机械工程学报

作者：杜军, 王谦元, 何冀淼, 张永恒, 魏正英

单位：1. 宁夏大学材料与新能源学院 银川 750021;2. 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 西安 710049

关键词：增材制造,TIG电弧,熔滴沉积,熔池行为,堆积层形貌；

基金：国家自然科学基金(51775420)、航空科学基金(20200054070001)、浙江省自然科学基金(LQZ1E010004)、宁波市自然科学基金(202003N4071)和民用航空预研(D020208)资助项目。

针对传统d属熔滴微喷沉积成形中气孔、冷叠等冶金缺陷难抑制的问题，提出一种TIG电弧辅助熔滴沉积增材制造新方法。基于计算流体力学方法，建立铝合金TIG电弧辅助熔滴沉积增材制造过程三维瞬态熔池行为数值模型，对比研究了3组不同熔滴偏距下的熔池行为，通过与堆积层特征尺寸(层高、层宽、熔深)实测值相比较，验证所建熔池行为数值模型的有效性，澄清了单层单道堆积成形中熔滴偏距对熔池热流场和堆积层形貌的影响规律。结果表明：随着熔滴偏距的增加，熔滴与TIG电弧熔池一侧基板表面的接触面积增加，熔池与基板之间的散热效率得到提高，熔池凝固前沿的对称性被打破，进而导致熔滴冲击诱导的熔池热流场与堆积层形貌呈现明显的非对称特征。研究结论可为TIG电弧辅助熔滴沉积增材制造增材技术的工艺参数调控提供理论支撑和依据。

来源：2024年第5期

《机械工程学报》期刊编辑部

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