電弧增材制造技術(shù)是以電弧作為熱源,金屬焊絲作為熔覆填充材料,快速直接成型致密度較高、力學(xué)性能良好的復(fù)雜形狀金屬結(jié)構(gòu)件,同時(shí)具有堆積效率高、材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高電弧增材制造過程的穩(wěn)定性以及成型件的力學(xué)性能,課題將低功率脈沖激光誘導(dǎo)MIG電弧焊接技術(shù)引入增材制造領(lǐng)域中�；诖诵率皆霾闹圃旒夹g(shù),以ER5356鋁合金薄壁墻體試樣為研究對(duì)象,對(duì)其成型尺寸、表面成型質(zhì)量和組織性能三方面特征開展研究。首先研究了各個(gè)工藝參數(shù)對(duì)薄壁墻體試樣成型尺寸的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)隨著堆覆電流的增加,單層寬度和高度均增加;隨著堆覆速度的增加,單層寬度和高度會(huì)相應(yīng)減少;隨著層間溫度的增加,單層寬度減小,而單層高度會(huì)增加。激光功率對(duì)成型尺寸的影響效果較小。由于激光對(duì)MIG電弧具有吸引壓縮作用,當(dāng)激光功率在一定范圍內(nèi)(小于400 W)時(shí),單層寬度隨著激光功率的增加略有減少。同時(shí)研究了單個(gè)工藝參數(shù)對(duì)薄壁墻體試樣側(cè)壁粗糙度和材料利用率的影響。隨著堆覆電流增加,側(cè)壁粗糙度增加,材料利用率下降;層間溫度的影響效果與之相同;堆覆速度的影響效果相反;激光功率對(duì)二者影響效果不大,成型試樣的粗糙度均控制在0.2 mm以內(nèi),材料利...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 金屬材料增材制造技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光增材制造技術(shù)
        1.2.2 電子束增材制造技術(shù)
        1.2.3 攪拌摩擦增材制造技術(shù)
        1.2.4 電弧增材制造技術(shù)
    1.3 激光-MIG復(fù)合熱源焊接研究現(xiàn)狀
    1.4 鋁合金電弧增材制造常見問題
        1.4.1 成型精度問題
        1.4.2 成型性能問題
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 激光誘導(dǎo)MIG電弧增材制造系統(tǒng)
        2.1.1 機(jī)器人系統(tǒng)
        2.1.2 焊接系統(tǒng)
        2.1.3 激光器系統(tǒng)
        2.1.4 復(fù)合焊槍系統(tǒng)
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料
    2.3 試驗(yàn)分析與測(cè)試方法
        2.3.1 層間溫度與電弧形態(tài)監(jiān)測(cè)
        2.3.2 顯微組織觀察
        2.3.3 力學(xué)性能測(cè)試
        2.3.4 SEM分析與EPMA元素分析
    2.4 本章小結(jié)
3 工藝參數(shù)對(duì)單道多層墻體試樣成型尺寸及側(cè)壁粗糙度的影響
    3.1 單道多層墻體試樣成型方法和參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.1.1 成型方法
        3.1.2 參數(shù)設(shè)計(jì)
    3.2 工藝參數(shù)對(duì)穩(wěn)定區(qū)域尺寸的影響
        3.2.1 堆覆電流對(duì)穩(wěn)定區(qū)域尺寸的影響
        3.2.2 堆覆速度對(duì)穩(wěn)定區(qū)域尺寸的影響
        3.2.3 激光功率對(duì)穩(wěn)定區(qū)域尺寸的影響
        3.2.4 層間溫度對(duì)穩(wěn)定區(qū)域尺寸的影響
    3.3 工藝參數(shù)對(duì)側(cè)壁粗糙度和材料利用率的影響
        3.3.1 側(cè)壁粗糙度和材料利用率的計(jì)算方法
        3.3.2 堆覆電流對(duì)側(cè)壁粗糙度及材料利用率的影響
        3.3.3 堆覆速度對(duì)側(cè)壁粗糙度及材料利用率的影響
        3.3.4 激光功率對(duì)側(cè)壁粗糙度及材料利用率的影響
        3.3.5 層間溫度對(duì)側(cè)壁粗糙度及材料利用率的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 單道多層墻體試樣穩(wěn)定區(qū)域尺寸建模
    4.1 二次回歸方程的基本表述
    4.2 回歸方程模型檢驗(yàn)
        4.2.1 回歸方程的顯著性檢驗(yàn)
        4.2.2 回歸方程的擬合度檢驗(yàn)
        4.2.3 回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)
    4.3 二次回歸通用旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.3.1 回歸試驗(yàn)次數(shù)確定
        4.3.2 回歸試驗(yàn)因子水平規(guī)范化處理
        4.3.3 試驗(yàn)方案及結(jié)果
    4.4 成型尺寸建模
    4.5 回歸方程的效果驗(yàn)證
    4.6 本章小結(jié)
5 墻體試樣組織性能分析及激光功率對(duì)成型特征的影響研究
    5.1 單道多層墻體試樣組織性分析
        5.1.1 單道多層墻體試樣的顯微組織
        5.1.2 單道多層墻體試樣的顯微硬度
        5.1.3 單道多層墻體試樣的拉伸性能
    5.2 激光功率對(duì)成型特征的影響效果研究
        5.2.1 激光功率對(duì)成型試樣尺寸特征的影響
        5.2.2 激光功率對(duì)力學(xué)性能的影響
        5.2.3 激光功率對(duì)顯微組織的影響
    5.5 本章小節(jié)
6 曲面框件試樣的增材制造
    6.1 曲面框件試樣的成型方案
        6.1.1 圓弧形曲面墻體試樣成型
        6.1.2 曲面試樣與直壁試樣組合
    6.2 曲面框件試樣的機(jī)器人語言實(shí)現(xiàn)
    6.3 曲面框件試樣成型
    6.4 本章小節(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3944181