【摘要】：再制造技術(shù)作為一種新型的綠色制造技術(shù),因其獨(dú)有的優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)而逐步成為制造業(yè)的重要組成部分,且在平衡世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和緩解資源環(huán)境壓力中起著至關(guān)重要的作用。表面損傷是零件的主要失效形式,選取適當(dāng)?shù)谋砻嫘迯?fù)技術(shù)對(duì)修復(fù)后零件的使用性能起著決定性的作用,作為再制造技術(shù)的核心先進(jìn)表面工程技術(shù)在零件的修復(fù)中得到了廣泛的應(yīng)用。冷焊修復(fù)技術(shù)因經(jīng)濟(jì)、方便、準(zhǔn)確且熱影響區(qū)小等優(yōu)點(diǎn)而成為破損工件再制造過程中常用的修復(fù)工藝。如何在保證修復(fù)效率的前提下,降低修復(fù)缺陷、熱影響區(qū)和焊接殘余應(yīng)力,取得好的界面結(jié)合強(qiáng)度,是制約冷焊法在再制造行業(yè)中廣泛應(yīng)用的瓶頸問題。本文主要圍繞這一系列問題,對(duì)汽車制造業(yè)中發(fā)動(dòng)機(jī)缸體常用材料HT250灰鑄鐵再制造修復(fù)技術(shù)的作用機(jī)理、微觀組織和殘余應(yīng)力等關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。本文利用亞激光瞬間熔技術(shù)對(duì)汽車制造業(yè)中發(fā)動(dòng)機(jī)缸體常用材料HT250表面缺損處進(jìn)行修復(fù),制備了鎳鉻合金涂層,并對(duì)修復(fù)后試樣的組織性能和結(jié)合界面處的結(jié)合情況進(jìn)行了研究。(1)利用大型CAE軟件SYSWELD對(duì)亞激光瞬間熔修復(fù)HT250灰鑄鐵基體過程的溫度場和應(yīng)力場進(jìn)行了模擬分析。結(jié)果表明,試樣修復(fù)中心線處的溫度隨著熱源的移動(dòng)而變化,且應(yīng)力及變形主要集中在試樣修復(fù)中心線處及其附近。(2)對(duì)修復(fù)后的微觀組織、基體和修復(fù)層結(jié)合界面處的元素分布以及結(jié)合界面處的物相進(jìn)行了分析,揭示了利用亞激光瞬間熔技術(shù)修復(fù)時(shí),修復(fù)后試樣內(nèi)部的組織轉(zhuǎn)變、元素?cái)U(kuò)散和冶金結(jié)合機(jī)理。(3)對(duì)修復(fù)材料與基體結(jié)合界面處的表面殘余應(yīng)力進(jìn)行了測試,揭示了亞激光瞬間熔試樣修復(fù)后的應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律。(4)對(duì)亞激光瞬間熔再制造HT250灰鑄鐵基體工藝參數(shù)的選取進(jìn)行了探討,發(fā)現(xiàn)輸入功率P和單次修復(fù)時(shí)間t對(duì)再制造試樣的性能影響較大,且P和t的選擇要以修復(fù)材料的充分熔化為前提,否則修復(fù)層內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)氣孔和裂紋等缺陷,得出了試驗(yàn)設(shè)定參數(shù)范圍內(nèi)的最優(yōu)工藝參數(shù):P=2800W,t=0.65s,頻率f=1hz,氣體流量G=1.5L/min。本文通過以上研究可以為亞激光瞬間熔技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造業(yè)中的應(yīng)用提供理論指導(dǎo),并得出了最優(yōu)工藝參數(shù),為亞激光瞬間熔技在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用提供參考。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U464.13
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論1.1 選題背景和意義面對(duì)資源匱乏、污染嚴(yán)重等一系列問題，低碳、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展已成為 21 世紀(jì)我國乃至世界各主要經(jīng)濟(jì)體協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境問題的重要手段[1]。制造業(yè)涉及到了能源資源浪費(fèi)、污染物隨意排放等諸多經(jīng)濟(jì)環(huán)境問題。作為解決這些問題的主要手段，再制造行業(yè)因其高效、低耗和高廢舊產(chǎn)品剩余價(jià)值利用率而吸引了眾多國家政府、權(quán)威機(jī)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)實(shí)體的目光。國際能源署（International Energy Agency）的研究報(bào)告表明，制造業(yè)所造成的能源消耗占全球能源消耗總量的 33%，而其所帶來的 CO2排放量則占全球 CO2排放總量的 38%，如下圖所示[2]。

玉柴再制造公司[16]已經(jīng)建立了再制造發(fā)動(dòng)機(jī)、氣缸體、曲軸、氣缸蓋和連桿等多條技術(shù)先進(jìn)的再制造生產(chǎn)線，采用磁控濺射、等離子噴涂等多項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)，對(duì)破損機(jī)械零部件進(jìn)行再制造修復(fù)的研究與深入探討。（2）國外再制造發(fā)展研究現(xiàn)狀再制造起源于美國，為擺脫二戰(zhàn)時(shí)物資匱乏的局面，福特公司運(yùn)用再制造技術(shù)對(duì)軍用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行維修，并逐步裝配到新車中，由于其低成本高性能的特點(diǎn)，故經(jīng)過不斷的發(fā)展到 1996 年再制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展為美國制造業(yè)的一大支柱產(chǎn)業(yè)[17]。由于美國進(jìn)軍再制造產(chǎn)業(yè)的時(shí)間比較早，所以再制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐步發(fā)展成為了美國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。美國還將再制造技術(shù)應(yīng)用到了軍用品的維修上，于 2003 年研發(fā)的移動(dòng)零部件醫(yī)院（MobileParts Hospital，MPH，見圖 1.2），在伊拉克戰(zhàn)爭中武器修復(fù)方面發(fā)揮了巨大的作用，保證了美軍在戰(zhàn)場上的武器維修和供應(yīng)。隨著時(shí)代的發(fā)展，3D 打印技術(shù)也快速的成長起來，利用 3D 打印技術(shù)生產(chǎn)零件的成本也在不斷的減少。因此，美軍快速裝備部隊(duì)基于 3D 打印技術(shù)建立了移動(dòng)遠(yuǎn)征實(shí)驗(yàn)室（ELM），它是集 3D 打印機(jī)、切割機(jī)和水刀等高科技制造設(shè)備于一身的再制造系統(tǒng)，致力于再制造常見零部件，而隨著 3D 打印技術(shù)的進(jìn)一步完善，其將應(yīng)用與再制造武器系統(tǒng)、軍用車輛及飛機(jī)的組件。

圖 2.1 Gauss 熱流密度分布圖于在亞激光瞬間熔修復(fù)過程中，此提出了更符合亞激光瞬間熔熱。圖 2.2 雙橢球體熱流密度分布圖熔化極氣體保護(hù)焊和高能束離子沿厚度方向，深入到焊件內(nèi)層橢球體熱源。得到與實(shí)際情況更加接近的熱源

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 喻巧紅;劉超;龐曉露;劉泉林;高克瑋;;Q235焊接接頭的縫隙腐蝕行為[J];金屬學(xué)報(bào);2014年11期

2 俞翔棟;董達(dá)善;黃婉娟;;基于SYSWELD的Q690高強(qiáng)鋼焊接數(shù)值模擬[J];熱加工工藝;2014年19期

3 曹淑芬;陳鐵平;易杰;郭鵬程;李落星;;鋁合金雙脈沖MIG焊過程的溫度及應(yīng)力變形模擬[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2014年07期

4 顧和根;蔡振兵;岳文;沈明學(xué);朱e

本文編號(hào)：2759882