基于極坐標(biāo)系的金屬堆焊成型平臺(tái)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(diǎn)。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(diǎn)，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(bǔ)方式以提高復(fù)雜曲面零件的成型精度，實(shí)現(xiàn)了致密金屬零件的堆焊成型，對(duì)成型過(guò)程中影響成型質(zhì)量的因素進(jìn)行了研究。
　　通過(guò)對(duì)現(xiàn)有堆焊成型系統(tǒng)的分析，自行設(shè)計(jì)了基于極坐標(biāo)系的金屬堆焊成型平臺(tái)，主要包括焊接電源、主軸、焊槍調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、焊槍、成型平臺(tái)以及控制系統(tǒng)。該平臺(tái)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(bǔ)。
　　在堆焊成型平臺(tái)上進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)，研究了堆焊成型過(guò)程中影響單道焊縫成型質(zhì)量的

3、因素；通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)探索了焊接電流、送絲速度和焊接速度對(duì)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(píng)價(jià)指標(biāo)；分析了成型過(guò)程中焊槍與成型平臺(tái)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(guò)建立了相鄰焊縫搭接模型，探索了堆焊成型過(guò)程中相鄰焊縫之間的搭接關(guān)系，并利用實(shí)驗(yàn)確定了單道多層以及多道多層堆焊成型過(guò)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(guò)程產(chǎn)生缺陷的原因，并針對(duì)存在的缺陷提出了解