王 敏， 邢彦锋， 曹菊勇， 杨夫勇， 张小兵

(上海工程技术大学 机械与汽车工程学院， 上海 201620)

电弧增材制造技术因其沉积效率高、成本低和材料利用率高而被广泛应用于工业制造领域。铝合金属于轻金属材料，同时具有优良的耐腐蚀性和抗氧化性而被广泛应用[1-2]。然而，铝合金电弧增材制造成形过程中通常会出现裂纹、气孔和微观晶粒粗大等缺陷，严重影响到材料的性能[3-5]。

为解决上述问题，国内外很多研究学者通过采用超声振动装置、激光复合焊等多种设备进行增材制造[6-7]。其中外加磁场辅助电弧增材制造由于能够改变电弧形态和铝合金材料的力学性能，并且制造成本低廉，适合大规模工业化生产，而被用来改善合金性能[8]。Mou等[9]在研究Ti6Al4V-304L钢的弧钎焊中加入轴向磁场，发现在加入磁场后，由于洛伦兹力的作用，电弧形状从圆锥形改变为旋转钟形，导致电弧长度变短，宽度变大，熔池温度降低，并且随着磁场强度的增加，接头的抗拉强度得到明显的改善。Liu等[10]在对铝合金和不锈钢的冷金属过渡焊接(cold metal transfer，CMT)过程中加入纵向磁场，发现磁场能够抑制铁在焊缝中扩散，提高熔覆层中的硅含量，从而降低了铝钢之间的脆性化合物的厚度，并且不同磁感应强度和交变电流频率的磁场影响电弧和熔滴的形态，并最终改变焊接组织和力学性能。王亚欣[11]在铝钢电弧增材制造研究中发现磁场的添加能够以降低焊接时的峰值温度，缩短高温停留时间和加快熔池流动等方式降低界面金属间化合物的厚度并减少脆性较大的化合物在界面处生成，改善初始界面结构，并且增材制造后的成形件力学性能得到了明显的提升。……