電子束送絲系統(tǒng)及增材制造工藝研究.pdf

1、本文研究了電子束送絲系統(tǒng)及不銹鋼熔絲增材制造工藝，主要設(shè)計了電子束送絲系統(tǒng)，并利用自主設(shè)計的送絲系統(tǒng)進行電子束熔絲增材工藝研究。
　　在ZD60-6ACV500L電子束焊機內(nèi)設(shè)計電子束送絲系統(tǒng)，送絲系統(tǒng)包括硬件部分和控制部分。送絲系統(tǒng)的硬件部分包括電機、送絲機構(gòu)、焊絲盤、焊絲盤軸及其安裝裝置、送絲軟管、送絲調(diào)節(jié)器及其夾具、靜電屏蔽裝置、送絲系統(tǒng)安裝裝置;控制部分包括電源開關(guān)、送絲啟停、送絲速度、送絲方式調(diào)節(jié)、延遲送絲電路。對送絲系

2、統(tǒng)進行安裝與調(diào)試，其中電機利用航空插頭接入真空室內(nèi)，運用送絲調(diào)節(jié)器、電子束觀察系統(tǒng)及電子束偏壓單元對焊絲端部與電子束束流進行對準(zhǔn)調(diào)試。
　　本文主要用150×150×10mm的304奧氏體不銹鋼為基板，Φ0.8mm的ER-304不銹鋼焊絲，進行電子束熔絲增材制造工藝研究。探究了送絲方式、送絲角度、焊絲和電子束與基板的相對位置、電子束束流和焊接速度及送絲速度的匹配等不同的工藝參數(shù)對堆覆層宏觀形貌的影響。探索了運用自主設(shè)計搭建的電子束

3、送絲系統(tǒng)進行電子束熔絲增材制造工藝研究。
　　研究獲得了當(dāng)送絲方式為前置送絲;送絲角度為30°;焊絲端部與電子束束流的相對位置為電子束束流直接作用在焊絲上，焊絲端部離基板的距離為2mm;層寬主要受電子束束流的影響，層高主要受送絲速度和焊接速度的影響，熔深主要束流的影響;線能量在區(qū)間[300J/mm，900J/mm]范圍內(nèi)時，可以獲得成形質(zhì)量較好的堆覆層。
　　研究獲得了合適的工藝參數(shù):加速電壓為60KV，電子束束流為10mA

4、，聚焦電流為663mA，焊接速度為1.0mm/s，送絲速度為5.2mm/s，并運用該工藝參數(shù)對304不銹鋼進行增材制造研究，堆出5層8道，長62mm，寬25.7mm，高3.58mm的塊體。
　　研究結(jié)果顯示，自主設(shè)計搭建的電子束送絲系統(tǒng)可以打印出塊體，通過研究各層堆覆層宏觀形貌，堆覆層光滑平穩(wěn)，魚鱗紋明顯。由于同一道焊道中前段與后段的熱輸入不同，堆覆層的均勻程度也不同。熱輸入小時，熔滴從焊絲端部滴落進熔池的時間更長，堆覆層的熔滴相