1. 研究目的与意义（文献综述）
传统的金属零件的制造过程要经过多个中间步骤，通过铸造、锻造、轧制、挤压、机加工及焊接等多个工序才能实现最终产品，很难适应现代工业的低成本、高效率的要求。快速成型技术是２０世纪８０年代后期发展起来的一种高新制造技术，主要用于非金属材料的成型制造【1】。近年来，随着ＲＰ技术的逐渐成熟，该技术逐渐向快速成形技术进行过渡，以达到实现功能金属零件直接成形的目的。快速成形技术因具有显著缩短产品开发周期、提高产品质量的作用，从而得到了迅速的发展。
目前，国内外对焊接快速成形的研究结合了焊接快速成形工艺和焊接快速成形系统两个方面。根据不同零件的性能及材料的特性，选择不同的焊接方法来制造零件，主要有钨极氩弧焊（ＧＴＡＷ）、熔化极气体焊（ＧＭＡＷ）、等离子弧焊（ＰＡＷ）、激光焊（ＬＢＷ）、电子束焊（ＥＢＷ）为热源的焊接快速成形技术【8】。其中等离子弧具有能量集中、热量输入相对较少、设备成本相对较低的优点，性价比较高，熔积层的结合强度较高，可以加工各种金属材料。
等离子熔敷立体成型是采用逐层金属堆焊的方法制造零件的工艺,具有高效率、高质量、低成本的特点，在电力、煤炭、冶金、机械等诸多领域有着广阔的应用前景，已成为国内外的研究热点。等离子熔覆技术对粉体主要有３方面的要求：涂层材料与基体材料热膨胀系数、熔点、润湿性的匹配性。除了考虑冶金材料的热物理特性以外，还应考虑在等离子束快速加热下的流动性、化学稳定性、硬化相质点与粘结相金属的润湿性以及高温快冷时的相变特征等。
2. 研究的基本内容与方案
本次研究的课题题目是等离子熔覆低碳钢合金立体成型工艺试验研究。等离子熔敷立体成型是采用逐层金属堆焊的方法制造零件的工艺,具有高效率、高质量、低成本的特点，在电力、煤炭、冶金、机械等诸多领域有着广阔的应用前景，已成为国内外的研究热点。本课题以低碳合金为焊接材料，利用微束等离子焊接技术实现金属立体成型，研究焊接工艺参数对低碳合金焊材微束等离子多层堆焊成型质量及组织的影响，优化焊接工艺参数。微束等离子弧熔覆技术路线：1、线切割下料，制备基板
2、对基板进行焊前预处理，比如除锈、油污水分等。
3、利用型号为LHM-50脉冲微束等离子焊机（1-50A）熔覆Fe25粉末。焊接工艺参数包括 离子弧喷嘴与试板距离、离子气流速、送粉速度、机械手进速度、焊接电流、保护气流量等。
焊机参数如下
| 型号 | LHM-50 |
| 输入电压(V) | 220V |
| 额定输入电源容量(KVA) | 2 |
| 输出电流调节范围(A) | 1-50 |
| 暂载率(%) | 100 |
| 维弧电流(A) | 1-5 |
| 离子气流量(L/min) | 0.1-1 |
| 保护气流量(L/min) | 1-10 |
| 外形尺寸(cm) | 46*54*72 |
| 脉冲频率(Hz) | 2-50 |
| 脉冲占空比(%) | 50 |
| 起弧电流(A) | 1-50 |
| 收弧电流(A) | 1-50 |
| 电流上坡时间(s) | 0.5-5 |
| 电流下降时间(s) | 0.5-5 |
| 滞气时间(s) | 2-8 |
微束等离子弧堆焊样品制备及成型质量评估，光学金相组织观察、HV硬度、EDS微区成分测试等。
3. 研究计划与安排
第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需试验材料、仪器和设备。确定技术方案，撰写开题报告。
第4-6周：按照设计方案，学习微束等离子弧焊接的工作原理及操作方法，开展预试验（熔覆样品制备、金相组织观察）。
第7-10周：不同焊接工艺参数下微束等离子弧多层堆焊样品制备及成型质量评估，光学金相组织观察、hv硬度、eds微区成分测试。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]向永华,徐滨士,吕耀辉.基于等离子熔覆快速成形零件的组织与性能[j].焊接学报,2010,09:49-52,115.
[2]刘均波.等离子重叠熔覆对fe-cr-c-ti涂层性能的影响[j].焊接学报,2015,06:47-51,115.
[3]丁莹,周泽华,王泽华,等.等离子熔覆技术的研究现状及展望[j].陶瓷学报,2012,03:405-410.
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