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金属加工（热加工） 2024年第7期 63-68页

作者：张亚林皓刘晨梁连杰王春明中车南京浦镇车辆有限公司江苏南京210031 华中科技大学湖北武汉430000

以4mm厚X2CrNiN18-7不锈钢cmt堆焊试验为对象,探究焊接速度、送丝速度、弧长修正、焊接方向及气体流量对焊缝外观的影响,并通过具体的单一变量试验来分析各个参数对焊接过程及焊缝成形的影响。

关键词： X2CrNiN18-7不锈钢 cmt焊接焊接参数

不同板厚AZ31B镁合金cmt焊接接头性能对比试验

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金属加工(热加工) 2024年

作者：刘建军梁连杰曹兴华刘晨李文娟中车南京浦镇车辆有限公司

使用cmt焊接方法对两种厚度（3mm及6mm）的AZ31B镁合金进行焊接试验，并对焊缝进行了焊缝形貌、微观结构、显微硬度、断口及疲劳性能等方面的试验分析。结果表明：合理的焊接参数能得到优化的焊缝，且金相组织与板厚无关。3mm厚的AZ31B... 详细信息

使用cmt焊接方法对两种厚度（3mm及6mm）的AZ31B镁合金进行焊接试验，并对焊缝进行了焊缝形貌、微观结构、显微硬度、断口及疲劳性能等方面的试验分析。结果表明：合理的焊接参数能得到优化的焊缝，且金相组织与板厚无关。3mm厚的AZ31B镁合金可达到母材抗拉强度的83%，6mm厚的AZ31B镁合金可达到母材抗拉强度的88.7%，说明AZ31B镁合金cmt焊接接头的脆性随着板厚增加，同时接头的显微硬度整体呈W形分布，焊缝区显微硬度高于热影响区且薄板热影响区硬度略高于厚板。在进行了200万次循环后，接头的疲劳强度为16.72MPa，仅为其抗拉强度的7.8%，焊接接头的疲劳强度远低于它们的抗拉强度。接头拉伸断裂位置位于母材，呈45°角切断，断裂位置与显微硬度最低位置相吻合，接头的断裂区域有明显的塑性变形痕迹。

关键词： AZ31B镁合金 cmt焊接焊接接头焊接试验

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不锈钢cmt焊接与MAG焊接工艺对比研究

金属加工(热加工) 2024年第10期 39-42页

作者：夏宁黄坤刘晨李龙飞王春明中车南京浦镇车辆有限公司华中科技大学

选用2mm厚X2CrNiN18-7不锈钢进行cmt与MAG焊接工艺对比试验研究。主要从焊缝成形、接头金相、力学性能、焊接飞溅和焊接变形等方面对比分析以上两种工艺的不同之处。结果表明：两种焊接方法的焊缝都是典型的熔化极气体保护焊焊缝成形，... 详细信息

选用2mm厚X2CrNiN18-7不锈钢进行cmt与MAG焊接工艺对比试验研究。主要从焊缝成形、接头金相、力学性能、焊接飞溅和焊接变形等方面对比分析以上两种工艺的不同之处。结果表明：两种焊接方法的焊缝都是典型的熔化极气体保护焊焊缝成形，二者主要的组织成分都以奥氏体为主，且有少量铁素体。由于MAG焊接热输入高，特征区域与cmt焊接相比缺少部分熔化区和等轴晶区。cmt焊接所得焊缝强度和伸长率高于MAG焊接，焊接飞溅仅为MAG焊接的20%左右，且同种外部条件下同类接头优化工艺cmt焊接变形比MAG焊接小，最大焊接变形约为MAG焊接的70%。

关键词： cmt焊接 MAG焊接焊缝对比性能

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不锈钢cmt焊接与MAG焊接工艺对比研究

金属加工(热加工) 2024年

作者：夏宁黄坤刘晨李龙飞王春明中车南京浦镇车辆有限公司华中科技大学

本文选用2mm厚X2CrNiN18-7不锈钢进行cmt与MAG焊接工艺对比试验研究。主要从焊缝成形、接头金相、力学性能、焊接飞溅和焊接变形等方面对比分析不锈钢cmt焊接工艺与MAG焊接工艺的不同之处。结果表明：两种焊接方法的焊缝都是典型的熔化... 详细信息

本文选用2mm厚X2CrNiN18-7不锈钢进行cmt与MAG焊接工艺对比试验研究。主要从焊缝成形、接头金相、力学性能、焊接飞溅和焊接变形等方面对比分析不锈钢cmt焊接工艺与MAG焊接工艺的不同之处。结果表明：两种焊接方法的焊缝都是典型的熔化极气体保护焊焊缝成形，二者主要的组织成分都以奥氏体为主，且有少量铁素体。由于MAG焊接热输入高，特征区域与cmt焊接相比缺少部分熔化区和等轴晶区。cmt焊接所得焊缝强度和延伸率高于MAG焊，焊接飞溅仅为MAG焊接的20%左右，且同种外部条件下同类接头优化工艺cmt焊接变形比MAG焊接小，最大焊接变形约为MAG焊的70%。

关键词： cmt焊接 MAG焊接焊缝对比性能

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cmt焊接温度场及熔池流场的研究

CMT焊接温度场及熔池流场的研究

作者：王顺尧江苏科技大学

学位级别：硕士

cmt是一种新型的低热输入焊接工艺，本文在传热学和流体动力学的基础上，结合cmt焊接工艺特点，熔滴过渡在一冷一热不断交替中完成，建立了cmt焊接三维瞬态温度场和熔池流场的数学模型。研究对于精确描述cmt焊接动态过程，深入理解cmt... 详细信息

cmt是一种新型的低热输入焊接工艺，本文在传热学和流体动力学的基础上，结合cmt焊接工艺特点，熔滴过渡在一冷一热不断交替中完成，建立了cmt焊接三维瞬态温度场和熔池流场的数学模型。研究对于精确描述cmt焊接动态过程，深入理解cmt焊接动态过程中所发生的现象和规律将具有重要作用。利用所建立的数学模型，研究了2号基准参数下cmt焊接过程中温度场和熔池流场分布以及动态变化规律。结果显示，随着焊接过程的进行，温度升高，熔池长大，流速增大，温度场和流场分布范围也逐渐扩大，且热源前方等温线分布比较密集，温度梯度较大，后方等温线分布相对稀疏，温度梯度较小，流体从热源中心向熔池周围扩散。当焊接过程达到准稳态之后，温度场和熔池流场的分布基本稳定，整个焊接过程中熔池的最高温度达到2047K，熔池流体的最大流速为0.069m/s。在所建立的模型基础上，改变焊接工艺规范参数，研究了焊接规范参数对cmt焊接温度场和熔池流场的影响规律。计算表明，不同规范参数下cmt焊接温度场和熔池流场的分布形状大致相同。但是随着焊接速度的增大，温度场和流场分布范围减小，熔池大小、最高温度和流体流速减小，焊接过程中，1号、2号、3号参数下熔池最高温度分别为2125K、2047K、1938K，熔池流体最大流速分别为0.076m/s、0.069m/s、0.054m/s;而随着焊接电流的增大，温度场和流场分布范围增大，熔池大最高温度和流体流速增大，整个焊接过程中，2号、4号、5号参数下熔池最高温度分别为2047K、1926K、2218K，熔池流体最大流速分别为0.069m/s、0.048m/s、0.085m/s。在cmt焊接冷-热交替阶段，研究了一个脉冲周期内峰值温度和基值温度作用下的焊接温度场和熔池流场的变化过程。计算表明，峰值温度和基值温度作用下的温度场基本没有变化，流场分布形状也大致相同，但是在该脉冲周期内峰值温度下熔池的最大流速为0.055m/s，基值温度下熔池的最大流速为0.006m/s。在2号参数的基础上，分别计算了在各项驱动力单独作用下的熔池流场。计算表明，cmt焊接过程中，浮力使流体从边缘流向中心，最大流速为0.0076m/s，电磁力使流体从中心向周围扩散，最大流速为0.055m/s，重力对流体流速几乎没有影响。因此cmt焊接过程中熔池流场主要流体驱动力是电磁力。采用模拟过程中使用的工艺参数，制定相应的cmt焊接试验方案，将试验得到的焊缝宏观形貌与模拟结果进行对比，观察其熔合线形状，发现基本吻合。

关键词： cmt焊接温度场流场数学模型数值模拟

16Mn钢cmt焊接接头组织及其高温拉伸性能研究

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热加工工艺 2014年第13期43卷 178-179,182页

作者：董重里李子阳吴开源李小强广东电网公司电力科学研究院广东广州510080 华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心广东广州510640

采用ER70S-6焊丝对16Mn钢板进行cmt焊接,通过光学显微镜、扫描电镜对接头的组织和拉伸断口形貌进行了分析,并研究了焊接接头在400、500、530和560℃高温拉伸试验条件下的抗拉强度、伸长率以及断面收缩率的变化规律。结果表明:采用cmt焊... 详细信息

采用ER70S-6焊丝对16Mn钢板进行cmt焊接,通过光学显微镜、扫描电镜对接头的组织和拉伸断口形貌进行了分析,并研究了焊接接头在400、500、530和560℃高温拉伸试验条件下的抗拉强度、伸长率以及断面收缩率的变化规律。结果表明:采用cmt焊接的16Mn钢焊缝组织主要由铁素体、珠光体和贝氏体组成,400℃时焊接接头的抗拉强度达787 MPa;随着拉伸试验温度的升高,试样的强度下降,伸长率、断面收缩率增大。

关键词： 16Mn钢 cmt焊接高温拉伸性能

基于FLUENT的cmt焊接熔池流场的数值分析

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焊接 2014年第3期 22-26,30页

作者：姚庆军刘书高胡庆贤王顺尧王晓丽江苏省特种设备安全监督检验研究院扬州分院 225003 江苏科技大学江苏省先进焊接技术重点实验室镇江市212003

cmt是一种新型的低热输入焊接工艺,在传热学和流体动力学的基础上,结合cmt熔滴过渡在一冷一热不断交替中完成特点,同时考虑了相变潜热、材料热物理性参数随温度变化等问题,建立了cmt焊接熔池三维瞬态数学模型。对熔滴及母材分别施加弓... 详细信息

cmt是一种新型的低热输入焊接工艺,在传热学和流体动力学的基础上,结合cmt熔滴过渡在一冷一热不断交替中完成特点,同时考虑了相变潜热、材料热物理性参数随温度变化等问题,建立了cmt焊接熔池三维瞬态数学模型。对熔滴及母材分别施加弓柱状热源与双椭球热源,并利用UDF进行二次开发,成功实现了热量与熔池体积力脉冲施加。用所建模型研究了cmt焊接熔池的演变过程,较好的模拟了不同焊接参数对cmt焊接流场的影响规律以及准稳态时基值电流与峰值电流作用期间熔池流场的分布规律,同时分别分析了浮力、电磁力、重力对熔池流场分布的影响。

关键词： cmt焊接流场脉冲数值模拟

铝-钢异种金属cmt焊接接头应力场的数值模拟

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机械工程材料 2017年第6期41卷 90-94页

作者：刘国辉车洪艳马雷余斯亮曹睿安泰科技股份有限公司北京100086 河北省热等静压工程技术研究中心涿州072750 兰州理工大学有色金属先进加工与再利用省部共建国家重点实验室兰州730050

利用ABAQUS有限元软件对铝-钢异种金属冷金属过渡(cmt)焊接过程中焊接接头应力分布进行了数值模拟,分析了应力分布的变化规律,并进行了试验验证。结果表明:不同焊接时间下,焊接接头在钢板和铝合金板侧的von Mises应力分布不对称,其中铝... 详细信息

利用ABAQUS有限元软件对铝-钢异种金属冷金属过渡(cmt)焊接过程中焊接接头应力分布进行了数值模拟,分析了应力分布的变化规律,并进行了试验验证。结果表明:不同焊接时间下,焊接接头在钢板和铝合金板侧的von Mises应力分布不对称,其中铝合金板侧承受的应力较钢板侧的小;在焊接过程中,近焊缝处的纵向应力由压应力转变为拉应力,横向应力在焊初始阶段为拉应力,随后变为压应力,再转变为拉应力;在铝合金板侧和钢板侧热影响区的纵向残余拉应力最大,分别为125,208 MPa,位于铝合金板侧和钢板侧的横向残余压应力峰值几乎相同,约为80 MPa;残余应力分布模拟结果与试验结果的拟合优度为0.75,证明了模拟结果的准确性。

关键词：异种金属应力分布 cmt焊接数值模拟

6061铝合金与TC4钛合金异种金属cmt焊接研究

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热加工工艺 2015年第19期44卷 197-199页

作者：余富忠衢州职业技术学院机电工程学院

以A1Si5焊丝作为填充金属，采用cmt焊接对6061铝合金和TC4钛合金实现焊接；通过金相显微镜、扫描电镜、能谱仪和万能试验机研究了6061／TC4焊接接头组织和性能。研究表明，采用铝合金在下，钛合金在上搭接时有利于焊接接头性能的提高。6... 详细信息

以A1Si5焊丝作为填充金属，采用cmt焊接对6061铝合金和TC4钛合金实现焊接；通过金相显微镜、扫描电镜、能谱仪和万能试验机研究了6061／TC4焊接接头组织和性能。研究表明，采用铝合金在下，钛合金在上搭接时有利于焊接接头性能的提高。6061／TC4焊接接头分为焊缝金属与铝合金界面和焊缝金属与钛合金界面。随着送丝速度增加．6061／TC4焊接接头抗拉强度增加，断裂位置由焊缝金属与钛合金界面转移至焊缝金属与铝合金界面。

关键词： 6061 TC4 cmt焊接抗拉强度

TC4钛合金cmt焊接数值模拟及焊接性特点的研究

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TC4钛合金CMT焊接数值模拟及焊接性特点的研究

作者：张瑞吉林大学

学位级别：硕士

钛合金具有比强度高、密度小、耐腐蚀性强、抗冲击韧性高、抗疲劳性强等一系列优秀的性能,广泛应用于各领域。使用传统的焊接方法如TIG焊、MIG焊、等离子焊以及电子束焊等焊接钛合金时具有过热、飞溅量大、焊接接头晶粒粗化等缺点,且由... 详细信息

钛合金具有比强度高、密度小、耐腐蚀性强、抗冲击韧性高、抗疲劳性强等一系列优秀的性能,广泛应用于各领域。使用传统的焊接方法如TIG焊、MIG焊、等离子焊以及电子束焊等焊接钛合金时具有过热、飞溅量大、焊接接头晶粒粗化等缺点,且由于钛合金具有较小的弹性模量,焊接时变形量较大,焊后变形往往很难矫正。针对以上问题,本文使用热输入量低、飞溅少、焊后变形量小的cmt(Cold Metal Transfer)焊接技术焊接钛合金,并对cmt焊接数值模拟及焊接性特点进行研究。本文采用ANSYS软件中的APDL语言建立了一种基于时间间隔加载及双椭球体体积热流分布的冷金属转移(cmt)焊接模型,对TC4钛合金进行了温度场、应力场以及变形的数值模拟。cmt焊接热源采用间歇加载的模式。数值模拟的结果表明:随着热源的加载,热循环曲线的温度以波动的形式逐渐上升,热循环峰值温度为3950℃,在冷却过程中,温度呈现平滑下降的趋势;残余应力集中在焊缝与热影响区处,焊缝中心最大等效应力为730 MPa;最大变形发生在试件中部的焊缝,为0.44 mm。同时,将TC4钛合金MIG焊与cmt焊的温度场、应力场与焊接变形计算结果进行对比,可以发现:TC4钛合金cmt焊接峰值温度与MIG焊相比降低了37%,且残余应力分布区域与焊后变形量和MIG焊相比均有所下降。焊接参数对cmt焊接温度场、应力场和变形的分布特点影响的结果表明:当送丝速度由4.5 m/min增加到6.5 m/min时,接头由未焊透转变为焊透,峰值温度增加,残余应力集中区域范围增加,焊后变形量增加;当焊接速度由0.45 m/min增加到0.6 m/min时,接头由焊透转变为未焊透,峰值温度降低,残余应力集中区域范围减小,焊后变形量降低。试验结果表明,当送丝速度增加时,焊缝的焊道逐渐变宽,接头的熔宽、熔深以及深宽比增加,热影响区范围扩大,焊缝中β晶粒有明显长大趋势,马氏体发生粗化。当焊接速度增加时,焊缝的焊道逐渐变窄,接头的熔宽、熔深以及深宽比逐渐减小,热影响区范围变小,焊缝中β晶粒细化。随着弧长修正系数的增加,焊缝的熔宽先增加后减小,热影响区的范围变化不明显。TC4钛合金cmt焊接接头在焊缝区形成了魏氏组织和网篮状组织,热影响区粗晶区、细晶区以及过渡区分别形成了少量的网篮状组织、细小的针状马氏体和块状α相,母材区为典型的α+β双相组织。TC4钛合金cmt焊接接头中焊缝、热影响区和母材的平均硬度分别为385 HV、369 HV和336 HV。焊缝和热影响区的组织主要由α′相和含量远小于α′相的β相组成。cmt焊接接头断裂在母材,焊缝强度为1058.13 MPa,断裂方式为韧性断裂。钛合金焊接时未使用附加气体保护装置的cmt焊接接头会在表面生成富氧α层,其平均厚度为3.06μm。同时,未使用附加气体保护装置的焊接接头在焊缝和热影响区处断裂,接头强度达到母材的94%,其断裂方式为韧-脆混合型断裂。富氧α层的存在使接头抗拉强度和塑性略有降低。

关键词： TC4钛合金 cmt焊接有限元模拟显微组织力学性能