增材制造文献

基于开源切片路径规划的机器人电弧增材制造系统/洪恩航， 等. 焊接学报， 2021， 42（11）： 65-69.

为提高电弧增材制造的灵活性和路径规划可靠性，使用ABB IRB1410工业机器人和Fronius CMT TPS3200焊接电源，通过Python自主编程利用开源切片软件Cura，成功搭建了电弧增材制造系统，自主开发了电弧增材制造软件，并进行了4043铝合金电弧增材成形.结果表明，自主开发的电弧增材软件能够读取开源切片软件Cura输出的二维路径数据，并进行转换和输入工业机器人，控制焊枪运行路径和焊接电源运行参数，有效实现电弧增材制造.使用直径1.2 mm的4043铝合金焊丝，在送丝速度为3.2 m/min、焊接速度8 mm/s、層高1.65 mm、氩气保护气体流量15 L/min条件下，分别成功制备71层单道多层试样和58层单道多层壳体零件.试样微观组织分析结果表明，成形件凝固组织为典型柱状晶，层与层之间搭接良好.壳体零件形状完整、表面质量良好.

预热温度对GTA增材制造钛铝合金组织及性能的影响/蔡笑宇， 等. 焊接学报， 2021， 42（10）： 14-21.

高温结构材料TiAl金属间化合物的可加工性较差，复杂结构成形技术难度大，制造成本高.电弧增材可以实现TiAl基合金的原位低成本柔性制造，但制造过程中仍需注意裂纹控制问题.预热处理通过改善组织可以有效抑制裂纹产生.文中以Ti6Al4V与ER1100纯铝焊丝作为原材料，在200，300，450 ℃的预热温度下利用TIG焊原位合成了铝含量为50%（原子分数）的TiAl基合金，考察了不同预热温度下TIG电弧增材制造的钛铝合金的组织与力学性能.结果表明，随着预热温度的增加，构件的顶部与中部区域逐渐在γ/α2层片团的晶界析出更多的块状γ相，底部组织变化不明显.预热温度的增加使得合金中γ相增多而α2相减少，导致合金室温硬度减少.同时，弥散分布的块状γ相的增多，使得构件的压缩性能提升，当预热温度为450 ℃时，构件抗压强度与压缩率最高.高熵非晶材料及其增材制造技术研究进展/舒凤远， 等. 焊接学报， 2021， 42（9）： 1-8.

高熵非晶合金具有独特的物理、化学和力学性能以及更好的热稳定性，因而其制备技术成为国内外重要的研究热点之一.然而利用传统技术制备高熵非晶材料时会产生晶粒粗大及材料浪费等缺点，难以满足工艺生产需要.而增材制造技术的精准制造和快速冷却等特点可以解决这一问题，制备出各项性能优越的高熵非晶合金.简要介绍了高熵非晶材料的研究体系和常用制造方法，着重阐述了高熵非晶材料的断裂强度、耐腐蚀性和热稳定性的研究，对增材制造技术的工艺特征和优势，以及利用增材制造技术制备高熵非晶合金的科学难点作出了总结.结果表明，利用增材制造技术有利于获得致密均匀的高熵非晶材料，但对于非晶相形成的解释仅限于高熵合金4大效应.最后阐述了近年来利用常用的两种增材制造手段制造高熵非晶合金的研究，并对增材制造技术制备高熵非晶材料的发展趋势提出了展望.

微弧等离子增材制造NiCr合金的分子动力学数值模拟/袁晓静， 等. 焊接学报， 2021 ，42（8）： 25-32.

微弧等离子增材制造NiCr合金快速凝固过程对增材制造的结构件微观组织结构性能具有重要影响.采用分子动力学对微弧等离子增材制造NiCr合金构件生长过程中温度场变化及等轴晶生长过程进行模拟.结果表明，冷却速率为3.38 K/ps和0.675 K/ps时，NiCr体系呈现非晶凝固，0.077 5 K/ps冷却速率下，NiCr体系自发形核长大，实现等轴晶凝固结晶过程，这为微弧等离子增材制造组织演变研究提供了理论支撑.

Nb合金化对电弧增材制造NiTi基形状记忆合金的影响/许博， 等. 焊接学报， 2021， 42（8）： 1-7.

NiTi合金是一种应用广泛的形状记忆合金，其中Ti47Ni44Nb9成分的合金是一种可靠的航空管接头材料.采用双丝电弧增材制造（WAAM）的方法制备了Ni52Ti48合金，并以Nb元素进行了原位合金化得到了Ti47Ni44Nb9合金，研究了其典型组织、压缩性能、相变温度与形状记忆效应，分析了Nb元素的添加对WAAM镍钛合金组织及性能的影响.结果表明，加入Nb元素后，合金的组织除B2相晶粒外，还在晶界处有细小的βNb相析出，使得合金的压缩强度在横向与纵向上分别增加了7.9%与3.1%，形状记忆回复率则下降了4.0%，相变温度滞后从-6.4 ℃提升至40.9 ℃，使得该材料作为记忆合金管接头时更加利于储存与装配.

电弧熔丝增材制造钛/铝复合材料的组织与性能/夏玉峰， 等. 焊接学报， 2021， 42（8）： 18-24.

通过基于冷金属转移的电弧熔丝增材制造技术制备了铝/钛复合材料.观察到钛/铝结合界面存在元素扩散，形成一定厚度的中间反应层，表明界面结合良好.同时，通过硬度测试得到界面附近的硬度介于钛侧与铝侧之间，这主要是由于元素扩散导致界面附近生成了硬脆金属间化合物.考虑到不同的复合比会导致不同力学性能，通过拉伸试验，研究了复合比对带缺口的钛/铝复合材料拉伸力学性能的影响规律.结果表明，在持续拉伸载荷作用下，钛/铝复合材料的两组成层之间相互影响.随着复合比的增加，抗拉强度和屈服强度增加，断后伸长率由于受钛铝之间冶金反应的影响较大，当钛/铝试样具有较低复合比时，其断后伸长率甚至小于单一沉积铝，随后才随着复合比的增加而增大.另外，运用ABAQUS补充了多组复合比下钛/铝复合材料的拉伸过程，得到了复合比与屈服强度和抗拉强度的关系式.

电弧增材制造中空间曲面等距路径规划算法/李鑫磊， 等. 焊接学报， 2021， 42（7）： 14-20.

基于曲面分层的增材制造是目前研究热点之一.相比于平面路径规划，在曲率任意变化的复杂空间曲面上进行路径规划算法研究较少，尤其是等距路径规划算法.提出了一种基于体素化和曲线积分思想的空间曲面等距路径规划算法，算法主要包括体素化模型、计算体素点到源曲线的测地距离、生成增材路径等步骤.该算法精度可控，其精度主要由模型体素化密度决定;与扫描线法相比，从根本上避免了平移路径时由于局部和全局自相交生成的无效环，提高了计算效率.最后，选取3种典型曲面，分别为由平面组成的简单曲面、圆柱曲面、B样条曲面，进行空间曲面等距路径规划，已验证算法的适用性，并在圆筒试件上进行曲面分层GMAW电弧增材验证试验.结果表明，该算法可以满足电弧增材制造的精度要求.

308L不锈钢热丝等离子弧增材构件组织和性能/冯曰海， 等. 焊接学报， 2021， 42（5）： 77-83.

随着增材构件重量的大幅度增加和形状复杂性的急速提升，增材时间成本占比越来越高，为了在保持焊枪达到尽可能多空间位置的基础上，提高熔敷效率，降低时间成本比例，提出了热丝等离子弧增材制造工艺.分别采用冷丝等离子弧增材制造（CWPAM）和热丝等离子弧增材制造（HWPAM）两种工艺进行了50层直壁体增材对比试验，研究了HWPAM工艺的特性，并对增材试样的显微组织和力学性能进行对比分析.结果表明，HWPAM工艺的平均熔敷效率提高了105%，在电弧行进速度为20 cm/min时，熔敷金属损失率最多可降至1.42%，比CWPAM工艺降低了6.18%.在电弧行进速度为50 cm/min时，试样内部存在大量非等轴铁素体，平均晶粒直径从CWPAM工艺的8.37 μm细化到7.62 μm. HWPAM试样的抗拉强度均在700 MPa以上，断后伸长率最高可达到53%，比CWPAM工艺提高了6.25%.

薄壁中空环形件的电弧增材制造工艺分析/薛丁琪， 等. 焊接学报， 2021， 42（4）： 42-48.

基于冷金属过渡技术，研究了全封闭薄壁中空环形件的电弧增材制造工艺.首先在单层单道熔敷层圆弧形截面轮廓的基础上推导了单道多层熔敷层的叠加数学模型;其次建立了可根据薄壁结构尺寸获取合理工艺参数的等体积电弧增材模型，最后通过试验数据验证了模型的可靠性.基于该模型，建立了工艺参数（送丝速度、电弧移动速度）与成形件尺寸之间的关系，在优化的增材工艺下成形出了外观质量良好的薄壁中空环形工件，并将成形件扫描得到的实际轮廓与理论轮廓进行对比，验证了叠加模型和等体积增材模型的准确性以及工艺的可行性.

等离子弧增材制造双金属交织结构微观组织及力学性能/郭顺， 等. 焊接学报， 2021， 42（3）： 14-19.

以18Ni高强钢和高氮奥氏体不锈钢为丝材，采用等离子弧增材制造高强钢-高氮钢双金属交织结构，通过对高强钢-高氮钢双金属交织结构的微观组织观察、显微硬度及抗拉强度等力学性能试验研究了双金属交织结构的组织转变特征及其与力学性能关系.结果表明，在高氮钢区域显微组织主要为奥氏体等轴晶及树枝晶，高强钢区域为板条状马氏体.高强钢区域硬度变化范围为480～500 HV;高氮钢区域硬度变化范围为310～320 HV.拉伸试验结果表明，交织结构在x向抗拉强度均值为1 092 MPa，略低于y向抗拉强度1 189 MPa;x向断后伸长率均值为20.0%，与y向断后伸长率19.5%相差不大;断口呈暗灰色、明显纤维状，分布有大量的等轴韧窝，韧窝尺寸大而深，断口边缘存在明显剪切唇区，属于韧性断裂.

典型薄壁结构件增材制造焊接路径规划优化算法/李天旭， 等. 焊接学报， 2021， 42（2）： 69-74.

针对复杂曲面薄壁件的电弧增材制造引入有理B样条曲线求取成形轨迹.首先根据预制件三维模型提取轮廓数据建立轨迹曲线方程，自动生成成形路径;然后通过边缘曲线方程计算预制件在z轴方向上偏移量，进行高度补偿预测，提高分层精度，实现基于高度预测的分层算法优化.另一方面针对具有相交特征的薄壁件交叉点处焊高过高等问题，基于相反、相切成形路径思想设计最佳路径，同时可以尽量减小由于应力集中和热累计产生的误差.最后通过试验得到不同焊接参数下对应焊缝尺寸，确定合适的焊接参数范围，并通过典型复杂薄壁件的成形试验验证优化算法可行性.结果表明，电弧增材制造成形路径规划优化算法提高了分层精度，实现了基于高度预测的分层算法优化，并且制备的实体件表面成形良好，成形尺寸误差在可接受范围内，此算法可以应用在制备薄壁结构件过程中.

不同路径下316不锈钢电弧增材组织和性能/刘黎明， 等. 焊接学报， 2020， 41（12）： 13-19.

以316不锈钢为材料，探讨了平行往复、"十"字正交、插补堆积三种不同路径下TIG电弧增材试件微观组织及力学性能的差异.结果表明，三组试件中部组织存在明显差异，平行往复试件树枝晶粗大发达，生长方向高度一致."十"字正交试件树枝晶生长方向多，枝晶紊乱，层间过渡区域大.插补堆积试件二次枝晶不发达，组织细密.在显微硬度方面，三组试件的维氏硬度自底板至顶部呈现先减小后增大的趋势，平行往复试件显微硬度最大.在拉伸性能方面，平行往复试件纵向抗拉强度最高，纵向受力时可采用该方式增材.插补堆积试件横向抗拉强度最高，横向受力时可采用该方式增材."十"字正交试件力学性能表现出各向同性，多向受力且对塑性要求较高时可采用该方式增材.

基于分区减光的电弧增材制造熔敷道尺寸主被动联合视觉检测/韩庆璘， 等. 焊接學报， 2020， 41（9）： 28-32.

设计了电弧增材制造熔敷道成形尺寸主被动联合视觉检测方法，以克服结构光主动视觉传感的滞后性与被动视觉传感的信息单一性.为了实现极高亮度的熔池与极低亮度的结构光条纹在同一CCD靶面同时清晰成像，提出了分区减光策略，对熔池与结构光条纹进行差异化的减光，使二者光强在减光之后水平相当，进而清晰成像.相机成像光路分析表明，需要将分区减光元件设置在镜头前方一倍焦距以外或镜头后方焦点与靶面之间.该方法实现了单CCD在一幅图像中同时清晰拍摄熔池和结构光条纹.开发了一套图像处理算法，实时提取出了熔敷道尺寸.结果表明，熔敷道高度检测误差优于0.1 mm，宽度检测误差优于0.2 mm.

熔化极电弧增材制造18Ni马氏体钢组织和性能/杨东青， 等. 焊接学报， 2020， 41（8）： 6-9， 21.

采用熔化极电弧增材工艺制备了成形良好的18Ni马氏体钢单墙体，研究了增材构件热处理前、后的组织力学性能.结果表明，增材构件的微观组织主要是柱状树枝晶，沉积态增材构件组织和力学性能存在局部差异：构件组织顶部为马氏体，硬度平均值为360 HV;中部和底部区域则为马氏体和奥氏体且中部硬度平均值为468 HV，略高于底部硬度平均值437 HV;构件纵向抗拉强度（1 375 MPa）高出横向抗拉强度（1 072 MPa）约28.3%，对应的断后伸长率分别为1.1%和0.8%.对增材构件进行825℃保温1 h的固溶热处理后，析出相重新溶入奥氏体，构件组织转变为马氏体，硬度值下降（平均值为328 HV），变化波动小;纵向和横向抗拉强度相当，分别为1 025 MPa和1 034 MPa，断后伸长率分别为6%和14%.

光粉交互对同轴送粉增材制造能量传输的影响/杨义成， 等. 焊接学报， 2020， 41（6）： 19-23.

激光同轴送粉增材制造涉及复杂的光粉交互作用，也是决定粉末物化状态和激光能量有效利用的关键.因此，借助背影增效瞬态影像捕捉技术和图像处理技术，以时间序列上粉末粒子亮区面积的实时值与平均值变化规律为依据，分析光粉交互作用过程及其对用于熔化基体剩余激光能量的影响.结果表明，送粉速率和光粉作用距离是影响有效熔化基体能量的关键因素;送粉速率不变时，载气流量增加提高了粉末颗粒的飞行速度，但是对有效熔化基体的能量影响很小;粉末粒径较小时，光粉交互作用过程越激烈，有效熔化基体的能量随之下降.总体而言，粉末颗粒飞行速度不变时，光粉作用过程中亮区面积的大小和有效熔化基体能量呈正相关.

电弧增材制造多层单道堆积的焊道轮廓模型函数/刘理想， 等. 焊接学报， 2020， 41（6）： 24-29， 36.

焊道截面轮廓的建模和分析为电弧增材制造过程中的切片、路径规划和工艺自动化提供必要的形貌数据.采用MATLAB开发基于图像处理和曲线拟合的自适应拟合程序，可以在半椭圆函数、圆弧函数、余弦函数和抛物线函数之间自适应选择合适的拟合模型函数.基于该程序，研究分析在焊接参数可行域内单层单道焊道截面轮廓最佳数学模型函数的分布情况，以及多层单道堆积过程中不同层数上焊道轮廓的最佳模型函数.结果表明，自适应拟合程序对焊道截面的轮廓曲线拟合具有较好的精度;在堆焊焊接参数可行域中，单层单道焊道截面轮廓可以用半椭圆函数或余弦函数模型表示;而对于多层单道堆积，半椭圆函数模型对焊道最上层轮廓的拟合精度最高.

基于响应面法的超高频电弧增材制造工艺优化/贾志宏， 等. 焊接学报， 2020， 41（6）： 90-96.

采用响应面法对超高频电弧增材制造工艺（UHFP-GTAW）进行了优化.通过建立函数关系得到了焊缝尺寸关于焊接电流、送丝速度及焊接速度的多元二次回归模型，并运用方差分析验证了回归模型的可靠性.设置优化条件选取了相应的焊接参数，并将焊缝尺寸的预测结果与试验结果进行了对比.结果表明，模型预测尺寸与实际试验测得的焊缝尺寸误差分别为焊缝宽度5.4%和焊层高度6.6%.对沉积成形的GH4169高温合金薄壁构件分别进行了水平方向和垂直方向的拉伸力学性能测试，其强度极限分别达到1 130.93和1 126.04 MPa，断后伸长率分别为18.1%和16.56%，断面收缩率分别达到20.6%和20.2%.

电弧功率对MIG电弧增材制造316L奥氏体不锈钢组织及力学性能的影响/陈晓晖， 等. 焊接学报. 2020， 41（5）： 42-49.

采用大功率MIG电弧热源熔化沉积316L奥氏体不锈钢金属焊丝制备试样，研究电弧功率对成形试样组织、力学性能以及断裂行为的影响并分析其机理，为高效、低成本电弧增材制造大型金属构件提供技术基础和理论依据.结果表明，大功率MIG电弧增材制造316L奥氏体不锈钢内部形成柱状晶并生成δ相和σ相呈蠕虫状分布在γ基体中.δ相分布在晶内和晶界起强化作用.随着电弧功率从3 763 W增加8 400 W，316L试样晶粒尺寸变大，δ相含量减少而σ相含量增加，使得材料抗拉强度从578 MPa降低到533 MPa，屈服强度从310 MPa降低到235 MPa，断后伸长率从53%降低到44%，断面收缩率从67%下降到60%.当电弧功率增加到8 400 W时，在晶界上形成较多的σ相，试样断裂模式由较低功率时的穿晶韧窝断裂转变为沿晶韧窝断裂.

多元合金激光增材制造凝固组织演变模拟/齐海波， 等. 焊接学报， 2020， 41（5）： 71-77.

针对多元合金激光熔覆过程，基于有限元方法和元胞自动机技术建立了多元合金激光熔覆熔池三维传热传质及凝固组织形貌演变模型，通过自行开发的宏微观耦合接口程序实现了三维熔池模型和多元合金凝固组织演变模型的耦合.针对IN718激光熔覆过程中的传热传质和凝固组织演变过程进行了模拟，研究了基板初始晶粒尺寸、异质形核及多层熔覆扫描路径对熔覆层凝固组织形貌的影响机理，并对模拟结果进行了试验验证.结果表明，模拟结果与实际物理过程吻合较好，所开发的耦合模型能够真实反映多元合金激光熔覆过程.

TIG电弧增材制造5356铝合金微观组织与拉伸性能/赵鹏康， 等. 焊接学报， 2020， 41（5）： 65-70， 77.

针对TIG电弧增材制造5356铝合金试样不同区域微观组织及性能变化开展研究.结果表明，试样结合层与沉积层水平交替呈现，底部区域沉积层宽度最大（～2.4 mm），中间稳定区最小（～1.6 mm）;沉积层组织均以等轴晶为主，在灰色基体上弥散分布黑色β-Al3Mg2第二相，并伴有少量Mg2Si和（FeMn）Al6金属间化合物，结合层存在大量气孔及缩孔等缺陷;底部區域沉积层晶粒尺度最小，而结合层缺陷最多.不同区域水平方向强塑性无明显差异（Rm=274 MPa， A=32.3%），垂直方向强度与水平方向近似相等，但断后伸长率下降到26%，两个方向拉伸断口均以等轴韧窝为主.3个区域沉积层硬度值稳定，底部沉积层硬度值略高于其余区域，而结合层硬度值波动明显.

高氮钢CMT电弧增材制造多道搭接表面质量评价.

杨东青， 等. 焊接学报， 2020， 41（4）： 73-76， 83.

针对电弧增材制造成形问题，提出基于三维表面粗糙度参数的零件表面质量评价方法.以高氮钢为例，采用CMT工艺进行多道搭接试验，通过三维扫描设备提取零件表面信息，计算表面轮廓均方根偏差Sq和轮廓偏斜度Ssk，对比计算所得数据与实际表面成形情况，并利用所提出的方法研究了增材制造过程中电弧摆宽对多道搭接表面质量的影响.结果表明，此评价方法所得数据规律与实际成形情况基本吻合，具有较好的适应性和科学性.根据数值Sq和Ssk大小可将成形表面质量由优到差分为A，B，C，D 4个等级.电弧增材制造的热输入和电弧摆宽对成形表面质量影响较大.在热输入较大时，电弧摆宽为15和10 mm时，熔敷焊道余高小、宽高比大，搭接成形更好.

正火温度对电弧增材制造Ti-6Al-4V组织与性能的影响. 徐国建， 等. 焊接学报， 2020， 41（1）： 39-43.

利用TIG电弧增材制造技术制备了TC4钛合金样件，并对样件进行了正火处理.结果表明，经正火处理后的试样组织由α相和β相组成;在750～950℃范围内，随着正火温度的升高，针状初生α相变短变粗，并逐渐向网篮组织方向转变;在950～1 050℃温度范围内，随着温度的升高，部分初生α相聚合长大，并向着"伪等轴晶"方向转化，在1 050℃形成了"伪等轴晶"初生α相+细小针状初生α相+细小针状初生α相之间的α+β组织，针状初生α相随着温度的升高变短变细.最佳条件（850℃/2 h/空冷）下y方向的抗拉强度900.4 MPa、屈服强度820.4 MPa、断后伸长率9.3%、断面收缩率27.4%，z方向的抗拉强度890.1 MPa、屈服强度790.1 MPa、断后伸长率10.8%、断面收缩率31.0%，其性能接近锻件标准要求;沉积态与正火处理态的硬度值变化不大;拉伸试样（y和z方向）断口形貌均布满韧窝，属于塑性断裂.

不同层间停留时间下电弧增材制造2Cr13薄壁件热力学行为. 韩文涛， 等. 焊接学报， 2019， 40（12）： 47-52.

在电弧增材制造过程中，沉积件内部的热-力演变对成形件质量具有重要影响.文中通过电弧增材制造三维有限元模型的建立，对层间停留时间分别为30，120，210，300 s的2Cr13沉积件温度场和应力场进行了模拟，模拟结果与测量结果基本一致.结果表明，层间停留时间为30 s时构件的纵向残余应力分布显著差异于其它构件.层间停留时间大于210 s时，再延长层间停留时间起不到明显降低应力的效果.电弧增材制造单道25层2Cr13薄壁件的层间停留时间在120～210 s之间较为合适.

单道多层电弧增材制造成形控制理论分析. 张金田， 等. 焊接学报， 2019， 40（12）： 63-67.

文中采用冷金属过渡（CMT）技术，围绕船用高强钢的电弧增材制造（WAAM）开展研究.分析不同比例的保护气体对单道单层形貌尺寸的影响.结果表明，单道单层的润湿铺展能力随着保护气中CO2含量的增加而提高，并建立了能够准确预测80%Ar+20%CO2混合气体保护下单道单层截面轮廓的全周期余弦函数模型.依据单道多层电弧增材的成形特点，利用面积关系并根据几何形貌建立了单道多层抬升量h的预测模型，抬升量h预测值的相对误差不超过3.50%.通过建立抬升量预测模型，为单道多层的电弧增材成形控制提供了理论支撑.

悬空特征结构件电弧增材制造成形及算法优化.王天琪， 等. 焊接学报， 2019， 40（12）： 78-82.

将增材制造技术与弧焊机器人相结合，针对具有悬空特征预制件增材制造焊接工艺进行研究.首先针对预制件成形尺寸预测进行算法优化，实现对成形高度及宽度预测;针对悬空焊缝下淌现象，研究焊枪倾斜角度对焊缝成形影响，确定最优焊枪倾斜角度范围，并设计试验对成形方法进行验证，有效改善悬空焊缝表面成形质量，然后在此基础上提出焊枪倾斜角度预测算法，实现对悬空焊过程中焊枪倾斜角度的预测.最后焊制具有悬空特征预制件验证预测算法及成形方法的准确性.结果表明，预制件表面成形质量较好，成形尺寸误差小于1 mm.

船用铝/钢焊接接头BC-MIG电弧增材制造工艺. 苗玉刚， 等. 焊接学报， 2019，40（12）： 129-132.

选用直径1.2 mm的4043铝焊丝为增材材料，2 mm厚的Q235镀锌钢板为基板，研究BC-MIG电弧增材制造工艺.将得到的铝/钢焊接接头与6061铝合金板材进行焊接，得到的T形材结构成形美观.利用光学显微镜和显微硬度仪分别对接头的组织形貌和硬度分布进行分析.结果表明，由于温度梯度和冷却速率的差异，界面层处铝侧为竖直向上生长的树枝晶状组织，中部呈现结晶方向相对杂乱的晶枝结构，顶端组织晶粒较为细小且生长无方向性.沿着钢母材区域至界面中间层，再至铝合金区域，接头硬度先增加后减小至趋于平缓，在铝/钢界面结合层区域硬度达到最大142 HV.

超高频电弧增材制造GH4169合金热處理组织. 贾志宏， 等. 焊接学报， 2019， 40（12）： 154-160.

采用超高频脉冲电弧增材工艺成形了GH4169高温合金薄壁件，并制定了两种热处理制度.试样分为3组：未热处理组、固溶+时效组和均匀化+时效组，并对电解腐蚀后的显微组织进行了对比和分析.结果表明，未经热处理的组织主要为粗大枝晶，晶间有较多的Laves相，在超高频电弧的作用下，其组织比常规脉冲电弧沉积成形得到的组织尺寸更小;固溶+时效处理后的组织，γ基体上分布着大量片状δ相、γ″相和一定量的γ′相，残留有少量Laves相;均匀化+时效后的组织，δ相基本消失，基体上分布有大量颗粒状的γ″相和γ′相，及少量的小块状Laves相和碳化物.

CMT+P过程及后热处理对TC4钛合金增材构件组织和性能影响. 勾健， 等. 焊接学报， 2019， 40（12）： 31-35， 46.

采用CMT+P程序进行TC4钛合金焊丝电弧增材制造，针对增材过程中热积累造成的组织性能不均匀性，采用两种不同热处理工艺以期改善这种不均匀性，并提高增材构件性能.结果表明，采用CMT+P进行增材制造可以获得成形良好的沉积零件，当送丝速度为6 m/min，焊枪行走速度为0.3 m/min时，其热输入为313 J/mm，沉积零件显微组织从上至下不断粗大.热处理后试样不同部位晶粒大小变得均匀，抵抗塑性变形的能力增强.拉伸试验表明，在600°C，4 h热处理条件下，构件的抗拉强度最高，为1 124 MPa.断口分析表明，所有试样断裂方式均为韧性断裂.

等离子弧异质异构增材制造构件的组织与力学性能分析. 徐俊强， 等. 焊接学报， 2019， 40（11）： 119-124.

采用等离子弧增材系统实现了不锈钢/高强钢异质异构增材构件制备，等离子弧增材构件具有良好的沉积形貌及优异的力学性能.为揭示叠合方式对等离子弧异质增材构件的宏微观组织和力学性能特征影响，研究采用了体视显微镜、金相显微镜、拉伸及硬度等测试方法.结果表明，不锈钢/高强钢异质异构增材构件中存在两种过渡形式，即以奥氏体枝晶过渡和马氏体组织过渡.增材构件横截面硬度波动较大，主要是混合过渡区域的高合金元素导致的组织变化引起的.叠合方式的改变能够显著影响材料性能，在强度下降不多的情况下，提高材料的冲击韧性.

旁路耦合微束等离子弧增材制造自适应高度控制系统. 樊丁， 等. 焊接学报， 2019， 40（11）： 1-7.

在xPC Target实时目标环境下，采用旁路耦合微束等离子弧进行增材堆垛试验，探究最大临界送丝速度、焊炬悬空高度和总电压等过程参数之间的关系.通过数据分析得到了送丝速度与总电压的回归模型，进一步在xPC Target系统中创建变送丝和电压反馈相结合的自适应高度调节控制模型，搭建了基于自适应高度调节的旁路耦合微束等离子弧增材制造控制系统，进行了在台阶形基板上的堆垛成形试验和单墙体零件自适应堆垛试验.结果表明，该控制系统能提高增材制造过程的稳定性;优化堆垛高度方向上的成形路径设计;实现复杂形状基板上金属零件的堆垛成形.

热辅助超声波增材制造设备设计与分析. 王波， 等.

焊接学报， 2019， 40（11）： 111-118.

超声波增材制造技术在功能、复合材料的快速制备领域应用广泛，为克服现有超声波增材制造设备功率的限制，提出了一种大功率热辅助超声波增量制造设备，并采用COMSOL5.0有限元模拟软件对超声波振动系统进行辅助设计.该设备由超声波振动系统、压力机构、支撑行走机构、加热模块构成，焊接压头采用两侧对称结构，采用双换能器串联推-挽技术，显著增加超声焊接功率.并通过辅助加热模块提供额外的热量输入，提高被焊金属温度.并进行多层铜箔的超声波增量滚压焊接试验测试.结果表明，该热辅助超聲波增材制造设备的焊接性能和焊接质量良好.

激光送粉增材制造光粉交互作用机制分析.杨义成，等. 焊接学报， 2019， 40（11）： 68-74.

激光同轴送粉增材制造过程中，粉末粒子和激光束发生能量交互作用的剧烈程度决定了粉末粒子进入熔池前存在的状态.借助背影增效瞬态影像捕捉方法及图像信息处理技术，从宏观和微观角度研究了激光辐照下粉末束流及粒子的变化特征.提取高亮状态粒子数量、亮区总面积和单个粒子亮区面积均值作为特征参量，综合表征工艺参数对该过程的影响规律.结果表明，通过主要工艺参数的合理匹配可以很好的实现对光粉相互作用过程的调控.激光能量密度越高，光粉作用时间越长，粉末粒子接受激光辐照的程度就越激烈，以熔融态进入熔池的可能性就越大.

厚壁结构件电弧增材制造成形方法及工艺. 杨壮， 等. 焊接学报， 2019， 40（10）： 100-105.

采用弧焊机器人进行电弧增材制造，对厚壁结构件的增材制造焊接工艺进行研究.基于传统分层理论，进行算法优化实现对厚壁结构件成形尺寸预测并加以分析，并在此算法基础上引入单焊道成形尺寸神经网络预测模型，提高预制件模型分层精度及实际焊接参数的最优选择;针对带有内孔等特征的厚壁结构件在成形过程中焊缝边缘下塌现象，提出了"边界约束"焊接方式并对层间焊接轨迹进行规划，提高了预制件表面成形质量.最后焊制具有说明性的实体件验证预测算法及轨迹规划的准确性.结果表明，结构件成形良好，尺寸误差小于1 mm.

基于温度函数法的铝合金电弧增材制造残余应力与变形数值模拟. 贾金龙， 等. 焊接学报， 2019， 40（9）： 1-6.

电弧增材制造是制造大型复杂铝合金部件的新方法，但残余应力和变形对制造件的性能有重要影响.建立了铝合金电弧增材制造件残余应力和变形的顺序热–力耦合有限元模型，采用移动热源法计算了增材过程的温度场，根据峰值温度的分布和演变特征确定了温度函数的提取方案，并分别采用移动热源法和温度函数法进行了残余应力和变形计算.结果表明，1段，3段，5段温度函数法分别将力学分析时间缩短91%，79%，63%，残余应力和基板变形误差均在20%以内，在满足计算精度的前提下显著提高了计算效率，为大型铝合金电弧增材制造件残余应力与变形的预测提供了途径.