【摘 要】
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CMT(Cold Metal Transfer)焊接3D成型是基于冷金属过渡焊的电弧增材制造技术,利用电弧作为热源,以焊丝熔化后形成的焊道为增材材料,按照一定的路径,不断分层叠加的方式来实现
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CMT(Cold Metal Transfer)焊接3D成型是基于冷金属过渡焊的电弧增材制造技术,利用电弧作为热源,以焊丝熔化后形成的焊道为增材材料,按照一定的路径,不断分层叠加的方式来实现特种零件的快速加工技术。3D成型技术的特点主要包括节约加工材料、生产方式灵活、受制约少,而且产品或工件的生产周期非常短,在时间成本和物料成本上都有很大的节约空间,并且能够在产品外形方面做到灵活多变。在3D成型系统中,设计了三维移动机构,能够带动CMT焊枪在水平面上和纵向上移动,设计满足3D成型工艺要求的控制系统。3D成型系统的焊枪位置误差不超过0.1mm,时间误差不超过0.1s。选择热输入低、焊接过程稳定的CMT冷金属过渡焊接作为3D成型焊接方法,并研究焊接电流、焊接速度和焊接电压等焊接参数对焊道形状的影响。研究层间温度、焊接方向和焊接电流对3D焊接工艺成型中焊道形状和尺寸精度的影响。3D成型工艺精度指标为多层焊道叠加后焊道侧表面的粗糙度和顶层焊道平整度。通过对3D成型试件的力学性能试验发现垂直焊道方向的试件强度和韧性都比平行焊道试件的指标低,焊道层间是3D成型试件的薄弱环节。选择合适的焊接工艺参数能有效的提高3D试件的力学性能。焊接工艺参数对焊道的组织也有很大的影响,焊接线能量很大时,焊道的熔化金属高温停留时间长,冷却速度低,焊道容易形成粗大的柱状晶组织,导致试件的力学性能变差。选择合适的焊接电流和焊接速度,控制合理的焊道层间温度能够在焊道中获得晶粒细小的等轴晶组织,使得3D成型构件满足工艺设计要求。
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