[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

摘要

本发明公开了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，属于金属化合物制成领域。本发明的装置由一个等离子电源、等离子焊枪、双丝机构、分流模块及控制系统等组成。增材时，开启等离子电源，引燃等离子弧，两根异种金属焊丝同步送到电弧中心，通过调节两根丝材的熔合比来控制金属间化合物的组成。本发明通过电弧增材制造直接生产金属间化合物结构件，可精确控制金属间化合物成分，降低其制造成本，提高增材效率和成形精度，改善结构件性能，是一种高效率、低成本的制备金属间化合物新技术。

主权项

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。