[发明专利]一种基于旁路双丝等离子弧的金属间化合物增材制造方法及装置

权利要求书

1.一种基于旁路双丝等离子弧的金属间化合物增材制造方法，其特征在于：包括离子焊接电源(1)、旁路焊丝(3)和焊丝(7)、送丝机构(4)和(6)、分流模块(2)和(8)、旁路电流调节系统(9)和(12)、电流传感器(10)、基板(11)和等离子钨极(5)；具体步骤如下：

步骤1：取与金属间化合物成分相近的板材作为基板(11)，焊前预热，预热温度为100到200度；

步骤2：焊接前，连接所有焊接设备与装置，保证焊枪等离子钨极(5)轴线与基板(11)基本垂直，焊接材料如果有易氧化氮化金属需要在熔敷层上方加装保护气罩；

步骤3：调整焊枪保护气喷嘴距工件的高度(8-12mm)，调整等离子钨极内缩量(0.8-2.4mm)，调整旁路焊丝(3)、焊丝(7)与等离子钨极(5)夹角为(30-60)度，调整旁路焊丝与焊丝间夹角为(60-90)度，同时确保两个焊丝直接送入到等离子弧的中心；

步骤4：根据所需制造的金属化合物成分和二元合金相图确定各组分含量，根据基板材料确定第一层焊道电流，通过该金属间化合物的热处理分析数据确定合适的流入上一层焊道的电流Im，通过Im和元素组分含量确定分流电流和双丝的直径；

步骤5：根据步骤计算分流电流和实际增材制造需要设定焊接工艺参数；

步骤6：开启等离子焊接电源(1)和分流模块(2)、分流模块(8)，启动高频引弧器引燃等离子弧，通过小弧确定旁路焊丝(3)、焊丝(7)是否送入电弧中心，然后启动送丝机构(4)、(6)进行焊接；焊接过程中，通过电流传感器(10)检测流经工件的焊接电流，同时利用旁路电流调节系统(9)和(12)调节旁路焊接电流的大小来控制金属间化合物组分。

2.根据权利要求1所述的一种基于旁路双丝等离子弧的金属间化合物增材制造方法，其特征在于：所述的焊接工艺参数如下：等离子电流50-300A，旁路电流0-150A，焊丝直径0.8-1.6mm，离子气流量0.3-1.5L/min，保护气流量10-25L/min，送丝速度0.5-10.0m/min，焊接速度0-3.0m/min。

3.一种基于旁路双丝等离子弧的金属间化合物增材制造装置，其特征在于：包括离子焊接电源(1)、旁路焊丝(3)和焊丝(7)、送丝机构(4)和(6)、分流模块(2)和(8)、旁路电流调节系统(9)和(12)、电流传感器(10)、基板(11)和等离子钨极(5)；其中，等离子焊接电源的正、负极分别与基板(11)和等离子钨极(5)相连，而旁路焊丝(3)和焊丝(7)分别通过IGBT分流模块(2)和(8)后与等离子电源的正极相连；焊接时，旁路焊丝(3)及焊丝(7)与钨极(5)的夹角为30-60度，旁路焊丝(3)与焊丝(7)间夹角为60-90度。