金属堆焊成形工艺参数优化与实验研究
发布时间：2021-08-12 13:09
快速成型技术又名快速原型制造技术,作为一种基础为材料堆积法的高新制造技术,其中的金属堆焊技术不仅具有节约材料、节省能源、可以制造复杂形状零件等普遍优点外,还具有其自身的优点:材料间实现了冶金结合,成型零件致密度高,组织结构具有良好的各项同性;材料利用率高,加工工艺简单,可利用不同的材料加工出功能梯度零件。同时,金属堆焊技术结合了当前成熟的焊接工艺技术,能够显著的降低设备与运行成本,因此具有很好的发展前景。本文基于调研大量国内外研究现状的基础上,针对如何既能成形较好宏观形貌的堆焊焊缝,又能提高堆敷金属与母材之间的堆敷强度进行了大量的试验探索,并基于改善金属堆焊成形质量对金属堆焊工艺参数进行了系统的优化研究。在现有堆焊实验平台的设备基础上增添了温度信息采集模块,自主开发编程,实时获取堆焊过程中熔合区和热影响区等的温度数据,给金属堆焊实验中的温度测量提供了可靠的技术支撑。确定了对堆焊焊缝的成形质量具有重要影响的成形尺寸参数以及成形评价依据,分析了对堆焊焊缝成形质量影响较显著的工艺参数,并在此基础上以理论相结合实际的方式建立了适用于五因素多水平的正交实验表,之后通过对正交实验结果进行直观分析和...
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
本文实验使用的堆焊实验平台可分为三个主要部分：计算机系统运动控制部分，堆焊实验平台机械结构部分，焊接电源设备部分。其中计算机系统的运动控制部分由工控机(IndustrialPersonalComputer,IPC)，驱动器，运动控制器等组成；堆焊实验平台机械结构部分由焊枪调节装置，机架，运动导轨，主轴，成型平台等组成；焊接电源设备部分由送丝机构，熔化极气体保护焊机，保护气瓶，焊枪等组成。整个实验系统的组成图如图 2-1 所示以及结构图如图 2-2 所示，其中堆焊实验平台的布局方式为立式主轴布局，焊枪安装在主轴的下方，保护气经送气软管通过焊枪喷嘴喷出从而保护堆焊区域避免堆焊缺陷产生，角钢搭接而成机架并在中间通过法兰连接主轴，在主轴下方连接的是横梁，以此实现水平面内的旋转运动，并在横梁的中空部位安装径向运动导轨进而实现堆焊在沿半径方向的运动。步进电机通过同步带传动可实现旋转运动，步进电机通过丝杠传动又可实现沿半径方向的运动。运动控制器是固高的 GUC-T 系列，同时使用 FPGA 和 DSP 作为运动控制协处理器来配合 IPC 控制整个系统的运动。
本文实验使用的堆焊实验平台可分为三个主要部分：计算机系统运动控制部分，堆焊实验平台机械结构部分，焊接电源设备部分。其中计算机系统的运动控制部分由工控机(IndustrialPersonalComputer,IPC)，驱动器，运动控制器等组成；堆焊实验平台机械结构部分由焊枪调节装置，机架，运动导轨，主轴，成型平台等组成；焊接电源设备部分由送丝机构，熔化极气体保护焊机，保护气瓶，焊枪等组成。整个实验系统的组成图如图 2-1 所示以及结构图如图 2-2 所示，其中堆焊实验平台的布局方式为立式主轴布局，焊枪安装在主轴的下方，保护气经送气软管通过焊枪喷嘴喷出从而保护堆焊区域避免堆焊缺陷产生，角钢搭接而成机架并在中间通过法兰连接主轴，在主轴下方连接的是横梁，以此实现水平面内的旋转运动，并在横梁的中空部位安装径向运动导轨进而实现堆焊在沿半径方向的运动。步进电机通过同步带传动可实现旋转运动，步进电机通过丝杠传动又可实现沿半径方向的运动。运动控制器是固高的 GUC-T 系列，同时使用 FPGA 和 DSP 作为运动控制协处理器来配合 IPC 控制整个系统的运动。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于快速成型技术制造复杂金属件的研究综述[J]. 宗学文,熊聪,张斌,权坤. 热加工工艺. 2019(01)
[2]拉伸实验基础上的金属材料屈服强度测试[J]. 刘伟,王鑫. 科学技术创新. 2018(32)
[3]焊丝干伸长量对堆焊成形效果影响研究[J]. 董杰,许燕,王恪典,周建平,伊里哈木·阿不都热木. 铸造技术. 2018(08)
[4]不同堆焊工艺参数下薄壁圆筒端部变形量的数值模拟[J]. 吴红爽,孙凤莲,刘洋. 热加工工艺. 2018(13)
[5]UHMWPE/HDPE的选择性激光烧结及结构性能研究[J]. 朱小康,赵英仑,杨其. 塑料工业. 2018(06)
[6]选择性激光烧结（SLS）专利技术综述[J]. 李双江,李基,肖横洋. 中国科技信息. 2018(11)
[7]基于DLP原理的3D打印机设计与实现[J]. 周璇,王志明. 制造技术与机床. 2018(04)
[8]非开挖油罐内衬光固化成型固化性能研究[J]. 刘世强,茆凌峰,钱建华,刘华. 玻璃钢/复合材料. 2018(03)
[9]5356铝合金电弧快速成型工艺及组织性能[J]. 刘俊岭,刘正文,王龙飞,陈英杰,焦向东. 电焊机. 2018(01)
[10]柱坐标模式下堆焊成型参数对成型质量影响规律研究[J]. 赵冬梅. 铸造技术. 2018(01)
本文编号：3338375
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
本文实验使用的堆焊实验平台可分为三个主要部分：计算机系统运动控制部分，堆焊实验平台机械结构部分，焊接电源设备部分。其中计算机系统的运动控制部分由工控机(IndustrialPersonalComputer,IPC)，驱动器，运动控制器等组成；堆焊实验平台机械结构部分由焊枪调节装置，机架，运动导轨，主轴，成型平台等组成；焊接电源设备部分由送丝机构，熔化极气体保护焊机，保护气瓶，焊枪等组成。整个实验系统的组成图如图 2-1 所示以及结构图如图 2-2 所示，其中堆焊实验平台的布局方式为立式主轴布局，焊枪安装在主轴的下方，保护气经送气软管通过焊枪喷嘴喷出从而保护堆焊区域避免堆焊缺陷产生，角钢搭接而成机架并在中间通过法兰连接主轴，在主轴下方连接的是横梁，以此实现水平面内的旋转运动，并在横梁的中空部位安装径向运动导轨进而实现堆焊在沿半径方向的运动。步进电机通过同步带传动可实现旋转运动，步进电机通过丝杠传动又可实现沿半径方向的运动。运动控制器是固高的 GUC-T 系列，同时使用 FPGA 和 DSP 作为运动控制协处理器来配合 IPC 控制整个系统的运动。
本文实验使用的堆焊实验平台可分为三个主要部分：计算机系统运动控制部分，堆焊实验平台机械结构部分，焊接电源设备部分。其中计算机系统的运动控制部分由工控机(IndustrialPersonalComputer,IPC)，驱动器，运动控制器等组成；堆焊实验平台机械结构部分由焊枪调节装置，机架，运动导轨，主轴，成型平台等组成；焊接电源设备部分由送丝机构，熔化极气体保护焊机，保护气瓶，焊枪等组成。整个实验系统的组成图如图 2-1 所示以及结构图如图 2-2 所示，其中堆焊实验平台的布局方式为立式主轴布局，焊枪安装在主轴的下方，保护气经送气软管通过焊枪喷嘴喷出从而保护堆焊区域避免堆焊缺陷产生，角钢搭接而成机架并在中间通过法兰连接主轴，在主轴下方连接的是横梁，以此实现水平面内的旋转运动，并在横梁的中空部位安装径向运动导轨进而实现堆焊在沿半径方向的运动。步进电机通过同步带传动可实现旋转运动，步进电机通过丝杠传动又可实现沿半径方向的运动。运动控制器是固高的 GUC-T 系列，同时使用 FPGA 和 DSP 作为运动控制协处理器来配合 IPC 控制整个系统的运动。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于快速成型技术制造复杂金属件的研究综述[J]. 宗学文,熊聪,张斌,权坤. 热加工工艺. 2019(01)
[2]拉伸实验基础上的金属材料屈服强度测试[J]. 刘伟,王鑫. 科学技术创新. 2018(32)
[3]焊丝干伸长量对堆焊成形效果影响研究[J]. 董杰,许燕,王恪典,周建平,伊里哈木·阿不都热木. 铸造技术. 2018(08)
[4]不同堆焊工艺参数下薄壁圆筒端部变形量的数值模拟[J]. 吴红爽,孙凤莲,刘洋. 热加工工艺. 2018(13)
[5]UHMWPE/HDPE的选择性激光烧结及结构性能研究[J]. 朱小康,赵英仑,杨其. 塑料工业. 2018(06)
[6]选择性激光烧结（SLS）专利技术综述[J]. 李双江,李基,肖横洋. 中国科技信息. 2018(11)
[7]基于DLP原理的3D打印机设计与实现[J]. 周璇,王志明. 制造技术与机床. 2018(04)
[8]非开挖油罐内衬光固化成型固化性能研究[J]. 刘世强,茆凌峰,钱建华,刘华. 玻璃钢/复合材料. 2018(03)
[9]5356铝合金电弧快速成型工艺及组织性能[J]. 刘俊岭,刘正文,王龙飞,陈英杰,焦向东. 电焊机. 2018(01)
[10]柱坐标模式下堆焊成型参数对成型质量影响规律研究[J]. 赵冬梅. 铸造技术. 2018(01)
本文编号：3338375
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