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南昌航空大学:电弧摆动对CMT电弧熔丝增材制造2319铝合金气孔和力学性能的影响

时间:2023-08-27 11:26 来源:3d科学谷 作者:admin 阅读:

       南昌航空大学刘奋成教授团队针对电弧摆动对CMT电弧熔丝增材制造2319铝合金气孔和力学性能的影响开展了一系列研究。相关研究成果以“Effect of arc oscillation on porosity and mechanical properties of 2319 aluminum alloy fabricated by CMT-wire arc additive manufacturing”为题发表在《Journal of Materials Research and Technology》》上。

article_Nanchang_Al论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.03.203

block 研究内容简介

       冷金属过渡(Cold Metal Transfer, CMT)作为一种新的熔化极惰性气体保护焊接方法,将熔滴过渡与焊丝回抽相结合,能够降低焊接热输入且熔覆效率高、焊后变形小,在复杂和薄壁铝合金零件的增材和修复方面具有优势。但其金属过渡温度较低,熔池的冷却速度高,气体逸出的时间较短,容易在熔池内产生气孔,特别在铝合金的增材制造应用中,气孔问题尤为突出。在焊接过程中通过电弧摆动来改善焊接质量是常用工艺方法,可以通过摆动来拓宽电弧的作用范围,增大熔池的面积,均匀组织,减少缺陷,改善成形质量。
      南昌航空大学刘奋成教授团队针对电弧摆动对CMT电弧熔丝增材制造2319铝合金气孔和力学性能的影响开展了一系列研究。研究团队以2319铝合金为研究对象,将电弧摆动加入2319铝合金的CMT电弧熔丝增材制造过程,在保持焊接速度、送丝速度和气流量等工艺参数不变的基础上,研究了电弧摆动方式对铝合金气孔分布数量和力学性能的影响。本研究可为电弧摆动技术发展及铝合金气孔缺陷控制提供参考。

article_Nanchang_Al_1图1 电弧摆动示意图(a)无摆动;(b)螺旋形摆动;(c)不对称梯形摆动。

article_Nanchang_Al_2图2 电弧增材制造2319铝合金示意图 (a) 采样位置示意图 (b) 拉伸试样几何尺寸( mm )。

article_Nanchang_Al_3图3 各电弧摆动模式下气孔尺寸数量统计结果。

article_Nanchang_Al_4图4 不同电弧摆动模式CMT电弧熔丝增材制造2319铝合金试样显微组织(a)无摆动;(b)不对称梯形摆动;(c)螺旋形摆动;(d)-(f)局部放大图。

article_Nanchang_Al_5图5 单道多层沉积CMT – WAAM 2319铝合金金相组织(a)无摆动;(b)不对称梯形摆动;(c)螺旋形摆动。

article_Nanchang_Al_6图6 固溶+时效后不同电弧模式下2319铝合金SEM图(a)无摆动;(b)不对称梯形摆动;(c)螺旋形摆动。

article_Nanchang_Al_7图7 不同电弧摆动模式下铝合金单道多层的显微硬度。

article_Nanchang_Al_8图8 不同电弧摆动模式下室温拉伸性能数据(a)抗拉强度;(b)塑性。

article_Nanchang_Al_9图9 不同电弧摆动模式下拉伸断口(a)纵向无摆动;(b)纵向不对称梯形摆动;(c)纵向螺旋摆动;(d)横向无摆动;(e)横向不对称梯形摆动;(f)横向螺旋摆动。

(责任编辑:admin)

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