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铝合金薄壁激光—电弧复合增材制造工艺研究

2020-12-02阅读(496)

铝合金薄壁激光—电弧复合增材制造工艺研究

论文摘要

随着科技发展及推广应用的需求,不同领域结构样件在追求大型化和复杂化的同时,也不断向轻量化方向发展,从而降低成本、节约能源并拓展应用领域。以铝合金为主的轻质合金,由于密度低、比强度高和较好的断裂韧性,在制造领域备受关注。以激光或电弧为热源的激光增材制造技术或电弧增材制造技术,相比于传统的铸造方式,因成形效率高、成形精度高和成形自由度不受限等优点广泛应用于航空航天、轨道交通和汽车制造等领域。在此基础上,将激光和电弧两种热源相复合,这项技术可以更好的利用能源,成形质量较优的成形结构样件。本论文以铝合金6061为基板材料,以直径1.2 mm的铝合金4043为送丝材料,选择JK701H型Nd:YAG脉冲激光器和Dynasty200 DX型电弧焊机,使用激光-电弧复合增材制造技术进行工艺优化实验和薄壁结构成形实验,并与电弧增材制备的薄壁结构进行对比。（1）通过单因素实验方法,以余高系数和成形效率为优化标准,确定可用于制备薄壁结构的激光功率、电弧电流、送丝速度、扫描速度、预热温度和钨极高度;（2）使用优化后的工艺参数,采用逐层降低电弧电流的方法制备激光-电弧复合增材薄壁结构;（3）与电弧增材薄壁结构进行宏观形貌、微观组织和力学性能的对比分析。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 课题研究背景及意义
  •   1.2 铝合金增材制造技术概述
  •     1.2.1 激光增材制造技术
  •     1.2.2 电弧增材制造技术
  •     1.2.3 激光-电弧复合增材制造技术
  •   1.3 铝合金增材制造技术国内外研究现状
  •     1.3.1 激光增材制造技术
  •     1.3.2 电弧增材制造技术
  •     1.3.3 激光-电弧复合增材制造技术
  •   1.4 研究内容及技术路线
  •     1.4.1 研究内容
  •     1.4.2 技术路线
  • 2 激光-电弧复合增材制造平台搭建与实验设计
  •   2.1 激光-电弧复合增材制造实验平台搭建
  •     2.1.1 平台设计
  •     2.1.2 实验设备选取
  •   2.2 激光-电弧复合增材制造实验设计
  •     2.2.1 实验材料
  •     2.2.2 样品制备方法
  •     2.2.3 样品检测方法及设备
  •   2.3 本章小结
  • 3激光-电弧复合增材薄壁结构工艺实验
  •   3.1 工艺参数的选择
  •     3.1.1 激光工艺参数
  •     3.1.2 电弧工艺参数
  •     3.1.3 送丝工艺参数
  •     3.1.4 热源间工艺参数
  •   3.2单道单层结构工艺实验
  •     3.2.1 激光功率
  •     3.2.2 电弧电流
  •     3.2.3 送丝速度
  •     3.2.4 扫描速度
  •     3.2.5 预热温度
  •     3.2.6 钨极高度和送丝速度
  •   3.3 薄壁结构制备实验
  •   3.4 本章小结
  • 4 薄壁结构微观组织检测与性能分析
  •   4.1 微观组织分析
  •     4.1.1 微观组织形貌和大小
  •     4.1.2 元素分布
  •     4.1.3 物相组成
  •     4.1.4 气孔缺陷
  •   4.2 力学性能分析
  •     4.2.1 显微硬度
  •     4.2.2 拉伸性能
  •   4.3 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 刘妙然

    导师: 吴东江

    关键词: 铝合金,激光电弧复合增材制造,微观组织,力学性能

    来源: 大连理工大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

    专业: 物理学,金属学及金属工艺,无线电电子学

    单位: 大连理工大学

    分类号: TN24;TG174.4

    DOI: 10.26991/d.cnki.gdllu.2019.002217

    总页数: 68

    文件大小: 10604K

    下载量: 345

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