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镁合金在冷金属过渡电弧增材制造成形过程中的数值模拟
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作者 王天琪 靖雯 何俊杰 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第1期83-90,共8页
针对镁合金在冷金属过渡(CMT)电弧增材制造成形过程中熔池精度难于控制、结构件成形质量差等问题,建立了三维瞬态数值模型,研究了增材过程中的熔池流动及传热过程。引入周期性系数加入双椭圆热源中,得到了更加符合实际CMT焊接过程的热... 针对镁合金在冷金属过渡(CMT)电弧增材制造成形过程中熔池精度难于控制、结构件成形质量差等问题,建立了三维瞬态数值模型,研究了增材过程中的熔池流动及传热过程。引入周期性系数加入双椭圆热源中,得到了更加符合实际CMT焊接过程的热源模型,并利用连续表面力思想将其转化为体热源加载在相界面;预测了焊缝和熔池的形状和尺寸,并与试验结果进行了比较;计算了同一焊接速度下不同焊接电流对焊缝成形的影响。结果表明:熔池内部主要受马兰戈尼力影响在熔池后方产生逆时针流动;将模拟结果与试验进行对比发现,焊接电流为129 A时熔宽误差约为1.13%,余高误差约为5.49%,熔深误差约为5.03%,验证了模型的准确性;相同焊接速度下,随着焊接电流的增大,焊缝宽高比以及熔深均增加。 展开更多
关键词 镁合金 金属过渡 熔池 焊缝成形 制造
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高强钢冷金属过渡电弧增材制造单焊道形貌研究
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作者 刘倩 李江波 +1 位作者 刘嘉庚 卢秉恒 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第1期139-144,共6页
通过试验系统性研究了冷金属过渡电弧增材制造时焊接速度与送丝速度对高强钢焊道几何轮廓的影响规律,利用光学显微镜表征不同工艺条件时焊道几何尺寸及截面轮廓特征。建立焊接速度、送丝速度与焊道轮廓间的关联关系,确定合适的工艺参数... 通过试验系统性研究了冷金属过渡电弧增材制造时焊接速度与送丝速度对高强钢焊道几何轮廓的影响规律,利用光学显微镜表征不同工艺条件时焊道几何尺寸及截面轮廓特征。建立焊接速度、送丝速度与焊道轮廓间的关联关系,确定合适的工艺参数窗口。基于MATLAB软件平台编写包含图像处理、轮廓提取与曲线拟合等功能在内的成套程序,将焊道轮廓测量结果与抛物线、椭圆、圆与余弦函数等拟合模型进行比较。结果表明,相比焊接速度,送丝速度对焊道轮廓的影响更大。随着送丝速度的增加,焊道轮廓由窄高状变为扁平状。抛物线对于窄高状焊道拟合效果最佳,而当焊道截面呈扁平状时,椭圆模型与试验数据吻合程度最高,为后续电弧增材制造部件控形提供支持。 展开更多
关键词 金属过渡 电弧制造 高强钢 焊道形貌 拟合函数
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冷金属过渡电弧增材制造5183铝合金温度场的数值模拟 被引量:2
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作者 贾剑平 李田雨 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期106-111,共6页
利用有限元分析软件ABAQUS使用生死单元法建立冷金属过渡(CMT)电弧增材制造单道10层5183铝合金模型,模拟分析了增材制造过程中温度场的分布和变化规律,并进行试验验证;采用该模拟方法研究了增材制造路径(单向和交叉路径)、层间冷却时间(... 利用有限元分析软件ABAQUS使用生死单元法建立冷金属过渡(CMT)电弧增材制造单道10层5183铝合金模型,模拟分析了增材制造过程中温度场的分布和变化规律,并进行试验验证;采用该模拟方法研究了增材制造路径(单向和交叉路径)、层间冷却时间(20,40,60 s)和焊接速度(400,450,500 mm·min^(-1))对温度场的影响。结果表明:模拟得到在CMT电弧增材制造过程中基板某点的热循环曲线的变化趋势与试验结果基本一致,且峰值温度和波谷温度与试验结果的相对误差均不大于8.93%,验证了模型的准确性。随着堆焊层数的增加,熔池峰值温度升高,熔池区域变大;单向路径增材制造会在试样收弧端产生较严重的热积累,而交叉路径可以减弱热积累效应;层间冷却时间越长,焊道中点的峰值温度越低,且降低幅度随冷却时间的延长而逐渐减弱;焊道的峰值温度和波谷温度随焊接速度的增加而降低。 展开更多
关键词 电弧制造 金属过渡 数值模拟 温度场
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基于二次通用旋转组合设计的冷金属过渡电弧增材制造AZ31镁合金焊道截面尺寸研究 被引量:1
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作者 王一丰 张忠明 +3 位作者 马威龙 祁嘉伟 徐春杰 杨长林 《热加工工艺》 北大核心 2024年第5期18-23,共6页
基于冷金属过渡的电弧增材制造技术制备了AZ31镁合金单道试样,测试了单道试样的焊道宽度和焊道高度。根据二次通用旋转组合试验设计与二次多项式逐步回归分析,建立了高度显著的焊道宽度和焊道高度与摆动宽度、焊接速度、送丝速度和基板... 基于冷金属过渡的电弧增材制造技术制备了AZ31镁合金单道试样,测试了单道试样的焊道宽度和焊道高度。根据二次通用旋转组合试验设计与二次多项式逐步回归分析,建立了高度显著的焊道宽度和焊道高度与摆动宽度、焊接速度、送丝速度和基板温度等工艺参数间的关系式。结果表明,工艺参数对焊道宽度的影响主次顺序依次为摆动宽度、送丝速度、基板温度、焊接速度,对焊道高度的影响主次顺序依次为焊接速度、摆动宽度、基板温度、送丝速度。随摆动宽度的增大,焊道宽度逐渐增大,焊道高度逐渐减小;随焊接速度的提高,焊道宽度和焊道高度均逐渐减小;随送丝速度的提高,焊道宽度和焊道高度也随之同步增大;随基板温度升高,焊道宽度增大,焊道高度降低。 展开更多
关键词 AZ31镁合金 金属转移 电弧制造 焊道尺寸 二次通用旋转组合设计
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冷金属过渡电弧增材制造技术研究进展 被引量:21
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作者 胡彪 邓劲莲 +1 位作者 蔡高参 王瑞权 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第3期375-381,共7页
针对冷金属过渡(CMT)电弧增材制造技术存在的表面成形质量差、制件内部易形成孔隙等冶金缺陷、微观组织与性能调控困难等问题,从控形与控性两个方面出发,对CMT电弧增材制造技术研究进展进行了综述。首先,对CMT技术的原理及特点进行了分... 针对冷金属过渡(CMT)电弧增材制造技术存在的表面成形质量差、制件内部易形成孔隙等冶金缺陷、微观组织与性能调控困难等问题,从控形与控性两个方面出发,对CMT电弧增材制造技术研究进展进行了综述。首先,对CMT技术的原理及特点进行了分析与梳理;然后,对CMT电弧增材制造技术在“形”与“性”方面的调控方式进行了总结,具体阐述了制件的表面成形质量、内部冶金缺陷、微观组织与性能3个方面的调控方式;最后,通过对现有调控方式的局限性进行了分析,提出了CMT电弧增材制造技术的未来发展趋势。研究结果表明:未来CMT电弧增材制造技术的发展趋势包括:(1)“形”与“性”协同控制与优化;(2)CMT电弧增材制造难焊材料及复合材料;(3)调控方式的理论机制规律。 展开更多
关键词 金属过渡 电弧 制造 研究进展 表面成形质量 内部冶金缺陷 微观组织
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冷金属过渡电弧增材制造H13钢块体的显微组织与力学性能 被引量:5
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作者 白涛 林健 +3 位作者 程四华 雷永平 符寒光 葛进国 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期67-71,共5页
采用机器人辅助冷金属过渡电弧增材制造技术制备五层十五道结构的H13钢块体,研究了沉积块体的表面质量、显微组织和力学性能。结果表明:H13钢块体表面无宏观裂纹;块体主体区组织为晶粒取向均匀的针状马氏体,搭接区组织由晶粒取向杂乱的... 采用机器人辅助冷金属过渡电弧增材制造技术制备五层十五道结构的H13钢块体,研究了沉积块体的表面质量、显微组织和力学性能。结果表明:H13钢块体表面无宏观裂纹;块体主体区组织为晶粒取向均匀的针状马氏体,搭接区组织由晶粒取向杂乱的针状马氏体和不规则铁素体组成;块体主体区的平均显微硬度为479HV,远高于退火态H13钢的(254HV),而搭接区因存在铁素体,其硬度明显降低,平均值仅为381HV;冷金属过渡电弧增材制造H13钢块体的整体拉伸性能优于退火态H13钢的。 展开更多
关键词 制造 金属过渡 显微组织 显微硬度 拉伸性能
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不同沉积路径冷金属过渡电弧增材制造H13钢成形件的显微组织和硬度 被引量:2
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作者 李旭锋 林健 +3 位作者 夏志东 韩文涛 雷永平 王招阳 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期42-47,55,共7页
在不同沉积路径下采用冷金属过渡电弧增材制造技术制备了H13钢成形件,基于热-弹塑性有限元法对成形件的热历程进行了分析,并通过试验研究了成形件的显微组织和硬度。结果表明:同向和双向路径沉积得到5层单道和单层5道成形件的热历程基... 在不同沉积路径下采用冷金属过渡电弧增材制造技术制备了H13钢成形件,基于热-弹塑性有限元法对成形件的热历程进行了分析,并通过试验研究了成形件的显微组织和硬度。结果表明:同向和双向路径沉积得到5层单道和单层5道成形件的热历程基本一致,双向沉积5层单道成形件第3层中间点的峰值温度远高于双向沉积单层5道成形件第3道中间点,5层单道成形件的热累积效应更明显;5层单道成形件的板条状马氏体组织比单层5道成形件的粗大;同向沉积5层单道成形件在同一高度上的硬度略高于双向沉积成形件,同向沉积和双向沉积单层5道成形件在水平方向的硬度分布基本相同,5层单道成形件的平均硬度略低于单层5道成形件。 展开更多
关键词 金属过渡 电弧制造 沉积路径 显微组织 硬度
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冷金属过渡电弧增材制造强制限位冷却工艺研究 被引量:2
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作者 陈晨 张安 +2 位作者 邢彦锋 于铁军 刘立峰 《精密成形工程》 北大核心 2022年第8期104-110,共7页
目的针对冷金属过渡(CMT)电弧增材制造过程中不稳定气流环境造成的熔池流动不均、墙体成形异常以及墙体内部气孔过多和晶粒粗大的问题,研究增强沉积墙体组织性能的工艺。方法开发了CMT电弧增材制造强制限位冷却工艺,通过控制电弧增材制... 目的针对冷金属过渡(CMT)电弧增材制造过程中不稳定气流环境造成的熔池流动不均、墙体成形异常以及墙体内部气孔过多和晶粒粗大的问题,研究增强沉积墙体组织性能的工艺。方法开发了CMT电弧增材制造强制限位冷却工艺,通过控制电弧增材制造的沉积区间和凝固过程,来改善沉积墙体的结构性能。结果沉积墙体平均沉积速度由0.120 mm/s升到0.149 mm/s,材料利用程度由78.2%升到83.2%,孔隙率由2.15%降到1.06%,平均晶粒度由15.7μm降到13.3μm。同时提高了沉积墙体的韧性,沉积墙体横向平均极限拉伸强度由157 MPa升到179 MPa。结论CMT电弧增材制造强制限位冷却工艺制造的沉积墙体在沉积速度和材料利用程度方面有了相应提高,同时强制限位冷却工艺改善了沉积墙体的结构性能,这对增材制造具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 金属过渡 电弧制造 强制限位 沉积区间 凝固过程
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深冷处理对冷金属过渡电弧增材制造5087铝合金组织和性能的影响
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作者 张明华 邓磊 +2 位作者 唐方 魏馨雨 农钰祥 《机械工程材料》 2025年第11期113-118,共6页
采用冷金属过渡(CMT)电弧增材制造技术制备5087铝合金薄壁件,并进行-196℃×24 h深冷处理,利用扫描电镜、X射线衍射和电子背散射衍射等方法研究了深冷处理对薄壁件显微组织和力学性能的影响。结果表明:深冷处理后,CMT电弧增材制造... 采用冷金属过渡(CMT)电弧增材制造技术制备5087铝合金薄壁件,并进行-196℃×24 h深冷处理,利用扫描电镜、X射线衍射和电子背散射衍射等方法研究了深冷处理对薄壁件显微组织和力学性能的影响。结果表明:深冷处理后,CMT电弧增材制造合金的气孔率下降,Al_(3)Mg_(2)第二相细化、数量增多且分布更均匀,位错密度增加;深冷处理使得合金中的柱状晶长宽比减小,等轴晶数量增加,整体晶粒细化。深冷处理后,合金强度和冲击韧性均未有明显变化,断后伸长率提高了31.6%,硬度提高了4.7%。塑性的提升主要源于位错密度增加及Al_(3)Mg_(2)第二相细化和均匀分布。 展开更多
关键词 冷金属过渡电弧增材制造 5087铝合金 处理 显微组织 力学性能
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基于锌中间层的镁/铝异种金属电弧增材制造工艺
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作者 葛如鹏 张世伟 +4 位作者 李晓鹏 黄勇 闫德俊 李东 杨东青 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第6期1942-1952,共11页
采用电弧增材制造的技术,制备了以锌作为中间层的镁/铝异种金属单壁结构件,研究了增材制造的顺序对中间层微观组织演变的影响,确定了镁合金-锌-铝合金的增材制造方案,并测试了其力学性能。结果表明:采用铝合金-锌-镁合金的增材制造顺序... 采用电弧增材制造的技术,制备了以锌作为中间层的镁/铝异种金属单壁结构件,研究了增材制造的顺序对中间层微观组织演变的影响,确定了镁合金-锌-铝合金的增材制造方案,并测试了其力学性能。结果表明:采用铝合金-锌-镁合金的增材制造顺序,在镁合金的增材过程中,锌中间层部位会发生开裂,难以继续增材制造。采用镁合金-锌-铝合金的增材制造顺序,试样宏观成型良好。镁/锌之间生成的MgZn_(2)等镁/锌金属间化合物和镁-锌熔合区内出现的孔洞等缺陷是导致镁/铝异种金属接头强度不高的主要原因。最终增材的镁/铝异种金属单壁结构件接头处的最大抗拉强度为30.4MPa,表现为脆性断裂。 展开更多
关键词 镁/铝异种金属 电弧制造 锌中间层 微观组织
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钢/镍异种金属交织电弧增材制造成形机理
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作者 张本顺 张政 +3 位作者 孙宏伟 苗玉刚 赵羽扬 刘雨 《焊接学报》 北大核心 2025年第5期81-85,104,共6页
为了提升钢/镍异种金属管状结构(内壁为镍,外壁为钢)整体增材制造成形强度,采用电弧双丝增材制造技术,提出了由外向内、自下而上的双丝交织路径.利用红外热成像仪记录沉积过程温度场,利用背散射衍射(EBSD)对金相试样界面展开分析.结果表... 为了提升钢/镍异种金属管状结构(内壁为镍,外壁为钢)整体增材制造成形强度,采用电弧双丝增材制造技术,提出了由外向内、自下而上的双丝交织路径.利用红外热成像仪记录沉积过程温度场,利用背散射衍射(EBSD)对金相试样界面展开分析.结果表明,整体结构无明显裂纹及变形等缺陷;内层与外层在沉积过程中温度场变化数值较小,其对连续几何成形精度影响可基本忽略;钢与镍在界面处形成交错编织的形貌,两侧晶粒无明显的择优取向,两种金属以互溶的形式存在,交织界面存在明显的局部应力集中,晶粒未发生明显的再结晶现象且结构形式稳定.文中提出的交织路径可实现钢/镍异种金属界面固溶强化及界面自锁,为高性能异种金属结构增材制造提供解决思路. 展开更多
关键词 电弧熔丝制造 钢/镍异种金属 温度场 交织界面
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冷喷涂固态增材制造技术:演变、现状与机遇挑战
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作者 李文亚 黄春杰 徐雅欣 《航空制造技术》 北大核心 2025年第15期22-34,共13页
增材制造技术是一种典型的颠覆性制造技术,通过“自下而上”的材料累加成形方式,可实现传统制造方法难以完成的复杂结构。冷喷涂固态增材制造技术,因其独特的固态金属粉末高速碰撞沉积特性,展现出显著的技术优势和应用潜力。本文系统阐... 增材制造技术是一种典型的颠覆性制造技术,通过“自下而上”的材料累加成形方式,可实现传统制造方法难以完成的复杂结构。冷喷涂固态增材制造技术,因其独特的固态金属粉末高速碰撞沉积特性,展现出显著的技术优势和应用潜力。本文系统阐述了冷喷涂固态增材制造技术的概念、发展历史、技术优势及挑战,并重点分析了此技术在受损零部件修复与再制造等领域的典型应用。研究表明,冷喷涂固态增材制造技术具备沉积效率高、结合强度高、涂层致密性好等优点,尤其在高强高塑性沉积体制备和复杂构件修复方面展现出独特优势。然而,该技术也面临沉积体塑韧性不足、薄壁构件易变形开裂及喷嘴寿命短等挑战。本文总结了冷喷涂固态增材制造技术的研究进展,指出了未来发展方向,为推动该技术在航空航天、汽车制造等领域的广泛应用提供了理论参考和实践指导。 展开更多
关键词 喷涂 喷涂固态制造 金属 金属基复合 修复
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基于多丝电弧增材制造研究现状 被引量:1
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作者 孟美情 韩俭 +4 位作者 朱瀚钊 梁哲滔 蔡养川 张欣 田银宝 《材料工程》 北大核心 2025年第5期46-62,共17页
多丝电弧增材制造技术具有成本低、效率高等优势,尤其在成分设计与调控方面具有高度的灵活性,成为制备大型金属结构件的主流技术之一。多个丝材(同种或异种)同时进给,在熔池中实现原位合金化,该方法为复杂成分的先进金属材料的制备过程... 多丝电弧增材制造技术具有成本低、效率高等优势,尤其在成分设计与调控方面具有高度的灵活性,成为制备大型金属结构件的主流技术之一。多个丝材(同种或异种)同时进给,在熔池中实现原位合金化,该方法为复杂成分的先进金属材料的制备过程提供了可行性路径。本文综述了国内外多丝电弧增材制造制备高性能钛合金、铝合金、不锈钢等传统材料以及功能梯度材料、高熵合金、金属间化合物等先进金属材料的研究进展。针对多丝电弧增材制造成形构件微观组织不均匀、力学性能存在各向异性以及成形精度不足等问题进行讨论。提出了建立多丝电弧增材制造工艺窗口、多种工艺耦合以及建立成形过程监测和控制系统等发展方向,为多丝电弧增材制造工艺改进与发展提供理论依据。 展开更多
关键词 多丝电弧制造 功能梯度 高熵合金 金属间化合物
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电弧增材制造成形控制研究进展与挑战
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作者 黄荣 丁东红 +3 位作者 梁炯洪 邹治湘 张永俊 刘江文 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第11期103-119,共17页
电弧增材制造(wire arc additive manufacturing, WAAM)凭借高沉积率、开放性强、灵活性高和成本低等优势,逐渐成为航天航空领域大型复杂金属结构件的潜力制造方法。熔池及焊道的成形检测与控制是实现WAAM工艺成形与性能控制的关键环节... 电弧增材制造(wire arc additive manufacturing, WAAM)凭借高沉积率、开放性强、灵活性高和成本低等优势,逐渐成为航天航空领域大型复杂金属结构件的潜力制造方法。熔池及焊道的成形检测与控制是实现WAAM工艺成形与性能控制的关键环节。当前,通过焊接工艺参数优化、增材成形过程精确调控及热源与熔滴过渡有效管理,逐步实现对成形质量的控制。结合智能算法与成形策略调控焊道形状及搭接工艺参数、开发智能化工艺参数调控系统,以及引入外部强制调控手段改善焊接热源性能并精准控制熔滴过渡,已成为成形控制研究的重点方向。综述了WAAM成形控制方法的研究进展,分析了当前面临的主要挑战,并展望了WAAM技术的发展前景。 展开更多
关键词 电弧制造 成形控制 智能监测 工艺建模 熔滴过渡
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CMT电弧增材制造修复X70管道缺陷技术研究
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作者 张永弟 陈佳兴 +4 位作者 戴璐钰 张利强 单根立 杨光 刘利剑 《电加工与模具》 北大核心 2025年第4期57-64,共8页
为解决传统油气管道缺陷修复耗时长、热输入过大、修复质量不易控制等问题,以X70管道为研究对象,采用冷金属过渡电弧增材制造工艺对缺陷管道进行修复。结果表明,单层单道试验后试件抗拉强度分别为596、581 MPa,高于母材最低抗拉强度570 ... 为解决传统油气管道缺陷修复耗时长、热输入过大、修复质量不易控制等问题,以X70管道为研究对象,采用冷金属过渡电弧增材制造工艺对缺陷管道进行修复。结果表明,单层单道试验后试件抗拉强度分别为596、581 MPa,高于母材最低抗拉强度570 MPa,焊缝与母材结合良好;搭接率为33%时,多道成形表面质量较高;层间抬升距离分别为2.41、2.04 mm时的多层成形质量较好;修复后试样未出现气孔、裂纹等缺陷;微观金相显示修复区主要由铁素体和少量贝氏体组成,保证了修复后的力学强度;拉伸试件断裂位置均位于母材,两方案试件的平均抗拉强度分别为629、621 MPa,修复后的性能符合标准要求,可对电弧增材修复油气管道缺陷提供一定参考。 展开更多
关键词 电弧制造 金属过渡 X70管线钢 缺陷修复
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基于响应面法的超级双相不锈钢CMT+P电弧增材制造工艺优化
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作者 路学成 何佳欢 +4 位作者 张志强 张天刚 颜军培 刘博 曲思成 《材料工程》 北大核心 2025年第9期136-145,共10页
采用响应面法的中心复合设计对双相不锈钢冷金属过渡与脉冲复合(cold metal transfer and pulse hybrid,CMT+P)电弧增材工艺进行优化,构建了送丝速度,移动速度及脉冲数量与增材件成形质量(沉积宽度、成形误差和奥氏体含量)之间的数学回... 采用响应面法的中心复合设计对双相不锈钢冷金属过渡与脉冲复合(cold metal transfer and pulse hybrid,CMT+P)电弧增材工艺进行优化,构建了送丝速度,移动速度及脉冲数量与增材件成形质量(沉积宽度、成形误差和奥氏体含量)之间的数学回归模型。通过方差分析、摄动图以及响应曲面研究了不同工艺参数对成形质量的影响规律。结果表明:沉积宽度和奥氏体含量随移动速度增加而减小,随送丝速度和脉冲数量增加而增加;增加送丝速度或移动速度,成形误差先减小后增大,脉冲数量的影响不显著,得到优化的工艺参数为:送丝速度为3.9 m/min,移动速度为5.5 mm/s,脉冲数量12个。 展开更多
关键词 超级双相不锈钢 电弧制造 金属过渡 响应面优化
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冷金属过渡加脉冲电弧增材制造4043铝合金薄壁件的组织与拉伸性能 被引量:14
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作者 蒋旗(指导) 张培磊 +2 位作者 刘志强 于治水 史海川 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期57-61,共5页
采用冷金属过渡加脉冲(CMT+P)电弧增材制造4043铝合金薄壁件,对比了不同工艺参数下薄壁件的成形性能,研究了成形性能良好薄壁件的组织与拉伸性能,并与CMT工艺下的进行了对比。结果表明:CMT+P工艺下,当焊接速度为8 mm·s-1和送丝速度... 采用冷金属过渡加脉冲(CMT+P)电弧增材制造4043铝合金薄壁件,对比了不同工艺参数下薄壁件的成形性能,研究了成形性能良好薄壁件的组织与拉伸性能,并与CMT工艺下的进行了对比。结果表明:CMT+P工艺下,当焊接速度为8 mm·s-1和送丝速度4 m·min-1时,薄壁件的成形性能最好,且其成形效果接近CMT工艺下的;CMT+P工艺下薄壁件的单层组织由焊道上层的细晶区和焊道下层的粗晶区组成,焊道间存在穿过界面生长的粗大柱状枝晶,CMT工艺下的显微组织为分布均匀的细小柱状晶;CMT+P工艺下薄壁件的拉伸性能优于CMT工艺下的;CMT+P工艺下横向和纵向拉伸试样断裂方式均为韧性断裂,横向与纵向抗拉强度各向异性百分比仅为4%,说明薄壁件的力学性能不存在各向异性。 展开更多
关键词 金属过渡 制造 显微组织 拉伸性能
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410马氏体不锈钢块体材料的冷金属过渡焊电弧增材制造与性能表征 被引量:4
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作者 朱兵钺 林健 +3 位作者 雷永平 符寒光 张永强 程四华 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第14期14150-14155,共6页
电弧增材制造具有效率高、成本低和不受成形尺寸限制等独特优势,在新型制造、修复领域拥有良好的应用前景。获得力学性能良好、显微组织均匀的电弧增材制造件是目前急需解决的问题。通过冷金属过渡焊(CMT)丝材电弧增材制造系统,制备了两... 电弧增材制造具有效率高、成本低和不受成形尺寸限制等独特优势,在新型制造、修复领域拥有良好的应用前景。获得力学性能良好、显微组织均匀的电弧增材制造件是目前急需解决的问题。通过冷金属过渡焊(CMT)丝材电弧增材制造系统,制备了两种410马氏体不锈钢块体材料。光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和力学性能测试结果表明,现有工艺可制备显微组织均匀、硬度平均值为530HV、抗拉强度平均值为1196 MPa且延伸率均匀的沉积件。本工作还探讨分析了电弧增材制造件的力学性能特点及成因,并与锻造、激光增材制造等方法制得的H13热作模具钢的力学性能进行比较,分析了电弧增材制造件的性能与其他方法制备的工件性能存在差异的原因,考察了冷金属过渡电弧增材制造410不锈钢在修复件中使用的可行性,阐述了提升电弧增材制造件力学性能的方向。 展开更多
关键词 电弧制造(WAAM) 金属过渡焊(CMT) 410马氏体不锈钢(SS 410) 力学性能
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电弧增材制造焊丝熔化及熔滴过渡过程建模与仿真研究
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作者 陈世雄 姚继开 +2 位作者 范立想 唐伟东 康小明 《电加工与模具》 北大核心 2024年第3期48-53,共6页
基于动网格和多物理场耦合技术,建立了焊丝熔化和熔滴过渡的热流耦合数学模型。研究了焊丝熔化形成熔滴、熔滴与基板的接触和铺展、熔融金属桥形成和拉断过程。分析了熔滴在送丝过程中的温度变化、熔滴和熔池的速度变化、熔滴传质过程... 基于动网格和多物理场耦合技术,建立了焊丝熔化和熔滴过渡的热流耦合数学模型。研究了焊丝熔化形成熔滴、熔滴与基板的接触和铺展、熔融金属桥形成和拉断过程。分析了熔滴在送丝过程中的温度变化、熔滴和熔池的速度变化、熔滴传质过程中的体积变化。结果表明,熔滴尺寸、形状与实验结果可较好吻合,最终转移至基板表面熔融铝的体积约占熔滴总体积的80%。 展开更多
关键词 电弧制造 焊丝熔化 熔滴过渡 仿真分析
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层间温度对高氮钢电弧增材组织与性能的影响
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作者 高鹏飞 范霁康 +3 位作者 张建 杨东青 章晓勇 王克鸿 《兵工学报》 北大核心 2025年第4期321-331,共11页
采用冷金属过渡电弧增材技术在不同层间温度下(50℃、150℃和250℃)制备高氮钢直壁样件,开展了层间温度与组织和性能的相关性研究。研究结果表明:层间温度对成形质量有显著影响,50℃时成形效果最佳;增材工件主要由奥氏体和铁素体组成,... 采用冷金属过渡电弧增材技术在不同层间温度下(50℃、150℃和250℃)制备高氮钢直壁样件,开展了层间温度与组织和性能的相关性研究。研究结果表明:层间温度对成形质量有显著影响,50℃时成形效果最佳;增材工件主要由奥氏体和铁素体组成,其中铁素体以骨架状和蠕虫状分布在奥氏体基体中;降低层间温度可提高熔池冷却速度,减小树枝晶二次枝晶臂间距,限制氮气泡聚集长大过程,从而降低微米级氮气孔的尺寸和数量,减少氮损失量,低层间温度促进细晶粒生成,提升硬度,而较高层间温度则导致晶粒粗化,降低硬度;拉伸性能方面,低层间温度增强了抗拉强度,而高温则通过第2相析出改善拉伸性能;材料具有各向异性,横向试样的抗拉强度较为优越;断口形貌揭示微孔聚集型断裂模式,其中锰氧化物及氮气孔的存在对增材工件拉伸性能构成不利影响,气孔等缺陷易成为腐蚀起点,氯离子在高氮钢表面促进原电池形成而造成氯离子侵蚀;高氮钢中的固溶氮可抑制溶液pH值降低,促进样本表面快速再钝化,推迟钝态破坏,氮含量随层间温度升高而降低,增材工件耐腐蚀性降低。 展开更多
关键词 高氮钢 金属过渡电弧 微观组织 机械性能 中性盐雾试验
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