5356铝合金电弧增材制造成形控制及性能研究
发布时间：2021-11-17 17:45
铝合金薄壁壳体零部件在航空、航天等领域有着广泛的应用,但其加工时往往90%的材料被去除,对铝合金材料和刀具材料造成了极大的浪费。近年来,增材制造技术的发展为这一问题的解决提供了新的思路。电弧增材制造（Wire Arc Additive Manufacturing,WAAM）以逐层堆积的方式直接成形零件的近净形状,具有低成本和高沉积速率的优点,是金属零件直接成形的重要研究方向。本文以钨极惰性气体保护焊（GTAW）技术为基础。在零件成形控制研究中,提出通过视觉检测和反馈控制电弧长度的方法,实现电弧检测和成形控制,并设计了电弧长度视觉检测及反馈控制模块。试验结果证明,该方法能够有效的控制电弧长度,保证沉积丝材和熔池过渡状态的一致性。在增材制造系统搭建的基础上,本文结合单层单道沉积层的尺寸和有限元温度场模拟,通过正交试验的方法,研究了脉冲周期和沉积工艺参数（峰值电流、沉积速度、送丝速度）对沉积层尺寸的影响,确定5356铝合金增材制造的工艺窗口。进行了薄壁框架沉积层的工艺试验,通过光学显微镜观察了薄壁框架沉积层的气孔分布和显微组织,并利用图像统计方法研究了沉积层气孔和晶粒的分布规律,分析了成形过...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃烧室环形零件[8]
第 1 章 绪 论等人[19]采用 CMT 工艺进行了电弧增材制造，研究了不同扫描轨迹对薄板焊度的影响。刘一博等人[20]利用 CMT 系统研究了纵向磁场在铝/钢增材制造机理，结果表明，外加磁场可以改变电弧等离子体的运动行为，这影响了电表面和熔池内部的热量传导。试验表明，冷金属过渡技术解决了 GMAW 飞不稳定的问题，但因其焊接熔滴过渡形式所限，CMT 技术不适用增材沉积接的工况，这限制了其在厚壁零件等领域的应用。
第 1 章 绪 论等人[19]采用 CMT 工艺进行了电弧增材制造，研究了不同扫描轨迹对薄板焊度的影响。刘一博等人[20]利用 CMT 系统研究了纵向磁场在铝/钢增材制造机理，结果表明，外加磁场可以改变电弧等离子体的运动行为，这影响了电表面和熔池内部的热量传导。试验表明，冷金属过渡技术解决了 GMAW 飞不稳定的问题，但因其焊接熔滴过渡形式所限，CMT 技术不适用增材沉积接的工况，这限制了其在厚壁零件等领域的应用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电弧形态的熔滴过渡形式识别[J]. 郭波,石永华,易耀勇. 焊接学报. 2017(11)
[2]基于电弧增材制造的截面扫描轨迹规划[J]. 孙清洁,桑海波,刘一搏,冯吉才. 焊接学报. 2017(10)
[3]磁场作用下铝/钢CMT焊接温度场及熔池流动行为[J]. 刘一搏,张鸿名,孙清洁,李军兆,冯吉才. 机械工程学报. 2018(02)
[4]基于冷金属过渡的电弧增材制造成形系统[J]. 卜星,程远,沈泳华,刘仁培. 工业技术创新. 2017(04)
[5]5A06铝合金TIG丝材-电弧增材制造工艺[J]. 黄丹,朱志华,耿海滨,熊江涛,李京龙,张赋升. 材料工程. 2017(03)
[6]铝合金VPPA-MIG复合焊接电弧形态及伏安特性[J]. 洪海涛,韩永全,童嘉晖,庞世刚. 焊接学报. 2016(09)
[7]电弧增材制造与铣削复合加工系统与工艺研究[J]. 夏然飞,樊建勋,李新宇,高亮. 制造业自动化. 2016(09)
[8]电弧增材成形中熔积层表面形貌对电弧形态影响的仿真[J]. 周祥曼,张海鸥,王桂兰,柏兴旺. 物理学报. 2016(03)
[9]硅对SAl5356铝合金焊丝显微组织和性能的影响[J]. 黄杰,薛松柏,顾荣海,王博,林中强. 焊接学报. 2015(11)
[10]铝合金电弧增材制造焊道宽度尺寸预测[J]. 柏久阳,王计辉,林三宝,杨春利. 焊接学报. 2015(09)
博士论文
[1]多层单道GMA增材制造成形特性及熔敷尺寸控制[D]. 熊俊.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]基于CMT的铝合金电弧增材制造（3D打印）技术及工艺研究[D]. 张瑞.南京理工大学 2016
[2]基于线结构光的电弧增材制造熔积层形貌三维测量[D]. 李友浩.华中科技大学 2016
[3]基于冷金属过渡技术的铝合金快速成形技术及工艺研究[D]. 姜云禄.哈尔滨工业大学 2013
[4]GMAW快速成形熔敷焊道尺寸神经网络建模和参数预测[D]. 胡建文.哈尔滨工业大学 2012
[5]基于结构光视觉传感的GMAW快速成形焊道形貌检测及控制[D]. 李永哲.哈尔滨工业大学 2012
[6]TIG熔焊成型中焊缝几何尺寸的建模与控制[D]. 张光云.南昌大学 2008
本文编号：3501390
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃烧室环形零件[8]
第 1 章 绪 论等人[19]采用 CMT 工艺进行了电弧增材制造，研究了不同扫描轨迹对薄板焊度的影响。刘一博等人[20]利用 CMT 系统研究了纵向磁场在铝/钢增材制造机理，结果表明，外加磁场可以改变电弧等离子体的运动行为，这影响了电表面和熔池内部的热量传导。试验表明，冷金属过渡技术解决了 GMAW 飞不稳定的问题，但因其焊接熔滴过渡形式所限，CMT 技术不适用增材沉积接的工况，这限制了其在厚壁零件等领域的应用。
第 1 章 绪 论等人[19]采用 CMT 工艺进行了电弧增材制造，研究了不同扫描轨迹对薄板焊度的影响。刘一博等人[20]利用 CMT 系统研究了纵向磁场在铝/钢增材制造机理，结果表明，外加磁场可以改变电弧等离子体的运动行为，这影响了电表面和熔池内部的热量传导。试验表明，冷金属过渡技术解决了 GMAW 飞不稳定的问题，但因其焊接熔滴过渡形式所限，CMT 技术不适用增材沉积接的工况，这限制了其在厚壁零件等领域的应用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电弧形态的熔滴过渡形式识别[J]. 郭波,石永华,易耀勇. 焊接学报. 2017(11)
[2]基于电弧增材制造的截面扫描轨迹规划[J]. 孙清洁,桑海波,刘一搏,冯吉才. 焊接学报. 2017(10)
[3]磁场作用下铝/钢CMT焊接温度场及熔池流动行为[J]. 刘一搏,张鸿名,孙清洁,李军兆,冯吉才. 机械工程学报. 2018(02)
[4]基于冷金属过渡的电弧增材制造成形系统[J]. 卜星,程远,沈泳华,刘仁培. 工业技术创新. 2017(04)
[5]5A06铝合金TIG丝材-电弧增材制造工艺[J]. 黄丹,朱志华,耿海滨,熊江涛,李京龙,张赋升. 材料工程. 2017(03)
[6]铝合金VPPA-MIG复合焊接电弧形态及伏安特性[J]. 洪海涛,韩永全,童嘉晖,庞世刚. 焊接学报. 2016(09)
[7]电弧增材制造与铣削复合加工系统与工艺研究[J]. 夏然飞,樊建勋,李新宇,高亮. 制造业自动化. 2016(09)
[8]电弧增材成形中熔积层表面形貌对电弧形态影响的仿真[J]. 周祥曼,张海鸥,王桂兰,柏兴旺. 物理学报. 2016(03)
[9]硅对SAl5356铝合金焊丝显微组织和性能的影响[J]. 黄杰,薛松柏,顾荣海,王博,林中强. 焊接学报. 2015(11)
[10]铝合金电弧增材制造焊道宽度尺寸预测[J]. 柏久阳,王计辉,林三宝,杨春利. 焊接学报. 2015(09)
博士论文
[1]多层单道GMA增材制造成形特性及熔敷尺寸控制[D]. 熊俊.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]基于CMT的铝合金电弧增材制造（3D打印）技术及工艺研究[D]. 张瑞.南京理工大学 2016
[2]基于线结构光的电弧增材制造熔积层形貌三维测量[D]. 李友浩.华中科技大学 2016
[3]基于冷金属过渡技术的铝合金快速成形技术及工艺研究[D]. 姜云禄.哈尔滨工业大学 2013
[4]GMAW快速成形熔敷焊道尺寸神经网络建模和参数预测[D]. 胡建文.哈尔滨工业大学 2012
[5]基于结构光视觉传感的GMAW快速成形焊道形貌检测及控制[D]. 李永哲.哈尔滨工业大学 2012
[6]TIG熔焊成型中焊缝几何尺寸的建模与控制[D]. 张光云.南昌大学 2008
本文编号：3501390
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