关键词： 电弧增材制造   复合成形   高频微锻冲击强化   热处理制度   微观组织  

摘要： 随着航空发动机的高速发展其使用场景逐渐多元化,面对大型复杂结构件的成形制造,传统加工方法由于其加工效率低、成本昂贵并且整体加工困难,逐渐难以适应新型航空发动机的发展,但是电弧增材制造技术的出现使得大型复杂结构件的加工成形成为可能。电弧增材制造由于能够针对定制化大型复杂结构件快速整体成形,大大降低加工周期,并且增材材料可调制,满足增材成形件多场景使用的需求。但是电弧增材制造技术本质上是由焊接技术演变而来,成形件加工精度低、成形件内部存在缺陷等都制约着此项技术的发展。如何提高电弧增材成形件的力学性能以及实现精确控形是电弧增材制造技术急需解决的关键问题,因此本文重点研究GH4169镍基高温合金电弧增材复合成形技术。首先拟借助Simufact Welding焊接专用有限元分析软件,实现GH4169镍基高温合金TIG电弧增材过程温度场、应力场三维孪生动态模拟。通过热源校核与实验对比测试验证仿真模型可靠性,探究熔覆层内部温度场演变规律,分析电弧增材过程中热效应对于成形件内部热积累和温度梯度的影响机制。其次根据实际电弧增材过程,增材成形件件坍塌导致无法稳定起弧等现象,通过需求牵引探究成形件内部应力场演变规律,分析电弧增材成形件内部残余应力形成原因及主要影响因素,探究残余应力分布对于工件变形影响规律。为进一步探究不同工况条件下电弧增材成形特点,通过改变数值模拟相应工艺参数,探究成形路径与道间冷却时间对于热力场的演变规律。针对电弧增材过程中应力集中导致起弧熄弧处坍塌从而无法稳定成形的现象,通过外加水冷装置,并耦合最优路径与道间冷却时间,从而实现焊接成形件精准成形,为成形工艺优化和成形质量控制提供依据。为探究高频微锻冲击强化技术对于电弧增材成形件力学性能与形貌调控影响,首先搭建电弧增材高频微锻冲击强化复合成形系统,分析高频微锻冲击强化成形机理,通过设计五因素四水平正交实验研究冲击强化工艺对于多层堆积熔覆层的晶粒组织生长特征、显微硬度变化、拉伸强度的影响。通过对比未冲击强化试样与冲击强化试样的宏观成形形貌验证高频微锻冲击强化工艺对于成形件控形的有效性。最后针对电弧增材成形件力学性能未达到锻件标准,使用场景受限这一问题,引入固溶时效热处理制度,拟探究不同固溶温度与固溶时间对于增材成形件晶粒尺寸、析出相成分、力学性能的影响,通过实验测试验证了固溶时效后增材成形件晶粒细化、析出相成分均匀并且力学性能达到锻件标准。

关键词： CMT电弧增材   交叉结构   倾斜结构   熔池视觉   显微组织与力学性能  

摘要： 电弧增材制造技术是基于离散/堆积的成形原理,以电弧为热源熔化焊丝,层层堆积,成形出三维实体零件,具有材料利用率高、成本低、制造自由度大等优点。本文以综合性能优良的ER316L不锈钢焊丝为材料,基于CMT电弧增材制造技术,针对车体、航天等领域常见的复杂结构件,进行要素提取,对提取出的交叉结构和倾斜结构进行增材成形工艺研究,并对成形后倾斜结构的显微组织和力学性能进行分析,最终对具有交叉和倾斜悬空特征的正梯形台中空结构件进行工艺验证,得到形貌良好的成形件。对单道熔敷层的起弧和熄弧处的尺寸缺陷进行试验,为了良好成形,起弧处应采取较小起弧电流、稍短的起弧电流时间和渐变时间,熄弧处应采取较小的熄弧电流、稍长的熄弧电流时间和渐变时间。分别对L形、工字形、十字形交叉结构件进行研究,辅以熔池视觉分析,当L形采用直角和圆角过渡,工字形交叉处采用熔敷层宽度50%比例搭接,十字形采用双T形搭接(距离为熔敷层宽度50%)或者双L形圆角搭接(圆角半径为50%熔敷层宽度)时可以实现良好成形。进行倾斜结构件增材成形工艺试验,研究不同工艺参数对倾斜墙体成形的有效倾斜角度、成形外观尺寸、表面粗糙度的影响,在偏搭距离为1.8mm时,有效倾斜角度最大为46.2°。较小偏搭距离、较小层间温度、较大堆积速度、较小送丝速度参数下的成形倾斜件的精度更高,同时使用熔池视觉分析倾斜增材时的塌陷问题,发现单位时间内累积的热输入和金属液体重力是影响倾斜成形的主要因素。对成形后的倾斜结构件的显微组织和力学性能进行分析,发现倾斜结构件底部、中部、顶部显微组织分别为胞状晶、树枝晶、等轴晶,倾斜构件的上外侧的显微硬度(181.33HV)大于下内侧(163.29HV),不同偏搭距离下显微硬度变化不大。较小的层间温度,较大的堆积速度,较小的送丝速度情况下,显微组织较细小,枝晶生长的连续性较好,同时显微硬度和拉伸性能略微增大,但是增大的幅度很小,整体上无明显变化。对正梯形台中空结构件进行增材制造,成形件倾斜角度误差较小,最小误差为0.2°,最大误差为0.6°,高度上误差为1.33mm,顶部正方形边长误差为0.83mm,底面正方形边长误差为1.72mm,四个正梯形面的标准偏差值为0.526mm、0.478mm、0.391mm、0.406mm。

关键词： 铝合金   电弧熔丝   气孔缺陷   力学性能  

摘要： CMT电弧熔丝增材制造技术是一种以电弧为热源，直接熔化焊丝进行凝固成形的一种增材制造方法，具有成形效率高、热输入低的优点，在铝合金零件的增材和修复方面具有独特优势。但是由于金属过渡温度较低，同时铝合金具有散热快、导热系数大的特点，导致熔池冷却速度快，气孔逸出的时间较短，容易在熔池内产生气孔，气孔的存在会降低铝合金构件的致密性和强度，因此需要采取措施消除气孔。本文主要探讨CMT工艺参数和电弧摆动模式对CMT电弧熔丝增材制造2319铝合金气孔缺陷和力学性能的作用规律，优化了一组最优的CMT工艺参数，研究了工艺参数、电弧摆动方式和热处理工艺对增材制造2319铝合金气孔缺陷、显微组织和力学性能的影响。论文主要获得以下实验结果：　　送丝速度越快，焊接速度较小时，热输入越大，沉积层的铺展性越好，其中，工艺参数对沉积层的影响效果按照从强到弱排列，分别为送丝速度＞焊接速度＞保护气流量和成形气氛氧含量。保护气流量和氧含量对熔宽、堆高的影响较小，熔宽和堆高的比值主要在1.5数值左右。随着保护气流量增大和氧含量降低，沉积层中气孔缺陷减少。在单道单层成形实验中，大气孔通常聚集在焊道顶部，小气孔分散在焊道的中部和底部，且随着沉积层数的增加，焊道顶部的大气孔逐渐消失，小气孔在层与层之间的熔合线呈连续状分布。最终优化出一组送丝速度为5.4m/min、焊接速度0.318m/s、保护气流量为18L/min、成形气氛氧含量200ppm的最优工艺参数。　　气孔、组织和性能分析表明，电弧摆动的加入会使得熔池的流动更加复杂，从而影响晶粒的生长方向，在单道单层实验中，不对称梯形摆动加入后，晶粒的生长方向由原来的垂直于基体向上生长变成了不规则生长，螺旋摆动以后，晶粒生长无方向性，有向等轴晶转变的趋势。在单道多层实验中，铝合金晶粒具有明显的等轴特征，加入摆动以后，晶粒细化;电弧摆动对气孔的影响较大，加入摆动以后气孔数量尺寸都明显降低，形状也变得椭圆;其中螺旋摆动的气孔所占比例为1.09%，低于不对称梯形的1.22%和无摆动的2.64%。　　对不同电弧摆动模式下的铝合金试样进行力学性能检测，发现CMT增材制造铝合金试样具有各向异性，水平方向的拉伸性总体上优于垂直方向的;电弧摆动的加入对水平方向的抗拉强度值影响不大，但是在垂直方向上，螺旋摆动的抗拉强度从210.52MPa提升到217.36MPa，不对称梯形的抗拉强度从210.52MPa提升到228.07MPa，其中螺旋摆动的数据分散性要低于不对称梯形摆动，对断口剖面金相分析，结果表明：拉伸试样断裂在气孔聚集区，并穿过气孔沿着垂直应力轴的方向扩展。　　分别对铝合金多道多层试样进行固溶时效和固溶深冷处理，结果显示，铝合金在水平和高度方向上均为等轴晶组织，共晶物（α+θ相）在晶界上呈网状连续分布，固溶时效处理后，共晶物逐渐溶解呈短棒状，晶界也变细，深冷处理后第二相颗粒减小;同一种热处理后不同位置、不同方向铝合金显微硬度差异小，固溶时效对铝合金强化效果要高于深冷处理的，两者显微硬度分别为147.11HV和134.69HV均远远高于沉积态的85.77HV。固溶时效后试样的抗拉强度提升了70.11%，深冷处理抗拉强度仅提升了46.11%，但是延伸率提升了11.39%超过了固溶时效的6.33%。沉积态的气孔大部分分布在试样上半部，热处理后，气孔主要分布在试样下部，固溶时效后，气孔尺寸增大，所占比例也增大为1.22%，深冷处理后，气孔数量显著降低，所占比例为1.02%低于沉积态的气孔比例1.06%。

关键词： IN718高温合金   电弧-轧制复合制造   温度场   微观组织   力学性能  

摘要： 电弧增材制造(WAAM)技术具有高效率、低成本,柔性程度高等优势,在大尺寸复杂金属构件制造方面具有突出优势,被广泛应用于航空航天关键结构件的快速高效制造。然而电弧增材制造是金属材料逐层堆积的过程,其温度场演变规律复杂,沉积层材料内部易出现外延生长的粗大柱状晶,导致增材构件力学性能低及各向异性严重,极大地限制了该技术在工业生产中的应用。为了解决该难题,本文以IN718高温合金对研究对象,结合轧制工艺细晶强化的优点,将轧制工艺集成到电弧增材制造过程中,研究了一种新型的电弧增材和轧制复合制造技术,该技术能细化电弧增材制造成形件的微观组织,提高其力学性能,主要研究工作如下:(1)利用双椭球体热源和生死单元相结合的方法,建立了电弧增材制造温度场数值仿真模型。研究了电弧增材制造不同沉积层、不同区域特征点的温度分布规律及热历程特征,并利用红外热像仪和热电偶测温法对数值仿真模型进行了实验验证。(2)实验研究了热处理前后电弧增材制造成形件不同区域微观组织、硬度、常温及高温力学性能变化规律。电弧增材成形件内部为外延生长的粗大柱状晶组织,且枝晶间出现大量的Laves偏析相;热处理后Laves偏析相部分转变为针状δ相,同时弥散析出大量的γ′和γ″强化相,该种相的析出能极大提升材料的强度。热处理后材料的硬度、常温及高温强度显著提高,延伸率明显下降。电弧增材成形件热处理后力学性能未达到锻件标准。(3)实验研究了不同轧制力对电弧-轧制复合制造成形件微观组织、硬度、常温及高温力学性能变化规律。轧制变形能有效破碎电弧增材成形件内部的粗大柱状晶组织,并通过再结晶机制将其转变为等轴晶组织,随着轧制力从50KN增大到75KN,等轴晶粒的平均晶粒尺寸从32μm减小到20μm,同时伴随织构强度降低。通过EBSD实验获得的晶内取向差分布图进一步证明了随着轧制力增加,再结晶引起晶粒细化程度增大。随着轧制力增大,电弧-轧制复合制造成形件强度随之提高,塑性逐渐下降,但均未达到锻件标准。(4)实验研究了热处理后电弧-轧制复合制造成形件微观组织、硬度、常温及高温力学性能变化规律。热处理后,电弧-轧制复合制造成形件内部出现孪晶组织,Laves相没有完全溶解,γ′和γ″等强化相析出随着轧制力的增大而增大。通过常温及高温拉伸实验可知,轧制力为50KN时,其常温拉伸性能满足锻件标准,高温拉伸性能低于锻件标准;而轧制力为75KN时,其常温和高温拉伸性能均超过锻件标准。因此,轧制力为75KN的电弧-轧制复合制造技术与后续标准热处理工艺能获得超过锻件性能标准的构件,有望成为航空航天关键金属结构件制造的一种新技术,极大提升构件的柔性化程度,为航空航天制造业的应用及发展提供新思路和新手段。

关键词： 复合结构   陶瓷封装   电弧增材   交织结构   超高速冲击  

摘要： 陶瓷球和金属构成的复合结构,将高硬度材料与韧性金属结合起来,具有软硬交织的特点,具有良好的防护性能,在坦克装甲、武装直升机、船舶等防护领域有着关键应用。本文提出了一种“陶瓷球+高强钢+不锈钢”交织特征的复合结构,阐述了复合结构的设计思想及各部分材料选择依据,研究了封装陶瓷工艺和增材成形工艺,分析了各部分的组织与性能。通过增材预置封装陶瓷获得了“陶瓷球+高强钢+不锈钢”复合结构,研究了复合结构整体的抗超高速冲击性能。首先探究了陶瓷金属封装工艺,确定了较为合适的Ag-Cu-Ti钎料真空钎焊封装镀镍Si C陶瓷工艺;在此基础上,对比分析了预置陶瓷和预置封装陶瓷复合金属结构的增材工艺。研究了双丝CMT电弧增材预置封装陶瓷制备的金属-陶瓷复合结构各部分组织与性能。分析发现,CMT电弧增材后,Si C陶瓷接头由于继续存在扩散而生成更多的Ti-Ni金属间化合物,使得接头剪切强度出现略微下降,为20.6MPa。背板层中高强钢的组织主要为马氏体和贝氏体,不锈钢组织主要为奥氏体。不同取样方向时,高强钢与不锈钢比例存在较大差异,对应的拉伸性能存在较大区别。对应取样规则下,随着不锈钢比例的增加,背板层的冲击功及冲击韧度增大。最后对金属-陶瓷复合结构的抗超高速冲击行为及性能进行了分析。背板层的损伤行为分析可以更好的解释冲击动能的衰减过程,帮助理解复合结构的防护性能。复合结构的抗超高速冲击行为过程可分为三个阶段:面板层和陶瓷球受到冲击应力作用;破碎的陶瓷与冲击应力一起作用于背板层;剩余冲击应力与背板层的相互作用。在三维方向上对陶瓷球形成有效约束至关重要。另外陶瓷球的排列间距对复合结构的抗高速冲击行为有着显著影响,4mm陶瓷间距的复合结构防护性能好于6mm陶瓷间距的复合结构。

关键词： 2319铝合金   TIG电弧增材制造   热处理   微观组织   超声冲击  

摘要： 电弧增材制造因为成形效率高、设备成本低、成形零件尺寸不受限制等特点而成为航空领域各种大型框架结构件增材制造成形的重要发展方向。然而,由于电弧增材制造技术逐层堆积的成形特点造成成形零件内部组织不均匀、气孔、残余应力和微裂纹的产生,进而影响成形零件的强度、韧性和疲劳强度等力学性能。为了提高电弧增材制造铝合金零件的性能,本课题研究了不同的电弧增材工艺参数、热处理以及超声冲击对沉积态2319铝合金宏观形貌、显微组织和力学性能的影响,并探讨相关机理。主要内容如下:研究了电弧增材制造工艺参数对TIG电弧增材制造零件性能的影响规律。开始沉积时,底层使用大电流预热有利于得到更好的焊道形貌。通过正交实验分析,送丝速度对成形零件的内部气孔的产生影响较大,扫描速度和送丝速度相比电流值对成形零件的抗拉强度影响较大。通过回归方程获得单道多层试样的沉积层熔宽和层高的预测模型,预测误差在5%以下。TIG增材制造2319铝合金经过T6(固溶处理+人工时效)热处理后,2319铝合金的性能有了很大的提升。固溶温度设置在530℃,保温时间1h,人工时效温度设置在175℃,保温18h,T6态合金力学性能相比沉积态抗拉强度和屈服强度提升了60.3%和150.6%,延伸率下降了5.1%。通过断口形貌中的气孔分析,热处理对沉积试样中的气孔的影响不大。在TIG电弧增材制造过程中对成形件逐层施加超声冲击作用,超声冲击扫描速度的降低或者冲击次数的增加,都提高单位长度焊道获得的冲击能量。超声冲击扫描速度为2mm/s,冲击三次相比未冲击试样的抗拉强度提升了10.21%,屈服强度提升了32.51%,延伸率降低了15.6%。经过超声冲击后,试样内部气孔数量大大减少,且距离沉积层顶层越近的气孔塑性变形越大,气孔闭合程度也越高。从微观上看,超声冲击作用破碎了顶部圆弧区的树枝状晶粒,树枝晶开始向等轴晶转化,晶粒尺寸相比沉积试样显著减小,同时晶内和晶界上出现了大量的第二相颗粒。

关键词： 船载电弧增材制造   振动+摇荡   成形质量   组织   力学性能  

摘要： 电弧增材制造技术(Wire Arc Additive Manufacturing,WAAM)因其沉积效率高、成形尺寸大、制造成本相对低等优势,成为应用在大型舰船或海洋平台上对零部件进行快速修造的首要选择。但是,由于在海上存在船体振动和摇荡等问题,而目前关于振动和摇荡对WAAM成形的影响规律尚不明确,相关研究也比较少,因此,实现船载电弧增材制造还面临诸多困难。本文通过搭建模拟船载环境的实验平台系统研究了在振动、摇荡和振动+摇荡状态下对WAAM成形的影响规律,主要研究内容如下:1.搭建模拟船载环境的实验平台。利用振动平台、摇荡平台、焊接设备搭建了可以实现振动、摇荡和振动+摇荡三种状态的实验平台,能够满足实验需求。2.振动对WAAM成形的影响规律。研究了不同振动频率和振幅对单层单道和多层单道薄壁成形质量、晶粒尺寸、力学性能的影响。发现频率和振幅较大时,单道和薄壁的形貌质量明显变差,单道熔高H和熔宽W有不同程度的增大与减小,熔深D最大减小了 43.5%。对薄壁而言,有效宽度最大减小了 17.8%,有效高度出现不同程度的增大与减小,最大的增加了 11.4%,最小的减小了 16%,有效利用率最大减小了14.1%,从整体上看,绝大多数的晶粒尺寸基本上都比稳态小,抗拉强度与稳态相差不超过2%,屈服强度最大增加了 5.5%,延伸率最大增大了 16.7%。3.摇荡对WAAM成形的影响规律。研究了不同摇荡频率对单层单道和多层单道薄壁成形质量、晶粒尺寸、力学性能的影响。发现频率较大时,单道和薄壁的形貌质量明显变差,熔高H最大增加了 10.5%,熔宽W有不同程度的增大与减小,最大的增大了 7.4%,最小的减小了 4.7%,熔深D也有不同程度的增加与减小,最大的增大了 7.5%,最小的减小了 30.8%。对薄壁而言,有效宽度最大增大了 8.4%,有效高度最大增大了 25.4%,有效利用率最大增大了 29.2%,晶粒尺寸最大增大了 27.8%,抗拉强度最大增大了 2%,屈服强度最大减小了 5.2%,延伸率最大减小了 18.5%。4.振动+摇荡对WAAM成形的影响规律。研究了振动+摇荡对单层单道和多层单道薄壁成形质量、晶粒尺寸、力学性能的影响,发现振动和摇荡并不是简单的叠加,相反,耦合后单道和薄壁的形貌质量并无明显变化,在振动+摇荡状态下,单道熔高H最小减小了 8%,熔宽W有不同程度的增大与减小,最大的增大了 6%,最小的减小了 1.6%,熔深D也有不同程度的增大与减小,最大的增大了 17.5%,最小的减小了 8.9%;对薄壁而言,频率小于1.67Hz时,有效宽度波动很小,都在8.53mm左右,在1.67Hz时,有效宽度小于稳态,总体上看,有效宽度最大增大了 9.3%,最小减小了 5.3%,有效高度最大减小了 11.2%,有效利用率最大增大了 5.2%,晶粒尺寸有不同程度的增大,抗拉强度最大增加了 2.2%,屈服强度最小减小了 18.5%,延伸率最大减小了 16.1%。

关键词： TIG增材制造   5356铝合金   有限元   热力特性   冲击韧性  

摘要： 钨极惰性气体(Tungsten Inert Gas,TIG)增材制造是基于高温电弧对金属丝材进行局部和集中加热,并通过逐层堆焊实现成形的先进技术,已逐渐成为航空、汽车制造以及军工等领域大尺寸薄壁件制造和修复产品功能的一种高效方法。然而,由于增材过程中电弧、工件及基板之间相互作用,复杂的热力特性易形成较大的温度梯度,导致组织畸变和成形缺陷,最终对制件质量产生影响,也制约了该技术的进一步发展。本文采用TIG工艺开展5356铝合金增材成形实验,采用数值模拟和实验结合的方法,研究增材制造过程的热力演变规律及不同工艺对热力特性的影响,并对优化方案下的成形制件进行性能实验。依据TIG增材制造的原理和特点,建立了基于ABAQUS的有限元模型,借助Python语言编译了加减单元法应用程序,通过对ABAQUS进行二次开发编译双椭球热源子程序,实现了成形过程的热力有限元模拟。在此基础上,分析了多层直体成形件的温度特性和应力分布规律。研究了基板预热、起弧方向、层间冷却时间等不同工艺对热力分布和成形质量的影响机制,建立了有效控制和改善成形过程热力分布不均匀的工艺优化方法;初步进行了优化工艺参量组合多层封闭件的仿真模拟,结果表明,多层封闭件的热力分布均匀性好且残余应力较小。建立了 TIG增材成形实验平台,自行设计了温度测量系统,结合热电偶测温和X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)无损测量法获得了成形过程的实际温度与成形件的残余应力,通过实验结果和有限元仿真结果的对比分析,验证了有限元模型的可靠性及仿真模拟结果的正确性。进行了优化工艺参量组合成形制件的冲击实验,分析了不同方向和位置的断裂机理,结果表明,试样的断裂形式为韧性断裂,不同方向和位置上的韧性值近似相等,整体上铝合金成形制件的塑性较好,研究成果为工程实际中铝合金增材制件的受力预测和质量提升提供了理论基础和数据支撑。

关键词： 等离子弧增材制造   钨极惰性气体保护焊增材制造   TiAl合金   力学性能  

摘要： 钛铝合金因具有良好的耐高温、高比强度、耐腐蚀、良好的抗氧化性且质量轻等优点,可用于航空发动机的低压涡轮叶片。电弧熔丝增材制造技术是一种基于电弧堆积焊接并结合机器人智能控制的增材制造技术,其具有设备成本低、堆积灵活性高、速度快、不受空间限制等优势,在增材制造TiAl合金领域具有良好的应用前景,引起大家的极大关注,并开展了大量研究,但是电弧熔丝增材制造技术制备TiAl合金在国内尚没有人研究。本文分别采用等离子弧(Plasma arc welding,PAW)和钨极惰性气体保护焊(Gas tungsten arc welding,GTAW)增材制备了TiAl合金构件,对比分析了其微观组织形貌和力学性能的差异,并探究了焊接行走速度以及工艺方法对增材制造TiAl合金组织和性能的影响规律。本研究搭建了双丝等离子弧焊增材制造TiAl合金系统,并运用金相显微镜等表征方法观察了其微观组织结构,研究表明制备的TiAl合金的微观形貌在中间区域呈现出片层结构,主要由α2相和γ相组成,构件的近基板区域呈现出等轴晶形貌,而顶部区域由于快速冷却导致形成树枝晶形貌。本研究制备的TiAl合金中Al含量约为45 at%。同时检测了其力学性能,等离子弧增材的TiAl合金硬度约为407.33 Hv。分别测试了增材TiAl合金在0°、45°、90°三个方向的拉伸强度,其性能表现出各向异性,在0°方向的拉伸强度最好为400.16 MPa。本研究验证了采用PAW工艺增材制备TiAl合金的可行性,对进一步降低TiAl合金制造成本与推广具有现实意义。本研究还进一步探讨了PAW工艺中焊枪行走速度对增材制备TiAl合金的影响,因为等离子弧焊枪行走速度改变会改变增材制造热输入量,进而导致TiAl合金的组织与性能发生变化。实验探究表明改变焊枪行走速度所制备的TiAl合金呈现出近基板、中间和顶部区域三部分不同的微观组织,焊枪行走速度低所制备的TiAl合金α2相更少,其硬度为375.43 Hv,通过检测其在0°、45°、90°三个方向的拉伸强度,性能同样表现出各向异性,且在0°方向的拉伸强度最好为383.05 MPa,但低于高焊枪行走速度制备的TiAl合金(400.16 MPa)。此外,不同的增材制备方法也会对TiAl合金性能产生一定的影响,本文进一步探究了采用GTAW工艺制备TiAl合金,其微观组织结构同样呈现近基板区域、中间区域与顶部区域不同的形貌,通过检测其相组成发现其α2相低于采用PAW工艺的TiAl合金。所制备的TiAl合金硬度为322.85 Hv,其拉伸性能存在各向异性,在0°方向的拉伸性能最好,拉伸强度为378.41 MPa,但是采用GTAW工艺制备的TiAl合金的拉伸性能低于PAW工艺制备的TiAl合金,说明采用PAW工艺制备的TiAl合金拉伸性能更好。