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摘要
研究了电弧增材制造(WAAM)工艺参数、旋转摩擦加工(RFP)转速对7075铝合金堆积气孔率的影响，以及时效处理温度对堆积金属组织与性能的影响，采用优化的电弧增材制造工艺参数、旋转摩擦加工转速与时效温度，进行大型7075铝合金运载火箭过渡端框架的电弧增材-旋转摩擦复合制造及热处理强化。结果表明：保护气流量较高时引起的气体紊流现象会降低保护效果，增大堆积气孔倾向；提高负极性模数可增强丝材阴极雾化，有效清除氧化膜，减少熔池中[H]含量以降低堆积金属气孔率。通过二次回归通用旋转组合实验优化出电弧增材制造工艺为：保护气流量20 L·min-1，负极性模数9，电弧枪行进速度592 mm·min-1，送丝速度7.2 m·min-1；该工艺下堆积金属成形良好，气孔率为7.03%。旋转摩擦加工通过引起7075铝合金堆积金属塑性变形及动态再结晶消除气孔，优化出1800 r·min-1加工转速使堆积金属气孔率进一步降低至4.32%。对堆积金属进行高于120℃的时效热处理易导致α-Al晶粒与η-MgZn2相粗化，降低堆积金属力学性能，采用优化的120℃时效温度对堆积金属进行时效热处理后，硬度与抗拉强度分别达HV1 197.3和526.1 MPa。利用优化的电弧增材制造工艺参数、1800 r·min-1旋转摩擦加工转速以及120℃时效温度协同制造并强化7075铝合金过渡端框架，构件成形精度在±1.3 mm以内，气孔率为4.57%，抗拉强度平均值达522.1 MPa。
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单位华中科技大学; 材料成形与模具技术国家重点实验室
