鋁合金薄壁激光—電弧復(fù)合增材制造工藝研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-23 22:57
隨著科技發(fā)展及推廣應(yīng)用的需求,不同領(lǐng)域結(jié)構(gòu)樣件在追求大型化和復(fù)雜化的同時(shí),也不斷向輕量化方向發(fā)展,從而降低成本、節(jié)約能源并拓展應(yīng)用領(lǐng)域。以鋁合金為主的輕質(zhì)合金,由于密度低、比強(qiáng)度高和較好的斷裂韌性,在制造領(lǐng)域備受關(guān)注。以激光或電弧為熱源的激光增材制造技術(shù)或電弧增材制造技術(shù),相比于傳統(tǒng)的鑄造方式,因成形效率高、成形精度高和成形自由度不受限等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通和汽車制造等領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上,將激光和電弧兩種熱源相復(fù)合,這項(xiàng)技術(shù)可以更好的利用能源,成形質(zhì)量較優(yōu)的成形結(jié)構(gòu)樣件。本論文以鋁合金6061為基板材料,以直徑1.2 mm的鋁合金4043為送絲材料,選擇JK701H型Nd:YAG脈沖激光器和Dynasty200 DX型電弧焊機(jī),使用激光-電弧復(fù)合增材制造技術(shù)進(jìn)行工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)和薄壁結(jié)構(gòu)成形實(shí)驗(yàn),并與電弧增材制備的薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比。(1)通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)方法,以余高系數(shù)和成形效率為優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn),確定可用于制備薄壁結(jié)構(gòu)的激光功率、電弧電流、送絲速度、掃描速度、預(yù)熱溫度和鎢極高度;(2)使用優(yōu)化后的工藝參數(shù),采用逐層降低電弧電流的方法制備激光-電弧復(fù)合增材薄壁結(jié)構(gòu);(3)與電弧增材薄壁結(jié)構(gòu)...
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 鋁合金增材制造技術(shù)概述
1.2.1 激光增材制造技術(shù)
1.2.2 電弧增材制造技術(shù)
1.2.3 激光-電弧復(fù)合增材制造技術(shù)
1.3 鋁合金增材制造技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 激光增材制造技術(shù)
1.3.2 電弧增材制造技術(shù)
1.3.3 激光-電弧復(fù)合增材制造技術(shù)
1.4 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
1.4.1 研究?jī)?nèi)容
1.4.2 技術(shù)路線
2 激光-電弧復(fù)合增材制造平臺(tái)搭建與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1 激光-電弧復(fù)合增材制造實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
2.1.1 平臺(tái)設(shè)計(jì)
2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備選取
2.2 激光-電弧復(fù)合增材制造實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.2 樣品制備方法
2.2.3 樣品檢測(cè)方法及設(shè)備
2.3 本章小結(jié)
3激光-電弧復(fù)合增材薄壁結(jié)構(gòu)工藝實(shí)驗(yàn)
3.1 工藝參數(shù)的選擇
3.1.1 激光工藝參數(shù)
3.1.2 電弧工藝參數(shù)
3.1.3 送絲工藝參數(shù)
3.1.4 熱源間工藝參數(shù)
3.2單道單層結(jié)構(gòu)工藝實(shí)驗(yàn)
3.2.1 激光功率
3.2.2 電弧電流
3.2.3 送絲速度
3.2.4 掃描速度
3.2.5 預(yù)熱溫度
3.2.6 鎢極高度和送絲速度
3.3 薄壁結(jié)構(gòu)制備實(shí)驗(yàn)
3.4 本章小結(jié)
4 薄壁結(jié)構(gòu)微觀組織檢測(cè)與性能分析
4.1 微觀組織分析
4.1.1 微觀組織形貌和大小
4.1.2 元素分布
4.1.3 物相組成
4.1.4 氣孔缺陷
4.2 力學(xué)性能分析
4.2.1 顯微硬度
4.2.2 拉伸性能
4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]4043鋁合金電弧增材冷約束組織特征研究[J]. 劉一搏,靳鵬,王建峰,李軍兆,李長(zhǎng)光,李子巖,孫清潔. 航空制造技術(shù). 2019(Z1)
[2]激光功率對(duì)5356鋁合金激光誘導(dǎo)MIG電弧增材制造組織性能的影響[J]. 孫承帥,張兆棟,劉黎明. 焊接學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]鋁合金電弧增材制造成形工藝與性能研究[J]. 王秋雨,楊可,徐先宜,莊百亮,包曄峰,蔣永鋒. 電焊機(jī). 2018(09)
[4]激光增材制造高強(qiáng)AlSi7Mg鋁合金構(gòu)件工藝與組織調(diào)控研究[J]. 劉婷,葛建彪. 應(yīng)用激光. 2018(03)
[5]工藝參量對(duì)鋁合金復(fù)合焊接接頭耐蝕性的影響[J]. 李忠,王濤,劉佳,石巖,白陳明,栗紅星. 激光技術(shù). 2019(02)
[6]7N01鋁合金多層多道MIG焊接頭的組織和成分研究[J]. 佘亞?wèn)|,刁廣運(yùn),汪殿龍,梁志敏. 熱加工工藝. 2018(09)
[7]Al-Cu-Mg合金電弧增材制造技術(shù)研究[J]. 祁澤武,從保強(qiáng),齊鉑金,孫紅葉,張睿澤. 焊接技術(shù). 2018(04)
[8]退火溫度對(duì)5B06鋁合金電弧增材制造組織與力學(xué)性能的影響[J]. 蔣海濤,賈娜姿,步賢政,胡洋,游東洋. 熱加工工藝. 2018(08)
[9]5056鋁合金氬弧焊接數(shù)值分析與熔池形貌研究[J]. 陳建剛,魏正英,杜軍,舒林森. 熱加工工藝. 2018(07)
[10]不同冷卻方式對(duì)7系鋁合金MIG焊接頭組織和力學(xué)性能的影響[J]. 石康檸,曹益,梁志敏. 熱加工工藝. 2018(05)
碩士論文
[1]鋁合金結(jié)構(gòu)件激光電弧復(fù)合增材制造工藝分析[D]. 王鵬.大連理工大學(xué) 2016
[2]激光增材制造Al-12Si合金成形工藝與性能研究[D]. 史淑文.湖南大學(xué) 2016
[3]鋁合金激光-TIG復(fù)合填絲焊接工藝研究[D]. 張楚翔.大連理工大學(xué) 2014
本文編號(hào):3514775
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 鋁合金增材制造技術(shù)概述
1.2.1 激光增材制造技術(shù)
1.2.2 電弧增材制造技術(shù)
1.2.3 激光-電弧復(fù)合增材制造技術(shù)
1.3 鋁合金增材制造技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 激光增材制造技術(shù)
1.3.2 電弧增材制造技術(shù)
1.3.3 激光-電弧復(fù)合增材制造技術(shù)
1.4 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
1.4.1 研究?jī)?nèi)容
1.4.2 技術(shù)路線
2 激光-電弧復(fù)合增材制造平臺(tái)搭建與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1 激光-電弧復(fù)合增材制造實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
2.1.1 平臺(tái)設(shè)計(jì)
2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備選取
2.2 激光-電弧復(fù)合增材制造實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.2 樣品制備方法
2.2.3 樣品檢測(cè)方法及設(shè)備
2.3 本章小結(jié)
3激光-電弧復(fù)合增材薄壁結(jié)構(gòu)工藝實(shí)驗(yàn)
3.1 工藝參數(shù)的選擇
3.1.1 激光工藝參數(shù)
3.1.2 電弧工藝參數(shù)
3.1.3 送絲工藝參數(shù)
3.1.4 熱源間工藝參數(shù)
3.2單道單層結(jié)構(gòu)工藝實(shí)驗(yàn)
3.2.1 激光功率
3.2.2 電弧電流
3.2.3 送絲速度
3.2.4 掃描速度
3.2.5 預(yù)熱溫度
3.2.6 鎢極高度和送絲速度
3.3 薄壁結(jié)構(gòu)制備實(shí)驗(yàn)
3.4 本章小結(jié)
4 薄壁結(jié)構(gòu)微觀組織檢測(cè)與性能分析
4.1 微觀組織分析
4.1.1 微觀組織形貌和大小
4.1.2 元素分布
4.1.3 物相組成
4.1.4 氣孔缺陷
4.2 力學(xué)性能分析
4.2.1 顯微硬度
4.2.2 拉伸性能
4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]4043鋁合金電弧增材冷約束組織特征研究[J]. 劉一搏,靳鵬,王建峰,李軍兆,李長(zhǎng)光,李子巖,孫清潔. 航空制造技術(shù). 2019(Z1)
[2]激光功率對(duì)5356鋁合金激光誘導(dǎo)MIG電弧增材制造組織性能的影響[J]. 孫承帥,張兆棟,劉黎明. 焊接學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]鋁合金電弧增材制造成形工藝與性能研究[J]. 王秋雨,楊可,徐先宜,莊百亮,包曄峰,蔣永鋒. 電焊機(jī). 2018(09)
[4]激光增材制造高強(qiáng)AlSi7Mg鋁合金構(gòu)件工藝與組織調(diào)控研究[J]. 劉婷,葛建彪. 應(yīng)用激光. 2018(03)
[5]工藝參量對(duì)鋁合金復(fù)合焊接接頭耐蝕性的影響[J]. 李忠,王濤,劉佳,石巖,白陳明,栗紅星. 激光技術(shù). 2019(02)
[6]7N01鋁合金多層多道MIG焊接頭的組織和成分研究[J]. 佘亞?wèn)|,刁廣運(yùn),汪殿龍,梁志敏. 熱加工工藝. 2018(09)
[7]Al-Cu-Mg合金電弧增材制造技術(shù)研究[J]. 祁澤武,從保強(qiáng),齊鉑金,孫紅葉,張睿澤. 焊接技術(shù). 2018(04)
[8]退火溫度對(duì)5B06鋁合金電弧增材制造組織與力學(xué)性能的影響[J]. 蔣海濤,賈娜姿,步賢政,胡洋,游東洋. 熱加工工藝. 2018(08)
[9]5056鋁合金氬弧焊接數(shù)值分析與熔池形貌研究[J]. 陳建剛,魏正英,杜軍,舒林森. 熱加工工藝. 2018(07)
[10]不同冷卻方式對(duì)7系鋁合金MIG焊接頭組織和力學(xué)性能的影響[J]. 石康檸,曹益,梁志敏. 熱加工工藝. 2018(05)
碩士論文
[1]鋁合金結(jié)構(gòu)件激光電弧復(fù)合增材制造工藝分析[D]. 王鵬.大連理工大學(xué) 2016
[2]激光增材制造Al-12Si合金成形工藝與性能研究[D]. 史淑文.湖南大學(xué) 2016
[3]鋁合金激光-TIG復(fù)合填絲焊接工藝研究[D]. 張楚翔.大連理工大學(xué) 2014
本文編號(hào):3514775
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