本文關(guān)鍵詞：激光作用下材料的相變機理與實驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：激光釬焊CBN砂輪是利用激光加熱實現(xiàn)砂輪基體和CBN磨粒的連接,與其他類型砂輪相比釬焊砂輪的CBN磨粒、合金釬料、基體之間是通過化學(xué)冶金結(jié)合的,而不是簡單的將磨粒機械包裹,因此釬焊砂輪磨粒結(jié)合強度高、精度保持較好。但是砂輪焊后變形較大、薄片砂輪形狀精度難以控制,而在激光釬焊過程中的組織演變產(chǎn)生的組織應(yīng)力是影響加工后砂輪變形的一個重要因素,同時組織的改變會影響砂輪的熱力學(xué)性能,因此對激光釬焊過程中基體、釬料的組織演變進行研究十分必要。為了預(yù)測和控制釬焊后砂輪基體的變形,需要研究相關(guān)的相變情況及規(guī)律。本文利用SYSWELD系列軟件,分析了在激光作用下不同工藝參數(shù)對相變過程的影響,能夠為材料經(jīng)激光作用后得到理想的性能提供技術(shù)工藝基礎(chǔ)。本文在現(xiàn)有的研究條件下,主要進行了如下工作:1.通過對SYSWELD軟件初步的二次開發(fā),結(jié)合實際所用材料的各項性能建立了Q345、45#鋼的材料庫,對激光加工中經(jīng)常使用的熱源模型函數(shù)、傳熱控制方程、邊界條件函數(shù)等進行了推導(dǎo)分析,選擇了二維高斯熱源作為模擬輸入熱源,限定了模擬時平板試樣的邊界條件,為后續(xù)的有限元仿真分析提供了理論基礎(chǔ)。2.利用SYSWELD系列軟件對激光作用下平板試樣的組織演變進行了仿真模擬,分析了不同激光功率、掃描速度下平板試樣在激光掃描路徑上的溫度分布特性和各相體積率變化情況,以及沿平板厚度方向和表面垂直于掃描方向上不同位置各相的變化規(guī)律。3.利用YAG激光機對平板試樣進行實驗,分析了激光作用后平板試樣硬化層寬度、深度和激光掃描速度、激光功率之間的關(guān)系,對激光作用后平板試樣截面的宏觀形貌和顯微組織進行了分析。利用CFT-I型材料表面性能綜合測試儀對平板試樣進行了磨損實驗,分析了激光作用后平板試樣的抗耐磨性,測試了在不同激光功率和激光掃描速度下平板試樣的磨損量,分析了激光工藝參數(shù)與磨損量變化之間的規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：激光加工 組織演變 硬化層形貌 顯微組織 磨損量
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG743;TG456.7
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景和意義10-11
• 1.2 激光加工技術(shù)概述11-13
• 1.2.1 常見的激光加工技術(shù)12-13
• 1.3 激光加工數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 數(shù)值模擬軟件13-14
• 1.3.2 數(shù)值模擬在激光加工中的應(yīng)用14-16
• 1.4 激光加工組織演變的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.5 課題來源及主要研究內(nèi)容18-20
• 1.5.1 課題來源18
• 1.5.2 課題主要內(nèi)容18-20
• 第二章 激光加工相變理論及熱源函數(shù)與邊界條件20-34
• 2.1 激光加工相變理論20-24
• 2.1.1 激光相變硬化機理20-21
• 2.1.2 激光加工過程中鋼組織的轉(zhuǎn)變21-22
• 2.1.3 激光加工相變的數(shù)學(xué)模型22-24
• 2.2 激光加工的熱源模型24-31
• 2.2.1 集中熱源模型24-25
• 2.2.2 二維熱源模型25-27
• 2.2.3 體積分布熱源模型27-31
• 2.2.4 組合熱源模型31
• 2.3 激光加工的邊界條件31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 激光作用下平板相變的數(shù)值模擬34-52
• 3.1 SYSWELD模擬方案34-35
• 3.2 材料庫的擴展35-37
• 3.3 激光作用下Q345鋼的數(shù)值模擬37-42
• 3.3.1 數(shù)學(xué)模型建立37-38
• 3.3.2 熱源參數(shù)及求解38-40
• 3.3.3 仿真結(jié)果分析40-42
• 3.4 不同工藝參數(shù)下相變模擬仿真分析42-45
• 3.4.1 掃描速度對各相成分的影響42-43
• 3.4.2 功率對各相成分的影響43-45
• 3.5 不同位置下相變模擬仿真分析45-49
• 3.5.1 沿平板厚度方向各相成分變化46-47
• 3.5.2 沿表層垂直于掃描方向各相成分變化47-49
• 3.6 不同材料的相變模擬仿真分析49-50
• 3.7 本章小結(jié)50-52
• 第四章 激光作用下平板相變的實驗研究52-66
• 4.1 實驗條件52-55
• 4.1.1 實驗儀器設(shè)備52-53
• 4.1.2 脈沖激光器能量標定53
• 4.1.3 實驗程序編制53-55
• 4.1.4 試樣的制備55
• 4.2 實驗過程55-56
• 4.2.1 實驗工藝參數(shù)55
• 4.2.2 實驗過程55-56
• 4.3 實驗結(jié)果及分析56-65
• 4.3.1 表面形貌分析56-59
• 4.3.2 顯微組織分析59-64
• 4.3.3 磨損實驗與分析64-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第五章 總結(jié)與展望66-68
• 5.1 總結(jié)66-67
• 5.2 展望67-68
• 參考文獻68-74
• 致謝74-76
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄76

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