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电弧增材制造是目前增材制造研究的一大热点,双丝MIG焊是电弧增材制造中一种效率高、飞溅小、气孔率低、适应性高的工艺方法。然而当双丝MIG焊处于较高的焊接速度时,沉积成形会随着焊接速度的增加而变差,表现为熔深和熔宽不一致。针对上述问题,本文提出一种基于附加保护气的双丝MIG焊增材制造方法,通过引入附加保护气装置,利用附加保护气的冲击力和延长作用于液态熔池的保护时间,从而调节焊缝成形,拓展焊接工艺窗口,提升双丝MIG焊增材制造效率。论文主要工作如下:(1)建立附加保护气双丝MIG焊增材制造机器人工艺试验平台,研究了双丝MIG焊增材制造过程控制算法,设计了附加保护气装置以及双丝MIG焊增材制造样质量模糊评定方法。该平台包括附加保护气装置、双丝MIG焊电源、增材制造机器人控制系统和双丝MIG焊增材制造质量模糊评定系统四部分。平台在逐层熔敷过程中能够实时采集分析焊接过程的电流和电压波形,在上位机人机交互界面显示并存储,还能够实时监控增材制造成形情况,并以此控制增材制造的进程,此外还采用模糊规则对双丝MIG焊增材制造样质量进行模糊评定。(2)建立双丝MIG焊系统的Simulink仿真模型,在仿真模型的基础上进行了经典PID控制和神经元网络PID控制、粒子群优化神经元网络PID自适应控制电流波形对比试验。试验证明粒子群优化神经元网络PID自适应控制性能优于神经元网络PID控制以及经典PID控制,对增材制造过程中的脉冲电流输出具有更快的响应速度、较强的抗干扰能力而且成形质量好。(3)采用附加保护气的工艺方法,利用自行编程的机器人平台和双丝MIG焊电源,进行双丝MIG焊增材制造工艺试验,试验表明附加保护气对双丝MIG焊增材制造直壁件的成形质量和力学性能具有改善作用。通过附加保护气双丝高速MIG焊试验,证明了附加保护气体具有降低热输入,提升焊缝力学性能的效果。选取最佳的附加保护气工艺参数,并应用于附加保护气双丝MIG焊增材制造试验中,通过附加气体流量、喷嘴与焊枪夹角和扫描速度三组参数对比试验,分析了附加保护气对增材制造试件的微观组织及力学性能的影响,试验结果表明:附加保护气体新工艺可明显抑制高速焊接中的未熔透、咬边、驼峰焊道等缺陷,显著提升焊接速度,改善增材制造试件的外观形貌和力学性能。最优的增材制造附加保护气流量参数为18L/min,焊枪与附加保护气喷嘴夹角为28°,在此参数下可以完成扫描速度为2m/min的增材制造。