本文基于GMA電弧增材制造技術(shù),仿天然貝殼珍珠層“磚-泥”結(jié)構(gòu),以制備抗沖擊性能優(yōu)異的增材結(jié)構(gòu)件。本文以ER130S-G高強(qiáng)鋼為主要研究對象,分析增材工藝成形特性、層道組織及力學(xué)性能,開展單道沉積成形特性和尺寸調(diào)控、多道搭接工藝,以及分層交疊結(jié)構(gòu)件組織性能研究。針對高強(qiáng)鋼單道沉積,制定工藝參數(shù)窗口,獲得成形良好的工藝規(guī)范區(qū)間。通過Design-Expert軟件,以送絲速度、電弧運(yùn)動速度、擺動幅度為輸入變量,以沉積焊道高度和寬度為輸出變量,采用傳統(tǒng)的二次回歸建立沉積焊道高度和寬度與輸入變量之間的二次回歸方程。得出送絲速度對焊道成形尺寸影響最顯著。高強(qiáng)鋼多道搭接工藝試驗(yàn)研究,研究道間搭接率、冷卻溫度以及送絲速度對其成形、組織以及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,高強(qiáng)鋼搭接后組織可分為未受熱區(qū)主要由針狀鐵素體和粒狀貝氏體;受熱區(qū)主要由針狀鐵素體+少量粒狀貝氏體+板條馬氏體的混合組織。在搭接率為45%,冷卻溫度150℃,送絲速度6.0m/min時獲得力學(xué)性能最佳。最后,仿照天然貝殼珍珠層的結(jié)構(gòu)特征對不同層數(shù)比例的高強(qiáng)鋼與不銹鋼進(jìn)行多層多道分層交疊結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。異材交界處金相分析,高強(qiáng)鋼組織主要為馬氏體和貝...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 貝殼珍珠層結(jié)構(gòu)仿生研究
        1.2.1 貝殼珍珠層結(jié)構(gòu)
        1.2.2 貝殼珍珠層增韌機(jī)理
        1.2.3 貝殼珍珠層仿生材料制備
    1.3 電弧增材制造技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 電弧增材制造系統(tǒng)
        1.3.2 電弧增材制造技術(shù)國外研究現(xiàn)狀
        1.3.3 電弧增材制造技術(shù)國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 低合金高強(qiáng)鋼研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究的內(nèi)容
2 機(jī)器人GMA電弧增材制造系統(tǒng)和分析方法
    2.1 機(jī)器人GMA電弧增材制造系統(tǒng)
        2.1.1 機(jī)器人系統(tǒng)
        2.1.2 焊接電源和送絲系統(tǒng)
    2.2 試驗(yàn)材料
    2.3 試驗(yàn)分析測試方法
        2.3.1 顯微組織觀察
        2.3.2 硬度測試
        2.3.3 拉伸試驗(yàn)
        2.3.4 沖擊試驗(yàn)
    2.4 本章小結(jié)
3 高強(qiáng)鋼單道增材工藝與成形試驗(yàn)
    3.1 高強(qiáng)鋼單道沉積工藝參數(shù)窗口
    3.2 高強(qiáng)鋼單道沉積工藝參數(shù)對成形尺寸的影響
        3.2.1 送絲速度對成形尺寸的影響
        3.2.2 電弧運(yùn)動速度對成形尺寸的影響
        3.2.3 擺動幅度對成形尺寸的影響
    3.3 高強(qiáng)鋼單道沉積成形尺寸與工藝參數(shù)建模
        3.3.1 回歸試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.3.2 回歸模型建立
        3.3.3 工藝參數(shù)間的交互作用分析
    3.4 本章小結(jié)
4 高強(qiáng)鋼單層多道增材工藝試驗(yàn)
    4.1 典型曲線擬合理論
    4.2 道間距與成形件表面質(zhì)量關(guān)系
    4.3 多道搭接平鋪工藝試驗(yàn)
        4.3.1 多道搭接成形外觀分析
        4.3.2 多道搭接微觀組織分析
        4.3.3 多道搭接力學(xué)性能分析
        4.3.4 多道搭接拉伸斷口分析
    4.4 本章小結(jié)
5 電弧增材分層交疊結(jié)構(gòu)組織性能及影響因素
    5.1 高強(qiáng)鋼-不銹鋼分層交疊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.2 高強(qiáng)鋼-不銹鋼分層交疊結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方案
    5.3 高強(qiáng)鋼-不銹鋼分層交疊結(jié)構(gòu)微觀組織分析
    5.4 高強(qiáng)鋼-不銹鋼分層交疊結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析
        5.4.1 硬度測試
        5.4.2 拉伸試驗(yàn)
        5.4.3 沖擊試驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3885132