铝合金厚板CMT补焊工艺试验

厚板铝合金产品在焊接生产制造中易出现局部气孔和焊接热裂纹等微小缺陷. 对于重要产品需要进行修补,并且需要严格控制修补质量,降低焊接修复次数. 针对铝合金厚板焊接结构修复质量提升的需求,利用低热输入、高质量的CMT焊接技术,进行7系高强铝合金CMT补焊工艺试验,与脉冲MIG焊接工艺的焊接接头组织进行了对比. 结果表明,相对脉冲MIG焊接工艺,使用CMT工艺进行补焊的焊接温度场低,多次补焊焊接接头软化明显减弱,焊接接头组织恶化程度减弱. 结果表明,铝合金厚板采用CMT焊接工艺进行补焊接头质量更为优良.     

高速列车用厚板铝合金CMT焊接工艺

针对低热输入、高质量焊接技术的需求,研究厚板铝合金多层多道冷金属过渡技术(cold matal transter,CMT)焊接工艺和脉冲MIG焊接工艺的区别,对CMT焊接和脉冲MIG焊接进行热循环曲线测量,焊接接头拉伸、弯曲、硬度等常规力学性能试验和接头微观组织分析.结果表明,铝合金厚板焊接时相对脉冲MIG焊接方法,CMT方法焊接温度场低,焊接接头软化明显减弱,冲击韧性得到提高,厚板多层多道焊接接头组织明显改善,晶粒明显细化.试验表明CMT焊接方法可获得相对脉冲焊接更加优良的铝合金焊接接头.     

车用薄镀锌板CMT搭接工艺特性

针对车用薄镀锌板材料,为了进一步降低冷金属过渡(cold metal transfer,CMT)时产生的飞溅,研究分析了薄镀锌板CMT搭接焊接工艺特性.采用Baumer HX 13工业级高速摄像机拍摄了CMT焊接熔滴过渡图像,利用NI PXI数据采集系统采集了CMT焊接电流电压信号.主要研究了短路前期阶段与短路后期阶段电流电压对CMT熔滴过渡的影响规律,同时分析了焊枪倾角对薄镀锌板CMT搭接焊接熔滴过渡行为的影响.结果表明,当CMT短路阶段电流小于基值阶段电流时,电信号波形未出现扰动现象,焊接过程稳定;当降低短路后期电流约5 A时,能够有效降低CMT搭接产生的飞溅;当焊枪与垂直平面呈30°夹角时,能够获得平稳的熔滴过渡,焊接飞溅最小,焊缝熔深最大,焊缝成形最佳.故短路阶段电流小于基值阶段电流且降低短路后期电流约5 A时,采用焊枪倾角30°的焊接工艺能够实现较小的焊接飞溅,为生产实践提供理论依据.     

P92钢的CMT+P焊接接头组织性能

介绍了冷金属过渡+脉冲(CMT+P)焊接的焊接方法和特点. 采用CMT+P焊接工艺对P92钢板进行了对接焊接试验,并对比分析了P92钢的CMT+P焊接工艺与TIG打底+SMAW填充焊焊接工艺的焊接接头组织和性能. 结果表明,两种工艺的焊接接头经热处理后均为回火马氏体组织,且CMT+P的马氏体板条间距较小,热影响区为等轴晶且较窄,高温蠕变性能相对较好;CMT+P焊接接头抗拉强度优于母材,且冲击韧性与TIG打底+SMAW填充焊焊接头冲击韧性水平相当. 进而证实了CMT+P可作为P92钢焊接工艺的一种新选择.     

铝合金薄板CMT焊缝的超声波检测

采用超声波探伤技术对厚度小于 5mm的铝合金薄板 CMT搭接、对接两种焊缝进行检测,并且通过金相解剖进行验证：超声波探伤技术可以应用于铝合金薄板焊缝的检测,且缺陷检出率较高;在 CMT工艺下,铝合金薄板对接焊缝的焊接质量高于搭接焊缝的焊接质量。     

异种金属和镀层金属的焊接

因瓦合金异质材料焊接工艺的研究；钢铝异种金属新型电弧连接法研究现状；超薄板的CMT冷金属过渡技术；铁白铜与奥氏体不锈钢焊接工艺研究及应用；金属复合材料的焊接[俄]；[编者按]     

高速列车用铝合金冷金属过渡焊接工艺疲劳性能

针对高速列车用厚板铝合金焊接质量提升的需求,开展低热输入CMT、脉冲MIG焊工艺进行对比试验,采集焊接温度场热循环曲线,对焊缝微观组织进行观察。对比铝合金厚板CMT焊接工艺和脉冲MIG工艺对接接头的疲劳性能,对疲劳断口进行扫描电镜观察,对断口夹杂物进行微区成分分析。试验表明相对于脉冲MIG焊工艺,CMT方法焊接温度场低,焊接接头组织恶化程度减弱,由于CMT焊接工艺熔池温度低,气孔出现几率大于脉冲焊,铝合金厚板CMT焊接接头疲劳寿命低于脉冲焊接工艺,因此在承受动载荷的工业结构应用CMT焊接技术有一定局限性。     

不同CMT工艺2014-T6焊缝成形及气孔分析

分别采用3种不同的冷金属过渡(CMT)焊接工艺进行2014-T6铝合金平板堆焊成形,研究不同CMT工艺对铝合金焊缝成形特征及气孔的影响. 结果表明,保持送丝速度7.5 m/min、电弧长度和保护气体纯Ar流量25L/min不变,2014-T6铝合金常规CMT焊缝具有明显的指状熔深特征,焊缝气孔缺陷严重且呈全焊缝分布特征;脉冲CMT(CMT-P)焊缝的指状熔深特征减缓,气孔显著减少,焊接速度0.6 m/min时焊缝基本无气孔;变极性复合脉冲CMT(CMT-PADV)焊缝熔深仅约0.4 mm,成形呈显著球形特征,气孔明显减少,焊接速度0.4 m/min时基本无气孔.     

DP590镀锌双相钢CMT焊接接头显微组织及力学性能

针对汽车制造中薄板焊接质量问题及鉴于汽车行业对镀锌双相钢的大量需求,在弧长修正系数为0,送丝速度为3.0 m/min,焊接速度为400 mm/min的焊接工艺参数下,对1.0 mm厚的DP590镀锌双相钢进行了CMT搭接焊试验,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜与维氏硬度计等设备研究了焊接接头的显微组织与力学性能。试验结果表明,CMT焊接DP590镀锌钢能够得到成形良好的焊接接头。焊缝组织主要为板条马氏体,粗晶区由板条马氏体和少量铁素体组成,细晶区组织多为马氏体及少量贝氏体,不完全相变区中的铁素体含量增加,马氏体含量减少;焊接接头拉伸试验断裂位置在不完全相变区,属于塑性断裂,最大载荷为10.48 kN,与母材接近。焊缝平均硬度值最高,约为260 HV,不完全相变区显微硬度值最低,约为170 HV。该研究为DP590镀锌双相钢薄板CMT焊接提供工艺参考,对汽车轻量化生产制造具有重要的工程意义。 创新点： (1)针对汽车用钢薄板焊接的难点,提出具有低热输入焊接特点的CMT工艺。 (2)研究DP590镀锌双相钢CMT焊接接头显微组织及力学性能,研究结果可为工厂实际生产提供理论依据与数据支持。     

CMT焊接熔滴过渡动态过程模拟与熔池流体动力学行为

针对CMT焊接这种独特的熔滴过渡过程,通过流体动力学方法对CMT熔滴过渡动态过程进行模拟,定量分析焊接工艺参数对熔滴过渡动态过程的影响规律;建立CMT焊接熔池温度场和流场的三维非稳态模型,定遍分析浮力、电磁力、表面张力、熔滴冲击力,以及相变潜热及其综合作用对焊接温度场、速度场和熔池形态的影响;     

超薄板MIG/MAG焊--CMT冷金属过渡技术

Fronius公司CMT（Cold Metal Transfer）冷金属过渡技术是在MIG／MAG焊基础上开发的一种革新技术．第一次将送丝运动与熔漓过渡过程进行数字化协调。当焊机的DSP处理器监测到一个熔滴短路信号。就会反馈给送丝机构,并回抽焊丝帮助溶滴脱落。使熔滴过渡在几乎无电流的状态下进行。整个焊接过程实现“热-冷-热”交替转换,每秒钟转换达70次。焊接热输入量大幅降低。实现0．3mm以上薄板的无飞溅、离质量MIG／MAG熔焊和MIG钎焊。更值得一提的是使用此种工艺还可进行只有激光和电了束才可实现的钢与铝的异种焊接。     

Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊工艺参数对焊缝形貌的影响

以304不锈钢为对象,借助横焊焊缝横断面图像来分析Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊焊缝横断面的成形特征,研究了Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊过程中焊接工艺参数对焊缝横断面形貌的影响.结果表明,在Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊中,焊接工艺参数对横焊焊缝横断面形貌的影响显著;Nd:YAG激光加入CMT电弧焊中明显提高了复合焊缝以及复合焊中CMT焊缝的熔深;采取适当的焊接工艺参数(小的光丝间距、大的激光功率、小的焊接速度、适合的离焦量以及小的或大的CMT功率)可以避免熔池机械式叠加和焊缝横断面错位现象,使得焊缝成形良好.     

Characterisation of the cold metal transfer (CMT) process and its application for low dilution cladding

The process characteristics of the synergic cold metal transfer (CMT) process have been examined for welding aluminium alloy. Utilising a simple backlighting system and through the arc monitoring the droplet transfer modes were identified. Whilst the modified short circuit mode was evident for the lower parameter range, a two part transfer mode based upon a combination of spray and short circuit transfer was observed for the mid to upper parameter range. The technology was also explored as a cladding process for applying to ternary alloyed (Al-Cu-Mg) aluminium plate. This alloy system is known to be susceptible to solidification cracking when MIG welded using the binary Al-2319 (Al-Cu) filler wire, this being due to the wide element freezing range of the weld resulting from mixing with the base material. Utilising this filler, weld dilution ratios for both CMT and pulsed welding were identified across the examined parameter range. The CMT process exhibited greater control of dilution that enabled deposition of a quasi-binary (Al-Cu) layer exhibiting a less crack susceptible composition. Onto this layer conventional MIG welding could be applied which could potentially eradicate cracking using a binary filler wire.     

高速列车不锈钢薄板CMT搭接焊工艺研究

为解决高速列车不锈钢薄板搭接MAG密封焊接出现的变形大、过热严重、焊接缺陷多等问题,采用了冷金属过渡CMT焊接代替MAG焊接,并对焊接工艺进行研究。用CMT搭接焊接厚度0.6 mm与1.5 mm的SUS301L奥氏体不锈钢薄板,采用正交试验法确定合适的工艺参数,并对不同组配间隙进行形貌分析。结果表明,装配间隙为0 mm,焊接速度为2000 mm/min,送丝速度为6 m/min时,可得到良好的焊缝成形。     

柔性再制造增材修复系统

失效零件再制造修复的特点是:待修复形状和位置的随机变化特性,修复件性能不均匀性,修复加工需控制成本。针对性地提出构建满足个性化修复需求的系统构建策略:增材制造系统用于修复,同时配用小热输入量的弧焊电源;构建了由机器人作为承载体、弧焊电源、开发的控制系统和辅助系统组成的柔性增材修复系统;详细介绍系统的设计原则、设备选用和系统集成;选择了库卡机器人,选用具有"冷金属过渡技术"(CMT Advanced)弧焊电源,研发了由工控机为硬件的控制系统。这套系统可以很好地完成修复工作,满足退役零件个性化的修复需求。