关键词： 冷金属过渡技术   电弧增材   预处理   TiB_(2)增强铝基复合材料  

摘要： 以TiB_(2)/6056铝基复合材料丝材为焊材,采用冷金属过渡焊接技术,研究TiB_(2)增强铝基复合材料丝材的电弧增材,重点分析预热处理对增材层成形及接头质量的影响。结果表明:当焊接电流为140 A、送丝速度为8 m/min、焊接速度为5 mm/s、基板预热温度为200℃时制备的增材层与基板未预热制备的增材层相比,外观成形更好,气孔数目降低,气孔尺寸减小,晶粒更细小,TiB_(2)颗粒分散更好,且增材层硬度与拉伸性能均得到了提高。

关键词： 电弧增材制造   数字孪生   智能制造   教研一体化  

摘要： 为了提高电弧增材制造实验平台的智能化、信息化程度,设计了一个基于数字孪生的教研一体化电弧增材制造实验平台。该实验平台的建设主要包括硬件系统搭建、电弧增材制造数字孪生系统开发。测试结果表明,该实验平台能够高效地完成增材制造领域的部分理论研究与方法验证,有助于增材制造向数字化、智能化方向发展,同时使实验室资源的可持续使用效率得到提升。

关键词： 增材制造   316L不锈钢   镍基合金   梯度材料   MIG焊  

摘要： 目的采用MIG焊电弧增材制造的工艺方法,实现316L不锈钢和625镍基合金2种材料的增材制造,以获得无缺陷、性能优异的功能梯度材料。方法采用双脉冲电弧模式,利用316L和Inconel6252种焊丝在钢板上分别以25%和5%梯度比例进行50层往复式堆积实验,对沉积样品进行形貌外观、沉积效率、微观组织、硬度和拉伸性能的研究,并采用多级指标的评价系统综合评价沉积样品的成形质量。结果2个试样成功过渡堆积50层,表面成形良好,无未熔合、流淌、裂纹等缺陷。从宏观来看,样品横截面无气孔、热裂纹等缺陷。研究发现,5%梯度样品沉积效率高于25%梯度样品,硬度随着镍基合金比例的增大而增加,并通过电镜扫描方法发现25%梯度样品中75%(质量分数)316L+25%Inconel625区域出现裂纹,硬度和拉伸性能下降,降低了样品总体质量,而5%梯度比例的样品无此区域,总体质量良好。结论电弧增材制造采用5%的过渡比例工艺获得的梯度材料具有较高的强度与韧性,优良的拉伸性能为工业生产中的应用提供了可靠的保障,在工业上具有很好的应用前景。

关键词： 脉冲电弧增材制造   钛合金   热输入   温度梯度   组织细化  

摘要： 电弧增材制造固有的高热输入导致钛合金构件中易产生粗大组织,造成力学性能的下降。为细化钛合金组织,通过在电弧增材制造Ti6Al4V钛合金过程中施加脉冲电流,研究了基值电流和占空比对增材制造Ti6Al4V钛合金凝固过程微观组织和力学性能的影响,探究热输入对电弧增材制造Ti6Al4V钛合金凝固过程、微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着基值电流和占空比的降低,沉积Ti6Al4V合金的热输入由988 J/mm下降到414 J/mm,凝固熔池温度梯度G逐渐降低,生长速度R逐渐增大,使得粗大β柱状晶向等轴晶转变。随着热输入逐渐降低,冷却速率由7.27℃/s提高到44.08℃/s;高冷却速率促进α板条细化,α板条宽度从1.07μm减小到0.49μm。β等轴晶的形成和α板条的细化提高了沉积Ti6A14V钛合金力学性能,试样的抗拉强度由914 MPa增加到1049 MPa,塑性保持在8%。

关键词： 铝合金   WAAM   成形质量   仿真  

摘要： 铝合金作为一种耐腐蚀性强、强度与密封性能好的轻量材料,借助于增材制造技术快速成型的优势发展迅速。在我国新材料高质量发展的大产业背景下,铝合金电弧增材制造技术具有良好的研究与应用前景。本文从铝合金电弧增材成形精度、电弧热量输入控制、成形工艺参数、组织性能等质量研究,以及后处理技术对铝合金电弧增材成形的影响等方面介绍不同增材制造方法用铝合金研究现状,同时介绍不同试验对电弧增材制造仿真技术的促进作用。基于目前研究现状,阐明铝合金电弧增材成形质量与组织性能、成形路径规划与算法控制,电弧增材用铝合金材料开发将成为铝合金电弧增材制造发展趋势。

关键词： 复合增材制造   Ti-6Al-4V合金   热处理   微观组织   力学性能  

摘要： 本文研究了不同热处理制度对激光-电弧复合增材制造Ti-6Al-4V合金微观组织及力学性能的影响,借助光学显微镜和扫描电镜分析了热处理参数变化时微观组织的变化,探究了不同固溶温度和冷却速度下试样力学性能变化的原因。结果表明:激光-电弧复合增材制造Ti-6Al-4V合金的微观结构主要由魏氏α板条组织和沿沉积方向从基体向外延生长柱状β晶粒内少量针状α相构成。经固溶时效热处理后组织主要为典型的交错网篮组织,α板条厚度明显降低,试样塑性、韧性提高明显。当固溶时效热处理方案为950℃/1 h,AC+540℃/6 h,AC时,与沉积态试样相比,晶粒尺寸减小了一半,可获得较好的综合力学性能,建议采用此热处理方案。

关键词： Inconel625合金   热处理   组织   力学性能   耐蚀性能  

摘要： 对CMT电弧增材沉积Inconel625合金进行直接时效处理(720℃×8h+620℃×8h,空冷)和固溶处理(950、1000、1100、1200、1250℃×1h,水冷),通过力学性能测试、电化学动电位极化测试、光学显微镜和场发射扫描电镜(SEM)及其自带的能谱分析仪(EDS)分析了不同热处理工艺对沉积态Inconel 625合金组织与性能的影响。结果表明,时效处理对沉积态合金组织中Laves相影响不明显;随固溶温度升高,组织由沉积态树枝晶转变为等轴晶,有害相Laves相溶解消失。时效处理可显著提升合金的硬度和抗拉强度,相较于沉积态硬度和抗拉强度分别提升35.1HV0.5和176.4MPa,但塑性降低;1200℃固溶处理能够明显提升合金的塑性,较沉积态断裂总延伸率提升49.6%。时效处理对合金的耐蚀性影响不明显;1200℃固溶处理可显著提高合金的耐蚀性,较沉积态自腐蚀电位提高22.8%,自腐蚀电流密度降低46.9%。

关键词： 修复再制造   激光锻造   电弧增材   力学性能  

摘要： 为改善铝合金件电弧增材修复后的机械性能,引入激光冲击锻造与电弧增材复合修复工艺并进行修复件拉伸测试。探讨光丝间距、脉冲能量、脉冲频率、电流强度及进给速度等参数对修复件力学性能的影响,对比复合工艺与电弧增材工艺修复件的应力-应变曲线和断裂位置。结果显示,通过优选光丝间距、工作电流和进给速度,提高脉冲能量和频率,最多可使抗拉强度和延伸率分别提高16.4%和1.5倍。复合工艺能强化修复件的熔融区和部分熔融区,从而提高力学性能。

关键词： 电弧增材制造   CMT-P   GH4169   响应面法   工艺优化  

摘要： 本工作以CMT-P复合电弧增材制造镍基合金GH4169为研究对象,综合考虑送丝速度、焊接速度和脉冲数量等工艺参数,以变形量和成形精度等成形质量为评价指标,采用中心复合响应面法进行工艺参数优化。建立变形量与成形精度的回归模型,分析工艺参数对成形质量的单体与交互效应。研究表明:对变形量影响最显著的因素是送丝速度,脉冲数量次之,焊接速度的影响最小。脉冲数量对成形精度的影响明显大于送丝速度和焊接速度,并且送丝速度和脉冲数量对其具有显著的交互作用;基于综合优化目标,获得了最优参数组合:送丝速度3.5 m/min、焊接速度5.8 mm/s、脉冲数量30;对比成形质量的模型预测与试验结果,变形量与成形精度的误差分别为10.3%和4%,验证了所建立成形质量模型的正确性。

关键词： 镁合金   电弧增材制造   微观组织   调控方法  

摘要： 采用电弧增材制造工艺制备的镁合金零部件具有较好的成型精度和性能,但对比钛合金、铝合金和钢等金属材料,镁合金电弧增材制造的工业应用成熟度仍然较低。通过分析镁合金电弧增材制造组织的形成和演变规律,发掘组织和性能进一步优化的潜力对镁合金等低熔点金属具有重要意义。对镁合金电弧增材制造的冶金过程特征和性能进行了简要论述和总结,梳理了现有的金属电弧增材制造性能提升的工艺特点,并对镁合金电弧增材制造性能的提升方向进行了展望。