电弧堆焊双金属材料热成型机理研究

摘要

混合材质工件既可以满足人们对工件的性能要求,又可以降低生产成本。采用合适的涂覆技术在工件表面涂覆性能优异的材料以提高其综合性能和使用寿命是获得混合材质工件的一种常用方法。电弧堆焊是一种常用的表面涂覆技术,具有效率高、堆焊层厚、应用范围广和成本低等优点。传统堆焊工件的生产流程依次为毛坯预成型、成型、堆焊和后期处理。毛坯成型之后形状变复杂,导致后续的堆焊工艺效率降低、质量可控性变差。本课题调整了工艺流程,先堆焊形状简单的预成型毛坯,可以提高生产效率和堆焊质量,再经最终成型工艺得到形状复杂的工件。本课题通过实验、轴对称理论模型和数值模拟分析研究了电弧堆焊双金属材料的热成型机理。在实验用圆柱形低碳钢(C15)试样表面用MIG工艺堆焊一层奥氏体不锈钢(SS316L)。在750?、900?和1050?分别用代表不同接触面摩擦状况的刻纹冲头、无润滑平冲头和润滑平冲头对试样进行镦锻实验,观察开裂和材料成形状况。结合实验、轴对称理论模型和数值模拟分析研究试样在实验条件下的成型机理。

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符号说明

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 金属表面涂覆技术简介

1.3 双金属材料成型性研究进展

1.4 课题意义

1.5 本章小结

2 热成型实验方法和结果

2.1 实验原理

2.2 试验结果及分析

2.3 本章小结

3 双金属热成型轴对称理论模型

3.1 轴对称理论模型原理

3.2 轴对称理论模型计算分析

3.3 轴对称理论模型计算结果和分析

3.4 本章小结

4 双金属热成型数值模拟分析

4.1 堆焊工件

4.2 未堆焊试样

4.3 本章小结

5 结论

参考文献

附录1

附录2

致谢

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