关键词： 5356铝合金   电弧增材制造   过渡端框   组织与性能   热输入   固溶处理  

摘要： 研究电弧熔丝增材制造5356铝合金运载火箭过渡端框工艺,探讨不同热输入与热处理温度对堆积金属组织与性能的影响,增材制造了过渡端框模拟件。结果表明,5356铝合金的显微组织主要为α(Al)相基体与β(Al8Mg5)增强相。增材制造过程中的热输入从113.4 J/mm增加至356.4 J/mm时,5356铝合金中α(Al)相晶界处的粗大β(Al8Mg5)相增多,导致金属抗拉强度、延伸率均显著降低。固溶处理有利于提高5356铝合金的力学性能。固溶处理温度由350℃提高至450℃时,5356铝合金中的α(Al)相晶粒细化,其晶内的细粒状β(Al8Mg5)相增多并呈弥散分布,且α(Al)相晶界处的β(Al8Mg5)相减少,使得细晶强化与沉淀强化效果逐渐显著,5356铝合金强度及韧性提高。根据5356铝合金过渡端框的结构特点,将其划分为底部支撑圆环、环-扇形组、环-加强筋组3个区域依次增材制造。为了减少成形件的变形,改变底部支撑圆环增材制造的起弧位置,环-扇形组采用对称分块成形。对成形的5356铝合金过渡端框模拟件进行三维尺寸测量,结构误差在3.58 mm之内,具有较高的成形精度。

关键词： 激光增材制造   电弧增材制造   激光熔化沉积   激光选区熔化  

摘要： 增材制造在能源化工、生物医学、航天航空等领域表现出了广阔的应用前景,对其研究现状进行综述,有助于梳理先进材料增材制造行业的发展脉络,为先进材料增材制造行业未来的发展提供理论支持。文章介绍了多种电弧增材制造技术控制系统,分析了电弧增材制造技术生产的零件组织性能与传统制造工艺生产的产品之间的差异,对比了激光熔化沉积技术和激光选区熔化技术的优劣,并对先进材料增材制造行业未来的发展进行了展望。

关键词： 电弧增材制造   5356铝合金   显微组织   拉伸性能   断口  

摘要： 采用电弧增材制造工艺制备了5356铝合金成形试样。通过观察合金微观组织及对拉伸性能研究发现,电弧增材制造5356铝合金成形质量良好、冶金结合优良,气孔率为0.38%优于大多数焊接样品,未出现较大缺陷;试样显微组织主要由α(Al)基体和弥散强化相β(Al3Mg2)组成,在沉积态试样中由于非平衡凝固造成合金元素偏析和富集,经420℃/18 h均匀化退火处理元素分布均匀性得到改善;沉积态试样在不同方向取样试样中平均抗拉强度分别为267,277 MPa,均能达到AWSA5.01/A5.10标准规定值,均匀化退火后增材制造5356铝合金的强韧性同时得到提高,远远超过5356铝合金的焊接性能,元素均匀化及β相的弥散析出是均匀化处理试样性能改善的主要原因;室温拉伸试样的断口位置出现明显颈缩;沉积态断口表面较为平缓,均匀化退火后断口表面出现明显起伏;断口表面分布有细小且均匀的韧窝,且均匀化退火后韧窝更为细小。

关键词： 增材制造   辊轧   残余应力   有限元模拟  

摘要： 增材制造过程中在凝固、冷却阶段因骤热骤冷而易于产生较大的残余应力,进而影响部件的成形和使用。在增材过程中引入辊轧工序,可望改变局部应力状态并降低宏观残余应力,进而改善部件宏观变形和微观组织形态。通过建立Ti-6Al-4V钛合金电弧熔丝增材与层间辊轧复合成形过程的有限元模型,研究在圆柱形轧辊条件下,不同压下量对部件温度、应力、应变及残余应力分布的影响规律。结果表明,层间辊轧可显著降低沉积层金属中的残余应力;同时降低对基板的整体应力。采用圆柱形轧辊并增加压下量可显著降低残余应力,为复合增材工艺的优化指明了方向。

关键词： 电弧增材制造   Ti-6Al-4V   初生β晶粒形态   再结晶  

摘要： 基于电弧增材制造的方法,研究了不同沉积方向及层间间隔时间对电弧增材制造Ti-6Al-4V钛合金直壁墙的宏观组织特征的影响。双向扫描和单向扫描分别获得了竖直生长和倾斜生长的柱状初生β晶组织。通过增加层间间隔时间至120 s获得了全等轴初生β晶组织。结果表明,底部的等轴初生β晶组织的形成是由于发生了再结晶。等轴初生β晶组织的晶粒大小同时受到热循环和再结晶两方面因素的共同作用。

关键词： 电弧增材   CMT技术   激光视觉传感技术  

摘要： 简要阐述了电弧增材制造技术的发展历史,分析了国外电弧增材制造研究发展现状,对电弧增材制造技术的发展前景进行了展望。

关键词： 电弧熔丝   增材设备   综述  

摘要： 电弧熔丝增材制造工艺由于其操作流程简便,环境开放,可生产零件范围广等优点引起了世界各国学者的极大兴趣和广泛关注。大型电弧熔丝增材设备作为此工艺实际应用的硬件基础也成为了国内外学者以及企业关注的对象。本文对大型电弧熔丝增材设备进行了简要介绍,回顾了电弧熔丝增材设备的发展历史和介绍了电弧熔丝增材设备的最新研究进展。此外,本文还对大型电弧熔丝增材设备的未来发展方向进行了展望。

关键词： 3D打印   工艺研究   性能优良   高效  

摘要： 3D打印是快速成形技术的一种,其在焊接领域具体应用即堆焊技术。丝材3D制造技术因其成形件组织致密,力学性能优良,相较于传统的3D打印技术具有更大的发展空间。文中从丝材的3D制造着手,重点研究了丝材3D制造过程中成形工艺、成形控制、成形制品性能等,最终证明了丝材的3D制造技术不仅能提高生产效率,其成形制品的性能也非常良好。

关键词： 铝合金   电弧增材制造   有限元模拟   应力与变形  

摘要： 铝合金在航天工业中有着重要地位,其强度适中,塑性好,密度低,具有较强的抗腐蚀性,且抗裂纹能力好。但在焊接过程中产生的残余应力和由其引起的焊接变形对材料的成形质量有很大的影响,为了克服这一问题,本文通过有限元模拟的方式不同工艺参数的电弧增材制造过程进行了计算并绘制成曲线图进行分析讨论。研究了焊接残余应力及焊后变形受工艺参数影响的规律,认为通过调整焊接热输入可以在一定程度上实现对残余应力及变形的控制。

关键词： 电弧增材制造   路径   显微组织   显微硬度  

摘要： 利用MIG复合增材制造方法在20 mm厚低碳钢上交替熔覆硅青铜与304不锈钢制备复合增材制造熔覆层,对3种不同增材制造路径制备的熔覆层成形质量进行了研究,揭示了不同熔覆层显微组织特点和硬度分布。研究结果表明,铜和钢熔覆层熔合线处均形成了良好的冶金结合,铜熔覆层会产生气孔,钢熔覆层中会形成铜向钢的渗透裂纹,铜层会向钢熔覆层塌陷。在铜熔覆层,钢会渗入铜中形成固溶体,该区域显微组织表现为球形的铁基固溶体弥散分布在铜基固溶体中;在钢熔覆层,底部钢呈细小的柱状晶沿垂直熔合线方向生长,并向顶部慢慢长大,当钢层作为最顶层熔覆层时,会形成等轴晶。铜熔覆层硬度在90~175 HV左右,随着进入铜层的钢含量增多而增大。304不锈钢熔覆层硬度在160~526 HV左右,而在钢熔覆层中临近铜熔覆层区域,由于Si元素的渗入,硬度会显著提高。