再制造產業(yè)是一種新興的國家戰(zhàn)略性綠色制造產業(yè)。其旨在大量恢復設備及其零部件的性能,減少制造業(yè)的能源消耗并有效減少對環(huán)境的污染,使制造業(yè)朝著綠色,環(huán)保的方向升級的同時能為國家創(chuàng)造出巨大的經濟效益。隨著近年來再制造產業(yè)的興起,脈沖冷焊修復技術也得以迅速發(fā)展。脈沖冷焊修復技術是一種基于脈沖信號的表面修復技術,可以很好的修復零部件的缺陷。在這項技術的實際應用中,如何使基體與修復層之間具有良好的結合力、獲得更好的修復效果,是該技術目前所面臨的問題。本課題圍繞這些尚需解決的問題,使用脈沖冷焊技術,對常用金屬材料45鋼進行再制造修復,系統研究了其修復機理。首先,采用大型有限元數值分析軟件ANSYS,利用生死單元技術模擬出脈沖冷焊修復過程的溫度場,同時對溫度值進行了實驗測量,并分析了電流和修復速度對其修復過程溫度場分布的影響。然后在尺寸為50mm×50mm×10mm的45鋼基體對稱中心處加工一條50mm×6mm×1mm的規(guī)則體缺口,采用脈沖冷焊修復技術,對缺口處實施再制造修復,制備Q345修復層。使用金相顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線衍射以及顯微硬度計,研究基體與修復層的結合區(qū)域的相組織、微觀結構、元素擴散以及硬度分布情況。最后,通過修復層質量,對脈沖冷焊工藝最優(yōu)工藝參數的選取進行了探討。結果表明:使用生死單元技術能夠成功模擬出脈沖冷焊修復過程溫度場;想要提高修復效果,電流值應適當提高,修復速度不應過慢。基體與補材結合處有著熔合區(qū)域,修復質量較好;熔合區(qū)域內伴隨著元素的擴散現象,且在修復界面檢測出有γ(Ni,Cr,Fe)、Co_3Fe_7和C_(0.055)Fe_(1.945)等新相的存在,這說明在脈沖冷焊修復時,基體與修復層以冶金方式相結合;在使用脈沖冷焊技術時,修復頻率的選擇原則應當滿足被修復面積上所有部位被熔合為宜,能量幅度的選擇原則應當滿足被修復后組織不會出現過熱組織為佳;修復后HAZ范圍很小。補焊修復層硬度比基體低,給后期零件的機械處理提供了便利。在實驗范圍內,脈沖冷焊最佳頻率為25HZ,能量輸出幅度為40%。通過文中對脈沖冷焊溫度場的研究,對不同工藝參數下修復后截面的相組織、微觀結構、元素擴散以及硬度分布情況的系統分析,以期為脈沖冷焊修復技術在再制造產品質量的提升提供理論支持。
【學位單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG456.4;TG142.1
【部分圖文】：

圖 1.1 脈沖冷焊操作示意圖研究現狀場數值模擬研究現狀經不僅包含了傳統的焊接技術，還包括興起的冷間熔技術，電火花離子堆焊技術等等。冷焊修復技的技術被廣泛使用，其過程有著高熱量的輸入，材中心的溫度是最高的，越往熔池外，材料的溫度程的熱量傳遞主要包含傳導、對流、輻射、融化和修復過程中，溫度場是對修復過程中吸熱和散熱程，是一個高度復雜的非線性問題。因為其熱量本質與傳統焊接相似但又有區(qū)別。

第一章 緒論.5.3 冷焊修復技術在企業(yè)的應用在實際工程和企業(yè)應用方面，1999 年，張玉慧[41]經過試驗發(fā)現冷焊不銹鋼大徑管是一個經濟，可靠的的方法。何為平[42]對冷焊修復鑄件缺陷的應用進行了分析，闡述幾種針對不同的鑄件缺陷修復所采用不同的冷焊修復方法。孫偉[43]等人深入討論了異冷焊在電廠搶修中的作用，系統的分析了冷焊的包括使用場合，焊接性以及相關工藝方面的問題。陳硇生[44]等人對 12E390VA 型柴油機船的受腐蝕氣缸氣閥座孔進行冷焊復，修復完成后，焊縫區(qū)為冶金結合，強度與母材相近，且熱影響區(qū)小等等，經過船下水工作半年后沒有出現問題，達到了修復預期效果，豐富了冷焊在船舶中的應用。文浩[45]對鑄鐵零件的冷焊工藝進行了研究。三一重工股份有限公司的周玉柱[46]等利用焊工藝修復液壓活塞桿，修復后得到了綜合性能良好的成品。圖 1.2 為冷焊修復技術企業(yè)中修復大型鑄鋼件和鑄鐵鍍鉻印刷機滾筒的應用現場圖。

中系數；另外，U 為焊接時的電壓（V）;I 為焊接電式（1）可得：q( r)qexp(k)am =0.05 時，與公式（2）聯立可得：熱源集中系數：k = In0.05 = 3能量分布面積內，傳遞到基體上熱能為 Q ，能量為 U，則 Q 可用下列公式表示為：Q UI密度 qm為：UIRkq 2m 源函數表達式為： 2a222ar3(xy)expr3q ( x,y) UI

【參考文獻】

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本文編號：2831706