机械工程学报

作者：蔡成恒, 邝伟峰, 李振华, 石学智

单位：浙江海洋大学海洋工程装备学院 舟山 316022

关键词：车载,振动,电弧增材制造,形貌,性能；

基金：浙江海洋大学省属高校基本科研业务费(2021J010)和国家自然科学基金青年基金(52405429)资助项目。

当前，战场环境增材制造维修保障系统的应用范围和前景已日趋明朗。其中，电弧增材制造技术凭借其高沉积效率和卓越的环境适应性，能够迅速完成修复任务，使装备得以迅速重返战场。然而，在车载移动环境中实现实时制造修复仍是一大技术难题。为探究电弧增材制造在车载移动平台上应用的可能性，对车载振动环境(1.5～5.0 Hz)下制备的低碳钢成形件进行了形貌、组织和力学性能的全面评估。结果表明，随着车载平台振动频率的增加，焊枪和基板的加速度也在不断增加，使得成形试样从形貌良好向成形失败转变，振动频率超过3 Hz后，飞溅和熄弧现象频发。相关性分析表明焊枪振动对成形的影响比基板振动更为显著。稳态下成形试样的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为489 MPa、385 MPa和0.34；与之相比，较低频率的振动有细化晶粒、提高力学性能的作用，极限抗拉强度可达501 MPa，最大延伸率可达0.35；较高频率的振动则会粗化晶粒、略微降低力学性能，抗拉强度和延伸率降低至483 MPa和0.31；更为严重的是，较高频率振动会导致成形件外观形貌恶化甚至无法顺利成形，从而达不到生产制造要求。总的来说，本研究为在作战部队中实现“随时随地”进行电弧增材制造提供了坚实的实验基础和理论依据。

来源：2025年第3期

《机械工程学报》期刊编辑部

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