激光摆动对增材制造钛合金微观组织的影响行为研究

以激光熔丝增材制造为基础，结合激光摆动焊接技术，创新性地提出一种激光摆动熔丝增材制造新工艺。首先在无激光摆动的条件下对激光功率P、送丝速度Vs、打印速度Vp进行工艺调控，在圆形摆动下调试合适的摆动频率f、摆动幅度A和搭接率η。对TC4钛合金进行单道试验，通过对比发现，当P=2500 W、V_s=3 m/min、V_p=2.5 m/min、f=300 Hz、A=1 mm、η=50%时沉积成形质量较好。基于单道试验，进行了多道多层打印，利用XRD、TEM、SEM、EBSD对沉积态和退火之后的组织和相进行分析。结果表明，单道打印与多层多道打印下，显微组织主要呈现为细长的针状马氏体α′和初始柱状β晶粒；同时，β晶粒呈现不规则形状，生长取向发生明显变化，α′尺寸细小，组织排布紧密，为典型的魏氏组织。经过再结晶退火(800℃/2 h，炉冷)之后，出现α相晶界，并且α相有长大趋势。