CN112975056B - 异型管道的电弧增材制造方法 - Google Patents

异型管道的电弧增材制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及异型管道的电弧增材制造方法，包括如下步骤：建立三维模型并分段处理、在每段管道上添加实体支撑、切片处理、调试电弧增材制造设备、在基板上分段打印以及机加工。本发明首先将三维模型分段并在每段上增加实体支撑，其中，将异型管道从异型部中间分段，并且从异型部的一端开始打印，首先在基板上打印第一管段，然后再将第一管段翻转180°，在基板的另外一侧进行第二管段的打印，从而获得通过基板连接的第一管段和第二管段，然后再进行机加工处理，从而快速制造异型管道，且通过电弧增材制造方法制造的异型管由全焊缝金属组成，致密度高且化学成分均匀，与锻造件相比其具有韧性好、强度高的优点。

Description

异型管道的电弧增材制造方法
技术领域
本发明涉及异型管道的制造方法技术领域，特别是涉及一种异型管道的电弧增材制造方法。
背景技术
异型管道的结构复杂，壁厚不均，尤其是在核电领域的异型管道，还需要较高的性能要求，比如，核电应急柴油机冷却水管道，在使用中，因为应急柴油发电机运行时振动较大，引起冷却水管道的振动也相对较大，振动条件下容易产生裂纹，再加上长期冷却水介质的冲蚀，容易出现因材料腐蚀失效而导致的管道泄漏及断裂等现象，现有的异型管道一般采用铸造工艺，铸造开模难度大，工序复杂，在铸造过程中极易产生砂眼等质量缺陷。
发明内容
基于此，有必要针对核电异型管道铸造开模难度大，工序复杂、极易产生砂眼等质量缺陷的问题，提出一种异型管道的电弧增材制造方法。
一种异型管道的电弧增材制造方法，包括如下步骤：
S10、获取异型管道的三维模型，将异型管道的三维模型分段并确定每一段的打印方向，其中，至少将异型管道从异型部中间分为第一管段和第二管段，打印方向为从具有异型部的一侧开始打印；
S20、根据打印方向，在分段后的三维模型上的悬空部底部增加三维实体支撑；
S30、按照打印方向将增加有三维实体支撑的管道沿轴向切片处理；
S40、调试电弧增材制造设备：包括设置焊丝、弧焊保护气、焊接电流以及焊接速度；
S50、设置基板，在基板上按照切片方向完成第一管段的打印，将打印后的第一管段以及基板翻转180°，在基板的另外一侧进行第二管段的打印，其中，基板作为所述异型管道的一部分；
S60、机加工进一步处理管道内壁、去除实体支撑以及多余的基板部分。
在其中一个实施例中，所述步骤S20中增加三维实体支撑的具体步骤包括：
通过三维实体填充异型管道上的法兰孔和螺栓孔以及在两个第二法兰盘的悬空部分增加三维实体支撑。
在其中一个实施例中，悬空部分底部的三维实体支撑为与异型管道延伸方向呈小于等于10°的斜面支撑结构。
在其中一个实施例中，所述步骤S10中将异型管道的三维模型分段的步骤还包括：将第一管段分为第一直管段和第一异型管段，将第二管段分为第二直管段和第二异型管段。
在其中一个实施例中，所述步骤S50中的具体步骤还包括：
在基板上按照切片顺序完成第一异型管段的打印；
将打印后的第一异型管段翻转180°，在基板的另外一侧打印第二异型管段；
在第二异型管段上远离第一异型管段的一侧打印第二直管段；
将打印后的第一异型管段、第二异型管段以及第二直管段翻转180°，在第一异型管段远离第二异型管段的一侧打印第一直管段。
在另外一个实施例中，所述步骤S50中的具体步骤还包括：
在基板上按照切片顺序完成第一异型管段的打印；
将打印后的第一异型管段翻转180°，在基板的另外一侧打印第二异型管段；
将打印后的第一异型管段和第二异型管段翻转180°，在第一异型管段上远离第二异型管段的一侧打印第一直管段；
将打印后的第一异型管段、第二异型管段以及第一直管段翻转180°，在第二异型管段远离第一异型管段的一侧打印第二直管段。
在其中一个实施例中，所述步骤S60的具体步骤包括：在第一异型管段和第二异型管段打印完成后，机加工第一异型管段和第二异型管段的管道内壁；在第一直管段和第二直管段打印完成后，机加工第一直管段和第二直管段的管道内壁、去除实体支撑以及多余的基板部分。
在其中一个实施例中，在第一异型管段和第二异型管段打印完成后，进行退火热处理。
在其中一个实施例中，所述步骤S60的具体步骤还包括通过精加工设备精加工管道壁厚。
在其中一个实施例中，所述步骤S50中，电弧增材制造设备每打印2层，消除一次应力。
在其中一个实施例中，所述电弧增材制造设备为冷金属过渡的电弧增材制造设备。
在其中一个实施例中，所述焊丝采用低碳钢焊丝，所述焊丝的直径为0.8mm-1.2mm。
在其中一个实施例中，所述弧焊保护气采用体积分数为85％Ar+15％CO2的混合保护气。
在其中一个实施例中，所述焊接电流为150A-190A，所述焊接速度为0.4m/min-0.8m/min。
在其中一个实施例中，所述基板选用Q235基板。
上述的异型管道的电弧增材制造方法，通过将三维模型分段并在三维模型上增加实体支撑，其中，将异型管道从异型部中间分段，并且从异型部的一端开始打印，首先在基板上打印第一管段，然后再将第一管段翻转180°，在基板的另外一侧进行第二管段的打印，从而获得通过基板连接的第一管段和第二管段，然后再通过机加工进一步处理管道内壁、去除实体支撑以及多余的基板部分，从而快速制造异型管道，且通过电弧增材制造方法制造的异型管由全焊缝金属组成，致密度高且化学成分均匀，与锻造件相比其具有韧性好、强度高的优点。
附图说明
图1为一实施例中异型管道的电弧增材制造方法的流程图；
图2为一实施例中异型管道结构示意图；
图3为图1的A-A向剖视图；
图4为一实施例中异型管道增加实体支撑后的结构示意图；
图5为图3的B-B向剖视图。
附图说明：10-主体管道；20-异型部；30-第一法兰盘；31-第一法兰孔；32-第一螺栓孔；40-第二法兰盘；41-第二法兰孔；42-第二螺栓孔；50-凸环；60-基板；110-第一管段；111-第一直管段；112-第一异型管段；120-第二管段；121-第二直管段；122-第二异型管段；
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参阅图2和图3，图2示出了本发明一实施例中的异型管道的结构示意图，图3示出了异型管道的A-A向剖视图，该异性管道主要应用在核电应急柴油机冷却水管路，应急柴油机冷却水管路为核监管部件，应急柴油机冷却水系统为柴油机自身运行提供稳定冷源，主要用于收集柴油缸头冷却水。异型管道包括主体管道10、设置在主体管道10中间的异型部20以及连接在异型部20一侧的第一法兰盘30，所述主体管道10上还设置有两个凸环50，每个所述凸环50的一侧均连接有一个第二法兰盘40，两个所述凸环50对称分布在异型部20的两侧，所述异型部20的中间为凹型结构，所述第一法兰盘30与异型部20形成异型三通结构，所述第一法兰盘30上均设置有第一螺栓孔32和第一法兰孔31，第二法兰盘40上均设置有第二螺栓孔42和第二法兰孔41，第一法兰盘30的直径大于第二法兰盘40的直径。
结合图1、图4和图5，图1示出了本发明一实施例中异型管道的电弧增材制造方法的流程图；图4示出了本发明一实施例中异型管道增加实体支撑后的结构示意图，图5示出了异型管道增加实体支撑后的B-B向剖视图，本发明一实施例提供了一种异型管道的电弧增材制造方法，包括如下步骤：
S10、获取异型管道的三维模型，将异型管道的三维模型分段并确定每一段的打印方向，其中，至少将异型管道从异型部中间分为第一管段110和第二管段120，打印方向为从具有异型部的一侧开始打印；
进一步的，异型管道的三维模型可通过三维扫描逆向建模或者手动获取管道尺寸再手动建模，其中，因三维扫描逆向建模可以对零件上的缺陷进行修复，故优选的，采用三维扫描逆向建模，其具体过程为：首先通过三维扫描获取点云数据，以点云数据为基础建立管道的三维模型，在逆向建模的过程中修复零件模型上的缺陷，从而快速、准确地获取零件的三维模型。
电弧增材制造技术是以电弧为热源通过将焊丝熔滴逐层堆积的方式打印，但在打印管道的过程中，通过逐层堆积直接打印一条完整的管道时，底部管道容易变形，且因管段较长无法实现管道内部的机加工。因此，在本实施例中，首先将异型管道的三维模型分段并确定每一段的打印顺序，即通过分段打印的方式，进行管段的打印；且因异型部20为异型三通结构，结构复杂，直接打印时，异型部20的悬空部较多，直接打印容易塌陷，因此将异型管道从异型部20中间分为第一管段110和第二管段120，从而形成分别具有一部分异型部20的第一管段110和第二管段120，然后再分段打印第一管段110和第二管段120，即将打印异型部20分为两部分打印，每一部分均通过基板作为支撑，从而无需其它支撑结构，且打印过程中异型部不容易塌陷。
S20、在每段管道上添加实体支撑：根据打印方向，在分段后的三维模型上的悬空部底部增加三维实体支撑；
需要说明的是，电弧增材制造方法即通过将三维模型分层切片形成打印路径，然后通过电弧增材制造设备进行逐层打印的，因此，对于异型管段上的悬空部分，直接通过切片分层打印时，无法打印悬空部分，因此在悬空部的底部增加三维实体支撑。
具体的，增加三维实体支撑的具体步骤包括：通过三维实体填充异型管道上的法兰孔和螺栓孔；在两个第二法兰盘40的悬空部增加三维实体支撑。在具体的打印中，由于孔特征必然会有一部分悬空部且难以控制孔特征的加工余量，因此在三维模型中，可通过直接去除异型管道上的法兰孔和螺栓孔特征，即可在后续步骤中直接打印为实体结构，然后再通过机加工得到精确的法兰孔和螺栓孔，其中，法兰孔包括第一法兰孔31和第二法兰孔41，螺栓孔包括第一螺栓孔32和第二螺栓孔42。此外，根据打印方向，在第二法兰盘40至异型部20之间以及凸环50与异型部20之间有悬空部，在悬空部底部增加用于支撑第二法兰盘40的三维实体支撑。
进一步的，设置三维实体支撑的目的是为了对悬空部分进行一定的支撑，而支撑角度过大，即倾斜度越大，支撑效果越差，悬空部分容易塌陷，因此，优选的，所述悬空部分底部的三维实体支撑为与异型管道延伸方向呈小于等于10°的斜面支撑结构。
S30、按照打印方向将增加有三维实体支撑的管道沿轴向切片处理；
具体的，打印方向为从具有异型部的一侧开始打印，因此，从具有异型部的一侧开始将增加有三维实体支撑的管道沿轴向逐层切为薄片，并将切片信息传输至电弧增材制造设备。
S40、调试电弧增材制造设备，其中，包括设置焊丝、弧焊保护气、焊接电流以及焊接速度；
需要说明的是，焊丝的类型决定了该异型管的主要性能指标，根据替代材料要求不低于原材料要求的原则选择焊丝；弧焊保护气采用惰性气体，惰性气体不会和焊接材料发生化学反应，用来隔绝焊接材料和空气，起到保护焊接材料，提高焊接质量的作用；不同的焊接电流以及焊接速度同样会影响该异型管道的性能质量，因此设置合适的弧焊参数。
S50、设置基板60，在基板60上按照切片顺序完成第一管段110的打印，然后将打印后的第一管段110翻转180°，在基板60的另外一侧进行第二管段120的打印，其中，基板60作为所述异型管道的一部分；
进一步的，首先在基板60上从异型部20位置处开始打印出第一管段110，然后在基板60的另一侧从异型部20位置处开始打印出第二管段120，即基板60分别对第一管段110和第二管段120形成支撑，从而使管道的变形可控，其次，基板60可作为其中一部分异型部20的底部支撑，可直接在基板60上打印其中一部分异型部20，而基板60的另一侧可作为另一部分异型部20的底部支撑，可直接在基板60上打印另一部分异型部20，即仅使用基板支撑即可完成异型部的打印，无需在异型部处设置复杂的实体支撑结构，最后仅通过机加工去除掉多余的基板60，其中用于连接两部分异型部20的基板60保留可作为管道的一部分，即通过上述方法可有效解决直接打印异型部20时出现塌陷的问题。
S60、机加工进一步处理管道内壁、去除实体支撑以及多余的基板60部分。
进一步的，直接打印的管道内壁不光滑影响管道中液体的流速，因此需要进一步机加工管道的内壁；基板60直接作为管道中的一部分，仅需将不做管道的部分机加工去除掉。
可以理解的是，本发明通过将三维模型分段并在三维模型上增加实体支撑，其中，将异型管道从异型部中间分段，并且从异型部的一端开始打印，首先在基板上打印第一管段，然后再将第一管段翻转180°，在基板的另外一侧进行第二管段的打印，从而获得通过基板连接的第一管段和第二管段，然后再通过机加工进一步处理管道内壁、去除实体支撑以及多余的基板部分，从而快速制造异型管道，且通过电弧增材制造方法制造的异型管由全焊缝金属组成，致密度高且化学成分均匀，与锻造件相比其具有韧性好、强度高的优点。
在一些实施例的中，为了进一步便于管段内壁的机加工，且便于及时消除管段的应力，将三维模型分段并切片处理的步骤还包括：将第一管段110分为第一直管段112和第一异型管段111，将第二管段120分为第二直管段122和第二异型管段121，并且将分段后的管道切片处理。具体的，第一异型管段111和第二异型管段121的切片顺序均从异型部20开始切片，第一直管段112的切片顺序从靠近第一异型管段111的一侧开始切片，第二直管段122的切片顺序从靠近第二异型管段121的一侧开始切片。
在其中一个实施例中，在基板60上进行打印的步骤包括：
在基板60上按照切片顺序完成第一异型管段111的打印；
将打印后的第一异型管段111翻转180°，在基板60的另外一侧打印第二异型管段121；
在第二异型管段121上远离第一异型管段111的一侧打印第二直管段122；
将打印后的第一异型管段111、第二异型管段121以及第二直管段122翻转180°，在第一异型管段111上远离第二异型管段121的一侧打印第一直管段112。
进一步的，所述机加工的具体步骤为：在第一异型管段111和第二异型管段121打印完成后，机加工第一异型管段111和第二异型管段121的管道内壁，在第一直管段112和第二直管段122打印完成后，机加工第一直管段112和第二直管段122的管道内壁、去除实体支撑以及多余的基板60部分。
需要说明的是，将管段分为四段后，每一管段的长度减小，每完成一段或者两段管道进行机加工一次，对机加工设备的要求进一步减小，方便机加工，去除实体支撑包括对机加工第一螺栓孔32和第一法兰孔31、第二螺栓孔42和第二法兰孔41，以及两个第二法兰盘40底部的斜面支撑结构，在对第一法兰孔31进行机加工时，同时去除第一法兰孔31中多余的基板60部分。
在另外一个实施例中，在基板60上按照切片顺序完成第一异型管段111的打印；
将打印后的第一异型管段111翻转180°，在基板60的另外一侧打印第二异型管段121；
将打印后的第一异型管段111和第二异型管段121翻转180°，在第一异型管段111上远离第二异型管段121的一侧打印第一直管段112；
将打印后的第一异型管段111、第二异型管段121以及第一直管段112翻转180°，在第二异型管段121上远离第一异型管段111的一侧打印第二直管段122。
进一步的，所述机加工的具体步骤为：在第一异型管段111和第二异型管段121打印完成后，机加工第一异型管段111和第二异型管段121的管道内壁，在第一直管段112和第二直管段122打印完成后，机加工第一直管段112和第二直管段122的管道内壁、去除实体支撑以及多余的基板60部分。
需要说明的是，将管段分为四段后，每一管段的长度减小，每完成一段或者两段管道进行机加工一次，对机加工设备的要求进一步减小，方便机加工，去除实体支撑包括对机加工第一螺栓孔32和第一法兰孔31、第二螺栓孔42和第二法兰孔41，以及两个第二法兰盘40底部的斜面支撑结构，在对第一法兰孔31进行机加工时，同时去除第一法兰孔31中多余的基板60部分。
进一步的，为了消除管道内部的残余应力、稳定管道的性能以及提高管道的韧性，在第一异型管段111和第二异型管段121打印完成后，进行退火热处理。
在一些实施例中，所述机加工步骤还包括通过精加工设备精加工管道壁厚。在该异型管道中，精加工管道壁厚8mm，壁厚最大处为25mm。
在一些实施例中，在基板60上进行打印时，电弧增材制造设备每打印2层，消除一次应力。
具体的，使用超声波应力消除设备对打印层进行应力消除，操作时，用手握住手柄，将冲击枪的冲击头沿着打印的轨迹以每分钟500mm的速度移动，且冲击头基本垂直于打印层，优选的，超声波应力消除设备技术参数为：工作频率为20KHZ，最大输出振幅为50μm，冲击针直径为2mm-5mm。
电弧增材制造设备在打印的过程中，由于焊丝要熔化堆叠，在持续不断的堆叠中熔池的热积累量越来越高，不断的热量输入所产生的热量积累可能会使熔池产生飞溅问题，因此，在一些实施例中，所述电弧增材制造设备为冷金属过渡的电弧增材制造设备，冷金属过渡，是指数字控制方式下的断电弧和焊丝的换向送丝监控，换向送丝系统由前后两套协同工作的送丝机构组成，使焊丝的输送过程为间断输送，因此冷金属过渡技术产生的电弧温度和熔化丝材产生的熔滴温度比较低，可以有效解决上述因熔池温度过高产生飞溅的问题。
在一些实施例中，所述焊丝采用低碳钢焊丝，优选的，焊丝牌号基于异型管段使用功能工况级承载受力条件确定为核级E70S6碳钢焊丝，核级E70S6碳钢焊丝中Si质量百分含量在0.6-1.0之间，能够降低熔滴金属的表面张力，使熔滴颗粒变细，更容易实现喷射过度，使电弧变得更稳定；同时还能改善熔滴金属的湿润性，使焊道波纹美观，不易产生未焊透，夹渣，气孔等缺馅，优选的，该核级E70S6碳钢焊丝中C的质量百分含量为0.08，S质量百分的含量为0.009，Si质量百分的含量为0.85，Mn的质量百分含量为1.38，P的质量百分含量为0.009。
所述焊丝的直径为0.8mm-1.2mm，根据电弧增材制造的成型工艺，管道零件打印时的分层厚度为1.8mm-2.2mm，为保证成型效果和成型效率，优选直径为1.2mm的焊丝。
为了防止在连续堆积条件下，出现焊道下塌的情况，在一些实施例中，所述保护气采用体积分数为85％Ar+15％CO2的混合保护气，其中Ar+CO2可保证熔深和减少气孔，CO2可有效改善焊缝组织、夹渣物分布状态和焊缝合金元素含量，另外采用85％Ar+15％CO2的混合保护气可有效减小飞溅。
在一些实施例中，所述焊接电流为150A-190A，所述焊接速度为0.4m/min-0.8m/min。
电弧增材制备过程中，如电流较小则熔敷热输入小，将导致电弧燃烧不太稳定，使得单道两侧焊趾没有完全熔合，表面成形质量一般，焊接电流大，造成热输入较大，熔池凝固时间长，以致熔宽较大，且熔敷量较大导致焊缝金属量多，焊缝成形臃肿而不圆滑，本实施例中，经系统参数工艺优化实验研究，初选成形较好的150A，170A，190A的焊接电流，焊接速度均为0.6m/min，进行增材成形试件，然后在试件X、Y、Z三个方向进行拉伸、冲击性能检测及分析，同时进行显微组织观察与分析。经比较在拉伸性能方面，焊接电流采用150A、焊接速度采用0.6m/min，试样Z向拉伸强度最高，相比焊接电流采用170A，190A试样高出20MPa，同时延伸率大于33％；在冲击性能方面，焊接电流采用190A、焊接速度采用0.6m/min的成形试件的冲击性能最差，而焊接电流采用150A、焊接速度采用0.6m/min的成形试件冲击性能最高。因此，在本实施例中，优选的，焊接电流为150A，所述焊接速度为0.6m/min。
在一些实施例中，所述基板60选用Q235基板60。
具体的，基板60既作为打印基板60，同时也作为最终管道的一部分，因此，基板60选用与原材料ER70S-6成分接近的Q235基板60，在电弧增材成形过程中基板60会产生很大的残余应力，容易翘曲变形，为了减少打印过程中基材变形对零件成形尺寸的影响，选用300mm*300mm*30mm的基材，打印前，依次用砂轮机和240#砂纸将基板60打磨光亮，然后将其固定在冷却板上并用夹具固定基板60。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10、获取异型管道的三维模型，将异型管道的三维模型分段并确定每一段的打印方向，其中，至少将异型管道从异型部中间分为第一管段和第二管段，打印方向为从具有异型部的一侧开始打印；
S20、根据打印方向，在分段后的三维模型上的悬空部底部增加三维实体支撑，其中，增加三维实体支撑的具体步骤包括：
通过三维实体填充异型管道上的法兰孔和螺栓孔；
在两个第二法兰盘的悬空部增加三维实体支撑；
S30、按照打印方向将增加有三维实体支撑的管道沿轴向切片处理；
S40、调试电弧增材制造设备，其中，包括设置焊丝、弧焊保护气、焊接电流以及焊接速度，电弧增材制造设备为冷金属过渡的电弧增材制造设备；
S50、设置基板，在基板上按照切片方向完成第一管段的打印，将打印后的第一管段以及基板翻转180°，在基板的另外一侧进行第二管段的打印，其中，基板作为所述异型管道的一部分；
S60、机加工进一步处理管道内壁、去除实体支撑以及多余的基板部分。
2.根据权利要求1所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，悬空部分底部的三维实体支撑为与异型管道延伸方向呈小于等于10°的斜面支撑结构。
3.根据权利要求1所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述步骤S10中将异型管道的三维模型分段的步骤还包括：将第一管段分为第一直管段和第一异型管段，将第二管段分为第二直管段和第二异型管段。
4.根据权利要求3所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述步骤S50中的具体步骤还包括：
在基板上按照切片顺序完成第一异型管段的打印；
将打印后的第一异型管段翻转180°，在基板的另外一侧打印第二异型管段；
在第二异型管段上远离第一异型管段的一侧打印第二直管段；
将打印后的第一异型管段、第二异型管段以及第二直管段翻转180°，在第一异型管段远离第二异型管段的一侧打印第一直管段。
5.根据权利要求3所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述步骤S50中的具体步骤还包括：
在基板上按照切片顺序完成第一异型管段的打印；
将打印后的第一异型管段翻转180°，在基板的另外一侧打印第二异型管段；
将打印后的第一异型管段和第二异型管段翻转180°，在第一异型管段上远离第二异型管段的一侧打印第一直管段；
将打印后的第一异型管段、第二异型管段以及第一直管段翻转180°，在第二异型管段远离第一异型管段的一侧打印第二直管段。
6.根据权利要求4或5所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述步骤S60的具体步骤包括：在第一异型管段和第二异型管段打印完成后，机加工第一异型管段和第二异型管段的管道内壁；在第一直管段和第二直管段打印完成后，机加工第一直管段和第二直管段的管道内壁、去除实体支撑以及多余的基板部分。
7.根据权利要求6所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，在第一异型管段和第二异型管段打印完成后，进行退火热处理。
8.根据权利要求1所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述步骤S60的具体步骤还包括通过精加工设备精加工管道壁厚。
9.根据权利要求1所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述步骤S50中，电弧增材制造设备每打印2层，消除一次应力。
10.根据权利要求1所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述焊丝采用低碳钢焊丝，所述焊丝的直径为0.8mm-1.2mm。
11.根据权利要求1所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述弧焊保护气采用体积分数为85％Ar+15％CO2的混合保护气。
12.根据权利要求1所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述焊接电流为150A-190A，所述焊接速度为0.4m/min-0.8m/min。
13.根据权利要求1所述的异型管道的电弧增材制造方法，其特征在于，所述基板选用Q235基板。
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