钢(不锈钢)基体上CMT双丝堆焊镍基合金工艺研究-硕士论文开题报告.doc

南京理工大学硕士研究生 学位论文开题报告 姓 名： 伍钢 学 号： 11座机电话号码 学 科： 材料学 所在院系： 材料学院 指导教师： 余进 年 月 日填 注：本表内容尽可能打印,宋体小四号，单倍行距。 一、 拟选定学位论文的题目名称 钢 不锈钢 基体上CMT双丝堆焊镍基合金工艺研究 二、 选题的科学意义和应用前景 在石油化工管道、热交换器、船舶等产品中腐蚀现象特别突出，很容易造成巨大的损失和浪费，甚至出现安全事故；尤其在石油化工阀门管道等领域，不锈钢的防腐产品有时候并不能胜任苛刻的腐蚀环境，这时需要使用Ni基高温耐腐合金，尽管很贵重，成本较高，依旧是不可避免的，目前也有很多表面技术熔敷镍基合金，例如激光熔敷、等离子喷涂、电镀等，但这些方法存在一定的问题（激光设备贵重、等离子喷涂结合力不够强、电镀效率不高等），因而寻找经济的表面技术迫在眉睫。 本课题针对Q235以及奥氏体304不锈钢表面堆焊Inconel625Ni基合金的焊接工艺探究，采用奥地利Fronius公司生产的CMT-TWIN双丝焊接设备，探索实现优质焊接成型堆焊层的工艺参数，以实现堆焊层与基体的可靠连接。研究焊接工艺主要包括焊接参数（电压、电流、送丝速度、焊接速度等）对焊缝成形以及组织的影响，并对最佳成型试样作相关的力学性能测试、金相组织分析、成分测试，在此基础上进行总结和展望。 三、 背景科研项目情况简介 CMT焊接技术是一种全新的MIG氩弧焊，热输入小、无飞溅、成形美观，而双丝焊技术具有效率高、热输入小等优点，CMT-TWIN双丝焊接技术融合了CMT技术和双丝焊接技术，这中集成技术有利于实现大面积的堆焊工艺。与此同时在碳钢表面堆焊镍基合金这种防腐层，这样不仅可以提高材料使用寿命和性能，而且还能够节约贵重金属的使用，大大降低了成本。 而且目前现有的激光熔敷焊方法虽然也能制备较优质的合金层，但裂纹不可避免，另外激光设备成本高昂，不易大批生产；等离子喷涂技术也比较成熟，但是孔隙度和结合力仍然是面临的主要问题；电镀虽然也能获得均匀的镀层，但是制造成本较高、生产效率也不是很理想；综上所述，CMT双丝焊接技术堆焊镍基合金的工艺研究不仅具有现实意义更具有研究意义。 四、学位论文主要研究内容（罗列本学位论文研究的主要问题，例：本学位论文主要包括以下几个方面的研究内容：1、纳米流体的制备：主要研究……。2、纳米流体输运参数实验研究：主要研究……。3、纳米流体聚集结构导热系数理论研究：主要研究……。4、……） （1）探究CMT-Twin这种新型焊接技术在Q235和304不锈钢上堆焊inconel625的工艺规范以及影响因素。 （2）通过讨论单因子的影响后，进行正交工艺优化试验，找到最佳工艺参数。 （3）利用最佳规范堆焊出大面积无宏观缺陷的合金层，并对其进行金相组织、力学性能、耐磨性能、成分等进行测试。 （4）对参数不良时的焊接缺陷进行分析和提出相应预防措施。 五、 预期解决的主要问题（对每个预期解决的问题介绍其难点所在、国内外研究的现状和趋势、解决问题的基本思路和技术路线、预期解决到什么程度） 问题1：CMT双丝焊机，在两台电源之间增加一个协同装置，从而减少两个电弧之间的影响作用，避免电弧干扰导致的磁偏吹和焊接不稳定以及气孔等缺陷，采取协同和脉冲可以避开两者的电流作用。 问题：双丝焊热源模型的建立董克权分别以高斯热源模型及双椭球形热源模型为基础推导出两种模型用于双丝焊的计算公式建立了合适的有限元模型。在充分考虑各种边界条件下对两种模型所建立的温度场进行了计算得到25钢的双丝焊接瞬态温度场的分布规律。两种模型的仿真结果与工艺试验结果比较表明双椭球形热源模型比高斯热源模型更适合双丝焊的三维有限元分析。哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室孟庆国等人通过对双丝焊电弧形态及熔滴过渡路径进行分析，发现双丝焊时前丝和后丝的电弧均向两丝中间偏转，利用此现象解释了模拟结果误差产生的原因。并以此为基础，对双椭球形热源模型进行修正，提出了双丝焊的热源模型，利用提出的模型进行计算得到的结果和测量结果吻合良好。 问题4：解决问题的基本思路和技术路线：1、学术条件 我教研室一直从事先进材料特种材料以及异种难焊材料的工艺研究，并致力于焊接过程自动控制、弧焊机器人应用技术、焊接设备与机电一体化技术等方面。近年来又进行焊接自动化、智能化领域的研究工作，并指导多名硕士研究生对脉冲TIG焊、CO2焊动态过程控制的研究工作，弧焊机器人任务规划技术应用软件、专家系统软件设计研究，焊接过程的数值模拟，车体炮塔弧焊机器人焊接质量控制技术的研究、大口径弹熔覆焊技术研究、弧焊电源与控制技术、机电一体化焊接设备、气体保护焊和等离子焊接技术的研究等，取得了令人瞩目的成就。 2、设备条件 F