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BC-MIG丝材电弧增材制造NAB/钢复合结构的微观组织与力学性能 被引量:2
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作者 苗玉刚 刘吉 +3 位作者 李小旭 赵羽杨 王子然 张本顺 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期56-62,I0006,共8页
使用旁路分流熔化极惰性气体保护焊(bypass current metal inert gas welding,BC-MIG焊)在水冷条件下增材制造镍铝青铜(nickel aluminum bronze,NAB)和25号钢复合结构,以评估异种金属增材制造的可行性.通过光学显微镜、扫描电子显微镜... 使用旁路分流熔化极惰性气体保护焊(bypass current metal inert gas welding,BC-MIG焊)在水冷条件下增材制造镍铝青铜(nickel aluminum bronze,NAB)和25号钢复合结构,以评估异种金属增材制造的可行性.通过光学显微镜、扫描电子显微镜、万能试验机和硬度测试仪研究了热处理前后复合结构的微观组织和力学性能的影响.通过X射线衍射仪研究了界面附近残余应力,结果表明,在BC-MIG焊的低热输入和水冷的高冷却速率下,结构件表面成形良好且自由变形较小,接头未发现缺陷和裂纹.热处理促进了Cu,Fe元素的相互扩散,扩散层由4μm提高到了17μm,但界面没有形成Fe-Al金属间化合物层.在水冷条件下,钢的残余应力分布在−350~−250 MPa之间,而NAB的残余应力差异较大,在−550~90 MPa之间.拉伸试验结果表明,热处理后,由于残余应力降低,结构的抗拉强度略微降低,但断后伸长率明显提高.创新点:(1)将BC-MIG焊和水冷结合用于NAB/钢增材制造,有效控制了焊接热输入,解决了NAB/钢界面渗透裂纹和脆性金属间化合物问题.(2)采用适当的焊后热处理提高了韧性并降低了残余应力,阐明了残余应力降低的机理. 展开更多
关键词 旁路分流 镍铝青铜 电弧制造 热处理
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5A06铝合金TIG丝材-电弧增材制造工艺 被引量:36
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作者 黄丹 朱志华 +3 位作者 耿海滨 熊江涛 李京龙 张赋升 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期66-72,共7页
选用Φ1.2mm的5A06铝焊丝为成形材料,研究TIG丝材-电弧增材制造工艺。以TIG焊机为电源(交流模式),以四轴联动数控机床为运动机构,研究单层和多层成形时预热温度和电流对成形形貌的影响,观察成形件微观组织,并测试其力学性能。建立了单... 选用Φ1.2mm的5A06铝焊丝为成形材料,研究TIG丝材-电弧增材制造工艺。以TIG焊机为电源(交流模式),以四轴联动数控机床为运动机构,研究单层和多层成形时预热温度和电流对成形形貌的影响,观察成形件微观组织,并测试其力学性能。建立了单层单道基板预热温度和电弧峰值电流工艺规范带判据,以保证良好成形。结果表明:成形件的高度从第一层的3.4mm急剧下降,直到第8层后高度稳定在1.7mm。层间组织为细小的树枝晶和等轴晶;层间结合处组织最粗大,为柱状树枝晶;顶部组织最细小,由细小的树枝晶转变为等轴晶。成形件的力学性能各向同性,抗拉强度为295MPa,伸长率为36%。 展开更多
关键词 TIG -电弧制造 5A06铝合金 成形 微观组织 力学性能
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丝材电弧增材制造技术研究现状与趋势 被引量:75
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作者 耿海滨 熊江涛 +2 位作者 黄丹 李京龙 朱志华 《焊接》 北大核心 2015年第11期17-21,69,共5页
丝材电弧增材制造技术适于大尺寸且形状较复杂构件的低成本、高效快速成形,是与目前发展较成熟的激光增材制造方法优势互补的3D增材成形技术。文中综述了近几年国内外丝材电弧增材制造技术的研究现状,从控形控性角度分析了国内外相关研... 丝材电弧增材制造技术适于大尺寸且形状较复杂构件的低成本、高效快速成形,是与目前发展较成熟的激光增材制造方法优势互补的3D增材成形技术。文中综述了近几年国内外丝材电弧增材制造技术的研究现状,从控形控性角度分析了国内外相关研究机构的研究方向与技术优势。藉此指出,丝材电弧增材制造技术的相关研究工作仍主要聚焦于试验研究阶段,并未深人到成形机理的探究,该领域的研究工作应更深人、系统地从成形物理过程、熔池系统稳定性、组织演变规律和性能优化等角度,力求开展丝材电弧增材成形工艺及理论研究工作,推进该技术在现代制造业的应用。 展开更多
关键词 金属制造 电弧制造 研究现状
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堆覆速度对等离子弧双填丝增材制造碳钢堆覆层组织和性能的影响 被引量:1
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作者 刘思余 冯曰海 +2 位作者 占彬 罗振娇 方乐乐 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期69-72,共4页
以H08Mn2Si低合金碳钢焊丝为丝材,采用等离子弧双填丝增材制造工艺在Q235钢板上以不同的堆覆速度制备了多层堆覆层试样,研究了堆覆速度对堆覆层宏观尺寸、显微组织和力学性能的影响。结果表明:随堆覆速度的增大,堆覆层表面的成形质量变... 以H08Mn2Si低合金碳钢焊丝为丝材,采用等离子弧双填丝增材制造工艺在Q235钢板上以不同的堆覆速度制备了多层堆覆层试样,研究了堆覆速度对堆覆层宏观尺寸、显微组织和力学性能的影响。结果表明:随堆覆速度的增大,堆覆层表面的成形质量变好,层间纹路变清晰,宏观尺寸减小;堆覆速度越高,堆覆层中的铁素体晶粒越细小,珠光体含量越多,组织均匀性越好;随堆覆速度的增大,堆覆层在纵向和横向的抗拉强度均增大,伸长率略有降低,内部平均显微硬度增大;拉伸断口均呈纤维状,存在大量韧窝,发生了韧性断裂。 展开更多
关键词 双填 堆覆速度 等离子弧 电弧制造 显微组织
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金属电弧增材成形控制关键技术及研究现状 被引量:10
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作者 石玗 朱珍文 +1 位作者 张刚 李璐鹏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期131-138,共8页
金属电弧增材制造是一种高效、低成本的快速净成形工艺,非常适合大尺寸金属零部件的整体成形制造。但电弧增材过程中热积累、散热边界条件及沉积层表面状态等非平衡时变使得成形件尺寸精度较低,直接影响沉积件的工程化应用。为此,本文... 金属电弧增材制造是一种高效、低成本的快速净成形工艺,非常适合大尺寸金属零部件的整体成形制造。但电弧增材过程中热积累、散热边界条件及沉积层表面状态等非平衡时变使得成形件尺寸精度较低,直接影响沉积件的工程化应用。为此,本文以电弧增材成形过程稳定性控制为考察对象,详细调研分析了国内外相关研究机构的研究成果与技术优势,归纳总结了通过提高电弧增材成形过程稳定性来提高尺寸精度和表面质量需解决的关键科学技术问题,并讨论了以控制电弧增材成形过程稳定性提升成形精度的研究发展方向,以期为电弧增材过程稳定性调控和提高成形尺寸精度提供参考。 展开更多
关键词 电弧制造 近净成形 熔池动态行为 稳定性控制
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丝材3D打印2024/7055铝合金梯度结构组织与性能分析 被引量:1
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作者 艾森 常亮 +2 位作者 王立凯 刘长猛 符瑞 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第26期11419-11424,共6页
大型高强度轻质铝合金整体结构件在航空航天装备结构中应用广泛。为充分发挥不同材料的性能优势,可将两种以上的铝合金材料通过增材制造技术整体成型,从而制造出兼顾功能与减重要求的整体梯度结构件。为此,提出了一种多丝材电弧增材制... 大型高强度轻质铝合金整体结构件在航空航天装备结构中应用广泛。为充分发挥不同材料的性能优势,可将两种以上的铝合金材料通过增材制造技术整体成型,从而制造出兼顾功能与减重要求的整体梯度结构件。为此,提出了一种多丝材电弧增材制造铝合金梯度结构件的制备方法,实现了航空结构常用的2024/7055铝合金梯度结构的3D打印,并对梯度结构进行了宏/微观组织、气孔缺陷、过渡区元素含量以及力学性能等进行了全面的分析。结果表明:通过多丝材增材制造打印的2024/7055铝合金梯度结构连接良好、过渡区域连续;梯度区域两种材料的晶粒组成不同,2024铝合金由等轴晶粒组成,而7055由短柱状晶粒组成;气孔在空间分布中呈条状分布,并且两种合金Zn元素含量不同,导致力学性能差异较大;当材料组分占比为2024(25%)/7055(75%)时,力学性能最好,材料折损率最低。 展开更多
关键词 电弧制造 3D打印 2024/7055铝合金梯度结构
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电弧增减材复合制造精度控制研究进展 被引量:31
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作者 卢振洋 田宏宇 +1 位作者 陈树君 李方 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期83-98,共16页
电弧增减材复合制造技术是一种将产品设计、软件控制以及增材制造与减材制造相结合的新兴技术。丝材电弧增材制造(WAAM),因其在金属增材制造中具有制备成本低、沉积效率高、材料利用率高等优势而备受推崇;又因其热输入高、成型精度相对... 电弧增减材复合制造技术是一种将产品设计、软件控制以及增材制造与减材制造相结合的新兴技术。丝材电弧增材制造(WAAM),因其在金属增材制造中具有制备成本低、沉积效率高、材料利用率高等优势而备受推崇;又因其热输入高、成型精度相对较低而存在一定局限性。因此,亟待研发既能保证成形效率,又可以精确控制传热、传质、传力的增材复合制造技术。电弧增减材复合制造对于大型框架构件上肋板或类似薄壁墙体、筋板等构件的加工十分适合,可以实现降低制造成本和提高生产效率的目的。除增材制造精度和应力控制等问题外,增材后控形减材制造的切削问题不同于传统的去除加工,也受增材沉积表面不均匀性、增材余热和残余应力等因素影响。为解决上述问题,近年来为实现高速高效成形、精确控形控性的多种增减材复合制造方法不断涌现。本文对目前增材制造成形误差、增材后应力变形控制,以及增材后减材切削加工的相关研究进行综述,旨在探索金属构件增材复合带温减材制造的可行性,寻求合理利用增材余热,在保证最佳加工精度的前提下追求较小残余应力、良好材料微观性能和较高生产率的新型制造工艺。 展开更多
关键词 电弧丝材增材制造 复合制造 精度控制
原文传递
增材制造技术国内外研究现状与展望 被引量:11
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作者 党晓玲 王婧 《航空精密制造技术》 2020年第2期35-38,共4页
以航空航天结构制造领域为背景,介绍了目前较为成熟并具有一定范围应用的增材制造技术,包括激光增材制造、电子束增材制造和丝材电弧增材制造等,阐述和对比了该技术的研究现状和技术特点。研究表明与传统加工生产方式相比较,增材制造技... 以航空航天结构制造领域为背景,介绍了目前较为成熟并具有一定范围应用的增材制造技术,包括激光增材制造、电子束增材制造和丝材电弧增材制造等,阐述和对比了该技术的研究现状和技术特点。研究表明与传统加工生产方式相比较,增材制造技术生产方式具有明显的经济性。 展开更多
关键词 制造 激光 电子束 电弧制造
原文传递
固溶时效处理对4043铝合金沉积层组织与性能的影响
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作者 解瑞军 王祺星 陈芙蓉 《精密成形工程》 北大核心 2022年第8期134-139,共6页
目的研究CMT增材制造的4043铝合金在固溶时效处理后的组织与性能变化规律。方法利用基于冷金属过渡技术的金属丝材增材制造方法制造出4043铝合金试件,采用金相组织观察、硬度测试、室温拉伸性能测试、能谱分析等手段,观察并测试固溶时... 目的研究CMT增材制造的4043铝合金在固溶时效处理后的组织与性能变化规律。方法利用基于冷金属过渡技术的金属丝材增材制造方法制造出4043铝合金试件,采用金相组织观察、硬度测试、室温拉伸性能测试、能谱分析等手段,观察并测试固溶时效处理后4043铝合金沉积层的组织与性能。结果增材制造的沉积层与母材间的成分分布不均匀,Al多以树枝状晶形式存在,共晶Si以片状形式存在,固溶时效处理能够使沉积层内共晶Si聚集,元素扩散均匀。在540℃下固溶处理2 h、180℃下时效处理8 h后,性能提升最为明显。结论使用增材制造方式制造零件后,可采用固溶时效处理的方式改善组织、提高性能,从而扩大使用范围。 展开更多
关键词 4043铝合金 丝材增材制造 固溶时效处理 组织 力学性能
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Effect of deposition rate on microstructure and mechanical properties of wire arc additive manufacturing of Ti-6Al-4V components 被引量:6
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作者 ZHANG Pei-lei JIA Zhi-yuan +7 位作者 YAN Hua YU Zhi-shui WU Di SHI Hai-chuan WANG Fu-xin TIAN Ying-tao MA Song-yun LEI Wei-sheng 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第4期1100-1110,共11页
Wire arc additive manufacturing(WAAM)is a novel manufacturing technique by which high strength metal components can be fabricated layer by layer using an electric arc as the heat source and metal wire as feedstock,and... Wire arc additive manufacturing(WAAM)is a novel manufacturing technique by which high strength metal components can be fabricated layer by layer using an electric arc as the heat source and metal wire as feedstock,and offers the potential to produce large dimensional structures at much higher build rate and minimum waste of raw material.In the present work,a cold metal transfer(CMT)based additive manufacturing was carried out and the effect of deposition rate on the microstructure and mechanical properties of WAAM Ti-6Al-4V components was investigated.The microstructure of WAAM components showed similar microstructural morphology in all deposition conditions.When the deposition rate increased from 1.63 to 2.23 kg/h,the ultimate tensile strength(UTS)decreased from 984.6 MPa to 899.2 MPa and the micro-hardness showed a scattered but clear decline trend. 展开更多
关键词 wire and arc additive manufacturing titanium alloys cold metal transfer deposition rate
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Microstructure and mechanical properties of TA15/TC11 graded structural material by wire arc additive manufacturing process 被引量:7
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作者 He WANG Shu-yuan MA +2 位作者 Jia-chen WANG Tao LU Chang-meng LIU 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第8期2323-2335,共13页
A graded structural material(GSM)with a material transition from TA15 to TC11 was fabricated by wire arc additive manufacturing(WAAM)method.The grain morphology,chemical composition,microstructure and mechanical prope... A graded structural material(GSM)with a material transition from TA15 to TC11 was fabricated by wire arc additive manufacturing(WAAM)method.The grain morphology,chemical composition,microstructure and mechanical properties of the as-deposited GSM were all characterized to investigate their variations along the deposition direction.The results indicate that from TA15 to TC11,the grain size decreases and a transition from columnar grains to equiaxed grains occurs.The content of alloy element alters greatly within a short distance,and the width of the mutation zone is 800μm.Both TA15 and TC11 regions exhibit basketweave microstructure withα-phase andβ-phase.However,during the transition from TA15 to TC11,theα-lath becomes fine,which leads to an increase in microhardness.The tensile test shows that the bonding strength at the interface is higher than the longitudinal strength of TA15,and the lateral elongation at the interface is higher than that of TA15 and TC11. 展开更多
关键词 wire arc additive manufacturing graded structural material grain morphology microstructure mechanical properties
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