不銹鋼已成為現(xiàn)代工業(yè)三大支柱材料之一,其中316奧氏體不銹鋼因其良好的性能在管道制造中具有廣泛的應(yīng)用,傳統(tǒng)管道制造主要采用整體鍛造和鍛焊,但是均存在很多問題,增材制造因制造成本低、成形速率高、智能化等優(yōu)點,因此課題考慮利用增材制造的方法研究管道支管結(jié)構(gòu)件。本文采用TIG電弧以及激光-TIG復(fù)合熱源對316奧氏體不銹鋼進行增材制造。確定了行走速度、送絲速度、電弧電流的范圍并得到了最優(yōu)參數(shù),考察最優(yōu)情況下墻體尺寸、微觀形貌以及顯微硬度,研究了單一參數(shù)對墻體的成形尺寸、微觀形貌以及顯微硬度的影響,在最優(yōu)參數(shù)的基礎(chǔ)上,引入小功率激光研究激光功率變化對墻體的成形尺寸、微觀形貌以及顯微硬度的影響,研究了激光引入后,電弧形貌以及熔池形貌的變化,最后在最優(yōu)參數(shù)條件下,堆積圓管件,研究路徑改變對墻體成形及力學(xué)性能的影響,實驗均取得較好的結(jié)果。單TIG電弧研究結(jié)果表明:為獲得好的堆焊層成形,應(yīng)保證焊接電流和焊接速度為正相關(guān)關(guān)系。鎢極角度的變化,表現(xiàn)為電弧力對熔池的作用方式的改變,鎢極角度不適合時會帶來墻體高度和寬度的不穩(wěn)定。電弧電流的變化主要表現(xiàn)為對重熔區(qū)區(qū)域大小及晶粒粗細的影響。層間冷卻溫度的變化對墻體... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 不銹鋼的性能及分類
    1.2 316奧氏體不銹鋼的特點及應(yīng)用
        1.2.1 316奧氏體不銹鋼的性能
        1.2.2 316奧氏體不銹鋼的應(yīng)用
    1.3 增材制造的概念
    1.4 不同熱源下的增材制造
        1.4.1 激光增材制造
        1.4.2 電子束增材制造
        1.4.3 電弧增材制造
        1.4.4 激光-電弧復(fù)合熱源增材制造
    1.5 本課題背景及研究內(nèi)容
        1.5.1 課題背景
        1.5.2 本文的研究內(nèi)容
2 試驗材料、設(shè)備及方法
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗設(shè)備
    2.3 試驗方法
        2.3.1 焊前準備
        2.3.2 堆積過程
        2.3.3 堆積后分析
3 單TIG電弧實驗參數(shù)范圍的確定
    3.1 實驗參數(shù)匹配對焊縫成形的影響
        3.1.1 行走速度和電弧電流匹配墻體寬度變化規(guī)律
        3.1.2 墻體成形規(guī)律
    3.2 微觀形貌變化規(guī)律
    3.3 顯微硬度變化規(guī)律
    3.4 分析討論
    3.5 本章小結(jié)
4 單一焊接參數(shù)對墻體微觀組織和力學(xué)性能的影響
    4.1 鎢極角度對墻體的影響
        4.1.1 鎢極角度變化對墻體尺寸的影響
        4.1.2 鎢極角度變化對微觀組織的影響
        4.1.3 鎢極角度變化對顯微硬度的影響
    4.2 電弧電流對墻體的影響
        4.2.1 電弧電流變化對墻體尺寸的影響
        4.2.2 電弧電流變化對微觀組織的影響
        4.2.3 電弧電流變化對顯微硬度的影響
    4.3 層間冷卻時間對墻體的影響
        4.3.1 層間冷卻對墻體尺寸的影響
        4.3.2 層間冷卻時間變化對微觀組織的影響
        4.3.3 層間冷卻時間變化對顯微硬度的影響
    4.4 送絲速度對墻體的影響
        4.4.1 送絲速度變化對墻體尺寸的影響
        4.4.2 送絲速度變化對微觀組織的影響
        4.4.3 送絲速度變化對顯微硬度的影響
    4.5 行走速度對墻體的影響
        4.5.1 行走速度變化對墻體尺寸的影響
        4.5.2 行走速度變化對微觀組織的影響
        4.5.3 行走速度變化對顯微硬度的影響
    4.6 分析討論
        4.6.1 單道多層墻體尺寸理想模型
        4.6.2 單道多層墻體尺寸驗證
    4.7 本章小結(jié)
5 不銹鋼激光-電弧復(fù)合增材制造工藝及組織研究
    5.1 激光功率對墻體成形的影響
    5.2 激光功率對微觀組織的影響
    5.3 激光功率對抗拉強度和延伸率的影響
    5.4 激光功率對顯微硬度的影響
    5.5 激光功率對電弧形貌及熔池的影響
    5.6 分析討論
    5.7 本章小結(jié)
6 單道多層墻體路徑優(yōu)化及增材簡單構(gòu)件
    6.1 單道多層墻體路徑優(yōu)化
    6.2 最優(yōu)參數(shù)圓管堆積成型
    6.3 圓管堆積力學(xué)性能
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
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】：
期刊論文
[1]激光誘導(dǎo)MIG電弧增材制造5356鋁合金薄壁零件組織及力學(xué)性能[J]. 孫承帥,張兆棟,劉黎明.  焊接技術(shù). 2017(05)
[2]熔滴主動靶向的激光間接電弧復(fù)合增材制造技術(shù)初探[J]. 王立偉,陳樹君,肖珺,魏蓬生.  焊接學(xué)報. 2017(03)
[3]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)
[4]電子束選區(qū)熔化增材制造技術(shù)研究現(xiàn)狀分析[J]. 邢希學(xué),潘麗華,王勇,徐富家,王廷,蘇帥.  焊接. 2016(07)
[5]MIG焊參數(shù)及路徑對增材制造熔敷層尺寸的影響[J]. 趙孝祥,孫策,葉福興,羅震.  焊接. 2016(04)
[6]基板散熱作用對電弧堆焊成形中熔寬調(diào)控的影響[J]. 柏久陽,范成磊,林三寶,楊春利.  焊接學(xué)報. 2016(03)
[7]增材制造及其航空航天領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 王忻凱,王乾俸.  中小企業(yè)管理與科技(中旬刊). 2015(12)
[8]低功率脈沖激光-電弧復(fù)合熱源高效焊接過程中的“匙孔”行為研究[J]. 李陳賓,史吉鵬,劉黎明.  機械工程學(xué)報. 2016(02)
[9]TIG增材制造TC4鈦合金力學(xué)性能及工藝參數(shù)的影響規(guī)律[J]. 張萍,劉德波,師建行,林三寶,劉寧.  焊接. 2015(10)
[10]熱處理對激光選區(qū)熔化成形316不銹鋼組織與拉伸性能的影響[J]. 丁利,李懷學(xué),王玉岱,黃志濤.  中國激光. 2015(04)

博士論文
[1]低功率YAG激光+TIG復(fù)合熱源焊接技術(shù)研究[D]. 郝新鋒.大連理工大學(xué) 2010

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]焊接快速成形316L不銹鋼的組織和性能研究[D]. 賀立華.南昌航空大學(xué) 2015
[3]鋁合金TIG電弧快速成型工藝的研究[D]. 劉望蘭.天津大學(xué) 2007



本文編號：3335848