阅读说明：本技术 水陆两用原位电弧增材制造设备及方法 (Amphibious in-situ electric arc additive manufacturing equipment and method ) 是由 王振民 钟启明 徐孟嘉 张芩 于 2019-08-28 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种水陆两用原位电弧增材制造设备,其特征在于：包括宽禁带增材电源、潜水送丝机、焊炬、保护装置、机器人、压缩气装置和保护气装置；所述焊炬与机器人连接,以实现机器人带动焊炬移动进行电弧增材操作；所述宽禁带增材电源、潜水送丝机和焊炬依次连接；所述潜水送丝机还与保护气装置连接；所述宽禁带增材电源分别与压缩气装置和保护气装置连接,以实现压缩气装置和保护气装置的打开和关闭。该设备可实现水陆两用,可形成高挺度高速气幕以形成局部干燥空间,便于获取焊丝与母材之间距离,可提高电弧增材制造工艺质量。本发明还提供一种上述设备的电弧增材制造方法,该方法可实现电弧增材自动化操作。(The invention provides amphibious in-situ electric arc additive manufacturing equipment which is characterized in that: the device comprises a wide forbidden band additive power supply, a diving wire feeder, a welding torch, a protection device, a robot, a compressed gas device and a protection gas device; the welding torch is connected with the robot so as to realize that the robot drives the welding torch to move to perform electric arc material increase operation; the wide forbidden band additive power supply, the submersible wire feeder and the welding torch are sequentially connected; the submersible wire feeder is also connected with a protective gas device; the wide forbidden band additive power supply is respectively connected with the compressed gas device and the protective gas device so as to realize the opening and closing of the compressed gas device and the protective gas device. The device can realize amphibious use, can form a high-stiffness high-speed air curtain to form a local drying space, is convenient to obtain the distance between a welding wire and a base metal, and can improve the quality of an electric arc additive manufacturing process. The invention also provides an electric arc additive manufacturing method of the equipment, which can realize automatic electric arc additive operation.)

水陆两用原位电弧增材制造设备及方法

技术领域

本发明涉及电弧增材制造技术领域，更具体地说，涉及水陆两用原位电弧增材制造设备及方法。

背景技术

电弧增材制造具有设备成本低廉、材料利用率高、结构尺寸适应性广等特点，相较于传统制造技术更具有柔性化、个性化的优势，在海洋资源开发、海洋工程建设、船舶装备设计制造以及应急修复等领域具有广阔的应用前景。

按作业位置的不同，应用在海工领域的电弧增材制造可分为水线以上的电弧增材制造与水下电弧增材制造。水线以上的电弧增材制造与常规的陆上增材制造工况类似，可直接应用陆上设备；而水下电弧增材制造则面临海洋环境的考验，复杂的水下工况对电弧稳定性造成显著影响进而决定成形过程以及工艺效果的一致性，其对控制电弧能量的电源及相关设备等具有更高要求。

水下电弧增材制造可分为湿法、干法以及局部干法三种类型。其中，湿法仅通过药芯焊丝进行自保护形式的水下作业而无排水措施，设备简单经济，但存在成型质量差等不足；干法应用压力容器将待焊区域隔离排水，使电弧燃烧环境接近于陆上作业工况，因而具有成型质量高的优点，但其配套设备造价昂贵且施工周期长、效率低；局部干法应用排水装置进行局部排水，使加工区域处于相对干燥的环境，配套设备简单，工位适应性宽，成型质量较好。

水下局部干法综合了湿法和干法的优点，是水下电弧增材制造的优选方法且其采用的局部排水措施使之具备应用于水线以上增材制造作业的可操作性。

现阶段，应用于海洋工程等前述领域的电弧增材制造设备仍存在以下不足：

(一)设备功能单一，难以或无法进行水陆两用；(二)电源为通用陆上Si基焊接电源，性能平庸，功率密度低，电弧能量控制粗放。例如，中国发明专利申请《水下电弧增材制造设备》(公开号：CN 108161173A)，该设备特点是利用防水组件形成局部干燥区域并采用约束件约束熔融金属流动，该设备虽能提高水下电弧增材结构件的成型质量，但采用了非常复杂的防水组件及约束组件，难以实现水陆两用；且该设备未对水下电弧增材采用的电源进行优化设计。

利用微型排水罩形成局部干燥区域是理想的解决办法，例如采用中国发明专利申请《双气流结构局部干法水下机器人焊接微型排水罩》(公开号：CN 106624258A)，该微型排水罩包括内气罩、外气罩和挡水套，在内气罩和外气罩之间形成呈收敛形的收缩喷管腔体，使压缩气体通过收缩喷管腔体后喷射形成高压气幕，从而形成局部干燥区域；挡水套对焊接区域进行保护，减少外部水流对焊接区域造成的影响，避免外部水流冲击气幕而导致气幕失效；但是挡水套对焊丝造成遮挡，并不利于人工观察或视觉感应获取焊丝与母材的距离，因此影响加工效果。

发明内容

为克服现有技术中的缺点与不足，本发明的一个目的在于提供一种实现水陆两用、可形成高挺度高速气幕以形成局部干燥空间、便于获取焊丝与母材之间距离、可提高电弧增材制造工艺质量的水陆两用原位电弧增材制造设备。本发明的另一个目的在于提供一种上述水陆两用原位电弧增材制造设备的电弧增材制造方法，该方法可实现电弧增材自动化操作。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种水陆两用原位电弧增材制造设备，其特征在于：包括宽禁带增材电源、潜水送丝机、焊炬、保护装置、机器人、压缩气装置和保护气装置；

所述焊炬与机器人连接，以实现机器人带动焊炬移动进行电弧增材操作；所述宽禁带增材电源、潜水送丝机和焊炬依次连接；所述潜水送丝机还与保护气装置连接；所述宽禁带增材电源分别与压缩气装置和保护气装置连接，以实现压缩气装置和保护气装置的打开和关闭；

所述保护装置包括内外套设的内筒和外罩；所述内筒形成内通孔；内通孔的顶部通过螺纹与焊炬的端部连接；外罩和内筒之间形成开口向下、呈收敛形的层间收敛腔体；层间收敛腔体壁设有螺旋结构；所述外罩连接有至少一个进气管；压缩气装置通过进气管与层间收敛腔体连通。

本发明电弧增材制造设备中，机器人用于带动焊炬移动实施电弧增材制造；宽禁带增材电源用于为焊炬提供电源，并对压缩气装置和保护气装置进行开关，以及驱动潜水送丝机进行送丝；潜水送丝机用于输送焊丝；压缩气装置用于向层间收敛腔体输入压缩气体；保护气装置用于向焊炬导电嘴输送保护气。本发明电弧增材制造设备既能为陆上电弧增材提供保护氛围，又能为水下电弧增材进行排水保护创造局部干燥空间，实现电弧增材设备水陆两用。

进行水下电弧增材制造时，宽禁带增材电源打开压缩气装置，由于保护装置的层间收敛腔体空间逐渐缩小，压缩气装置输出的压缩气体形成螺旋气流，并且层间收敛腔体壁设有螺旋结构，可使螺旋气流进一步加速，层间收敛腔体腔口下方出口使形成高挺度高速气幕，创造出水下电弧增材制造的局部干燥空间；该方式形成的气幕速度和挺度较现有排水罩更高，因此可减少挡水套的设置，解决了挡水套遮挡焊丝的技术问题，便于获取焊丝与母材之间距离，有利于提高电弧增材制造的工艺质量。

进行陆上电弧增材制造时，则无需排水创造干燥空间，宽禁带增材电源关闭压缩气装置，仅打开保护气装置；此时，保护装置起到焊炬喷嘴的保护作用，内筒将焊炬导电嘴喷出的保护气包围，从而形成气体保护层将电弧与空气隔绝，提高陆上电弧增材成型质量。

优选地，所述螺旋结构包括沿外罩内壁设置的螺旋线凸纹和绕内筒外壁设置的螺旋形凸起。

优选地，所述焊炬远离保护装置的一端固定于潜水送丝机的密封罩上，使潜水送丝机输出的焊丝经过焊炬伸出到内通孔中；潜水送丝机的密封罩还与保护气装置相连，使保护气装置输出的保护气通过潜水送丝机和焊炬流入到内通孔中。

优选地，所述进气管为两个以上；各个进气管分别与外罩连接；各个进气管分别与层间收敛腔体相切，以使压缩气体进入层间收敛腔体后形成旋转气流。

优选地，还包括用于获取焊丝与母材之间距离的视觉传感器；视觉传感器设置在机器人上，并与机器人信号连接。

优选地，所述宽禁带增材电源包括主电路和控制电路；

所述主电路包括依次连接的输入整流滤波电路、宽禁带全桥逆变电路、高频变压器和宽禁带全波整流滤波电路；其中，输入整流滤波电路与三相工频交流电相连，全波整流滤波电路与增材电弧负载相连。

采用优化设计的宽禁带增材电源，硬开关逆变频率可达200kHz乃至更高，从而减小磁性元件体积、提高能量密度，动态响应迅速，有利于实现电弧能量精细化调控，提高增材电弧稳定性。

优选地，所述宽禁带全桥逆变电路由宽禁带半导体功率开关管连接成全桥拓扑结构构成；所述宽禁带半导体功率开关管是指SiC MOSFET或SiC IGBT或GaN功率器件；

所述宽禁带全波整流滤波电路由宽禁带肖特基二极管以及输出滤波电抗连接成全波整流滤波拓扑结构构成；宽禁带肖特基二极管是指SiC肖特基二极管或GaN肖特基二极管。

优选地，所述控制电路包括与三相工频交流电相连并用于供电的供电电路、微处理器，以及与微处理器相连的宽禁带器件高频驱动电路、采样反馈电路和开关信号控制电路；

所述宽禁带器件高频驱动电路与主电路的宽禁带全桥逆变电路连接；所述采样反馈电路与宽禁带全波整流滤波电路连接；所述开关信号控制电路连接分别与压缩气装置和保护气装置连接。

优选地，所述开关信号控制电路包括达林顿晶体管阵列驱动芯片ULN1和两路驱动单元；两路驱动单元均包括高速光耦U1、MOS管M1和二极管D1；

所述供电电路设有电源一和电源二，且电源一的供电电压≤电源二的供电电压；所述达林顿晶体管阵列驱动芯片ULN1的输入端与微处理器连接；高速光耦U1的输入端分别与电源一和达林顿晶体管阵列驱动芯片ULN1的输出端连接；高速光耦U1的输出端一与电源二连接；高速光耦U1的输出端二通过串联的电阻R3和电阻R5与MOS管M1栅极连接；电阻R3和电阻R5连接处通过电阻R6与MOS管M1源极连接，MOS管M1源极接地；MOS管M1漏极与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与电源二连接；高速光耦U1的输出端一与高速光耦U1的输出端二之间连接有电容C1；电源二和MOS管M1漏极共同作为开关信号控制电路的输出端。

达林顿晶体管阵列驱动芯片ULN1提高了电流驱动能力；高速光耦U1起隔离作用；MOS管M1作为开关；二极管D1在关断保护气装置和压缩气装置电磁阀时起续流作用，用以消除电磁阀关断时产生的反电动势影响，保护开关信号控制电路。

上述水陆两用原位电弧增材制造设备的电弧增材制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、机器人接收增材模型信息，将增材模型划分为若干增材层，并设定各个增材层的制造轨迹、电源参数、送丝参数、提前送气时间、滞后送气时间；电源参数包括电源电流和电压；送丝参数包括送丝速度和送丝模式；设定电弧增材制造场合；将第一增材层设定为当前增材层；

S2、机器人运动至当前增材层的制造轨迹初始位置，调节焊炬到母材的距离，使焊炬前端的保护装置与母材接近贴合；

S3、机器人将当前增材层的电源参数、提前送气时间和滞后送气时间发送至宽禁带增材电源，将当前增材层的送丝参数发送至潜水送丝机；

S4、机器人判断电弧增材制造场合：

若是水下场合，则机器人发送水下作业信号至宽禁带增材电源，宽禁带增材电源打开压缩气装置，使压缩气体将保护装置的层间收敛腔体内的水排出并形成高挺度高速气幕，创造出水下电弧增材制造的局部干燥区域，之后跳至S5步；

若非水下场合，则直接跳至S5步；

S5、宽禁带增材电源打开保护气装置，保护气经潜水送丝机输送到焊炬的导电嘴形成增材气体保护氛围；提前送气时间倒计时；

S6、在提前送气时间结束后，宽禁带增材电源继续打开保护气装置；潜水送丝机配合宽禁带增材电源进行空载慢速送丝起弧，直至起弧成功；之后，机器人接收到宽禁带增材电源发送的起弧成功信号后，机器人按当前增材层的制造轨迹运动，宽禁带增材电源输出电弧能量，潜水送丝机根据送丝参数输送焊丝，直至到达当前增材层的制造轨迹终点；

S7、宽禁带增材电源停止电弧能量输出，潜水送丝机停止焊丝输送；滞后送气时间倒计时；在滞后送气时间结束后，宽禁带增材电源关闭保护气装置和压缩气装置，完成当前增材层堆积；

S8、判断当前增材层是否为最后一层增材层：若是，则结束，增材成型完成；否则跳至S2步进行下一增材层堆积。

该电弧增材制造方法可实现电弧增材制造设备水陆两用，可实现电弧增材自动化操作，提高电弧增材工艺质量和一致性，节省人力成本，还可在人工难以操作位置实施增材制造。

与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：

1、本发明既能为陆上电弧增材提供保护氛围，又能为水下电弧增材进行排水保护创造局部干燥空间，实现电弧增材设备水陆两用；

2、本发明可形成高挺度高速气幕以形成水下电弧增材制造的局部干燥空间，可减少挡水套的设置，解决了挡水套遮挡焊丝的技术问题，便于获取焊丝与母材之间距离，有利于提高电弧增材制造的工艺质量；

3、本发明采用优化设计的宽禁带增材电源，硬开关逆变频率可达200kHz乃至更高，从而减小磁性元件体积、提高能量密度，动态响应迅速，有利于实现电弧能量精细化调控，提高增材电弧稳定性；

4、本发明可实现电弧增材自动化操作，提高电弧增材工艺质量和一致性，节省人力成本，还可在人工难以操作位置实施增材制造。

附图说明

图1是本发明电弧增材制造设备的整体结构示意图；

图2是本发明电弧增材制造设备中宽禁带增材电源的结构示意图；

图3是本发明电弧增材制造设备中开关信号控制电路的原理图；

图4是本发明电弧增材制造设备中保护装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

实施例

本实施例一种水陆两用原位电弧增材制造设备，其结构如图1所示，包括宽禁带增材电源、潜水送丝机、焊炬、保护装置、机器人、压缩气装置和保护气装置。本发明电弧增材制造设备既能为陆上电弧增材提供保护氛围，又能为水下电弧增材进行排水保护创造局部干燥空间，实现电弧增材设备水陆两用。

焊炬与机器人连接，以实现机器人带动焊炬移动进行电弧增材操作。机器人可采用现有工业机器人；机器人带动焊炬移动可采用现有技术。

如图2所示，宽禁带增材电源用于为焊炬提供电源，并对压缩气装置和保护气装置进行开关，以及驱动潜水送丝机进行送丝。宽禁带增材电源包括主电路和控制电路。

主电路包括依次连接的输入整流滤波电路、宽禁带全桥逆变电路、高频变压器和宽禁带全波整流滤波电路；其中，输入整流滤波电路与三相工频交流电相连，全波整流滤波电路与增材电弧负载相连。输入整流滤波电路、宽禁带全桥逆变电路、高频变压器和宽禁带全波整流滤波电路均可采用现有电路模块。

宽禁带全桥逆变电路由宽禁带半导体功率开关管连接成全桥拓扑结构构成；宽禁带半导体功率开关管是指SiC MOSFET或SiC IGBT或GaN功率器件；宽禁带半导体功率开关管可以是单管、单管并联组合或功率模块。由于宽禁带半导体功率器件具有开关速度快、耐压高、电流容量大、损耗低等特点，宽禁带全桥逆变电路硬开关逆变频率大幅提升，可达200kHz乃至更高，为当前电弧增材电源中所普遍采用的Si全桥逆变电路的10倍，逆变频率高频化有利于减小磁性元件体积、提高能量密度，动态响应迅速，有利于实现电弧能量精细化调控从而提高水下增材电弧稳定性。

宽禁带全波整流滤波电路由宽禁带肖特基二极管以及输出滤波电抗连接成全波整流滤波拓扑结构构成；宽禁带肖特基二极管是指SiC肖特基二极管或GaN肖特基二极管。宽禁带肖特基二极管几乎无反向恢复效应，通断切换迅速，能有效配合前级宽禁带全桥逆变电路的高频换流。

控制电路包括与三相工频交流电相连并用于供电的供电电路、微处理器，以及与微处理器相连的宽禁带器件高频驱动电路、采样反馈电路和开关信号控制电路。

供电电路与三相工频交流电380V相连，经隔离、调压后为整个控制电路供电。微处理器优选采用型号为STM32F405RGT6的微处理器。微处理器与其它模块的连接关系如图2所示。微处理器为控制电路核心，宽禁带器件高频驱动电路、采样反馈电路与微处理器的外设相连构成其***电路：宽禁带器件高频驱动电路一端与微处理器的PWM模块相连，另一端连接宽禁带全桥逆变主电路的功率器件驱动极；采样反馈电路一端与微处理器的ADC模块相连，另一端与宽禁带全波整流滤波电路相连；微处理器的CAN通信接口分别与机器人的通信接口以及潜水送丝机的通信接口连接。开关信号控制电路一端连接微处理器的通用I/O口，另一端连接压缩气装置、保护气装置的电磁阀。

宽禁带器件高频驱动电路可采用现有技术，例如采用中国发明专利申请《一种适用于宽禁带功率器件的高效驱动电路》(公开号：CN 108173419A)中详细公开的驱动电路。宽禁带器件高频驱动将微处理器PWM模块产生的原始信号进行隔离、电平变换以获得宽禁带器件的驱动波形，并具备欠压锁定、最小脉宽限制、退饱和保护、栅极钳位等功能，能够有效驱动、保护宽禁带功率器件。

采样反馈电路可采用现有技术，例如采用中国发明专利《基于DSC的全数字SiC逆变式多功能氩弧焊电源》(公开号：CN 106392262B)中详细公开的负载电信号检测模块。采样反馈电路调制传输负载电流电压信号，并通过其所连接的微处理器的ADC模块进行采样，构成负载电流电压控制的反馈回路。

开关信号控制电路用以控制压缩气装置和保护气装置的通断。如图3所示，开关信号控制电路包括达林顿晶体管阵列驱动芯片ULN1和两路驱动单元；两路驱动单元均包括高速光耦U1、MOS管M1和二极管D1；供电电路设有电源一和电源二，且电源一的供电电压≤电源二的供电电压；达林顿晶体管阵列驱动芯片ULN1的输入端与微处理器连接；高速光耦U1的输入端分别与电源一和达林顿晶体管阵列驱动芯片ULN1的输出端连接；高速光耦U1的输出端一与电源二连接；高速光耦U1的输出端二通过串联的电阻R3和电阻R5与MOS管M1栅极连接；电阻R3和电阻R5连接处通过电阻R6与MOS管M1源极连接，MOS管M1源极接地；MOS管M1漏极与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与电源二连接；高速光耦U1的输出端一与高速光耦U1的输出端二之间连接有电容C1；电源二和MOS管M1漏极共同作为开关信号控制电路的输出端。

达林顿晶体管阵列驱动芯片ULN1提高了电流驱动能力；高速光耦U1起隔离作用；MOS管M1作为开关；二极管D1在关断保护气装置和压缩气装置电磁阀时起续流作用，用以消除电磁阀关断时产生的反电动势影响，保护开关信号控制电路。

该宽禁带增材电源的工作原理为：输入整流滤波电路将三相工频交流电变为较平滑的高压直流电；宽禁带全桥逆变电路以200kHz的逆变频率将高压直流电转换为200kHz高频高压交流方波；高频高压交流方波通过高频变压器传递到副边变成具有电气隔离、功率传输、电压转换等作用；高频低压交流方波经过宽禁带全波整流滤波电路转换为平滑的低压直流电并提供给增材电弧负载。微处理器根据焊接工艺参数预设值以及采样反馈电路反馈值的差异，通过处理器内部固化的控制算法运算获得占空比变化的PWM信号，该信号经过宽禁带器件高频驱动电路隔离、放大后驱动宽禁带全桥逆变电路，控制输出能量，使电弧增材工艺参数稳定在设定值附近。

潜水送丝机用于输送焊丝，可采用现有技术，例如采用中国发明专利《水下焊接机器人多功能焊接系统》(公开号：CN 103706927A)中详细公开的潜水送丝机。潜水送丝机由密封罩包围的送丝驱动电路、送丝电机、压紧轮和焊丝盘连接组成。焊炬远离保护装置的一端固定于潜水送丝机的密封罩上，使潜水送丝机输出的焊丝经过焊炬伸出到内通孔中；潜水送丝机的密封罩还与保护气装置相连，使保护气装置输出的保护气通过潜水送丝机和焊炬流入到内通孔中。潜水送丝机通过送丝驱动电路的CAN通信接口与微处理器的CAN通信接口及机器人的通信接口相连。

如图4所示，保护装置包括内外套设的内筒401和外罩402；内筒401形成内通孔；内通孔的顶部通过螺纹与焊炬的端部连接；外罩402和内筒401之间形成开口向下、呈收敛形的层间收敛腔体403；层间收敛腔体壁设有螺旋结构；外罩402连接有至少一个进气管402-1；压缩气装置通过进气管402-1与层间收敛腔体403连通。

螺旋结构包括沿外罩402内壁设置的螺旋线凸纹402-2和绕内筒401外壁设置的螺旋形凸起401-1。

进气管402-1优选为两个以上；各个进气管402-1分别与外罩402连接；各个进气管402-1分别与层间收敛腔体403相切，以使压缩气体进入层间收敛腔体403后形成旋转气流。

进行水下电弧增材制造时，宽禁带增材电源打开压缩气装置，压缩气体自压缩气装置经进气管402-1通入层间收敛腔体403中，在螺旋线凸纹402-2和螺旋形凸起401-1的作用下于腔体中形成螺旋气流，由于腔体空间逐渐缩小，螺旋气流的速度提升，在腔体下部的出口形成高挺度高速气幕，创造出水下电弧增材制造的局部干燥空间；该方式形成的气幕速度和挺度较现有排水罩更高，因此可减少挡水套的设置，解决了挡水套遮挡焊丝的技术问题，便于获取焊丝与母材之间距离，有利于提高电弧增材制造的工艺质量。

陆上电弧增材则无需排水创造干燥空间，宽禁带增材电源关闭压缩气装置，仅打开保护气装置；此时，保护装置起到焊炬喷嘴的保护作用，内筒401将焊炬导电嘴喷出的保护气包围，从而形成气体保护层将电弧与空气隔绝，提高陆上电弧增材成型质量。

保护气装置提供水下或陆上电弧增材所需保护气体，如氩气、二氧化碳等；压缩气装置提供水下电弧增材所需压缩气体用于排水形成局部干燥区域。

电弧增材制造设备优选还包括用于获取焊丝与母材之间距离的视觉传感器；视觉传感器设置在机器人上，并与机器人信号连接。

上述电弧增材制造设备的电弧增材制造方法，包括如下步骤：

S1、机器人接收增材模型信息，将增材模型划分为若干增材层，并设定各个增材层的制造轨迹、电源参数、送丝参数、提前送气时间、滞后送气时间；电源参数包括电源电流和电压；送丝参数包括送丝速度和送丝模式；设定电弧增材制造场合；将第一增材层设定为当前增材层；

S2、机器人运动至当前增材层的制造轨迹初始位置，调节焊炬到母材的距离，使焊炬前端的保护装置与母材接近贴合；

S3、机器人将当前增材层的电源参数、提前送气时间和滞后送气时间发送至宽禁带增材电源，将当前增材层的送丝参数发送至潜水送丝机；

S4、机器人判断电弧增材制造场合：

若是水下场合，则机器人发送水下作业信号至宽禁带增材电源，宽禁带增材电源打开压缩气装置，使压缩气体将保护装置的层间收敛腔体内的水排出并形成高挺度高速气幕，创造出水下电弧增材制造的局部干燥区域，之后跳至S5步；

若非水下场合，则直接跳至S5步；

S5、宽禁带增材电源打开保护气装置，保护气经潜水送丝机输送到焊炬的导电嘴形成增材气体保护氛围；提前送气时间倒计时；

S6、在提前送气时间结束后，宽禁带增材电源继续打开保护气装置；潜水送丝机配合宽禁带增材电源进行空载慢速送丝起弧，直至起弧成功；之后，机器人接收到宽禁带增材电源发送的起弧成功信号后，机器人按当前增材层的制造轨迹运动，宽禁带增材电源输出电弧能量，潜水送丝机根据送丝参数输送焊丝，直至到达当前增材层的制造轨迹终点；

S7、宽禁带增材电源停止电弧能量输出，潜水送丝机停止焊丝输送；滞后送气时间倒计时；在滞后送气时间结束后，宽禁带增材电源关闭保护气装置和压缩气装置，完成当前增材层堆积；

S8、判断当前增材层是否为最后一层增材层：若是，则结束，增材成型完成；否则跳至S2步进行下一增材层堆积。

该电弧增材制造方法可实现电弧增材制造设备水陆两用，可实现电弧增材自动化操作，提高电弧增材工艺质量和一致性，节省人力成本，还可在人工难以操作位置实施增材制造。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。