960高强钢脉冲TIG电弧增材制造热过程及组织与力学性能研究

作者：陆万全; 乔及森^*; 王磊; 刘永涛; 冯睿; 祝伟

来源：材料导报, 2023, 37(14): 107-113.

• 脉冲TIG增材制造
• 960高强钢
• 宏观和微观结构
• 熔滴过渡
• 力学性能

采用直流和脉冲直流钨极惰性气体保护焊(Tungsten Inert Gas Welding, TIG焊)电弧沉积工艺来制造960高强钢薄壁构件。通过对比分析两种沉积方法，系统研究了不同工艺因素对沉积热过程中熔滴过渡和熔池稳定性的影响，探讨了沉积与结合层微观组织和力学性能的演化规律，为脉冲TIG(Pulsed-TIG)技术的工程应用提供有益参考。结果表明，直流TIG-WAAM(Wire arc additive manufacturing)和脉冲直流TIG-WAAM(Pulsed-TIG-WAAM)工艺下，构件整体成形过程相对稳定，脉冲直流沉积构件的焊道高宽比相对较低，加入脉冲后沉积层变得更为扁平，有利于沉积过程中熔池保持稳定，提高成形精度。沉积层自下而上的微观组织分布较不均匀，底层为细小奥氏体晶粒，中层为粗大等轴晶，顶层为奥氏体组织。脉冲的引入有效改善了组织均匀性，回火马氏体组织的形成提高了材料的塑性和韧性。直流TIG-WAAM和脉冲直流TIG-WAAM熔滴过渡模式分别为大滴过渡和细滴过渡，过渡频率分别为5.24 Hz和9.17 Hz。脉冲条件下的细滴过渡模式更有利于保证整个沉积过程的热稳定性、构件成形精度和工艺稳定性。

• 单位
  兰州理工大学