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龙图腾网获悉上海工程技术大学申请的专利一种空心钨极正负压脉冲电弧同轴送丝熔化焊接与增材制造方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120715343B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511004862.6，技术领域涉及：B23K9/09；该发明授权一种空心钨极正负压脉冲电弧同轴送丝熔化焊接与增材制造方法是由罗键;唐紫涵;王颖设计研发完成，并于2025-07-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种空心钨极正负压脉冲电弧同轴送丝熔化焊接与增材制造方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种空心钨极正负压脉冲电弧同轴送丝熔化焊接与增材制造方法。包括：将工件或增材制造基板固定在平台上；设置空心钨极参数；配置变极性或脉冲电弧电源；设置关键工艺参数；启动同轴送丝系统、空心钨极电弧电源及外加磁场励磁设备。通过上述步骤，构建脉冲时序协同工艺，协同调控磁场、空心钨极内气体流向与流速以及电弧电流，形成正负压电弧交替作用的外场。利用负压电弧脉冲阶段的吸附力定向牵引丝材熔滴向熔池无冲击力的稳定过渡，耦合正压电弧脉冲阶段释放熔池压力并铺展液态金属，协同调控熔滴‑熔池系统，解决薄板结构焊接及薄壁结构增材制造中熔池失稳难题，确保焊接或者增材制造构件优质成形成性。

本发明授权一种空心钨极正负压脉冲电弧同轴送丝熔化焊接与增材制造方法在权利要求书中公布了：1.一种空心钨极正负压脉冲电弧同轴送丝熔化焊接或增材制造方法，其特征在于：基于电流-磁场-空心钨极-气体协同体系，同轴集成送丝系统，通过磁场诱导空心钨极电弧等离子体产生具有反重力吸附效应的负压电弧与磁控铺展强化效应的正压电弧，构建脉冲时序协同工艺；利用负压电弧脉冲的吸附力定向牵引丝材熔滴向熔池无冲击力的稳定过渡，耦合正压电弧脉冲阶段释放熔池压力并铺展液态金属，通过正负压脉冲电弧电磁搅拌细化晶粒排除气孔的双重作用协同调控熔滴-熔池-焊缝组织系统，确保焊接或增材制造构件优质成形成性； 所述具有反重力吸附效应的负压电弧和磁控铺展强化效应的正压电弧通过以下方式构建：在焊枪上设置励磁线圈，施加励磁电流产生与电弧中心轴重合或平行的纵向磁场；通过动态调节所述纵向磁场强度超过空心钨极电弧负压力形成的临界阈值，使电弧中心形成负压力及其合适的作用范围；与常规正压电弧配合，或者与磁场诱导的正压电弧配合，或者与磁场诱导空心钨极内的气体流动方向及速度配合，形成电弧负压力和正压力交替作用的电弧同轴送丝熔化焊接或增材制造工艺； 所述电弧中心形成负压力为-20~-840Pa，负压电弧影响区域的直径为1.5~45mm，弧长为1~6mm； 所述电弧负压力和正压力交替作用的负压电弧占比为10%~70%，正负压脉冲频率的低频为1~200Hz，中频为1~3kHz，高频为10~30kHz； 所述脉冲时序协同工艺按以下步骤执行： 步骤1，将工件或者增材制造基板固定在平台上； 步骤2，设置空心钨极参数，包括其内部集成的同轴送丝系统，空心钨极外径尺寸1.8~9mm，空心钨极内径尺寸即为同轴送丝通道尺寸，其为0.8~5mm； 步骤3，设置变极性或者脉冲电弧电源，将电弧电源一端连接空心钨极，另一端连接在工件或者增材制造基板上；设置同轴送丝系统，将焊丝精确送入空心钨极内部的同轴送丝通道；根据材料、结构与工艺要求，调节电极正接或者脉冲电流占空比、焊接电流幅值与频率、送丝速度与位置、空心钨极内气体流动方向和大小，协同适配形成电弧负压力和正压力交替作用的电弧同轴送丝熔化焊接或增材制造工艺； 步骤4，设置关键工艺参数，包括电弧参数和磁场参数，其中，电弧电流80~520A，焊接或增材沉积速度0.1~6cms，电极正接占空比为15%~35%，磁场强度0.026~0.15T，空心钨极内气体流速为0~10ms，负压电弧磁场阈值大于0.022T； 步骤5，开启同轴送丝系统、空心钨极电弧电源以及外加磁场励磁设备，形成具有反重力吸附效应的负压电弧与磁控铺展强化效应的正压电弧脉冲作用的电弧环境，进行基于同轴送丝的焊接或增材制造； 通过同轴送丝通道将焊丝精准送入电弧中心区域，在电弧中心形成负压区域并产生旋转吸附效应，形成局部低压区域，该局部低压区域定向作用于同轴送入的丝材熔滴，使其在负压吸附力和电磁搅拌协同作用下，实现熔滴向熔池的稳定受控过渡；同时熔池内液态金属在负压吸附力作用下同步稳定流动，实现焊丝-熔池系统的双向稳定控制； 负压电弧脉冲对同轴送入丝材熔滴的动力学调控机制，在负压电弧脉冲阶段，电弧中心形成的负压区域产生旋转吸附效应，使熔滴脱离焊丝末端后处于缓冲区，形成熔滴向熔池无冲击力的稳定过渡；在正压电弧脉冲阶段，磁控电弧压力释放并铺展熔池液态金属，熔滴在重力作用下平稳融入熔池，同时，熔池在外场的电磁搅拌作用下细化焊缝晶粒、排除熔池内部气孔、减少焊缝组织成份偏析，形成优质接头；通过正负压电弧的交替作用，分别独立控制熔滴过渡的缓冲过程与熔池的流平过程，保障焊接或增材制造结构稳定成形和优质成性； 空心钨极负压电弧的负压力大小、作用范围与持续时间可以通过调节磁场强度与频率、空心钨极内气体流向与流量、电弧电流参数实现动态控制，同时需协同匹配同轴送丝速度、送丝位置，空心钨极负压电弧与正压电弧交替作用，结合同轴送丝的精准物料供给，共同保障焊接熔池或增材制造沉积层的实时形性调控； 焊丝为实心焊丝，或者药芯焊丝，或者粉芯焊丝，焊丝直径为0.6~4.8mm，送丝速度为0.3~18mmin。

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