机械工程学报

作者：石学智, 蔡成恒, 李振华

单位：浙江海洋大学海洋工程装备学院 舟山 316022

关键词：舰船,电弧增材制造,振动,碳钢,形貌,性能；

基金：浙江海洋大学省属高校基本科研业务费专项资金资助项目(2021J010)。

为探究电弧增材制造技术上舰制造的可行性，将电弧增材制造设备置于振动平台上，并利用正弦振动模拟舰船振动环境，进行ER50-6碳钢沉积实验，研究大型舰船常见的振动范围(频率为5～25 Hz)内，垂向振动对电弧增材制造设备振动特性及成形件形貌、组织和性能的影响。研究结果表明，受到外部垂向振动的影响，电弧增材制造设备的焊枪和基板会发生差异性地振动，从而导致成形过程中电弧和熔池不稳定、熔滴发生偏离、传热凝固行为改变，使得电弧增材制造成形件的形貌、组织和性能发生变化。无振动成形试样平均晶粒尺寸为7.46 μm，抗拉强度、下屈服强度和延伸率分别为495 MPa、370 MPa和29.87%；与之相比，不同振动工况下成形试样的平均晶粒尺寸在5.71 μm到8.53 μm之间，抗拉强度490～500 MPa，屈服强度370～385 MPa，延伸率29.17%～34.57%，所有顺利成形的试样均能满足性能要求；但有些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，这是未来实现电弧增材制造上舰制造需解决的最大难题。

来源：2024年第11期

《机械工程学报》期刊编辑部

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