机械工程学报

作者：李信贤, 祝弘滨, 李会军, 何宾, 钟华, 黄一鸣, 崔雷

单位：1. 天津大学材料科学与工程学院 天津 300350;2. 中车工业研究院有限公司 北京 100070)3. 高性能轧辊材料与复合成形全国重点实验室 天津 300072

关键词：搅拌摩擦增材制造,6061铝合金,微观组织,弱连接缺陷；

基金：国家自然科学基金优秀青年科学基金(52322408)和国家自然科学基金青年科学基金(52201048)资助项目。

针对铝合金搅拌摩擦增材性能分布不均匀的问题，围绕增材工艺优化的急迫需求，开展6061铝合金搅拌摩擦增材制造工艺研究，分析了行进速度和轴肩高度对沉积试样的宏观成形、微观组织及力学性能的影响规律，建立了沉积过程中材料填充的物理模型。结果表明：沉积层内部弱连接缺陷是造成沉积方向抗拉性能下降并且呈现分布不均匀的主要原因，当产生弱连接缺陷时沉积层表面局部区域弧形纹路变浅或缺失。实际送料速度大于轴肩单一旋转周期内刚好填满预设间隙所需的理论送料速度有助于改善沉积层的成形质量，抑制弱连接等界面缺陷的形成，提高界面冶金结合质量和力学性能。根据塑化材料沉积过程，提出的材料填充量和送料速度的计算方法为更深入地理解搅拌摩擦增材过程以及改善沉积质量提供了理论依据。

来源：2025年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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