22、焊接与3D打印工艺研究

焊接与3D打印工艺研究

1. 焊接工艺研究

1.1 激光束焊接与搅拌摩擦焊对比

在焊接领域，激光束焊接和搅拌摩擦焊是两种常见的工艺。在激光束焊接中，增加焊接功率会使焊缝区和热影响区变宽。这是因为更高的激光功率提供了更高的热输入，从而形成更宽的焊缝区。同时，焊缝区发生的氧化过程会导致硬度升高。

通过对激光束焊接硬度测试结果的比较和分析，发现参数为1KW、1000 mm/min的焊缝缺陷最少，是较为理想的焊接选择。在硬度分布方面，两种焊接工艺的硬度分布都较为均匀。但激光束焊接的试样在焊缝区由于熔化会出现一些缺陷，而搅拌摩擦焊的试样处于塑性区，没有这些缺陷。综合比较，搅拌摩擦焊无缺陷，且易于自动化，对夹具设计的压力较小。

1.2 焊接实验研究方法

为了深入研究焊接后的性能，可采用以下实验方法：
- 拉伸试验和断口分析试验 ：用于研究断裂的性质，判断是韧性断裂还是脆性断裂。
- X射线衍射 ：可研究焊缝区存在的沉淀物。
- 扫描电子显微镜（SEM） ：用于研究晶粒结构。
- 能量色散X射线光谱（EDX） ：研究焊缝区的成分。
- 电子背散射衍射（EBSD） ：深入了解晶界和晶粒取向，这些因素最终会影响材料的力学性能。

2. 3D打印工艺研究

2.1 3D打印技术概述

增材制造（AM）是一种现代制造技术，它能根据三维CAD模型制作物理原型，