综述：电弧增材制造铝合金墙体力学性能研究综述

这篇综述系统分析了电弧增材制造（WAAM）技术在铝合金构件制备中的应用，重点探讨了电压、电流、行进速度等工艺参数对5xxx系列铝合金微观结构和力学性能的影响，为航空航天等领域轻量化部件制造提供了优化方向。文中特别指出需加强2xxx/7xxx系列高强铝合金的焊接缺陷控制研究。

　　

Abstract

电弧增材制造（Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM）凭借其成本效益和复杂几何成型能力，已成为航空航天、汽车船舶等领域轻量化部件制造的关键技术。最新研究表明，采用5xxx系列铝合金制备的墙体展现出优异的焊接性能和机械强度，这与其特有的Mg元素固溶强化效应密切相关。

Graphical Abstract

通过热力学模拟与实验验证相结合，研究发现当电流参数控制在180-220A范围时，Al-Mg系合金的屈服强度可提升15%-20%。图中清晰展示了不同热输入条件下熔池形貌的演变规律，其中2.5kJ/mm的热输入量能实现沉积层气孔率<0.5%的优质成形。

工艺参数调控

• 电压梯度实验显示：24V电压配合8m/min送丝速率时，ER5356铝合金的抗拉强度达到320MPa

• 氩-氦混合保护气体可将7xxx系列铝合金的热裂纹敏感性降低40%

• 层间温度控制在150°C以下时，2xxx系列铝合金的延伸率提升至8%

材料选择策略

对比研究证实：

• •

  5xxx系列（如AA5083）的断裂韧性K_IC值达29MPa·m^1/2

• •

  7xxx系列需添加Zr微合金化元素以抑制液化裂纹

• •

  2xxx系列的Cu含量超过4.5%时易产生偏析缺陷

未来挑战

当前研究空白主要集中在：

1. 1.

   多轴变参数沉积路径规划

2. 2.

   原位热处理对SiC增强铝基复合材料的影响

3. 3.

   基于机器学习的工艺-性能预测模型构建