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.     

超薄板的CMT冷金属过渡技术

CMT（cold Metal Transfer）冷金属过渡技术是在MIG／MAG焊接工艺基础上开发的一种革新技术，热输入极低，可焊接薄至0．3mE的板材，并可实现钢与铝的异种连接。介绍了CMT焊接工艺的原理、特点及其应用前景。     

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.     

薄板焊接的极限——CMT冷金属过渡焊接技术

在焊接不同壁厚的零部件时,要求具有良好焊缝厚度的厚工件要过渡到薄工件,并且在焊缝厚度过渡区仅有少量的热传导.许多材料无法承受焊接过程中持续不断的热量输入,为了避免熔滴穿透,实现无飞溅熔滴过渡和良好的冶金连接,就必须降低热输入量,在这种要求下,传统的气体保护焊接已经无能为力,而CMT技术实现了这种可能.相对于传统的MIG...     

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.     

铝合金CMT技术增材制造研究进展

铝合金作为一种加工性能优良、导热性好且质量轻的金属材料,在工业领域应用广泛。冷金属过渡焊接技术(CMT)作为一种低热量输入、无飞溅的焊接技术,非常适合铝合金的增材制造,铝合金CMT技术已成为增材制造技术的研究热点。通过综述近年来国内外学者在铝合金CMT技术焊道成形、组织性能、气孔缺陷方面的研究成果,展望了未来CMT技术的发展方向。     

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.     

Research on CMT welding of nickel-based alloy with stainless steel

Cold Metal Transfer （CMT） welding technique is a new welding technique introduced by Fronins company. CMT welding of nickel-based alloy with stainless steel was carried out using CuSi3 filler wire in this paper. Effects of welding parameters, including welding current, welding speed, etc, on weld surface appearance were tested. Microstructure and mechanical properties of CMT weld were studied. The results shaw that the thickness of interface reaction layer of the nickel- based alloy is 14. 3 μm, which is only 4. 33% of base material. The weld is made up of two phases, α-copper and iron-based solid solution. Rupture occurs initially at the welded seam near the edge of stainless steel in shear test. The maximum shear strength of the CuSi3 welded joint is 184. 9 MPa.     

铝合金基体成分对巴氏合金堆焊层组织和性能的影响

文中主要研究了铝合金基体成分对巴氏合金堆焊层组织和性能的影响.以MIG焊工艺,采用控制变量原则,固定焊接工艺参数,分别在2024,5083,6061这3种牌号的铝合金基体表面堆焊5 mm厚的SnSb8Cu4的巴氏合金层.使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度仪、万能试验机等测试仪器,对铝合金基体-巴氏合金堆焊层交界...     

G115钢CMT + P焊接工艺及组织和性能

基于冷金属过渡加脉冲(CMT + P)的焊接方法,研究了新型回火马氏体耐热钢G115的焊接性以及焊接接头组织和性能. 结果表明,焊接接头经热处理后为回火马氏体组织,焊缝晶粒呈现出等轴晶和柱状晶两种不同的形貌,而焊接热影响区和母材晶粒均为等轴晶. 与焊条电弧焊(SMAW)相比,CMT + P焊接方法有效降低了热输入,大幅度减小了热影响区宽度,提高了焊接接头的拉伸性能和热影响区冲击韧性,焊接接头焊缝冲击韧性略有降低. 焊接接头的室温和高温拉伸断裂机理均为韧性断裂,室温拉伸断口的韧窝内存在一定量的析出相.     

镀锌层厚度对铝/镀锌板CMT搭接接头组织和性能的影响

文中研究厚度分别为10,30,60 μm (依次为1号,2号,3号)的镀锌层 对6082铝合金/镀锌板搭接接头组织和性能的影响,结果表明,1号焊缝成形较差,边缘有锌层烧蚀,3号焊缝形貌较美观,润湿性较好;1号和3号焊接接头拉伸性能较差,2号的焊接接头拉伸承载力达到9 519.5 N;镀锌层主要影响了富锌区和界面区,发现富锌区有枝晶和裂纹生成,界面区的金属间化合物均为Fe-Al-Zn化合物,仅在界面中间位置附近生成,3号的化合物层达到4 ~ 6 μm,1号和2号的化合物层为1 ~ 2 μm. 综上所述,合适的镀锌层厚度才能得到性能良好的焊接接头.     

CMT工艺及其热输入对Al-Cu合金焊缝成形和气孔的影响

采用四种冷金属过渡焊接工艺(CMT)分别在不同热输入水平下,使用ER2319焊丝进行AA2219-T851高强铝合金的平板堆焊成形,全面分析其焊缝成形和气孔分布特征。结果表明,常规CMT焊缝具有明显指状熔深特征,气孔缺陷严重并呈全焊缝分布状态;CMT-P焊缝母材熔化面积明显增加,气孔数量显著减少且在适当控制热输入时有助于消除气孔;CMT-ADV焊缝也具有指状熔深特征但熔深显著减小;CMT-PADV焊缝具有显著球形熔滴成形特征且熔深最小,两工艺低热输入和对焊丝表面氧化膜的清理作用有助于消除气孔。     

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.     

14Cr1MoR焊接中过渡层堆焊工艺的研究

针对某设备中14Cr1MoR焊接接头所需的特殊使用性能,选择镍基焊接材料对母材进行坡口堆焊过渡层并填充焊接,实现了该焊缝将来检修再次焊接后无需进行消除应力热处理的目的.     

表面毛化对巴氏合金MIG堆焊层界面组织及结合强度的影响

目的 利用MIG焊在表面毛化处理的Q235钢基体上堆焊SnSb11Cu6合金,研究表面毛化作用对界面组织及结合强度的影响.方法 设计毛化形貌分别为直槽和网格槽的毛化形式,槽深分别为0.15、0.3 mm,槽间距分别为1、1.5 mm,采用MIG焊方法在毛化钢基板上堆焊巴氏合金.利用X射线衍射仪分析巴氏合金堆焊层的组织成分.利用金相显微镜、扫描电镜和X射线能谱仪表征巴氏合金堆焊层的界面组织、微观形貌和元素分布.利用电子万能试验机、体视显微镜检测巴氏合金与钢基体间的结合强度以及润湿角.结果 毛化处理虽然会降低巴氏合金与钢基体的浸润性,但是增加了巴氏合金与钢基体间的接触面积;毛化凹槽中嵌合部分巴氏合金,使基体与合金层之间产生机械咬合作用;毛化轮廓边缘的材料易于熔化,从而促进了界面反应.以上因素的共同作用下,巴氏合金与钢基板之间的结合强度由无毛化试样的39.67 MPa提升至毛化试样的50.14 MPa.虽然网格槽毛化试样可以获得比直槽毛化试样更大的接触面积,但增强了毛化轮廓峰对三相线位移产生的钉扎作用,巴氏合金在网格槽毛化基体表面的浸润性更差,使得不同毛化参数试样的结合强度变化不大.结论 通过增加接触面积、生成金属间化合物以及机械咬合等因素共同作用,毛化处理可以有效提升巴氏合金与钢基体之间的结合强度.     

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。     

基于残余应力和微观组织形貌的铝合金CMT焊接接头薄弱环节的预测

采用数值模拟与实验相结合的方法预测3道冷金属过渡(CMT)焊接接头的薄弱环节。通过有限元方法预测焊接接头中残余应力的分布特征;通过金相实验获得焊接接头中不同特征区域的微观组织形貌特征。接头对称面上的最大主应力值最高,故该区域在服役过程中较易产生拉伸裂纹。第一次层间冷却结束后,焊缝金属与基板的交界面上因等效von-Mises应力最大而具有较高的裂纹敏感性。根据金相分析结果,第3道焊缝中晶粒最为粗大,而层间的熔合区则具有粗大的晶间析出物组织特征,两种现象均意味着较差的力学性能。焊接接头中最为薄弱的区域则位于分别通过数值方法和实验方法得出的薄弱区域的交叉区域。     

铝合金CMT熔敷工艺对添加Nb中间层钛/铝构件成形及组织的影响

针对钛/铝异种材料构件的高质量制备需求,采用基于冷金属过渡(CMT)技术的电弧增材制造(WAAM)方法制备出添加Nb中间层的钛/铝构件,研究了铝合金熔敷送丝速度对构件成形与组织的影响规律。结果表明,随着铝合金熔敷送丝速度由3 m/min提高至5 m/min,一个CMT周期内的峰值阶段持续时间延长,热输入增大,铝合金熔敷层宽度增加;送丝速度为3 m/min和4 m/min时,在铝合金熔敷层与钛合金熔敷层之间均剩余了一层纯Nb中间层,在Al/Nb界面处分别形成了厚度约为0.8μm和2.0μm的Al₃Nb反应层;送丝速度为5 m/min时,Nb中间层和部分钛合金熔敷层发生了熔化,形成了Ti-Al, Al-Nb和Ti-Cu等多种脆性金属间化合物。选择4 m/min送丝速度进行铝合金熔敷,可以获得具有较好成形和组织分布的添加Nb中间层钛/铝异种材料构件。     

CMT工艺对Al-Cu合金电弧增材制造气孔的影响

分析不同纯氩保护气体流量和冷金属过渡(CMT)工艺方法对Al-Cu合金电弧填丝增材制造(WAAM)气孔的影响规律。结果表明:纯氩保护气体流量和CMT工艺方法对Al-Cu合金WAAM制造过程的气孔特征均具有重要影响。提高纯氩保护气体流量有助于减少气孔;CMT-PADV工艺因其热输入低及电弧对Al-Cu合金填充丝端部表面氧化膜的高效清理而有利于减少甚至消除气孔,提高纯氩保护气体流量至25 L/min时可消除气孔。