关键词： 电弧增材制造   成形轨迹曲率   磁偏吹   熔积层   焊宽   余高  

摘要： 在高效低成本电弧增材熔积成形过程中,熔积成形轨迹对熔积层形貌有重要影响。为了掌握成形轨迹对熔积层形貌的影响机理,借助于机器人MIG焊技术,以ER316L不锈钢为成形材料,研究了成形轨迹不同曲率半径对圆弧焊道焊宽及余高的影响。结果表明,电弧增材成形圆弧轨迹对电弧形态及熔滴过渡的影响主要来源于磁偏吹效应;在成形速度不变的情况下,随着轨迹曲率的增加,焊宽逐渐变宽,余高整体升高。

关键词： 电弧增材制造   工艺参数   控形控性  

摘要： 增材制造技术可直接低成本一体化制造复杂构件,成为最具潜力的材料加工技术。针对大尺寸复杂构件的低成本、高效快速近净成形,基于堆焊技术发展起来的电弧增材制造技术(WAAM)成为最合适的方法。综述了近年来国内外学者关于电弧增材制造技术在不同材料成形工艺参数及力学性能方面的成果,分析了工艺参数对不锈钢、铝合金和钛合金三种常见材料组织与性能影响规律,对未来电弧增材制造技术的发展方向进行了展望。

关键词： 电弧增材制造   温度场   成型路径  

摘要： 建立了基于SYSWELD的不锈钢CMT增材制造过程中的有限元模型,并对模型进行热循环曲线验证;对比了3种常用弧焊增材制造路径下的温度场。数值模拟结果表明,基板对前4层熔覆层的冷却速率影响较大,且基板能够影响的层数与增材制造方式无关。增材制造到一定层数后,熔覆层中的温度趋于稳定,控制层间温度时,稳定后的温度较低。不锈钢采用连续增材制造时不会产生明显过热现象。

关键词： 电弧增材制造   微铸锻   超高强度钢   组织   力学性能  

摘要： 23Co13Ni11Cr3Mo(A-100)钢是一种新型高Co-Ni二次硬化超高强度钢,因其良好的强韧性,被广泛应用于飞机起落架的制造行业。基于微铸锻技术及工艺,研究了电弧自由熔积成形及微铸锻2种工艺对23Co13Ni11Cr3Mo钢组织特征及力学性能的影响。结果表明,相对电弧自由成形,微铸锻复合工艺可明显减少粗大的柱状晶细化晶粒,并可将熔积制件硬度提高6%~11%,抗拉强度提高6.5%,屈服强度提高13.3%,延伸率提高27%。试验研究表明,电弧微铸锻工艺是提升材料性能的一种电弧增材制造新工艺。

关键词： 电弧增材   非均质结构材料   组织   性能  

摘要： 采用双丝PMIG焊接机器人,进行电弧增材成形非均质结构材料的试验,分析了增材成形结构材料的微观组织和力学性能。试验结果表明,在异材界面处,316L不锈钢硬度值变大,高氮钢硬度值变小;相较于单种结构材料,非均质结构材料依旧保持很高的抗拉强度,同时塑性和延展性提高,吸收冲击功的能力增强,韧性提高。因此,电弧增材成形的非均质结构材料可为研发各种整体不同性能的新型材料提供方法。

关键词： 增材制造   速度规划   插补算法  

摘要： 电弧增材制造技术是一种高效率、低成本的金属快速制造方式。然而,电弧增材制造在加工复杂零件时,受制于轨迹曲率变化大等因素,焊枪行走速度无法保持恒定,因而难以获得一致的成形形貌。提出一种基于NURBS插补的工艺约束下的速度规划算法,将电弧增材制造工艺允许的速度波动范围考虑在内,能够减小电弧增材制造过程的速度波动,提高成形形貌的一致性,最大相对误差不超过5%,满足电弧增材制造的成形控制需求。

关键词： 电弧增材制造   脉冲频率   热输入   TC4   晶粒细化  

摘要： 粗大β柱状晶导致的各项异性是电弧增材制造TC4合金面临的主要问题。为解决上述问题,采用不同的脉冲频率和热输入成形了多组试样,并结合有限元分析,重点研究了热输入和脉冲频率对成形TC4合金形貌和组织的影响。结果表明:随着脉冲频率增加,试样宽度先快速减小,随后略有增加,β晶粒由柱状晶转变为等轴晶,并且得到细化,但α相没有显著变化;提高热输入有利于获得等轴晶,但会增加试样的宽度,还会导致α相变得粗大。试样的宽度由熔池的尺寸决定,主要与平均热输入和峰值阶段输入的热量相关。提高脉冲频率能破碎树枝晶,降低温度梯度,有利于增加形核率,提高热输入也能降低温度梯度,因此能够获得等轴晶。α相形貌主要与相变时的冷却速度相关,降低热输入能增大冷却速度,细化α相。

关键词： 电弧增材制造   TC4钛合金   宏观/微观组织   力学性能  

摘要： 增材制造是于20世纪80年代中期发展起来的一门新兴技术,因能快速精确地制造出形状复杂的结构件而受到广泛关注。电弧增材制造是以电弧为热源,采用逐层堆焊的方式制造出致密的金属构件,具有制造成本低廉、成形效率高的突出特点,在大尺寸、复杂零件的快速成形技术中表现出明显的优势,因而在航空航天、汽车船舶等领域有广阔的应用前景。TC4的化学活性高、热导率低、强度高,具有优异的综合力学性能,是应用最广泛的钛合金。TC4并不适合采用传统的加工方法制备,因此采用电弧增材制造的方法成形TC4结构件。但成形件典型的宏观组织为外延生长的柱状晶,导致其力学性能存在各向异性。本文综述了电弧增材制造的发展历史,结合该技术的特征及国内外研究现状,介绍了电弧增材制造TC4钛合金成形件的组织及性能方面的研究进展。

关键词： 电弧增材制造   TC4钛合金   数值模拟   宏观组织  

摘要： 由于电弧增材制造是目前众多增材制造方法中的研究热点之一,且TC4是研究最广泛的钛合金,因此本工作研究了电弧增材制造TC4直壁墙的宏观组织演变。首先通过单道单层实验修正双椭球热源模型的形状参数,应用修正后的模型模拟四组直壁墙成形过程中的温度场及温度变化速率,通过模拟结果分析组织的演变规律。直壁墙底部为等轴晶组织,上部为柱状晶组织。低焊接电流有助于等轴晶的形成,但等轴晶区的尺寸及等轴晶的大小与线能量密度无关。

关键词： 等离子弧   填丝增材制造   尺寸建模分析  

摘要： 基于二次回归通用旋转组合试验,设计了单道多层直壁体的等离子弧填丝增材制造试验,建立了电弧增材制造堆覆层宽度关于堆覆电流、堆覆速度以及送丝速度的二次回归模型,有效预测了堆覆层宽度。试验结果表明,上述3个参数对堆覆层宽度的影响为堆覆速度最大,堆覆电流次之,送丝速度对堆覆层宽度的影响最小;不考虑送丝速度的影响,堆覆电流与堆覆速度相互作用下对堆覆层宽度的影响大小为:大电流(134 A^140 A)低堆覆速度(20 cm·min^(-1)~24 cm·min^(-1))>小电流(110 A^116 A)高堆覆速度(36 cm·min^(-1)~40 cm·min^(-1))>大电流(116 A^134A)高堆覆速度和小电流低堆覆速度>中等电流与中等堆覆速度(24 cm·min^(-1)~36 cm·min^(-1))。