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申请/专利权人：北京工业大学

摘要：一种扫描激光辅助整形熔池的MIG电弧双丝低热输入增材制造方法，属于增材制造领域。本发明采用MIG电弧作为主热源熔化丝材并形成熔池，同时辅助冷丝，提高沉积效率，降低热输入；采用扫描激光作为控制热源，对熔池形貌、尺寸进行动态整形，实现成形宽度的精确控制，提高成形精度，最终实现高沉积效率、高性能、高精度增材制造。

主权项：1.一种扫描激光辅助整形熔池的MIG电弧双丝低热输入增材制造装置，其特征在于，包括：扫描振镜1、焊枪3、MIG焊丝4、冷丝9、基板11、数控运动机构12、激光器13、扫描振镜控制器14、上位机控制器15、PLC控制器16、MIG电源17和送丝机18；其中：上位机控制器15与PLC控制器16电连接，用于传输电弧电流、MIG焊丝送丝速度、起弧收弧、冷丝送丝速度、送丝开始停止信号；上位机控制器15与扫描振镜控制器14电连接，用于传输激光功率、激光触发停止、激光扫描幅度、扫描速度、扫描开始停止信号；上位机控制器15与数控运动机构12电连接，用于传输运动速度、运动开始停止信号；PLC控制器16与扫描振镜控制器14电连接，用于传输扫描开始停止信号；PLC控制器16与MIG电源17电连接，用于传输电弧电流、MIG焊丝送丝速度、起弧收弧信号；PLC控制器16与送丝机18电连接用于传输冷丝送丝速度、送丝开始停止信号；扫描振镜控制器14与扫描振镜1电连接，用于传输激光扫描幅度、扫描速度、扫描开始停止信号；扫描振镜控制器14与激光器13电连接，用于传输激光功率、激光触发停止信号；激光器13与扫描振镜1通过光纤线缆相连接，用于传输激光；MIG电源17正极与焊枪3相连接，MIG电源17负极与基板11相连接；冷丝9与送丝机18进行匹配连接；基板11位于数控运动机构12上，由数控运动机构12带动基板11运动；装置位置关系：扫描振镜1、焊枪3和送丝机18中对应的用于对冷丝9送丝的送丝嘴分别通过支架固定于数控运动机构12的z轴平台上；其中，扫描振镜1位于基板11上熔池正上方一定距离Ds，Ds根据所需激光束直径确定，Ds为200～300mm；焊枪3位于扫描振镜1前方且与水平面呈一定夹角α，α为30～70°；冷丝9可选择侧向送进或前向送进，当采用侧向送丝，送丝嘴位于MIG焊枪侧面，与水平面夹角为5～70°；当采用前向送丝；送丝嘴位于焊枪3前方且与水平面呈一定夹角β，β为5～45°，β应小于α，或冷丝根据实际情况可选择不添加，此时激光、焊枪3中的MIG焊丝4、送丝嘴位于同一竖直面上；激光功率为500～8000W，激光束直径DL为0.5～5mm；激光扫描幅度Wz为2～30mm，激光扫描速度Vz为100～2000mms，激光束中心与电弧中心之间的距离Dm，DL-DA2DmDL+DA2，DA为电弧直径；电弧电流为50～400A，MIG焊丝形状为圆丝，MIG焊丝直径为0.6～2.0mm，MIG焊丝送丝速度为0.5～20mmin；冷丝形状为圆丝或带状，圆丝直径为0.6～2.0mm，带状丝宽度为0.5～2mm，厚度为0.2～0.5mm，冷丝送丝速度为0.5～10mmin；保护气成分为99.99％纯氩气体，保护气流量为10～25Lmin；扫描激光采用离焦方式作用于电弧后部一定距离Dm的熔池表面，沿熔池宽度方向以一定的扫描幅度Wz和扫描速度Vz进行往复扫描，通过改变熔池流动状态对熔池形貌、尺寸进行动态整形，获得目标成形宽度Wa，Wa＝Wz+DL，Wz为激光扫描幅度，DL为激光束直径；电弧和扫描激光随数控运动机构沿x轴方向运动至沉积层结束；进入下一沉积层，将扫描振镜、MIG焊枪和冷丝送丝嘴沿z轴方向向上移动一个沉积层高度的距离，重复上述过程，直至最后一层，完成扫描激光辅助整形熔池的MIG电弧双丝低热输入增材制造。

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