铸造铝合金交流TIG电弧粉末堆焊工艺的研究

铸造铝合金交流TIG电弧粉末堆焊工艺的研究

论文摘要

铝合金在汽车发动机中的应用能够减少汽车结构重量,但是铝合金活塞环槽磨损失效问题十分突出。针对该问题,本文采用钨极惰性气体(TIG)电弧堆焊工艺,在铸造铝合金表面通过堆焊Ni35+Al混合粉末,获得Ni-Al金属间化合物强化相,以改善其表面耐磨性能。采用正交试验的方法优化了TIG电弧堆焊工艺参数。以堆焊层成形质量为评价标准,发现堆焊电流、堆焊速度和粉末涂覆厚度均会影响Ni35+Al混合粉末堆焊层的成形质量。堆焊电流和粉末涂覆厚度的影响显著,其中电流主要影响堆焊层表面成形,而粉末涂覆厚度对堆焊层与母材的结合质量影响较大。在优化的工艺窗口内堆焊Ni35+Al的混合粉末,发现随着热输入的增大和规范的增强,堆焊层的熔深增加而堆高减小;而粉末涂覆厚度主要影响了堆焊层的堆高,厚度增加则堆高明显增高。在本试验条件下,Ni35+Al混合粉末的堆焊层有两种典型的显微组织:一类是在弱规范和大粉末涂覆厚度时,显微组织中是以大量的块状Al3Ni+Al3Ni2为主,有少量的α-Al析出;其它条件下,堆焊层的显微组织为亚共晶(Al-Si共晶+α-Al)基底上析出Al3Ni相。并且随着热输入减小、规范减弱和粉末涂覆厚度增加,金属间化合物含量增多。成形最优化参数下获得的Ni35+Al混合粉末堆焊层的宏观硬度由母材的66HV提高到36HRC以上,而磨损量不足母材的1/4。随着粉末涂覆厚度增大,稀释率降低,Ni-Al金属间化合物含量增多,堆焊层的宏观硬度达到54.9HRC。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 铝合金活塞
  • 1.3 发动机环槽面临的问题
  • 1.4 铝及其合金的表面改性技术
  • 1.5 TIG 表面强化技术
  • 1.6 研究目标和内容
  • 第2章 试验材料、设备及方法
  • 2.1 试验材料
  • 2.2 试验设备
  • 2.2.1 TIG 堆焊设备
  • 2.2.2 金相试样制备设备
  • 2.2.3 金相分析仪器
  • 2.2.4 性能测试仪器
  • 2.3 试验方法
  • 2.3.1 母材预处理
  • 2.3.2 堆焊方法
  • 2.3.3 试验设计方法
  • 2.3.4 组织和性能分析方法
  • 第3章 TIG 粉末堆焊工艺参数对堆焊层成形的影响
  • 3.1 成形质量的评价标准
  • 3.2 Ni35 自熔合金粉末TIG 堆焊工艺参数的优化
  • 3.2.1 试验条件
  • 3.2.2 试验结果与分析
  • 3.2.2.1 各因素影响的显著性分析
  • 3.2.2.2 各因素对成形质量的影响
  • 3.2.3 小结
  • 3.3 Ni35+Al 混合粉末 TIG 堆焊工艺参数的优化
  • 3.3.1 试验条件
  • 3.3.2 试验结果与分析
  • 3.3.2.1 各因素影响的显著性分析
  • 3.3.2.2 各因素对成形质量的影响
  • 3.3.3 小结
  • 3.4 Ni35 自熔合金粉末与Ni35+Al 混合粉末堆焊层成形的对比分析
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 堆焊工艺对 Ni35+Al 混合粉末TIG 堆焊层显微组织的影响
  • 4.1 热输入的影响
  • 4.1.1 热输入对堆焊层形状参数和稀释率的影响
  • 4.1.2 热输入对堆焊层化学成分及显微组织的影响
  • 4.2 规范强度的影响
  • 4.2.1 规范强度对堆焊层形状参数和稀释率的影响
  • 4.2.2 规范强度对堆焊层化学成分及显微组织的影响
  • 4.3 粉末涂敷厚度的影响
  • 4.3.1 粉末涂敷厚度对堆焊层形状参数和稀释率的影响
  • 4.3.2 粉末涂敷厚度对堆焊层化学成分及显微组织的影响
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 铝合金表面 TIG 堆焊层的耐磨性
  • 5.1 表面硬度测试结果与分析
  • 5.2 耐磨性能测试结果与分析
  • 5.3 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
  • 相关论文文献

    • [1].光纤激光-TIG电弧复合焊接等离子体形态的可视化观察[J]. 中国激光 2019(12)
    • [2].随焊超声施加方法对铝合金TIG焊缝成形影响[J]. 焊接学报 2016(11)
    • [3].TIG焊熔池三维表面及其数值模拟的研究现状[J]. 热加工工艺 2015(23)
    • [4].基于声发射信号短时能量的TIG焊熔透状态识别[J]. 热加工工艺 2020(21)
    • [5].钛基复合材料TIG焊接接头的显微组织和拉伸性能[J]. 机械工程材料 2020(05)
    • [6].TIG焊接参数对全息干涉条纹的影响[J]. 焊接学报 2020(02)
    • [7].深冷处理对TIG焊接件组织及力学性能的影响[J]. 有色金属加工 2020(05)
    • [8].1561铝合金TIG深熔焊接头组织与力学性能[J]. 焊接学报 2016(12)
    • [9].超声-脉冲TIG焊中超声振动的作用特点[J]. 焊接 2011(11)
    • [10].基于ANSYS的TIG焊接电弧数值模拟研究[J]. 电焊机 2009(06)
    • [11].高速动车转向架焊趾TIG熔修工艺研究[J]. 轨道交通装备与技术 2020(02)
    • [12].厚板钛合金磁控窄间隙TIG焊接技术发展现状[J]. 精密成形工程 2020(04)
    • [13].深冷处理对5A06铝合金TIG焊接头组织的影响[J]. 焊接 2014(02)
    • [14].考虑自由表面的TIG焊熔池行为数值模拟[J]. 电焊机 2015(07)
    • [15].窄间隙TIG焊技术在核电设备制造中的应用[J]. 热加工工艺 2013(11)
    • [16].钨极对不添丝自动TIG焊工艺的影响[J]. 电焊机 2009(04)
    • [17].横向旋转磁场对TIG焊焊缝成形的影响[J]. 焊接学报 2008(01)
    • [18].变极性TIG焊微电流短路引弧技术研究[J]. 机械制造文摘(焊接分册) 2017(02)
    • [19].镁合金活性TIG焊发展与研究现状[J]. 热加工工艺 2013(21)
    • [20].定点TIG焊熔池自由表面演化行为[J]. 兰州理工大学学报 2014(05)
    • [21].渗铝钢的TIG焊接工艺研究[J]. 热加工工艺 2010(19)
    • [22].热输入和退火保温时间对409L铁素体不锈钢TIG焊接接头过热区晶粒尺寸的影响[J]. 机械工程材料 2020(01)
    • [23].高效热丝TIG自动焊在电站锅炉中的应用探究[J]. 科技创新导报 2019(28)
    • [24].工艺参数对机器人TIG焊焊缝成形与组织的影响[J]. 机械制造文摘(焊接分册) 2020(02)
    • [25].振动条件下硬铝合金TIG焊接的工艺优化[J]. 焊接学报 2017(05)
    • [26].药芯焊丝TIG焊电弧特性的光谱分析[J]. 光谱学与光谱分析 2017(07)
    • [27].中国低活化马氏体钢TIG焊焊接接头的高温蠕变性能分析[J]. 焊接学报 2016(03)
    • [28].异种钛合金TIG焊接接头的组织和性能[J]. 中国特种设备安全 2010(09)
    • [29].光纤激光器激光-TIG复合焊接工艺[J]. 电焊机 2015(03)
    • [30].高铝粉煤灰活性剂影响TIG电弧行为研究[J]. 材料科学与工艺 2020(05)

    标签:;  ;  ;  ;  

    铸造铝合金交流TIG电弧粉末堆焊工艺的研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢