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《3D打印商情》了解，近日，萊斯特大學工程系的新研究表明，可以通過共同的元素優化這些過程。
據了解，該研究由萊斯特大學、代爾夫特理工大學、Diamond Light Source、都柏林大學和英國TATA鋼鐵研究所合作，最近發表在《Nature Communications》雜志上。
該研究探討了金屬增材制造和電弧焊的內部流動行為，重點研究了在這兩個過程中產生的熔池。為此，該團隊將小鎢和鉭顆粒插入熔池中。由于它們的高熔點，顆粒在熔池中保持足夠長的時間，以便使用強X射線束跟蹤它們。
X射線是在英國國家同步輻射光設施Diamond Light Source使用同步加速器粒子加速器生成的。該團隊選擇Beamline I12進行此項研究，因為它具有專業的高能量、高速成像能力，每秒數千幀。
使用Beamline I12，研究人員能夠創建高速影像，顯示表面張力如何影響焊接熔池的形狀及其相關的速度和流動模式。結果首次表明，熔體流動行為與以前僅通過計算機模擬看到的相似。
結果表明，通過控制熔池的流動和改變表面上的相關活性元素，可以優化電弧焊。“了解在焊接和金屬增材制造過程中熔池中的液體會發生什么變化仍然是一個挑戰，”領導該研究的董洪彪教授說。“這些發現將有助于我們設計和優化焊接和增材制造工藝，從而以更低的成本制造具有改進性能的部件。焊接是永久性連接金屬的最經濟有效的方式，也是我們制造業經濟的重要組成部分。”
根據萊斯特大學的統計，全球超過一半的國內和工程產品都包含焊接接頭，2017年歐洲焊接設備和消費品市場的收入達到35億歐元。
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