焊接快速成形技术的研究现状与发展趋势

焊接快速成形技术的研究现状与发展趋

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摘要：近些年来焊接快速成形技术在制造业得到了普遍的应用与发展，焊接快速成形技术具有灵活高效且低成本的特点，但是在焊接快速成形技术的迅速发展中还是存在很多的问题。为了提高焊接快速成形技术的效率与质量，解决焊接快速成形技术在发展中遇到的问题，确定焊接快速成形技术未来的发展趋势，对焊接快速成形技术的现状进行简要的分析与研究。

关键词：焊接；快速成形技术；研究现状；发展趋势

前言：焊接快速成形技术是基于快速成形技术的开发与运用下发展出来的，快速成形技术也可以称为快速原型制造技术，是利用综合机械工程技术、计算机技术、数字化控制技术、激光技术与材料科学技术等等一系列先进的科学制造技术进行直接生产形成三维的零件和样件的增材制造技术。在现在已经开发的快速成形技术中，可以直接使用的技术主要还是应用在激光或者焊接的成形技术上。焊接快速成形技术的发展还不够，在制造应用中还存在着一些问题，本文将对焊接快速成形技术的现状问题与发展趋势进行研究探讨。

1.

焊接快速成形技术的概念与发展

1.

焊接快速成形技术的原理与概念

焊接快速成形技术是通过计算机CAD进行三维模型设计，进行一系列的模型近似处理，在对模型进行分层切片处理，得到二维的层面数据，利用不同的焊接方法进行逐层的成形叠加处理，最终得到成形的实体零件的增材制造技术。焊接快速成形技术具有很多的优势，比如生产制造的成本低、生产制造的效率高、生

产制造灵活多变不受限制、生产制造的零件质量性能好，得以受到了制造业的广

泛应用。

1.

焊接快速成形技术的历史与发展

早在20世纪60年代焊接技术存在很多问题，为解决大锻件锻造困难与拼接

焊接结构性能差等问题，德国钢铁制造公司利用埋弧自动焊技术与整体堆焊的方

式来制造出全焊缝金属组成的大型压力容器，这种制作方法被称为成形焊接。在

20世纪80年代焊接成形技术的精密度还比较差，美国公司大力开发研究成形熔

化技术，制造了近似成形精密零件的技术与设备。在20世纪90年代初，美国公

司开始关于三维焊接技术的开发研究，结合数字控制技术与焊接成形技术设计出

了零件快速成形技术。

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焊接快速成形技术在发展中存在的问题

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焊接快速成形技术的成形精度比较低

焊接快速成形技术包含了氩电联焊（GTAM）、二氧化碳气体保护焊（GMAW）、等离子弧焊（MPAW）、激光焊与超声焊接等工艺内容。这些焊接技术中都存在着

不同的优势与问题，虽然二氧化碳气体保护焊等焊接快速成形技术成形效率高、

设备成本低，但是成形密度低、成形结构简单。激光焊接快速成形技术虽成形精

度高，但成形效率低、设备成本高的局限性。而且在焊接快速成形技术在计算机CAD复杂的技术处理中会产生一定的误差，在填充过程中与每次焊接都会产生的

结瘤都会对成形精度造成一定的影响。

1.

焊接快速成形技术中成形件的性能问题

成形件零件的性能是在材料状况已定的前提下，由焊接快速成形技术加工过

程所决定。在焊接快速成形技术中，分层焊接堆积的过程复杂，成形件零件的组

织与性能变化变得更加复杂，增加了成形件零件的性能控制的难度。在分层焊接堆积成形的过程中，各个分层之间还会产生应力释放，导致了变形的控制性差，对成形件零件的性能造成了严重的不利影响。

1.

焊接快速成形技术成形材料的问题

不同的焊接快速成形技术制造的不同的成形件零件具有不同的结构与性能，需要相对应的成形材料才能满足，在现在焊接快速成形技术中没有成形专用的焊丝，焊接快速成形技术的发展得不到专用成形材料的条件支持，导致了焊接成形件零件的精度与性能等各方面问题得不到有效解决。

1.

焊接快速成形技术中问题解决办法与建议

为解决焊接快速成形技术的成形精度低的问题，需要加强焊接快速成形技术过程中的监测以及处理，在切片方式、扫描路径等成形过程与计算机系统算法都需要进行深入的研究与技术开发，以保证成形精度的控制与加强。通过研究成形过程中产生的各项影响因素，解析应力释放的原理，降低应力释放的影响，减少对于成型件的性能效果产生的影响。关于成形材料的问题还有待开发与研究，这也是焊接快速成形技术发展中需要解决的重要问题。

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焊接快速成形技术的发展趋势探讨

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焊接快速成形技术前处理阶段的技术完善

深入焊接快速成形技术工艺的发展探讨，重视计算机的CAD三维建模技术与各项数据重构处理的方法的研究，从基础与理论上的完善，以保证焊接快速成形技术的开展，减少对成形件精度与性能产生的不利影响。

1.

多种焊接快速成形技术相结合

在各种焊接快速成形技术中，不同的焊接快速成形技术有不同优势与限制，为了提高成形件的精度与性能与焊接快速成形技术的效率，采取不同的焊接快速成形技术相结合取长补短。

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积极发展关于焊接快速成形技术的相关科学技术

焊接快速成形技术中关于科学技术的应用十分重要，只有通过不断的提升相关科学技术的开发与研究，加强计算机技术与焊接控制技术的发展，才能保证焊接快速成形技术的成熟与长期发展。

结语：焊接快速成形技术在现今制造技术中受到了广泛的应用，发挥了巨大的作用，也是制造业中最先进最具优势的技术。为进一步满足社会发展的需求，焊接快速成形技术发展的广度与深度，还需要相关研究人员的开发与研究，为焊接快速成形技术的成熟与发展建立夯实的基础。

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