文档介绍：焊接熔敷快速成形技术
焊接熔敷快速成形技术的定义及机理
定义:
采用现有的各种成熟的焊接技术、焊接设备及工艺方法,用逐层堆焊的方法制造出全部由焊缝金属组成的零件,也称熔化成型或全焊缝金属零件制造技术。
机理:
焊接熔敷快速成形技术作为快速成形技术的一种新工艺,其基本原理与传统的快速成形方法相同,即按照离散/堆积的加工原理,设计人员根据实体或所提供的三维数据通过CAD造型软件得到零件的曲面或实体模型,再将模型沿某一坐标方向按照一定的厚度进行分层切片处理,得到每层截面的一系列二维截面数据,然后由焊接电弧将焊丝或添加材料熔化,并沿着一定的路径堆积形成每一二维薄层的几何形状,通过层层堆积形成零件的三维实体。它与传统的焊接———材料与材料之间的连接不同,制造的零件全部由焊缝组成,所以也叫做全焊缝金属零件制造技术。
成形的基本步骤如下:
(1)CAD造型:首先在UG、Pro/E、AutoCAD等商用CAD软件平台上将设计思想转化为零件的CAD实体模型或表面模型,然后对模型进行近似处理,转化成以表面三角形逼近的STL格式文件输出。
(2)文件处理:STL格式文件输入快速成形的软件系统进行纠错及修复处理,重新生成以表面三角形逼近的实体模型。
(3)分层切片:沿焊接成形的高度方向,每隔一定间距,用切片处理软件从STL文件中“切出”设定厚度的一系列片层,以便提取加工截面的轮廓信息。
(4)路径规划:对零件每一层加工截面的轮廓信息进行处理,形成焊接熔敷时焊炬的运动轨迹。
(5)输入加工参数:输入焊接熔敷工艺参数,包括焊接电流、电弧电压、焊接速度等。
(6)生成焊接熔敷加工文件:根据路径规划和输入的加工参数生成焊接熔敷加工文件。
(7)零件加工:焊接熔敷加工文件输入机器人控制器或成形系统控制器,控制成形系统的工作,逐层进行焊接熔敷,直到所有的截面加工完毕生成三维实体原型或产品零件。
焊接熔敷快速成形技术的分类
焊接熔敷快速成形技术的分类主要是根据快速成形系统所使用的焊接熔敷工艺的不同来进行的,包括埋弧自动焊(SAW)、熔化极气体保护焊(GMAW)、非熔化极气体保护焊(GTAW)、等离子焊(PAW)、激光焊(LAW)、电子束焊(EBW)等。
焊接熔敷快速成形技术的优点
焊接熔敷快速成形技术的主要优点是:
(1)制造成本低:主要体现在焊接熔敷快速成形系统采用价格低廉的通用设备,因此设备投资少。此外,焊接熔敷成形的零部件产生的废料很少,焊接材料的80%都得到了利用。
(2)生产效率高:焊接熔敷快速成形零部件只需要少量的机械加工,对于高硬度、脆性大的材料来说就更节省加工工时。相对于传统的快速成形方法,焊接熔敷工艺是最高效的材料添加方式,因此可以大大地节省成形时间。
(3)制造形式灵活:零部件的形状、尺寸及重量几乎不受限制,既可以是任意形状的大型零部件,也可以是微细零部件。且可通过更换焊接填充材料实现零件的多材质复合构成,即零件的不同部位可由不同成分的材料构成。
(4)零件性能好:与整体铸锻件相比,焊接熔敷成形零件具有更好的机械、力学性能,体现在成形零件组织密实、冶金结合性能好、强度高、韧性好等方面。这主要是因为全焊缝金属零
件的化学成分均匀、纯度高,以及由于焊接过程的局部性和瞬时性使得焊缝金属的晶粒尺寸与铸锻件相比