304不銹鋼電子束熔絲沉積工藝及穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文對電子束熔絲沉積增材制造技術(shù)（EBF3）進行研究，分析了單層電子束熔絲沉積工藝與成形系數(shù)之間的耦合關(guān)系以及單層沉積體的微觀組織；在此基礎(chǔ)上研究了多層沉積體微觀組織，重點分析了沉積層數(shù)對沉積體組織的影響；利用數(shù)值模擬方法分析了熔絲狀態(tài)對沉積過程穩(wěn)定性的影響。建立了熔池液-氣邊界受力模型，得出熔池液-氣邊界動態(tài)平衡方程；分析了邊界法向各力分布情況，討論了熔池液-氣邊界動態(tài)平衡過程及失穩(wěn)過程。熔池液-氣邊界的穩(wěn)定性對沉積過程的穩(wěn)定性及沉積

2、體的成形和質(zhì)量具有重要意義。
　　工藝參數(shù)與成形系數(shù)之間的耦合關(guān)系表明，某一工藝參數(shù)的變化會引起其他工藝參數(shù)對成形影響程度的變化。溫度場結(jié)果表明，沉積層數(shù)增加，每層最高溫度升高，最終趨于一個穩(wěn)定的溫度。對于304不銹鋼薄壁沉積體，沉積前2層時可通過基材散熱，散熱速度較快，沉積層數(shù)大于2層時，散熱路徑發(fā)生改變，被限制在之前的沉積體上，導(dǎo)致散熱速度變慢。散熱路徑的改變使得前2層出現(xiàn)的白色條帶逐漸消失，轉(zhuǎn)而出現(xiàn)貫穿多層沉積層的細長的奧氏

3、體組織。連續(xù)沉積時間對絲受熱變形影響較小，而送絲角度的影響作用最大；干伸長較長，送絲角度較大時易由于絲的受熱變形較大而導(dǎo)致沉積過程中斷。
　　電子束熔絲沉積過程中，液-氣界面法向上主要受彎曲液面表面張力引起的附加壓力Pσ、金屬蒸氣反作用力Pg及液態(tài)金屬內(nèi)部靜壓力Ph的作用；Pσ、Pg維持熔池的穩(wěn)定性，Ph促使熔池失穩(wěn)。Pσ與匙孔壁面金屬蒸氣反作用力引起的液體內(nèi)部靜壓力Ph-V在數(shù)值上相近，且數(shù)值較大，是維持液-氣邊界動態(tài)平衡的主要