5B06铝合金电弧增材制造构件的应力与变形控制研究
发布时间：2020-12-27 20:40
5B06铝合金在航天工业中有着重要地位,其强度适中,塑性好,密度低,具有较强的抗腐蚀性,且抗裂纹能力好,使用这种材料来代替钢铁也能大幅减少构件的质量,可以达到节能环保的目的。近年来,随着复合材料和钛合金材料在航天领域的大量应用,航天用铝合金材料必须进行优化,促使航天用铝合金降低密度,提高材料强度和综合性能,又要降低成本。在焊接过程中产生的残余应力和由其引起的焊接变形对材料的成形质量是一项重要考验,为了克服这一问题,本文通过CMT电弧增材制造铝合金单道多层薄壁构件,并通过有限元模拟分析的方式,对铝合金电弧增材制造的应力场和焊接变形进行了观察和研究,主要结果如下:(1)设计了5B06铝合金焊丝增材制造实验,通过总结前期探索实验的结果进行了参数的选择,得到了成形效果良好的构件,根据成形质量选择了实验的主要研究对象。(2)利用有限元法模拟了5B06铝合金焊丝的CMT增材制造过程,并对其温度场、应力场都进行了分析和讨论,研究了薄壁构件上各个方向上的点在焊接过程中及焊后所产生的变化规律。(3)研究温度场时发现各熔覆层在第一次熔覆时温度最高,随着熔覆层数不断增加,每一层的峰值温度逐渐降低。熔覆层冷却...
【文章来源】：沈阳大学辽宁省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
WAAM工艺原理图[4]
9第2章5B06铝合金电弧增材制造构件的方法要建立用于模拟计算的电弧增材制造构件的有效3D模型，需要使用实际实验中得到的构件的尺寸数值，参考实验的各项工艺参数，而数值模拟的结果需要通过实验来进行对比和验证，因此首先要进行不同工艺参数下的单道多层电弧增材实验。2.1实验平台的建立本次增材制造实验所选取的实验设备如图2.1所示。焊接电源采用福尼斯公司生产的CMT电源。CMT焊接电源有热输入低、飞溅少等优点，且焊接过程稳定，成形效果好，其焊丝支持双向运动，适于进行本次实验。图2.1CMT焊接电源Fig.2.1CMTweldingpowersource焊接平台如图2.2所示，首先清理基板上表面，用砂纸和钢刷进行打磨，表面清理结束后，使用夹具将母材基板固定在平台上，调整焊枪的位置和角度，使焊枪对沈阳大学硕士学位论文
沈阳大学硕士学位论文10准路径的起始点并且和基板保持垂直。通过电脑数控平台设定程序控制焊枪的移动轨迹，可以严格控制各项焊接参数。图2.2焊接实验平台Fig.2.2Theweldingexperimentalplatform2.2实验材料与焊接参数2.2.1实验材料成分介绍本次实验采用的焊丝为5B06型号的铝合金焊丝，焊丝直径φ=1.2mm，焊丝中包含的各种微量金属成分如表2.1所示。表2.15B06铝合金焊丝包含的金属成分Table2.1Metalcomponentsof5B06wireforwelding元素MgMnSiTiFeAl成分（%）6.120.480.230.180.1592.84
【参考文献】：
期刊论文
[1]如何应对列车控制系统革新?[J]. Hideo Nakamura. Engineering. 2016(03)
[2]电弧増材制造厚壁结构焊道间距计算策略[J]. 柏久阳,王计辉,林三宝,杨春利,范成磊. 机械工程学报. 2016(10)
[3]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)
[4]电弧增材制造研究现状及在航空制造中应用前景[J]. 熊江涛,耿海滨,林鑫,黄丹,李京龙,张赋升. 航空制造技术. 2015(Z2)
[5]丝材电弧增材制造技术研究现状与趋势[J]. 耿海滨,熊江涛,黄丹,李京龙,朱志华. 焊接. 2015(11)
[6]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)
[7]电弧增材制造成形控制技术的研究现状与展望[J]. 熊俊,薛永刚,陈辉,张卫华. 电焊机. 2015(09)
[8]CMT工艺对Al-Cu合金电弧增材制造气孔的影响[J]. 从保强,丁佳洛. 稀有金属材料与工程. 2014(12)
[9]基于冷金属过渡技术快速成形工艺[J]. 刘一搏,孙清洁,姜云禄,吴来军. 焊接学报. 2014(07)
[10]焊接快速成形技术研究现状[J]. 项登峰,王一波,柳建,殷凤良. 焊接技术. 2012(07)
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]铝合金结构件激光电弧复合增材制造工艺分析[D]. 王鹏.大连理工大学 2016
[3]电弧增材制造5B06铝合金工艺及性能研究[D]. 李玉飞.华中科技大学 2017
[4]超声波激振随焊控制铝合金焊接应力及变形的应力应变演变研究[D]. 王立鹏.华侨大学 2015
[5]2219铝合金交流TIG堆焊成型技术研究[D]. 王计辉.哈尔滨工业大学 2015
[6]TC4钛合金TIG填丝堆焊成型技术研究[D]. 刘宁.哈尔滨工业大学 2013
[7]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
本文编号：2942450
【文章来源】：沈阳大学辽宁省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
WAAM工艺原理图[4]
9第2章5B06铝合金电弧增材制造构件的方法要建立用于模拟计算的电弧增材制造构件的有效3D模型，需要使用实际实验中得到的构件的尺寸数值，参考实验的各项工艺参数，而数值模拟的结果需要通过实验来进行对比和验证，因此首先要进行不同工艺参数下的单道多层电弧增材实验。2.1实验平台的建立本次增材制造实验所选取的实验设备如图2.1所示。焊接电源采用福尼斯公司生产的CMT电源。CMT焊接电源有热输入低、飞溅少等优点，且焊接过程稳定，成形效果好，其焊丝支持双向运动，适于进行本次实验。图2.1CMT焊接电源Fig.2.1CMTweldingpowersource焊接平台如图2.2所示，首先清理基板上表面，用砂纸和钢刷进行打磨，表面清理结束后，使用夹具将母材基板固定在平台上，调整焊枪的位置和角度，使焊枪对沈阳大学硕士学位论文
沈阳大学硕士学位论文10准路径的起始点并且和基板保持垂直。通过电脑数控平台设定程序控制焊枪的移动轨迹，可以严格控制各项焊接参数。图2.2焊接实验平台Fig.2.2Theweldingexperimentalplatform2.2实验材料与焊接参数2.2.1实验材料成分介绍本次实验采用的焊丝为5B06型号的铝合金焊丝，焊丝直径φ=1.2mm，焊丝中包含的各种微量金属成分如表2.1所示。表2.15B06铝合金焊丝包含的金属成分Table2.1Metalcomponentsof5B06wireforwelding元素MgMnSiTiFeAl成分（%）6.120.480.230.180.1592.84
【参考文献】：
期刊论文
[1]如何应对列车控制系统革新?[J]. Hideo Nakamura. Engineering. 2016(03)
[2]电弧増材制造厚壁结构焊道间距计算策略[J]. 柏久阳,王计辉,林三宝,杨春利,范成磊. 机械工程学报. 2016(10)
[3]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)
[4]电弧增材制造研究现状及在航空制造中应用前景[J]. 熊江涛,耿海滨,林鑫,黄丹,李京龙,张赋升. 航空制造技术. 2015(Z2)
[5]丝材电弧增材制造技术研究现状与趋势[J]. 耿海滨,熊江涛,黄丹,李京龙,朱志华. 焊接. 2015(11)
[6]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)
[7]电弧增材制造成形控制技术的研究现状与展望[J]. 熊俊,薛永刚,陈辉,张卫华. 电焊机. 2015(09)
[8]CMT工艺对Al-Cu合金电弧增材制造气孔的影响[J]. 从保强,丁佳洛. 稀有金属材料与工程. 2014(12)
[9]基于冷金属过渡技术快速成形工艺[J]. 刘一搏,孙清洁,姜云禄,吴来军. 焊接学报. 2014(07)
[10]焊接快速成形技术研究现状[J]. 项登峰,王一波,柳建,殷凤良. 焊接技术. 2012(07)
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]铝合金结构件激光电弧复合增材制造工艺分析[D]. 王鹏.大连理工大学 2016
[3]电弧增材制造5B06铝合金工艺及性能研究[D]. 李玉飞.华中科技大学 2017
[4]超声波激振随焊控制铝合金焊接应力及变形的应力应变演变研究[D]. 王立鹏.华侨大学 2015
[5]2219铝合金交流TIG堆焊成型技术研究[D]. 王计辉.哈尔滨工业大学 2015
[6]TC4钛合金TIG填丝堆焊成型技术研究[D]. 刘宁.哈尔滨工业大学 2013
[7]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
本文编号：2942450
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