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摘要
新型冷金属过渡与脉冲（CMT+P）复合电弧技术实现了对电弧能量的精细控制，为获得高质量电弧增材成形件提供了可靠保证。然而，CMT与脉冲协同作用过程中的熔滴过渡行为尚不清晰，其对增材过程稳定性、成形质量有重要影响。本文以高强铝合金为研究对象，基于流体力学和电磁学理论，采用动网格与界面追踪技术，综合运用数值模拟和原位观测试验手段，研究了高强铝合金CMT+P电弧增材过程中的熔滴过渡行为。结果表明，模拟结果与试验结果高度吻合；平均送丝速度5 m/s时，高强铝合金CMT+P电弧增材工艺的熔滴过渡呈现CMT阶段的短路过渡和脉冲阶段的一脉一滴射滴过渡的混合过渡模式；在短路阶段由熔丝机械拉力形成的金属液桥可有效避免熔滴飞溅，提高成形质量；在脉冲阶段熔滴受到电磁力、表面张力、Marangoni力、重力和等离子流力耦合作用内部形成静止区，速度在静止区收敛或者发散，呈现流速上下反向的特点，进而影响熔滴过渡的稳定性。
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