發(fā)布時(shí)間：2022-07-08 14:56

　　本課題基于雙絲PMIG焊接機(jī)器人,分析增材工藝對(duì)高氮鋼（高氮奧氏體不銹鋼）與316L不銹鋼成形特性、層道組織及力學(xué)性能的影響。開展增材工藝參數(shù)篩選和多道重疊堆積試驗(yàn),隨后進(jìn)行電弧增材成形異材交織結(jié)構(gòu)的工藝研究。首先研究了保護(hù)氣成分及熱輸入量對(duì)高氮鋼沉積單道成形、氮含量、氣孔率的影響。在保護(hù)氣中加入少量O2能提高沉積過程穩(wěn)定性,增加層間氮含量,降低層道氣孔率。保護(hù)氣中加入少量N2能減少表面氣孔率,有效提高層間氮含量;過量N2對(duì)層間氮含量提升不明顯,且會(huì)導(dǎo)致電弧失穩(wěn),氣孔缺陷增加。熱輸入的大小影響熔池存在時(shí)間,熔池存在時(shí)間的增加會(huì)造成層道氮含量的下降,增加層道氣孔率與氣孔直徑。隨后對(duì)兩種材料分別開展沉積單道成形特性工藝研究,確定了兩種材料的增材工藝參數(shù)窗口,并探索了增材工藝參數(shù)對(duì)沉積單道宏觀幾何尺寸的影響規(guī)律。接著進(jìn)行高氮鋼單道多層直壁體試驗(yàn),研究層間溫度及保護(hù)氣成分對(duì)其成形、組織及力學(xué)性能的影響。從50℃的層間溫度開始,直壁體拉伸樣件抗拉強(qiáng)度隨著層間溫度的升高有先增后減的變化規(guī)律。隨著層間溫度的升高,金相上的表現(xiàn)為樹枝晶形態(tài)組織開始變得粗大,生長方向趨于一致;斷口微觀形貌上變化為:第二相... 

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 增材制造技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.1.1 高能束流增材制造技術(shù)
        1.1.2 電弧增材制造技術(shù)
    1.2 高氮奧氏體(γ)不銹鋼增材研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高氮鋼增材時(shí)氮含量及氣孔問題
        1.2.2 高氮鋼增材的力學(xué)行為及組織變化
    1.3 課題背景及研究意義
    1.4 本文主要研究的內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 機(jī)器人增材成形試驗(yàn)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)
        2.1.3 混氣裝置
    2.2 試驗(yàn)方法
        2.2.1 試驗(yàn)材料
        2.2.2 沉積單道線能量采集
        2.2.3 增材結(jié)構(gòu)微觀組織觀察
        2.2.4 力學(xué)性能分析
3 保護(hù)氣成分及熱輸入對(duì)高氮鋼沉積單道的影響
    3.1 高氮鋼沉積單道工藝試驗(yàn)
    3.2 增材工藝參數(shù)對(duì)層道表面成形的影響
    3.3 增材工藝對(duì)層道中氮含量的影響
        3.3.1 保護(hù)氣中氮?dú)獗壤龑?duì)層道氮含量的影響
        3.3.2 活性氣體對(duì)層道氮含量的影響
        3.3.3 熱輸入對(duì)層道氮含量的影響
    3.4 增材工藝對(duì)層道中氣孔率的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 高氮鋼與316L不銹鋼沉積單道成形特性研究
    4.1 沉積單道表面成形質(zhì)量分析
        4.1.1 高氮鋼沉積單道表面成形質(zhì)量分析
        4.1.2 高氮鋼合理沉積參數(shù)選擇
        4.1.3 316L不銹鋼沉積單道表面成形質(zhì)量分析
        4.1.4 316L不銹鋼合理沉積參數(shù)選擇
    4.2 沉積單道宏觀尺寸分析
        4.2.1 沉積單道宏觀尺寸及測(cè)量方式
        4.2.2 高氮鋼沉積單道宏觀尺寸分析
        4.2.3 316L不銹鋼沉積單道宏觀尺寸分析
    4.3 本章小結(jié)
5 高氮鋼單道多層增材結(jié)構(gòu)件成形與性能分析
    5.1 層間溫度對(duì)單道多層試樣(直壁體)的影響
        5.1.1 層間溫度對(duì)高氮鋼直壁體成形質(zhì)量的影響
        5.1.2 層間溫度對(duì)高氮鋼直壁體抗拉強(qiáng)度的影響
    5.2 保護(hù)氣成分對(duì)單道多層試樣(直壁體)的影響
        5.2.1 保護(hù)氣成分對(duì)高氮鋼直壁體成形質(zhì)量的影響
        5.2.2 保護(hù)氣成分對(duì)高氮鋼直壁體抗拉強(qiáng)度的影響
    5.3 本章小結(jié)
6 多道重疊沉積工藝參數(shù)篩選與成形分析
    6.1 最佳沉積單道選擇
    6.2 異材沉積單道增材工藝參數(shù)篩選
    6.3 相鄰層道間距選擇
        6.3.1 道間距與成形件表面質(zhì)量的關(guān)系
        6.3.2 重疊模型的原理及理想道間距預(yù)測(cè)
        6.3.3 高氮鋼和316L不銹鋼單層多道道間距試驗(yàn)
    6.4 本章小結(jié)
7 多層多道增材結(jié)構(gòu)成形與力學(xué)性能分析
    7.1 增材交織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及宏觀形貌
    7.2 增材結(jié)構(gòu)組織分析
        7.2.1 異材界面金相及EDS分析
        7.2.2 沉淀析出相
    7.3 增材結(jié)構(gòu)顯微硬度分析
    7.4 增材結(jié)構(gòu)拉伸性能分析
    7.5 增材結(jié)構(gòu)沖擊試驗(yàn)及性能分析
    7.6 本章小結(jié)
8 電弧增材成形高強(qiáng)仿生結(jié)構(gòu)試驗(yàn)
    8.1 電弧增材與貝殼仿生技術(shù)
    8.2 電弧增材及高氮鋼飛濺問題
    8.3 高強(qiáng)仿生結(jié)構(gòu)增材試驗(yàn)
    8.4 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3657233