关键词： 成形路径   电弧增材制造   00Cr13Ni5Mo   组织与性能  

摘要： 基于机器人MIG焊接技术和快速成形原理,实现了00Cr13Ni5Mo不锈钢材料的电弧增材制造,研究了成形路径和热处理对电弧增材制造沉积层组织和性能的影响。结果表明,不锈钢一字型路径成形试样中针状马氏体的数量要多于弓字型路径成形试样;沉积态试样经过1 000℃奥氏体化处理后,一字型路径成形试样较弓字型的奥氏体晶粒晶界更加明显,晶界处有条状铁素体析出;而经过600℃回火处理后,一字型路径成形试样的逆变奥氏体形态多为条状,但较弓字型路径成形试样中的更为细小。一字型沉积态不锈钢试样的硬度(HV)为400~440,抗拉强度高于1 200 MPa,硬度和抗拉强度相比奥氏体化、600℃回火试样高,且比弓字型的力学性能有所提高。

关键词： 电弧熔丝增材制造   铝合金   钛合金   缺陷控制   近净成形  

摘要： 航空航天轻质化、高性能整体结构日趋广泛的应用,对高效、低成本快速研制提出了迫切的要求。电弧熔丝增材制造与其他金属3D打印技术相比,具有制造成本低、成形效率高等特点,为解决这一问题提供了可能。综述了国内外铝合金、钛合金等轻质金属材料电弧熔丝增材制造技术的研究现状,指出了目前存在的主要问题及发展方向。最后,分析了电弧熔丝增材制造大型构件的应力与变形控制、路径规划软件、成形过程在线监控与反馈控制等共性关键技术的发展趋势。

关键词： 铝合金   电弧增材制造   氦气   表面粗糙度   气孔率   力学性能  

摘要： 针对铝合金CMT电弧增材制造技术,采用5356铝合金焊丝在Ar+He二元混合气体保护下进行CMT机器人自动化增材制造实验,研究不同Ar+He混合气比例对成形试样尺寸精度和力学性能的影响。对试样尺寸精度、气孔率及拉伸性能进行了分析。结果显示:表面粗糙度随氦气比例的增加先增加后减小。当氦气比例增加到75%后,不仅可以有效消除0.2 mm以上的宏观气孔,也可以消除显微气孔。力学性能显示抗拉强度同样随氦气比例的增加先增大后减小,70%Ar+30%He时抗拉强度达到最大值252.5 MPa。

关键词： 激光技术   激光冲击强化   电弧增材制造   微观组织   残余应力  

摘要： 利用激光冲击强化(LSP)与电弧增材制造(WAAM)复合技术,改善增材构件微观组织及应力状态,并研究LSP前后WAAM 2319铝合金的微观组织、显微硬度以及深度方向残余应力分布。研究结果表明,LSP能够减小WAAM 2319铝合金的晶粒尺寸,优化残余应力分布。LSP后,增材构件的平均晶粒直径由冲击前的68.86μm减小到34.32μm,显微硬度由冲击前的67.8HV增大到100.6HV;残余压应力的最大值约为90 MPa,影响深度为0.65mm。

关键词： 电弧增材制造   WAAM   3D打印  

摘要： 从电弧增材制造技术原理、发展历程、工艺以及实际应用等方面综述了基于电弧的金属增材制造技术的研究现状,提出了拟解决的关键技术、应用现状以及未来的发展方向。

关键词： 电弧增材制造   不锈钢   成型工艺   TIG焊  

摘要： 采用316L不锈钢在Q235A基板上进行TIG填丝增材制造成形试验,研究不锈钢增材制造成形工艺,分析不锈钢增材制造成形件的显微组织。结果表明:通过调整焊接电流、打印速度、送丝速度等工艺参数,可以实现不锈钢电弧增材制造成形,成形件具有致密度高、尺寸精度和表面质量较好等优点,其显微组织为柱状枝晶形态的奥氏体,顶部枝晶尺寸相对较小。

关键词： 高温合金   电弧微铸锻   增材制造   显微组织   力学性能  

摘要： 高温合金由于具有极好的各项综合性能被广泛应用于航空、航天、化工、造船等工业领域，尤其是航空发动机上的运用越来越普遍。本文研究了电弧增材制造以及电弧微铸段复合增材制造GH4169合金两种工艺方法，对比两种工艺下成形试样显微组织与力学性能的差异，分析微铸锻技术对成形试样的内部组织与力学性能的影响。\n 研究了电弧微铸锻复合增材制造GH4169合金工艺。采用钨极氩弧焊方式，经过大量试验确定焊接电流为210A，电弧电压为12.0V，焊接速度为200mm/min，送丝速度1.8m/min，焊接保护气采用高纯氩，气流量控制在17L/min左右；确定焊道搭接率为50%，成形前预热基板或试样在100℃左右，控制层间温度在100℃～150℃范围内；确定轧制温度在980℃左右，轧制力为5000N。\n 显微组织观察发现：针对未热处理态试样，电弧熔积成形试样内部主要为沿着成形高度并与之略微倾斜的细长柱状枝晶。而复合微铸锻技术后，组织发生枝晶破碎与动态再结晶，除柱状晶外还存在细条状的碎化晶粒以及等轴晶组织；针对热处理态试样，两种增材制造工艺组织组成相近，均为大小不一的等轴晶以及孪晶组织，不同的是电弧微铸锻复合成形试样晶粒更加细小。在合金相组成方面，电弧熔积成形主要含γ相、γ+La ves共晶相以及MC碳化物；而电弧微铸锻复合成形组织内部除上述组成相外，还存在γ′以及γ″强化相以及不同形貌的δ相（晶界针状δ相、晶界短棒状δ相以及晶内颗粒状δ相）。\n 力学性能测试发现：针对室温拉伸性能，电弧微铸锻复合成形试样X、Y、Z三向抗拉强度分别为1370MPa、1341MPa、1279MPa，屈服强度分别为1176MPa、1140MPa、1065MPa，延伸率分别为19.7%、18.3%、16.0%，均达到锻件标准。相比电弧熔积成形，电弧微铸锻成形试样室温拉伸力学性能消除了各向异性，性能大大提升，其中抗拉强度平均提升77.8%，屈服强度平均提升136.6%，延伸率平均提升18.4%；针对室温冲击性能，电弧微铸锻复合成形X、Y、Z三向的平均冲击功分别为50J、52J、42J，平均超过锻件标准的23.1%，超过电弧熔积的33.6%；平均冲击韧性分别为64.3J/c m2、64.6J/cm2、53.0J/cm2，，平均超过锻件标准的9.3%，超过电弧熔积的34.1%。针对维氏硬度，电弧微铸锻成形X、Y向分别为376HV、351HV，高于电弧熔积成形的280HV、272HV，且达到锻件标准（350HV）；Z向维氏硬度两种成形工艺总体上均呈现上升趋势，电弧熔积试样Z向维氏硬度值在232HV~292HV之间，而电弧微铸锻试样在310HV~412HV之间.

关键词： 框类结构   “田”字形   TIG电弧增材制造   各向异性   路径规划  

摘要： 电弧增材制造技术以其成形效率高、成本低的优势为钛合金薄壁框类结构件提供了新的成形方法。采用TIG电弧增材制造技术,研究典型TC4框类结构件的成形。首先,通过控制变量法研究工艺参数对单道宏观形貌的影响规律,获得了单道稳定成形的工艺参数范围。在此基础上,成形方框结构时,将焊枪和送丝杆整体旋转10°,实现了各向同性的稳定成形。之后,对典型“田”字形框类结构进行了路径规划,十字交叉位置采用圆弧搭接的路径,获得了表面质量良好的框类零件。

关键词： 纵向稳态磁场   电弧增材成形   微观组织   力学性能  

摘要： 外加磁场作用是影响电弧增材成形过程与成形零件性能的有效方式之一。为了研究外加纵向稳态磁场对低碳钢电弧增材成形零件表面质量和力学性能的影响,搭建基于GMAW的纵向稳态磁场辅助电弧增材成形装置,采用形貌分析、金相观测、性能测试的方法对比分析有/无外加磁场作用下成形试样表面质量、微观组织及力学性能差异。结果表明:相比普通熔积,外加磁场作用下,单焊道宽高比增大,形成宽而平的焊道横截面形貌,从而有效地改善搭接精度并提高熔积层表面质量,电磁搅拌作用还能够细化晶粒,减少熔积缺陷以及多道搭接区域的晶粒分布的不均匀性。此外,外加磁场作用还改变了铁素体和珠光体的占比和分布形态。力学性能测试显示,磁场作用使得成形样件在熔积方向和搭接方向的力学性能有一定的提升,力学性能的各向异性减小。

关键词： 电弧增材   成形工艺   5B06铝合金   组织性能  

摘要： 以5B06变形铝合金为研究对象,重点开展了成形模式、成形电流、成形速度、冷却时间等工艺参数对5B06变形铝合金电弧增材制造成形的影响。结果表明:成形电流、成形速度是多层单道电弧增材制造的重要影响因素。根据多层单道试验效果推荐选用工艺参数为:C+P成形模式,成形电流90~120 A,成形速度6~9 mm/s,每层提升高度1.5 mm,气体保护流量20 L/min。多层单道成形时层间停留可以有效地避免各层之间的热积累效应,适当的层间停留时间可以改善金属表面氧化,避免出现金属流淌,可有效提高成形表面精度。