旁路TIG焊增材制造熔丝过程建模仿真及控制

发布时间：2024-02-24 03:32

　　电弧增材制造方法是目前制造零部件快速成形的一种新技术,具有低成本、能量利用率高、研发周期短等优点,其广泛应用于工业生产领域。本文针对电弧增材制造过程存在的热积累严重、电弧起始位置和收弧位置塌陷、成形精度不足等问题,开展了旁路耦合电弧增材制造方法的研究,使电弧增材制造技术更加完善,更广泛地应用于工业生产中。在旁路TIG焊增材制造过程中,结合高速摄影仪和电流电压传感器同步采集的特性,建立了旁路TIG焊增材制造试验平台。观测了送丝速度、旁路电流、焊丝初始位置及送丝角度对增材制造过程熔滴过渡行为的影响。结果表明:熔滴过渡模式可分为自由滴状过渡、接触过渡,以及自由+接触的混合过渡模式。与熔滴的自由过渡模式相比,接触过渡模式的焊缝更均匀、美观。随着送丝速度的增加,熔滴逐渐从自由向接触过渡转变。旁路电流对焊接过程有耦合效应,随着旁路电流的增加,电弧存在先收缩后发散的现象。而且熔滴直径也受到电弧的影响,呈现出先减小后增加的趋势。对旁路电流取样分析,其分布趋势服从高斯分布。焊丝的初始位置对熔滴过渡模式有着直接的影响,在相同的送丝速度条件下焊丝的初始高度越大,熔滴的过渡频率越小。为了达到接触过渡模式,则需...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1大尺寸部件的制造[31]

硕士学位论文3图1.1大尺寸部件的制造[31]当前的三维焊接快速成形技术按照沉积过程中作用到材料的热源形式分类为金属丝材激光增材制造技术(Wireandlaseradditivemanufacturing,WLAM)[32]、金属丝材电弧增材制造技术(Wireandarcaddi....

图1.2电弧增材制造过程的成形金属件[52]

LargeAerospaceComponents)的支持下，Baufeld等人[50]在密闭空间内对加工过程进行保护，用TIG填丝焊方法(ShapedMetalDeposition,SMD)进行钛合金零部件加工，分别研究了设备的制造、焊接过程控制、工艺参数与力学性能、力学与冶金性....

图1.3a)TIG三维焊接堆垛成形后零件,b)表面切削后零件[60]

鼗?沧魑?硕?刂破教ǎ??莶杉?行募锹己附庸?痰牡缌鞯缪故?荩?并对焊接过程进行电压反馈控制，同时利用电压反馈模糊控制系统降低了热积累导致成形件两边塌陷的问题，提高了焊接过程零部件成形的质量。上海交通大学的研究者[60,61]将视觉传感技术与电弧传感技术结合在一起实现了氩弧三维焊....

图1.4GMAW方法的三维焊接快速成形件还有一些学者做了关于熔滴过渡的一些相关工作，Yudodibroto等人[65,66]在熔

?难兄乒?蹋?灾?靥岣吡朔苫?研发的速度。在电弧增材制造熔滴过渡行为方面，研究者通过不同类型的高速摄影仪和电流电压传感器分析了不同的熔滴过渡模式具有的特性，推动了电弧增材技术向工业领域的发展进程。美国肯塔基大学张裕明教授等人[64]利用熔化极电弧方法对三维金属快速成形进行了系统的....

本文编号：3908453