電弧增材高氮鋼-316L不銹鋼成形異材交織結(jié)構.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、力學性能好的復雜結(jié)構件，具有生產(chǎn)周期短、高利用率、高效率等特點。本課題基于雙絲PMIG焊接機器人，以高氮鋼與316L不銹鋼為研究對象，對增材工藝成形特性及宏觀幾何尺寸的控制進行分析，開展多道重疊堆積試驗和增材工藝參數(shù)篩選，進行電弧增材成形異材交織結(jié)構的工藝研究。
　　首先針對兩種材料分別開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)對沉積單道宏觀幾何尺寸的影響規(guī)律。對于高氮鋼沉積單道的幾何尺寸，沉積速度對于寬度的影響大于送絲速度;沉積速度對于高度的影響略大于送絲速度。對于316L不銹鋼沉積單道的幾何尺寸，送絲速度對于寬度的影響遠遠大于沉積速度;沉積速度對于高度的影響大于送絲速度。
　　接著進行了多道重疊堆積試驗以及增材工藝參數(shù)篩選。分析高氮鋼多道重疊堆積出現(xiàn)的缺陷，進一步縮小高氮鋼增材工藝參數(shù)范圍，隨后對異材沉積單道幾何尺寸、截面面積匹配總誤差值進行分析，

3、從而得到最適合用于增材成形異材交織結(jié)構的工藝參數(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。
　　然后對四種增材成形結(jié)構進行微觀組織和力學性能分析。異材界面中高氮鋼以柱狀晶形態(tài)沿熱流方向生長，316L不銹鋼以樹枝晶生長;重熔區(qū)的組織兩次受熱作用，兩次改變生長方向。交織結(jié)構異材界面處，316L不銹鋼硬度值變大，高氮鋼硬度值變小。交織結(jié)構保持較高抗拉強度，延伸率大幅增