三维焊接成型.ppt

1、a，1，3d焊接成型，演示者：刘松，团队成员：流动瓶，有名镇，露天鹏，茅台烟，宁宜，a，2，演示者内容，开发基本原理和特定五个阶段主要技术优缺点及解决方案应用和展望，a， 作为快速成型技术的一种三维成型焊接快速制造技术，将焊接方法与计算机辅助设计相结合，使用计算机辅助设计提供的实体三维数据控制焊接设备，使用分层扫描和分层表面处理方法制作零件。 这与一般焊接材料和材料之间的连接不同，成型焊接制造的零件点均由焊接组成，因此也称为全焊接金属零件制造技术。其成型过程基于：CAD建模、模型逼近、层切面处理、焊接设备、3d产品、a、8、特定阶段、(1)设计者在计算机上创建产品的3d CAD实体模型或曲面模

2、型。(2)近似三维CAD实体或曲面模型，并将其转换为STL文件格式。(3)在3d CAD模型中，沿焊接成型高度方向等间隔，透过切削加工截面的轮廓资讯，从STL档案中切削一系列切片图层(使用切片处理软体设定厚度)。(4)为控制焊接设备操作，在成型系统自动焊接设备中输入切片信息。(5)分层表面处理，最终成型零件。a、9、5项关键技术；快速成型软件：当前常用的切片算法是将3d模型转换为STL格式文件并处理切片。成型过程的变形控制：熔接成型使用分层表面处理方法建立零件，不可避免地产生导致零件翘曲变形的残余应力、内部应力。焊缝热应力引起的残余应力的生成与焊缝填充速度和焊缝冷却速度有关。或者，使用预热和层

3、间温度控制消除焊接中的残余应力。优化焊接工艺：焊接成型焊接工艺是单边焊接，必须根据零件大小在不同位置定量控制熔化金属总量的精确位置执行金属的包层。熔化金属时，熔体的几何尺寸、滴过渡速度和滴温度会影响成型零件的几何精度。目前常用的解决方案采用脉冲一滴控制技术，准确选择脉冲发生时间和脉冲电流大小。累计路径：累计路径是影响零件成型精度的原因之一，同时累计路径和累计过程的传热影响零件的焊接变形，因此应选择合理的累计路径。同时，为了确保路径规划中零件的密度，每个堆叠线之间必须存在一些重叠，并选取适当的重叠宽度、堆叠吴宣仪宽度。保护气氛：焊接成型时温度高，成型后部分温度仍然高，暴露在空气中时金属表面会氧化

4、，形成氧化皮。之后，在反应池周围使用保护气体，对熔化的成型部分应用气体保护，对成型零件分层，使熔覆层的融合不受干扰。因此，必须使用适当的气体保护气体，以应对熔化的池周围、某些熔化的成型部分。a，10，优点，1)可以依靠计算机技术和焊接技术直接从CAD模型中制造金属零件，零件的外观几乎不受限制，不需要传统制造方法要求的各种工装模具和加工设备，从而大大降低了制造成本并缩短了加工周期。(2)设计者能及时发现设计和生产中存在的缺陷和错误，在很短的时间内改进，优化设计，提高产品质量。(3)生产复杂的形状、单件或小批量配件时，具有快速成本对比的优点，有利于产品的更换，适应快速变化的市场需求。(4)三维成型

5、焊接零件与整体铸造锻件相比，化学成分均匀，材料颗粒大小小，机械特性好，整体质量好。如果需要，可以在零件的各个部分选择不同的材料，例如在零件的底部选择不锈钢，在顶部选择铝合金。(5)复杂形态的金属模具可以根据设计要求直接制造，这是模具制造领域的主要革新。该技术具有这样的优点，制造业的用途非常广泛，现在用于汽车、航空航天、雕刻艺术等应用，用于制造单一、少量复杂形状的零件、模具和艺术品。a，11，缺点和解决方法，缺点：焊接成形是类似于熔融沉积成形的直接制造金属零件工艺，不同之处在于使用通过焊接rap熔化和转换金属的焊接工艺。但是，材料的积累是以液态金属转换方式进行的，由于在积累过程中存在液态金属池，

6、因此很难控制零件的边形状和零件的精度。使用分层表面处理方法制造零件不可避免地会导致零件中的焊接缺陷，例如气孔、融合释放和残余应力。解决方案：通过预热和层间温度调节措施，可以消除气孔。德国Thyssen公司使用成型焊接方法ASTMA508C13制造钢容器外壳，用水平气体加热喷枪预热，用水平喷射或射流调节预热和层间温度，取得了良好效果。成型熔接零件焊道与焊点之间的不熔是影响建立斜结构时更常见的成型熔接零件品质的重要因素。较大的焊接规格可以使焊道容易熔合，但会出现焊金属流动的现象，使用适当的焊接规格可以控制这种缺陷的产生。一般成型焊接使用焊接机器人的灵活生产装置，因此更容易及时调整焊接规格。残余应力

7、由焊缝热应力引起，热应力与焊缝填充速度和焊缝冷却速度有关。根据不同焊接方法的需要，可以相应地选择焊接电压、电流和送丝速度之间的匹配关系，以减少零件残余应力的发生。焊接后消除整个成型零件的应力热处理也是必须的措施。成型焊接零件残余应力的产生机理及控制方法仍是有待深入研究的课题。a，12，应用，德国汉堡的Blohm-Voss是Thyssen的子公司，1980年用伏击自动焊接制造了重型72T中空实验容器。生产过程在壁厚25mm的管上逐层开始表面处理，最终等于ASTM A508C13钢的容器外壳，长度为6000mm，外径为1840mm，内径为1136mm，材料为10MnMoNi55 55。在焊接过程中

8、，四头埋弧焊设备、线材直径4mm、700mm/min、焊道沿管壁螺旋，每个线圈使用一半焊道宽度、轴向14mm/环、预热和层间温度220 ，以确保氢气逸出。预热由水平气体加热喷枪实现，用水平喷射或射流调节焊前预热和层间温度。焊接设备需要完整焊接长度为200公里，连续6周焊接完成的良好长期工作稳定性。薄壳后总应力热处理。Babcock-Wilcox使用熔惰性气体保护焊和等离子熔极气体保护焊方法制造奥氏体不锈钢和其他合金部件。a，13，展望，三维焊接成型技术是一种非常实用、制造成本低的直接、快速的金属零件制造方法。焊接成型有多种精密的焊接工艺，成型零件与整体铸造锻件相比化学成分均匀，材料颗粒尺寸小，机械特性好，整体质量好。如果需要，可以使用其他材料成型模具零件。焊接成型比使用焊接弧作为能量熔化导线，使用激光作为能量的其他金属成型工艺成本更低。焊接成型技术还有很多挑战要解决，但