铝合金电弧增材制造研究现状与发展趋势.docx

铝合金电弧增材制造研究现状与发展趋势

目录

1.内容综述................................................2

1.1研究背景与意义.......................................3

1.2研究范围与方法.......................................4

2.铝合金电弧增材制造技术概述..............................5

2.1电弧增材制造技术原理.................................7

2.2铝合金材料特性.......................................8

2.3设备系统组成.........................................9

3.国内外研究进展.........................................10

3.1国内研究动态........................................12

3.1.1成果综述........................................13

3.1.2存在问题与挑战..................................14

3.1.3发展方向与趋势..................................15

3.2国外研究动态........................................16

3.2.1成果综述........................................18

3.2.2存在问题与挑战..................................19

3.2.3发展方向与趋势..................................21

4.关键技术分析...........................................22

4.1熔池与电弧控制技术..................................24

4.2材料添加与改性技术..................................26

4.3设备优化与智能化技术................................28

5.应用领域探索...........................................29

5.1航空航天领域........................................31

5.2汽车制造领域........................................32

5.3生物医疗领域........................................33

6.总结与展望.............................................34

6.1研究成果总结........................................35

6.2存在问题与挑战......................................36

6.3未来发展趋势预测....................................37

1.内容综述

航空航天、汽车和船舶等高要求材料强度及轻量化需求推动下发展起来的一种高科技制造技术。这项技术利用高能密度电弧作为热源，在基材表面堆敷金属材料，逐渐构建部件，实现金属零件的高效制造。铝合金由于其优良的强度与模量比例、减重潜力以及较低的加工成本等优势，成为了电弧增材制造领域中的一个重点研究对象。

铝合金的电弧增材制造涉及数学建模、材料输运、过程控制及质量保证等多个科学领域，每一部分的进展都能够推动整体技术的进步。在数学建模方面，研究人员通过建立物理精确的热传导与流动模型，试图模拟焊接过程，为工艺的优化提供理论基础。在材料输运领域，铝合金在电弧热源驱动下熔化与凝固的微观机制被深入探索，同时科学家还通过控制熔池中的流动形态来调节合金元素的分布。

过程控制方面，陕西省科学家团队开发的多种土耳其电弧技术表现出较高灵活性和增强的工艺处理能力。由于铝合金在电弧增材制造过程中存在易氧化导致强度下降的挑战，质量保证系统的开发就显得尤为重要。为了解决铝合金可能的氧化问题，研究者们已探索了多种现场保护方法，包括惰性气体覆