[发明专利]一种减少铝合金电弧熔丝增材制造气孔的方法

权利要求书

1.一种减少铝合金电弧熔丝增材制造气孔的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：将恒压源的GMA主路电源(2)的负极输出端与基板(6)连接，GMA主路电源(2)的正极与GMA送丝机(1)连接，N个辅助电源(4)的正极输出端分别通过N条电缆线与GMA主路电源(2)的正极连接，N的取值范围是1-4；N个辅助枪(5)与GMA枪(3)在空间中围合成一个倒立的圆锥，其中GMA枪(3)作为圆锥的轴线垂直于基板(6)，N个辅助枪(5)沿圆锥的母线均匀分布，N个辅助枪(5)与GMA枪(3)的末端沿其延长线方向交于圆锥的顶点；GMA枪(3)、基板(6)与N个辅助枪(5)之间产生耦合电弧，其中GMA枪(3)与基板(6)之间产生的电弧作为主路电弧，N个辅助枪(5)与主路电弧之间产生的电弧作为辅助电弧；所述N个辅助枪(5)与基板(6)的夹角均为θ₁，GMA枪(3)端部与基板(6)的垂直间距为d₁，N个辅助枪(5)端部与基板(6)的垂直间距均为d₂，GMA枪(3)端部与N个辅助枪(5)端部的水平间距均为d₃；

步骤二：根据铝合金构件的三维模型，沿三维模型高度方向分层切片，确定每个层片的成形路径，设置电弧熔丝增材制造过程工艺参数，工艺参数包括：总电流I、总辅助电流I_p、主路电弧的保护气流量L₁、N个辅助电弧的保护气流量均为L₂、焊接速度v、焊接电压U，总电流I取值为130-190A，总辅助电流I_p＝I_p1+I_p2+···+I_pN，其中I_p1为第一个辅助电源的电流，I_p2为第二个辅助电源的电流，I_pN为第N个辅助电源的电流；总辅助电流I_p与总电流I的比值η的取值范围为0.5-0.7；选择所需填充的铝合金金属丝；

步骤三：将GMA枪(3)与N个辅助枪(5)移至路径起始点，预先通保护气体，在GMA枪(3)与基板(6)间形成主路电弧，待主路电弧燃烧0.5-1s后，间隔0.5-1s依次对N个辅助枪(5)进行起弧，沿规划路径完成第一层的堆积；

步骤四：待前一堆积层冷却至40-60℃，将GMA枪(3)与N个辅助枪(5)移至下一路径起始点；

步骤五：反复执行步骤三与步骤四，直至完成铝合金构件的成形。

2.根据权利要求1所述的一种减少铝合金电弧熔丝增材制造气孔的方法，其特征在于：步骤一中所述N个辅助枪(5)与基板(6)的夹角θ₁均为45°-55°。

3.根据权利要求1所述的一种减少铝合金电弧熔丝增材制造气孔的方法，其特征在于：步骤一中所述GMA枪(3)端部与基板(6)的垂直间距d₁为8-10mm，N个辅助枪(5)端部与基板(6)的垂直间距d₂均为3-4mm，GMA枪(3)端部与N个辅助枪(5)端部的水平间距d₃均为4-6mm。

4.根据权利要求1所述的一种减少铝合金电弧熔丝增材制造气孔的方法，其特征在于：步骤一中所述辅助枪(5)为恒压源的GMA枪或恒流源的GTA枪。

5.根据权利要求1所述的一种减少铝合金电弧熔丝增材制造气孔的方法，其特征在于：步骤三中所述保护气体为氩气，主路电弧的保护气流量L₁为15-25L/min、N个辅助电弧的保护气流量L₂均为5-15L/min。

6.根据权利要求1所述的一种减少铝合金电弧熔丝增材制造气孔的方法，其特征在于：步骤二中所述铝合金金属丝为ER2319和ER2325。