CN110802230A - 一种搭桥焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种搭桥焊接方法，包括：将基材加工出U字槽，所述U字槽的槽底为预设的水流道结构；用焊接材料搭桥，根据设计的路径规划，采用堆焊方式将焊接材料逐层搭接在U字槽的两端之间，使预设的水流道的上部形成液体无法溢出的封闭空间。本发明所提供的搭桥焊接方法，使得流体管道的表面均匀致密，不易产生细小的气孔和缩松，避免了传统方式中由于焊接面大而造成的缺陷，力学性能高，适用于各种内腔形状复杂的管道加工。

Description

一种搭桥焊接方法
技术领域
本发明涉及金属焊接技术领域，尤其涉及一种用于流体管道的搭桥焊接方法。
背景技术
现有的流体管道加工工艺是：先通过铸造或机械加工的办法将零件整体生产出来，但此时零件内部的水流通道还未考虑在内。之后将零件沿流体管道中间部分切割开，利用机械加工的办法将管道加工出来后再用焊接的方法将零件两部分结合，从而制造出所需要的零件。这种方法存在以下缺点：
1)工序繁杂，在铸造的过程中因为金属自身特点，容易出现较多的氧化物和缩松缩孔，严重影响零件的力学性能，并且铸造过程中能耗高，生产周期长。
2)机械加工后在将两部分零件焊接为一体时，焊接面大，会在焊缝区域产生晶粒粗大的热影响区，导致局部的力学性能降低，使得零件本身综合力学性能变差。
3)传统的激光加工管道内部通道的方法适用于直管，内部的水流通道也是直的，不能生产内腔形状复杂的水流通道，例如，管道内部的水流通道是弯曲的情况，因此，传统的加工方法在构造可能性上非常受限。
3D打印技术，是一种运用粉末状金属或者塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，基于这种3D技术，当其被运用在管道加工中，特别是运用于内腔形状复杂流体管道，可大大降低制造的复杂度。
发明内容
本发明的目的是提供一种搭桥焊接方法，通过3D打印实现了高精度的流体管道的制造。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种搭桥焊接方法，包括：
——将基材加工出U字槽，所述U字槽的槽底为预设的水流道结构；
——用焊接材料搭桥，根据设计的路径规划，采用堆焊方式将焊接材料逐层搭接在U字槽的两端之间，使预设的水流道的上部形成液体无法溢出的封闭空间。
优选地，所述搭桥焊接方法还包括：将搭接后的焊接材料的表面进行精加工，加工成平滑表面。
更优选地，所述搭桥焊接方法，在将焊接材料的表面加工成平滑表面后，还包括：采用退火工艺进行处理或无需进行退火处理。
优选地，所述焊接材料为焊丝或焊粉。
优选地，所述搭桥焊接基于LMD(激光熔化沉积)工艺，焊接的工艺参数为：激光功率为1200-3000W；扫描速度为10-20mm/s；送粉速率为10-20g/min；分层厚度为0.3-3mm，扫描间距为0.3-2mm。
优选地，所述水流道结构包括U字槽、V字槽、半圆槽、拱桥槽中的一种或几种。
更优选地，所述水流道结构为U字槽。
优选地，焊接后整体的拉伸强度为420-1800MPa。
优选地，所述焊接材料采用工具钢焊材，或采用锻造或铸造工具钢焊材。
在一种优选实施例中，以所述工具钢焊材的总重量为基准，按照重量比例，组分包括：
C：0.05-0.5％；
Si：0.1-1.0％；
Mn：0.5-1.5％；
P：0.01-0.05％；
S：0.001-0.01％；
Cr：5-12％；
Ni：0.01-0.05％；
Mo：3-7％；
Al：0.01-0.05％；
Co：0.001-0.005％；
Nb：0.1-0.5％；
Ti：0.02-0.1％；
V：0.01-0.03％；
W：0.01-0.02％；
Cu：0.01-0.06％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
更优选地，以所述工具钢焊材的总重量为基准，按照重量比例，组分包括：
C：0.08-0.35％；
Si：0.3-0.8％；
Mn：0.8-1.0％；
P：0.02-0.03％；
S：0.005-0.008％；
Cr：8-10％；
Ni：0.02-0.04％；
Mo：4-7％；
Al：0.02-0.04％；
Co：0.001-0.003％；
Nb：0.2-0.4％；
Ti：0.04-0.08％；
V：0.015-0.025％；
W：0.01-0.015％；
Cu：0.03-0.05％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
更优选地，以所述工具钢焊材的总重量为基准，按照重量比例，组分包括：
C：0.08-0.35％；
Si：0.5-0.55％；
Mn：0.8-0.9％；
P：0.02-0.03％；
S：0.006-0.008％；
Cr：8-9.5％；
Ni：0.02-0.025％；
Mo：4-6％；
Al：0.025-0.03％；
Co：0.001-0.002％；
Nb：0.25-0.3％；
Ti：0.07-0.08％；
V：0.018-0.020％；
W：0.012-0.013％；
Cu：0.04-0.045％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
在一种优选实施例中，以所述锻造或铸造工具钢焊材的总重量为基准，按照重量比例，组分包括：
C：0.1-1.0％；
Si：0.1-1.0％；
Mn：0.1-1.0％；
Cr：3-12％；
Mo：0.3-5.5％；
Nb：≤0.008％；
Ti：0.02-0.1％；
V：0.01-0.1％；
W：0.01-0.05％；
B：≤0.007％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
更优选地，以所述锻造或铸造工具钢焊材的总重量为基准，按照重量比例，组分包括：
C：0.2-0.8％；
Si：0.2-0.8％；
Mn：0.3-0.8％；
Cr：5-12％；
Mo：0.5-3％；
Nb：≤0.005％；
Ti：0.03-0.08％；
V：0.02-0.07％；
W：0.01-0.04％；
B：≤0.005％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
更优选地，以所述锻造或铸造工具钢焊材的总重量为基准，按照重量比例，组分包括：
C：0.25-0.75％；
Si：0.3-0.5％；
Mn：0.5-0.7％；
Cr：7-10％；
Mo：0.5-2.5％；
Nb：≤0.005％；
Ti：0.05-0.08％；
V：0.03-0.05％；
W：0.01-0.02％；
B：≤0.005％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)采用3D打印方法使得流体管道的表面均匀致密，不易产生细小的气孔和缩松，避免了传统方式中由于焊接面大而造成的缺陷，力学性能高，适用于各种内腔形状复杂的管道加工；
2)制造周期明显缩短，由于增材制造具有近终成型的特点，相比于传统工艺，后续加工量微乎其微；
3)本发明所提供的3D打印用的金属材料，具有较高的硬度，各部位的金属组织和机械性能更加均匀稳定，质量更易得到保证。
附图说明
图1是本申请搭桥焊接方法的流程框图。
具体实施方式
下面参照具体实施例，对本发明进行进一步说明。
参照附图1，本发明提供了一种搭桥焊接方法，包括如下步骤：
步骤S1：预先机将基材加工出U字槽，所述U字槽的槽底为预设的水流道结构；
步骤S2：用焊接材料搭桥，根据设计的路径规划，采用堆焊方式将焊接材料逐层搭接在U字槽的两端之间，使预设的水流道的上部形成液体无法溢出的封闭空间。
步骤S3：后机将搭接后的焊接材料的表面进行精加工，加工成平滑表面。
在一种优选实施例中，所述焊接材料为焊丝或焊粉。
上述搭桥焊接方法，步骤S3后，还包括：采用退火工艺进行处理或无需进行退火处理。
所述搭桥焊接基于LMD(激光熔化沉积)工艺，焊接的工艺参数为：激光功率为1200-3000W；扫描速度为10-20mm/s；送粉速率为10-20g/min；分层厚度为0.3-3mm，扫描间距为0.3-2mm。
在一种优选实施例中，所述水流道结构包括U字槽、V字槽、半圆槽、拱桥槽中的一种或几种。更优选地，所述水流道结构为U字槽。
上述搭桥焊接方法中，焊接后整体的拉伸强度为420-1800MPa。
应当指出的是，附图1中的加工方法仅为本发明主要的工艺步骤，省略了一些常规的辅助工艺步骤，本领域的技术人员根据实际情况可对本工艺步骤进行细微的调整或补充。
实施例Ⅰ
本实施例中，所述焊接材料采用工具钢焊材。所述搭桥焊接方法，包括如下步骤：
步骤A1：预先机将基材加工出U字槽，所述U字槽的槽底为U字槽水流道结构；
步骤A2：用工具钢焊材搭桥，根据设计的路径规划，采用堆焊方式将工具钢焊材逐层搭接在U字槽的两端之间，使U字槽水流道的上部形成液体无法溢出的封闭空间；
步骤A3：后机将搭接后的工具钢焊材的表面进行精加工，加工成平滑表面。
本实施例中，工具钢焊材为焊粉。
工具钢焊材包括C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、Al、Co、Nb、Ti、V、W、Cu，应当理解的是，工具钢焊材中也可以包含不可避免的杂质。具体而言，工具钢焊材各组分占工具钢焊材总重量的比例如下：
C：0.08％；
Si：0.5％；
Mn：0.8％；
P：0.02％；
S：0.008％；
Cr：8％；
Ni：0.025％；
Mo：4.5％；
Al：0.025％；
Co：0.002％；
Nb：0.3％；
Ti：0.07％；
V：0.015％；
W：0.013％；
Cu：0.04％。
实施例Ⅱ
本实施例中，所述焊接材料采用工具钢焊材。所述搭桥焊接方法，包括如下步骤：
步骤A1：预先机将基材加工出U字槽，所述U字槽的槽底为U字槽水流道结构；
步骤A2：用工具钢焊材搭桥，根据设计的路径规划，采用堆焊方式将工具钢焊材逐层搭接在U字槽的两端之间，使U字槽水流道的上部形成液体无法溢出的封闭空间；
步骤A3：后机将搭接后的工具钢焊材的表面进行精加工，加工成平滑表面。
本实施例中，工具钢焊材为焊粉。
工具钢焊材包括C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、Al、Co、Nb、Ti、V、W、Cu，应当理解的是，工具钢焊材中也可以包含不可避免的杂质。具体而言，工具钢焊材各组分占工具钢焊材总重量的比例如下：
C：0.15％；
Si：0.55％；
Mn：0.85％；
P：0.02％；
S：0.008％；
Cr：8.5％；
Ni：0.025％；
Mo：5.5％；
Al：0.03％；
Co：0.02％；
Nb：0.3％；
Ti：0.075％；
V：0.018％；
W：0.013％；
Cu：0.045％。
实施例Ⅲ
本实施例中，所述焊接材料采用工具钢焊材。所述搭桥焊接方法，包括如下步骤：
步骤A1：预先机将基材加工出U字槽，所述U字槽的槽底为U字槽水流道结构；
步骤A2：用工具钢焊材搭桥，根据设计的路径规划，采用堆焊方式将工具钢焊材逐层搭接在U字槽的两端之间，使U字槽水流道的上部形成液体无法溢出的封闭空间；
步骤A3：后机将搭接后的工具钢焊材的表面进行精加工，加工成平滑表面。
本实施例中，工具钢焊材为焊粉。
工具钢焊材包括C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、Al、Co、Nb、Ti、V、W、Cu等单质粉末。应当理解的是，粉末中也可以包含不可避免的杂质。具体而言，粉末各组分占工具钢焊材总重量的比例如下：
C：0.30％；
Si：0.55％；
Mn：0.85％；
P：0.02％；
S：0.007％；
Cr：9.5％；
Ni：0.022％；
Mo：6％；
Al：0.03％；
Co：0.02％；
Nb：0.3％；
Ti：0.08％；
V：0.018％；
W：0.012％；
Cu：0.042％。
本发明上述实施例Ⅰ～Ⅲ中，所述的工具钢焊材，在无回火和预热条件下，焊接后硬度如表1所示，其中，电流150A，电压22V。
表1，工具钢焊材的性能测试结果
Figure BDA0002260789550000091
Figure BDA0002260789550000101
实施例Ⅳ
本实施例中，所述焊接材料采用锻造或铸造工具钢焊材。所述搭桥焊接方法，包括如下步骤：
步骤B1：预先机将基材加工出U字槽，所述U字槽的槽底为U字槽水流道结构；
步骤B2：用锻造或铸造工具钢焊材搭桥，根据设计的路径规划，采用堆焊方式将锻造或铸造工具钢焊材逐层搭接在U字槽基材的两端之间，使U字槽水流道的上部形成液体无法溢出的封闭空间；
步骤B3：后机将搭接后的锻造或铸造工具钢焊材的表面进行精加工，加工成平滑表面。
本实施例中，锻造或铸造工具钢焊材为焊粉。
锻造或铸造工具钢焊材包括C、Si、Mn、Cr、Mo、Nb、Ti、V、W、B，应当理解的是，锻造或铸造工具钢焊材中也可以包含不可避免的杂质。具体而言，锻造或铸造工具钢焊材各组分占锻造或铸造工具钢焊材总重量的比例如下：
C：0.30％；
Si：0.50％；
Mn：0.65％；
Cr：7.5％；
Mo：0.5％；
Nb：≤0.005％；
Ti：0.07％；
V：0.04％；
W：0.02％；
B：≤0.005％。
实施例Ⅴ
本实施例中，所述焊接材料采用锻造或铸造工具钢焊材。所述搭桥焊接方法，包括如下步骤：
步骤B1：预先机将基材加工出U字槽，所述U字槽的槽底为U字槽水流道结构；
步骤B2：用锻造或铸造工具钢焊材搭桥，根据设计的路径规划，采用堆焊方式将锻造或铸造工具钢焊材逐层搭接在U字槽基材的两端之间，使U字槽水流道的上部形成液体无法溢出的封闭空间；
步骤B3：后机将搭接后的锻造或铸造工具钢焊材的表面进行精加工，加工成平滑表面。
本实施例中，锻造或铸造工具钢焊材为焊粉。
锻造或铸造工具钢焊材包括C、Si、Mn、Cr、Mo、Nb、Ti、V、W、B，应当理解的是，锻造或铸造工具钢焊材中也可以包含不可避免的杂质。具体而言，锻造或铸造工具钢焊材各组分占锻造或铸造工具钢焊材总重量的比例如下：
C：0.5％；
Si：0.6％；
Mn：0.1-1.0％；
Cr：3-12％；
Mo：0.3-5.5％；
Nb：≤0.008％；
Ti：0.02-0.1％；
V：0.01-0.1％；
W：0.01-0.05％；
B：≤0.007％。
实施例Ⅵ
本实施例中，所述焊接材料采用锻造或铸造工具钢焊材。所述搭桥焊接方法，包括如下步骤：
步骤B1：预先机将基材加工出U字槽，所述U字槽的槽底为U字槽水流道结构；
步骤B2：用锻造或铸造工具钢焊材搭桥，根据设计的路径规划，采用堆焊方式将锻造或铸造工具钢焊材逐层搭接在U字槽基材的两端之间，使U字槽水流道的上部形成液体无法溢出的封闭空间；
步骤B3：后机将搭接后的锻造或铸造工具钢焊材的表面进行精加工，加工成平滑表面。
本实施例中，锻造或铸造工具钢焊材为焊粉。锻造或铸造工具钢焊材包括C、Si、Mn、Cr、Mo、Nb、Ti、V、W、B等单质粉末。应当理解的是，粉末中也可以包含不可避免的杂质。具体而言，粉末各组分占锻造或铸造工具钢焊材总重量的比例如下：
C：0.1-1.0％；
Si：0.1-1.0％；
Mn：0.1-1.0％；
Cr：3-12％；
Mo：0.3-5.5％；
Nb：≤0.008％；
Ti：0.02-0.1％；
V：0.01-0.1％；
W：0.01-0.05％；
B：≤0.007％。
实施例Ⅶ
本实施例中，所述焊接材料采用锻造或铸造工具钢焊材。所述搭桥焊接方法，包括如下步骤：
步骤B1：预先机将基材加工出U字槽，所述U字槽的槽底为U字槽水流道结构；
步骤B2：用锻造或铸造工具钢焊材搭桥，根据设计的路径规划，采用堆焊方式将锻造或铸造工具钢焊材逐层搭接在U字槽基材的两端之间，使U字槽水流道的上部形成液体无法溢出的封闭空间；
步骤B3：后机将搭接后的锻造或铸造工具钢焊材的表面进行精加工，加工成平滑表面。
本实施例中，锻造或铸造工具钢焊材为焊粉。
锻造或铸造工具钢焊材包括C、Si、Mn、Cr、Mo、Nb、Ti、V、W，应当理解的是，锻造或铸造工具钢焊材中也可以包含不可避免的杂质。具体而言，锻造或铸造工具钢焊材各组分占锻造或铸造工具钢焊材总重量的比例如下：
C：0.5％；
Si：0.6％；
Mn：0.1-1.0％；
Cr：3-12％；
Mo：0.3-5.5％；
Nb：≤0.008％；
Ti：0.02-0.1％；
V：0.01-0.1％；
W：0.01-0.05％。
实施例Ⅷ
本实施例中，所述焊接材料采用锻造或铸造工具钢焊材。所述搭桥焊接方法，包括如下步骤：
步骤B1：预先机将基材加工出U字槽，所述U字槽的槽底为U字槽水流道结构；
步骤B2：用锻造或铸造工具钢焊材搭桥，根据设计的路径规划，采用堆焊方式将锻造或铸造工具钢焊材逐层搭接在U字槽基材的两端之间，使U字槽水流道的上部形成液体无法溢出的封闭空间；
步骤B3：后机将搭接后的锻造或铸造工具钢焊材的表面进行精加工，加工成平滑表面。
本实施例中，锻造或铸造工具钢焊材为焊粉。
锻造或铸造工具钢焊材包括C、Si、Mn、Cr、Mo、Ti、V、W，应当理解的是，锻造或铸造工具钢焊材中也可以包含不可避免的杂质。具体而言，锻造或铸造工具钢焊材各组分占锻造或铸造工具钢焊材总重量的比例如下：
C：0.5％；
Si：0.6％；
Mn：0.1-1.0％；
Cr：3-12％；
Mo：0.3-5.5％；
Ti：0.02-0.1％；
V：0.01-0.1％；
W：0.01-0.05％
本发明上述实施例Ⅳ～Ⅷ中，所述的锻造或铸造工具钢焊材，在无回火和预热条件下，焊接后的硬度如表2所示，其中，电流150A，电压22V。
表2，锻造或铸造工具钢焊材的性能测试结果
实施例Ⅳ 实施例Ⅴ 实施例Ⅵ 实施例Ⅶ 实施例Ⅷ
HRC硬度(单层) 48 46 48 45 45
HRC硬度(两层) 60 58 58 55 55
表面光滑度 基本光滑 基本光滑 基本光滑 基本光滑 基本光滑
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种搭桥焊接方法，其特征在于，包括：
——将基材加工出U字槽，所述U字槽的槽底为预设的水流道结构；
——用焊接材料搭桥，根据设计的路径规划，采用堆焊方式将焊接材料逐层搭接在U字槽的两端之间，使预设的水流道的上部形成液体无法溢出的封闭空间。
2.根据权利要求1所述的一种搭桥焊接方法，其特征在于，还包括：将搭接后的焊接材料的表面进行精加工，加工成平滑表面。
3.根据权利要求2所述的一种搭桥焊接方法，其特征在于：在将焊接材料的表面加工成平滑表面后，采用退火工艺进行处理或无需进行退火处理。
4.根据权利要求1所述的一种搭桥焊接方法，其特征在于：所述焊接材料为焊丝或焊粉。
5.根据权利要求1所述的一种搭桥焊接方法，其特征在于：所述搭桥焊接基于激光熔化沉积LMD工艺，焊接的工艺参数为：激光功率为1200-3000W；扫描速度为10-20mm/s；送粉速率为10-20g/min；分层厚度为0.3-3mm，扫描间距为0.3-2mm。
6.根据权利要求1所述的一种搭桥焊接方法，其特征在于：所述水流道结构包括U字槽、V字槽、半圆槽、拱桥槽中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种搭桥焊接方法，其特征在于：焊接后整体的拉伸强度为420-1800MPa。
8.根据权利要求1所述的一种搭桥焊接方法，其特征在于：所述焊接材料采用工具钢焊材，或采用锻造或铸造工具钢焊材。
9.根据权利要求8所述的一种搭桥焊接方法，其特征在于：以所述工具钢焊材的总重量为基准，按照重量比例，组分包括：
C：0.05-0.5％；
Si：0.1-1.0％；
Mn：0.5-1.5％；
P：0.01-0.05％；
S：0.001-0.01％；
Cr：5-12％；
Ni：0.01-0.05％；
Mo：3-7％；
Al：0.01-0.05％；
Co：0.001-0.005％；
Nb：0.1-0.5％；
Ti：0.02-0.1％；
V：0.01-0.03％；
W：0.01-0.02％；
Cu：0.01-0.06％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
10.根据权利要求8所述的一种搭桥焊接方法，其特征在于：以所述锻造或铸造工具钢焊材的总重量为基准，按照重量比例，组分包括：
C：0.1-1.0％；
Si：0.1-1.0％；
Mn：0.1-1.0％；
Cr：3-12％；
Mo：0.3-5.5％；
Nb：≤0.008％；
Ti：0.02-0.1％；
V：0.01-0.1％；
W：0.01-0.05％；
B：≤0.007％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
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Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1718353A (zh) * 2005-08-08 2006-01-11 吉林大学 热作模具钢焊接材料
RU2450891C1 (ru) * 2010-12-16 2012-05-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Способ спекания деталей лазерным послойным синтезом
CN102747329A (zh) * 2011-04-20 2012-10-24 光洋应用材料科技股份有限公司 再生溅镀靶材及其制作方法
CN105081575A (zh) * 2013-06-29 2015-11-25 丁雪强 模具表面的激光修复方法
TWI520808B (zh) * 2013-12-11 2016-02-11 Metal Ind Res & Dev Ct A 3D Cutting Method and Device for Preform Welding of Shaped Fittings
CN105648436A (zh) * 2016-01-21 2016-06-08 苏州大学 曲率实体件激光熔覆成形工艺及装置
CN106001569A (zh) * 2016-07-07 2016-10-12 四川天塬增材制造材料有限公司 一种曲面薄壳层结构金属增材制备方法
CN107321979A (zh) * 2016-04-29 2017-11-07 中国科学院沈阳自动化研究所 一种面向空腔薄壁结构件的多支撑面构型的激光增材制造方法
CN107470620A (zh) * 2017-08-15 2017-12-15 苏州热工研究院有限公司 法兰件的电弧增材制造方法
CN107931781A (zh) * 2017-12-20 2018-04-20 西安航空学院 双金属复合材料电弧增材制造装置及其制造方法
CN108480821A (zh) * 2018-03-27 2018-09-04 福州大学 一种圆形截面随形冷却流道的电弧增材制造方法
CN108907190A (zh) * 2018-07-25 2018-11-30 沈阳精合数控科技开发有限公司 一种碗形薄壁零件的3d打印增材制造方法
CN108994298A (zh) * 2018-08-08 2018-12-14 南京航空航天大学 一种表面全封闭式内部多孔隙轻量化金属件的制作方法
CN109759586A (zh) * 2019-01-29 2019-05-17 东北大学 一种内通道结构的无支撑分层切片方法
CN110170654A (zh) * 2019-06-28 2019-08-27 陕西理工大学 一种方孔管道铝合金零件的增材制造方法
CN110299786A (zh) * 2018-03-22 2019-10-01 大众汽车有限公司 用于电机的壳体

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1718353A (zh) * 2005-08-08 2006-01-11 吉林大学 热作模具钢焊接材料
RU2450891C1 (ru) * 2010-12-16 2012-05-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Способ спекания деталей лазерным послойным синтезом
CN102747329A (zh) * 2011-04-20 2012-10-24 光洋应用材料科技股份有限公司 再生溅镀靶材及其制作方法
CN105081575A (zh) * 2013-06-29 2015-11-25 丁雪强 模具表面的激光修复方法
TWI520808B (zh) * 2013-12-11 2016-02-11 Metal Ind Res & Dev Ct A 3D Cutting Method and Device for Preform Welding of Shaped Fittings
CN105648436A (zh) * 2016-01-21 2016-06-08 苏州大学 曲率实体件激光熔覆成形工艺及装置
CN107321979A (zh) * 2016-04-29 2017-11-07 中国科学院沈阳自动化研究所 一种面向空腔薄壁结构件的多支撑面构型的激光增材制造方法
CN106001569A (zh) * 2016-07-07 2016-10-12 四川天塬增材制造材料有限公司 一种曲面薄壳层结构金属增材制备方法
CN107470620A (zh) * 2017-08-15 2017-12-15 苏州热工研究院有限公司 法兰件的电弧增材制造方法
CN107931781A (zh) * 2017-12-20 2018-04-20 西安航空学院 双金属复合材料电弧增材制造装置及其制造方法
CN110299786A (zh) * 2018-03-22 2019-10-01 大众汽车有限公司 用于电机的壳体
CN108480821A (zh) * 2018-03-27 2018-09-04 福州大学 一种圆形截面随形冷却流道的电弧增材制造方法
CN108907190A (zh) * 2018-07-25 2018-11-30 沈阳精合数控科技开发有限公司 一种碗形薄壁零件的3d打印增材制造方法
CN108994298A (zh) * 2018-08-08 2018-12-14 南京航空航天大学 一种表面全封闭式内部多孔隙轻量化金属件的制作方法
CN109759586A (zh) * 2019-01-29 2019-05-17 东北大学 一种内通道结构的无支撑分层切片方法
CN110170654A (zh) * 2019-06-28 2019-08-27 陕西理工大学 一种方孔管道铝合金零件的增材制造方法

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