本課題基于機器人等離子弧增材制造技術(shù),針對ER130S-G高強鋼為研究對象,對高強鋼等離子弧增材成形工藝及增韌進行研究。采用Design-Expert軟件對單道多層直壁體進行成形尺寸建模及模型優(yōu)化,得出優(yōu)化后的層寬與層高和工藝參數(shù)之間的數(shù)學(xué)表達式。針對熔敷道的寬高比對高強鋼道間搭接平整度影響研究,采用多項式擬合曲線來得出在不同寬高比下搭接率與平整度之間的關(guān)系,得出當(dāng)采用大的寬高比時如本文中的11.61,熔敷層能夠得到較佳的平整度。研究熔敷電流、送絲速度、層間溫度等三個工藝參數(shù)分別對高強鋼增材件微觀組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果顯示,不同熔敷電流下試樣的拉伸強度均達到1000MPa以上,Y方向（平行堆積速度方向）的抗沖擊能力、延伸率均高于X方向（垂直堆積速度方向）;采用110A電流時相對于90A電流下延伸率提高了167%,同時沖擊韌性提高11.11%。層間溫度為40℃時,相比于120℃的層間溫度下,延伸率提高47.83%,沖擊韌性提高19.81%;送絲速度為0.75m/min,相比于1.05m/min送絲速度下,抗拉強度提高10.91%,延伸率提高228.91%,沖擊韌性提高45.98%... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同方向的打印成形多孔結(jié)構(gòu)[17]

碩士學(xué)位論文高強鋼等離子電弧增材工藝及增韌研究3a)45°，b)水平，c)45°放置含翹曲和缺口，d)水平放置含孔洞和缺口圖1.1不同方向的打印成形多孔結(jié)構(gòu)[17]a)掃描功率，b)成形長度，c)掃描速度，d)掃描間隔圖1.2相對收縮與各工藝參數(shù)的關(guān)系[18]清華大學(xué)的顏永年等[19]針對電子束選區(qū)熔化成形技術(shù)過程中金屬粉末在電子束作用下容易潰散的特點，進行不同形狀的316L不銹鋼粉末的成形研究，得出兩種粉末相結(jié)合，既能夠提高粉末抗?jié)⑸⒌哪芰�，同時也能夠克服粉末熔化后聚球現(xiàn)象。同時針對成形過程中各個成形區(qū)域的溫度場分布特性，提出了成形件旋轉(zhuǎn)法和多連通區(qū)域零件的薄層切割法，通過這些方法能夠較好地解決成形件第一條掃描線球化和成形區(qū)域不同部位的所需溫度不一樣的問題，從而簡化了數(shù)據(jù)處理過程。北京航空航天大學(xué)的王志會[20]等研究了激光粉末增材超高強鋼AF1410的微觀組織和力學(xué)性能。得出直接沉積態(tài)的高強鋼熔敷層厚板微觀組織呈現(xiàn)處定向凝固的特征，而

碩士學(xué)位論文高強鋼等離子電弧增材工藝及增韌研究5a)CMT，b)CMT-P，c)CMT-ADV，d)CMT-PADV圖1.3不同的CMT工藝方法下Al-Cu合金電弧增材氣孔[23]Xiong等[25]采用GMAW電弧增材方法，研究層間溫度對薄壁零件的側(cè)表面粗糙度的影響，如圖1.4所示。其中a)為20℃，b)為120℃，c)為300℃，d)為450℃。研究表明，層間溫度越低，薄壁件側(cè)表面的粗糙度越小，表面精度越高。a)20℃，b)120℃，c)300℃，d)450℃圖1.4層間溫度對薄壁零件的側(cè)表面粗糙度的影響[25]Chen等[26]研究了熱處理對316L不銹鋼電弧增材的顯微組織和力學(xué)性能的影響。如圖1.5所示。其中a)為原始形貌，b)為1000℃1h，c)為1100℃1h，d)為1200℃1h，e)為1200℃4h。結(jié)果表明，通過1000℃的熱處理后，隨著殘留δ鐵素體的球化有效的增加不銹鋼中的σ相的數(shù)量，由于σ相數(shù)量提高，其屈服強度和抗拉強度也增大，但是延伸率下降；當(dāng)在1100和1200熱處理一個小時后，σ相完全溶解在γ基體中，致使其強度下降，并且隨著熱處理溫度的升高，δ鐵素體的含量減少；柱狀晶形態(tài)在熱處理前后并沒有什么變化；在1200℃下長時間保溫，發(fā)現(xiàn)晶粒出現(xiàn)明顯長大現(xiàn)象，且原先的柱狀枝晶轉(zhuǎn)隨著σ和δ相的溶解變成等軸晶形態(tài)。同時研究結(jié)果表明隨著熱處理溫度和時

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高強鋼船體結(jié)構(gòu)的增材制造技術(shù)[J]. 劉水根,鄭磊,謝銳,張海鷗,王桂蘭.  熱加工工藝. 2018(22)
[2]激光選區(qū)燒結(jié)馬氏體時效鋼多孔框架的微結(jié)構(gòu)缺陷及力學(xué)性能影響分析[J]. 文聘,葉紅玲,楊慶生.  機械工程學(xué)報. 2018(17)
[3]雙絲CMT堆焊高強鋼工藝[J]. 韓善果,劉朋,易耀勇,蔡得濤.  焊接技術(shù). 2018(03)
[4]增材制造原材料發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 鄧麗榮,王曉剛,陸樹河,華小虎.  科技資訊. 2016(24)
[5]鋁合金激光-電弧復(fù)合增材制造工藝分析[J]. 王鵬,張兆棟,宋剛,劉黎明.  焊接技術(shù). 2016(10)
[6]激光增材制造AF1410超高強度鋼組織與力學(xué)性能研究[J]. 王志會,王華明,劉棟.  中國激光. 2016(04)
[7]絲材電弧增材制造技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢[J]. 耿海濱,熊江濤,黃丹,李京龍,朱志華.  焊接. 2015(11)
[8]鋁合金電弧增材制造焊道寬度尺寸預(yù)測[J]. 柏久陽,王計輝,林三寶,楊春利.  焊接學(xué)報. 2015(09)
[9]應(yīng)用于航空領(lǐng)域的金屬高性能增材制造技術(shù)[J]. 林鑫,黃衛(wèi)東.  中國材料進展. 2015(09)
[10]電弧微鑄軋復(fù)合增材新方法制造高強度鋼零件[J]. 王桂蘭,符友恒,梁立業(yè),張海鷗.  熱加工工藝. 2015(13)

博士論文
[1]基于TIG堆焊技術(shù)的熔焊成型軌跡規(guī)劃研究[D]. 胡瑢華.南昌大學(xué) 2007

碩士論文
[1]電弧熔絲增材制造高強鋼零件工藝基礎(chǔ)研究[D]. 曹嘉明.華中科技大學(xué) 2017
[2]微量元素對焊縫金屬組織及性能的影響研究[D]. 牛犇.昆明理工大學(xué) 2016
[3]激光熔覆Fe-Al復(fù)合涂層研究及數(shù)值模擬[D]. 李德英.華東交通大學(xué) 2011



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