Влияние ультразвуковых колебаний на стенки, наплавленные по технологии waam
https://doi.org/10.21122/1683-6065-2025-4-56-63
Аннотация
Приведены результаты исследований по влиянию ультразвуковых колебаний на микроструктуру и анизотропию свойств стальных образцов, полученных проволочно‑дуговой аддитивной наплавкой. Установлено, что ультразвуковые колебания подавляют формирование столбчатых зерен и кристаллографической текстуры, вызванной эпитаксиальным ростом от подложки. Рентгеноструктурный анализ подтвердил снижение интенсивности рефлекса (110) α‑Fe в 1,5–3,0 раза без ультразвуковых колебаний, тогда как при ультразвуковых колебаниях структура приближается к изотропной. Результаты показывают эффективность ультразвуковых колебаний при управлении процессом наплавки WAAM.
При поддержке: Работа выполнена в рамках совместного проекта Санкт‑Петербургского научного центра (№ 23‑РБ‑09–43) и Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (№ Т24СПбГ‑008).
Об авторах
В. В. Рубаник
Институт технической акустики НАН Беларуси
Беларусь
Беларусь
г. Витебск,
Беларусь,
пр. Генерала Людникова, 13.
E‑mail: ita@vitebsk.by
В. Ф. Луцко
Институт технической акустики НАН Беларуси
Беларусь
Беларусь
г. Витебск,
Беларусь,
пр. Генерала Людникова, 13.
В. В. Рубаник мл.
Институт технической акустики НАН Беларуси
Беларусь
Беларусь
г. Витебск,
Беларусь,
пр. Генерала Людникова, 13.
И. А. Шакуров
Институт технической акустики НАН Беларуси
Беларусь
Беларусь
г. Витебск,
Беларусь,
пр. Генерала Людникова, 13.
Д. П. Драбо
Институт технической акустики НАН Беларуси
Беларусь
Беларусь
г. Витебск,
Беларусь,
пр. Генерала Людникова, 13.
Список литературы
1. A Low‑Cost Open‑Source Metal 3‑D Printer / G.Anzalone, Ch. Zhang, B. Wijnen [et al.] // IEEE Access. – 2013. – Vol. 1. – P. 803–810.
2. Milewski, J. O. Lasers, electron beams, plasma arcs / J. O. Milewski // Additive Manufacturing of Metals. – 2017. – Vol. 258. – P. 85–97.
3. Feasibility of in situ controlled heat treatment (ISHT) of Inconel 718 during electron beam melting additive manufacturing / W. J. Sames, K.A. Unocic, G. W. Helmreich [et al.] // Additive Manufacturing. – 2017. – Vol. 13. – P. 156–165.
4. Taminger, K. Electron beam freeform fabrication: a rapid metal deposition process / K. Taminger, R.A. Hafley // Proceedings of the 3rd Annual automotive composites conference. – Troy, 2003.
5. A comparison of energy consumption in wire‑based and powder‑based additive‑subtractive manufacturing / M.A. Jackson, A. Van Asten, J. D. Morrow [et al.] // Procedia Manufacturing. – 2016. – Vol. 5. – P. 989–1005.
6. Laser additive manufacturing of metallic components: materials, processes and mechanisms / D. D. Gu, W. Meiners, K. Wissenbach [et al.] // International Materials Reviews. – 2012. – Vol. 57. – P. 133–164.
7. Wire arc additive manufacturing of AZ31 magnesium alloy: grain refinement by adjusting pulse frequency / J. Guo, Y. Zhou, C. Liu [et al.] // Materials. – 2016. – Vol. 9.
8. Wire arc additive manufacturing / S. W. Williams, F. Martina, A. C. Addison [et al.] // Materials Science and Technology. – 2016. – Vol. 32. – P. 641–647.
9. Additive manufacturing of metallic components – Process, structure and properties / T. DebRoy, H. L. Wei, J. S. Zuback [et al.] // Progress in Materials Science. – 2018. – Vol. 92. – P. 112–224.
10. Grain refinement of NiTi alloys during ultrasound‑assisted wire‑arc directed energy deposition / M. Zhang, B. Wang, X. Li [et al.] // Virtual and Physical Prototyping. – 2023. – Vol. 19.
11. Structure, martensitic transformations and mechanical behaviour of NiTi shape memory alloy produced by wire arc additive manufacturing / N. Resnina, I.A. Palani, S. Belyaev [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. – 2021. – Vol. 851.
12. Modelling of wire‑arc additive manufacturing – A review / R. F. V. Sampaio, J. P. M. Pragana, I. M. F. Bragança [et al.] // Advances in Industrial and Manufacturing Engineering. – 2023. – Vol. 6. – P. 100121.
13. Grain refinement of NiTi alloys during ultrasound‑assisted wire‑arc directed energy deposition / M. Zhang, B. Wang, X. Li [et al // Virtual and Physical Prototyping. – 2023. – Vol. 19.
14. Application of bulk deformation methods for microstructural and material property improvement and residual stress and distortion control in additively manufactured components / P.A. Colegrove, J. Donoghue, F. Martina [et al.] // Scripta Materialia. – 2017. – Vol. 135. – P. 111–118.
15. The effectiveness of combining rolling deformation with wire‑arc additive manufacture on β‑grain refinement and texture modification in Ti‑6Al‑4V / J. Donoghue, A.A. Antonysamy, F. Martina [et al.] // Materials Characterization. – 2016. – Vol. 114. – P. 103–114.
16. Effects of vertical and pinch rolling on residual stress distributions in wire and arc additively manufactured components / R. Tangestani, G. H. Farrahi, M. Shishegar [et al.] // J. of Mater. Eng. and Perform. – 2020. – Vol. 29. – P. 2073–2084.
17. Yan, F. Grain structure control of additively manufactured metallic materials / F. Yan, W. Xiong, E. J. Faierson // Materials. – 2017. – Vol. 10. – P. 1260.
18. Nickel, A. H. Thermal stresses and deposition patterns in layered manufacturing / A. H. Nickel, D. M. Barnett, F. B. Prinz // Materials Science and Engineering: A. – 2001. – Vol. 317. – P. 59–64.
19. Effects of in‑process ultrasonic vibration on weld formation and grain size of wire and arc additive manufactured parts / J. Zhang, Y. Xing, J. Zhang [et al.] // Materials. – 2022. – Vol. 15. – P. 5168.
20. Influence of ultrasonic vibration on molten pool behavior and deposition layer forming morphology for wire and arc additive manufacturing / Ji Feilong, Qin Xunpeng, Hu Zeqi [et al.] // International Communications in Heat and Mass Transfer. – 2022. – Vol. 130. – P. 105789.
Рецензия
Для цитирования:
Рубаник В.В., Луцко В.Ф., Рубаник мл. В.В., Шакуров И.А., Драбо Д.П. Влияние ультразвуковых колебаний на стенки, наплавленные по технологии waam. Литье и металлургия. 2025;(4):56-63. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2025-4-56-63
For citation:
Rubanik V.V., Lutcko V.F., Rubanik jr. V.V., Shakurov I.A., Drabo D.P. The influence of ultrasonic vibrations on walls deposited using the waam technology. Litiyo i Metallurgiya (FOUNDRY PRODUCTION AND METALLURGY). 2025;(4):56-63. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/1683-6065-2025-4-56-63
Просмотров:
124
JATS XML
Послать статью по эл. почте 