金基板；而后选择所需的焊丝直径1.0mm～1.6mm；确定等离子弧喷嘴﹑钛合金基板与焊丝之间的相对位置，等离子弧喷嘴和钛合金基板间距范围：2mm～4mm，等离子弧喷嘴和焊丝间距范围：0.5mm～2mm，钛合金基板和焊丝间距范围：1.5mm～3mm；钨极内缩量范围：4mm～5mm；等离子弧电流范围：140A～180A；送丝速度与等离子弧移动速度比范围：1.0～2.0；单层提升量与焊丝直径比范围：0.6～1.5。本发明热输入量较小，成形过程易于控制，利于抑制裂纹和气孔缺陷产生，工艺装备简单。
【专利说明】
一种等离子弧填丝増材制造钛合金结构的方法
技术领域
[0001]本发明属于3D打印技术领域，特别是涉及一种等离子弧填丝增材制造钛合金结构的方法。
【背景技术】
[0002]钛合金热强度高、比强度高、耐蚀能力强，已广泛应用于航空航天业的零部件结构中。然而钛合金易氧化和脆化，直接成形过程易产生气孔、裂纹等缺陷。为获得复杂的钛合金结构，需采用增材制造方法实现钛合金结构的直接成形制造。
[0003]目前可用于钛合金增材制造的方法包括:激光增材制造和电子束增材制造。其中激光增材制造过程中由于激光能量输出较大，使得热输入量增大，不利于控制气孔和裂纹缺陷，且易氧化;而电子束增材制造过程需要真空室，对设备的要求较高，经济性较差。而等离子弧填丝增材制造具有热输入量不大、设备要求不高的特点，对于保证钛合金结构质量和提高经济性具有重要意义。
【发明内容】
[0004]针对上述存在的技术问题，为了解决钛合金结构增材制造中存在的热输入量较大、易生裂纹和气孔等问题，本发明提供一种等离子弧填丝增材制造钛合金结构的方法。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006]本发明一种等离子弧填丝增材制造钛合金结构的方法，包括以下步骤:
[0007]A、选择钛合金基板，表面进行去除氧化膜处理；
[0008]B、选择所需的焊丝直径范围为:1.0mm?1.6mm;
[0009]C、确定等离子弧喷嘴、钛合金基板与焊丝之间的相对位置，所述的等离子弧喷嘴和钛合金基板间距a范围:2mm?4mm，所述的等离子弧喷嘴和焊丝间距b范围:0.5mm?2mm，所述的钛合金基板和焊丝间距c范围:1.5mm?3mm;
[0010]D、根据所需的焊丝直径确定成形参数:妈极内缩量范围:4mm?5mm;等离子弧电流范围:140A?180A;送丝速度与等离子弧移动速度比范围:1.0?2.0;单层提升量与焊丝直径比范围:0.6?1.5。
[0011]本发明的有益效果为:
[0012]1.本发明热输入量较小，成形过程易于控制，有利于抑制裂纹和气孔缺陷产生，提高钛合金结构成形质量。
[0013]2.本发明工艺装备简单，提高了成形过程的经济性，有利于实现钛合金结构的增材制造成形。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的结构示意图。
[0015]图中:1.钛合金基板，2.焊丝，3.等离子弧喷嘴，a.离子弧喷嘴和钛合金基板间距， b.等离子弧喷嘴和焊丝间距，c.钛合金基板和焊丝间距。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
[0017]实施例1:如图1所示，选择TC4钛合金基板I为例，选择焊丝2直径1.2mm，等离子弧喷嘴和钛合金基板间距a为2.5mm，等离子弧喷嘴和焊丝间距b为1.0mm，钛合金基板和焊丝间距c为1.5mm;钨极内缩量4mm;等离子弧电流140A;送丝速度与等离子弧移动速度比1.5，送丝速度300mm/min;单层提升量与焊丝直径比为1.0。成形前去除钛合金基板I表面氧化膜。通过各参数的合理匹配，成形过程稳定，缺陷得到抑制，成形的钛合金结构成形质量良好。
[0018]实施例2:本例与实施例1不同的是:本例选择TC4钛合金板I为例，选择焊丝2直径1.6mm,等离子弧喷嘴和钛合金基板间距a为3.5mm，等离子弧喷嘴和焊丝间距b为I.5mm，钛合金基板和焊丝间距c为2mm;钨极内缩量5mm;等离子弧电流180A;送丝速度与等离子弧移动速度比1.0，送丝速度350mm/min ；单层提升量与焊丝直径比为1.2。
[0019]实施例3:本例与实施例1不同的是:本例选择焊丝2直径1.0mm，等离子弧喷嘴和钛合金基板间距a为2mm，等离子弧喷嘴和焊丝间距b为0.5mm，钛合金基板和焊丝间距c为2.5mm;钨极内缩量4.5mm;等离子弧电流140A;送丝速度与等离子弧移动速度比2.0，送丝速度350mm/min ；单层提升量与焊丝直径比为0.6。
[0020]实施例4:本例与实施例1不同的是:本例选择焊丝2直径1.5mm，等离子弧喷嘴和钛合金基板间距a为4mm，等离子弧喷嘴和焊丝间距b为2mm，钛合金基板和焊丝间距c为3mm;钨极内缩量5mm;等离子弧电流180A;送丝速度与等离子弧移动速度比1.0，送丝速度350mm/min;单层提升量与焊丝直径比为1.2。
[0021]以上所述实例仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种等离子弧填丝增材制造钛合金结构的方法，其特征在于:包括以下步骤: A、选择钛合金基板，表面进行去除氧化膜处理； B、选择所需的焊丝直径范围为:1.0mm?1.6mm; C、确定等离子弧喷嘴、钛合金基板与焊丝之间的相对位置，所述的等离子弧喷嘴和钛合金基板间距a范围:2mm?4mm，所述的等离子弧喷嘴和焊丝间距b范围:0.5mm?2mm，所述的钛合金基板和焊丝间距c范围:1.5mm?3mm; D、根据所需的焊丝直径确定成形参数:妈极内缩量范围:4mm?5mm;等离子弧电流范围:140A?180A;送丝速度与等离子弧移动速度比范围:1.0?2.0;单层提升量与焊丝直径比范围:0.6?1.5。
【文档编号】B23K10/02GK105904070SQ201610458932
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】那帅, 崔静萍, 林静
【申请人】沈阳博帅材料科技有限公司