焊接快速成形技术的发展现状

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1、·１１４·材料导报Ａ：综述篇２０１５年６月（上）第２９卷第６期焊接快速成形技术的发展现状徐辉丽，陈希章，徐桂芳，桑静（江苏大学材料科学与工程学院，镇江２１２０１３）摘要焊接快速成形技术是近几十年才发展起来的新型制造技术，具有高灵活性、低成本和高生产效率等优点，在军事、医疗、交通、教育等许多行业都得到了广泛应用。简单介绍了焊接快速成形技术的原理及特点，概述了以钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、等离子弧焊、激光焊、电子束焊为基础的焊接快速成形技术国内外的发展现状，指出了焊接快速成形技术在发展中存在的问题，并就关于成形精度、成形性能、

2、成形材料的问题进行了分析。关键词焊接快速成形增材制造中图分类号：ＴＧ４７文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．１１８９６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－０２３Ｘ．２０１５．０１１．０２０ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＷｅｌｄｉｎｇ－ｂａｓｅｄＲａｐｉｄＰｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＸＵＨｕｉｌｉ，ＣＨＥＮＸｉｚｈａｎｇ，ＸＵＧｕｉｆａｎｇ，ＳＡＮＧＪｉｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２０１３）ＡｂｓｔｒａｃｔＷｅｌｄｉｎｇ－

3、ｂａｓｅｄｒａｐｉｄｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇｉｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｒｅｃｅｎｔｄｅｃ－ａｄｅｓ．Ｉｔｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｍａｎｙｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｓｕｃｈａｓｍｉｌｉｔａｒｙ，ｍｅｄｉｃａｌ，ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｎｄｅｄｕｃａｔｉｏｎｄｕｅｔｏｔｈｅｈｉｇｈｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ，ｌｏｗｃｏｓｔａｎｄｈｉｇｈｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ

4、ａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇ－ｂａｓｅｄｒａｐｉｄｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ，ａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｔｕｓａｔｈｏｍｅａｎｄｂｒｏａｄｏｆｔｈｅｒａｐｉｄｐｒｏｔｏ－ｔｙｐｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｔｕｎｇｓｔｅｎａｒｇｏｎａｒｃｗｅｌｄｉｎｇ，ｇａｓｍｅｔａｌａｒｃｗｅｌｄｉｎｇ，ｐｌａｓｍａａｒｃｗｅｌｄｉｎｇ，ｌａｓｅｒｗｅｌｄｉｎｇａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍｗｅｌｄｉｎｇ．Ｉｔａｌｓｏｐｏｉｎｔｓｏｕｔｔｈｅｍａｉｎｐｒｏｂｌｅｍｓｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔ

5、ｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｗｅｌｄｉｎｇ－ｂａｓｅｄｒａｐｉｄｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｆｏｒｍｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙａｎｄｆｏｒｍｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｗｅｌｄｉｎｇ，ｒａｐｉｄｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ，ａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ中，前３种技术一般只用于非金属材料，随着技术的不断发０引言展，也可用于金属的制造，但是仍然存在着组织致密性、尺寸快速成型技术（Ｒａｐｉｄｐｒｏｔｏｔ

6、ｙｐｉｎｇ，ＲＰ），也称“快速原型精确度、表面粗糙度、力学性能等方面的问题，需要后续一些制造技术”，首先基于计算机辅助设计软件得到的三维离散处理来达到某些要求。经研究发现，基于焊接的快速成形技化实体模型，并在成形机的控制下，将材料进行层层堆积，以术在一定程度上能够直接达到这些要求，大大减少了后续处降维手段直接生产样件或零件，与传统制造技术相反，属于理的工作量，在用于直接制造实际生产中的机械零件中，体增材制造技术。现出很大的优势。因此，基于焊接的快速成形技术引起了国快速成型技术是２０世纪８０年代后期发展起来的一种内外许多科研机

7、构的浓厚兴趣，并成为目前的一个研究热高新制造技术，主要用于非金属材料的成型制造，近年来，随点。着ＲＰ技术的逐渐成熟，该技术逐渐向快速成形技术（Ｒａｐｉｄ１焊接快速成形技术的原理与特点ｆｏｒｍｉｎｇ，ＲＦ）进行过渡，以达到实现功能金属零件直接成形的目的。目前，ＲＦ技术已经引起了国内外的高度重视，且各焊接快速成形技术首先通过计算机进行三维建模或三国政府也不断加大对这项技术研究的力度和支持，并在交维实体扫描得到模型，并选择在模型某一厚度方向进行分通、医疗、军事、教育等许多行业中都得到了广泛应用［１］。层，得到每一层的二维薄层面的数

8、据文件，成形机再依据每根据这项技术的不同特点，研究者对它的命名也不同，层的数据文件，按照预设的成形轨迹，通过不同的焊接方法如“增材制造技术”、“３Ｄ打印”、“添加层制造”、“实体自由制自下而上完成每一层的成形，最终逐层堆积成实体零件的制造”等。根据不同连接方式分类，主要有粘结、烧结、光固化