基于CMT的电弧增材制造Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金螺旋桨成形机理及组织性能

作     者：张帅锋 魏正英 廖志谦 吕逸帆 蒋鹏 张文豪 Zhang Shuaifeng;Wei Zhengying;Liao Zhiqian;Lv Yifan;Jiang Peng;Zhang Wenhao

作者机构：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049 中国船舶重工集团公司第七二五研究所河南洛阳471023 

出 版 物：《稀有金属材料与工程》 (Rare Metal Materials and Engineering)

年 卷 期：2022年第51卷第10期

页      面：3876-3883页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFC2800500) 郑洛新自创区专项(201200211400) 

主　　题：CMT 电弧形态 熔池 电弧力 钛合金螺旋桨 

摘      要：通过对基于冷金属过渡(CMT)的电弧增材制造成形过程中电弧形态、电流电压同步信号和熔池形貌的同步检测分析,研究了电弧不同阶段的熔滴过渡形式和熔池金属的受力状态,探明了悬垂结构成形过程中的熔池金属的受力机制,实现了钛合金螺旋桨的成形,并分析了成形后的组织性能。研究结果表明,通过对CMT电弧热输入和电弧力的精细控制,能够在无支撑条件下实现钛合金螺旋桨叶片的快速成形,同时获得良好的力学性能。在本研究条件下,钛合金CMT电弧增材制造过程中熔滴过渡主要以短路过渡的形式进行,降低基值和短路阶段的焊接电流能够增加悬垂结构倾角,且当I_(base)为50 A时,钛合金螺旋桨最大倾角达到53.26°。基于优化后的工艺制造的船用Ti6321钛合金内部组织致密且无贯穿式的粗大柱状晶,力学性能达到同级别锻件标准,水平方向和竖直方向的各向异性不明显。