外加低频交流磁场对铝合金CMT电弧增材组织性能影响
开题报告
郑云天
文献综述部分
课题背景：
增材制造技术又称为快速成形技术、3D打印技术。与传统加工方式相比，增材制造技术能够直接近净成形，无需模具，其产品从设计到生产的周期短、成本低、制造形式灵活、零件性能好等特点，如何实现对快速成形实体尺寸精度和质量的控制是焊接快速成形技术的研究热点。
电弧增材制造技术是一种主要采用熔化极气体保护焊(Gas metal arc welding, GMAW)或者钨极惰性气体保护焊(Gas tungsten arc welding, GTAW) 为熔积热源的金属增材制造技术，其熔积效率是基于激光和电子束增材制造技术的5~10倍，能量利用率可达到后者几倍到几十倍。因此，电弧增材制造技术在航空航天、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，是继激光、电子束增材制造技术后的又一新的金属增材制造技术研究方向。
冷金属过渡技术由福尼斯公司2002年研制，其赋予了MIG/MAG 一种新的熔滴过渡形式，实现了送丝过程与焊接过程的统一，具有焊接热输入低、变形小、焊接速度快、电弧稳定、飞溅小和焊缝质量重复精度高等优点。
铝合金密度低、强度较高、塑性好，具有优良的导电性、导热性和抗腐蚀性，在航空航天、交通运输等领域具有广泛的应用前景。随着产品技术水平的不断提高和研制周期的不断缩短，对复杂精密铝合金构件的制造技术提出了新的要求。不仅要求制造技术高效、快速， 而且还要具有随装备设计变化而变化的快速响应能力，以及对复杂精密构件生产制造的灵活适应性。但是铝合金在焊接过程中容易产生气孔，且熔点低，焊接快速成形过程中成形性不好，容易出现塌陷现象。传统的制造技术显然已经难以满足上述要求，因此，开发铝合金的增材制造技术成为研究的热点之一。电弧增材制造技术也有一些不足限制其快速发展与应用，如电弧熔积本身的精度限制导致其成形零件具有较低的表面质量，其高的热输入量和温度梯度导致成形零件具有较大的残余应力和变形、较差的组织形态等，此外，电弧熔积常常存在一些气孔、夹杂等冶金缺陷，从而影响成形件的使役性能。
电磁处理技术作为一种非接触式的材料处理技术，在材料加工和处理方面有广泛地应用，如在铸造过程中引入外加电磁场可以加速或者抑制熔融金属的流动，形成电磁搅拌，调控晶粒生长；在电弧增材成形中引入高频磁场，利用磁场感应热来减小熔积区域的温度梯度，可以减小成形件残余应力和变形；利用外加磁场控制GTAW焊缝微观组织分布、细化晶粒等。
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