電弧增材制造（WAAM）是以焊接電弧作為熱源,焊絲作為填充材料的方法。它通過計算機規(guī)劃焊接機器人的行進路線,將焊絲熔化進行增材制造過程,最終完成3D模型的構(gòu)件。2319鋁合金屬于可進行熱處理強化變形的2系鋁銅合金,其優(yōu)點在于硬度較高,密度較小,是一種成型較好的材料。2219鋁合金就是廣泛應用在航空航天工業(yè)的材料,但是,2219鋁合金的價格較為昂貴且生產(chǎn)工藝要求較高,不適合大量地進行生產(chǎn)。2319鋁合金具有和2219鋁合金幾乎一致的成分,且更加廉價,因此有很大的應用價值,能夠進行大規(guī)模生產(chǎn)。目前,增材制造的構(gòu)件主要應用于航空航天、船舶工業(yè)、汽車工業(yè)、醫(yī)療工業(yè)和軍事工業(yè)等。2319鋁合金在焊接和增材制造過程中也會存在一些問題,首先,焊絲成分中存在Fe和Si等雜質(zhì)元素,會生成Al3Fe或者是Al7Cu2Fe等不利于性能的組織,高溫性能較差。其次,高的氣孔率使得構(gòu)件在疲勞狀態(tài)下發(fā)生脆性斷裂,會造成嚴重事故。最后,由于增材制造是往復循環(huán)的過程,溫度會不斷升高伴隨著能量會不斷增加,這樣會造成晶粒的粗大,還可能產(chǎn)生成分的偏析,性能降低。本文選擇2319鋁合金作為填充材料,5B06板材作為基板,CMT... 

【文章來源】：沈陽大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

增材制造的葉片

第1章緒論7粉狀材料的制備困難，儲存和運輸也具有危險性。它們的儀器設(shè)備價格較為昂貴，且生產(chǎn)效率較低。所以只能應用在高精度小部件的生產(chǎn)。因此，本課題選擇能夠生產(chǎn)大型部件且效率高的電弧增材制造。電弧增材制造是在傳統(tǒng)的焊接工藝基礎(chǔ)上升級而成，它通過電弧熱將絲材熔化，按照計算機上規(guī)劃好的模型堆積。所用的絲材制備較為容易，保護氣為純氬氣，與激光和電子束相比材料便宜且沒有設(shè)計局限性，能夠快速大批量生產(chǎn)較大的零部件。電弧增材制造作為新興產(chǎn)業(yè)也會存在諸多問題等待人們不斷進行完善因為WAAM是在焊接的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，就一定會存在應力集中從而產(chǎn)生裂紋。由于工作環(huán)境暴露在空氣中，就會存在氣孔率的問題。焊槍角度的不同、模型的合理性、材料的使用效率需要考慮。目前，對于電弧增材制造的研究分為應力控制、尺寸預測[43]、氣孔率[44]、組織與力學性能、焊絲干伸長度監(jiān)控與自適應調(diào)節(jié)等方面，還有許多工藝與模型可以進行研究。圖2電弧增材制造構(gòu)件Figure2WAAMcomponent1.2.2WAAM的分類電弧增材制造的分類主要從組成部分上面進行區(qū)分，分別為焊接熱源、焊絲種類和控制系統(tǒng)，對于不同的實驗需求還有冷卻裝置和層間軋制裝置。想要完成電弧增材制造需要一整套實驗設(shè)備，分別是計算機（用于建立3D模型）、焊接機

第2章2319鋁合金WAAM成型工藝設(shè)計19一層焊道所覆蓋，會使得構(gòu)件當中存在大量氣孔，而影響性能。因此，本實驗選擇80s的層間等待時間進行全部實驗。圖5構(gòu)件的過燒現(xiàn)象Figure5Over-burningofcomponents2.5WAAM2319鋁合金的組織性能實驗2.5.1特征定義與取樣位置圖6特征定義圖Feature6definitionmaph：單層層高Ht：總層高He：有效總層高Wt：構(gòu)件總寬度We：構(gòu)件有效寬度K：有效寬度系數(shù)K=We/WtWtWehHH


本文編號：2965750