本研究通過(guò)振蕩激光-電弧復(fù)合增材只在，開(kāi)發(fā)了一種新的制造不銹鋼的方法。

為了平衡表面精度、沉積效率和沉積零件的機(jī)械性能，開(kāi)發(fā)了一種新的集成振蕩激光束和冷金屬轉(zhuǎn)移電弧的增材制造方法。這種新方法被稱(chēng)為振蕩激光-電弧復(fù)合增材制造（O-LHAM）。本研究比較了WAAM、LHAM和O-LHAM工藝的樣品性能。發(fā)現(xiàn)了一些新的現(xiàn)象是由光束振蕩引起的。

首先，O-LHAM樣品的表面粗糙度和最小加工余量均降低至WAAM樣品的20%，因?yàn)榧す?電弧協(xié)同效應(yīng)穩(wěn)定了液滴過(guò)渡。其次，由于振蕩對(duì)熔池產(chǎn)生了強(qiáng)烈的攪拌作用，晶粒細(xì)化，

1. 介紹

電弧增材制造(WAAM)具有成本低、效率高的優(yōu)點(diǎn)，是一種適合大尺寸零件制造的工藝。然而，由于高熱量輸入和大電弧力引起的熔池形狀不可控，導(dǎo)致表面精度差。為了解決這一問(wèn)題，已經(jīng)進(jìn)行了許多嘗試，如采用更可控的低熱量輸入電弧和使用額外的銑削程序。然而，這些方法的效率并不令人滿意，因?yàn)榈偷臒彷斎雽?duì)應(yīng)最小的沉積量。此外，頻繁的銑削干涉增加了制造時(shí)間。

激光-電弧協(xié)同效應(yīng)可以增加電弧的電離度，固定電弧根，并在高焊接速度下穩(wěn)定電弧。例如，在低碳鋼的激光-電弧混合焊接(LAHW)過(guò)程中，Moriakiet al.發(fā)現(xiàn)焊接速度從1 m/min弧焊增加到7 m/min。Gao等人觀察到鎂合金、銅合金和不同金屬在LAHW中的類(lèi)似現(xiàn)象。

EBSD結(jié)果;(a) ~ (d):逆極圖映射;(e) ~(f):晶粒尺寸小于20 μm的晶粒映射;(a) (e):樣本1,av = 0 m s?2;(b) (f):樣品#2,av = 10 ms?2;(c) (g):樣品#3,av = 15 m s?2;(d) (h):樣品#4,av = 20 m s?2。

目前對(duì)激光-電弧混合增材制造(LHAM)工藝的研究有限。在K163高溫合金的LHAM工藝中，Zhang et al.發(fā)現(xiàn)激光-電弧協(xié)同效應(yīng)提高了零件精度，但由于激光功率不足(225 W)，沉積效率和速度沒(méi)有提高。因此，具有較強(qiáng)激光-電弧協(xié)同效應(yīng)的大功率LHAM工藝可以有效提高表面精度，同時(shí)不損失沉積效率。

不過(guò)缺陷是，在高功率激光加工過(guò)程中容易產(chǎn)生孔缺陷，尤其是采用增材制造(AM)中典型的部分穿透模式時(shí)。這是由于鎖孔尖端不穩(wěn)定和凝固速率高導(dǎo)致的。最近，F(xiàn)etzer等人發(fā)現(xiàn)高能激光焊接過(guò)程中，由于氣泡被周期性振蕩的激光束捕獲，通過(guò)光束振蕩可以抑制氣孔的形成。結(jié)果表明，光束振蕩可以有效地解決高功率激光調(diào)幅過(guò)程中的孔隙率問(wèn)題。

另一方面，以往的研究表明激光-電弧相互作用對(duì)提高表面精度的影響，但很少討論沉積樣品的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。眾所周知，在AM過(guò)程中，熱循環(huán)和熱積累對(duì)試樣的組織和力學(xué)性能有顯著影響。Wang等人證實(shí)，垂直建筑方向上的力學(xué)非均勻性是由溫度梯度和冷卻速率的變化造成的。近基體區(qū)域(707 MPa)的抗拉強(qiáng)度優(yōu)于層帶(684 MPa)和頂部區(qū)域(661 MPa)，主要是由于形成了非均質(zhì)組織、枝晶臂間距大、Laves較多。Kuryntsev發(fā)現(xiàn)了結(jié)晶速率對(duì)激光焊接過(guò)程中δ-鐵素體形成的顯著影響，得到了δ-鐵素體含量對(duì)焊縫性能的影響。

在目前的研究中，開(kāi)發(fā)了一種集成了高功率振蕩激光束和冷金屬轉(zhuǎn)移(CMT)電弧的新型AM工藝，稱(chēng)為O-LHAM。研究了沉積樣品的表面精度、顯微組織特征和拉伸性能，并與WAAM和LHAM工藝進(jìn)行了比較。

2. 材料和方法

本研究使用的沉積絲為er316l不銹鋼(316SS)，化學(xué)成分為C0.018-Cr19.53-Ni12.78-Mo3.09-Si0.35-Mn2.28-Fe平衡(wt. %)，直徑為1 mm。在低碳鋼基體上以“之”字形的方式逐層沉積金屬絲?；谋砻娴难趸锖臀廴疚镉媚ゴ矑伖?，在沉積前用丙酮清洗。

制造系統(tǒng)包括一個(gè)IPG YLS-6000光纖激光器，束波長(zhǎng)為1070 nm，一個(gè)Fronius TPS4000 CMT焊機(jī)，一個(gè)SCANLAB HurrySCAN30電流計(jì)和一個(gè)Fanuc M-710iC機(jī)器人。該焊機(jī)采用協(xié)同模式，與CMT特性線，以統(tǒng)一電流、電壓和送絲行為。圖1為實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。激光束通過(guò)光纖傳輸?shù)綔?zhǔn)直器。然后，它被銅鏡反射，被振蕩單元偏轉(zhuǎn)。最后，用f-θ物鏡對(duì)光束進(jìn)行聚焦。WAAM工藝中，電弧炬與工件表面的夾角為90°。

圖1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置示意圖，(a)全視圖，(b) WAAM細(xì)節(jié)，(c) LHAM細(xì)節(jié)，(d) O-LHAM細(xì)節(jié)。

表1 主要工藝參數(shù)。

對(duì)于LHAM和O-LHAM工藝，激光束與水平方向的夾角為90°，電弧炬與工件表面的夾角為60°。鋼絲伸長(zhǎng)為11 mm，激光弧距為2 mm。送絲速率為6 m/min，對(duì)應(yīng)的平均電流為112 A，平均電壓為13.3 V。保護(hù)氣體為97.5% Ar + 2.5% CO2的混合氣體，流速為25 l/min。主要加工參數(shù)如表1所示。

實(shí)驗(yàn)中制備了三種不同高度的薄壁。采用高度為40mm的短薄壁進(jìn)行表面精度計(jì)算和表面細(xì)節(jié)顯示。采用高度為140 mm的高薄壁板對(duì)試樣進(jìn)行顯微組織觀察和拉伸性能測(cè)試。

圖2 樣本切割位置的示意圖,(a)看來(lái),(b)維度的拉伸試驗(yàn)樣本,(c)的細(xì)節(jié)區(qū)域(a), (d)插圖的橫截面形狀,Δh1,Δh2,Δh3,ΔL, Wavarage表明單層穿透深度,層高度,重熔深度、水平距離內(nèi)重疊的位置,以及相鄰兩層的外邊緣和沉積層的平均寬度分別。

如圖2所示，沉積后，按照NB/ T47013.2-2015標(biāo)準(zhǔn)，在y向20 ~ 140 mm、z向10 ~ 30 mm區(qū)域進(jìn)行無(wú)損x射線檢測(cè)(NDT)。然后，根據(jù)圖3所示的坐標(biāo)系，利用激光位移傳感器測(cè)量薄壁的輪廓。測(cè)量范圍為y方向30 - 130mm，間隔10mm交替測(cè)試10次。表面精度由表面粗糙度(R)和側(cè)壁最小加工余量(dmin)表示。

圖3 沉積薄壁表面形貌和側(cè)壁表面精度，(a) WAAM， (b) LHAM， (c) O-LHAM。

R是側(cè)壁輪廓上每個(gè)點(diǎn)到基線的絕對(duì)距離的平均算術(shù)偏差，由公式1計(jì)算，如下所示:

其中di為側(cè)壁輪廓上的點(diǎn)到基線的距離，n為試驗(yàn)數(shù)，為由最小二乘法線性擬合輪廓計(jì)算出的理想基線。dmin可由公式2計(jì)算為：

孔隙度通常根據(jù)X射線無(wú)損檢測(cè)圖像或樣品的斷裂面計(jì)算。本研究采用X射線無(wú)損檢測(cè)圖像來(lái)計(jì)算整個(gè)樣品的孔隙度，因?yàn)樗葟臄嗔衙娅@得的孔隙度更準(zhǔn)確，而斷裂面僅代表樣品的一部分。拉伸性能的各向異性定義為水平和垂直值之差與水平值之比的絕對(duì)值。

3. 結(jié)果與討論

3.1 表面精度

如圖3所示，WAAM、LHAM和O-LHAM樣品的側(cè)壁輪廓分別在?2440 ~ +130 μm、?960 ~ +270 μm和?280 ~ +170 μm之間波動(dòng)。O-LHAM樣品的波動(dòng)幅度小于WAAM和LHAM樣品。通過(guò)方程式1和2計(jì)算樣品的R和dmin，以更精確地描述這種還原。O-LHAM樣品的R值為42 μm，僅為L(zhǎng)HAM樣品(78 μm)的54%，WAAM樣品(205 μm)的20%。此外，O-LHAM樣品的dmin為293 μm，僅為L(zhǎng)HAM樣品(889 μm)的33%，WAAM樣品(1496 μm)的20%。因此，激光-電弧協(xié)同效應(yīng)穩(wěn)定了液滴沉積，從而平滑了沉積形貌。

圖4 (a) WAAM、(b) LHAM、(c) O-LHAM的截面形貌和重熔率。

如圖4所示，WAAM試樣的橫截面呈新月形，Δh1為4.1 mm， Δh2為2 mm, average為6.6 mm。LHAM試樣的特征為:Δh1為3.5 mm， Δh2為0.8 mm, average為4.0 mm，為典型的激光-電弧混合焊縫的形狀。部分層的狹窄部分出現(xiàn)了一些孔隙。O-LHAM樣品的特征是WAAM和LHAM樣品之間的過(guò)渡形狀，Δh1為2.7 mm， Δh2為0.8 mm，平均為4.5 mm。WAAM、LHAM和O-LHAM樣品的Δh3值分別為2.1、2.7和1.9 mm。

O-LHAM樣品的重熔深度最小，但重熔率(η， Δh3 / Δh1的比例為70%，幾乎是WAAM樣品的1.4倍。η值越大，則ΔL越小，表面精度越高。對(duì)于LHAM工藝，較高的凝固速率和較深的熔深導(dǎo)致較淺的熔層和較高的重熔比。這減少了ΔL并使樣品表面光滑。對(duì)于O-LHAM過(guò)程，束流振蕩通過(guò)改變?nèi)鄢販囟确植迹鸫怪庇谒椒较虻倪\(yùn)動(dòng)分量。這進(jìn)一步使沉積層變淺，并通過(guò)減少交替激光或電弧引導(dǎo)模式對(duì)相鄰層寬度的影響，提高表面精度。

3.2 孔隙度

如圖5所示，通過(guò)x射線無(wú)損檢測(cè)，WAAM和O-LHAM樣品中均未出現(xiàn)孔隙，但LHAM樣品中檢測(cè)到大量直徑為0.1-2 mm的不規(guī)則鏈孔。LHAM樣品的計(jì)算孔隙率可達(dá)24%。高功率激光束可增加孔隙率，激光束振蕩可抑制孔隙率。

圖5 樣品的x射線無(wú)損檢測(cè)結(jié)果，(a) WAAM， (b) LHAM， (c) O-LHAM。

對(duì)于WAAM工藝，高熱量輸入的熱傳導(dǎo)模式導(dǎo)致熔池較淺，凝固速度較長(zhǎng)。它通過(guò)提供足夠的時(shí)間讓氣泡揮發(fā)到空氣中來(lái)抑制氣孔。對(duì)于LHAM工藝(圖6a)，由于激光鎖孔尖端在當(dāng)前的局部穿透沉積過(guò)程中不穩(wěn)定，熔池中容易出現(xiàn)氣泡。通常在LAHW中，電弧電流需要大于240A才能抑制孔隙率。然而，在本研究中有意將電流保持在較低的水平，因?yàn)榇箅娏鲿?huì)導(dǎo)致熔體流動(dòng)不穩(wěn)定，不能提供穩(wěn)定的樣品。

圖6 熔池中熔體流動(dòng)示意圖(a) LHAM， (b) O-LHAM。

因此，氣泡不能通過(guò)熔體流動(dòng)逃逸到空氣中，而是停留在沉積層中形成高孔隙度的。對(duì)于O-LHAM過(guò)程(圖6b)，氣泡的形成與LHAM過(guò)程相似，但氣泡可以被周期性振蕩的激光束捕獲，并通過(guò)等離子體從鎖孔噴射到空氣中。此外，由于小孔尖端汽化減弱，氣泡體積減小，有利于氣孔抑制。

3.3 微觀結(jié)構(gòu)

根據(jù)文獻(xiàn)，直接激光沉積(DLD)制備的316SS的顯微組織由γ和δ相組成。如圖7所示，由于熔池中沿建筑方向的溫度梯度高于其他任何方向，三種樣品均表現(xiàn)為外延生長(zhǎng)枝晶。從圖7a可以看出，每個(gè)沉積層被劃分為兩個(gè)區(qū)域:細(xì)晶粒的再熔區(qū)和粗晶粒的熔化區(qū)。三種工藝的重熔區(qū)δ相均表現(xiàn)為細(xì)長(zhǎng)條帶(圖7b-d)。WAAM、HLAM和O-LHAM工藝的帶鋼長(zhǎng)度分別為80-125 μm、60-70 μm和97-112 μm，初級(jí)枝晶間距分別為2-5 μm、2-3 μm和2-3 μm。

圖7 XOZ平面的微觀結(jié)構(gòu)，(a)特征區(qū)示意圖，(b) WAAM， (c) LHAM， (d) O-LHAM。

不同工藝中δ相的形狀和含量不同。WAAM樣品的δ相為8 ~ 20 μm的粗島，含量為6.8%;LHAM樣品的δ相為半連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，島狀尺寸為8 ~ 33 μm，含量為8.6%。O-LHAM樣品的δ相為1 ~ 6 μm的細(xì)島狀或顆粒狀，含量為3.4%。結(jié)果表明，O-LHAM工藝具有最佳的晶粒細(xì)化能力。

圖8 EBSD測(cè)試觀察相組成，(a) WAAM， (b) LHAM， (c) O-LHAM。

對(duì)于非平衡凝固，Guo et al等人聲稱(chēng)通過(guò)抑制溶質(zhì)再分布，γ相在非常高的冷卻速率下完全實(shí)現(xiàn)。由于目前研究的冷卻速率比選擇性激光熔煉的冷卻速率至少小兩個(gè)數(shù)量級(jí)，由于容易發(fā)生成分偏析，必然會(huì)形成δ相。

圖9 的實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于WAAM過(guò)程(圖9a)，較高的熱輸入(298 J/mm)導(dǎo)致凝固速率較低。因此，隨著溶質(zhì)重新分布(如Cr、Mo)，枝晶生長(zhǎng)方向很容易偏離熱流方向。在冷卻過(guò)程中，枝晶間首先析出亞穩(wěn)網(wǎng)狀δ相，當(dāng)溫度達(dá)到兩相區(qū)時(shí)，δ相逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。由于凝固緩慢，奧氏體有足夠的時(shí)間變粗，只有少數(shù)δ相未溶解，仍以島狀存在于奧氏體基體中。

圖9 (a) WAAM、(b) LHAM和(c) O-LHAM的微觀結(jié)構(gòu)演變，其中黑色箭頭表示晶粒生長(zhǎng)方向。

對(duì)于LHAM工藝(圖9b)，低熱量輸入(175 J/mm)導(dǎo)致快速凝固速率。這樣可以細(xì)化枝晶，并且枝晶的生長(zhǎng)方向幾乎與熱流方向平行。此外，大部分精細(xì)亞穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)δ相凝固迅速，沒(méi)有時(shí)間繼續(xù)反應(yīng)。它們保持在最終狀態(tài)，形成含量最高的半連續(xù)網(wǎng)狀δ相。

對(duì)于O-LHAM過(guò)程(圖9c)，細(xì)晶生長(zhǎng)方向與LHAM過(guò)程相似，但最初形成的枝晶被激光束振蕩破壞。它們破壞了亞穩(wěn)態(tài)網(wǎng)狀δ相，促進(jìn)了δ相的分散帶的形成。結(jié)果表明，O-LHAM樣品的微觀結(jié)構(gòu)為細(xì)島狀、彌散粒狀δ相，δ相含量最低。

3.4 紋理

WAAM試樣在滾動(dòng)方向(RD)有強(qiáng)烈的聚集傾向，極點(diǎn)圖(PFs)的中心在橫向(TD)和法向(ND)連接形成帶(圖10a-c)。

圖10 EBSD映射，PF (a) WAAM， (b) LHAM， (c) O-LHAM，和紋理分布(d) WAAM， (e) LHAM，和(f) O-LHAM。

通常，

對(duì)于WAAM工藝（圖9a和圖10d），由于凝固速率低，外延柱狀晶粒有足夠的生長(zhǎng)時(shí)間偏離

對(duì)于LHAM和O-LHAM工藝（圖9b-c、10e-f），由于高凝固速率，柱狀晶粒生長(zhǎng)幾乎平行于

對(duì)于O-LHAM過(guò)程，溫度場(chǎng)方向不再與熱流一致，因?yàn)楣馐袷帟?huì)不斷地改變兩者。也就是說(shuō)，

3.5 拉伸性能和斷口分析

如圖11a所示，WAAM樣品的最低水平極限抗拉強(qiáng)度（UTS）為536 MPa，最高垂直極限抗拉強(qiáng)度為622 MPa。而LHAM和O-LHAM樣品的UTSs在570范圍內(nèi)穩(wěn)定?580 MPa，顯示水平UTS增加，但垂直UTS減少。

圖11 拉伸性能，(a) UTS， (b) YS， (c) EL和(d)各向異性，其中后綴-H、后綴-V和粉色區(qū)域分別表示水平方向、垂直方向和ASTM A479標(biāo)準(zhǔn)要求。

如圖11b所示，WAAM樣品的屈服強(qiáng)度（YSs）在水平方向（299MPa）和垂直方向（321 MPa）最低。然而，LHAM和O-LHAM樣品的YSs都有增加的趨勢(shì)。LHAM樣品的水平和垂直YSs分別為330 MPa和347 MPa。O-LHAM樣品在兩個(gè)方向上的YSs幾乎相等，即水平方向?yàn)?44MPa，垂直方向?yàn)?48 MPa。

如圖11c所示，WAAM樣品的水平和垂直伸長(zhǎng)率（ELs）分別為30.9%和34.0%。LHAM樣品的ELs在水平方向?yàn)?3.8%，在垂直方向?yàn)?7.7%。O-LHAM樣品的ELs最高，水平方向?yàn)?1.2%，垂直方向?yàn)?4.4%。值得注意的是，LHAM樣品的EL最低，甚至低于WAAM樣品。上述觀察到的微觀結(jié)構(gòu)表明，這可能是由于高孔隙率造成的，高孔隙率通過(guò)誘導(dǎo)應(yīng)力集中和減少拉伸試驗(yàn)期間的實(shí)際載荷面積而降低了塑性。

如圖11d所示，WAAM樣品的UTS和YS各向異性最高，分別為16.0%和7.4%。O-LHAM過(guò)程幾乎抑制了UTS和YS中的各向異性，兩者都降低到1.2%。此外，O-LHAM樣品的EL各向異性最低，為10.0%。

這些結(jié)果表明，O-LHAM工藝有利于降低拉伸各向異性，并具有更好的整體拉伸性能，因?yàn)榱赫駝?dòng)加強(qiáng)了水平方向的最弱區(qū)域。此外，所有拉伸性能均高于ASTMA479的推薦標(biāo)準(zhǔn)，UTS為485 MPa，YS為170 MPa，EL為30%。

WAAM樣品的斷裂面無(wú)孔隙，并顯示出典型的韌性裂紋，其特征為深而小的韌窩，平均直徑為4.2μm，位于大韌窩內(nèi)（圖12a–d）。LHAM樣品的斷裂面也呈現(xiàn)韌性斷裂，并以平均直徑為1.1μm的均勻小韌窩為特征（圖12e-h）。然而，大量鏈狀孔隙（0.1–0.6 mm）出現(xiàn)在LHAM樣品的斷裂面上。垂直樣品中出現(xiàn)少量解理。O-LHAM樣品斷裂面上的鏈孔消失（圖12i–l）。表面顯示韌性斷裂，其特征是平均尺寸為1.8μm的韌窩和垂直試樣中一些較小的解理。

圖12 樣品的形貌,(a) WAAM水平方向,(b)面積A1的細(xì)節(jié),(c) WAAM垂直方向,A2 (d)的詳細(xì)信息區(qū)域,(e) LHAM水平方向,B1 (f)的詳細(xì)信息區(qū)域,(g) LHAM垂直方向,B2 (h)的詳細(xì)信息區(qū)域,(i) O-LHAM水平方向,C1 (j)的詳細(xì)信息區(qū)域,(k) O-LHAM垂直方向,(l) C2區(qū)域的細(xì)節(jié)。

一般來(lái)說(shuō)，金屬的強(qiáng)化主要有四種方式：加工硬化、固溶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化。對(duì)于AM工藝，由于重復(fù)熱循環(huán)，織構(gòu)、晶界（GB）斷裂模式和冶金缺陷在強(qiáng)化中也起著重要作用。在本研究中，由于沒(méi)有塑性變形，因此無(wú)法進(jìn)行加工硬化。固溶強(qiáng)化對(duì)這三種工藝的影響是相同的，因?yàn)樗鼈兪褂孟嗤奶畛浣z。

因此，這三種工藝之間拉伸性能的差異取決于以下五個(gè)因素：

（1）細(xì)晶粒強(qiáng)化，其中晶粒尺寸越小，拉伸性能越好；

（2）沉淀強(qiáng)化，其中第二相顆粒的條狀或顆粒狀傾向于改善鋼的拉伸性能，但網(wǎng)絡(luò)（尤其是沿晶界沉積的連續(xù)晶體網(wǎng)絡(luò)）傾向于減少它們；

（3） GB的斷裂模式，當(dāng)拉伸平行于柱狀晶界時(shí)，斷裂以滑動(dòng)模式為特征。這通過(guò)延遲裂紋擴(kuò)展來(lái)提高拉伸性能。否則，這是一種開(kāi)放模式，拉伸性能降低；

（4）織構(gòu)的影響，{001}

（5）冶金缺陷的影響，其中孔隙通過(guò)內(nèi)應(yīng)力集中降低拉伸性能。

基于這五個(gè)因素，O-LHAM拉伸性能的改善可以解釋如下。

對(duì)于WAAM樣品（圖13），滑動(dòng)斷裂模式和

圖13 WAAM試樣的裂紋過(guò)程，不同的顏色代表不同的晶粒取向。

對(duì)于LHAM樣品（圖14），晶粒細(xì)化有利于拉伸性能的提高。相反，{001}

圖14 LHAM試樣的裂紋處理。

由于晶粒尺寸的類(lèi)似變化，O-LHAM樣品（圖15）與LHAM樣品具有相同的強(qiáng)化機(jī)制。因此，它比WAAM樣品具有更好的拉伸性能。此外，光束振蕩抑制了孔隙率，降低了{(lán)001}

圖15 O-LHAM樣品的裂紋處理。

為了清楚地表達(dá)研究結(jié)果，表2總結(jié)了WAAM、LHAM和O-LHAM工藝之間的差異。

表2

4. 結(jié)論

(1) 開(kāi)發(fā)了一種新的增材制造方法，稱(chēng)為振蕩激光-電弧混合增材制造（O-LHAM），以提高樣品表面精度，保持高沉積效率，并產(chǎn)生足夠的拉伸性能。

(2) O-LHAM樣品的表面粗糙度和最小加工裕度均降低至制造的線弧增材（WAAM）樣品的20%，因?yàn)榧す?電弧協(xié)同效應(yīng)在高沉積速度下穩(wěn)定了電弧熔滴過(guò)渡。

(3) 對(duì)于無(wú)光束振蕩的激光-電弧混合增材制造（LHAM）工藝，由于不穩(wěn)定的小孔尖端坍塌，樣品孔隙率達(dá)到24%。然而，對(duì)于O-LHAM過(guò)程，由于周期性振蕩的光束“捕獲”了熔池中的氣泡，因此可以有效地抑制樣品的孔隙率。

(4) 由于束流振蕩引起的攪拌效應(yīng)，O-LHAM樣品中的δ-鐵素體相由WAAM樣品的粗島和半連續(xù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)粒或島狀，其含量?jī)H占WAAM樣品的3.4%，僅占WAAM樣品的一半。

(5) 由于溫度梯度和熱流的周期性變化，在光束振蕩下，O-LHAM樣品的bad{001}

(6) 與WAAM樣品相比，通過(guò)將水平UTS從536增加到575 MPa，將垂直UTS從622減少到582 MPa，將YS從299增加，O-LHAM樣品具有最佳的均勻拉伸性能和最低的拉伸各向異性?321兆帕至344兆帕?348MPa，并保持延伸率在30%以上。

來(lái)源：

Laser-arc hybrid additive manufacturing of stainless steel with beamoscillation，Additive Manufacturing，doi.org/10.1016/j.addma.2020.101180

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