[发明专利]一种添加Si元素提高铝合金CMT增材沉积零件延展率的方法

说明书

本发明公开一种添加Si元素提高铝合金CMT增材沉积零件延展率的方法，在铝合金CMT增材制造过程中，加入硅片。在CMT电弧作用下，硅片融化进入熔池中。合金中Si元素形成共晶相，与基体组织不共格，其存在的种类和数量以及颗粒尺寸会最终影响铝合金试样的组织和性能，并最终通过增加析出相来影响合金的组织，通过在铝合金中加入Si元素来获得具有优秀延展率的增材制造沉积零件。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，更加具体地说，涉及利用冷金属过渡(cold metaltransfer，CMT)焊接同时添加硅片的方法进行铝合金的增材制造，从而提高铝合金沉积零件的延展率。

背景技术

铝合金在航空航天和汽车制造等领域有着广泛的应用。电弧增材制造技术特别在航空航天、国防军工、轨道交通等领域高强度、大中型金属零件低成本、高效快速制造方面具有独特的优势。将冷金属过渡技术(CMT)和增材制造技术相结合可以实现难加工材料和复杂零件的快速成形制造。但是增材制造技术中一些尚未解决的突出问题制约了铝合金产品的推广运用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提高铝合金延展率的CMT增材制造方法，为了进一步提高沉积零件的延展率，本发明提出加入Si元素细化铝合金的显微组织，从而在常温(20—25摄氏度)条件下，提高沉积零件的延展率。本发明通过下述技术方案予以实现：

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种提高铝合金延展率的CMT增材制造方法(即一种添加Si元素提高铝合金CMT增材沉积零件延展率的方法)，在完成一层(或者一道)铝合金CMT增材制造后，在该层上设置硅片，再进行下一层(道)的CMT增材制造，直到完成CMT增材制造。

在上述技术方案中，在CMT电弧作用下，硅片融化进入熔池中，以实现复合，即在CMT增材制造中每堆焊一道焊缝放置一层硅片，硅片被下一道焊缝的CMT焊接电弧熔化，并进入焊接熔池中。

在上述技术方案中，母材为铝合金6061，焊丝选用ER4043。

在上述技术方案，硅片厚度为0.01—0.05mm，能够在CMT电弧作用下融化为适当。

在上述技术方案中，CMT冷金属过渡焊采用铝合金程序，平均电流为80—90A，平均电压为20—25V，送丝速度为4—6m/min，焊枪总体行走速度为0.3—0.5m/min，气体流量为10—20L/min。

在本发明的技术方案中，在铝合金CMT增材制造过程中，加入硅片。在CMT电弧作用下，硅片融化进入熔池中。合金中Si元素形成共晶相，与基体组织不共格，其存在的种类和数量以及颗粒尺寸会最终影响铝合金试样的组织和性能，并最终通过增加析出相来影响合金的组织，通过在铝合金中加入Si元素来获得具有优秀延展率的增材制造沉积零件。

附图说明

图1为本发明中加入硅片的增材过程的示意图。

图2为本发明中使用的拉伸试样尺寸结构示意图。

图3为本发明中试样的显微组织照片，其中(a)为未加Si的增材沉积零件组织，(b)为添加Si的增材沉积零件组织。

图4为本发明中试样的延展率测试曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。