碳钢结构件自压缩电弧增材料制造方法

发布时间: 2022-12-01

基本信息

合作方式：技术转让

成果类型：发明专利

行业领域：

高端装备制造产业

成果介绍

本项目采用独立填丝配合自压缩电弧增材制造方法进行旋转件的分层堆敷成型，即送丝机构填充丝材，自压缩电弧作为热源熔化丝材进行堆敷成型，利用焊枪的垂直移动和变位机翻转及旋转运动合成堆敷路径，使变结构旋转件堆敷过程始终为垂直堆敷。每堆敷一层焊枪沿垂直方向移动固定高度，重复上述堆敷方式形成下一层圆环形堆敷层，如此往复循环，最终各圆环形堆敷层累积叠加形成具有特殊几何特征的碳钢结构件。

成果亮点

1、项目采用自压缩电弧增材制造方法对碳钢结构件进行直接成形，成型质量可达到或超过同成分材料的传统组合工艺制件水平，且电弧稳定性好、成形精度更高；采用自压缩电弧能量集中、堆敷效率高，从而避免成形件过热的同时，实现高精度高效的碳钢结构件的增材制造。 2、该方法无需采用激光或真空室，结构件制造设备成本低； 3、焊接成形结构件的化学成分均匀，晶粒尺寸细小，机械性能好； 4、采用变位机和焊枪移动组合形成堆敷轨迹，焊枪位置固定，堆敷为定点堆敷，堆敷成型过程稳定可控。

团队介绍

该科技成果领头人具有教授职称，已发表相关国际论文80余篇，属于高精尖人才；研发团队人数7人，高级人员占比90%以上，经验丰富，分工明确。团队核心成员：王克鸿，教授，主要从事异种材料焊接机理与新方法、受控电弧增材、材料加工智能控制等方面的研究工作，军科委前沿创新重大项目“首席科学家”、江苏省“333工程”第一层次“首席科学家”；江苏省“青蓝工程”创新团队负责人、省第二届十大杰出专利发明人；国防科技工业工艺创新团队先进集体负责人、首次揭示异种金属无熔深界面反应层结合机理、发明熔敷焊系列方法，首创熔敷焊接过程智能控制方法，研制首条大口径智能无槽导带焊接生产线，解决了行业长期存在的设计和工艺瓶颈，首次实现大口径智能产品的批量生产获得国家发明二等奖；发表文章80余篇，被SCI、EI收录60余篇。

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”濮阳国防产业科技服务团 (中国兵工学会) 评价时间：2022-12-06

邵亚

国研科教工程技术研究院（北京）有限公司

院长

综合评价

该成果由采用独立填丝配合自压缩电弧增材制造方法进行旋转件的分层堆敷成型，最终各圆环形堆敷层累积叠加形成具有特殊几何特征的碳钢结构件。对传统热加工行业有一定的引领性作用，技术创新性很强，且技术成熟，投资回报比较可靠。主要运用在铸造、机械加工、传统热加工领域。成型精度高、材料利用率高，制造工序精简、金属沉积速度快、生产效率高，项目技术思路方向很好，未来市场空间大，有利于当前政策要求，转化成熟度很高，值得支持推广。建议强化相应产品开发，加大产业链开发力度。

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