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专利号: 2023102314341
申请人: 西安石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于CMT增材再制造的金属熔覆层成形质量优化方法,其特征在于,包括以下步骤:确定CMT单道焊变量,所述变量包括焊丝的送丝速度Vf和焊接速度V;

利用二元二次多项式拟合送丝速度Vf、焊接速度V与单道焊宽度W之间的关系,构建单道焊宽度预测模型;利用二元二次多项式拟合送丝速度Vf、焊接速度V与单道焊高度H之间的关系,构建单道焊高度预测模型;

利用圆弧方程描述CMT单道焊的横截面轮廓,基于单道焊宽度预测模型和单道焊高度预测模型,根据单道焊宽度W及单道焊高度H建立单焊道横截面轮廓的圆弧方程,通过圆弧方程计算得到单道焊横截面的圆弧轮廓半径R;

根据两相邻焊道轮廓形成的两区域面积关系及圆弧轮廓半径R,计算得到相邻两个单焊道之间的焊道间距L;

根据紧邻预制槽坡口的单焊道与基体熔合形成的面积关系,计算得到紧邻预制槽坡口的焊道中心面与基体表面坡口棱线的距离Lz;

根据焊道间距L和紧邻预制槽坡口的焊道中心面与基体表面坡口棱线的距离Lz计算得到预制槽的宽度W0;

所述单道焊宽度预测模型和单道焊高度预测模型分别为:

2 2

W=‑3.964+4.329Vf+0.2732V‑0.2973Vf‑0.05042VfV+0.02868V    (1)

2 2

H=4.656‑0.3003Vf‑0.2402V+0.05587Vf‑0.03075VfV+0.01871V    (2)式中,Vf为焊丝的送丝速度,V为焊接速度,W为单道焊宽度,H为单道焊高度;

所述单焊道横截面轮廓的圆弧方程为:

2 2

R=(W+4H)/(8H)    (3)式中,R为单道焊横截面的圆弧轮廓半径;

所述焊道间距L为:

焊道间距L具体为两条焊道中心面之间的距离;

x为坐标系中X轴的变量;

所述紧邻预制槽坡口的焊道中心面与基体表面坡口棱线的距离Lz的计算公式为:Lz=L1+L0    (5)

式中,α为预制槽坡口角度;

L0为焊道轮廓与预制槽坡口的交点p3至焊道中心p2的x轴方向距离;

L1为焊道轮廓与预制槽坡口的交点p3至基体表面坡口棱线上点p0的x轴方向距离。

2.根据权利要求1所述的基于CMT增材再制造的金属熔覆层成形质量优化方法,其特征在于,所述预制槽的宽度W0的计算公式为:W0=2Lz+(n‑1)L    (8)式中,n为再制造焊道数量。

3.根据权利要求1所述的基于CMT增材再制造的金属熔覆层成形质量优化方法,其特征在于,所述预制槽深度为h、且h≤H。