enhancing mechanical performance in gmaw-based waam with fe-rich cualni electrode refinement

Gas metal arc welding (gmaw) based wire-arc additive manufacturing (waam) is a promising manufacturing method widely used in various industries. in this study, for the first time, a new type of combined electrode wire with multi-element composition has been designed and developed for arc additive manufacturing of a composite alloy fe rich-al-cu-ni alloy. gmaw-based waam technique technology composed of 4 filaments and 4 elements has the advantages of high deposition efficiency, self-rotation of welding arc, and energy-saving capability. thin composite alloy walls were fabricated under pure co2 gas using gmawbased waam technique technology. to investigate the effect of the parameters introduced by the gas metal arc welding process based on wire arc additive manufacturing, the produced components of the sample layer by layer with different parameters after production are characterized by scanning electron microscope morphologies, x-ray diffraction microstructural observations of the developed combined electrode reveal (i) bcc and fcc phases, (ii) good bonding between layers and (iii) defect-free microstructure. therefore, an experimental design using the taguchi method was used to determine the parameters affecting the studied properties, including yield strength (ys) and elongation (e). the developed combined electrode alloy exhibits high compression strength (~294 gpa) coupled with high elongation (~0.22%) values (possess both strength and ductility). it has been identified that by varying the heat input via torch travel speed, the microstructure and mechanical properties of the combined electrode can be controlled. therefore, optimizing gmaw process parameters to produce effective products is of great importance. the experimental results show that voltage and wire speed are the dominant variables that affect the values of ys and e at the test surface. in addition, the contribution of each factor to ys and e was determined. which can be effectively corrected with this method.

بهبود عملکرد مکانیکی در waam مبتنی بر gmaw با پالایش الکترود cualni غنی از آهن

تولید افزودنی قوس سیمی مبتنی بر جوش قوس فلزی گاز (gmaw) یک روش تولید امیدوارکننده است که به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می شود. در این مطالعه، برای اولین بار، نوع جدیدی از سیم الکترود ترکیبی با ترکیب چند عنصری برای ساخت افزودنی قوسی آلیاژ کامپوزیت آلیاژ fe-rich-al-cu-ni طراحی و توسعه داده شده است. فناوری waam مبتنی بر gmaw متشکل از 4 رشته و 4 عنصر دارای مزایای راندمان رسوب بالا، خود چرخش قوس جوشکاری و قابلیت صرفه جویی در انرژی است. دیوارهای آلیاژی کامپوزیتی نازک تحت گاز co2 خالص با استفاده از فناوری waam مبتنی بر gmaw ساخته شدند. برای بررسی تاثیر پارامترهای معرفی شده توسط فرآیند جوشکاری قوس فلزی گازی بر اساس ساخت افزودنی قوس سیمی، اجزای تولید شده از نمونه لایه به لایه با پارامترهای مختلف پس از تولید با مورفولوژی میکروسکوپ الکترونی روبشی، مشاهدات ریزساختاری پراش اشعه ایکس مشخص می‌شوند. الکترود ترکیبی توسعه‌یافته (i) فازهای bcc و fcc، (ب) پیوند خوب بین لایه‌ها و (iii) ریزساختار بدون نقص را نشان می‌دهد. بنابراین، برای تعیین پارامترهای موثر بر خواص مورد مطالعه، از جمله مقاومت تسلیم (ys) و ازدیاد طول (e) از یک طرح آزمایشی با استفاده از روش تاگوچی استفاده شد. آلیاژ الکترود ترکیبی توسعه یافته استحکام فشاری بالایی (~ 294 گیگا پاسکال) همراه با مقادیر ازدیاد طول (~ 0.22٪) (هم دارای استحکام و هم شکل پذیری) را نشان می دهد. مشخص شده است که با تغییر حرارت ورودی از طریق سرعت حرکت مشعل، می توان ریزساختار و خواص مکانیکی الکترود ترکیبی را کنترل کرد. بنابراین، بهینه سازی پارامترهای فرآیند gmaw برای تولید محصولات موثر از اهمیت بالایی برخوردار است. نتایج تجربی نشان می‌دهد که ولتاژ و سرعت سیم متغیرهای غالبی هستند که بر مقادیر ys و e در سطح آزمایش تاثیر می‌گذارند. علاوه بر این، سهم هر یک از عوامل به ys و e تعیین شد. که با این روش می توان به طور موثر اصلاح کرد.