焊接快速成形316L不锈钢的组织和性能研究

发布时间：2017-12-11 10:31

  本文关键词：焊接快速成形316L不锈钢的组织和性能研究

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【摘要】：焊接快速成形作为众多快速成形技术之一,能够实现高致密度、高性能金属零件的高效快速制造。其成形效率和制造成本相比于其他金属零件快速成形技术具有明显的优势。快速成形过程中成形参数、成形路径和层间温度等,对成形零件温度场有着重要的影响,从而影响到成形件组织的形成和转变,并导致成形件性能发生差异。本文基于机器人GMAW焊接技术,以316L不锈钢焊丝为成形材料进行焊接快速成形。研究了搭接率和单层增高、成形路径、层间温度对焊接快速成形不锈钢的影响。主要研究结果如下:(1)沉积层上表面会随搭接率增大而变平整,40%搭接率适合于零件的焊接快速成形。建立的单层增高模型与焊缝宽度、焊缝高度、焊缝熔合比有关。采用模型计算结果能够实现外观成形良好的薄壁及斜薄壁零件焊接快速成形。对于斜薄壁零件,与基板表面的夹角θ小于60°时,不能保证顺利进行成形。(2)焊接快速成形316L不锈钢试样凝固模式为FA模式,在成形试样最顶部和最底部因更高冷却速度作用凝固模式转变为AF模式。组织中观察到的取向生长组织和外延生长特性组织均与热流有关。重熔区内组织生长方向由熔合线指向熔池中心,非重熔区组织朝上生长。(3) 一‖字形路径试样中δ铁素体在奥氏体基体中呈条状分布。 十‖字形路径试样中δ铁素体为骨架状,与 弓‖字形路径相比,其铁素体横向间距更大,且生长方向发生变化。随层间温度的提高,铁素体含量发生变化。δ铁素体总含量由层间温度为50℃时的12%,上升到150℃的16%。(4)焊接快速成形316L不锈钢试样显微硬度随着沉积高度的增加呈下降趋势。垂直焊缝方向的抗拉强度高于平行焊缝的抗拉强度, 一‖字形路径成形试样平均抗拉强度最高,为591 MPa。层间温度在50-100℃时,层间温度越低,成形试样抗拉强度越高。
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG457.11;TG142.71

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