研究目的
研究激光-TIG复合增材制造的Al-Cu（2219-Al）合金的微观组织和力学性能，旨在克服Al-Cu合金增材制造中存在的裂纹和强度不足等缺陷。
研究成果
该研究利用激光-TIG复合增材制造技术成功制备出无裂纹、气孔较少的Al-Cu（2219-Al）试样。这些试样具有细化的晶粒尺寸、均匀分布的铜元素以及半共格θ′相，从而提升了力学性能。其屈服强度、抗拉强度和延伸率均高于传统TIG、CMT或SLM方法制备的试样。研究结果表明，激光与电弧的协同效应能够制造出具有优异力学性能的构件，拓展了该材料的应用范围。
研究不足
该研究聚焦于激光-TIG复合增材制造的Al-Cu合金的微观组织与力学性能。其局限性在于仅针对2219-Al合金展开研究，且仅与TIG、CMT和SLM方法进行对比，未涉及其他铝合金或增材制造技术。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用激光-TIG复合增材制造技术制备Al-Cu合金试样。该工艺结合高能激光与强适应性TIG，实现高速高效加工。
2：样品选择与数据来源：
使用直径1.2mm的ER2319铝合金丝和2219-Al板材作为基体，提供了焊丝与基体的化学成分。
3：2mm的ER2319铝合金丝和2219-Al板材作为基体，提供了焊丝与基体的化学成分。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：增材制造系统包含GSI JK701H脉冲激光器、LMT-5040精密数控机床、Miller Dynasty200弧焊机及自动送丝机。
4：实验流程与操作步骤：
工艺参数采用脉冲频率20Hz、平均激光功率350W的脉冲激光，通过前送丝法固定焊丝与TIG焊枪。
5：数据分析方法：
采用EBSD、XRD、EPMA和TEM进行显微组织研究，通过显微硬度测试与拉伸强度测试分析力学性能。
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Zeiss Supra 55 field emission electron microscope
Supra 55
Zeiss
Used for electron backscattered diffraction (EBSD) to characterize the grain size and misorientation.
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GSI JK701H pulsed laser
JK701H
GSI
Used as a high-energy laser source in the laser-TIG hybrid additive manufacturing system.
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LMT-5040 precision CNC machine
LMT-5040
Used for precise control and movement in the additive manufacturing process.
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Miller Dynasty200 arc welding machine
Dynasty200
Miller
Used as the TIG arc source in the laser-TIG hybrid additive manufacturing system.
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Automatic wire feeder
Used for feeding the ER2319 aluminum alloy wire during the additive manufacturing process.
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Keyence VK-X100/X200 confocal microscope
VK-X100/X200
Keyence
Used to observe the microstructure of the deposited specimens.
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Olympus optical microscopy (OM)
Olympus
Used for taking continuous frames of porosity images of the specimens.
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Oxford probe system
Oxford
Used in conjunction with the Zeiss Supra 55 for EBSD analysis.
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JXA-8530 electron probe microanalyzer (EPMA)
JXA-8530
Used for characterizing element distribution in the specimens.
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JEM-2100F field emission transmission electron microscope (TEM)
JEM-2100F
Used for recording electron diffraction patterns and images to investigate precipitates.
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MVS-1000Z Vickers
MVS-1000Z
Used for microhardness tests on the specimens.
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Instron WDW-50E microcomputer
WDW-50E
Instron
Used for conducting tensile tests on the specimens.
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