電弧增材高氮鋼-316L不銹鋼成形異材交織結(jié)構(gòu).pdf

1、電弧增材制造以電弧為熱源，焊絲為增添材料，快速直接成形致密度高、力學(xué)性能好的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，具有生產(chǎn)周期短、高利用率、高效率等特點(diǎn)。本課題基于雙絲PMIG焊接機(jī)器人，以高氮鋼與316L不銹鋼為研究對(duì)象，對(duì)增材工藝成形特性及宏觀幾何尺寸的控制進(jìn)行分析，開(kāi)展多道重疊堆積試驗(yàn)和增材工藝參數(shù)篩選，進(jìn)行電弧增材成形異材交織結(jié)構(gòu)的工藝研究。
　　首先針對(duì)兩種材料分別開(kāi)展沉積單道成形特性工藝研究，確定了兩種材料的增材工藝參數(shù)窗口，并探索了增材工藝參

2、數(shù)對(duì)沉積單道宏觀幾何尺寸的影響規(guī)律。對(duì)于高氮鋼沉積單道的幾何尺寸，沉積速度對(duì)于寬度的影響大于送絲速度;沉積速度對(duì)于高度的影響略大于送絲速度。對(duì)于316L不銹鋼沉積單道的幾何尺寸，送絲速度對(duì)于寬度的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沉積速度;沉積速度對(duì)于高度的影響大于送絲速度。
　　接著進(jìn)行了多道重疊堆積試驗(yàn)以及增材工藝參數(shù)篩選。分析高氮鋼多道重疊堆積出現(xiàn)的缺陷，進(jìn)一步縮小高氮鋼增材工藝參數(shù)范圍，隨后對(duì)異材沉積單道幾何尺寸、截面面積匹配總誤差值進(jìn)行分析，

3、從而得到最適合用于增材成形異材交織結(jié)構(gòu)的工藝參數(shù)，異材重疊堆積最佳道間距d*1=4.3mm，同材重疊堆積最佳道間距分別為d*2=4.2mm，d*2=4.4mm。
　　然后對(duì)四種增材成形結(jié)構(gòu)進(jìn)行微觀組織和力學(xué)性能分析。異材界面中高氮鋼以柱狀晶形態(tài)沿?zé)崃鞣较蛏L(zhǎng)，316L不銹鋼以樹(shù)枝晶生長(zhǎng);重熔區(qū)的組織兩次受熱作用，兩次改變生長(zhǎng)方向。交織結(jié)構(gòu)異材界面處，316L不銹鋼硬度值變大，高氮鋼硬度值變小。交織結(jié)構(gòu)保持較高抗拉強(qiáng)度，延伸率大幅增