Details

В работе разрабатывается полный цикл изготовления ободьев автомобильных колес различной конфигурации методом электродуговой наплавки из проволоки свАМг5. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Анализ литературы в области электродугового выращивания и оценка преимуществ используемого метода; 2. Апробация разработанного постпроцессора для электродугового выращивания ободьев; 3. Подбор режимов выращивания; 4. Подбор стратегии выращивания; 5. Анализ структуры и прочностных свойств металла изделия; 6. Проведение эксплуатационных испытаний выращенного образца. Работа проведена в «Лаборатории легких материалов и конструкций» в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого. В результате эксперимента был выращен один тонкостенный образец для исследования наплавленного металла, произведены механические испытания и исследование микроструктуры, произведена апробация разработанного постпроцессора, разработана универсальная стратегия печати ободьев, были выращены четыре обода двух различных конфигураций, произведены механические испытания готового изделия, осуществлено 3D-сканирование полученных ободьев и сравнение с начальными CAD-моделями. На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что электродуговое выращивание является перспективным методом изготовления ободьев автомобильных колес.

This work presents a full-cycle approach to the fabrication of automotive wheel rims with various configurations using wire arc additive manufacturing (WAAM) from свАМг5 welding wire. Research Objectives: 1. Literature review on WAAM technology and assessment of its advantages; 2. Testing of a custom-developed postprocessor for WAAM rim fabrication; 3. Selection of optimal deposition parameters; 4. Development of an efficient printing strategy; 5. Analysis of microstructure and mechanical properties of the fabricated parts; 6. Performance of operational tests on the manufactured samples. The study was conducted at the Laboratory of Light Materials and Structures of Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University. As part of the experimental work, one «wall» sample was fabricated for metallographic analysis, mechanical testing and microstructural evaluation were carried out, and the developed postprocessor was validated. A universal printing strategy for rim production was proposed. Four rims of two different configurations were manufactured, mechanical tests of the final products were performed, and the printed parts were subjected to 3D scanning and comparison with original CAD models. Based on the results of the research, it can be concluded that Wire Arc Additive Manufacturing is a promising method for producing automotive wheel rims.

• Введение
• 1 Теоретическая часть
  • 1.1 Технология WAAM
  • 1.2 Методы, применяемые в WAAM
    • 1.2.1 Метод GMAW
      • 1.2.1.1 Метод CMT
    • 1.2.2 Метод GTAW
    • 1.2.3 Применение различных методов WAAM для наплавки алюминиевых сплавов
  • 1.3 Недостатки метода WAAM и способы их устранений
    • 1.3.1 Пористость
    • 1.3.2 Трещинообразование
  • 1.4 Модификация метода WAAM
    • 1.4.1 Механическое упрочнение
    • 1.4.2 Контроль термоциклов
    • 1.4.3 Межпроходная холодная прокатка
    • 1.4.4 Межпроходное охлаждение
    • 1.4.5 Осцилляция сварочной дуги
  • 1.5 Технологии изготовления дисков автомобильных колес
• 2 Экспериментальная часть
  • 2.1 Материалы и методы
  • 2.2 Подбор стратегии и режимов наплавки, наплавка образца для исследования
  • 2.3 Подготовка образцов и проведение испытаний
  • 2.4 Результаты механических испытаний
  • 2.5 Анализ микроструктуры и пористости
  • 2.6 Выращивание обода
    • 2.6.1 Подготовка к наплавке и описание постпроцессора
    • 2.6.2 Температурный режим наплавки и термообработка
  • 2.7 Результаты: первые два обода
    • 2.7.1 Проведение эксплуатационных испытаний
  • 2.8 Результаты: третий обод
  • 2.9 Результаты: четвертый обод
• Заключение
  • Список использованных источников