雙絲AC交叉電弧增材制造工藝及性能研究

雙絲AC交叉電弧增材制造工藝及性能研究雙絲AC交叉電弧增材制造工藝及性能研究

引言

近年來(lái)，交叉電弧增材制造（ArcAdditiveManufacturing，簡(jiǎn)稱(chēng)AM）技術(shù)因其高效、靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)得到了廣泛關(guān)注。其中，雙絲AC交叉電弧增材制造作為該技術(shù)的一種變種，通過(guò)使用兩根絲材同時(shí)熔化并凝固，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的材料成形速率和更優(yōu)異的性能表現(xiàn)。本文將對(duì)雙絲AC交叉電弧增材制造工藝及性能進(jìn)行詳細(xì)研究。

工藝研究

1.雙絲交叉加工模式

雙絲AC交叉電弧增材制造采用兩個(gè)水冷電弧焊槍分別傳送兩根絲材，通過(guò)特定的交叉軌跡和電弧參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)熔池的形成和成形。研究表明，采用鋸齒狀的交叉軌跡可以在成形過(guò)程中增加材料的擴(kuò)散和混合，從而提高成形層的質(zhì)量。

2.絲材選擇與組合

雙絲AC交叉電弧增材制造過(guò)程中，絲材的選擇和組合對(duì)成形質(zhì)量和性能具有重要影響。一方面，絲材的熔點(diǎn)和熔化性能應(yīng)與基底材料相匹配，以確保良好的熔池形成和結(jié)合強(qiáng)度。另一方面，不同組合絲材的堆疊順序和位置也會(huì)影響成形的溫度和微觀組織，進(jìn)而影響材料的性能。

3.電弧參數(shù)優(yōu)化

電弧參數(shù)的優(yōu)化對(duì)于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的成形很重要。通過(guò)調(diào)整電弧電流、焊槍行走速度、絲材供給速率等參數(shù)，可以對(duì)熔池的大小、穩(wěn)定性和溫度控制進(jìn)行調(diào)整。研究發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)增加電弧電流和絲材供給速率可以提高成形速率和材料的層間結(jié)合強(qiáng)度。

性能研究

1.成形質(zhì)量評(píng)估

成形質(zhì)量是評(píng)價(jià)雙絲AC交叉電弧增材制造工藝性能的重要指標(biāo)之一。通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察成形層的顯微組織，可以評(píng)估成形層的熔池形態(tài)、裂紋和氣孔等缺陷。此外，還可以進(jìn)行硬度、抗拉強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能測(cè)試來(lái)評(píng)估材料的整體性能。

2.成形速率和表面質(zhì)量

雙絲AC交叉電弧增材制造相比于傳統(tǒng)的單絲AM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的成形速率，這對(duì)于提高生產(chǎn)效率具有重要意義。同時(shí)，成形速率的提高需要伴隨著良好的表面質(zhì)量，以確保成形層的準(zhǔn)確性和光滑度。

3.力學(xué)性能研究

雙絲AC交叉電弧增材制造材料的力學(xué)性能也是研究的重要方向之一。通過(guò)力學(xué)性能測(cè)試，可以評(píng)估材料的硬度、強(qiáng)度和韌性等基本性能指標(biāo)。此外，研究人員還可以探究材料的組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)以提高材料的綜合性能。

結(jié)論

本文對(duì)雙絲AC交叉電弧增材制造工藝及性能進(jìn)行了研究。通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)和絲材組合，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的成形與較高的成形速率。在熔池形態(tài)、裂紋和氣孔等缺陷評(píng)估方面，研究人員可以通過(guò)顯微觀察和力學(xué)性能測(cè)試來(lái)評(píng)估材料的成形質(zhì)量和綜合性能。未來(lái)，還可以進(jìn)一步研究不同工藝參數(shù)對(duì)材料性能的影響，并探索更多新材料和應(yīng)用場(chǎng)景，推動(dòng)雙絲AC交叉電弧增材制造技術(shù)的發(fā)展綜合而言，雙絲AC交叉電弧增材制造技術(shù)具有很大的潛力和應(yīng)用前景。通過(guò)研究和優(yōu)化工藝參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的成形層，并且能夠提高成形速率，從而提高生產(chǎn)效率。通過(guò)顯微組織觀察和力學(xué)性能測(cè)試，可以評(píng)估材料的成形質(zhì)量和整體性能，并且可以探究材料的組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)以提