GMAW堆焊增材制造过程建模与分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

在实际机械制造的生产过程中，我们往往采用先用铸造、压力加工、焊接等成形方法将材料制成零件的毛坯再经切削加工制成们所需要的尺寸精确的零件。但是基本的成型加工方法可能很难或者需要十分复杂的工序来得到一些小批量、材料特殊、结构复杂、加工环境特别、成本限制等的特定零件。这时我们需要一种特殊的成型技术——快速成型技术（rapidprotyping，rp），也叫“freeformfabrication，layeredmanufacturing”。

快速成型技术是以增材制造为思想，综合机械工程、计算机、数控技术、激光技术及材料科学技术等于一体，以降维制造为手段，实现三维原型件或功能件的先进制造技术[1]。随着rp技术的逐渐成熟，rp技术研究主要是利用各种专用设备和配套材料来实现快速成形功能零件上，故称之为快速成形技术（rapid forming，rf）。

目前，直接金属快速成形制造是实现rf技术最重要目标之一,也是rf技术发展的必然方向之一。从所用材料来说，目前，rf技术使用的材料包括金属、塑料、光敏树脂、蜡、纸、陶瓷以及复合材料等[2]。其中，非金属材料虽然在现在商业化的增材制造方面应用较多，常用于设计模型可视化和产品展示，但在工业领域，产品的性能和实际相差甚远，无法达到零件要求的机械性能，而金属是所有材料中应用最广、实用意义最大的材料，成形后可获得尺寸精确高、表面质量良好和综合力学性能优良的金属零件[3]。因此有专家预测，在未来金属零件的快速制造将会逐渐占据rf技术应用领域的主导地位[4]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

本次课题主要研究的大方向就是采用焊接方法来直接快速成形金属零件。具体来说，就是采用gmaw这种焊接方法来实现堆焊增材制造最终完成在平板表面连续堆焊直壁墙。其中，利用sysweld软件模拟平板表面连续堆焊直壁墙，研究焊接温度场分布和组织性能的变化规律。

2.2研究目标

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，确定技术方案，完成开题报告；

第4－7周：完成工艺设计及初步试验，熟练掌握软件使用；

第8-12周：完成堆焊过程数值模拟程序设计与调试，完成相关试验；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]项登峰,王一波,柳建等.焊接快速成形技术研究现状[j].焊接技术, 2012, 41(7): 1-6.

[2]闫占功,林峰,齐海波,颜永年.直接金属快速成形制造技术综述[j].机械工程学报,2005,11:5-11.

[3]熊俊.多层单道gma增材制造成形特性及熔敷尺寸控制[d].哈尔滨工业大学, 2014.