在金属加工和材料科学领域，高强铝合金因其优异的力学性能和广泛的应用前景而备受关注。电弧增材制造技术作为先进制造技术的重要分支，为高强铝合金的成形和加工提供了全新的途径。本文将深入探讨高强铝合金在电弧增材制造过程中的熔滴过渡行为，特别是冷金属过渡（Cold Metal Transfer, CMT）与脉冲（Pulse, P）复合电弧技术下的表现。

电弧增材制造技术，也称为金属3D打印技术，通过逐层堆积熔化的金属丝材来实现复杂结构的直接成形。这一技术不仅具有高度的设计自由度，还能实现近净成形，减少材料浪费，提高生产效率。然而，电弧增材制造过程中熔滴过渡行为的稳定性和可控性对最终成形件的质量至关重要。熔滴过渡行为直接影响成形件的表面质量、内部缺陷和力学性能。

冷金属过渡（CMT）技术是一种低热输入、无飞溅的焊接方法，它通过焊丝的持续性收缩和周期性短路来实现。CMT技术具有自由成形、成形效率高、无材料损耗等优点，非常适合用于铝合金等轻质材料的加工。然而，单一的CMT技术由于热输入过低，可能导致堆叠的焊道结合不够紧密，影响其堆叠方向的力学性能。为了克服这一局限性，研究者们提出了CMT+P技术，即在CMT短路周期中插入脉冲电流，以提高焊机热输入，增强焊道间的结合强度。

在高强铝合金CMT+P电弧增材制造过程中，熔滴过渡行为呈现出复杂的特征。为了深入理解这一过程，研究者们采用了数值模拟和原位观测试验相结合的方法。首先，运用流体力学和电磁学理论，建立了CMT+P电弧增材熔滴过渡数值仿真模型。这一模型能够模拟熔滴在CMT阶段和脉冲阶段的过渡过程，以及熔滴内部的温度场和速度场。通过结合熔滴过渡过程中的电信号和图像特征，研究者们对熔滴过渡行为进行了详细的分析。

在CMT阶段，熔滴以平均送丝速度稳定长大，然后随熔丝机械送进接触基板而形成短路过渡。熔滴接触基板后，热量迅速传导，造成局部温度梯度较大。与基板接触的液滴表面张力大于丝端熔滴表面张力，产生明显的Marangoni力驱动熔滴沿基板快速铺展，形成扁平化的熔池。此阶段，由于CMT技术的低热输入特性，熔池冷却速度较快，有利于减少热影响区，保持高强铝合金的组织和性能稳定性。

进入脉冲（P）阶段后，脉冲电流的引入显著提高了电弧的能量密度，使得熔池温度急剧上升，熔滴过渡变得更加剧烈。此时，熔滴在脉冲电弧的作用下被迅速加热并加速向熔池过渡，形成更为强烈的喷射过渡模式。脉冲电流的周期性变化导致熔滴过渡呈现出一种间歇性的特征，这种特征有助于细化熔池中的晶粒，提高成形件的微观组织均匀性。

通过数值模拟与原位观测试验的综合分析，研究者们发现，CMT+P技术下的熔滴过渡行为在时间和空间上均表现出高度的动态性和复杂性。熔滴的大小、速度以及过渡模式均受到脉冲电流参数（如脉冲频率、峰值电流等）的显著影响。通过优化这些参数，可以实现对熔滴过渡行为的精确控制，进而提升高强铝合金电弧增材制造件的成形质量和力学性能。未来，随着对CMT+P技术熔滴过渡行为研究的不断深入，高强铝合金电弧增材制造技术有望在航空航天、汽车制造等领域展现出更为广阔的应用前景。