精密成形工程

作者：徐望辉, 李占雷, 袁浩, 张田, 赵荣泽, 余陈, 董春林, 刘莉, 李雨, 艾尔马托夫·祖亚杜拉·多斯马托维奇

单位：1.广州航海学院 智能制造学院, 广州 510725; <br>2.东方电气集团东方锅炉股份有限公司, 四川 自贡 643000; <br>3.广东省科学院中乌焊接研究所, 广州 510650; <br>4.北京工业大学 材料科学与工程学院, 北京 100124; <br>5.塔什干国立技术大学工艺机械与设备系, 塔什干 100095, 乌兹别克斯坦

关键词：电弧增材,304不锈钢,线能量,微观组织,力学性能

基金：国家自然科学基金（52205341）;广州市开发区国际科技合作项目（2023GH19）

目的 得到表面质量良好的304不锈钢薄壁构件,研究线能量及轨迹夹角对CMT（Cold Metal Transfer,冷金属过渡焊接）增材件组织和性能的影响。方法 对尺寸为300 mm&#x000D7;150 mm&#x000D7;8 mm的304不锈钢基板进行CMT电弧增材制造试验,对增材件进行金相切割和腐蚀,利用金相显微镜观察成形件的组织,利用万能拉伸试验机检测成形件的力学性能,并对实验过程中热输入对成形件组织和性能的影响进行分析与讨论。结果 线能量每增加50 J/cm,层高增加10.9%,层宽增加6.3%;在同样的线能量情况下,角度越小,宽度和高度越大;随着线能量的增加,电弧增材试样中柱状晶的组织数量增加;随着轨迹夹角的减小,夹角处的组织更为粗大;随着焊接线能量的增加,试样的抗拉强度增加,从线能量为150 J/cm时的563 MPa增加到了300 J/cm时的604 MPa,增加了7.3%。结论 随着线能量的增加,熔覆层的宽度和高度均增加,熔覆金属的织构尺寸增大,抗拉强度随着线能量的增加而增加;夹角处熔覆层的宽度和高度随着轨迹夹角的减小而增大,夹角处的柱状晶组织随着轨迹夹角的变小而增大;通过计算轨迹夹角处熔覆面积,获得了夹角处熔覆金属重叠区域的数学模型,该模型可用于表征夹角处熔覆层的尺寸,增加轨迹夹角和减小线能量更容易获得尺寸均匀的增材结构。

来源：2025年第10期

《精密成形工程》期刊编辑部

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