模具修复锤击力信号处理及激光熔覆工艺研究

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1、工学硕士学位论文模具修复锤击力信号处理及激光熔覆工艺研究沈秀强哈尔滨理工大学2018年3月国内图书分类号：TG456.7工学硕士学位论文模具修复锤击力信号处理及激光熔覆工艺研究硕士研究生：沈秀强导师：刘立君申请学位级别：工学硕士学科、专业：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TG456.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDenoisingofHammerSignalandResearchontheProcessofLas

2、erCladdinginDieRepairCandidate:ShenXiuqiangSupervisor:LiuLijunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MaterialProcessingEngineeringDateofOralExamination:March,2018University:HarbinUniversityofScienceandTechnology-哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《模具修复锤击力信号处理及激光熔覆工艺

3、研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《模具修复锤击力信号处理及激光熔覆工艺研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意

4、学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，，在年解密后适用授权书。不保密√。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日-模具修复锤击力信号处理及激光熔覆工艺研究摘要热作模具在服役过程中，受工作介质及交变热载荷的影响。模具零部件表面易出现疲劳裂纹、腐蚀等，发生失效，降低了模具的使用寿命，增加生产成本。激光熔覆工艺是一种新型的表面改性技术，在模具失效表面熔覆一层具有优良的耐磨性、耐高温材料进行修复，能增加模具的寿命。激光熔覆的冷却

5、速度较快，在熔覆层中存在较大的焊接残余应力。当残余应力呈现为拉应力且与外加载荷产生叠加时，就会促使模具修复区域出现裂纹的萌生和扩展。锤击法作为一种简单有效的焊接残余应力消除方法，可应用在激光熔覆层残余应力的消除中。但锤击力参数规范缺乏有效的标准，限制了其在模具修复中的使用范围。本文利用锤击力信号采集装置及LabVIEW软件编制采集程序、设置采集参数，根据锤击方案进行锤击力信号数据的采集，实现初步量化。针对模具修复锤击力信号采集噪声干扰较大的问题，运用dbN(db为Daubechies的简写，N表示小波阶数)小波对锤击力信号进行小波分解低频系数信号重构，保留信号

6、的低频系数，舍弃高频系数，重构后信噪比为10.0778，均方根误差为0.6633，初步实现了模具修复锤击力信号的降噪。在dbN小波分解的基础上进行阈值化处理，分析比较四种阈值选取原则下锤击力信号的降噪效果，同时分析比较软阈值‘s’与硬阈值‘h’的降噪效果。实验结果表明四种阈值原则中‘minimaxi’原则降噪效果最好，软阈值降噪效果优于硬阈值降噪；从宏观波形及降噪参数分析，两种方法都能实现对锤击力信号的噪声滤除，但阈值法要优于dbN小波，dbN小波降噪后出现了信号失真现象；此外软阈值法还能较大程度的还原原始信号在突变点处的细节特征，避免了信号的失真，保证了模具

7、修复锤击力信号后续计算准确性。本文在锤击力降噪量化的基础上，利用小功率激光器先进行锤击消除焊接残余应力的初步激光陶瓷熔覆工艺实验，将SiC陶瓷颗粒熔覆在H13钢基体上，利用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析，观察熔覆试样的宏观形貌、微观组织及成分变化。实验结果显示试样横截面上出现了明显的分区，熔覆层组织无方向性、致密、无明显的裂纹气孔，性能良好，结合区组织晶粒细小，熔覆层与-I-基体形成了良好的冶金结合。关键词：激光熔覆；模具修复；焊接残余应力；锤击力信号；阈值降噪-II-DenoisingofHammerSignalandResearchontheProcess

8、ofLaserCladdinginDi