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钛合金激光熔覆加工工艺

收藏本文 2024-04-14 点赞:20671 浏览:94584 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:与传统修复技术相比,钛合金激光熔覆技术具有众多优点,被广泛应用于修复航空、航天和航海中的钛合金结构件,降低了钛合金的使用成本,从而产生更大的社会和经济效益,而熔覆层的裂纹限制了该技术在工业中的应用。为此,有限元仿真和激光熔覆试验相的方法对钛合金激光熔覆技术的加工工艺做了以下研究,为钛合金激光熔覆的工业应用了初步的技术支持。,有限元仿真软件建立了激光熔覆的有限元模型,所建立的仿真模型考虑了物理特性随温度的变化,传热粉末—液体—固体中发生的相变,还考虑了粉末空隙对粉末层导热率的影响,粉末层与基体之间的接触热阻。依据有限元模型计算的温度场和应力场,单因素法和正交试验方法分析了单道钛合金激光熔覆中,工艺参数(激光功率、激光扫描速度、光斑直径和粉末层厚度)对熔覆温度场和应力场的影响规律。,在应力分析中,比较了三种常用的扫描方式(扫描、内螺旋扫描和外螺旋扫描)下多道激光熔覆的应力场,为优化激光熔覆工艺参数了指导作用。其次,正交试验方法了Ti-6Al-4V合金激光熔覆Ni60粉末试验,试验中测量了熔覆的实时温度场,分析并比较了各工艺参数对温度场的影响,所的与有限元模型中的结果是基本一致的。,各个工艺参数下的熔覆样品,在扫描电镜下观察熔覆层形貌和裂纹数量,分析了工艺参数对熔覆层形貌和熔覆层开裂倾向的影响。关键词:激光熔覆论文Ti-6Al-4V论文ANSYS论文工艺参数论文扫描方式论文

    摘要3-4

    ABSTRACT4-5

    目录5-7

    章 绪论7-15

    1.1 课题研究背景与7-11

    1.1.1 钛及钛合金的特性7

    1.1.2 钛合金的应用7-8

    1.1.3 钛合金激光熔覆技术8-11

    1.2 国内外研究现状11-13

    1.2.1 激光熔覆基础理论的研究11-12

    1.2.2 激光熔覆体系的研究12-13

    1.2.3 激光熔覆工艺参数的研究13

    1.3 现存问题和前景展望13-14

    1.4 本论文研究内容14-15

    章 激光熔覆理论分析15-20

    2.1 引言15

    2.2 粉末与激光、基体间的作用15-16

    2.2.1 激光与粉末、基体的作用15-16

    2.2.2 粉末与基体的作用16

    2.3 熔池的对流及其影响因素16-18

    2.3.1 熔池溶液对流的机理16-17

    2.3.2 影响熔池对流特征的因子17-18

    2.4 熔覆层的凝固特征18-19

    2.5 小结19-20

    章 激光熔覆有限元分析20-47

    3.1 引言20

    3.2 激光熔覆的传热分析20-22

    3.2.1 热分析简述20-21

    3.2.2 物体中三种基本的热传递方式21-22

    3.3 建立激光熔覆有限元模型22-27

    3.3.1 激光熔覆简述22-23

    3.3.2 有限元模型描述23-25

    3.3.3 热分析25

    3.3.4 有限元模型及网格划分25-27

    3.4 激光熔覆的温度场27-36

    3.4.1 工艺参数单因素变化对激光熔覆温度场的影响28-33

    3.4.2 正交试验分析工艺参数对温度场的影响33-36

    3.5 激光熔覆的应力场36-46

    3.5.1 工艺参数单因素变化对激光熔覆应力场的影响37-42

    3.5.2 正交试验分析工艺参数对应力场的影响42-44

    3.5.3 激光扫描路径对熔覆层应力的影响44-46

    3.6 小结46-47

    章 激光熔覆试验分析47-57

    4.1 引言47

    4.2 试验系统介绍47-48

    4.3 试验设计48-50

    4.4 试验结果分析与讨论50-56

    4.4.1 正交试验分析工艺参数对熔覆层中心温度的影响规律50-51

    4.4.2 熔覆层尺寸形貌随工艺参数的变化规律51-56

    4.5 小结56-57

    第五章 57-59

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