Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

Применение электродуговой наплавки для создания трехмерных объектов из стали

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-6-443-450

Полный текст:

Аннотация

Приведены результаты исследования по влиянию режимов объемной электродуговой наплавки на геометрическую точность о тов типа «куб» (20×20×20 мм) из стальных присадочных материалов 09Г2С и 06Х19Н9Т. Установлено, что при наплавке образцов из стали 09Г2С фактические размеры по длине и ширине в основном превышают, а по высоте меньше заданных размеров модели. Это может быть связано с повышенным растеканием расплава по подложке при формировании первых слоев. Определен оптимальный режим наплавки объектов типа «куб» из стали 09Г2С. При наплавке образцов из стали 06Х19Н9Т растекания не происходит, однако все фактические размеры получились меньше по отношению к заданным. Вероятно, это обусловлено влиянием усадочных процессов, протекающих в наплавляемых слоях в процессе их затвердевания. Для образцов из стали 06Х19Н9Т наиболее оптимальным является режим, при котором уменьшение размеров по длине и ширине составило не более 2,5 %, а по высоте – 13,5%. Исследования по влиянию напряжения сварочной дуги и марки присадочного материала на ширину наплавляемой дорожки подтвердили склонность стали 09Г2С к растеканию по подложке во всем исследованном интервале напряжения (11 ÷ 19 В). Изучена микроструктура наплавленных образцов. Механические испытания при комнатной температуре на растяжение наплавленных образцов показали, что они обладают приемлемым комплексом механических свойств, превышающих справочные значения. Это подтверждает, что процесс формирования идет с высоким качеством без образования зон несплавления и пористости.

Об авторах

С. С. Жаткин
Самарский государственный технический университет
Россия

к.т.н., доцент кафедры «Литейные и высокоэффективные технологии»

443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244



К. В. Никитин
Самарский государственный технический университет
Россия

д.т.н., профессор, декан факультета машиностроения, металлургии и транспорта

443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244



В. Б. Деев
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

д.т.н., профессор, ведущий эксперт кафедры обработки металлов давлением

119049, Москва, Ленинский пр., 4



С. С. Панкратов
Самарский государственный технический университет
Россия

магистрант кафедры «Литейные и высокоэффективные технологии»

443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244



Д. А. Дунаев
Самарский государственный технический университет
Россия

магистрант кафедры «Литейные и высокоэффективные технологии»

443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244



Список литературы

1. Huang S., Liu P., Mokasdar A., Hou L. Additive manufacturing and its societal impact: a literature review // Int. Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2013. Vol. 67. No. 5 – 6. P. 1191 – 1203.

2. Petrovic V., Gonzales J., Ferrando O. etc. Additive layered manufacturing: sectors of industrial applications shown through case studies // Int. Journal of Production Research. 2011. Vol. 49. No. 4. P. 1061 – 1079.

3. Sharon L.N. Ford. Additive Manufacturing Technology: Potential Implications for U.S. Manufacturing Competitiveness // Journal of Int. Commerce and Economics. September 2014. Electronic resource. Available at URL: https://usitc.gov/publications/332/journals/vol_vi_article4_additive_manufacturing_technology.pdf (Accessed 06.06.2020).

4. Gebhardt A., Hötter J.-S. Additive Manufacturing: 3D Printing for Prototyping and Manufacturing. – Munich Hanser: Carl GmbH + Co., 2016. – 611 р.

5. Liu P., Huang S., Mokasdarb A. etc. The impact of additive manufacturing in the aircraft spare parts supply chain: supply chain operation reference (SCOR) model based analysis // Production Planning and Control. 2014. Vol. 25. No. 13 – 14. Р. 1169 – 1181.

6. Gebhardt A. Rapid Prototyping. – Hanser: Carl GmbH + Co., 2003. – 379 р.

7. Kruth J.-P., Mercelis P., Van Vaerenbergh J. etc. Binding mechanisms in selective laser sintering and selective laser melting // Rapid Prototype Journal. 2005. Vol. 11. No. 1. P. 26 – 36.

8. Zhukov V.V., Grigorenko G.M., Shapovalov V.A. Additive manufacturing of metal products (review) // The Рaton Welding Journal. 2016. No. 5 – 6. P. 137 – 142.

9. Herzog D., Seyda V., Wycisk E., Emmelmann C. Additive manufacturing of metals // Acta Materialia. 2016. Vol. 117. P. 371 – 392.

10. DebRoy T., Wei H.L., Zuback J.S. etc. Additive manufacturing of metallic components – Process, structure and properties // Progress in Materials Science. 2018. Vol. 92. P. 112 – 224.

11. Knezović N., Topić A. Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) – a new advance in manufacturing // New Technologies, Development and Application. Karabegović I. ed. 2018. Vol. 42. P. 65 – 71.

12. Williams S. W., Martina F., Addison A. C. etc. Wire + Arc Additive Manufacturing // Materials Science and Technology. 2016. Vol. 32. No. 7. P. 641 – 647.

13. Ding D., Pan Z., Stephen van Duin etc. Fabricating Superior NiAl bronze components through wire arc additive manufacturing // Materials. 2016. Vol. 9. No. 652. P. 1 – 12.

14. Nagamatsua H., Sasaharaa H., Mitsutakeb Y., Hamamoto T. Development of a cooperative system for wire and arc additive manufacturing and machining // Additive Manufacturing. 2020. Vol. 31. Article 100896.

15. Chen X., Su C., Wang Y. etc. Cold Metal Transfer (CMT) Based Wire and Arc Additive Manufacture (WAAM) System // Journal of Surface Investigation. 2018. Vol. 12. No. 6. P. 1278 – 1284.

16. Wang X., Fan D., Huang J., Huang Y. Numerical simulation of arc plasma and weld pool in double electrodes tungsten inert gas welding // Int. Journal of Heat and Mass Transfer. 2015. Vol. 85. P. 924 – 934.

17. Ding D., Pan Z., Cuiuri D., Li H. Wire-feed additive manufacturing of metal components: technologies, developments and future interests // The Int. Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015. Vol. 81. No. 1 – 4. P. 465 – 481.

18. Baufeld B., Van der Biest O., Gault R. Additive manufacturing of Ti-6Al-4V components by shaped metal deposition: Microstructure and mechanical properties // Materials & Design. 2010. Vol. 31. P. 106 – 111.

19. Wang F., Williams S., Colegrove P., Antonysamy A.A. Microstructure and mechanical properties of Wire and Arc Additive Manufactured Ti-6Al-4V // Metallurgical and Materials Transactions A. 2012. Vol. 44. No. 2. P. 968 – 977.

20. Clark D., Bache M.R., Whittaker M.T. Shaped metal deposition of a nickel alloy for aero engine applications // Journal of Materials Processing Technology. 2008. Vol. 203. No. 1 – 3. P. 439 – 448.

21. Панченко О.В., Жабрев Л.А., Курушкин Д.В., Попович А.А. Макроструктура и механические свойства Al – Si, Al – Mg – Si, Al – Mg – Mn-сплавов, полученных электродуговым аддитивным выращиванием // Металловедение и термическая обработка металлов. 2018. No. 11. С. 63 – 69.

22. Korzhyk V.N., Khaskin V.Yu., Grinyuk A.A. etc. The study of the technological characteristics of hybrid plasma arc welding of aluminum alloys // Sciences of Europe. 2016. No. 6. P. 45 – 51.

23. Peleshenko S., Korzhyk V., Voitenko O. etc. Analysis of the current state of additive welding technologies for manufacturing volume metallic products (review) // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 87. No. 3/1. Р. 42 – 52.

24. Konovalov S.V., Kormyshev V.E., Gromov V.E. etc. Formation features of structure-phase states of Cr–Nb–C–V containing coatings on martensitic steel // Journal of Surface Investigation. 2016. Vol. 10. No. 5. P. 1119 – 1124.

25. Michel F., Lockett H., Ding J. etc. A modular path planning solution for Wire + Arc Additive Manufacturing // Robotics and Computer Integrated Manufacturing. 2019. No. 60. Р. 1 – 11.

26. Св-08Г2С. Омедненная сварочная проволока ESAB // Производство сварочной проволоки: официальный сайт. 2019. Режим доступа: http://akar.pro/images/docs/listovka_sv-08g2s.pdf (дата обращения 10.12.2019).

27. Проволока сварочная ESAB СВ-08Г2С // Компания НТД: официальный сайт. 2019. Режим доступа: https://www.ventsvar.ru/catalog/esab-sv-08g2s.html?pid=17200 (дата обращения 10.12.2019).

28. Проволока нержавеющая Св-06Х19Н9Т // Компания «РЭП»: официальный сайт. 2019. Режим доступа: http://sarsvarka.ru/content/provoloka-nerzhaveyushchaya-sv-06kh19n9t (дата обращения 10.12.2019).

29. Характеристики сварочной проволоки Св-06Х19Н9Т. Текст: электронный // ООО Терминал. Цветные металлы, нержавеющие, конструкционные, инструментальные, легированные и качественные стали, прокат: официальный сайт. 2019. Режим доступа: http://www.xn--18-qmc.xn--p1ai/page124.html (дата обращения 10.12.2019).


Для цитирования:


Жаткин С.С., Никитин К.В., Деев В.Б., Панкратов С.С., Дунаев Д.А. Применение электродуговой наплавки для создания трехмерных объектов из стали. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2020;63(6):443-450. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-6-443-450

For citation:


Zhatkin S.S., Nikitin K.V., Deev V.B., Pankratov S.S., Dunaev D.A. Application of electric arc surfacing in manufacture of three-dimensional steel objects. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2020;63(6):443-450. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-6-443-450

Просмотров: 115


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)