【摘要】：金屬零部件在使用過程中由于疲勞等原因會產(chǎn)生裂紋,嚴重影響機械產(chǎn)品的使用、壽命和安全性等,為避免裂紋擴展造成的機械故障和工藝等問題,研發(fā)一種對初始裂紋進行修復(fù)的設(shè)備,具有顯著的應(yīng)用價值。針對304金屬件表面微裂紋修復(fù)問題,參考現(xiàn)有的裂紋修復(fù)技術(shù)方法并結(jié)合實際應(yīng)用場合的要求,形成了采用激光加熱結(jié)合同步送粉方式對表面微裂紋進行修復(fù)的實驗裝置框架。影響該實驗裝置實際修復(fù)效果的因素主要來自兩個方面,其中一個與激光有關(guān),另外一個重要因素與送粉有關(guān),如金屬粉末流動的穩(wěn)定性和匯聚性、輸送量等。首先,根據(jù)發(fā)現(xiàn)裂紋、加熱裂紋區(qū)、修復(fù)裂紋的加工要求,確定實驗裝置的基本構(gòu)成。通過對比各種方法的優(yōu)缺點,選擇合理的裂紋檢測方式,根據(jù)相關(guān)影響因素對激光部分進行簡要設(shè)計,確定整體結(jié)構(gòu)布局。然后對適用于該實驗裝置的送粉系統(tǒng)進行詳細設(shè)計。不同于常用送粉結(jié)構(gòu),為操作方便、加工靈活,該送粉系統(tǒng)需具有粉末儲存量小、粉末輸送穩(wěn)定而且不受系統(tǒng)位置變化的影響、與裝置的其他部分協(xié)調(diào)組合等特點。結(jié)合送粉系統(tǒng)設(shè)計和使用要求,修復(fù)加工時裝置與工件存在間距,采用氣固兩相流輸送方法將粉末送到工件表面。采用螺桿傳輸方式將粉末從送粉器內(nèi)取出,使粉末輸送量均勻可控,并采用同軸輸送方法將粉末準確輸送到加熱區(qū)。因此形成了由動力供應(yīng)、送粉器、流量檢測、輸送噴嘴幾部分構(gòu)成的輸送系統(tǒng)。并根據(jù)兩相流輸送理論,設(shè)計計算輸送管路的直徑和氣流速度,作為系統(tǒng)設(shè)計的基本參數(shù)。根據(jù)加工條件,設(shè)計了包含引入段和匯聚段的兩通道一體式同軸送粉噴嘴結(jié)構(gòu),利用Fluent對流體通道結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)設(shè)計優(yōu)化,使得該噴嘴具有良好的流體匯聚效果,達到了設(shè)計要求,為相關(guān)噴嘴設(shè)計提供參考。此外設(shè)計了自重螺旋輸送錐形送粉器,根據(jù)經(jīng)驗公式對其組成件殼體、螺旋輸送桿進行設(shè)計計算,并用Fluent驗證了該結(jié)構(gòu)的可行性。通過對比各種固體粉末流量檢測方法,基于光電法設(shè)計了流量采集系統(tǒng)并編寫上位機labview程序采集顯示信號,并驗證了采集系統(tǒng)運行的可行性。最后綜合上述設(shè)計計算,利用Creo建立輸送系統(tǒng)三維裝配圖校核輸送系統(tǒng)的連接配合,并利用3D打印制作試驗系統(tǒng)樣件。經(jīng)過調(diào)試,噴嘴輸送效果與模擬設(shè)計結(jié)果基本吻合,同時驗證了系統(tǒng)和送粉器設(shè)計的可行性。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG665

【參考文獻】

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本文編號：2671785