2319铝合金电弧增材制造尺寸预测与气孔控制
发布时间：2022-01-11 17:59
铝合金因为质量轻、高强度和高耐腐蚀性得到了航空航天业的广泛应用。传统铝合金加工采用数控机床加工的方式,即“减材制造”,不仅造成了母材的浪费,而且对于形状复杂工件的加工也存在着诸多困难,即使具备加工条件,也会因为加工周期过长而造成方案不能得到实施。本论文将2319铝合金作为研究对象进行“电弧增材制造”,作为铝合金增材制造的理论探索,日后可以用来指导生产实践。本次试验选用直径为1.6mm的2319铝合金焊丝,长为200mm宽为200mm高为5mm的5052铝合金基板,采用福尼斯公司生产的CMT焊机进行电弧增材试验,主要从尺寸预测和气孔控制两个方面对进行了试验研究。首先用二次通用旋转组合设计的方法,进行送丝速度（2.5-7mm/min）、焊接速度（500-1800mm/min）、保护气流量（15-20L/min）三因素全实施单层单道增材试验,基底层增材长度为130mm,共增材20个试样,预测基底层的宽度尺寸与高度尺寸;后在加入层间等待时间（40-180s）的情况下,通过四因素二分之一实施设计进行多层单道往复增材试验,每个样品增材20层,长度也为130mm,也是增材20个试样,预测多层单道增材...
【文章来源】：沈阳大学辽宁省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
增材零件的垂直方向轧制和横向轧制
在七轴FDM机上进行多轴打印
沈阳大学硕士学位论文4StewartW.Williams等人研究了层间冷加工和沉积后热处理对铝铜合金的强化效果。沉积时采用层间轧制，载荷分别为15KN、30KN和45KN。在45KN载荷的时候，层间轧制合金的极限抗拉强度、屈服强度分别可以达到314MPa和244MPa。并研究了增材件经过T6热处理对铝铜合金电弧增材的的影响效果，与层间轧制相比，沉积后热处理对材料强度的提高效果更明显[12]。LuoZhang等人应用一种新的理论模型预测SLM增材的尺寸。通过研究Ti6Al4V增材来验证模型的准确性，结果表明，预测结果与试验结果比较接近，薄壁样品的预测偏差在20μm[13]。在研究时发现SLM的水平尺寸误差主要由两部分构成，一部分误差与填充方式和轨道宽度有关，另一部分误差与凝固收缩有关。在材料尺寸确定的情况下，凝固收缩主要由层间温度决定。1.2.2增材制造技术国内研究现状东北大学顾江龙做了AL-CU合金基于CMT的增材制造的研究，在铝铜合金电弧增材后，经过层间轧制，研究增材工件微观组织、力学性能、气孔等问题。发现保护气流量大孝焊丝干伸长度、送丝速度快慢、层间冷却时间长短和堆积速度快慢等参数对铝铜合金的成型与组织的影响很大；经过层间轧制后，亚晶界数量和位错数量的增加是材料冷加工时的主要性能增强机制，零件的力学性能提高和使用寿命延长都可以通过层间轧制工艺来实现[14]。图1.3送丝速度35mm/s熔滴过渡过程Fig.1.3Wirefeedingspeed35mm/sdroplettransitionprocess
【参考文献】：
期刊论文
[1]电弧热丝变极性等离子弧增材制造铝合金成型尺寸预测[J]. 卢振洋,刘峰,蒋凡,陈树君,余旭,李方. 稀有金属材料与工程. 2019(02)
[2]丝材电弧增材制造技术的研究现状与应用[J]. 江宏亮,姚巨坤,殷凤良. 热加工工艺. 2018(18)
[3]电弧增材制造技术在材料制备中的研究现状及挑战[J]. 杨笑宇,李言,赵鹏康,杨明顺. 焊接. 2018(08)
[4]铝合金激光焊接熔池中气泡运动与气孔相关性分析[J]. 李俐群,孟圣昊,彭进. 焊接学报. 2018(06)
[5]基板厚度对薄壁件GMA增材制造温度场的影响[J]. 雷洋洋,熊俊,李蓉,陈辉. 焊接学报. 2018(05)
[6]增材制造中STL模型的自适应分层算法研究[J]. 林洁琼,王一博,靖贤,谷岩. 机械设计与制造. 2018(02)
[7]中国增材制造产业发展现状及趋势分析[J]. 王强,姜明伟,郭书贵. 中国科技产业. 2018(02)
[8]5B06铝合金电弧增材制造工艺参数对成形质量的影响[J]. 郭亚轩,胡洋,步贤政,岳文. 焊接技术. 2018(01)
[9]基于电弧的金属增材制造技术研究现状[J]. 王世杰,王海东,罗锋. 金属加工(热加工). 2018(01)
[10]增材制造中复杂区域的分割填充扫描算法[J]. 侯文彬,夏明栋,徐金亭. 计算机集成制造系统. 2017(09)
博士论文
[1]CMT工艺增材制造Al-Cu-（Mg）合金的组织与性能的研究[D]. 顾江龙.东北大学 2016
硕士论文
[1]基于增材制造的复杂零件快速铸造工艺与数值模拟研究[D]. 徐文博.西安科技大学 2018
[2]GMAW增材制造堆积熔池表面三维重建及熔宽控制[D]. 尹紫秋.西南交通大学 2018
[3]CMT冷金属过渡铝合金增材制造研究[D]. 赵昀.北京工业大学 2017
[4]电弧增材制造温度场与应力场的数值模拟及成形路径策略评估[D]. 刘文洁.华中科技大学 2017
[5]基于人工神经网络的电弧增材制造焊道成型尺寸预测[D]. 张吉会.沈阳大学 2016
[6]活性激光焊接对铝合金焊缝气孔及合金元素烧损的影响[D]. 刘强.江苏科技大学 2016
[7]基于数据驱动的激光增材制造熔池温度预测控制[D]. 叶进余.湖南大学 2016
[8]电弧熔积增材制造过程中在线检测的研究与实现[D]. 刘磊.华中科技大学 2016
[9]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
[10]6009铝合金激光-MIG复合焊焊接工艺及接头组织性能研究[D]. 王同举.西南石油大学 2015
本文编号：3583210
【文章来源】：沈阳大学辽宁省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
增材零件的垂直方向轧制和横向轧制
在七轴FDM机上进行多轴打印
沈阳大学硕士学位论文4StewartW.Williams等人研究了层间冷加工和沉积后热处理对铝铜合金的强化效果。沉积时采用层间轧制，载荷分别为15KN、30KN和45KN。在45KN载荷的时候，层间轧制合金的极限抗拉强度、屈服强度分别可以达到314MPa和244MPa。并研究了增材件经过T6热处理对铝铜合金电弧增材的的影响效果，与层间轧制相比，沉积后热处理对材料强度的提高效果更明显[12]。LuoZhang等人应用一种新的理论模型预测SLM增材的尺寸。通过研究Ti6Al4V增材来验证模型的准确性，结果表明，预测结果与试验结果比较接近，薄壁样品的预测偏差在20μm[13]。在研究时发现SLM的水平尺寸误差主要由两部分构成，一部分误差与填充方式和轨道宽度有关，另一部分误差与凝固收缩有关。在材料尺寸确定的情况下，凝固收缩主要由层间温度决定。1.2.2增材制造技术国内研究现状东北大学顾江龙做了AL-CU合金基于CMT的增材制造的研究，在铝铜合金电弧增材后，经过层间轧制，研究增材工件微观组织、力学性能、气孔等问题。发现保护气流量大孝焊丝干伸长度、送丝速度快慢、层间冷却时间长短和堆积速度快慢等参数对铝铜合金的成型与组织的影响很大；经过层间轧制后，亚晶界数量和位错数量的增加是材料冷加工时的主要性能增强机制，零件的力学性能提高和使用寿命延长都可以通过层间轧制工艺来实现[14]。图1.3送丝速度35mm/s熔滴过渡过程Fig.1.3Wirefeedingspeed35mm/sdroplettransitionprocess
【参考文献】：
期刊论文
[1]电弧热丝变极性等离子弧增材制造铝合金成型尺寸预测[J]. 卢振洋,刘峰,蒋凡,陈树君,余旭,李方. 稀有金属材料与工程. 2019(02)
[2]丝材电弧增材制造技术的研究现状与应用[J]. 江宏亮,姚巨坤,殷凤良. 热加工工艺. 2018(18)
[3]电弧增材制造技术在材料制备中的研究现状及挑战[J]. 杨笑宇,李言,赵鹏康,杨明顺. 焊接. 2018(08)
[4]铝合金激光焊接熔池中气泡运动与气孔相关性分析[J]. 李俐群,孟圣昊,彭进. 焊接学报. 2018(06)
[5]基板厚度对薄壁件GMA增材制造温度场的影响[J]. 雷洋洋,熊俊,李蓉,陈辉. 焊接学报. 2018(05)
[6]增材制造中STL模型的自适应分层算法研究[J]. 林洁琼,王一博,靖贤,谷岩. 机械设计与制造. 2018(02)
[7]中国增材制造产业发展现状及趋势分析[J]. 王强,姜明伟,郭书贵. 中国科技产业. 2018(02)
[8]5B06铝合金电弧增材制造工艺参数对成形质量的影响[J]. 郭亚轩,胡洋,步贤政,岳文. 焊接技术. 2018(01)
[9]基于电弧的金属增材制造技术研究现状[J]. 王世杰,王海东,罗锋. 金属加工(热加工). 2018(01)
[10]增材制造中复杂区域的分割填充扫描算法[J]. 侯文彬,夏明栋,徐金亭. 计算机集成制造系统. 2017(09)
博士论文
[1]CMT工艺增材制造Al-Cu-（Mg）合金的组织与性能的研究[D]. 顾江龙.东北大学 2016
硕士论文
[1]基于增材制造的复杂零件快速铸造工艺与数值模拟研究[D]. 徐文博.西安科技大学 2018
[2]GMAW增材制造堆积熔池表面三维重建及熔宽控制[D]. 尹紫秋.西南交通大学 2018
[3]CMT冷金属过渡铝合金增材制造研究[D]. 赵昀.北京工业大学 2017
[4]电弧增材制造温度场与应力场的数值模拟及成形路径策略评估[D]. 刘文洁.华中科技大学 2017
[5]基于人工神经网络的电弧增材制造焊道成型尺寸预测[D]. 张吉会.沈阳大学 2016
[6]活性激光焊接对铝合金焊缝气孔及合金元素烧损的影响[D]. 刘强.江苏科技大学 2016
[7]基于数据驱动的激光增材制造熔池温度预测控制[D]. 叶进余.湖南大学 2016
[8]电弧熔积增材制造过程中在线检测的研究与实现[D]. 刘磊.华中科技大学 2016
[9]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
[10]6009铝合金激光-MIG复合焊焊接工艺及接头组织性能研究[D]. 王同举.西南石油大学 2015
本文编号：3583210
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