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层间搅拌摩擦加工对电弧增材制造铝合金温度场与应力场影响研究
1
作者
刘莉
徐望辉
+3 位作者
刘锐哲
徐虎
黄永宪
董春林
《精密成形工程》
北大核心
2025年第6期177-186,共10页
目的针对电弧增材制造铝合金缺陷多、晶粒粗大、力学性能低的难题,采用电弧-搅拌摩擦加工复合增材制造的新工艺,研究层间搅拌摩擦加工对电弧增材制造铝合金温度场与应力场的影响。方法通过建立铝合金电弧(Wire and Arc Additive Manufac...
目的针对电弧增材制造铝合金缺陷多、晶粒粗大、力学性能低的难题,采用电弧-搅拌摩擦加工复合增材制造的新工艺,研究层间搅拌摩擦加工对电弧增材制造铝合金温度场与应力场的影响。方法通过建立铝合金电弧(Wire and Arc Additive Manufacturing,WAAM)-搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing,FSP)复合增材的热力耦合模型,对单独电弧增材制造和WAAM-FSP复合增材过程中的温度场和应力场进行对比,分析层间FSP对电弧增材制造铝合金温度场和应力场的影响。结果在WAAM过程中,2319铝合金最高温度达到1575℃;在堆积下一道次时,前一道增材层峰值温度超过2319铝合金的液相线,使增材层发生部分重熔。层间FSP使增材试样峰值温度由1575℃升高至1619℃,在第一层增材时,层间FSP使工件的温度升高至约395℃。后续电弧增材及层间FSP对已增材层产生的温升影响随层数的增加而降低。此外,引入层间FSP后,增材构件起弧端、基板与堆积层交界处的应力集中面积减小,使熔敷层内峰值应力值降低约20 MPa。结论层间搅拌摩擦加工可降低增材工件的冷却速度以及温度梯度,同时层间FSP过程中产生的热力耦合作用使增材构件中的应力分布更均匀,解决了增材件中应力集中的问题。
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关键词
铝合金
电弧-搅拌摩擦加工复合增材
数值模拟
温度场
应力场
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职称材料
搅拌摩擦辅助电弧增材制造铝合金研究进展
2
作者
蔺春发
戴宇轩
+3 位作者
韩雨蔷
李响
常宝平
李远喜
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期944-952,共9页
高性能铝合金兼具轻质、高强、耐腐蚀等优点,在航空航天和汽车制造等工业领域应用前景广阔。电弧增材制造技术集成形效率高、原材料和设备成本低、环境适应性强等优点于一身,在大尺寸铝合金构件制备方面具有显著优势。但复杂热循环导致...
高性能铝合金兼具轻质、高强、耐腐蚀等优点,在航空航天和汽车制造等工业领域应用前景广阔。电弧增材制造技术集成形效率高、原材料和设备成本低、环境适应性强等优点于一身,在大尺寸铝合金构件制备方面具有显著优势。但复杂热循环导致的晶粒粗大、组织不均匀、残余应力和气孔缺陷等问题,给电弧增材制造铝合金带来了挑战。搅拌摩擦加工技术具有良好的组织细化、均匀化和致密化效果,已作为同步调控或后处理手段用于铝合金的增材制造中。针对近年来搅拌摩擦辅助电弧增材制造铝合金的装备系统、工艺参数、组织结构和力学性能等方面进行了综述,并分析了搅拌摩擦辅助电弧增材制造技术的形性调控机理,最后对复合增材制造技术的发展趋势进行了展望。
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关键词
铝合金
电弧
增
材
制造
搅拌
摩擦
加工
晶粒细化
气孔缺陷
残余应力
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职称材料
碳纳米管增强激光熔覆高熵合金涂层技术获进展
3
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期75-75,共1页
碳纳米管(CNTs)是一种具有独特管状结构和优异力学、电学及化学性能的一维纳米材料,是制备金属基复合材料的理想增强体。近日,广东省科学院智能制造研究所先进激光增材制造技术创新团队在碳纳米管增强激光熔覆高熵合金涂层技术研究方面...
碳纳米管(CNTs)是一种具有独特管状结构和优异力学、电学及化学性能的一维纳米材料,是制备金属基复合材料的理想增强体。近日,广东省科学院智能制造研究所先进激光增材制造技术创新团队在碳纳米管增强激光熔覆高熵合金涂层技术研究方面取得新进展。目前,碳纳米管增强金属基复合材料仍主要采用冷压烧结、搅拌铸造、搅拌摩擦加工、粉末冶金、高压扭转、离子喷涂等技术制备。碳纳米管的团聚问题始终是制约其工业应用的主要原因之一,而球磨和超声分散方法均存在对工艺参数要求严苛、耗时耗能等问题。
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关键词
金属基
复合
材
料
一维纳米
材
料
搅拌
铸造
激光
增
材
制造
搅拌
摩擦
加工
智能制造
化学性能
激光熔覆
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职称材料
题名
层间搅拌摩擦加工对电弧增材制造铝合金温度场与应力场影响研究
1
作者
刘莉
徐望辉
刘锐哲
徐虎
黄永宪
董春林
机构
广州航海学院
哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室
出处
《精密成形工程》
北大核心
2025年第6期177-186,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(52205341)
广东省基础与应用基础研究基金(2021A1515110062)
+1 种基金
材料结构精密焊接与连接全国重点实验室开放课题资助(MSWJ-24Z05)
广州市开发区国际科技合作项目(2023GH19)。
文摘
目的针对电弧增材制造铝合金缺陷多、晶粒粗大、力学性能低的难题,采用电弧-搅拌摩擦加工复合增材制造的新工艺,研究层间搅拌摩擦加工对电弧增材制造铝合金温度场与应力场的影响。方法通过建立铝合金电弧(Wire and Arc Additive Manufacturing,WAAM)-搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing,FSP)复合增材的热力耦合模型,对单独电弧增材制造和WAAM-FSP复合增材过程中的温度场和应力场进行对比,分析层间FSP对电弧增材制造铝合金温度场和应力场的影响。结果在WAAM过程中,2319铝合金最高温度达到1575℃;在堆积下一道次时,前一道增材层峰值温度超过2319铝合金的液相线,使增材层发生部分重熔。层间FSP使增材试样峰值温度由1575℃升高至1619℃,在第一层增材时,层间FSP使工件的温度升高至约395℃。后续电弧增材及层间FSP对已增材层产生的温升影响随层数的增加而降低。此外,引入层间FSP后,增材构件起弧端、基板与堆积层交界处的应力集中面积减小,使熔敷层内峰值应力值降低约20 MPa。结论层间搅拌摩擦加工可降低增材工件的冷却速度以及温度梯度,同时层间FSP过程中产生的热力耦合作用使增材构件中的应力分布更均匀,解决了增材件中应力集中的问题。
关键词
铝合金
电弧-搅拌摩擦加工复合增材
数值模拟
温度场
应力场
Keywords
Al alloy
WAAM
-
FSP hybrid additive manufacturing
numerical simulation
temperature field
stress field
分类号
TG457 [金属学及工艺—焊接]
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职称材料
题名
搅拌摩擦辅助电弧增材制造铝合金研究进展
2
作者
蔺春发
戴宇轩
韩雨蔷
李响
常宝平
李远喜
机构
常熟理工学院汽车工程学院
西北有色金属研究院先进材料研究所
出处
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期944-952,共9页
基金
江苏省基础研究计划自然科学基金项目(BK20220690)
江苏省高等学校基础科学研究面上项目(23KJB430002)
陕西省重点研发计划(2024GX-YBXM-356)。
文摘
高性能铝合金兼具轻质、高强、耐腐蚀等优点,在航空航天和汽车制造等工业领域应用前景广阔。电弧增材制造技术集成形效率高、原材料和设备成本低、环境适应性强等优点于一身,在大尺寸铝合金构件制备方面具有显著优势。但复杂热循环导致的晶粒粗大、组织不均匀、残余应力和气孔缺陷等问题,给电弧增材制造铝合金带来了挑战。搅拌摩擦加工技术具有良好的组织细化、均匀化和致密化效果,已作为同步调控或后处理手段用于铝合金的增材制造中。针对近年来搅拌摩擦辅助电弧增材制造铝合金的装备系统、工艺参数、组织结构和力学性能等方面进行了综述,并分析了搅拌摩擦辅助电弧增材制造技术的形性调控机理,最后对复合增材制造技术的发展趋势进行了展望。
关键词
铝合金
电弧
增
材
制造
搅拌
摩擦
加工
晶粒细化
气孔缺陷
残余应力
Keywords
aluminum alloy
wire arc additive manufacturing
friction stir processing
grain refinement
porosity defect
residual stress
分类号
TG146.21 [金属学及工艺—金属材料]
TG44 [金属学及工艺—焊接]
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职称材料
题名
碳纳米管增强激光熔覆高熵合金涂层技术获进展
3
出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期75-75,共1页
文摘
碳纳米管(CNTs)是一种具有独特管状结构和优异力学、电学及化学性能的一维纳米材料,是制备金属基复合材料的理想增强体。近日,广东省科学院智能制造研究所先进激光增材制造技术创新团队在碳纳米管增强激光熔覆高熵合金涂层技术研究方面取得新进展。目前,碳纳米管增强金属基复合材料仍主要采用冷压烧结、搅拌铸造、搅拌摩擦加工、粉末冶金、高压扭转、离子喷涂等技术制备。碳纳米管的团聚问题始终是制约其工业应用的主要原因之一,而球磨和超声分散方法均存在对工艺参数要求严苛、耗时耗能等问题。
关键词
金属基
复合
材
料
一维纳米
材
料
搅拌
铸造
激光
增
材
制造
搅拌
摩擦
加工
智能制造
化学性能
激光熔覆
分类号
TG174.4 [金属学及工艺—金属表面处理]
TG665 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
层间搅拌摩擦加工对电弧增材制造铝合金温度场与应力场影响研究
刘莉
徐望辉
刘锐哲
徐虎
黄永宪
董春林
《精密成形工程》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
搅拌摩擦辅助电弧增材制造铝合金研究进展
蔺春发
戴宇轩
韩雨蔷
李响
常宝平
李远喜
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
碳纳米管增强激光熔覆高熵合金涂层技术获进展
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
在线阅读
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职称材料
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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