机械工程学报

作者：杜军, 吴云肖, 蒋敏博, 魏正英

单位：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：铝基复合材料,TIG电弧,熔滴沉积,增材制造,熔池行为；

基金：国家自然科学基金(51775420)、航空科学基金(20200054070001)和民用航空预研(D020208)资助项目。

基于计算流体力学方法,考虑电弧力、碳化硅颗粒(SiCp)增强相与液态铝合金基体相之间的相互作用以及表面张力等因素,建立了SiCp增强铝基复合材料钨极氩弧焊(TIG)电弧辅助熔滴沉积增材制造中的三维瞬态熔池行为数值模型,通过与堆积试样的横截面形貌、SiCp分散状态实验结果对比,验证了熔池行为数值模型的有效性。通过数值模拟,揭示了堆积过程熔池峰值温度演变规律、熔滴冲击诱导的熔池动力学行为、熔池流态对SiC颗粒迁移行为的影响。结果表明,堆积过程涉及熔滴冲击、合并、铺展、熔池回弹4个阶段;冲击点附近出现重熔,熔滴冲击造成熔池中心区域产生明显的V字形凹陷,熔池边缘形成冠状隆起;在熔体拖拽力的作用下SiC颗粒更多的分布于堆积层两侧;熔滴冲击引起的熔池内局部高压以及熔池底部对流,抑制了SiC颗粒向熔池底部沉降。

来源：2023年第3期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2023年第3期