| 题名 | 电弧增材成形过程电弧及溶滴过渡行为研究 |
| 作者 | 何冠宇 |
| 答辩日期 | 2016 |
| 导师 | 顾玉芬 |
| 关键词 | 熔滴过渡 热积累效应 成形特征 组织金相 硬度 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 电弧增材成形技术是以电弧作为热源,以二维模型焊缝的叠加最终成形三维构件的先进制造技术,而以丝极材料作为电极的熔化极弧焊由于其效率高、成本低的优势,近来成为研究热点。本课题以熔化极氩弧焊、脉冲熔化极氩弧焊、脉冲旁路耦合电弧MIG焊这三种方法研究多层单道成形过程中电弧形态、熔滴过渡及对焊缝成形的影响。首先,对三种焊接方法不同的熔滴过渡方式对单层及多层焊缝的成形过程的影响做了分析,恒压源熔化极氩弧焊自由过渡多层焊缝成形最好,但由于热积累效应严重,在多层焊接中焊缝中间向下塌陷,使电弧长度变长,在弧长自调节作用下,焊接电流变小,熔滴过渡频率下降、熔滴尺寸增大。恒流源脉冲熔化极氩弧焊多层焊接时一脉一滴的熔滴过渡形式为最优选择,但热积累效应使焊接电压不断增大,造成熔宽在同一层和层与层间都发生变化。脉冲旁路耦合电弧MIG焊由于其母材热输入很低,热积累效应不明显,多层焊接时熔滴过渡形式不会发生变化。因此热输入的控制是多层成形的关键。其次,为改善多层焊缝的成形,使用了金属芯焊丝,对比了该焊丝与普通碳钢焊丝的射滴过渡临界电流、熔滴过渡、焊缝成形等方面,结果发现金属芯焊丝射滴过渡临界电流比碳钢焊丝低30A,熔滴过渡频率降低,熔滴尺寸增大,电弧底部笼罩面积变小,热输入低,这些特点都使金属芯焊丝更适用于电弧增材成形。在改善起弧端成形特征方面,减小起弧送丝速度并增大起弧电流。由于三种焊接方法的母材热输入不同,因此需要选择宽高比为3或者4的焊缝焊接参数。为保证稳定的材料填充速度,需要保证稳定的熔滴过渡行为。对不同层间冷却时间对焊缝成形的影响做了分析,结果表示冷却时间越长,对前层焊缝的影响越小,但会严重影响生产效率。最后对不同层间冷却时间的单道10层构件的组织金相和硬度做了分析,冷却时间短则循环热输入大,晶粒相对较大,顶层焊缝由于晶粒的循环热次数少,多为针状马氏体组织。多次循环热对下部焊缝进行了类似退火的热处理,使下层焊缝硬度低,而顶部马氏体硬度为250HV左右。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 69 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/91442]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 何冠宇. 电弧增材成形过程电弧及溶滴过渡行为研究[D]. 2016. |
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