TCWAN 0129-2024 不銹鋼多向鋼節(jié)點(diǎn)電弧熔絲增材制造工藝規(guī)范

ICS25.160.10CCSJ33團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CWAN0129—2024不銹鋼多向鋼節(jié)點(diǎn)電弧熔絲增材制造推薦工藝規(guī)范Recommendedprocessspecificationforadditivemanufacturingofstainlesssteelmultidirectionaljointarcfuse2024-11-26發(fā)布 2024-12-01實(shí)施中國焊接協(xié)會 發(fā)布T/CWAN0129—2024T/CWAN0129—2024PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANI目 次前 言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1一般要求 2技術(shù)要求 3安全防護(hù) 3工藝過程 4檢驗(yàn) 7產(chǎn)品交付 8附錄A（資料性）增材制造工藝規(guī)程 9前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則的規(guī)定起草。本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國焊接協(xié)會提出并歸口。本文件起草單位：上海秀美模型有限公司、大連理工大學(xué)、中國船舶集團(tuán)渤海造船有限公司、中船天津船舶制造有限公司、上海市納米科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心、中交上海航道勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司、大連聚金科技有限公司、南京聯(lián)空智能增材研究院有限公司。本文件主要起草人：張春鋒、王艷、楊文華、周偉民、張恒、秦雪蓮、張兆棟、王紅陽、吳滿鵬、李洋、劉麗華、朱平、張翔翔、嚴(yán)君、劉曉輝、于忠梅、唐凱、李鵬一。T/CWAN0129—2024T/CWAN0129—2024PAGEPAGE10不銹鋼多向鋼節(jié)點(diǎn)電弧熔絲增材制造推薦工藝規(guī)范范圍本文件適用于指導(dǎo)不銹鋼多向鋼節(jié)點(diǎn)電弧熔絲增材制造。規(guī)范性引用文件GB/T24737.2—2012工藝管理導(dǎo)則第2部分：產(chǎn)品工藝工作程序GB/T29713不銹鋼焊絲和焊帶GB/T34525—2017氣瓶搬運(yùn)、儲存和使用安全技術(shù)規(guī)程GB/T35351增材制造術(shù)語GB/T36015—2018無損檢測儀器工業(yè)X射線數(shù)字成像裝置性能和檢測規(guī)則GB/T39247增材制造金屬制件熱處理工藝規(guī)范GB/T39253—2020增材制造金屬材料定向能量沉積工藝規(guī)范GB/T39255焊接與切割用保護(hù)氣體NB/T47013.2~13承壓設(shè)備無損檢測JB/T3223焊接材料質(zhì)量管理規(guī)程術(shù)語和定義GB/T35351、GB/T39253—2020界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1沉積層depositionlayer原材料在電弧作用下熔化，并在工作表面上沉積的凝固層。[來源：GB/T39253—2020]3.2沉積道depositiontrack原材料與電弧的匯聚點(diǎn)做單次非折線運(yùn)動時(shí)所沉積的區(qū)域。[來源：GB/T39253—2020]3.3沉積路徑depositionpath原材料與電弧的匯聚點(diǎn)移動路徑。[來源：GB/T39253—2020]3.4搭接率overlapratio相鄰沉積道重合區(qū)域的寬度與單沉積道寬度的比率。[來源：GB/T39253—2020]3.5切片厚度slicethickness增材結(jié)構(gòu)模型切片過程中設(shè)計(jì)的電弧增材過程中沿電弧移動方向的單沉積層的厚度。[來源：GB/T39253—2020]3.6層間溫度interlayertemperature連續(xù)增材過程中，下一層增材操作啟動前，當(dāng)前待焊增材材料表面的即時(shí)溫度。3.7增材槍體depositiontorch維持電弧持續(xù)穩(wěn)定燃燒，實(shí)現(xiàn)一種或多種填充絲材以熔滴形式規(guī)律性地向沉積層的過渡。一般要求人員操作人員應(yīng)具備增材專業(yè)知識、業(yè)務(wù)技能，并經(jīng)擁有技術(shù)認(rèn)證資質(zhì)的機(jī)構(gòu)組織的技術(shù)培訓(xùn)，并考核合格者。檢驗(yàn)人員應(yīng)具有增材專業(yè)檢驗(yàn)知識，并經(jīng)擁有技術(shù)認(rèn)證資質(zhì)的機(jī)構(gòu)組織的檢驗(yàn)技術(shù)培訓(xùn)，并考核合格者。環(huán)境電弧增材設(shè)備應(yīng)安裝在車間、廠房等非露天的環(huán)境中，避免遭受雨、雪等惡劣天氣的損害，且應(yīng)滿足工件增材所必備的生產(chǎn)空間。施工場地應(yīng)保持干凈、整潔，材料堆放整齊。85％。0℃。1m/s，如果風(fēng)速超過上述范圍，應(yīng)采取有效措施以保障增材電弧區(qū)域不受氣流影響。放置保護(hù)氣體氣瓶的區(qū)域以及保護(hù)氣體輸送管路應(yīng)避免靠近高溫?zé)嵩椿虮涣胰掌貢?，保護(hù)氣體3m10m1.5m技術(shù)要求增材設(shè)備熔化極電弧熔絲增材制造設(shè)備組成與技術(shù)要求如下：10kW50A~250A，可調(diào)節(jié)電壓范10V25V10%200A時(shí)；增材槍體：應(yīng)能承受數(shù)字增材電源所輸出的電流與電壓，同時(shí)具備一種或多種絲材的送絲要求及冷卻功能；數(shù)控冷卻系統(tǒng)：冷卻介質(zhì)為純凈水、蒸餾水、高純水；增材工作臺：按照增材構(gòu)件的尺寸、重量、增材過程選擇合適的增材工作臺；e）運(yùn)動控制系統(tǒng)：可帶動增材槍體在增材姿態(tài)下，全范圍覆蓋增材制造軟件規(guī)劃的增材區(qū)域；f)增材過程參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)：具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提取、顯示、監(jiān)測與存儲功能；吸煙除塵系統(tǒng)：具有實(shí)時(shí)處理增材過程煙塵的功能；熔化極電弧熔絲增材制造軟件系統(tǒng)：應(yīng)具備對輸入的增材結(jié)構(gòu)數(shù)模進(jìn)行區(qū)域劃分、分層切片、路徑規(guī)劃、路徑仿真、工藝規(guī)劃、生成增材程序等基本功能。增材材料不銹鋼增材絲材（以xxxER316L）GB/T29713中的有關(guān)規(guī)定。增材材料的生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)建立可靠的質(zhì)量體系，具備可滿足用戶需求的生產(chǎn)能力。增材材料應(yīng)有質(zhì)量證明書，符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的要求，質(zhì)量證明書應(yīng)包含供應(yīng)商信息、材料規(guī)格、制造工藝、檢驗(yàn)報(bào)告、認(rèn)證和標(biāo)準(zhǔn)、使用建議等信息。增材材料表面不應(yīng)存在油污、銹蝕、水分等雜質(zhì)以及其他影響增材質(zhì)量的缺陷。增材材料在使用過程中，為了保證增材材料的使用性能，使用企業(yè)除了具備必要的貯存、烘干、增材材料及其包裝盒中不應(yīng)含有石棉成分。JB/T3223的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。保護(hù)氣體98%Ar+2%O298%Ar+2%CO2GB/T39255—2020的要求。保護(hù)氣體應(yīng)干燥處理。采用管道或瓶裝保護(hù)氣體進(jìn)行增材時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆纼龃胧?。GB/T34525—2017的安全技術(shù)規(guī)程。安全防護(hù)（輻射、增材煙塵等對人體的傷害。操作人員在啟動增材前，應(yīng)關(guān)閉增材制造設(shè)備艙門，防止弧光輻射等對工作場地其他人員的傷害。工作場地應(yīng)配置警報(bào)裝置及防火用消防器材等設(shè)施。發(fā)生設(shè)備故障時(shí)，應(yīng)立即停止作業(yè)，在問題排除后，方可進(jìn)行操作。增材設(shè)備內(nèi)部需配備除煙凈化裝置，避免增材煙塵擴(kuò)撒至生產(chǎn)車間，防止煙塵對人體的傷害。工藝過程流程圖不銹鋼多向鋼節(jié)點(diǎn)電弧熔絲增材制造工藝流程見圖1，工藝流程符合GB/T24737.2—2012的產(chǎn)品工藝工作程序。注：可根據(jù)需要反饋到工藝方案設(shè)計(jì)、工藝路線設(shè)計(jì)、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)或?qū)Ｓ霉ぱb設(shè)計(jì)。圖1工藝流程產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)意與構(gòu)思：產(chǎn)生新的產(chǎn)品想法或?qū)ΜF(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)的設(shè)想?？尚行匝芯浚涸u估產(chǎn)品的技術(shù)可行性、市場潛力、成本效益等。產(chǎn)品設(shè)計(jì)：包括外觀設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)等。7.2.4.研發(fā)與創(chuàng)新：投入研發(fā)資源，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品優(yōu)化。質(zhì)量控制：建立質(zhì)量檢測體系，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目管理：協(xié)調(diào)各部門和環(huán)節(jié)，確保產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度和質(zhì)量。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性審查可制造性：分析產(chǎn)品能否通過增材制造進(jìn)行生產(chǎn)?？杉庸ば裕捍_認(rèn)材料在生產(chǎn)制造過程中能夠進(jìn)行加工。經(jīng)濟(jì)性分析：評估產(chǎn)品通過增材制造生產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)上的可行性。工藝方案設(shè)計(jì)工藝流程確定：規(guī)劃產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)步驟和順序。設(shè)備選型：根據(jù)工藝要求選擇合適的生產(chǎn)設(shè)備。工藝參數(shù)設(shè)定：確定生產(chǎn)過程中的電流、電壓、增材速度等關(guān)鍵參數(shù)。工裝夾具設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)用于固定和定位產(chǎn)品的工裝夾具。人員配置：明確各生產(chǎn)環(huán)節(jié)所需的人員數(shù)量和技能要求。質(zhì)量控制計(jì)劃：制定質(zhì)量檢測點(diǎn)和控制方法。環(huán)境要求：考慮生產(chǎn)環(huán)境對工藝的影響。安全措施：制定確保生產(chǎn)安全的措施和規(guī)范。物料清單編制：列出生產(chǎn)所需的各種物料及其用量。成本估算：對工藝方案進(jìn)行成本估算和分析。專用關(guān)鍵設(shè)備及工裝準(zhǔn)備：專用關(guān)鍵設(shè)備采購:對于需要專用關(guān)鍵設(shè)備的產(chǎn)品計(jì)劃專用關(guān)鍵設(shè)備的采購。專用工裝設(shè)計(jì)與采購：設(shè)計(jì)產(chǎn)品的專用工裝并進(jìn)行采購。工藝路線設(shè)計(jì)1.6mm的不銹鋼絲材，并進(jìn)行表面處理。模型構(gòu)建：使用三維建模軟件構(gòu)建模型。設(shè)定成形順序：在成形過程中設(shè)定成形順序來降低各個(gè)支管相貫空間曲面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，降低成形難度。分層切片及路徑規(guī)劃：對多向鋼節(jié)點(diǎn)各個(gè)區(qū)域進(jìn)行分層切片，規(guī)劃增材路徑。增材制造：按照切片數(shù)據(jù)，采用電弧熔絲增材制造技術(shù)逐層堆積成型。針對各區(qū)域的增材規(guī)劃路徑，結(jié)合相應(yīng)的增材工藝參數(shù)。88A187A16V22V3mmn7mmn，16L/min~20L/min12mm~15mm，形成各增材區(qū)域的增材電源參數(shù)工藝文3mm~4mm150℃1mm~3mm，確定增材路徑上的層內(nèi)平鋪偏移點(diǎn)與層間抬高偏移點(diǎn)以及等待冷卻所處的位置點(diǎn)等特殊功/工藝文件組合。后處理：根據(jù)性能要求，制定合理的熱處理制度參數(shù)，并去除支撐結(jié)構(gòu)，進(jìn)行表面打磨、拋光、機(jī)加等處理。質(zhì)量檢測：對制造出的不銹鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸精度、力學(xué)性能等方面的檢測。工藝規(guī)程設(shè)計(jì)工藝規(guī)程原則：保證增材質(zhì)量；保證生產(chǎn)效率；較低制造成本；良好勞動條件。工藝規(guī)程設(shè)計(jì)：按照工藝方案設(shè)計(jì)增材工藝規(guī)程。工藝試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)：將產(chǎn)品模型進(jìn)行等比例縮小建立試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，或者設(shè)計(jì)形狀為墻體的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?。試?yàn)?zāi)Ｐ驮霾模喊凑展に嚪桨冈霾闹圃煸囼?yàn)?zāi)Ｐ?。工藝定額編制材料定額：精確計(jì)算各種材料的用量，包括主料和輔料。工時(shí)定額：對每個(gè)工序所需的工作時(shí)間進(jìn)行評估，包括基本時(shí)間、輔助時(shí)間等。設(shè)備和工具定額：確定所需設(shè)備和工具的類型、數(shù)量及使用時(shí)間。能源消耗定額：核算水、電、氣等能源的消耗。廢品率定額：考慮生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的廢品數(shù)量。校對、審核及標(biāo)準(zhǔn)化審查審查工藝定額編制的合理性和科學(xué)性。驗(yàn)證數(shù)據(jù)來源和計(jì)算過程的正確性。評估對生產(chǎn)實(shí)際的適用性和可行性。檢查是否符合相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。確認(rèn)是否遵循了行業(yè)既定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。產(chǎn)品試制及工藝、工裝驗(yàn)證產(chǎn)品試制：按照設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)出少量產(chǎn)品樣本。檢查產(chǎn)品的外觀、尺寸、性能等是否符合預(yù)期。工藝驗(yàn)證：驗(yàn)證各個(gè)工藝步驟的可行性和穩(wěn)定性。觀察工藝過程中是否存在問題，如缺陷、效率低下等。生產(chǎn)現(xiàn)場工藝管理：設(shè)備管理和維護(hù):對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行定期檢修和維護(hù)，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行和可靠性。人員培訓(xùn)和管理:質(zhì)量控制與檢驗(yàn):工藝安全管理:落實(shí)工藝安全規(guī)定，保證生產(chǎn)過程的安全性，防止事故和損失的發(fā)生。工藝總結(jié)原材料選擇設(shè)備與系統(tǒng)增材制造設(shè)備：描述設(shè)備的主要組成部分，如電弧發(fā)生器、送絲裝置、運(yùn)動控制系統(tǒng)等；輔助系統(tǒng)：包括氣體保護(hù)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等的作用和要求。制造過程控制質(zhì)量檢測與評估工藝整頓現(xiàn)狀分析：對當(dāng)前工藝進(jìn)行全面的調(diào)研和分析，了解存在的問題、瓶頸和改進(jìn)的潛力。目標(biāo)設(shè)定：明確工藝整頓的目標(biāo)，例如提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量等。方案制定：根據(jù)現(xiàn)狀分析的結(jié)果，制定具體的整頓方案，包括改進(jìn)措施、時(shí)間表和責(zé)任人。實(shí)施執(zhí)行：按照整頓方案的要求，組織相關(guān)人員進(jìn)行實(shí)施，確保各項(xiàng)措施得到有效執(zhí)行。監(jiān)控評估：對整頓過程進(jìn)行監(jiān)控和評估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取措施進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。持續(xù)改進(jìn)：將工藝整頓工作納入日常管理，不斷優(yōu)化工藝，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。檢驗(yàn)外觀質(zhì)量對增材完成后的增材增材件表面進(jìn)行目視檢驗(yàn)，必要時(shí)可進(jìn)行滲透檢測。檢查所有影響質(zhì)量的因素，檢查部位一般為增材件表面、側(cè)面以及與基板結(jié)合區(qū)域的情況。目測結(jié)構(gòu)質(zhì)量0~+1mm的尺寸精度要求。內(nèi)部質(zhì)量不銹鋼增材件內(nèi)部不應(yīng)有裂紋、未熔合等增材缺陷。對于氣孔、夾渣等缺陷，X射線檢測按GB/T36015—2018的要求執(zhí)行，并參照NB/T47013.2中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量分級與評估。產(chǎn)品交付交付的不銹鋼試件應(yīng)包含但不限于以下信息：零件名稱和材料牌號或成分；零件合格證明文件；執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)編號；零件數(shù)量；生成日期；后處理記錄；產(chǎn)品包裝、運(yùn)輸、儲存等要求。編號：試驗(yàn)溫度：

附錄A（資料性）增材制造工藝規(guī)程表A.1增材制造工藝規(guī)程增材制造工藝規(guī)程編號AMProcedureSpecificationNo.工程名稱ProjectName 工程編號ProjectNo. 產(chǎn)品名稱ProductorName 產(chǎn)品編號ProjectNo. 工藝評定報(bào)告編號PQRNo. 施工執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)AcceptanceCriteria 接頭Joints:增材制造方法AMProcess 操作類型手工,自動,半自動)OperationTypes(Manual,Automatic,Semi-Auto) 坡口形式Groove墊板(材料及規(guī)格)Backing_ 簡圖(坡口型式、尺寸、加工順序示意圖)Sketch：母材BaseMetals材料標(biāo)準(zhǔn)MaterialSpecification 類型或牌號orGrade 材料標(biāo)準(zhǔn)MaterialSpecification 類型或牌號orGrade 厚度Thickness 直徑Diameter 其它Other 填充金屬FillerMetals填充金屬標(biāo)準(zhǔn)Specification型號Classification牌號Brand尺寸Size烘干溫度/時(shí)間DryTemperatureortimeThicknessofdepositedweld其它Others位置Positions坡口位置PositionofGroove 方向(向上、向下)Progression(Uphill,Downhill) 角焊縫位置Fillet 預(yù)熱Preheat預(yù)熱溫度PreheatTemperature 層間溫度InterpassTemperature 后熱Postheating 其它Other 增材制造工藝規(guī)程編號AMProcedureSpecificationNo.頁數(shù)Page2of2制造后熱處理PWHT溫度Temperature 時(shí)間Time 升溫速率HeatingRate 降溫速率CoolingRate 氣體Gases—————?dú)怏wGases混合比Mixture————— 流量FlowRate—————保護(hù)氣體ShieldingGases 尾部氣TrailingGases BackingGases—————電特性ElectricalCharacteristics電流種類Current極性Polarity 電流范圍(A)A