关键词： 冷金属过渡   电弧增材制造   单道单层   截面轮廓模型  

摘要： 采用冷金属过渡(CMT)技术,围绕船用高强钢电弧增材制造(WAAM)的单道单层工艺特性开展研究,通过考察不同配比的保护气成分、送丝速度、焊接速度三种工艺参数下单道单层的工艺特性,结合不同工艺条件下单道单层的熔宽、余高、过渡角、截面面积等参数的测量,掌握了以上三种关键工艺参数对单道单层形貌的影响规律,并通过数学分析的方法,建立了能够准确预测80%Ar+20%CO 2混合气体保护下单道单层截面轮廓的全周期余弦函数模型,其与实际测量的结果基本一致,为后续单道多层、多道多层的电弧增材成形控制提供了基础。

关键词： 路径   增材制造   316不锈钢   组织性能  

摘要： 以316不锈钢为材料,探讨了平行往复、“十”字正交、插补堆积三种不同路径下TIG电弧增材试件微观组织及力学性能的差异.结果表明,三组试件中部组织存在明显差异,平行往复试件树枝晶粗大发达,生长方向高度一致.“十”字正交试件树枝晶生长方向多,枝晶紊乱,层间过渡区域大.插补堆积试件二次枝晶不发达,组织细密.在显微硬度方面,三组试件的维氏硬度自底板至顶部呈现先减小后增大的趋势,平行往复试件显微硬度最大.在拉伸性能方面,平行往复试件纵向抗拉强度最高,纵向受力时可采用该方式增材.插补堆积试件横向抗拉强度最高,横向受力时可采用该方式增材.“十”字正交试件力学性能表现出各向同性,多向受力且对塑性要求较高时可采用该方式增材.

关键词： 冷金属过渡焊接技术(CMT)   铝合金   电弧增材制造  

摘要： 铝合金作为一种加工性能优良、导热性好且质量轻的金属材料,在工业领域应用广泛。冷金属过渡焊接技术(CMT)作为一种低热量输入、无飞溅的焊接技术,非常适合铝合金的增材制造,铝合金CMT技术已成为增材制造技术的研究热点。通过综述近年来国内外学者在铝合金CMT技术焊道成形、组织性能、气孔缺陷方面的研究成果,展望了未来CMT技术的发展方向。

关键词： 电弧增材制造   桁架焊   桁架成型   碰撞   路径规划  

摘要： 针对电弧增材制造过程中桁架结构难以制造的问题,提出一种基于冷金属过渡(CMT)点焊工艺的逐点添加空间桁架结构增材制造技术.通过工艺成形试验获得最优的工艺参数,并对桁架结构焊接过程进行受力分析,建立桁架结构制造过程受力数学模型,有效地解决了成型过程中立柱的下榻、熔滴在立柱上的下淌以及焊枪轮廓与构件的碰撞问题.通过受力分析数学模型得出,焊枪以垂直于基板的方向对桁架结构进行堆积时,桁架立柱出现下塌现象的临界角为50°.将数学模型与桁架结构成型路径策略相结合,可以对复杂立体特征桁架构件进行增材制造.最后通过改变单个立柱弯曲角度的桁架结构增材试验,得到满足成型精度要求的桁架结构件,验证了数学模型的正确性及桁架焊成形方法的可行性.

关键词： 电弧增材制造   Ti–6Al–4V   组织   力学性能   拉伸性能  

摘要： 电弧增材制造技术因较高沉积效率和较低制造成本,在制造大型钛合金构件方面具有一定优势。首先介绍了电弧增材制造技术的特点,然后重点概述了电弧增材制造T–6Al–4V组织、拉伸性能和疲劳裂纹扩展调控进展(:1)成分过冷调控(添加形核质和调整成形工艺参数等)、塑性变形和热处理等对构件组织和拉伸性能的影响(;2)微观组织、裂纹扩展路径和残余应力对构件疲劳裂纹扩展行为的影响。最后,阐述了电弧增材制造Ti–6Al–4V所面临的挑战。

关键词： 原位合金化   双丝电弧增材制造   微观组织   力学性能   抗氧化性能  

摘要： 采用双丝电弧增材制造(WAAM)的方法制备了Ti-48Al合金,在此基础上通过原位合金化方法制备了Ti-48Al-2Cr-2Nb金属间化合物,借助XRD、OM、SEM、微小力学拉伸以及高温氧化试验表征了2种合金的组织与性能。结果表明,2种堆积试样成分均匀,并且均由γ-TiAl和α2-Ti3Al片层组织组成,微量合金元素Cr和Nb的添加不改变合金的相组成。微小力学拉伸结果证实了Cr和Nb微量元素的添加可以显著提高合金的抗拉强度,但对塑性没有明显的影响。高温抗氧化性试验结果表明,Ti-48Al-2Cr-2Nb合金试样比Ti-48Al合金具有更优良的抗氧化性能,试样的最终增重由5.26 mg/cm^2降低至1.95 mg/cm^2。

关键词： nickel alloys   additive manufacturing   direct energy deposition   heat treatment   microstructure  

摘要： The microstructure and mechanical properties of Inconel 625 alloy fabricated by wire arc additive manufacturing process were evaluated under as-prepared and heat-treated conditions.A dendritic Ni-based solid solution phase along with(Nb,Ti)C carbide,Laves,and δ-Ni3Nb secondary phases were developed in the microstructure of the as-prepared *** heat treatment led to the dissolution of Laves and Ni3Nb *** addition,dendrites were replaced with large columnar *** heat treatment resulted in the formation of grain boundary M23C6 carbide and nanometric γ''***,yield and tensile strengths,as well as elongation of the as-prepared part,were close to those of the cast alloy and its fracture occurred in a transgranular ductile *** heat treatment improved hardness and yield strength and declined the elongation,but it did not have a considerable impact on the tensile ***,aging heat treatment caused the tensile properties to deteriorate and changed the fracture to a mixture of transgranular ductile and intergranular brittle mode.

关键词： 2219铝合金   电弧增材   各向异性   脆性相  

摘要： 采用基于CMT工艺的电弧增材制造(WAAM)技术成形了2219铝合金单壁墙试样,并研究了沉积态、固溶态、固溶+时效态的显微组织与力学性能。结果表明,显微气孔、θ(Al2Cu)及富Fe脆性相在层间密集分布形成薄弱带,是导致水平方向和垂直方向力学性能各向异性的原因。垂直方向拉伸时,微裂纹易于在层间形成,塑性较差、抗拉强度较低。为提高WAAM成形的2219铝合金垂直方向力学性能,需尽可能降低丝材中的Fe、Si杂质含量。

关键词： 电弧增材制造   焊道尺寸   BP神经网络   预测模型  

摘要： 利用钨极惰性气体(TIG)保护焊电弧增材制造平台对GH4169镍基高温合金进行正交试验,研究了焊接电流、焊接速度、送丝速度对焊道熔宽和余高的影响;建立了BP人工神经网络,利用遗传算法对其进行优化,得到了单焊道尺寸预测模型,并基于MATLAB的图形用户界面模块(GUI)创建了预测人工交互界面。结果表明:焊道熔宽随焊接电流增加而增大,随焊接速度增加而降低,随送丝速度增加则先增大后降低;焊道余高与送丝速度呈线性正相关,与焊接电流和焊接速度则呈负相关;该焊道尺寸预测模型的相对误差在6%以内,能够较为准确地预测单焊道的形状与尺寸。

关键词： 电弧增材制造   超声振动   铝青铜合金   层间温度   成形组织   拉伸性能  

摘要： 采用电弧增材制造技术,研究不同层间温度下有无超声振动对电弧增材制造Cu-8Al-2Ni-2Fe-2Mn合金组织及拉伸性能的影响。结果表明:在电弧增材制造的过程中,控制不同的层间温度不能抑制外延生长的柱状枝晶形成,引入超声振动后,在层间温度100℃下获得胞状晶组织。电弧增材制造的Cu-8Al-2Ni-2Fe-2Mn合金主要由枝晶间的κⅡ相(Fe3Al)和κⅢ相(NiAl)以及在α-Cu基体中析出的κⅣ相(富铁)组成。在含有柱状枝晶的试样中,拉伸性能均存在各向异性。在引入超声振动+层间温度100℃的试样中,各向异性较小并获得最佳综合拉伸性能。通过引入超声振动和控制层间温度,优化组织和拉伸性能,为高性能铝青铜合金的快速制造提供潜在方案。