%A 张志强, 勾青泽, 路学成, 王浩, 曹轶然, 郭志永 %T 高强铝合金CMT+P电弧增材制造熔滴过渡行为 %0 Journal Article %D 2023 %J 航空学报 %R 10.7527/S1000-6893.2022.27881 %P 427881-427881 %V 44 %N 13 %U {https://hkxb.buaa.edu.cn/CN/abstract/article_19320.shtml} %8 2023-07-15 %X

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。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;平均送丝速度为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;在脉冲阶段熔滴受电磁力、表面张力、Marangoni力、重力和等离子流力耦合作用,在内部形成静止区,速度在静止区收敛或发散,呈流速上下反向的特点,进而影响熔滴过渡的稳定性。