Große, tragende Aluminium legierung komponenten in der Luft-und Raumfahrt industrie entwickeln sich zu einer leichten, hochfesten und integrierten Fertigung. Während traditionelle MIG/MAG-Bogen additive Fertigungs technologien hohe Abscheidung raten und eine hervorragende Material anpassungs fähigkeit bieten, leiden sie unter Problemen wie hohem Wärmeeintrag, großen Spritzern, Porosität und thermischer Rissbildung. die sowohl die Formung qualität als auch die Stabilität mechanischer Eigenschaften einschränken.
Die CMT-Technologie (Cold Metal Transfer) bietet mit ihrem geringen Wärmeeintrag und der präzisen Tröpfchen steuerung eine neue Lösung für die hochwertige additive Fertigung von Aluminium legierungen.
Um ein tieferes Verständnis des vorübergehen den Verhaltens des Tröpfchen transfers während der additiven Fertigung von CMT-Lichtbögen zu erlangen und eine Prozess basis für die Nahe-Netz-Umformung großer, komplexer Komponenten bereit zustellen, ein additives Fertigungs labor verwendet aHoch geschwindigkeit kamera S1315M 10.000-fpsUm die zugrunde liegenden Mechanismen der Tröpfchen dynamik und der bildenden Qualität zu visual isieren und zu analysieren.
2.1 Experimentelle Ziele
Erfassen Sie die vorübergehen den Prozesse des Tröpfchen kurzschlusses, des Zurückziehens, des Brücken schlusses und der Trennung.
Analysieren Sie die Timing-Eigenschaften, Verformungen und das dynamische Verhalten der Tröpfchen übertragung;
Überprüfen Sie die Vorteile der CMT-Technologie bei der Reduzierung des Wärmeeintrags, der Unterdrückung von Spritzern und der Stabilisierung der Übertragung.
2.2 Experimentelle Ausrüstung
Hoch geschwindigkeit kamera:Enthüller S1315M1280 × 1024, in der Lage, eine Hoch geschwindigkeit erfassung mit 15.000 fps für Vollbild auflösung zu ermöglichen.
Optisches Objektiv: 100mm 1: 2,8-Makroobjektiv, das die Abbildung von Tröpfchen positionen auf Mikrometer ebene ermöglicht.
Lichtquelle: 850 nm Laserlicht quelle, verwendet, um Lichtbogen interferenzen zu beseitigen und das Tröpfchen profil zu verbessern. 2.3 Experimentelle Einrichtung
2.3 Experimentelle Einrichtung
AHoch geschwindigkeit kameraS1305M wurde 15 cm über dem Objekt positioniert. Eine Laserlicht quelle wurde auf der gleichen Seite in einem Winkel von 45 ° positioniert. Die Makro linse wurde eingestellt, um auf den Schweiß brenner draht zu fokussieren. Die Parameter für Auflösung, Bildrate und Belichtung szeit wurden entsprechend den experimentellen Anforderungen eingestellt.
Abbildung 1
Bild für Bild Analyse von Videobildern, die von a aufgenommen wurden EnthüllerHoch geschwindigkeit kamera S1315MZeigt, dass der CMT-Tröpfchen übertragungs zyklus in drei Phasen unterteilt werden kann: Tröpfchen rückzug, Brücken hals und Tröpfchen trennung.
Tröpfchen kurzschluss und Draht rückzugs phase: Wenn das Tröpfchen das Schweiß becken berührt, steigt der Strom schnell an. Das System erkennt ein Kurzschluss signal und löst das Zurückziehen der Fackel aktiv aus. DieHoch geschwindigkeit bilderZeigen deutlich die "umgekehrte Bewegung" des Drahtes im Moment des Kontakts, wie in Abbildung 2 gezeigt.
Abbildung 2
Flüssigkeits brücken hals stufe: Unter Einwirkung der Einzugs kraft bildet sich eine Flüssig metall brücke zwischen dem geschmolzenen Tröpfchen und dem Schweiß draht. Aufgrund der Oberflächen spannung und der elektro magnetischen Kontraktion kräfte zieht sich das flüssige Metall auf der Flüssigkeits brücken oberfläche nach innen zusammen, und der mittlere Teil der Flüssigkeits brücke wird zusammen gedrückt und wird allmählich dünner. wobei der Durchmesser von anfänglich 0,8mm auf 0,1mm schrumpft. Die Schrumpfung sform, die von derHoch geschwindigkeit kameraZeigt eine ausgeprägte taillen artige Form (Abbildung 3).
Figur 3
Tröpfchen trenn stufe: Wenn die Flüssigkeits brücke bis zu dem Punkt schrumpft, an dem sie der eigenen Spannung und den äußeren Kräften nicht mehr standhält, bricht sie und das Tröpfchen trennt sich vom geschmolzenen Becken. Dieser Moment des Bruchs wird von einemHoch geschwindigkeit kameraUnd es werden keine offen sichtlichen Metall partikel gespritzt (Abbildung 4).
Figur 4
Das Experiment verwendete eineEnthüller S1315M10.000-fps-KameraUm das vorübergehende Verhalten von Tröpfchen rückzug, Flüssigkeits brücken hals und Tröpfchen trennung während des additiven CMT-Herstellungs prozesses klar aufzu zeichnen und visuelle Beweise für die Erforschung des CMT-Prozess mechanismus zu liefern:
CMT erreicht einen "kalten Übergang" durch mechanisches Zurückziehen und durch Oberflächen spannung getriebene Trennung, minimiert Spritzer während des gesamten Prozesses und behoben, die durch die hohe Wärme leitfähig keit und die starken oxidierenden Eigenschaften von Aluminium legierungen verursacht werden.
CMT-Parameter wie Tröpfchen zyklus, Tröpfchen größe und Tröpfchen trenn geschwindigkeit können unter Verwendung von sequentiellen Bildern, die von der Hoch geschwindigkeit kamera aufgenommen wurden, quantitativ analysiert werden. Dies ermöglicht eine präzise Anpassung der Draht vorschub geschwindigkeit, der Retraktion amplitude und der Lichtbogen energie parameter, um die Herausforderungen der Genauigkeit der additiven Fertigung und der Leistungs konsistenz zu bewältigen.
English
Deutsch
