電弧增材制造（Wire Arc Additive Manufacturing,WAAM）堆垛速度高,材料利用率高,不受零件尺寸形狀限制,在直接堆垛成形大型金屬零件上有著明顯的優(yōu)勢,受到了國內(nèi)外研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。然而熱積累和熔池尺寸的動態(tài)變化增加了WAAM堆垛成形過程自動化和控制難度,使得WAAM技術(shù)目前仍以簡單零件的增材和修復(fù)為主。本文針對WAAM堆垛成形中熱積累、過程自動化及過程控制的問題進(jìn)行了試驗探究和理論分析。首先,在xPC Target實(shí)時目標(biāo)環(huán)境下建立旁路耦合微束等離子弧焊（Double Electrode Micro Plasma Arc Welding,DE-MPAW）增材制造系統(tǒng)。進(jìn)行旁路耦合微束等離子弧焊和普通微束等離子弧焊堆垛成形金屬零件的對比試驗。結(jié)果表明,旁路電流對基板和堆垛層分流控?zé)岬淖饔?可以改善電弧增材制造過程中的熱積累,減少堆垛層的熔寬和熔深,增加堆垛層高度,提高堆垛效率。其次,選擇合適的基板約束方式,結(jié)合工業(yè)CCD相機(jī)、坐標(biāo)板和K型熱電偶等設(shè)備,搭建DE-MPAW增材制造動態(tài)變形測量系統(tǒng)。同向和往復(fù)堆垛成形10層304不銹鋼單墻體零件,研究DE-MP... 

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 三維焊接增材制造研究現(xiàn)狀
        1.2.1 絲材高能束增材制造研究現(xiàn)狀
        1.2.2 絲材電弧增材制造研究現(xiàn)狀
    1.3 課題來源及本文主要研究內(nèi)容
        1.3.1 課題來源
        1.3.2 本文主要研究內(nèi)容
第2章 DE-MPAW增材制造系統(tǒng)
    2.1 DE-MPAW增材制造系統(tǒng)組成
    2.2 單墻體零件堆垛成形對比試驗
    2.3 本章小結(jié)
第3章 DE-MPAW增材制造的動態(tài)變形測量與優(yōu)化
    3.1 DE-MPAW增材制造過程動態(tài)變形測量方法
        3.1.1 基板約束選擇
        3.1.2 動態(tài)變形測量系統(tǒng)
    3.2 DE-MPAW增材制造動態(tài)變形優(yōu)化試驗
    3.3 本章小結(jié)
第4章 DE-MPAW增材制造曲面零件成形研究
    4.1 DE-MPAW增材制造曲面零件成形系統(tǒng)
        4.1.1 DE-MPAW曲面零件成形系統(tǒng)組成
        4.1.2 電弧刀具庫建立
        4.1.3 曲面零件建模與成形路徑規(guī)劃
    4.2 曲面零件堆垛成形
        4.2.1 不同材料橢圓柱曲面零件堆垛成形
        4.2.2 不銹鋼戒指零件加工制造
    4.3 本章小結(jié)
第5章 DE-MPAW增材制造自適應(yīng)高度控制系統(tǒng)研究
    5.1 自適應(yīng)高度控制系統(tǒng)的建立
        5.1.1 硬件系統(tǒng)組成
        5.1.2 最大臨界送絲速度下的過程參數(shù)關(guān)系
        5.1.3 熔滴過渡模式對旁路電流的影響
        5.1.4 自適應(yīng)高度控制系統(tǒng)程序
    5.2 自適應(yīng)高度控制系統(tǒng)的堆垛成形試驗
        5.2.1 臺階堆垛試驗
        5.2.2 斜坡堆垛試驗
        5.2.3 中字堆垛試驗
        5.2.4 單墻體零件堆垛試驗
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]GMAW再制造多重堆積路徑對質(zhì)量影響及優(yōu)化方法研究[D]. 趙慧慧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012

碩士論文
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[2]電子束熔絲沉積快速成形傳熱與流動行為研究[D]. 陳彬斌.華中科技大學(xué) 2013



本文編號：3676761