電弧焊和增材制造（AM）對于快速且廉價地制造大型金屬部件都是極其有用的。據(jù)《3D打印商情》了解，近日，萊斯特大學(xué)工程系的新研究表明，可以通過共同的元素優(yōu)化這些過程。

據(jù)了解，該研究由萊斯特大學(xué)、代爾夫特理工大學(xué)、Diamond Light Source、都柏林大學(xué)和英國TATA鋼鐵研究所合作，最近發(fā)表在《Nature Communications》雜志上。

該研究探討了金屬增材制造和電弧焊的內(nèi)部流動行為，重點(diǎn)研究了在這兩個過程中產(chǎn)生的熔池。為此，該團(tuán)隊(duì)將小鎢和鉭顆粒插入熔池中。由于它們的高熔點(diǎn)，顆粒在熔池中保持足夠長的時間，以便使用強(qiáng)X射線束跟蹤它們。

X射線是在英國國家同步輻射光設(shè)施Diamond Light Source使用同步加速器粒子加速器生成的。該團(tuán)隊(duì)選擇Beamline I12進(jìn)行此項(xiàng)研究，因?yàn)樗哂袑I(yè)的高能量、高速成像能力，每秒數(shù)千幀。

使用Beamline I12，研究人員能夠創(chuàng)建高速影像，顯示表面張力如何影響焊接熔池的形狀及其相關(guān)的速度和流動模式。結(jié)果首次表明，熔體流動行為與以前僅通過計(jì)算機(jī)模擬看到的相似。

結(jié)果表明，通過控制熔池的流動和改變表面上的相關(guān)活性元素，可以優(yōu)化電弧焊?！傲私庠诤附雍徒饘僭霾闹圃爝^程中熔池中的液體會發(fā)生什么變化仍然是一個挑戰(zhàn)，”領(lǐng)導(dǎo)該研究的董洪彪教授說?！斑@些發(fā)現(xiàn)將有助于我們設(shè)計(jì)和優(yōu)化焊接和增材制造工藝，從而以更低的成本制造具有改進(jìn)性能的部件。焊接是永久性連接金屬的最經(jīng)濟(jì)有效的方式，也是我們制造業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分?！?/span>

根據(jù)萊斯特大學(xué)的統(tǒng)計(jì)，全球超過一半的國內(nèi)和工程產(chǎn)品都包含焊接接頭，2017年歐洲焊接設(shè)備和消費(fèi)品市場的收入達(dá)到35億歐元。