机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (3): 411-421.doi: 10.3901/JME.2025.03.411
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蔡成恒, 邝伟峰, 李振华, 石学智
CAI Chengheng, KUANG Weifeng, LI Zhenhua, SHI Xuezhi
摘要: 当前,战场环境增材制造维修保障系统的应用范围和前景已日趋明朗。其中,电弧增材制造技术凭借其高沉积效率和卓越的环境适应性,能够迅速完成修复任务,使装备得以迅速重返战场。然而,在车载移动环境中实现实时制造修复仍是一大技术难题。为探究电弧增材制造在车载移动平台上应用的可能性,对车载振动环境(1.5~5.0 Hz)下制备的低碳钢成形件进行了形貌、组织和力学性能的全面评估。结果表明,随着车载平台振动频率的增加,焊枪和基板的加速度也在不断增加,使得成形试样从形貌良好向成形失败转变,振动频率超过3 Hz后,飞溅和熄弧现象频发。相关性分析表明焊枪振动对成形的影响比基板振动更为显著。稳态下成形试样的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为489 MPa、385 MPa和0.34;与之相比,较低频率的振动有细化晶粒、提高力学性能的作用,极限抗拉强度可达501 MPa,最大延伸率可达0.35;较高频率的振动则会粗化晶粒、略微降低力学性能,抗拉强度和延伸率降低至483 MPa和0.31;更为严重的是,较高频率振动会导致成形件外观形貌恶化甚至无法顺利成形,从而达不到生产制造要求。总的来说,本研究为在作战部队中实现“随时随地”进行电弧增材制造提供了坚实的实验基础和理论依据。
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