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兵器材料科学与工程2026年第02期:铝合金MIG电弧增材制造热平衡及工艺稳定性分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:包蓄磊;韩永全;韩福彪;杜茂华;

单位:内蒙古工业大学材料科学与工程学院;中国水利水电科学研究院牧区水利科学研究所;

摘要:用MIG电弧增材制造技术成形Al-Mg合金,同时拍摄高速摄像、采集电流电压信号,对比不同电流条件下熔滴过渡行为的演变规律,并阐释其对熔覆成形过程的影响机制。获取了多层熔覆在不同电流参数下的热循环数据,基于等效散热功率构建传热模型,计算得出相应的等效散热功率,进而揭示熔池失稳的关键影响因素。结果表明:当成形电流大于140 A时,熔滴过渡频率加快、电弧加热区域扩大,不利于获得成形系数较小的熔覆层,且熔池所受侧向作用力显著增强。通过等效散热功率的计算与实测分析发现,在熔覆初始阶段,由于散热条件良好,各层等效散热功率变化平缓;随着熔覆层数增加,等效散热功率降幅加剧,热量积累显著,导致液态熔池极易失稳。在140 A较低电流下,保持等效散热功率恒定,可获得最优的成形质量。

关键词:MIG电弧增材制造;;熔滴过渡特性;;等效散热功率;;熔池热力稳定性;;成型工艺

基金资助:国家自然科学基金(52265054);; 内蒙古自治区自然科学基金(2022ZD03);; 新型有色金属材料开发与加工成形关键技术集成攻关大平台建设项目(RZ2300001971);; 自治区直属高校基本科研业务费项目(JY20220199);自治区直属高校基本科研业务费项目(JY20220028);; 内蒙古自治区军民融合重点科研项目(JMZD202302);; 一流学科科研专项项目(YLXKZX-NGD-033)