激光–电弧复合增材制造Al–Cu合金T型结构微观组织演变与熔池流动行为分析

作者：王儒政; 马广义^*; 吴胜男; 刘德华; 牛方勇; 吴东江

来源：航空制造技术, 2023, 1-9.

• 激光–电弧复合增材制造
• Al–Cu合金
• T型结构
• 组织形貌
• 熔池流动

在T型结构增材制造过程中，交叉节点处易出现冶金结合不良及重熔缺陷等问题，制约该结构性能的提升。采用激光–电弧复合增材制造技术制备了Al–Cu合金T型结构，对交叉节点处的组织形貌进行了表征，并通过数值模拟分析了节点处熔池内的温度分布以及流动特征。结果表明，在T型结构节点处能够观察到重熔作用所导致的弧形条纹特征，该区域的模拟形貌与实际结果具有良好的一致性；熔池边界处等温线分布较为密集，内部Marangoni对流导致逆时针涡流的形成，最高流速可达0.16 m/s。依据顶层晶粒形态差异，分为顶层节点重熔区(RZI)和顶层热影响区(HAZ)。其中RZI内主要为细小的树枝晶，平均晶粒尺寸相比于HAZ降低了20.7%，内部析出相主要为与α-Al基体呈非共格界面的大尺寸θ(Al2Cu)相；平均显微硬度可达(98.4±6.4)HV0.1，相比于未重熔区最高提升约14.0%。

• 单位
  中国航发控制系统研究所; 大连理工大学