發(fā)布時間：2021-05-19 11:13

　　激光熔覆技術(shù)作為一種綠色高效的先進制造技術(shù),也是金屬立體成形和增材制造的基礎(chǔ),適用于精密復(fù)雜零件的快速成形,廣泛的運用在航空航天、大型裝備以及生物醫(yī)療等領(lǐng)域。由于激光熔覆加工過程是一個多物理場耦合,多工藝參數(shù)相互作用的過程,熔覆過程中復(fù)雜的傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象都影響著最終成形件的性能,制約了該技術(shù)的推廣與發(fā)展。因此制造性能優(yōu)異可靠性高的零件,不僅需要克服成形過程中工藝原因?qū)е碌娜毕?并且需要更加深入的理解成形過程中傳熱傳質(zhì)的機理,實現(xiàn)對凝固組織的進一步調(diào)控。本文利用激光熔覆技術(shù)在45號鋼上制備了316L不銹鋼合金涂層,采取實驗與仿真對比檢驗的方式,基于有限體積法使用FLUENT建立了三維瞬態(tài)激光熔覆的動態(tài)模型,考慮激光熔覆過程中的傳熱傳質(zhì)作用,利用VOF方法動態(tài)追蹤熔覆過程中沉積層的動態(tài)生長過程,結(jié)合正交實驗探索不同工藝參數(shù)對熔覆層幾何形貌以及熔池凝固特征參數(shù)的影響,旨在建立熔覆工藝—凝固組織—最終性能的定量聯(lián)系,為激光熔覆增材制造提供理論基礎(chǔ),研究內(nèi)容結(jié)果如下:（1）分析了不同激光功率掃描速度以及送粉速率對熔覆層幾何形貌特征的影響,分析了對熔覆層幾何形貌特征起主導(dǎo)作用的因素,正交實驗與數(shù)值模... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 激光熔覆工藝研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光熔覆技術(shù)簡介
        1.2.2 激光熔覆工藝實驗研究現(xiàn)狀
        1.2.3 激光熔覆數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 存在問題
    1.4 技術(shù)路線與研究內(nèi)容
第二章 實驗系統(tǒng)及數(shù)值模型建立
    2.1 實驗設(shè)備及材料
        2.1.1 實驗設(shè)備
        2.1.2 實驗材料
        2.1.3 試樣制備設(shè)備
    2.2 模型基本假設(shè)與控制方程
        2.2.1 數(shù)值模擬模型基本假設(shè)
        2.2.2 數(shù)值模擬模型控制方程
    2.3 模型修正與處理
        2.3.1 傳熱方程修正
        2.3.2 動量源項修正
        2.3.3 界面追蹤及求解方法
    2.4 邊界條件與源項設(shè)置
    2.5 本章小結(jié)
第三章 激光熔覆316L特征形貌分析
    3.1 引言
    3.2 工藝參數(shù)與單道熔覆幾何特征的聯(lián)系
        3.2.1 正交實驗結(jié)果分析
    3.3 熔池演化數(shù)值模擬分析
        3.3.1 熔池演化過程分析
        3.3.2 單道熔覆特征形貌數(shù)值模擬
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于數(shù)值模擬結(jié)果的二次回歸擬合
    4.1 引言
    4.2 二次回歸正交法優(yōu)化分析
        4.2.1 回歸方程的一般形式
        4.2.2 正交組合設(shè)計及因素水平確定
        4.2.3 回歸方程計算
    4.3 回歸方程檢驗
        4.3.1 回歸方程顯著性檢驗
        4.3.2 回歸方程預(yù)測對比
    4.4 本章小結(jié)
第五章 激光熔覆熔體流動與凝固組織分析
    5.1 引言
    5.2 激光熔覆溫度場數(shù)值模擬分析
        5.2.1 熔池溫度變化特征
        5.2.2 激光熔覆溫度場分布
        5.2.3 工藝參數(shù)對溫度場分布的影響
    5.3 激光熔覆熔池流動數(shù)值模擬分析
        5.3.1 激光熔覆溫度梯度分布特征
        5.3.2 熔池流場分布特征
    5.4 激光熔覆凝固組織分析
        5.4.1 凝固界面特征參數(shù)分析
        5.4.2 工藝參數(shù)對凝固參數(shù)的影響
        5.4.3 冷卻速率與凝固組織的定量分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
    1 作者簡歷
    2 參與的科研項目及獲獎情況
    3 已錄用和發(fā)表的論文
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]鈦合金表面激光熔覆熔池的數(shù)值模擬[J]. 熊安輝,丁潔瓊,劉延輝,張曉夢,邵善家.  應(yīng)用激光. 2019(03)
[4]“中國制造2025”和德國“工業(yè)4.0”對比研究[J]. 熊檢.  中國集體經(jīng)濟. 2019(10)
[5]增強相顆粒對激光熔注凝固組織影響的相場法研究[J]. 李德英,張堅,鄧志成.  熱加工工藝. 2018(10)
[6]定向凝固法制備單晶高溫合金一次枝晶間距研究[J]. 張小麗,楊亞楠,劉貴群,耿桂宏,楊鎧丞,李寶青.  鑄造技術(shù). 2018(01)
[7]傾斜基體對激光熔覆能量分布的影響研究[J]. 李海波,李濤,王鑫林,徐海巖,張洪潮.  應(yīng)用激光. 2017(03)
[8]激光熔覆中工藝參數(shù)對形成層幾何特征及硬度影響分析[J]. 沈毅鴻,張元良,李濤,王金龍.  大連理工大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[9]工藝參數(shù)對IC10高溫合金激光熔覆層形貌的影響[J]. 邢彬,常保華,都東.  焊接學(xué)報. 2015(07)
[10]基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鎳基高溫合金激光熔覆層形貌質(zhì)量預(yù)測[J]. 楊友文,田宗軍,潘滸,王東生,沈理達.  焊接學(xué)報. 2013(11)

博士論文
[1]激光增材制造Inconel 718合金凝固組織調(diào)控及機理研究[D]. 肖輝.湖南大學(xué) 2017

碩士論文
[1]激光選區(qū)熔化過程中熔池溫度場及形貌演化的數(shù)值模擬[D]. 葉唯娟.西安理工大學(xué) 2019
[2]高強鋁合金攪拌摩擦焊接頭冷噴涂腐蝕防護研究[D]. 趙常宇.北京石油化工學(xué)院 2019
[3]面向再制造的激光熔覆的工藝參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化[D]. 許向川.中北大學(xué) 2019
[4]多維高頻振動對激光熔覆成形組織及其性能的調(diào)控研究[D]. 聶艷斌.浙江工業(yè)大學(xué) 2019
[5]激光增材制造Inconel 718合金熔池形貌及凝固參數(shù)分析[D]. 周璨.湖南大學(xué) 2018
[6]基于相場法的皮秒激光對金屬銅的微觀組織影響研究[D]. 薛寧.江蘇大學(xué) 2018
[7]基于CA法鈦合金激光快速成形晶粒生長模擬研究[D]. 王宗園.沈陽航空航天大學(xué) 2017
[8]激光填粉焊接熔池流動數(shù)值模擬[D]. 胡雪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[9]二次回歸正交法53/5t橋式起重機主梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D]. 賈曉明.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2015
[10]工藝參數(shù)對激光熔覆層影響的研究[D]. 陳川川.湖南大學(xué) 2013



本文編號：3195676