[发明专利]一种钛合金电弧变形复合增材制造运动补偿方法

权利要求书

1.一种钛合金电弧变形复合增材制造运动补偿方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1，将电弧增材制造装置与变形机构耦合在运动平台上，所述电弧增材制造装置设在所述变形机构前方，二者复合方式进行同步独立分段式PLC运动控制；

步骤2，基于热力耦合数值仿真与试验设计验证获取所需电弧变形复合增材制造工艺参数，并依据构件精确模型特征与壁厚变形趋势合理规划复合制造轨迹；

步骤3，依据所述步骤2中所得所述工艺参数，设置弧长跟踪与压力传感分段式PLC运动控制系统，并调整焊枪与所述变形机构相对间距，同步设置所述变形机构安全高度位置；

步骤4，将基板与工装按轨迹规划策略固定在气氛保护箱内工作台上，并进行焊枪初始坐标与所述变形机构初始下降速度标定，充入高纯氩气清洗净化，至氧浓度下降至要求范围；

步骤5，依据所述步骤2中所得所述工艺参数与轨迹规划，进行逐道复合增材制造，依据所述步骤3焊枪弧长跟踪系统进行已成形部分高度信息采集，协同所述步骤3中所述压力传感系统对所述变形机构进行运动速度与运动方向分段式PLC补偿控制，直至构件连续稳定完成电弧变形复合增材制造。

2.根据权利要求1所述的一种钛合金电弧变形复合增材制造运动补偿方法，其特征在于：所述电弧增材制造装置采用TIG焊枪熔丝；所述变形机构采用碾压辊或冲击棒；所述运动平台采用多轴运动机构或机器人；焊枪与所述变形机构额外升降运动采用伺服电机驱动。

3.根据权利要求1所述的一种钛合金电弧变形复合增材制造运动补偿方法，其特征在于：所述工艺参数包括送丝速度、成形电流、成形速度、变形量、变形温度和搭接率。

4.根据权利要求3所述的一种钛合金电弧变形复合增材制造运动补偿方法，其特征在于：所述送丝速度调整范围为1.5-4.0m/min，所述成形电流调整范围为150-300A，所述成形速度调整范围为150-300mm/min，所述变形量调整范围为30-60％，所述变形温度调整范围为750-950℃，所述搭接率调整范围为25-50％。

5.根据权利要求1所述的一种钛合金电弧变形复合增材制造运动补偿方法，其特征在于：所述步骤3中，弧长跟踪焊枪运动距离调整范围为0-30mm，焊枪与变形机构相对间距调整范围为15-40mm，变形机构安全高度调整范围为0-30mm。

6.根据权利要求1所述的一种钛合金电弧变形复合增材制造运动补偿方法，其特征在于：所述步骤4中的所述基板将表面打磨，且采用无水乙醇擦拭，所述基板采用30-50mm厚的钛合金板材。

7.根据权利要求1所述的一种钛合金电弧变形复合增材制造运动补偿方法，其特征在于：所述步骤4中气氛保护箱内设置有红外热像仪与熔池监控仪。

8.根据权利要求1所述的一种钛合金电弧变形复合增材制造运动补偿方法，其特征在于，所述步骤4中所述变形机构初始下降速度公式为：V_R＝(H_R-H_W)×V_T/L_TR，式中，V_R为变形机构升降运动速度，H_R为变形机构安全高度，H_W为焊道高度，调整范围为0.8-2.5mm，V_T为焊枪升降运动速度，L_TR为焊枪与变形机构间距。

9.根据权利要求1所述的一种钛合金电弧变形复合增材制造运动补偿方法，其特征在于：所述步骤4中气氛保护箱工作氧浓度低于50ppm。

10.根据权利要求1所述的一种钛合金电弧变形复合增材制造运动补偿方法，其特征在于：所述步骤5中焊枪与变形机构运动速度调整范围为0-50mm/s。