关键词： 电弧增材制造   熔池形态   电弧形态   流场   在线监测  

摘要： 随着增材制造技术的发展,对零件成形过程中的各种信号进行监测以实现焊接参数的反馈控制是保证零件制造质量的一种重要方式。综述了电弧增材制造过程在线监测的研究现状,主要讨论了增材制造过程中的熔池形态特征的在线监测,以及对堆焊过程中的电弧形态、流场的监测。讨论了未来电弧增材制造在线监测系统可能的发展方向。

关键词： 扫描路径   轮廓偏置   分区扫描   电弧熔丝增材制造   成形效率  

摘要： 针对快速成型中目前已有层片扫描路径生成算法的不足,在轮廓偏置扫描路径填充算法和分区扫描路径填充算法的基础上提出一种改良的基于偏置轮廓特征的分区扫描路径填充算法。首先判断层片轮廓环的内外性质,以此为依据获取边界处的偏置轨迹,并按分区扫描的方式得到偏置轮廓环内部待填充区域的轨迹,最终的成形路径中起停点明显减少且其中大多数扫描起点和终点位于制件内部。实验结果表明,在机器人电弧熔丝增材制造中,采用该算法的混合扫描方式可以有效改善成形质量,并在一定程度上提高成形效率。

关键词： 铝合金   电弧增材制造   热处理   显微组织   力学性能  

摘要： 以复合超高频脉冲方波变极性钨极氩弧(HPVP–GTAW)为热源,Al–5Mg(ER5087)和Al–5Si(ER4043两种焊丝为填丝材料进行铝合金电弧熔丝增材制造,通过控制两焊丝的送丝速度获得不同主要合金元素Mg和Si含量的Al–Mg–Si合金薄壁构件,试验研究不同Mg/Si比及热处理对薄壁构件组织及性能的影响。结果表明:合金组织主要由柱状晶及少量等轴晶组成,呈非均匀分布。调节主要合金元素含量可实现对铝合金增材构件性能的控制,随着Mg/Si比的增加,增材构件的力学性能呈上升趋势,各向同性;经过固溶及人工时效热处理后,增材构件的力学性能得到显著提升,但塑性降低。

关键词： 电弧增材   保护气   高氮钢   显微组织   力学性能  

摘要： 为了探索保护气中N_2和O_2含量对高氮钢电弧增材制造显微组织和力学性能的影响规律,分别使用含不同比例N_2/Ar以及O_2/Ar在相同参数相同304不锈钢基板进行单道堆焊实验。结果表明:随着保护气中氮含量增加,微观组织中树枝状铁素体组织的二次枝晶逐渐减少,随着保护气中氧含量增加,微观组织中细长蠕虫状铁素体逐渐减少,表面成形性能降低;熔深大小与氮含量成反比,与氧含量成正比。当氮气含量不超过20%时,高氮钢焊道硬度值波动区间在250～310 HV3之间;当氧含量为2%时,高氮钢焊道硬度值波动区间处于270～350 HV3之间。

关键词： 电弧热丝VPPA   增材制造   二次通用旋转组合   模型尺寸预测   调控方案  

摘要： 电弧热丝变极性等离子弧(arcing-VPPA)对传热与传质的可靠控制使其在电弧增材制造方面拥有独特的优点。针对单道多层铝合金堆砌试样,利用二次通用旋转组合方法针对性地设计了单壁墙试验样本,通过多次回归方程建立了单壁墙成型尺寸与工艺参数之间关系的数学模型。结果表明,模型能够较好地预测单壁墙的熔敷尺寸,真实值与拟合值基本一致。同时发现,等离子电流、行走速度、送丝速度对层高的影响较为明显,且等离子电流与焊接速度对层高的影响存在交互作用;而对熔宽影响较明显的是等离子电流、变极性脉冲MIG电流以及焊接速度。同时分析了增材成型熔宽尺寸稳定性控制策略,发现等离子电流以等差数列排序的控制方案在增材宽度的稳定性控制上具有明显优势。

关键词： 增材制造   CMT焊接   层间策略   铣削处理   成形质量  

摘要： 基于机器人电弧填丝增材制造成形技术,进行了铝合金零件的成形表面不平整问题的分析及改善方法的试验探究。分析了CMT焊接技术的增材成形效果,以及应用在不同焊道时对成形质量产生的影响;分别探究了起弧与熄弧参数、层间轨迹方式、层间冷却时间等因素对成形质量的影响及改善方法。增材制造翼肋零件中,层间沉积中采用了焊道表面测量,再进行铣削加工的方式,作为进一步探究提高成形质量的试证。结果表明,加大起弧电流、降低熄弧电流,往复的层间轨迹方式及不同层间的冷却时间等方法可以提高零件的成形质量。

关键词： 增材制造   电弧   熔滴过渡   电弧信号   制造效率  

摘要： 基于脉冲GMA电弧检测了电弧填丝增材制造过程中与熔滴过渡相关的电弧电流、电弧电压和声发射信号,研究了电弧脉冲作用下的铝合金熔滴射滴过渡特征,提出了一种可对处于射滴过渡模式下的熔滴尺寸、电弧力和熔滴沉积率进行计算的方法,并分析了沉积层的成形质量特征。研究结果表明,利用检测获得的电弧电压、电弧电流信号和声发射信号可以对处于射滴过渡模式下的熔滴过渡过程及其特征进行区分。在本研究条件下,作用在过渡熔滴上的电弧力随电弧功率增加而递增。电弧力的增加将限制熔滴尺寸的增大,从而在电弧功率递增时呈现熔滴尺寸的递减和熔滴过渡频率的递增。同时,电弧功率增加,使热输入增大,射滴过渡熔滴对熔池的冲击增强,容易造成熔滴过渡形成的沉积层坍塌,从而使熔滴沉积层高度递增的趋势减缓,形成的沉积层显微组织明显粗化。

关键词： 打印技术   制造   3D   金属   零件   机器人   焊接   手臂  

摘要： 该项3D打印技术,以电弧增材制造(焊接堆焊)原理为基础,通过焊接头安装在机器人手臂端部进行施工,每次焊接都会沉积下少量焊料,如此积少成多而形成具有足够强度的金属棒材和结构。

关键词： 增材制造   路径规划   电弧熔丝  

摘要： 合理的路径规划可以提高电弧熔丝增材制造成形零件的表面质量和强度。针对电弧熔丝增材制造的特点,将多种增材制造路径规划算法相结合,提出了一种复合路径规划算法,实现了单空洞截面的填充,并进一步讨论了其他类型截面的路径规划方法。在填充截面过程中,内外表面采用轮廓偏置路径填充,保证了零件的表面质量;零件内部采用改进的扫描线算法进行填充,减少了空行程,提高了成形效率。实验验证了本文算法填充复杂截面轮廓的可行性。

关键词： Additive manufacturing   Arc fuse   Path planning  

摘要： Reasonable path planning can improve the surface quality and strength of the formed parts of Wire and Arc additive manufacturing. Aiming at the characteristics of arc fuse to add material manufacturing, varieties of material manufacturing path planning algorithms are combined, and a compound path planning algorithm is proposed. The single hollow section fill is realized, and the other types of cross section of path planning method is further discussed. In the process of filling section, the inner and outer surface is filled with the contour offset path to ensure the surface quality of the parts. The improved scanning line algorithm is used to fill the parts, reduce the empty stroke and improve the forming efficiency. The complex section profile can be filled and the feasibility of the algorithm is verified by experiments. © 2019, Editorial Department of Journal of NUAA. All right reserved.