Автоматичне зварювання, 2024, №02



2024 №02 (07)

DOI of Article 10.37434/as2024.02.01

2024 №02 (02)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 2, 2024, с. 3-11

Вплив GMAW-CMT та PULSE процесів адитивного наплавлення кремнієвої бронзи CuSi3Mn1 на формування поверхні, структуру та напружено-деформований стан виробів

А.О. Перепічай, І.М. Лагодзінський

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Кремнієві бронзи типу CuSi3Mn1 (БрКМц3-1) завдяки своїм властивостям досить широко застосовуються у машинобудівній, аерокосмічній та гірничодобувній промисловості. Враховуючи досить високу вартість кольорових сплавів на основі міді, актуальним є застосування технологій дугового адитивного синтезу (WAAM). Для запобігання перегріву та зниження рівня тепловкладення при наплавленні сплавів на основі міді, застосовують методи Cold Metal Transfer (CMT), та імпульсно-дуговe наплавлення (Pulse процес). Результати досліджень пошарового наплавлення кремнієвої бронзи вказують на певну залежність геометричних характеристик, структурного складу та схильності до утворення дефектів від застосованого методу наплавлення (GMAW-CMT/Pulse). Наплавлення з короткими замиканнями забезпечує більшу висоту кожного валика ніж при імпульсній подачі струму (до 25 %), та зменшення ширини кожного валика відповідно. Однак нерівномірність поверхні також зростає. Зразок, наплавлений GMAW-Pulse методом, містить критичні дефекти у вигляді поперечних тріщин. Моделювання напружено-деформованого стану для імпульсного методу наплавлення вказує на критичне накопичення нормальних напружень розтягу, що у поєднанні з анізотропною структурою металу може бути причиною утворення тріщин. Бібліогр. 16, табл. 2, рис. 10.
Ключові слова: WAAM, GMAW, Cold Metal Transfer, імпульсно-дуговe наплавлення, адитивні технології, CuSi3Mn1, пошарове наплавлення


Надійшла до редакції 06.12.2023
Отримано у переглянутому вигляді 15.01.2024
Прийнято 23.02.2024

Список літератури

1. Ding, D, Pan, Z, Cuiuri, D, Li, H, Larkin, N. (2016) Adaptive path planning for wire-feed additive manufacturing using medial axis transformation. J. of Cleaner Production, 133, 942–952. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.06.036
2. Mukin, D., Valdaytseva, E., Hassel, T., Klimov, G., Shalnova, S. (2020) Modelling of heat transfer process in non-vacuum electron beam additive manufacturing with CuSi3 alloy wire. Materials Today: Proceedings, 30(3), 373–379. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.12.380
3. Mukin, D.V., Ivanov, S.Yu., Valdaitseva, E.A., Turichin, G.A., Beniash, A.E. (2019) An Analytical Model for Filler Wire Heating and Melting during Wire Feed Laser Deposition. KEM 822, 431–437. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.822.431
4. Spittel, Marlene, Spittel, Thilo. (2016). Flow stress and plasticity of CuSi3Mn1. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-14174-4_62
5. Yanhu, W., Xizhang, C., Sergey, K. et al. (2019) In-situ wirefeed additive manufacturing of Cu-Al alloy by addition of silicon. Applied Surface Science, 487, 1366–1375. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.05.068
6. Kun, L. et al. (2019) Location dependence of microstructure and mechanical properties of Cu–Al alloy fabricated by dual wire CMT. Materials Research Express, 6(12). DOI: https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab583e
7. Wang, Y., Konovalov, S., Chen, X. et al. (2021) Research on Cu–6,6 % Al–3,2 % Si Alloy by Dual Wire Arc Additive Manufacturing. Journal of Materials Engineering and Performance, 30, 1694–1702. DOI: https://doi.org/10.1007/s11665-021-05470-4
8. Kazmi, K.H., Sharma, S.K., Das, A.K. et al. (2023) Development of Wire Arc Additive Manufactured Cu-Si Alloy: Study of Microstructure and Wear Behavior. J. of Materials Engineering and Performance. DOI: https://doi.org/10.1007/s11665-023-07972-9
9. Квасницький В.В., Лагодзінський І.М. (2023) Вплив методів GMAW і PAW адитивного дугового наплавлення та складу захисного газу на геометричні характеристики поверхонь і структуру металу виробів. Автомат. зварювання, 11, 23–31. DOI: https://doi.org/10.37434/as2023.11.02
10. Baby, J., Amirthalingam, M. (2020) Microstructural development during wire arc additive manufacturing of copper-based components. Welding in the World, 64, 395–405. DOI: https://doi.org/10.1007/s40194-019-00840-y
11. Gang, M., Xueming, H., Ye, H. et al. (2020) Study on the microstructure optimization and mechanical properties of dissimilar TC4-304L arc-brazing joints, Materials Science and Engineering: A, 788. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139566
12. Donghong, D., Zengxi, P., Dominic С. et al. (2016) Adaptive path planning for wire-feed additive manufacturing using medial axis transformation. J. of Cleaner Production, 133, 942–952. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.06.036
13. Yu, Z.S., Li, R.F., Zhou, F.M. et. al. (2004) Joint evolution and strengthening mechanisms in arc brazed galvanised steels with Cu97Si3 filler. Materials Science and Technology, 20(11), 1479–1483. DOI: https://doi.org/10.1179/026708304225022133
14. Kvasnytskyi, V., Korzhyk, V., Lahodzinkyi, I. et al. (2020) Creation of volumetric products using additive arc cladding with compact and powder filler materials. IEEE 10th International Conference Nanomaterials: Applications & Properties (NAP), pp. 02SAMA16-1–02SAMA16-5. DOI: https://doi.org/10.1109/NAP51477.2020.9309696
15. Gurcik, T., Kovanda, K., Rohan, P. (2019) Influence of shielding gas on geometrical quality of WAAM technology. METAL 2019 – 28th International Conference on Metallurgy and Materials, Conference Proceedings, 715–721. DOI: https://doi.org/10.37904/metal.2019.871
16. Mou, G., Hua, X., Wu, D. et al. (2017) Study on weld seam surface deposits of CuSi3 CMT brazing. The International J. of Advanced Manufacturing Technology, 92, 2735–2742. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-017-0349-3

---

Реклама в цьому номері:

---