一家专注流体压力成形技术
【作 者】何建斌;许燕;周建平;鲍阳
金属增材制造技术是增材制造技术的一个重要分支，也是未来制造业转型发展的主要方向[1-2]。目前，金属增材制造技术基于热源不同有激光增材制造、电子束增材制造和电弧增材制造等技术，而电弧增材制造技术凭借其成形效率高、设备成本低、制造形式灵活以及成形性能好等优点，正在成为一种重要的金属成形技术[[3-4]。其中，基于熔化极气体保护焊工艺的堆焊成形技术在三维成形领域得到了广泛的应用[5]。
为了提高堆焊成形零件的精度，就有必要研究单道成形工艺参数与焊道尺寸形貌的关系。单道焊道尺寸的主要评价指标有熔宽、余高等[6]，而影响焊道尺寸的工艺参数主要包括:焊接速度、送丝速度、电弧电压、焊丝十伸长、焊接角度、保护气种类及流量、基板材料和焊丝种类等。因此，如何综合考虑这些参数对堆焊尺寸的影响，选出影响较大且容易控制的因素，对堆焊成形零件精度有着重要的影响[7-8]。此外，在堆焊成形过程中，两道焊道之间的搭接距离决定了焊道搭接后的平整度，若是欠搭接状态，焊道间便容易产生波谷，尤其在多道堆焊过程中会导致成形件内部出现未熔合区域，零件的性能因此受到影响;而如果是过搭接状态，成形表面会隆起，也会使最终零件的尺寸精度下降[9]。
本文通过正交试验方法研究了堆焊过程中主要工艺参数对焊道尺寸形状的影响，利用极差分析探究各因素对堆焊焊道熔宽、余高的影响大小，得到最优工艺参数组合，并在此基础上建立对应堆焊焊道的搭接模型，通过公式计算得出两道焊道间的最佳搭接距离，以期为堆焊成形零件工艺参数和搭接量的选择提供参考。
【结 论】
（1）采用正交试验的极差分析法，优化了堆焊成形的工艺参数，即最优参数为焊接速度4 mm/s ,送丝速度80 mm/s，焊接电压20 V。对成形熔宽影响显著度大小为:焊接速度>焊接电压>送丝速度。而对于成形余高，影响显著度大小为:送丝速度>焊接速度>焊接电压。
（2）建立了堆焊焊道搭接量模型，分析了焊道尺寸和相邻焊道间最仕搭接量的关系，通过试验验证了该模型的可靠性。
以下是正文：
