一家专注流体压力成形技术
【作 者】范剑超;霍玉双;樊海卫
【前 言】
增材制造技术起源于2０世纪８０年代，是一种利用三维模型数据加工各种结构和复杂几何形状的技术，也称为３Ｄ打印技术[１]。 金属增材制造技术是以金属为原材料的增材制造技术，主要分为电弧增材制造、激光增材制造以及电子束增材制造３种[２-３]。 有些产品由于材料熔点高，难以加工且无法采用铸造、模具浇铸等方法生产，可以采用增材制造技术直接生产，而不需要模具。 相对于减材制造技术而言，增材制造技术具有节约原材料、生产时间短、成本低、 灵活性好等优点[４]。 电弧增材制造(Ｗｉｒｅ ａｎｄ Ａｒｃ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ， ＷＡＡＭ) 技术是一种以焊丝为原材料，利用逐层累加原理的增材制造技术，是当前研究热点之一[５]。
２０ 世纪 ９０ 年代，电弧增材制造技术才体现出自身优势，相比于激光、电子束，其具有制造成本低、成形效率高等优点[６]。 ＷＡＡＭ 是 利 用 钨 极 惰 性 气 体 保 护 焊(Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ Ｗｅｌｄｉｎｇ， ＴＩＧ)、熔化极惰性气体保护焊(Ｍｅｌｔ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ Ｗｅｌｄｉｎｇ， ＭＩＧ)、二氧化碳气体保护焊(Ｇａｓ Ｍｅｔａｌ Ａｒｃ Ｗｅｌｄｉｎｇ，ＧＭＡＷ)、等离子弧焊(Ｐｌａｓｍａ Ａｒｃ Ｗｅｌｄｉｎｇ，ＰＡＷ)、冷金属过渡焊(Ｃｏｌｄ Ｍｅｔａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ， ＣＭＴ) 和 埋 弧 焊 ( Ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ
Ａｒｃ Ｗｅｌｄｉｎｇ，ＳＡＷ) 等焊接技术逐层熔覆堆积制造产品，成形件是由全焊道构成，具有致密度高、化学成分均匀的优点[７-８]。
虽然近年来电弧增材制造技术得到了快速发展，但是仍存在成形精度低、表面成形质量差、成形不稳定等问题，工艺参数是造成这些问题的主要原因。 但目前，对于碳钢焊丝电弧增材制造的全面工艺参数组合研究较少。文章研究了电弧增材制造工艺参数，通过分析不同工艺参数下成形件尺寸、成形质量，为电弧增材制造技术的推广和应用提供参考。
【结 论】
通过上述研究，得到以下结论:
(１) 基于碳钢焊丝电弧增材制造的最优工艺参数组合为焊接电流 １２０～１３０ Ａ、电弧电压 １８～２０ Ｖ、焊接速度 ５ ｍｍ / ｓ、干伸长 １５ ｍｍ、层间提升距离２ ｍｍ、层间停留时间 ６０ ｓ。
(２) 在电弧增材制造中，合理的层间停留时间为 ６０ ｓ，有助于减少层间的热量累积，从而减少金属流淌，避免焊道弯曲，提高成形质量。
(３) 相比于直焊方式，采用摆焊方式进行电弧增材制造能有效提升成形件的壁厚以及成形质量，有助于提高材料的利用率和生产效率。
以下是正文：
