摘要：电弧增材制造技术（Wire and Arc Additive Manufacture, WAAM）。是以电弧为载 能束，基于离散-堆积原理，采用逐层堆焊的方式制造金属实体构件。其主要应用目标是 对大尺寸复杂构件进行低成本、高效快速净成形。本文针对 MIG 增材制造技术，开展制 作、使用三维运动数控平台、利用开源软件实现三维实体模型的切片，将切片路径数据 导入数控平台。结合外部焊机控制，实现了不锈钢焊丝的电弧增材制造多层单道直线焊 缝以及多层单道曲线焊缝的成型。同时，观察增材制造式样微观组织，并进行硬度、拉 伸实验测试其力学性能。结果表明，不锈钢增材制造有外延生长特性的柱状晶。其硬度 方面有着良好的体现。在拉伸试验方面，成型件有着不弱于铸造件以及热轧件的力学性 能。

关键词 电弧增材制造技术  数控平台  微观组织  力学性能

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title  Development of Arc-making Material Manufacturing Device   Based on Numerical Control Platform                        

Abstract：Arc and Arc Additive Manufacture (WAAM)is a technology that use arc as the energy beam and layers of surfacing method to create metal solid components based on the principle of dispersion-accumulation. Its main application goal is to large-scale complex components for low-cost, efficient and rapid net forming. In this paper, we use the 3D motion numerical control platform to achieve the 3D solid model slices by using open source software, and introduce the slice path data into the numerical control platform. Combined with external welding control, stainless steel wire to achieve the production of multi-layer single-wire straight seam welding and multi-layer single-channel curve of the weld. At the same time，observe the microstructure of the material and run hardness and tensile text to examine its mechanical properties. The results show that the stainless steel additive manufacture product has columnar crystals with epitaxial growth characteristics. It has good hardness performance. In the tensile test, the mechanical properties of the product are as good as cast parts and hot rolled parts.

Keywords WAAM  CNC platform  Microstructure  Mechanical properties

目次

1     绪论… 1

1.1    电弧增材制造发展过程 1

1.2    电弧增材制造研究现状 2

1.2.1 电弧增材制造工艺的研究… 2

1.2.2    电弧增材制造检测与控制的研究 4

1.2.3    电弧增材制造组织性能研究 4

1.3     本课题的研究内容 5

2    试验材料及设备… 6

2.1    试验材料 6

2.2    3D  打印设备… 6

2.2.1    3D  打印设备分类… 6

2.2.2    3D  打印设备的组成 7

2.3     试验设备准备过程 8

2.3.1    步进电机 8

2.3.2    试验设备框架材料及结构… 9

2.4    试验设备组装 9

2.5    试验设备调试 10

2.6     试验用焊机… 11

2.7    微观组织分析及力学性能测试方法及设备 12

2.7.1    微观组织分析方法及设备…12

2.7.2    力学性能测试方法及设备… 12

3 试验设备的验证… 15

3.1 焊枪的安装… 15

3.2 试验过程 15

3.2.1 建模过程 16

3.2.2 切片过程 16

3.2.3 G  代码… 17

3.2.4 直线构件成型过程… 17

3.2.5 曲线构件成型过程 20

3.3 本章小结 23

4 试验结果的微观组织分析及力学性能测试 24

4.1 微观组织分析 24

4.2 硬度试验 26

4.3 拉伸试验 27