電弧增材制造技術是以電弧作為熱源,焊絲作為熔敷材料,快速成型力學性能好、致密度高的金屬構件。這種技術極大地提高了材料利用率,縮短了產品周期,提升了生產效率和制造技術的核心競爭力。本課題基于CMT方法以不銹鋼和高強鋼作為熔敷材料進行機器人電弧增材制造技術研究。首先,對于機器人電弧增材系統(tǒng)缺少相應成熟軟件的問題,編寫了將G代碼轉換為ABB機器人程序的Python腳本,使得一般3D打印軟件可應用于機器人電弧增材制造的路徑規(guī)劃。其次,針對不銹鋼和高強鋼的單道熔敷成型,利用正交法設計了以熔敷工藝參數為輸入變量,熔敷焊道幾何尺寸為輸出量的試驗方案,根據試驗所得數據建立了人工神經網絡模型,并利用該模型對單道熔敷進行了仿真,結果表明對于不銹鋼和高強鋼,其焊道橫截面的寬度隨著送絲速度的增加而增大,隨著焊接速度的增大而減小,隨著溫度的增加而增大,與干伸長度和保護氣流速關系并不明顯;而焊道的高度隨著送絲速度的增加而增大,隨著焊接速度的增大而減小,隨著溫度的增加而減小,與干伸長度和保護氣流速關系并不明顯。隨后以圓弧、拋物線和余弦公式對不銹鋼和高強鋼材料的單道橫截面輪廓進行建模,利用圖像處理的方法計算各組焊道實... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數】：110 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 增材制造技術研究現狀
    1.3 電弧增材制造技術研究現狀
    1.4 主要研究內容
2 試驗設備和方法
    2.1 機器人CMT增材制造系統(tǒng)
        2.1.1 熱源及送絲系統(tǒng)
        2.1.2 機械控制系統(tǒng)
        2.1.3 增材軟件系統(tǒng)
    2.2 增材制造試驗材料
    2.3 表征試驗及設備
        2.3.0 金相分析
        2.3.1 物相分析
        2.3.2 拉伸實驗
        2.3.3 沖擊實驗
        2.3.4 斷口分析
    2.4 本章小結
3 預測單道成型規(guī)律的神經網絡模型
    3.1 機器學習系統(tǒng)
        3.1.1 人工神經網絡
        3.1.2 BP傳播神經網絡
    3.2 學習樣本與驗證樣本獲取試驗
        3.2.1 工藝參數設計
        3.2.2 熔敷金屬幾何尺寸測量
    3.3 BP神經網絡訓練
        3.3.1 BP神經網絡結構設計
        3.3.2 BP神經網絡模型驗證
        3.3.3 熔敷過程行為仿真研究
    3.4 本章小結
4 單層多道和多層單道尺寸模型
    4.1 單道尺寸模型
        4.1.1 輪廓擬合公式
        4.1.2 焊道橫截面面積
        4.1.3 擬合公式選取
    4.2 單層多道模型
        4.2.1 擬合曲線理論道間距
        4.2.2 單層多道試驗驗證
    4.3 單道多層模型
        4.3.1 擬合曲線理論層間距
        4.3.2 單道多層試驗驗證
    4.4 本章小結
5 多層多道增材構件微觀組織及力學性能分析
    5.1 增材策略
    5.2 多層多道樣件顯微組織
        5.2.1 金相組織
        5.2.2 X射線衍射分析
    5.3 多層多道樣件力學性能
        5.3.1 拉伸試驗
        5.3.2 沖擊試驗
    5.4 本章小結
6 典型金屬構件增材成型試驗研究
    6.1 仿生裝甲板
    6.2 脈沖電磁炮管
    6.3 熔敷效率
    6.4 本章小結
結論
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]仿貝殼珍珠母層狀復合材料的制備及應用[J]. 趙赫威,郭林.  科學通報. 2017(06)
[2]沉積路徑對等離子弧快速成形Inconel625合金組織及性能的影響[J]. 徐富家,呂耀輝,黃瑞生,雷振,王威.  焊接學報. 2016(08)
[3]CMT工藝及其熱輸入對Al-Cu合金焊縫成形和氣孔的影響（英文）[J]. 從保強,歐陽瑞潔,齊鉑金,丁佳洛.  稀有金屬材料與工程. 2016(03)
[4]絲材電弧增材制造技術研究現狀與趨勢[J]. 耿海濱,熊江濤,黃丹,李京龍,朱志華.  焊接. 2015(11)
[5]高性能大型金屬構件激光增材制造:若干材料基礎問題[J]. 王華明.  航空學報. 2014(10)
[6]基于CMT焊接快速成形工藝研究[J]. 孫哲,呂耀輝,徐濱士,劉玉欣.  裝甲兵工程學院學報. 2014(02)
[7]柔性增材再制造技術[J]. 朱勝.  機械工程學報. 2013(23)
[8]基于3D打印的舵面可調實用化飛機風洞模型的設計與試驗[J]. 朱偉軍,李滌塵,任科,張征宇.  航空學報. 2014(02)
[9]增材制造（3D打印）技術發(fā)展[J]. 盧秉恒,李滌塵.  機械制造與自動化. 2013(04)
[10]高性能金屬構件增材制造技術 開啟國防制造新篇章[J]. 王華明.  國防制造技術. 2013(03)



本文編號：3181241