钛合金激光增材制造缺陷研究

摘要

缺陷控制是钛合金激光增材制造工艺中的一个技术难题。本文通过开展Ti-6Al-4V钛合金激光增材制造基础工艺实验，研究了成形件内部缺陷产生规律，分析了激光功率、扫描速度、扫描间距、Z轴提升量等工艺参数对成形件内部缺陷和端部轮廓特征的影响，建立了孔隙度和端部轮廓特征尺寸与工艺参数之间的关系模型。在此基础上，开发了增材制造缺陷数据库管理系统，为增材制造工艺优化、缺陷控制与去除提供了借鉴。主要研究内容如下：
　　（1）研究激光增材制造Ti-6Al-4V钛合金单道、薄壁、块体的成形工艺，分析单道沉积层、薄壁成形件、块体成形件的宏观形貌与微观组织特征，探究激光功率、扫描速度、Z轴提升量对单道和薄壁成形件形高度和宽度的影响；
　　（2）研究成形件内部缺陷和表面缺陷形成规律，分析缺陷的类型、大小、数量及分布规律，揭示缺陷形成机制，探究主要工艺参数如激光功率、扫描速度、扫描间距、Z轴提升量对钛合金激光增材制造成形件内部缺陷及端部轮廓形成的影响，采用统计学回归分析方法建立成形件孔隙度和端部轮廓特征尺寸预测模型；
　　（3）开发增材制造缺陷数据库管理系统，实现对缺陷数据信息的添加、删除、查询和预测功能，实现对激光增材制造缺陷数据信息的有效管理，为增材制造工艺优化和缺陷控制及去除提供指导。

目录

声明

1 绪论

1.1 激光增材制造技术研究现状

1.2 激光增材制造工艺中缺陷研究现状

1.3 论文研究目的和主要内容

2 钛合金激光增材制造实验

2.1 实验设备

2.2 实验材料

2.3 实验方案设计

2.4 分析测试方法

3 钛合金激光增材制造工艺研究

3.1 单道成形分析

3.2 薄壁成形件分析

3.3 块体成形分析

3.4 本章小结

4 钛合金激光增材制造缺陷研究

4.1 内部缺陷特征分析

4.2 端部轮廓特征分析

4.3 本章小结

5 增材制造缺陷数据库管理系统的建立

5.1 数据库系统的简介

5.2 增材制造缺陷数据库管理系统的设计

5.3 数据库管理系统的使用简介

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢