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电弧增材制造在半圆柱壳几何强化中的模拟
摘要：电弧增材制造 (WAAM) 是一种基于气体保护金属电弧焊的增材制造工艺。它允许通过控制焊珠的沉积和堆叠来制造大体积金属部件。除了近净成形的金属部件制造外，WAAM 还应用于结构部件（例如壳体几何形状）的局部加固。然而，此过程可能会导致不希望的热诱导变形。在这项工作中，通过实验和瞬态热机械有限元模拟研究了半圆柱壳体几何形状的 WAAM 加固引起的变形。在实验中，将焊珠施加到样品上，同时使用热电偶测量其热历史。使用位移传感器记录正在发生的变形。实验数据用于校准和验证模拟。使用经过验证的模型，可以预测样品的温度场和变形。随后，使用模拟来评估不同的沉积模式和壳体厚度与由此产生的部件变形之间的关系。调查显示，壳体厚度与变形之间存在非线性关系。此外，焊道的方向和顺序对变形的形成有显著影响。然而，这些影响随着壳体厚度的增加而减弱。
低碳钢中重叠和振荡策略的电弧直接能量沉积的对称性分析
摘要：近几十年来，增材制造领域人气飙升，尤其是作为传统金属零件生产的可行替代方案。定向能量沉积 (DED) 是最有前途的增材技术之一，其特点是沉积速率高，其中电弧增材制造 (WAAM) 就是一个突出的例子。尽管 DED 具有诸多优势，但众所周知，其生产的零件表面质量和几何精度不佳，这一直是其广泛应用的主要障碍。这在一定程度上是由于对增材层产生的复杂几何形状缺乏了解。为了应对这一挑战，研究人员专注于表征增材层的几何形状，特别是焊珠的外部。本文通过比较两种不同的技术：振荡策略和重叠焊珠，专门研究了产生的壁的几何特征和对称性。
多丝电弧增材制造TC4/Nb仿生层状异质合金的组织演变和力学性能
电弧增材制造零件性能的提升依赖于结构创新和定制打印，自然优化的结构可以为设计制造提供灵感。本文以Crysomalon squamiferum壳的生物结构为灵感，采用多丝电弧增材制造（MWAAM）技术设计并制备了层状TC4/Nb多材料合金零件。利用EDS、SEM、EBSD和力学性能试验机研究了MWAAM加工仿生异质TC4/Nb多材料合金零件的界面反应、相组成、微观组织演变、晶体生长、力学性能和裂纹扩展。结果表明，MWAAM TC4/Nb多材料合金试样不同层间形成了良好的冶金结合；Ti/Nb多材料合金零件主要由α-Ti、β-Ti和（Nb，Ti）固溶体相组成。随着Nb含量的增加，从TC4层到G1层，相形貌经历了一个连续的转变过程：片层状α+β→细片层状α+短棒状α+β→针状α+β→细针状α+β。此外，随着Nb含量的增加，TC4/Nb多材料合金组分从TC4层到G2层的晶粒尺寸由3.534μm逐渐减小到2.904μm。TC4/Nb多材料合金从TC4层到G2层的显微硬度范围为404.04~245.23HV。TC4/Nb多材料合金试样具有较高的压缩强度和极限拉伸强度分别为2162.64±26MPa和663.39MPa，对应的应变量分别为31.99%和17.77%。优异的力学行为主要归因于层间晶粒尺寸的梯度转变和组织演变的良好结合；拉伸试验过程中裂纹扩展主要以裂纹偏转和多级开裂为主；TC4/Nb多材料合金构件中TC4层的强度高于G1层和G2层。
铝的电弧添加剂制造（WAAM）...
摘要：在所有金属添加剂制造（AM）技术中，有向能量存储（DED）技术，尤其是基于电线的技术，由于其快速产生而引起了人们的极大兴趣。此外，它们被认为是能够生产功能齐全的结构零件，具有复杂几何形状和几乎无限尺寸的近网状产品的最快技术。根据热源，有几种基于电线的系统，例如等离子体弧焊接和激光熔点沉积。主要缺点是缺乏市售的电线；对于说明，没有高强度铝合金线。因此，本综述涵盖了电线生产的常规和创新过程，并包括具有最大工业兴趣的Al-Cu-Li合金的摘要，以使最适合和促进最合适的电线组合物的选择。每个合金元件的作用是WAAM特定线设计的关键；这篇综述描述了每个元素的作用（通常通过年龄硬化，实心解决方案和谷物尺寸减少来加强），并特别注意锂。同时，WAAM部件中的缺陷限制了其适用性。出于这个原因，提到了与WAAM过程有关的所有缺陷，以及与合金的化学组成相关的缺陷。最后，总结了未来的发展，其中包括针对Al-Cu-Li合金的最合适技术，例如PMC（Pulse Multicontrol）和CMT（冷金属传递）。
GeKa 电弧丝增材制造 (WAAM)
Gedik Welding 是 Gedik Holding 旗下子公司，于 1963 年在土耳其成立。如今，该公司已成为焊接耗材和设备领域的全球行业领导者，产品出口到全球 100 多个国家。Gedik Welding 生产各种焊接耗材、机器和设备，并提供机器人和自动化定制解决方案。Gedik Welding 还通过与伊斯坦布尔 Gedik 大学合作开展的研发项目，为焊接科学和技术的进步做出贡献，以促进其合作伙伴的发展并提供有效的解决方案。
文章 电弧增材制造 ER70S-6 钢的脱碳
摘要：脱碳是材料表面在高温氧化环境中发生的一种不希望出现的碳损失现象。钢在热处理后的脱碳问题已被广泛研究和报道。然而，到目前为止，还没有关于增材制造零件脱碳的系统研究。电弧增材制造 (WAAM) 是一种生产大型工程零件的高效增材制造工艺。由于 WAAM 生产的零件通常尺寸较大，因此使用真空环境来防止脱碳并不总是可行的。因此，有必要研究 WAAM 生产零件的脱碳问题，尤其是在热处理工艺之后。本研究使用打印材料和在不同温度（800 ◦ C、850 ◦ C、900 ◦ C 和 950 ◦ C）下热处理不同时间（30 分钟、60 分钟和 90 分钟）的样品研究了 WAAM 生产的 ER70S-6 钢的脱碳情况。此外，使用 Thermo-Calc 计算软件进行数值模拟，以预测钢在热处理过程中的碳浓度分布。发现脱碳不仅发生在热处理样品中，而且发生在打印部件的表面上（尽管使用氩气进行保护）。发现脱碳深度随着热处理温度或持续时间的增加而增加。在最低温度 800 ◦ C 下仅热处理 30 分钟的部件具有约 200 µ m 的较大脱碳深度。对于相同的 30 分钟加热时间，温度从 150 ◦ C 升至 950 ◦ C，脱碳深度急剧增加 150% 至 500 µ m。这项研究很好地证明了需要进一步研究以控制或最大限度地减少脱碳，从而确保增材制造工程部件的质量和可靠性。
电弧增材制造 ER70S-6 的脱碳......
摘要：脱碳是材料表面在高温氧化环境中发生的一种不希望出现的碳损失现象。钢在热处理后的脱碳问题已被广泛研究和报道。然而，到目前为止，还没有关于增材制造零件脱碳的系统研究。电弧增材制造 (WAAM) 是一种生产大型工程零件的高效增材制造工艺。由于 WAAM 生产的零件通常尺寸较大，因此使用真空环境来防止脱碳并不总是可行的。因此，有必要研究 WAAM 生产零件的脱碳问题，尤其是在热处理工艺之后。本研究使用打印材料和在不同温度（800 ◦ C、850 ◦ C、900 ◦ C 和 950 ◦ C）下热处理不同时间（30 分钟、60 分钟和 90 分钟）的样品研究了 WAAM 生产的 ER70S-6 钢的脱碳情况。此外，使用 Thermo-Calc 计算软件进行数值模拟，以预测钢在热处理过程中的碳浓度分布。发现脱碳不仅发生在热处理样品中，而且发生在打印部件的表面上（尽管使用氩气进行保护）。发现脱碳深度随着热处理温度或持续时间的增加而增加。在最低温度 800 ◦ C 下仅热处理 30 分钟的部件具有约 200 µ m 的较大脱碳深度。对于相同的 30 分钟加热时间，温度从 150 ◦ C 升至 950 ◦ C，脱碳深度急剧增加 150% 至 500 µ m。这项研究很好地证明了需要进一步研究以控制或最大限度地减少脱碳，从而确保增材制造工程部件的质量和可靠性。
适用于电弧定向能量沉积的先进银微合金化铝合金的微观结构和力学性能
实施电弧定向能量沉积需要开发新型、工艺适应性强的高性能铝合金。然而，传统的高强度合金难以加工，因为它们容易产生热裂纹。基于 Al-Mg-Zn 的交叉合金结合了良好的可加工性和人工时效后的良好机械性能。在这里，我们提出了一种使用 Ag 微合金化进一步改善 Al-Mg-Zn 交叉合金机械性能的努力。在样品中没有观察到裂纹和少量孔隙。微观结构以细小和球状晶粒为主，晶粒尺寸为 26.6 l m。晶粒结构基本上没有纹理，包含细小的微观偏析区，偏析缝厚度为 3-5 微米。经热处理后，这些微观偏析区溶解，并形成 T 相沉淀物，这通过衍射实验得到澄清。该沉淀反应导致显微硬度为 155 HV0.1，屈服强度分别为 391.3 MPa 和 418.6 MPa，极限拉伸强度分别为 452.7 MPa 和 529.4 MPa，横向和纵向断裂应变分别为 3.4% 和 4.4%。所得结果表明，可以使用新开发的铝交叉合金通过电弧直接能量沉积制造高负荷结构。
多丝电弧增材制造TC4/NiTi仿生梯度异质合金的组织与力学性能
伦敦，HA7 4LP，英国 摘要 采用多丝电弧增材制造 (MWAAM) 成功制备了 TC4/NiTi 多材料结构件。本文展示了仿生梯度夹层构建策略下 TC4/NiTi 多材料结构件的界面特征和力学性能。结果表明，获得了极限抗压强度为 (1533.33±26 MPa) 的 MWAAM TC4/NiTi 梯度异质合金。优异的压缩行为主要归因于梯度区的良好过渡，EBSD 分析表明梯度区的晶粒尺寸细小，差异施密特因子值较小。随着 NiTi 含量的增加，从 TC4 区到 NiTi 区的相组成依次演变为：α-Ti + β-Ti → α-Ti + NiTi 2 → NiTi 2 → NiTi 2 + NiTi → NiTi + Ni 3 Ti。梯度异质合金的显微硬度范围为310±8~230±11 HV，其中区域B处硬度最高，为669.6±12 HV，这是由于NiTi 2 强化相的析出所致；试样的极限断裂应力为1533.33±26 MPa，应变为28.3±6%；在10次加载/卸载循环压缩试验过程中，MWAAM TC4/NiTi梯度异质合金的不可回复应变逐渐趋近于2.75%。
热锻模具钢电弧增材再制造梯度界面组织与力学性能
摘要：热锻模具受到周期性热应力作用，经常以热疲劳、磨损、塑性变形和断裂的形式失效。为延长热锻模具的使用寿命并降低总生产成本，提出了一种热锻模具梯度多材料线材电弧增材再制造方法。多材料梯度界面的性能对决定最终产品的整体性能起着至关重要的作用。本研究将热锻模具再制造区分为过渡层、中间层和强化层三个沉积层。在5CrNiMo热锻模具钢上进行了梯度材料线材电弧增材制造实验，对梯度界面的微观组织、显微硬度、结合强度和冲击性能进行了表征和分析。结果表明，梯度添加剂层及其界面无缺陷，梯度界面获得了高强度的冶金结合。梯度添加剂层的组织从底层到顶层呈现贝氏体到马氏体的梯度转变过程。显微硬度从基体层到表面强化层逐渐增加，在100 HV范围内形成三级梯度变化，3个界面的冲击韧性值分别为46.15 J/cm 2 、54.96 J/cm 2 、22.53 J/cm 2 ，冲击断口形貌从延性断裂到准解理断裂，梯度界面力学性能表现为硬度和强度梯度增加，韧性梯度降低。采用该方法再制造的热锻模具实际应用，平均寿命提高了37.5%，为热锻模具梯度多材料丝电弧增材再制造的工程应用提供了科学支撑。