TCWAN 0128-2024 鋁合金車輛轉(zhuǎn)向架電弧熔絲增材制造工藝規(guī)范

ICS25.160.10CCSJ33團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CWAN0128—2024鋁合金車輛轉(zhuǎn)向架電弧熔絲增材制造推薦工藝規(guī)范Processspecificationforadditivemanufacturingofarcfusesforaluminumalloyvehiclebogies2024-11-26發(fā)布 2024-12-01實施中國焊接協(xié)會 發(fā)布T/CWAN0128—2024T/CWAN0128—2024PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIII目 次前 言 III范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語及定義 1一般要求 2技術(shù)要求 2安全防護(hù) 3工藝過程 4檢驗 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GB/T1.1—20201本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(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/CWAN0128—2024T/CWAN0128—2024PAGEPAGE10鋁合金車輛轉(zhuǎn)向架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)鋁合金車輛轉(zhuǎn)向架電弧熔絲增材制造。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T10858—2023鋁及鋁合金焊絲GB/T24737.2—20122部分：產(chǎn)品工藝工作程序GB/T35351增材制造術(shù)語GB/T36015—2018X射線數(shù)字成像裝置性能和檢測規(guī)則GB/T39253—2020增材制造金屬材料定向能量沉積工藝規(guī)范GB/T39255—2020焊接與切割用保護(hù)氣體GB/T34525—2017：氣瓶搬運、儲存和使用安全技術(shù)規(guī)程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)語及定義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做單次非折線運動時所沉積的區(qū)域。[來源：GB/T39253—2020]3.3沉積路徑depositionpath原材料與電弧的匯聚點移動路徑。[來源：GB/T39253—2020]3.4切片厚度slicethickness增材結(jié)構(gòu)模型切片過程中設(shè)計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]3.5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溫度。3.6增材槍體depositiontorch維持電弧持續(xù)穩(wěn)定燃燒，實現(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)的機構(gòu)組織的技術(shù)培訓(xùn)，并考核合格者。檢驗人員應(yīng)具有增材專業(yè)檢驗知識，并經(jīng)擁有技術(shù)認(rèn)證資質(zhì)的機構(gòu)組織的檢驗技術(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。75％。8℃。2m/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)嵩椿虮涣胰掌貢瘢Ｗo(hù)氣體101.5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：1050A~25010V~25V100（200A時）；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)：具有實時數(shù)據(jù)提取、顯示與監(jiān)測功能；吸煙除塵系統(tǒng)：具有實時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。增材材料鋁合金增材絲材（以xxx5ER5183）GB/T10858—2023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、檢驗報告、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、清理設(shè)施之外，應(yīng)保證其標(biāo)簽完好，以備查證。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)氣體增材保護(hù)氣體采用純度≥99.99GB/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，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)（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)配置警報裝置及防火用消防器材等設(shè)施。發(fā)生設(shè)備故障時，應(yīng)立即停止作業(yè)，在問題排除后，方可進(jìn)行操作。工藝過程流程圖鋁合金車輛轉(zhuǎn)向架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、工藝路線設(shè)計、工藝規(guī)程設(shè)計或?qū)Ｓ霉ぱb設(shè)計。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：包括外觀設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、功能設(shè)計等。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)。可加工性：確認(rèn)材料在生產(chǎn)制造過程中能夠進(jìn)行加工。經(jīng)濟性分析：評估產(chǎn)品通過增材制造生產(chǎn)在經(jīng)濟上的可行性。工藝方案設(shè)計工藝流程確定：規(guī)劃產(chǎn)品生產(chǎn)的各個步驟和順序。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：設(shè)計用于固定和定位產(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)量控制計劃：制定質(zhì)量檢測點和控制方法。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)品計劃專用關(guān)鍵設(shè)備的采購。專用工裝設(shè)計與采購：設(shè)計產(chǎn)品的專用工裝并進(jìn)行采購。工藝路線設(shè)計1.6mm的鋁合金絲材，并進(jìn)行表面處理。模型構(gòu)建與切片：使用三維建模軟件構(gòu)建模型，并進(jìn)行切片處理。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54A~15V~20V，3m/min~7m/min16-20L/min12mm~15mm，形成各增材區(qū)域3.0mm~5mm，層間溫度控120℃1mm~3mm，確定增材路徑上的層內(nèi)平鋪偏移點與層間抬高偏移點以及等待冷后處理：去除支撐結(jié)構(gòu)，進(jìn)行表面打磨、拋光、機加等處理。質(zhì)量檢測：對制造出的鋁合金結(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：按照工藝方案設(shè)計增材工藝規(guī)程。工藝試驗試驗?zāi)Ｐ驮O(shè)計：將產(chǎn)品模型進(jìn)行等比例縮小建立試驗?zāi)Ｐ?，或者設(shè)計形狀為墻體的試驗?zāi)Ｐ?。試驗?zāi)Ｐ驮霾模喊凑展に嚪桨冈霾闹圃煸囼災(zāi)Ｐ?。工藝定額編制材料定額：精確計算各種材料的用量，包括主料和輔料。工時定額：對每個工序所需的工作時間進(jìn)行評估，包括基本時間、輔助時間等。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。驗證數(shù)據(jù)來源和計算過程的正確性。評估對生產(chǎn)實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、工裝驗證產(chǎn)品試制：按照設(shè)計要求生產(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。工藝驗證：驗證各個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)備的正常運行和可靠性。人員培訓(xùn)和管理:質(zhì)量控制與檢驗:工藝安全管理:落實工藝安全規(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)原材料選擇鋁合金絲材類型：詳細(xì)說明所選用的鋁合金絲材的牌號和規(guī)格；材料質(zhì)量要求：強調(diào)材料的化學(xué)成分、機械性能等方面的要求。設(shè)備與系統(tǒng)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、時間表和責(zé)任人。實施執(zhí)行：按照整頓方案的要求，組織相關(guān)人員進(jìn)行實施，確保各項措施得到有效執(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。檢驗外觀質(zhì)量對增材完成后的增材件表面進(jìn)行目視檢驗，必要時可進(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)量采用符合規(guī)定的游標(biāo)卡尺、千分尺、卷尺以及激光三維掃描儀檢驗增材后鋁合金增材件外形輪廓尺寸。鋁合金零件長度，寬度以及高度尺寸應(yīng)滿足±1mm的尺寸精度要求。內(nèi)部質(zhì)量鋁合金增材件內(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)品交付交付的鋁合金試件應(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、運輸、儲存等要求。編號：試驗溫度：

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.Page2of2制造后熱處理PWHT溫度Temperature 時間Time 升溫速率HeatingRate 降溫速率CoolingRate 氣體Gases—————氣體Gases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)AmpsRan