CN105904070B - 一种等离子弧填丝增材制造钛合金结构的方法 - Google Patents
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Abstract
一种等离子弧填丝增材制造钛合金结构的方法，属于3D打印技术领域。首先选择钛合金基板；而后选择所需的焊丝直径1.0mm～1.6mm；确定等离子弧喷嘴﹑钛合金基板与焊丝之间的相对位置，等离子弧喷嘴和钛合金基板间距范围：2mm～4mm，等离子弧喷嘴和焊丝间距范围：0.5mm～2mm，钛合金基板和焊丝间距范围：1.5mm～3mm；钨极内缩量范围：4mm～5mm；等离子弧电流范围：140A～180A；送丝速度与等离子弧移动速度比范围：1.0～2.0；单层提升量与焊丝直径比范围：0.6～1.5。本发明热输入量较小，成形过程易于控制，利于抑制裂纹和气孔缺陷产生，工艺装备简单。
Description
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，特别是涉及一种等离子弧填丝增材制造钛合金结构的方法。
背景技术
钛合金热强度高、比强度高、耐蚀能力强，已广泛应用于航空航天业的零部件结构中。然而钛合金易氧化和脆化，直接成形过程易产生气孔、裂纹等缺陷。为获得复杂的钛合金结构，需采用增材制造方法实现钛合金结构的直接成形制造。
目前可用于钛合金增材制造的方法包括：激光增材制造和电子束增材制造。其中激光增材制造过程中由于激光能量输出较大，使得热输入量增大，不利于控制气孔和裂纹缺陷，且易氧化；而电子束增材制造过程需要真空室，对设备的要求较高，经济性较差。而等离子弧填丝增材制造具有热输入量不大、设备要求不高的特点，对于保证钛合金结构质量和提高经济性具有重要意义。
发明内容
针对上述存在的技术问题，为了解决钛合金结构增材制造中存在的热输入量较大﹑易生裂纹和气孔等问题，本发明提供一种等离子弧填丝增材制造钛合金结构的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种等离子弧填丝增材制造钛合金结构的方法，包括以下步骤：
A、选择钛合金基板，表面进行去除氧化膜处理；
B、选择所需的焊丝直径范围为：1.0 mm～1.6 mm；
C、确定等离子弧喷嘴﹑钛合金基板与焊丝之间的相对位置，所述的等离子弧喷嘴和钛合金基板间距a范围：2 mm～4 mm，所述的等离子弧喷嘴和焊丝间距b范围：0.5 mm～2mm，所述的钛合金基板和焊丝间距c范围：1.5 mm～3 mm；
D、根据所需的焊丝直径确定成形参数：钨极内缩量范围：4 mm～5 mm；等离子弧电流范围：140 A～180 A；送丝速度与等离子弧移动速度比范围：1.0～2.0；单层提升量与焊丝直径比范围：0.6～1.5。
本发明的有益效果为：
1.本发明热输入量较小，成形过程易于控制，有利于抑制裂纹和气孔缺陷产生，提高钛合金结构成形质量。
2.本发明工艺装备简单，提高了成形过程的经济性，有利于实现钛合金结构的增材制造成形。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1.钛合金基板， 2.焊丝，3.等离子弧喷嘴，a.离子弧喷嘴和钛合金基板间距，b.等离子弧喷嘴和焊丝间距,c.钛合金基板和焊丝间距。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例1：如图1所示，选择TC4钛合金基板1为例，选择焊丝2直径1.2 mm，等离子弧喷嘴和钛合金基板间距a为2.5 mm，等离子弧喷嘴和焊丝间距b为1.0 mm，钛合金基板和焊丝间距c为1.5mm；钨极内缩量4 mm；等离子弧电流140 A；送丝速度与等离子弧移动速度比1.5，送丝速度300 mm/min；单层提升量与焊丝直径比为1.0。成形前去除钛合金基板1表面氧化膜。通过各参数的合理匹配，成形过程稳定，缺陷得到抑制，成形的钛合金结构成形质量良好。
实施例2：本例与实施例1不同的是：本例选择TC4钛合金基板1为例，选择焊丝2直径1.6 mm，等离子弧喷嘴和钛合金基板间距a为3.5 mm，等离子弧喷嘴和焊丝间距b为1.5mm，钛合金基板和焊丝间距c为2 mm；钨极内缩量5 mm；等离子弧电流180 A；送丝速度与等离子弧移动速度比1.0，送丝速度350 mm/min；单层提升量与焊丝直径比为1.2。
实施例3：本例与实施例1不同的是：本例选择焊丝2直径1.0 mm，等离子弧喷嘴和钛合金基板间距a为2 mm，等离子弧喷嘴和焊丝间距b为0.5 mm，钛合金基板和焊丝间距c为2.5mm；钨极内缩量4.5mm；等离子弧电流140 A；送丝速度与等离子弧移动速度比2.0，送丝速度350 mm/min；单层提升量与焊丝直径比为0.6。
实施例4：本例与实施例1不同的是：本例选择焊丝2直径1.5 mm，等离子弧喷嘴和钛合金基板间距a为4 mm，等离子弧喷嘴和焊丝间距b为2 mm，钛合金基板和焊丝间距c为3mm；钨极内缩量5 mm；等离子弧电流180 A；送丝速度与等离子弧移动速度比1.0，送丝速度350 mm/min；单层提升量与焊丝直径比为1.2。
以上所述实例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种等离子弧填丝增材制造钛合金结构的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、选择钛合金基板，表面进行去除氧化膜处理；
B、选择所需的焊丝直径范围为：1.2 mm～1.6 mm；
C、确定等离子弧喷嘴﹑钛合金基板与焊丝之间的相对位置，所述的等离子弧喷嘴和钛合金基板间距a范围：2 mm～2.5mm，所述的等离子弧喷嘴和焊丝间距b范围：0.5 mm～2 mm，所述的钛合金基板和焊丝间距c范围：1.5 mm～3 mm；
D、根据所需的焊丝直径确定成形参数：钨极内缩量范围：4 mm～5 mm；等离子弧电流范围：140 A～180 A；送丝速度与等离子弧移动速度比范围：1.0～2.0；单层提升量与焊丝直径比范围：0.6～1.2。
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