基于極坐標系的金屬堆焊成型平臺研制與成型工藝研究.pdf

1、隨著快速成形技術RP（Rapid Prototyping）不斷發(fā)展，RP技術被廣泛應用于金屬零件的直接成型，使金屬快速成型技術成為快速制造技術研究和應用的熱點。目前大部分以激光為熱源的金屬快速成型技術成型精度高，但成型系統(tǒng)的成本較高。而采用電弧為熱源的堆焊成形技術具有成本低、成型零件的致密度高、零件內部組織均勻且力學性能好等特點，因此在模具和快速制造領域有很大的應用前景。本文建立了基于極坐標系的金屬堆焊成型系統(tǒng)，以GMAW弧作為熱源，以

2、ER50-6作為填充材料，結合極坐標插補方式以提高復雜曲面零件的成型精度，實現(xiàn)了致密金屬零件的堆焊成型，對成型過程中影響成型質量的因素進行了研究。
　　通過對現(xiàn)有堆焊成型系統(tǒng)的分析，自行設計了基于極坐標系的金屬堆焊成型平臺，主要包括焊接電源、主軸、焊槍調節(jié)機構、焊槍、成型平臺以及控制系統(tǒng)。該平臺采用極坐標的方式進行填充，能夠實現(xiàn)平面內的極坐標插補。
　　在堆焊成型平臺上進行大量實驗，研究了堆焊成型過程中影響單道焊縫成型質量的

3、因素；通過正交實驗探索了焊接電流、送絲速度和焊接速度對單道焊縫尺寸的影響規(guī)律，選取“寬高比”作為焊縫尺寸的評價指標；分析了成型過程中焊槍與成型平臺之間的角度關系，保證了成型軌跡的連續(xù)光滑，有效避免了干涉等缺陷的產生。
　　通過建立了相鄰焊縫搭接模型，探索了堆焊成型過程中相鄰焊縫之間的搭接關系，并利用實驗確定了單道多層以及多道多層堆焊成型過程中不同工藝參數(shù)下的搭接量；分析了單道多層堆焊成型過程產生缺陷的原因，并針對存在的缺陷提出了解