攪拌摩擦增材制造技術(Friction Stir Additive Manufacturing,FSAM)解決了大多數(shù)基于熔融的金屬增材制造的固有缺陷,在輕合金增材方面獨具優(yōu)勢。但現(xiàn)有的固態(tài)攪拌摩擦增材制造技術存在著顆粒易污染的問題、增材效率較低、材料利用率較低等問題,使攪拌摩擦增材制造在工程運用中出現(xiàn)困難。因此,本文采用攪拌摩擦焊與增材制造相結合的技術,開發(fā)了一種無軸肩的側向攪拌摩擦增材制造技術。本文選取6156-T6鋁合金的側向攪拌摩擦增材制造作為研究對象,自主設計了適用于側向攪拌摩擦增材制造的增材工具,對增材過程中的工藝參數(shù)的選擇及優(yōu)化進行了探索,闡述了側向FSAM工藝流程的特點,揭示了工藝參數(shù)對增材區(qū)表面成型的影響;通過外觀成形及內部宏觀成型確定最佳工藝參數(shù)后,系統(tǒng)的對比了不同工藝參數(shù)下,側向FSAM增材區(qū)的宏微觀組織及力學性能等的區(qū)別;通過測量側向FSAM增材過程中的溫度變化并關聯(lián)增材區(qū)組織性能的改變,揭示了不同階段的能量熱輸入特征及熱輸入對增材區(qū)組織性能的影響。采用設計制造的側向FSAM增材工具進行增材制造,為了保證側向FSAM的熱輸入,增材工具需在600r/min以上轉速...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的目的及意義
    1.2 攪拌摩擦增材制造技術研究現(xiàn)狀
        1.2.1 粉末進料式攪拌摩擦增材制造
        1.2.2 損耗沉積式攪拌摩擦增材制造
        1.2.3 以板材為進料的攪拌摩擦增材制造
    1.3 課題的研究內容
2 試驗材料、設備及分析方法
    2.1 側向FSAM制造原理
    2.2 試驗材料
    2.3 試驗設備及增材制造試驗方法
        2.3.1 試驗設備
        2.3.2 增材制造試驗方法
    2.4 試驗分析方法
        2.4.1 增材區(qū)整體形貌分析
        2.4.2 增材區(qū)拉伸性能分析
        2.4.3 增材區(qū)顯微組織分析
        2.4.4 溫度的采集與分析
    2.5 本章小結
3 側向攪拌摩擦增材制造工藝研究
    3.1 增材工具的設計加工
    3.2 側向攪拌摩擦增材夾具與墊板
        3.2.1 夾具選擇方案
        3.2.2 墊板材料的選擇
    3.3 側向攪拌摩擦增材制造工藝參數(shù)的確定
        3.3.1 增材工具傾角的確定
        3.3.2 下壓量的確定
        3.3.3 旋轉速度范圍的確定
        3.3.4 行進速度范圍的確定
    3.4 工藝參數(shù)對增材區(qū)成型的影響
        3.4.1 工藝參數(shù)對增材高度的影響
        3.4.2 旋轉速度對增材成型的影響
        3.4.3 行進速度對增材成型的影響
        3.4.4 側向FSAM增材區(qū)整體形貌
    3.5 本章小結
4 側向FSAM增材區(qū)的組織性能分析
    4.1 增材區(qū)拉伸性能
        4.1.1 拉伸力學分析
        4.1.2 拉伸斷口分析
    4.2 顯微硬度對比分析
    4.3 側向攪拌摩擦增材制造增材區(qū)組織分析
        4.3.1 宏觀金相組織分析
        4.3.2 微觀組織對比分析
        4.3.3 側向FSAM增材區(qū)缺陷分析
    4.4 本章小結
5 溫度場對增材區(qū)組織性能的影響
    5.1 側向FSAM增材區(qū)的溫度場特點
        5.1.1 側向FSAM產熱與導熱方式
        5.1.2 側向FSAM產熱及導熱相關理論
        5.1.3 側向FSAM溫度變化趨勢
    5.2 側向FSAM工藝參數(shù)對溫度場的影響
        5.2.1 增材工具轉速對溫度場的影響
        5.2.2 增材工具行進速度對溫度場的影響
    5.3 溫度場對增材區(qū)的組織性能的影響規(guī)律
        5.3.1 溫度場對增材區(qū)金屬組織的影響
        5.3.2 溫度場對增材區(qū)性能的影響
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
附錄
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3822508