【作 者】聶文忠;曾嘉藝;郭泰;李曉萱

　　【前 言】

　　電弧增材制造由于具有制作成本低、生產(chǎn)效率高和近凈成形等特點(diǎn)，適用于制造大、中型和中等復(fù)雜度的零件[1-4]。但是，電弧增材制造的零件的尺寸精度低、表面質(zhì)量差，該工藝特點(diǎn)限制了電弧增材制造的實(shí)際應(yīng)用[5-6]。

　　近年來(lái)，如何提高電弧增材制造零件的表面質(zhì)量成為了國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)[7-9]。Gudur 等[10]研究了電弧增材制造中基板的預(yù)熱和冷卻對(duì)焊道輪廓的影響。Zhou 等[11]通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化工藝參數(shù)可提高其表面質(zhì)量。張金田等[12]通過(guò)建立輪廓函數(shù)模型和抬升量預(yù)測(cè)模型，為單道多層電弧增材制造成形控制提供了理論支撐。但是，目前針對(duì)系統(tǒng)性評(píng)價(jià)表面質(zhì)量的研究較少，評(píng)價(jià)表面質(zhì)量的方法具有很大的主觀誤差，缺少對(duì)表面質(zhì)量進(jìn)行量化表征的方法，不利于電弧增材制造的進(jìn)一步發(fā)展[13]。

　　文中提出基于逆向成形的電弧增材制造表面質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。通過(guò)多組實(shí)驗(yàn)，研究了工藝參數(shù)對(duì)電弧增材制造表面質(zhì)量的影響，依據(jù)誤差最小原則選用最優(yōu)函數(shù)輪廓建立理想模型，分析實(shí)際成形狀況與理想模型的差異，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，評(píng)估理想模型、提取模型與實(shí)際成形情況的吻合度，以檢驗(yàn)此方法的科學(xué)性與適用性。

　　【結(jié) 論】

　　1）工藝參數(shù)對(duì)電弧增材制造試樣的成形狀況能夠產(chǎn)生較大影響，匹配良好的送絲速度與成形速度能夠改善其表面質(zhì)量。

　　2）建立了基于逆向成形的電弧增材制造表面質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，基于最小誤差原則選擇理想輪廓，與掃描模型進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算出其標(biāo)準(zhǔn)偏差值在 1.95~2.15之間，均平方根值在 2.4~2.9 之間。

　　3）結(jié)合計(jì)算結(jié)果對(duì)各試樣的表面狀況和橫、縱截面進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)各成形試樣中出現(xiàn)的非理想情況均可得到反映，并與實(shí)際成形情況較為吻合。

　　4）工藝參數(shù)經(jīng)優(yōu)化后，增材制造試樣的標(biāo)準(zhǔn)偏差值為 1.738，均方根值為 1.878，其波動(dòng)度和傾斜度降低，與理想模型的一致性提高。

　　以下是正文：