关键词： 电弧增材制造   316L不锈钢   TIG重熔   显微组织   力学性能  

摘要： 通过TIG重熔焊接工艺研究了不同重熔次数对试样物相、微观组织、显微硬度和拉伸力学性能的影响。实验结果表明:多次重熔不会引起新相生成;试样微观组织主要由胞状晶和呈外延生长的柱状晶组成,同时重熔次数过多会导致热裂纹的产生;多次重熔处理可以提升316L不锈钢的表层显微硬度;重熔3次后的拉伸试样抗拉强度达到最高,为596.58MPa,高于未重熔试样的抗拉强度,通过断口形貌可以看出,断口分布着大量明显的韧窝,为典型的韧性断裂。结果表明,TIG重熔工艺有利于提升316L不锈钢的力学性能,重熔2~3次表现出来的性能较优异。

关键词： 电弧增材制造   尺寸预测模型   响应面分析  

摘要： 采用GH4169高温合金焊丝进行钨极惰性气体保护焊电弧增材制造,采用二次回归通用旋转组合方案建立了焊接电流、焊接速度、送丝速度与单道多层焊道层宽、层高尺寸关系的预测模型,并对计算结果进行了试验验证。结果表明:单道多层焊道层宽和层高预测模型的最大相对误差分别为5.22%,5.82%,表明所建立的预测模型具有较高的可靠性;焊接速度、焊接电流和送丝速度对单道多层焊道成形尺寸的影响是相互耦合的,对单道多层焊道层宽影响最大的因素为焊接电流,对层高影响最大的因素为送丝速度。

关键词： 电弧增材制造   Al-7Si-0.6Mg合金   组织与性能   高温力学性能  

摘要： 通过金相显微镜、扫描电子显微镜、室温及高温拉伸试验研究了Er、Sc微合金化对电弧增材制造Al-7Si-0.6Mg成形合金组织及性能的影响。结果表明,Er的添加导致直接沉积态成形合金枝晶干变短、枝晶变细;Sc的添加导致直接沉积态成形合金α-Al枝晶尺寸变短,趋于等轴,经过T6热处理后,微观组织差异消除。Er、Sc的添加提高了200、250℃电弧增材制造Al-7Si-0.6Mg成形合金的高温性能稳定性,且Sc的效果优于Er。

关键词： 电弧-激光微铸锻   增材制造   ZL114A铝合金  

摘要： 对ZL114A铝合金进行电弧-激光自由熔积和电弧-激光微铸锻复合增材成形实验,探究工艺条件对该铝合金的冶金缺陷、显微组织、力学性能和断口SEM形貌的影响机理。结果表明:电弧-激光微铸锻增材成形工艺能明显抑制成形过程中气孔的产生,显微组织更加细小、均匀,共晶硅在晶间弥散分布;与电弧-激光自由熔积工艺相比,熔积扫描方向、熔积增高方向的拉伸强度、塑性、布氏硬度均提高;两种工艺的试样拉伸断口形貌均为细小的等轴韧窝,但电弧-激光微铸锻工艺的拉伸断面微型气孔缺陷更少。

关键词： 电弧增材   报废件修复   再制造   机器人   发动机缸盖  

摘要： 用自主研发具有自动路径规划机器人电弧增材系统对报废发动机缸盖进行修复.扫描新缸盖和报废件,两电子模型差即为待修复模型;基于强度和修复便利性提出了修复生长和扫描方向,优化了工艺参数,检测了修复部分硬度和强度;使修复壁铅锤设置消除台阶效应,修复件和模型特征点建立坐标系,并对准两原点和扫描方向,自适应切片,成功修复了缺损形状较大缸盖.修复件的硬度达到母材的95.2%,强度均值为177 MPa,修复件内外侧平均误差不超过2 mm,满足缸盖的使用要求.

关键词： 电弧熔丝增材   悬垂结构   大倾角环形结构   增材路径  

摘要： 整体式闭式叶轮因其性能优越、稳定高效、寿命长等优势在工业上应用越来越广泛。大倾角环形结构是整体式闭式叶轮的关键组成,其倾角变化大,不同倾角条件下,增材过程中熔滴过渡形式不同,造成逐层增材时层高层宽各异,层间焊道搭接亦不同,为电弧熔丝增材高质量近净成形带来了极大挑战。鉴于此,文中进行了大倾角环形结构电弧熔丝增材工艺研究,分析了其结构特征并形成了增材路径策略,即每层由2条环形轨迹搭接而成,同时轨迹法向与倾角相适应,还进行了进给速度、搭接率等工艺参数对成形质量影响的研究,在此基础上确定了合理的增材工艺参数,即送丝速度7 m/min,进给速度500 mm/min,搭接率50%。最终实现了大倾角环形结构毛坯的高质量近净成形。

关键词： 增材制造   2319铝合金   超声辅助  

摘要： 采用CMT电弧增材制造系统制备2319铝合金单道多层薄壁墙体，研究超声辅助对该薄壁墙体组织和性能的影响。通过对比实验可以发现，成形件的组织由α(Al)基体和Al2Cu相组成，施加超声辅助后2319铝合金晶粒由原来的145μm降低到78μm，尺寸减小了46.2%，硬度和抗拉强度相对于未施加超声辅助时分别提高了6.87%和10.8%，气孔率及气孔直径也明显降低。超声辅助前后的拉伸断裂方式均为韧性断裂，未加入超声时断口处出现许多微米级气孔，而施加超声后的韧窝更小、更深、更均匀。

关键词： 机械振动   电弧增材制造   低碳钢   组织   力学性能  

摘要： 电弧增材制造由于其沉积效率高、生产成本低,在制造大尺寸金属零件方面受到广泛的关注。探究了低频机械振动对电弧增材制造制备的低碳钢薄壁零件微观组织和力学性能的影响。研究发现,在0~20 Hz频率和0~0.7 mm振幅范围内的机械振动可以细化电弧增材制造低碳钢晶粒尺寸,提升其拉伸强度。随着频率从0增加到20 Hz,平均晶粒尺寸由7.60μm降至6.67μm,降低了12%,抗拉强度和屈服强度分别提升至497.5 MPa和385 MPa;随着振幅从0增加到0.7 mm,平均晶粒尺寸由7.60μm降至6.35μm,降低了16%,抗拉强度和屈服强度分别提升至500 MPa和385 MPa。利用低成本的机械振动辅助电弧增材制造可以优化低碳钢的组织和性能,这为高性能增材制造提供了参考。

关键词： 7075铝合金   电弧增材制造(WAAM)   旋转摩擦加工(RFP)   气孔率   组织与性能  

摘要： 研究了电弧增材制造(WAAM)工艺参数、旋转摩擦加工(RFP)转速对7075铝合金堆积气孔率的影响,以及时效处理温度对堆积金属组织与性能的影响,采用优化的电弧增材制造工艺参数、旋转摩擦加工转速与时效温度,进行大型7075铝合金运载火箭过渡端框架的电弧增材-旋转摩擦复合制造及热处理强化。结果表明:保护气流量较高时引起的气体紊流现象会降低保护效果,增大堆积气孔倾向;提高负极性模数可增强丝材阴极雾化,有效清除氧化膜,减少熔池中[H]含量以降低堆积金属气孔率。通过二次回归通用旋转组合实验优化出电弧增材制造工艺为:保护气流量20 L·min^(-1),负极性模数9,电弧枪行进速度592 mm·min^(-1),送丝速度7.2 m·min^(-1);该工艺下堆积金属成形良好,气孔率为7.03%。旋转摩擦加工通过引起7075铝合金堆积金属塑性变形及动态再结晶消除气孔,优化出1800 r·min^(-1)加工转速使堆积金属气孔率进一步降低至4.32%。对堆积金属进行高于120℃的时效热处理易导致α-Al晶粒与η-MgZn_(2)相粗化,降低堆积金属力学性能,采用优化的120℃时效温度对堆积金属进行时效热处理后,硬度与抗拉强度分别达HV1197.3和526.1 MPa。利用优化的电弧增材制造工艺参数、1800 r·min^(-1)旋转摩擦加工转速以及120℃时效温度协同制造并强化7075铝合金过渡端框架,构件成形精度在±1.3 mm以内,气孔率为4.57%,抗拉强度平均值达522.1 MPa。

关键词： 钢/铅双金属结构   金属间化合物   熔融沉积成形   反应润湿  

摘要： 采用熔滴沉积复合钨极氩弧焊(TIG)电弧增材制造工艺实现了45钢/锡铅合金双金属结构的直接冶金结合。利用OM、SEM、XRD等研究了钢/铅双金属增材制造结构界面不同位置特征区域的金相组织、界面元素分布和主要物相。结果表明,采用熔滴沉积复合TIG电弧增材制造工艺成形的钢/铅双金属结构界面无明显裂纹、孔隙等宏观冶金缺陷;根据钢/铅界面金属间化合物(IMCs)的分布状态判定,铅合金熔滴在45钢表面的冲击、铺展过程中,同时存在“反应性润湿”和“惰性润湿”,反应性润湿界面存在微小波动并且界面处IMCs为FeSb2和FeSn2,惰性润湿界面未析出反应产物且存在微孔隙缺陷。熔池中心处的界面IMCs层厚最大,IMCs层厚约为6μm,随着测试位置逐渐远离熔池中心,界面IMCs层厚呈非线性递减趋势。