关键词： 电弧增材制造   316L不锈钢   热处理   组织   力学性能  

摘要： 采用ER316L不锈钢焊丝,在Q235A低碳钢基板上进行TIG电弧增材制造成形试验,对成形件试样分别进行1 000℃×1 h和1 200℃×1 h的热处理,研究热处理对增材制造成形件显微组织和性能的影响。结果表明,未经热处理的试样组织为奥氏体+枝晶状铁素体+M23C6析出相;经热处理后M23C6析出相发生回熔,随着温度升高析出相数量逐渐减少,导致热处理试样硬度有所降低。铁素体在热处理过程中逐渐转变为奥氏体,并且形态发生明显变化:1 000℃热处理后为条状,1 200℃热处理后为点状。对比未热处理和1 200℃热处理,1 000℃热处理后试样抗拉强度达到最高,其组织形态为奥氏体+条铁素体+少量的M23C6析出相。1 200℃热处理后主要为奥氏体组织+微量的铁素体和M23C6析出相,抗拉强度最低。

关键词： Inconel 625合金   冷金属过渡电弧增材制造   显微组织   拉伸性能  

摘要： 采用以冷金属过渡(CMT)电弧为热源的增材制造技术制备Inconel 625合金厚壁件,对比研究了摆动与两道多层电弧轨迹下厚壁件的显微组织和性能。结果表明:在摆动电弧轨迹增材制造过程中出现了飞溅现象,厚壁件表面粗糙,而在两道多层电弧轨迹增材制造过程中无明显飞溅现象,厚壁件表面光滑平整;厚壁件中树枝晶的生长方式均为外延生长,树枝晶中存在二次枝晶以及三次枝晶,且两道多层电弧轨迹下的枝晶间距小于摆动电弧轨迹下的;两道多层电弧轨迹下厚壁件的平均抗拉强度高于摆动电弧轨迹下的;摆动和两道多层电弧轨迹下厚壁件的抗拉强度各向异性百分比均很小,分别为4%,4.5%,厚壁件的断裂类型均为韧性断裂。

关键词： 电弧增材制造   成形工艺   组织性能   模具材料RMD545  

摘要： 针对耐磨堆焊药芯焊丝RMD545,进行单层单道熔敷成形工艺试验,分析其成形特点并确定了良好成形工艺区间。选取合适参数进行了多层单道熔敷成形工艺试验,表面成形良好,无明显缺陷。对单层单道和多层单道组织性能进行分析,结果表明,随着电流的增大,冷却速度减慢,单层单道组织中马氏体转变量逐渐减小,贝氏体转变量逐渐增多,硬度随之降低;多层单道熔敷层不同位置经历的热过程不同,组织性能有较大差异,从底部到顶部组织依次为回火马氏体+针状铁素体+少量贝氏体、马氏体+贝氏体+少量针状铁素体、板条马氏体,硬度分布在350~500 HV之间。拉伸试验表明成形件综合力学性能良好,满足相关模具材料修复的性能要求。

关键词： 冷却通道   激光沉积   电弧增材   水射流加工   爆炸连接  

摘要： 总结分析了国外液体火箭发动机推力室的制造技术现状,特别是铣槽式冷却通道的结构及制造技术的发展,详细介绍了目前正在研究的几种冷却通道快速制造技术,主要包括内衬成形的同轴送粉激光沉积和电弧熔丝增材制造技术,加工冷却通道的磨料水射流铣削技术,以及用于封合冷却通道的激光熔丝、爆炸连接和液体冷喷涂技术。与传统技术相比,这些技术不仅可以快速成形大型再生冷却推力室,而且可以大大减少原材料的使用,降低工艺复杂性,使发动机的制造周期和生产成本都有不同程度的下降。

关键词： 增材制造   电弧   综述   基础研究  

摘要： 介绍了电弧熔丝增材制造(Wire arc additive manufacturing,WAAM)的工艺特点、系统组成和增材制造中发生的物理过程。重点从电弧增材装备系统研发、过程检测与控制、微观组织性能和缺陷、成形工艺与参数分析等四个方面论述了WAAM研究现状。当前研究热点是考察形成件微观组织和力学性能,分析成形件中的残余应力、变形、孔隙、开裂和分层等缺陷问题。另一个研究热点是针对不同的材料体系和不同的焊接工艺,考察影响成形件精度和表面形貌的关键因素。论文对于WAAM国内外的应用情况也作了简要介绍。综述发现,WAAM基础研究较为薄弱,特别是传热传质机理十分缺乏,亟需准确系统的理论和模拟研究促进该技术的发展,为WAAM提供精细化指导。

关键词： 电弧焊接   增材再制造   修复  

摘要： 电弧增材再制造技术是金属零构件损伤修复的重要方法。分析了电弧增材再制造技术的内涵及特点,总结了电弧增材再制造技术在成形精度、成形效率、形性调控工艺等方面存在的问题和研究进展,展望提出了电弧增材再制造技术发展方向。

关键词： TIG焊接   电弧增材   成形工艺   微观组织   力学性能  

摘要： 基于电弧增材逐层熔覆特性,单焊道成形质量对多层多道堆积成形具有重要影响。本文通过正交试验方法研究了TIG电弧增材技术中工艺参数对焊道余高及熔宽的影响规律,建立了焊道几何尺寸的数学模型。在此基础上进行了单道多层堆积及多道搭接实验,研究了其微观组织及显微硬度。结果表明:单层搭接时道间冷却充分,重叠部位分区明显,焊道两侧硬度大,不完全重结晶区域硬度较低;层间冷却5 s时堆积层分层不明显,顶层为片状组织,中下层大致为等轴晶组织,靠近基板的焊缝区硬度最大。

关键词： 增材层   电弧熔覆   摩擦磨损   磨损机制   腐蚀性能   再制造  

摘要： 目的针对低碳钢零件的破损失效采用TIG焊电弧熔覆增材制造工艺,研究低碳钢电弧熔覆修复使其达到再制造零件性能要求的可行性,为实现TIG焊修复应用提供保证。方法通过TIG焊熔覆在低碳钢坡口处,对熔覆接头的显微组织进行分析,并测试修复后的增材层表面硬度性能。使用Nanovea Tribometer摩擦磨损仪和NanoveaPS50表面轮廓仪,对基体和增材层进行摩擦性能测试,并表征摩擦磨损后的表面形貌,探究磨损机理。采用电化学工作站对基体和增材层的腐蚀性能进行分析。结果修复后的增材层显微硬度(220.17HV)高于基体且其摩擦性能和腐蚀性能优于基体,随着磨损载荷的增加,增材层的摩擦系数逐渐降低,磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损。增材层表面组织均匀细小,在NaCl溶液中点蚀坑小且分散,增材层的腐蚀电流密度(1.8349×10^-6 A/cm^2)小于基体的腐蚀电流密度(6.5251×10^-5 A/cm^2),增材层表面的抗腐蚀能力明显提高。结论电弧熔覆低碳钢可满足低碳钢零部件现场电弧快速修复对再制造性能的要求,实现了低碳钢破损零部件的表面修复与强化。

关键词： ZL114A合金   电弧熔丝增材制造   热处理   组织与性能  

摘要： 采用电弧熔丝增材制造(Wire Arc Additive Manufacture,WAAM)成形技术对ZL114A合金成形工艺进行了研究,分析了WAAM成形沉积态和热处理试样微观组织及力学性能。结果发现:沉积态的微观组织由树枝状晶的α-Al基体和颗粒状共晶Si相组成,并且相邻两道焊缝的重叠区域形成粗晶区;相较于传统金属型铸造,沉积态晶粒更加细小、共晶Si相细小均匀分布;经T6热处理后,树枝晶消失,共晶Si相发生球化,呈细小弥散状态分布,显著提升了试样的力学性能:电弧熔丝增材ZL114A合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到370.0 MPa、310.4 MPa、8.6%,并且拉伸断口表现为韧性断裂。

关键词： 电弧增材制造   热过程分析   基层宽度   热过程解析解  

摘要： 电弧增材制造网格壁板以逐层堆积的方式直接在基板上沉积网格结构,能够极大地提升生产效率并降低成本.在网格壁板的成型过程中,基层的成型和整体的热过程决定了上层是否能成功完成成型.本文针对不同板厚作为基板的基层成型不规律问题,利用不同环境因素下的试验得到其成型熔宽及余高数据,根据得到的数据建立有限元填充模型.采用有限元模拟方式研究基板厚度、预热温度、距边缘距离等关键参数对电弧增材制造网格壁板的影响规律.试验结果表明:随着基板厚度的增加,基层成型宽度明显减小;随着预热温度的升高,在80℃温度以内宽度增加不明显,当预热温度超过120℃,基层成型宽度出现明显的增加;在边缘距离大于20 mm时,边缘距离对成型宽度基本没有影响;边缘距离小于20 mm时,随着边缘距离的减小,成型宽度逐渐加大,在边缘距离为10 mm时整个边缘基板的温度达到500°,基板塌陷倾向明显.最后通过上述试验结果,应用热力学理论构建基层成型数学模型,结合统计学最小二乘法,辅助确定热源参数后采用有限元模拟的方法可以进行不同工艺参数及板厚的热过程研究,这种创新性结合热力学解析解、统计学方法和简单实测解,可以有效地减少电弧增材基层热过程分析时间,提升成型研究效率.