OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 2 2026 33 TECHNOLOGY области производства средне- и крупногабаритных металлических деталей сложной геометрии является проволочная дуговая аддитивная технология WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) [5, 6]. Этот метод, основанный на послойном наплавлении металлической проволоки с помощью электрической дуги, сочетает высокую производительность, экономическую эффективность и возможность использования широкого спектра конструкционных материалов [7–9]. Однако, как и для многих других аддитивных процессов, для WAAM характерна неоднородность механических свойств по объему изделия и наличие остаточных напряжений, что в совокупности может ограничивать применение изготовленных деталей в ответственных конструкциях, подверженных циклическим и ударным нагрузкам [10–12]. Для расширения функциональных возможностей аддитивных технологий, основанных на WAAM-методе, активно разрабатываются гибридные подходы, сочетающие синтез и упрочняющую обработку, которая проводится либо методом термической обработки (ТО) готовых деталей [13], либо путем деформационного воздействия на разных этапах – как после изготовления, так и в ходе синтеза [14–18]. Эффективность сопутствующего синтезу деформационного упрочнения напрямую зависит от глубины упрочненного слоя, поскольку последующий нагрев верхних синтезированных слоев в процессе аддитивного построения детали приводит к их термическому разупрочнению. Следовательно, чтобы сохранить высокие механические свойства готового изделия, упрочнению должен подвергаться объем материала, выходящий за пределы зоны рекристаллизации, формируемой при повторных нагревах. В гибридных WAAM-процессах применяются различные методы деформационного упрочнения. Так, например, для сплава Ti-6Al-4V, полученного WAAM, межслойное накатывание обеспечило измельчение зерен и переход от столбчатой микроструктуры к равноосной, что сопровождалось повышением прочности [19]. Накатывание при синтезе того же сплава при нагрузках 60 и 90 кН позволило достичь измельчения структуры на глубину до 3 мм от поверхности [17], а для сплава Al-6.3Cu эффект усиливался последующей термообработкой T6 [20]. Применение в гибридных технологиях WAAM ударной чеканки пневматическим молотом (180 Гц, 6 бар, ∅ 4 мм) для Ti-6Al-4V также обеспечивает измельчение структуры на глубину до 3 мм, формирование сжимающих остаточных напряжений и рост твердости с 420 до 492 HV [18]. Применение лазерно-ударного упрочнения позволяет уменьшить зерно (например, для алюминиевого сплава 2319 – на 22 %) и увеличить его твердость, однако зона его воздействия ограничена поверхностным слоем толщиной не более 1 мм [21]. Недостатком рассмотренных методов является увеличение времени цикла из-за необходимости охлаждения каждого слоя, что снижает производительность WAAM. Кроме того, зона упрочнения ограничена глубиной 1…3 мм, что часто не выходит за пределы зоны рекристаллизации. Важным параметром, определяющим эффективность деформационного упрочнения, особенно применительно к материалам, синтезированным WAAM-методом, является температура, при которой осуществляется деформационное воздействие. С одной стороны, нагрев материала может быть необходимым условием для снижения его сопротивления деформированию и предотвращения образования трещин (подход, характерный для термомеханической обработки). С другой стороны, в гибридных аддитивных процессах деформационному упрочнению может подвергаться еще не остывший, только что нанесенный металл, что делает температуру не управляемым параметром, а следствием технологического процесса, требующим тщательного изучения. Это подтверждается примерами деформационного упрочнения различными способами нагретых металлических материалов [22]. Так, дробеструйная упрочняющая обработка титанового сплава, нагретого до 280 °C, позволила увеличить глубину упрочнения с 100 до 160 мкм относительно дробеструйной обработки при комнатной температуре [23]. При дробеструйной обработке пружинных сталей максимальная твердость достигалась при нагреве образцов до температуры 200 °С [24], причем дальнейший нагрев приводил к снижению твердости из-за чрезмерного размягчения. При лазерной ударной обработке для алюминиевого сплава A356 увеличение рабочей температуры от комнатной
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1