[发明专利]一种闭锁销体电弧增材制造方法

说明书

本发明涉及一种闭锁销体电弧增材制造方法，选用钢板作为基板，选用金属粉芯型无缝药芯焊丝作为丝材；构建零件的三维CAD模型，将零件的网格模型按一定厚度分层离散成一系列二维轮廓数据，然后基于轮廓数据生成机器人成形路径；基板预处理，选用CMT冷金属过渡电弧增材制造系统，按照成形路径自下而上逐层熔覆堆积，最终获得闭锁销体实体零件；利用热处理炉对制造的闭锁销体进行回火热处理。本发明采用具有极低热输入的CMT电弧增材制造系统和金属粉芯型无缝药芯焊丝，采用多层多道工艺制造闭锁销体，制造过程中电弧稳定、熔滴细小、稀释率低，零件成形光亮、变形小、尺寸可控性高，实现了闭锁销体制造流程的优化和材料利用率的大幅提升。

技术领域

本发明属于闭锁销体制造领域，具体涉及一种闭锁销体电弧增材制造方法。

背景技术

闭锁销体采用螺栓将其与杠杆、拉杆等零件连接在一起，闭锁销体结构复杂，精度高，具有较高的强度要求，当前在役特种车辆使用的闭锁销体为40#钢模锻件，采用机械加工方法生产制造，在制造过程中变形控制难，材料利用率低，加工周期长，出现应力集中点的概率高，高负载下疲劳性能不足，无法满足新一代特种车辆高速重载指标的提升。

发明内容

本发明提供一种闭锁销体电弧增材制造方法，要解决的技术问题是：克服了闭锁销体制造材料利用率低，加工工序多、周期长、零件变形大等问题，实现了闭锁销体制造流程的优化和材料利用率的大幅提升。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种闭锁销体电弧增材制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)选用钢板作为基板，选用金属粉芯型无缝药芯焊丝作为丝材；

(2)构建零件的三维CAD模型，将零件的网格模型按一定厚度分层离散成一系列二维轮廓数据，然后基于轮廓数据生成机器人成形路径；

(3)基板预处理。

(4)选用CMT冷金属过渡电弧增材制造系统，按照成形路径自下而上逐层熔覆堆积，最终获得闭锁销体实体零件；

(5)利用热处理炉对制造的闭锁销体进行回火热处理。

所述的金属粉芯型无缝药芯焊丝的金属外层成分按重量百分比为：C≤0.10、Mn1.40～1.90、Si0.50～0.90、S≤0.025、P≤0.025、Cr0.10～0.60、Ti≤0.17、Cu≤0.50、余量为Fe。

所述钢板采用40#钢板。

所述的基体预处理是将40#钢板经过喷砂、清洗后，四周用螺丝压板固定在工作平台上，电弧增材制造前用火焰枪预热到100℃。

所述的CMT冷金属过渡电弧增材制造系统包含CMT 4000 Advanced焊机、机器人以及保护气。

所述的电弧增材制造过程中所涉及到的工艺包括：电流、电压、焊丝干伸长、电感修正、焊枪推角、送丝速度、机器人速度、搭接率、层间位移以及保护气流量，其中电流为180～200A，电压为18～23V，焊丝干伸长为12～15mm、电感修正为-1.0～0、焊枪推角为0～5°、送丝速度为6～9m/min、机器人速度30～35cm/min、搭接率为35～40％、层间位移为2～2.5mm、保护气流量为20～25L/min。

所述的保护气为Ar+10～25％CO2混合气。

所述的电弧增材制造过程中通过红外测温仪和CCD摄像仪进行电弧增材过程视觉传感与熔敷尺寸实时检测系统，实现堆积层尺寸的实时检测和反馈。

步骤(5)中的热处理规范为：580～620℃回火3小时，空冷。

Ar纯度≥99.99％，CO2纯度≥99.8％。