冷金屬過渡電弧增材（CMT-AM）是以電弧作為熱源,焊絲作為填充材料,熔滴以冷金屬過渡方式在基板上逐層累積三維成形技術。本課題以316L不銹鋼和自制高氮鋼焊絲作為研究材料,仿貝殼珍珠母結構,制備高強高韌的異材層狀結構件。首先研究保護氣成分對高氮鋼電弧增材的影響,然后分別研究工藝參數對單一材料單道單層、多道單層和多道多層成形和組織性能的影響,最后研究增材比例和路徑層狀結構件力學性能的影響。首先不同比例的Ar/N₂和Ar/O₂混合氣,研究保護氣成分對高氮鋼電弧增材的影響,得到最佳保護氣成分為N₂比例不超過20%,O₂比例為2%最佳。其次研究送絲速度和電弧運動速度對316L大寬高比成形單道宏觀尺寸的影響規(guī)律,得到最佳的316L大寬高比成形工藝參數,研究搭接率對單層表面平整度的影響,得到搭接率為42.5%時,表面平整度約260um,結構件抗拉強度約740MPa,沖擊韌性最大為155.82J/cm~2,沖擊斷口韌窩底部無夾雜物或第二相粒子。再進一步研究送絲速度和電弧運動速度對HNS大寬高比成形單道宏觀尺寸的影... 

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 仿生裝甲結構研究現狀
    1.3 冷金屬過渡(CMT)技術原理及應用現狀
    1.4 國內外金屬增材研究現狀
    1.5 主要研究內容
2 試驗材料及方法
    2.1 試驗材料
    2.2 機器人CMT增材制造系統
    2.3 試驗設計框架及分析方法
        2.3.1 試驗設計框架
        2.3.2 試驗分析方法
3 保護氣成分對高氮鋼電弧增材性能的影響
    3.1 保護氣成分對焊道熔深成形及飛濺率的影響
        3.1.1 N_2 含量對焊道熔深成形及飛濺率的影響
        3.1.2 O_2 含量對焊道熔深成形及飛濺率的影響
    3.2 保護氣成分對焊道組織性能的影響分析
        3.2.1 N_2 含量對焊道組織性能的影響分析
        3.2.2 O_2 含量對焊道組織性能的影響分析
    3.3 本章小結
4 316L CMT增材大寬高比成形工藝及其組織性能研究
    4.1 316L單道大寬高比成形精度控制的影響因素
        4.1.1 送絲速度對焊道尺寸的影響規(guī)律
        4.1.2 電弧運動速度對焊道尺寸的影響規(guī)律
    4.2 搭接率對316L單層多道增材平整度的影響
    4.3 搭接率對316L單層多道增材微觀組織的影響
    4.4 316L增材結構件力學性能測試
    4.5 316L增材結構件斷口形貌觀察
    4.6 本章小結
5 HNS CMT增材大寬高比成形工藝及其組織性能試驗
    5.1 HNS單道大寬高比成形精度控制的影響因素
        5.1.1 送絲速度對焊道尺寸影響規(guī)律
        5.1.2 電弧運動速度對焊道尺寸影響規(guī)律
    5.2 搭接率對HNS單層多道增材成形平整度的影響
    5.3 搭接率對HNS單層多道增材微觀組織的影響
    5.4 HNS增材結構件氮含量檢測
    5.5 HNS增材結構件力學性能測試
        5.5.1 普通路徑增材結構件力學性能測試
        5.5.2 旋轉90 度增材結構件力學性能測試
    5.6 HNS增材結構件斷口形貌觀察
    5.7 本章小結
6 316L/HNS層狀結構件設計及性能研究
    6.1 基于珍珠母結構的異材層狀結構設計
    6.2 異材層狀結構件抗彎強度計算校核
    6.3 不同比例異材層狀增材結構件力學性能測試
    6.4 異材層狀結構件斷口形貌觀察
    6.5 本章小結
結論
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3724536