5556 铝合金CMT 增材单道成形质量及尺寸预测模型研究
2023-12-21李博刘岩周桂申杨栈琳张文广
李博,刘岩,周桂申,杨栈琳,张文广
(沈阳大学 a.机械工程学院 b.辽宁省先进材料制备技术重点实验室,沈阳 110044)
冷金属过渡焊(Cold Metal Transfer,CMT)是一种通过分辨焊丝熔滴状态来准确控制送丝运动和熔滴过渡的焊接技术[1],具有外形美观、熔滴过渡无飞溅、热量输入低的特点,因而非常适用于增材制造领域[2-5]。基于环保节约的发展理念,铝及其合金因具有成形效率高、成本低、物理及力学性能优异等特点,而被广泛用于增材制造[6-8]。因此,通过增材方式制造的铝合金的成形质量及性能获得了广泛关注[9-12]。赵昀等[13]提出利用CMT 工艺成形Al 合金薄壁构件,并优化了工艺参数、讨论了成形形貌的影响因素。Novelino 等[14]利用由Fronius 的TPS 5000 CMT 电源和Schneider Electric 的三轴机器人组成的WAAM 体系,通过增材的方式制造了直壁墙体,并针对各焊接工艺参数对墙体成形质量的影响进行了探讨。
在铝及其合金中,5 系铝合金被广泛应用在各种领域[15-16]。近几年,因5 系铝合金具有较高的强度、较低的密度及较好的成形性[17-18],有关其增材制造方面的研究逐渐增多[19-22]。杨光等[23]利用电弧增材技术制作了5356 铝合金试样,并对其组织及拉伸性能进行了研究。Li 等[24]在不同比例的氮氩保护气下进行了5356 铝合金电弧增材,并研究了不同成分的保护气对增材试样组织及性能的影响。ER5556 铝镁合金焊丝具有优异的抗腐蚀性能和力学性能,并且其强度在现有5 系焊丝中较高,所以非常适合于增材打印[25-26]。目前有关采用CMT 技术增材制造5556 铝合金的研究较少。
本文针对5556 铝合金,采用CMT 增材技术,以焊接电流、焊接速度、气体流量为因素,分析了单道单层的成形效果及影响规律。……
