基于热输入控制的MIG焊增材制造方法

声明

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.1.1 增材制造技术的起源及其发展

1.1.2 电弧增材制造的发展及应用

1.2 增材制造国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 波形控制及低热输入焊接方法的研究与应用

1.4 焊接数值模拟技术在增材制造方面的应用

1.5 课题创新性和主要研究内容

1.5.1 课题创新性

1.5.2 课题主要研究内容

第2章 电弧增材制造实验方案及设备

2.1 实验系统搭建

2.2 三维模型的建立及分层处理

2.3 G-code代码的编译及运动轨迹的扫描

2.3.1 G-code代码的传送及编译

2.3.2 步进电机的控制及三维滑台

2.4 弧焊参数测控系统

2.4.1 数据采集卡

2.4.2 电流采样

2.4.3 电压采样

2.4.4 基于LabVIEW的测控系统软件

2.5 弧焊电源的选择

2.6 本章小结

第3章 脉冲MIG电弧增材制造工艺研究

3.1 脉冲熔化极氩弧焊焊接工艺概述

3.2 脉冲MIG焊波形控制增材制造试验

3.2.1 脉冲波形焊接线能量的计算

3.2.2 增材制造模型的建立

3.2.3 试验材料

3.2.4 矩形波电弧增材制造试验

3.2.5 正弦波电弧增材制造试验

3.2.6 三角波电流增材制造试验

3.2.7 锯齿波电流增材制造试验

3.3 各波形电流增材制造成型性能比较和分析

3.4 本章小结

第4章 基于脉冲MIG焊的低热输入增材制造工艺实现

4.1 矩形波电流增材制造工艺参数确定

4.2 热输入随焊接参数的变化规律

4.3 脉冲MIG焊增材制造参数优化

4.4 双脉冲MIG焊电弧增材制造工艺

4.4.1 双脉冲波形及其参数

4.4.2 双脉冲电弧增材制造工艺

4.5 本章小结

第5章 水冷条件对电弧增材制造温度场的影响

5.1 增材制造成型件散热方法

5.2 实验方案

5.2.1 水冷系统组成

5.2.2 温度的采集系统搭建

5.2.3 成型件模型的建立

5.2.4 实验材料及实验前准备

5.3 基于Abaqus的温度场有限元模拟

5.3.1 Abaqus软件介绍

5.3.2 焊接温度场的分析理论

5.3.3 有限元模型的建立及网格划分

5.3.4 热源模型及用户子程序

5.4 实验结果分析

5.4.1热循环曲线分析

5.4.2模拟温度场分布趋势

5.4.3 各层平均温度梯度的变化规律及成型性能分析

5.5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的论文