关键词： 电弧增材制造   钛合金   微观组织   拉伸性能  

摘要： 采用等离子电弧增材制造技术制造了TA15钛合金直壁构件,并对其不同区域的组织特征及拉伸性能进行了研究。结果表明,在电弧增材制造过程中,受热输入、热循环及冷却速度的影响,构件不同区域组织存在明显不同,主要有针、片状α、针状马氏体α′、网篮组织、魏氏组织及大等轴原始β晶。中、下层存在短棒状α,为初生α。拉伸数据显示,垂直于焊缝方向与平行于焊缝方向性能不同,存在明显各向异性。

关键词： 激光电弧增材制造   铝合金   点阵杆件   激光参数   精度   性能  

摘要： 采用Box-Benhnken响应面分析法分析了激光参数对激光电弧增材制造2319铝合金点阵杆件成型精度与性能的影响.试验影响因素为激光功率、激光脉冲频率和激光占空比,响应指标为杆件直径、杆件粗糙度和杆件抗拉强度.结果表明:激光功率的变化对杆件直径的影响最显著,激光使电弧能量密度更为集中,导致杆件直径变大;激光功率的变化对杆件粗糙度的影响最大,合适的激光功率能够使熔滴具有良好的铺展性,获得粗糙度较低的杆件;激光脉冲频率对杆件抗拉强度的影响最大,脉冲激光增大了熔滴内部流速,能够减小铝合金内部气孔含量,提高杆件抗拉强度.基于对三个响应指标的综合评定,得出激光作用下所获得的最优杆件的参数为:激光功率为353 W,脉冲频率为60 Hz,占空比为34%,并在此工艺下成功制备出铝合金点阵结构.

关键词： Inconel 718合金   电弧增材制造   显微组织   调控工艺  

摘要： 文章首先对电弧增材制造的成形原理和优缺点进行了阐述,然后对有关Inconel 718合金电弧增材制造件的微观组织及力学性能特征的最新研究成果进行了整合,并对施以脉冲电流、双级时效热处理和道次间轧制的三种主要优化处理工艺进行了介绍,最后对Inconel 718合金高质量结构件的调控工艺进行了总结与展望。

关键词： 电弧增材制造   双丝电弧增材制造   超高强铝合金   力学性能  

摘要： 为改善Al-Zn-Mg-Cu铝合金电弧增材过程中出现的工艺和缺陷问题,利用双丝电弧增材技术,制备了AlMg-Zn-Cu-Sc合金.根据电弧增材过程中的工艺以及成形情况,对该工艺中的送丝位置,送丝速度以及变极性频率等工艺参数进行分析.通过工艺试验得到气孔含量较少和成型情况较好的参数并进行双丝电弧增材制造.分析了不同扫描速度下的制备的Al-Mg-Zn-Cu-Sc合金组织以及力学性能,对微观组织和试样失效区域进行观察,确认了断裂类型和组织特点.最终得到双丝电弧增材技术制备Al-Mg-Zn-Cu-Sc铝合金的工艺区间,明确了沉积态AlMg-Zn-Cu-Sc铝合金的基本组织特点.

关键词： Fe-Co-Ni-Cu粉芯丝材   电弧熔敷   工艺参数  

摘要： 研究不同工艺参数对Fe-Co-Ni-Cu粉芯丝材电弧增材制造熔敷层微观组织及硬度的影响,并且寻找出最佳的电弧熔敷工艺参数,获得冶金结合好、性能良好的熔敷层。综合分析可得,最优电弧熔敷工艺参数为熔敷电流210A、焊接速度160 mm/min、送丝速度140 cm/min,得到的熔敷层形貌平整、光滑,稀释率为16.62%,熔敷层平均显微硬度为329.1 HV,抗拉强度为473.8 MPa,耐磨性较基材提高了近1倍。从结合区至熔敷层表层的典型组织依次为平面晶、胞状晶、胞状树枝晶。随着熔敷电流的增大,组织变得粗大;近随着送丝速度、焊接速度的增大,组织变得细小。

关键词： 曲面随形   电弧增材再制造   热锻模具   梯度性能  

摘要： 为解决现有再制造方法在热锻模具型腔曲面空间下多材料分布结构不合理的问题,基于热锻模具的性能需求和型腔曲面结构特征,提出了电弧熔丝曲面随形增材再制造修复方法,规划了曲面增材路径,并开展了两层梯度材料的曲面随形电弧增材再制造实验研究。梯度增材层分为过渡层(材料为RMD535)和强化层(材料为RMD545),过渡层位于中间位置,直接与模具基体接触,强化层位于表面,直接与锻件接触。对随形增材后增材层的表面形貌和梯度层性能进行了分析。实验结果表明,曲面随形增材再制造后的表面形貌质量良好,整体尺寸偏差在4 mm以内。增材再制造层的显微硬度总体呈上升趋势,梯度值在100 HV以内,不同曲率处的硬度值和分布规律差异较小。梯度层组织从下至上呈现出贝氏体到马氏体的转变过程,碳化物逐渐增多,界面处主要元素相互扩散呈缓慢过渡趋势,整体梯度性能分布均匀一致,表面强化层的高温耐磨性更高,满足热锻模具修复再制造的梯度性能要求。

关键词： 电弧增材   5356铝合金   冷金属过渡(CMT)   熔化极惰性气体保护焊(MIG)  

摘要： 为了研究CMT与MIG电弧增材工艺对5356铝合金组织和性能的影响,对两种工艺电弧增材加工后的试样成型形貌、气孔、微观组织和力学性能进行了对比分析。结果表明,采用CMT方式增材的试样表面均匀,而MIG试样边缘出现明显塌陷;两种试样的气孔缺陷主要出现在层间熔合线附近,但MIG试样缺陷数量更多、尺寸更大;两种方式增材的试样组织存在明显区别,MIG试样的柱状晶和熔合线明显,CMT试样的组织为均匀的等轴晶,但CMT试样内部出现明显的偏析现象;MIG试样力学性能各向异性明显而CMT试样呈现出各向同性。

关键词： 电弧增材制造   超声辅助   微观组织   晶粒细化   力学性能  

摘要： 为提高增材件及修复件的性能,研究超声振幅对电弧增材制造微观组织及力学性能的影响,以低碳钢焊丝为填充材料,搭建了超声辅助电弧增材制造实验系统,采用不同超声振幅进行了单道单层及多道多层增材实验。结果表明,随着超声振幅的增加,熔覆层晶粒细化区域由熔池中心向周围扩展。当超声振幅为15μm时,晶粒细化区域面积占熔覆层横截面面积的94.3%,平均晶粒尺寸减小了67.2%,显微硬度提高了9.9%,伸长率降低了2.2%,屈服强度和抗拉强度分别提高了12.2%和11.1%。拉伸断口韧窝更加细小且分布更加均匀。超声的应用显著改善了电弧增材件的微观组织,粗大的柱状晶转变为细小的等轴晶,提高了电弧增材件的力学性能。

关键词： MIG焊   电弧增材   组织结构   性能分析  

摘要： 文中采用ER5356焊丝,在6061基板上开展了MIG电弧增材熔覆,利用高速摄像机观察了熔滴过渡过程,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和显微维氏硬度计分析了熔覆构件的宏观组织、微观组织和硬度分布规律。结果表明:采用该方法能够获得成形良好的1~6层熔覆构件,熔滴过渡方式为短路过渡,各熔覆层厚度增量受到电流、液态金属润湿性和基地形状等因素的影响;母材主要为α(Al),其上弥散分布着Mg_(2)Si相,过热区晶粒明显长大,熔覆层主要为垂直于熔合线生长的柱状晶,电流较大时,各层之间有一层较薄的胞状再结晶层,电流较小时,无该胞状,各层之间仅表现为生长取向略有偏转;母材硬度最高,其次为过热区,各熔覆层之间硬度相近。

关键词： 数据库   电弧熔丝增材制造   打印工艺   焊缝形貌预测   BP神经网络  

摘要： 通过对电弧熔丝增材制造(Wire and arc additive manufacturing, WAAM)单道焊缝试验数据的分类整理,分析用户需求和使用需要,基于python编程语言下的Django框架,采用B/S架构开发了一个电弧熔丝增材制造数据库系统。试验结果表明,该系统采用数据库与算法预测模型结合的方式开发而成,主要设置了用户权限管理、基本打印数据和焊缝形貌预测三大模块,具有存储扩展打印试验数据功能和预测未知工艺参数下焊缝形貌的功能。不同的打印工艺方法引入不同的BP神经网络结构,使用时数据库系统自动读取库内已有的算法模型或根据已有的试验数据训练新的模型,之后录入试验数据会自动对模型重新训练,实现随数据库内试验数据扩展或修正自动适应的参数预测,能够预测未知工艺参数下的焊缝形貌尺寸。最后,基于MIG工艺设计了1组验证试验对数据库的预测功能效果进行检验,熔宽预测误差为1.3%,余高预测误差为1.5%,说明了数据库系统预测功能的可行性。