發(fā)布時間：2021-01-12 21:52

　　高溫合金以其耐高溫、抗腐蝕以及抗蠕變等優(yōu)良性能廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,但傳統(tǒng)加工方法存在效率低成本高等問題,限制了其進一步發(fā)展。電弧增材制造不僅成形效率高、材料利用率高,而且具有成形路徑受限小、尺寸范圍大等優(yōu)勢。高溫合金增材成形結(jié)構(gòu)件的組織性能是影響其在工程應(yīng)用的關(guān)鍵因素,因此本文研究了GH4169鎳基高溫合金TIG電弧增材成形質(zhì)量。通過掃描儀測量了堆焊層輪廓,對焊道模型進行簡化擬合后建立了電弧增材單道熔覆和多層堆積的數(shù)學模型�；贘matPro軟件模擬計算出材料在高溫條件下的熱物理參數(shù),借助ANSYS參數(shù)化語言APDL,采用生死單元法實現(xiàn)了電弧增材過程動態(tài)仿真。模擬了單道熔覆時的溫度場變化規(guī)律并通過實驗對比驗證,在此基礎(chǔ)上進行多層堆積模擬仿真,分析多層堆積過程中溫度場變化規(guī)律以及基板對焊道散熱的作用。研究了不同增材工藝參數(shù)對鎳基高溫合金宏觀成形質(zhì)量的影響。首先通過正交試驗探究了鎳基高溫合金單道熔覆時穩(wěn)定成形的工藝參數(shù)范圍,接著探究了焊接電流、焊接速度以及送絲速度等工藝參數(shù)對焊道熔寬和余高的影響,采用多元非線性回歸分析建立了增材參數(shù)與焊道熔寬以及余高的數(shù)學關(guān)系模型。在多層堆積過程中,研究了... 

【文章來源】：江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

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江南大學碩士學位論文10257.820.4647.048.350.4413.42007.760.5344.188.290.4814.84007.700.6239.078.210.4917.98007.610.6026.518.010.6223.612007.400.6631.327.800.7130.616006.880.831407.340.7514020006.540.832006.980.762402.2.2增材模型的建立電弧增材制造是一個涉及電嘗熱嘗流嘗力場等多方面因素的非線性熱傳遞過程，為了計算方便有必要對求解問題進行一些假設(shè)，忽略對結(jié)果影響較小的因素，簡化模型提高計算效率。模型的基本假設(shè)主要有：(1)假設(shè)熔池和電弧呈軸對稱分布；(2)假設(shè)焊接系統(tǒng)周圍空氣溫度穩(wěn)定；(3)假設(shè)焊接系統(tǒng)輸出功率穩(wěn)定，焊接過程平穩(wěn)進行；(4)忽略電磁作用對焊接過程中溫度場變化的影響；(5)忽略電弧壓力和熔池流場作用；(6)忽略基板與工作臺之間的熱傳遞。對于有限元分析模型的建立要符合實際增材情況，在不影響分析目的的基礎(chǔ)上，可以適當對實際模型進行簡化，忽略影響較小的因素，如圖2-1為單層單道熔覆層的表面形貌。實驗過程中的工藝參數(shù)選擇為焊接電流170A、焊速180mm/min、送絲速度800mm/min，起弧高度4mm、保護氣流量15L/min。材料選取直徑為1.6mm的GH4169鎳基高溫合金焊絲，在尺寸為240×240×15mm的45鋼基板中間熔覆60mm長的焊道，實驗前使用丙酮擦拭基板表面去除油污。圖2-1單層單道熔覆層圖2-2焊道截面形狀圖2-3焊道截面簡化模型采用掃描精度為0.03mm的handyscan700掃描儀對焊道與基板進行輪廓掃描，將掃描數(shù)據(jù)導入到GeomagicStudio軟件中，選取焊道中間穩(wěn)定成形區(qū)域截取焊道截面，將焊道截面點云數(shù)據(jù)導入到CAD中得到焊道截面形狀如圖2-2所示。由圖2-2可知焊道

江南大學碩士學位論文10257.820.4647.048.350.4413.42007.760.5344.188.290.4814.84007.700.6239.078.210.4917.98007.610.6026.518.010.6223.612007.400.6631.327.800.7130.616006.880.831407.340.7514020006.540.832006.980.762402.2.2增材模型的建立電弧增材制造是一個涉及電嘗熱嘗流嘗力場等多方面因素的非線性熱傳遞過程，為了計算方便有必要對求解問題進行一些假設(shè)，忽略對結(jié)果影響較小的因素，簡化模型提高計算效率。模型的基本假設(shè)主要有：(1)假設(shè)熔池和電弧呈軸對稱分布；(2)假設(shè)焊接系統(tǒng)周圍空氣溫度穩(wěn)定；(3)假設(shè)焊接系統(tǒng)輸出功率穩(wěn)定，焊接過程平穩(wěn)進行；(4)忽略電磁作用對焊接過程中溫度場變化的影響；(5)忽略電弧壓力和熔池流場作用；(6)忽略基板與工作臺之間的熱傳遞。對于有限元分析模型的建立要符合實際增材情況，在不影響分析目的的基礎(chǔ)上，可以適當對實際模型進行簡化，忽略影響較小的因素，如圖2-1為單層單道熔覆層的表面形貌。實驗過程中的工藝參數(shù)選擇為焊接電流170A、焊速180mm/min、送絲速度800mm/min，起弧高度4mm、保護氣流量15L/min。材料選取直徑為1.6mm的GH4169鎳基高溫合金焊絲，在尺寸為240×240×15mm的45鋼基板中間熔覆60mm長的焊道，實驗前使用丙酮擦拭基板表面去除油污。圖2-1單層單道熔覆層圖2-2焊道截面形狀圖2-3焊道截面簡化模型采用掃描精度為0.03mm的handyscan700掃描儀對焊道與基板進行輪廓掃描，將掃描數(shù)據(jù)導入到GeomagicStudio軟件中，選取焊道中間穩(wěn)定成形區(qū)域截取焊道截面，將焊道截面點云數(shù)據(jù)導入到CAD中得到焊道截面形狀如圖2-2所示。由圖2-2可知焊道

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]Al-Mg鋁合金雙脈沖電弧增材制造技術(shù)及工藝研究[D]. 何磊.南京理工大學 2017



本文編號：2973613