高氮钢-不锈钢电弧增材制造表面形貌研究

为了对异质材料电弧增材成型的结构机理进行研究,采用机器人电弧增材成型技术,对高氮钢多方式(普通单道、单道多层、多道单层)沉积表面进行分析,筛选最佳工艺参数、焊道间间距,进行电弧交织结构的增材成型。试验结果表明:高氮钢单道焊缝随着沉积速度增大,表面气孔减少;高氮钢多层多道沉积时,送丝速度增大,表面气孔增多;通过最佳焊道间距的预测,得到的过渡层表面平整,表面成形精度达到亚毫米级。     

TC4-TA1等离子弧增材制造单道模型及成形研究

合适的焊道尺寸及道间距对于控制增材制造过程中工件的表面成形起到至关重要的作用。采用高能量密度的等离子弧为热源,研究了两种材料(TC4钛合金、TA1纯钛为丝材)沉积单道的成形特性及焊道截面模型。结果表明:电流一定(I_(TC4)=130 A,I_(TA1)=140 A)、熔积比n∈(0,16)时,TC4、TA1沉积单道截面均为抛物线模型,且n∈(6,10)时拟合误差值小于2.5%;筛选出最佳增材工艺参数,TC4:电流为130 A、送丝速度为1.8 m/min、行走速度为3.5 mm/s;TA1:电流为140 A、送丝速度为1.8 m/min、行走速度为3.5 mm/s。异种材料增材最佳道间距为0.738 W(W为单道宽度)。     

CMT Cycle Step工艺参数对焊缝表面特征纹路及成形尺寸的影响

采用CMT Cycle Step焊接工艺进行平板堆焊正交试验,研究了送丝速度、焊接速度、熔滴数量和间隔时间四个参数对焊缝表面特征纹路及成形尺寸的影响,建立了各参数与焊缝表面鱼鳞纹步长S、焊缝熔宽B、堆焊层厚度h之间的回归模型.结果表明,随着焊接速度、熔滴数量和间隔时间的增大,焊缝表面鱼鳞纹步长S呈逐渐增大的趋势.适当减小焊接速度和间隔时间,可有效减小焊缝表面高度差Δh,提高焊缝表面成形质量.随着送丝速度和熔滴数量的增大,焊缝熔宽B和堆焊层厚度h均逐渐增大;随着焊接速度的增大,焊缝熔宽B和堆焊层厚度h逐渐减小.根据理论分析和回归分析得到准确性较高的回归方程,为预测焊接焊缝成形以及优化焊接工艺参数提供理论依据.     

基于焊道尺寸控制的电弧增材成形高氮奥氏体不锈钢与316L不锈钢交织结构EI北大核心CSCD

采用高氮奥氏体钢与316L不锈钢丝材,对高氮奥氏体不锈钢熔覆焊道、单道多层、单层多道表面成形特性进行分析,筛选适宜的工艺参数。通过控制两种材料焊道尺寸,获得最适用于成形异材交织结构的工艺参数。利用不同道间距实验得到异材焊道的最佳道间距,并采用合理路径,制备电弧增材成形交织结构。结果表明:工艺参数的变化对高氮奥氏体不锈钢焊道表面成形特性影响极大,易出现气孔;提出异材焊道几何尺寸、截面面积匹配误差法,获得最佳工艺参数:其中高氮奥氏体钢丝材的送丝速率为5.7 m/min,316L不锈钢丝材的送丝速率为5.6 m/min,焊接速率均为0.6 m/min。通过降低起弧次数,采用闭合路径,提高了异材交织结构成形精度,减少了后处理加工。