Page 130 - 无损检测2024年第九期
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颜江涛，等：
金属增材制造检测技术与质量控制研究进展
图 2 CM247LC 中的裂纹缺陷 [12]
固态裂纹呈笔直状且常有尖锐扭结；凝固裂纹可 的另一个原因。
由上一层形成的液化裂纹扩展而成，其晶胞和枝 1.4 匙孔孔隙
晶臂有明显圆形特征。裂纹长度大多在数十微米 金属的快速密集蒸发会对熔池产生反冲压力，
至数百微米，有时可达毫米级。金属增材制造快 将周围的金属熔液向下推挤，形成像钥匙孔一样的
速熔化和冷却过程中，熔池和凝固区域存在大温 深窄空腔，通常称之为匙孔 [14] 。高激光功率和低扫
度梯度，研究表明，PBF 中熔池的冷却速度大于 描速度会导致熔池形状从浅而半圆的传导模式过渡
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10 K/s [12] ，温度梯度大于 10 K/mm [13] ，较大的温 为深窄的匙孔模式。匙孔的反复形成与坍塌过程中
度梯度会导致零件中产生残余应力，从而诱发裂 会形成气泡，气泡向熔池后侧移动的过程中产生收
纹并使其扩展。除温度梯度外，冷却过程中不同 缩，再被推进的凝固前沿端捕获而无法及时排出，从
层间的热膨胀和收缩趋势不一致是产生残余应力 而形成孔隙，该过程如图3所示。
图 3 匙孔孔隙形成过程 [15]
1.5 未熔合 量等因素诱发，会严重降低层间结合力，制约制件的
未熔合是增材制造过程中金属粉末颗粒未完全 强度和性能。
熔化就凝固结合而产生的孔隙型缺陷，主要表现为 上述可检特征反映打印过程的稳定性，其中裂
制件层间结合不良或含有未熔化粉末，如图4所示。 纹、气孔等缺陷会降低制件的力学性能，影响制件质
未熔合缺陷通常由低热源功率、高扫描速度、大供粉 量和使用安全，因此需采取有效方法进行检测和质
图 4 Ti-6Al-4V 中的未熔合缺陷 [16]
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2024 年 第 46 卷 第 9 期
无损检测
