机械工程材料

作者：贾剑平, 李田雨

关键词：电弧增材制造, 冷金属过渡, 数值模拟, 温度场

利用有限元分析软件ABAQUS使用生死单元法建立冷金属过渡(CMT)电弧增材制造单道10层5183铝合金模型,模拟分析了增材制造过程中温度场的分布和变化规律,并进行试验验证；采用该模拟方法研究了增材制造路径(单向和交叉路径)、层间冷却时间(20,40,60 s)和焊接速度(400,450,500 mm·min-1)对温度场的影响。结果表明：模拟得到在CMT电弧增材制造过程中基板某点的热循环曲线的变化趋势与试验结果基本一致,且峰值温度和波谷温度与试验结果的相对误差均不大于8.93%,验证了模型的准确性。随着堆焊层数的增加,熔池峰值温度升高,熔池区域变大；单向路径增材制造会在试样收弧端产生较严重的热积累,而交叉路径可以减弱热积累效应；层间冷却时间越长,焊道中点的峰值温度越低,且降低幅度随冷却时间的延长而逐渐减弱；焊道的峰值温度和波谷温度随焊接速度的增加而降低。

来源：2024年第1期

《机械工程材料》期刊编辑部

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