基于極坐標(biāo)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(shù)RP（Rapid Prototyping）不斷發(fā)展，RP技術(shù)被廣泛應(yīng)用于金屬零件的直接成型，使金屬快速成型技術(shù)成為快速制造技術(shù)研究和應(yīng)用的熱點。目前大部分以激光為熱源的金屬快速成型技術(shù)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(shù)具有成本低、成型零件的致密度高、零件內(nèi)部組織均勻且力學(xué)性能好等特點，因此在模具和快速制造領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。本文建立了基于極坐標(biāo)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(jié)合極坐標(biāo)插補方式以提高復(fù)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(zhì)量的因素進(jìn)行了研究。
　　通過對現(xiàn)有堆焊成型系統(tǒng)的分析，自行設(shè)計了基于極坐標(biāo)系的金屬堆焊成型平臺，主要包括焊接電源、主軸、焊槍調(diào)節(jié)機構(gòu)、焊槍、成型平臺以及控制系統(tǒng)。該平臺采用極坐標(biāo)的方式進(jìn)行填充，能夠?qū)崿F(xiàn)平面內(nèi)的極坐標(biāo)插補。
　　在堆焊成型平臺上進(jìn)行大量實驗，研究了堆焊成型過程中影響單道焊縫成型質(zhì)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(biāo)；分析了成型過程中焊槍與成型平臺之間的角度關(guān)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(chǎn)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(guān)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(chǎn)生缺陷的原因，并針對存在的缺陷提出了解