128313_宗曉磊_等離子弧堆焊工藝參數(shù)對鈷基堆焊層微觀組織及力學(xué)性能的影響_提交開題報告_1459841530331

《128313_宗曉磊_等離子弧堆焊工藝參數(shù)對鈷基堆焊層微觀組織及力學(xué)性能的影響_提交開題報告_1459841530331》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前期報告河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院2014屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前期報告畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：等離子弧堆焊工藝參數(shù)對鈷基堆焊層微觀組織及力學(xué)性能的影響專業(yè)（方向）：材料科學(xué)與工程（焊接）學(xué)生信息：128313、宗曉磊、材料C123指導(dǎo)教師信息：04049、薛海濤、副教授報告提交日期：2016年03月26日內(nèi)容要求：一．課題來源在石油化工等能源領(lǐng)域，有許多閥門工作在條件極其惡劣的環(huán)境下，尤其是高溫環(huán)境。高溫閥門的密封面長期處于介質(zhì)中，會受到腐蝕和沖擊；閥門開關(guān)時密封副之間的摩擦也會對密封面造成磨損；裝置的開機(jī)關(guān)機(jī)使閥門密封面還

2、受到熱疲勞的作用。為了獲得具有耐蝕、耐磨損、抗高溫、耐熱疲勞等性能的高溫閥門密封面，采用等離子弧堆焊法可以在閥門表面堆焊一層高溫合金，從而降低材料成本，延長材料使用壽命。鈷基硬質(zhì)合金材料是耐高溫耐腐蝕耐磨損的優(yōu)質(zhì)材料，特別是在熱態(tài)下具有優(yōu)越的耐擦傷性能，廣泛用于堆焊臨界或超臨界參數(shù)的蒸汽閥門密封面，以及使用條件比較惡劣，抗磨損、抗腐蝕要求較高的閥門密封面[1]。二．研究的目的和意義由于等離子弧堆焊工藝參數(shù)比較復(fù)雜，主要包括堆焊電流、離子氣量、保護(hù)氣量、送粉氣量、送粉速度、等離子槍行走速度、擺動速度，其中任何一個參數(shù)的變化都可能影響堆焊層的性能和質(zhì)量。為了得到

3、最佳的工藝參數(shù)，本課題采用正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)。得出最佳的工藝參數(shù)可以優(yōu)化鈷基合金堆焊工藝，提高焊接質(zhì)量，防止焊接裂紋的產(chǎn)生，節(jié)約焊接成本，提高焊接生產(chǎn)率。三．主要設(shè)計(jì)（研究）內(nèi)容、設(shè)計(jì)思想或研究技術(shù)路線、預(yù)期目標(biāo)3.1主要設(shè)計(jì)或研究內(nèi)容本課題以試驗(yàn)研究為主：采用等離子弧堆焊的焊接方式，選用不同的焊接參數(shù)在Q235A低碳鋼板上堆焊一層鈷基金屬，制作出不同焊接參數(shù)下的樣本試樣，觀測其鈷基堆焊層的顯微組織，測試其力學(xué)性能，通過正交試驗(yàn)的方法進(jìn)行對比，選擇最優(yōu)化的工藝參數(shù)。3.2設(shè)計(jì)思想或研究技術(shù)路線⑴、采用正交試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)堆焊試驗(yàn)，獲得鈷基堆焊層。⑵、采

4、用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡對堆焊合金層及基體的顯微組織進(jìn)行觀察分析，用X射線衍射儀對堆焊層表面進(jìn)行物相分析。4河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前期報告⑶、檢測試樣表面的力學(xué)性能，用洛氏硬度儀測試堆焊合金層表面宏觀的硬度，采用熱震法測試堆焊層的抗裂性。3.3預(yù)期目標(biāo)通過正交試驗(yàn)進(jìn)行極差分析，選出最優(yōu)的焊接參數(shù)，得出工藝參數(shù)對堆焊層微觀組織和力學(xué)性能的影響。四．文獻(xiàn)綜述等離子堆焊于20世紀(jì)60年代開始投入工業(yè)應(yīng)用。它是利用焊炬的鎢極作為電流的負(fù)極和基體作為電流的正極之間產(chǎn)生的等離子體作為熱量，并將熱量轉(zhuǎn)移至被焊接的工件表面，并向該熱能區(qū)域送入焊接粉末，使其熔

5、化后沉積在被焊接工件表面，從而實(shí)現(xiàn)零件表面的強(qiáng)化與硬化的堆焊工藝。該堆焊技術(shù)具有生產(chǎn)率高，成型美觀以及堆焊過程易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及自動化等優(yōu)點(diǎn)，符合綠色制造的發(fā)展趨勢，在制造業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛[2]。因?yàn)榈入x子堆焊合金主要以金屬粉末作為堆焊材料，并且大部分堆焊材料系自熔性合金，堆焊質(zhì)量對粉末質(zhì)量的依賴性很大。在堆焊過程中會有少量粉末飄散而造成浪費(fèi)。在堆焊過程中因粉末飛濺，長時間施焊易產(chǎn)生粘噴嘴現(xiàn)象，已經(jīng)成為影響工藝穩(wěn)定性的重要因素。以上問題除了與堆焊合金本身的特性有關(guān)之外，主要與焊粉的粒度、形狀及焊槍(特別是噴嘴)密切相關(guān)。鈷基堆焊合金以金屬鈷為基，是在司太立合

6、金基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它在司太立合金的基礎(chǔ)上加入了微量元素改善了合金的某些特性，堆焊層的顯微組織是奧氏體+共晶組織，當(dāng)含碳量高時，組織中還會出現(xiàn)大塊的合金碳化物。鈷基合金的特點(diǎn)是在650℃以上時仍具有較高的強(qiáng)度和硬度，具有優(yōu)良的熱強(qiáng)性、抗氧化性、抗熱疲勞性能，較好的耐磨性、耐擦傷、耐腐蝕性，比較適合在600℃-700℃的高溫工作[5]。該合金由于其具有良好的熱強(qiáng)性、極好的低摩擦系數(shù)和抗磨損特性、優(yōu)異的耐熱腐蝕性及耐熱疲勞性能,特別是在熱態(tài)下具有優(yōu)越的耐擦傷性能，從而受到廣泛關(guān)注[3]。目前焊粉的生產(chǎn)已經(jīng)從水霧化逐漸過渡到氣霧化，從而使得焊粉的顆粒保持很規(guī)則的球

7、形。而焊粉的粒度組成則可以通過篩分環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制。但現(xiàn)在關(guān)于焊槍的設(shè)計(jì)和加工過程中仍有許多問題，例如送粉孔的數(shù)量、分布以及焊槍表面防粘涂層的選擇和應(yīng)用都值得進(jìn)一步深入探索。在系統(tǒng)控制方面，由于等離子堆焊工藝參數(shù)比較復(fù)雜，因此等離子焊接設(shè)備中要控制的對象比較多，主要包括轉(zhuǎn)移弧整流電源、高頻振蕩電源、氣量、冷卻水、堆焊數(shù)控機(jī)床、送粉器和擺動器等，其中任何一個參數(shù)的變化都可能影響堆焊層的質(zhì)量和性能。剛開始采用手動控制，堆焊質(zhì)量與操作者有非常大的關(guān)系。后來發(fā)展到使用繼電器邏輯電路及二極管矩陣邏輯電路作為程控系統(tǒng)，系統(tǒng)集成程度不高，給維修或因加工對象改變而修改工藝程序帶

8、來巨大的不便。為提高系統(tǒng)反應(yīng)速度，蘭州理工大學(xué)在設(shè)備