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《江苏科技大学》 2010年
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铸件弧焊修复与质量评估技术研究

周微微  
【摘要】: 针对船用柴油机气缸套生产过程中由于铸造缺陷而造成报废情况,本文提出了通过控制电源热输入和添加C、Si元素的新工艺方法和铸件质量评估技术,以期促进新的铸件补焊方法的应用以及铸件补焊质量控制系统化。 本文全面地从色差、加工性能、焊缝组织考虑,以Tarkall-C为研究对象,采用TIG焊方法,利用同质材料补焊研究,通过逐渐降低电流的方法从而控制焊缝的缓冷时间。补焊后利用显微硬度计测量其硬度,判断其可加工性和组织成分;利用金相显微镜观察焊缝及其热影响区组织。结果表明,补焊后无色差,焊缝及熔合区无高硬组织,焊缝中石墨化程度加大,焊缝及熔合区渗碳体组织变少,热影响区无高碳马氏体组织,无冷裂纹。焊缝中添加C、Si能降低焊缝硬度,焊缝石墨由点状变成片状,焊缝组织由渗碳体改善成珠光体。 为减少实验量,利用计算模拟软件ANSYS,对缓冷工艺进行研究和优化。对大厚板建立数学模型,选择合适的单元类型、热源模型、边界换热系数,对补焊温度场进行模拟计算。利用K型热电偶以及无纸记录仪,测量补焊过程的不同点的热循环曲线,发现模拟结果和实测值吻合较好。在现有参数基础上,采用间接法对焊接应力场进行模拟计算,发现缓冷工艺补焊后残余应力明显减小。研究了焊接电流和缓冷时间对残余应力的影响,得到最优补焊参数。 针对船用柴油机气缸套的实际铸造缺陷,采用最优参数对其进行补焊模拟计算,参照行业各项标准,分别对色差、加工性能、组织成分以及安全性做了评估,其中安全性评估为焊接残余应力和最大爆炸力作用下的工作应力合成应力与抗拉强度进行比较,判断其安全性能。 针对铸件补焊提出了控制缓冷时间和添加C、Si新工艺方法,并在此基础上通过仿真模拟,建立了铸件补焊质量评估的新技术,为铸件补焊技术提供了更便捷、更可靠的新的途径。
【学位授予单位】:江苏科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG455

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【参考文献】
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