[发明专利]一种三通管件的电熔增材制造方法

权利要求书

1.一种三通管件的电熔增材制造方法，其特征在于，以碳钢管道为基体，以低碳微合金丝材、颗粒状氧化物与卤化物为原材料，以电弧热、电阻热、电渣热复合作为高能热源，熔化连续输送的金属原料丝材，在基材上按设定轨迹逐层堆积形成三通主管，在主管上打印支管和马鞍形过渡区，通过热处理和机加工最终形成三通管件的制造方法。

2.根据权利要求1所述的三通管件的电熔增材制造方法，其特征在于，低碳微合金钢丝材的直径为2.5～4mm，颗粒状氧化物为10～60目，颗粒状氧化物与卤化物覆盖在熔池上的厚度为15～60mm。

3.根据权利要求1所述的三通管件的电熔增材制造方法，其特征在于，基体的外径等于三通主管内径减去打印稀释层厚度，基体表面打印前利用酒精等清洗干净，并确保其圆度，打印稀释层厚度大于10mm；基体厚度不小于10mm。

4.根据权利要求1所述的三通管件的电熔增材制造方法，其特征在于，三通主管电熔增材制造具体为：

将基体安装到承载旋转架和旋转盘上，按直管段的总打印长度选择电熔数量，每间隔250～350mm布置1个电熔头，每个电熔头之间保持相同距离；

旋转盘带动基体往一个方向匀速旋转，启动电熔系统进行打印，每打印完一道后，所有电熔头往一个水平方向同步移动，每打印完整一层后变换移动方向；

打印过程中使用测温装置和冷却控制装置保证打印温度在参数的要求范围内，通过层层熔敷增加主管厚度，最终达到主管要求尺寸。

5.根据权利要求4所述的三通管件的电熔增材制造方法，其特征在于，电熔头沿着轴心线方向作往复直线运动，运动范围为点1到点2之间，为主运动方向，电熔头相对应中心点的移动量为x值；控制主管管体绕轴心线作往复旋转，其旋转范围为点3到点4之间，为次运动方向，电熔头相对于中心点的偏转量为y值；y与x的关系为：

其中，r为当前打印半径，正负数值分别控制旋转的正反方向。

6.根据权利要求1所述的三通管件的电熔增材制造方法，其特征在于，打印支管具体为：

对支管的马鞍形运动轨迹进行解析，通过可编辑逻辑控制器将解析的轨迹坐标数据转化成机械运动控制程序，分别控制主管的旋转和电熔头运动；主管水平放置，由PLC控制前后往复旋转，电熔头由PLC控制沿主管轴向直线往复堆敷，二者复合形成马鞍形打印轨迹，每往复一次则形成一道马鞍形堆敷轨迹。

7.根据权利要求6所述的三通管件的电熔增材制造方法，其特征在于，支管打印时只使用1个电熔头；待预热完成后，开启电熔设备，原丝在高能热源下作用下熔化形成熔池，辅剂熔化形成渣池使熔池与空气相隔离，控制电熔枪头往复运动，主管管件沿预定轨迹往复旋转，连续形成的熔池熔敷在主管外表面；

轨迹由点1、点4、点2到点3再到点1形成循环的打印轨迹，在点1处引弧，每打印完一道后，改变半径r数值，然后生成新的轨迹坐标数据和控制程序，偏移量为5～10mm，继续重复下一道的电熔打印。

8.根据权利要求7所述的三通管件的电熔增材制造方法，其特征在于，偏移量累计达到支管的厚度后停止偏移，沿上一道轨迹打印，偏移方向与前一层相反，电熔过程首先进行支管倒角的电熔成形，逐层向里收缩，形成倒角，当轨迹达到支管的直管部分时，停止内缩，垂直生长形成完整三通结构。

9.根据权利要求7所述的三通管件的电熔增材制造方法，其特征在于，支管打印前，需要对主管进行预热，预热温度为60～250℃，支管的电熔过程中采用表面施加冷气的方式对打印金属进行冷却控温。

10.根据权利要求1所述的三通管件的电熔增材制造方法，其特征在于，热处理完成后，利用机加工设备对主管的基管进行切除，切除厚度等于基管厚度+10mm稀释过度区域厚度，三通管件打印完成后，对电熔增材制造的三通管件主管和支管连接部位进行100％RT和UT检测。