發(fā)布時間：2024-06-16 07:45

　　基于GMAW(熔化極氣體保護焊)的電弧增材制造技術具有組織致密、化學成分均勻、熔敷效率高以及生產成本低等很多優(yōu)勢,廣泛應用于大尺寸金屬件的增材制造與修復。懸垂結構是復雜構件中非常常見的組成部分。在非金屬增材制造中往往通過添加支撐實現懸垂結構的成形,其設計與制造已經較為成熟,而金屬增材制造的支撐結構還處于初步研究階段且面臨很多困難與挑戰(zhàn)。因此,研究無支撐懸垂結構成形的影響因素,探索懸垂結構良好成形的極限傾角,實現大角度懸垂結構的自支撐具有重要的研究意義。本文以解決無支撐懸垂結構制造過程中的一系列工藝問題、獲得較為普適的工藝規(guī)范和加工策略為目標,通過熔池觀察、理論分析及一系列工藝試驗對懸垂結構展開研究,實現了大角度傾斜懸垂結構的良好成形并堆敷出了懸垂結構典型件。首先搭建了機器人GMA增材制造試驗系統(tǒng),研究了平焊時不同工藝下的熔敷道成形質量,獲得了初步工藝參數區(qū)間并確定了熔敷電流和熔敷電壓的匹配關系。通過建立的視覺傳感系統(tǒng)觀察了懸垂結構堆敷過程中的液態(tài)熔池,對熔池流淌現象進行了初步分析。建立了無支撐懸垂結構堆積模型,引入了懸垂角和焊槍傾斜角的概念,提出了堆積過程中材料缺失問題的解決方法,并確...

【文章頁數】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的與意義
    1.2 金屬增材制造國內外研究現狀
        1.2.1 高能束增材制造
        1.2.2 電弧增材制造
    1.3 懸垂結構國內外研究現狀
        1.3.1 有支撐懸垂結構
        1.3.2 無支撐懸垂結構
    1.4 本文主要研究內容
第2章 機器人GMA增材制造試驗系統(tǒng)
    2.1 試驗系統(tǒng)的建立
        2.1.1 機器人運動系統(tǒng)
        2.1.2 熔敷系統(tǒng)
        2.1.3 視覺傳感系統(tǒng)
        2.1.4 計算機系統(tǒng)
    2.2 單層單道成形質量正交試驗
    2.3 液態(tài)熔池觀察
    2.4 本章小結
第3章 無支撐懸垂結構理論研究
    3.1 無支撐懸垂結構堆積模型
    3.2 液態(tài)熔池所受各力的作用機理
        3.2.1 重力與支持力
        3.2.2 電弧力
        3.2.3 熔滴沖擊力與表面張力
    3.3 液態(tài)熔池力學模型
    3.4 本章小結
第4章 無支撐懸垂結構成形工藝研究
    4.1 工藝參數及焊槍傾斜角對成形的影響
        4.1.1 試驗設計
        4.1.2 試驗過程與結論
    4.2 多層單道傾斜懸垂結構成形試驗
        4.2.1 不同懸垂角對應的工藝參數區(qū)間
        4.2.2 傾斜結構成形過程
    4.3 水平懸垂結構成形試驗
    4.4 本章小結
第5章 無支撐懸垂結構典型件的制造
    5.1 試驗條件與前期準備
    5.2 分層切片與路徑規(guī)劃
        5.2.1 基于STL模型的曲面分層
        5.2.2 熔敷路徑與空走路徑規(guī)劃
    5.3 螺旋槳成形實驗
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3995098