冷金属过渡

摘要： 为了研究双金属复合管中镍基合金堆焊层的耐腐蚀性能,分别采用钨极氩弧焊(GTAW)与冷金属过渡焊(CMT)两种焊接工艺在X65管线钢表面熔覆一层厚度为3 mm的625合金(Inconel 625)内衬层.通过双环电化学动电位再活化(DL-EPR)试验来评估通过两种工艺得到的堆焊层的耐晶间腐蚀性能,试验得出通过CMT得到的堆焊层的晶间腐蚀敏感度(DOS)值比GTAW堆焊层的DOS值低0.5%,这表明相比于传统的GTAW堆焊层,通过CMT工艺得到的堆焊层具备更优良的耐晶间腐蚀性能.此外,模拟服役工况的失重腐蚀试验被用来进一步评估堆焊层的耐腐蚀性能,腐蚀试验后的GTAW堆焊层与CMT堆焊层试样表面均出现了不同程度的腐蚀,其中GTAW堆焊层试样表面出现了大量富含Fe、S的腐蚀产物,而CMT堆焊层表面仅存在极少量的腐蚀产物.通过腐蚀前后试样的质量变化计算得到GTAW堆焊层的腐蚀失重速率为0.12 mm/a,而CMT堆焊层其腐蚀失重速率仅为0.01 mm/a.这进一步证明了相比于GTAW工艺采用CMT工艺得到的堆焊层耐晶间腐蚀性能更好.此外,在同一焊接工艺下,堆焊层的耐晶间腐蚀性能存在不均性,靠近熔合界面位置处的堆焊层中较高的Fe含量降低了堆焊层的耐晶间腐蚀性能.

摘要： 针对冷金属过渡(CMT)电弧增材制造技术存在的表面成形质量差、制件内部易形成孔隙等冶金缺陷、微观组织与性能调控困难等问题,从控形与控性两个方面出发,对CMT电弧增材制造技术研究进展进行了综述。首先,对CMT技术的原理及特点进行了分析与梳理;然后,对CMT电弧增材制造技术在“形”与“性”方面的调控方式进行了总结,具体阐述了制件的表面成形质量、内部冶金缺陷、微观组织与性能3个方面的调控方式;最后,通过对现有调控方式的局限性进行了分析,提出了CMT电弧增材制造技术的未来发展趋势。研究结果表明:未来CMT电弧增材制造技术的发展趋势包括:(1)“形”与“性”协同控制与优化;(2)CMT电弧增材制造难焊材料及复合材料;(3)调控方式的理论机制规律。

摘要： 深水钢悬链立管(Steel Catenary Riser,SCR)是浮式平台的主要部件,在服役条件下由于受到海洋特殊的海浪、潮汐、台风等各种环境因素的影响,极其容易发生疲劳破坏。为解决钢悬链立管在深水服役环境中受循环载荷的作用容易产生疲劳失效的问题,采用冷金属过渡(Cold Metal Transition,CMT)打底、脉冲模式填充盖面的熔化极气体保护焊(Gas Metal Arc Welding,GMAW),开发了钢悬链立管S型铺设全自动焊工艺并进行了焊缝性能试验研究。结果表明,横向拉伸、全焊缝拉伸、侧弯、缺口断裂、冲击、宏观硬度及全尺寸疲劳等试验结果均满足SCR焊接规格书要求;SCR环焊缝通过全尺寸疲劳试验测试,所有焊缝疲劳性能满足BS7608(1993)的外径D曲线和内径E曲线的95%置信水平要求;由于CMT冷金属过渡封底为无衬垫单面焊双面成型技术,具有焊接热输入量小、无飞溅等优点,可确保焊缝根部成形与母材圆滑过渡,减小SCR焊缝应力集中,从而提高其抗疲劳性能。

摘要： 研究不同焊接速度下6063铝合金“CMT MIX+Synchropulse”焊接接头的焊缝气孔率、气孔尺寸以及焊缝和热影响区的软化。结果表明,随着焊接速度从55 cm/min提高到65 cm/min,焊缝气孔率从0.1%增加至3.9%,且出现大尺寸气孔(341.1μm)。65 cm/min时焊缝气孔尺寸主要集中分布在87.8μm,而55 cm/min时的气孔尺寸主要集中分布在20.6μm。基材中β′′相溶解与转变导致焊缝和热影响区均出现明显的软化,热影响区的软化更为严重。不同焊接速度焊接接头平均抗拉强度相当,约155 MPa(达到母材的67.4%)。

摘要： 综述了涉及电弧增材制造(wire arc additive manufacturing,WAAM)的双相不锈钢熔敷层中δ-铁素体的特征。结果表明,WAAM的双相不锈钢壁体显微组织是在δ-铁素体基体晶界和晶内分布着不同形态的奥氏体。双相不锈钢填充焊丝化学成分(Cr;/Ni;)对WAAM壁体显微组织的影响非常关键;熔敷工艺的影响亦是通过熔池成分(Cr;/Ni;)的变化来改变相比例的;热输入的影响不明显。试样中δ-铁素体含量过低,以及晶粒粗化对壁体力学性能产生不利的影响。通过焊丝和工艺方法控制熔池成分(Cr;/Ni;),限制δ→γ转变,确保δ-铁素体与奥氏体相比例,同时通过合理选用工艺参数对熔池冷却速度进行控制,以便辅助性遏制δ→γ转变。

摘要： 在不同沉积路径下采用冷金属过渡电弧增材制造技术制备了H13钢成形件,基于热-弹塑性有限元法对成形件的热历程进行了分析,并通过试验研究了成形件的显微组织和硬度。结果表明:同向和双向路径沉积得到5层单道和单层5道成形件的热历程基本一致,双向沉积5层单道成形件第3层中间点的峰值温度远高于双向沉积单层5道成形件第3道中间点,5层单道成形件的热累积效应更明显;5层单道成形件的板条状马氏体组织比单层5道成形件的粗大;同向沉积5层单道成形件在同一高度上的硬度略高于双向沉积成形件,同向沉积和双向沉积单层5道成形件在水平方向的硬度分布基本相同,5层单道成形件的平均硬度略低于单层5道成形件。

摘要： 目的针对冷金属过渡(CMT)电弧增材制造过程中不稳定气流环境造成的熔池流动不均、墙体成形异常以及墙体内部气孔过多和晶粒粗大的问题,研究增强沉积墙体组织性能的工艺。方法开发了CMT电弧增材制造强制限位冷却工艺,通过控制电弧增材制造的沉积区间和凝固过程,来改善沉积墙体的结构性能。结果沉积墙体平均沉积速度由0.120 mm/s升到0.149 mm/s,材料利用程度由78.2%升到83.2%,孔隙率由2.15%降到1.06%,平均晶粒度由15.7μm降到13.3μm。同时提高了沉积墙体的韧性,沉积墙体横向平均极限拉伸强度由157 MPa升到179 MPa。结论CMT电弧增材制造强制限位冷却工艺制造的沉积墙体在沉积速度和材料利用程度方面有了相应提高,同时强制限位冷却工艺改善了沉积墙体的结构性能,这对增材制造具有一定的指导意义。

摘要： 经过超声清洗处理的6061铝合金,其表面氧化膜厚度大幅减小,可以明显改善冷金属过渡(CMT)焊缝的形成过程。另外,超声清洗处理可以减少焊缝中的氧化膜颗粒,促进焊缝中的气孔异质形核转为均质形核,其最大气孔直径由1.1 mm降为0.8 mm,提升了焊缝组织的均匀性。实验结果发现,相比于普通铝合金CMT焊缝,超声清洗处理铝合金CMT焊缝的极限抗拉强度由144.6 MPa提升到189.6 MPa,提高了CMT焊缝的机械性能。

摘要： 为研究冷金属过渡焊(CMT)的周期性能量输入及焊丝抽送行为对镁合金熔池动态行为的影响,在FLUENT软件中建立了焊丝-熔滴-熔池多相流数值分析模型。提出一种在流体体积法(VOF)多相流计算域中划分熔滴与熔池区域并判断其接触状态的方法,结合动网格技术实现自动响应的焊丝抽送,在熔池区域加载间歇性的热源、电弧力,采用镁合金CMT堆焊实验所得参数进行数值模拟。结果表明,在CMT能量输入周期的短路阶段,由于焊丝的回抽,熔池被向上提拉并在焊丝端部形成了液桥,内部液态金属在马兰戈尼力的作用下,由边缘流向中间,由下方流向上方,焊丝持续回抽至脱离熔池后,熔池受到液桥断裂的反作用力,液态金属快速向后方流动使熔池形状发生改变,可知焊丝回抽与马兰戈尼力是熔池动态行为的主导作用力,此外,焊缝熔深的模拟结果为0.53 mm,与实际成形焊缝的熔深存在3.47%的误差,验证了模型的有效性。

摘要： 基于CMT Advanced+P焊接方法,以ER5356铝合金焊丝对7075铝合金和TC4钛合金组成的搭接接头进行熔钎焊试验,并对接头进行微观组织及力学性能分析.结果表明,焊接接头主要由焊缝区、铝合金侧热影响区和钎焊界面区组成;焊缝区主要是等轴晶;铝合金侧热影响区的晶粒表现出轧制特性,并在晶界附近析出大量金属间化合物;钎焊界面区存在由钛侧向焊缝区进行生长的锯齿状金属间化合物层,该化合物层厚度1～2.5μm,主要由Al-Ti金属间化合物组成;接头拉伸后断裂位置位于铝合金侧热影响区附近,断裂类型属于混合断裂,最高抗剪强度达到293.1 MPa.

摘要： 利用ABAQUS有限元软件建立镁/钛异种金属搭接接头的有限元模型,对镁/钛异种金属冷金属过渡焊接过程的温度场进行模拟,分析温度场的变化规律,并通过实验验证模拟结果的准确性.比较了不同送丝速度下温度场的变化规律,并对特征点的显微组织进行比较.结果表明:镁、钛两侧的温度场呈不对称分布.距离焊缝中心相同的两点,镁板侧试件温度上升较快,达到的峰值温度比钛板侧高,且下降速度也快.随着送丝速度的增加,峰值温度变高,达到钛板的熔化温度,钛的熔化量也就随之增加,镁钛连接界面有较好的结合.

摘要： 利用冷金属过渡技术热输入量小、焊接无飞溅、电弧稳定等优点,设计了电弧增材制造成形系统.系统由硬件和软件两部分组成,软件系统ee的数控加工软件能够模拟零件的铣削加工路径,机器人离线仿真软件Iungoprint将模拟的铣削路径转变为增材制造路径,并通过图形动画模拟整个增材制造过程:硬件系统主要由KUKA机器入和Fronius数字化焊机组成,以实现焊接成形稳定、高效、柔性的总体要求.利用该系统研究焊接工艺参数对焊缝熔宽和层间增高量的影响,通过二次回归设计建立了焊道尺寸的预测模型,用以控制成形零件的精度.通过薄壁铝合金花瓶零件成形实验,所得零件尺寸与设计值的误差被控制在2％以内,验证了预测模型的可靠性及成形系统的可行性.

摘要： CMTCMT是Cold Meatal Transfer的缩写(冷金属过渡)CMT冷金属过渡技术是在短路过渡基础上开发的，CMT特点主要包括焊接热输入低，无飞溅，伸长不受影响。

摘要： 研究了适合于316L丝材电弧增材的保护气和不同焊接参数下316L焊丝的成形性.确定了适合于316L电弧增材的保护气为Ar+2％O2,以及良好成形性的工艺参数范围与组织特点.利用电弧增材制造了合格的带颈法兰件,性能测试结果显示抗拉强度达到540MPa以上,延伸率达到35％以上,冲击吸收功达到97J以上.

摘要： 采用冷金属过渡技术(CMT)对钛合金Ti6Al4V和紫铜T2异种材料进行了搭接连接.焊接过程中使焊丝偏向铜的一侧,铜母材和焊丝熔化形成熔焊接头,熔化的填充材料润湿钛母材,形成钎焊界面,实现钛和铜的熔钎焊连接.使用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和力学试验研究焊接接头的显微组织及力学性能.结果表明,钎焊界面由TiAl、TiCu、Ti2Cu、AlCu2Ti等多种金属间化合物组成;焊缝由铜基固溶体和花瓣状Ti-Cu-Al-Ni-Fe五元析出相组成;接头的拉剪强度可达到200MPa,拉伸试验时,有铜母材的热影响区断裂和钎焊界面断裂两种断裂方式.

摘要： 本文用A261镁焊丝以及冷金属过渡焊接方法对接形式连接镁合金A231和镀锌钢板,在焊接过程中保持焊接速度不变,通过调节送丝速度和对钢板开不同的坡口研究不同焊接工艺参数下焊缝的表面成形、接头的力学性能和微观组织结构.研究结果表明:通过调节合适的焊接参数以及坡口形式,镁钢之间能形成焊缝成形美观、接头最大抗拉载荷达到4.02kN的镁钢对接熔钎焊接头.并且熔钎焊接头包括镁侧的熔焊接头和钢侧的钎焊接头,钎焊接头由两部分组成,一部分是坡口面上的镁与裸钢板之间的钎焊接头,另一部分是镀锌钢板上表面的镁一镀锌钢之间的钎焊接头.镁一镀锌钢侧的钎焊连接主要由靠近镁侧的(α-Mg+MgZn)的共晶相,以及靠近钢侧的FeAl相反应层实现连接.无镀锌层的钢和镁连接主要依靠焊丝中的微量Al元素扩散到钢表面形成Fe/Al相来实现连接.

摘要： 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,适合焊接薄板.采用CMT 焊接工艺,进行MnE21 镁合金板材的焊接性分析,焊后利用光学显微镜、万能拉伸试验机和显微硬度仪等设备对焊接接头的组织与力学性能进行了检测分析.结果表明,通过优化工艺参数,采用CMT 焊接工艺可以获得表面成形良好的焊接接头.焊接接头的热影响区较窄,晶粒稍有长大.焊缝区组织均匀,晶粒细小,硬度值高于母材.焊接接头的抗拉强度可达到母材的90%以上.

摘要： 本文针对汽车工业中铝合金和镀锌钢板的轻量化结构制造,利用正交实验法对铝合金与镀锌钢薄板搭接件进行了异种材料冷金属过渡(CMT)熔钎焊,研究了工艺参数、焊丝成分以及镀锌层厚度对焊缝表面成形和接头力学性能的影响.铝/镀锌钢板CMT 熔-钎焊的接头为典型的搭接接头形貌,在整个焊接过程中,硅和锌很好的起到了促进熔化的铝在钢板表面湿润和铺展的作用.接头的界面组织分析表明,焊接接头被分成熔化区、中间界面区、过渡界面区和富锌区.在焊缝金属和镀锌板的界面区形成的金属间化合物层,主要成分为Fe2Al5和FeAl3,焊丝中硅含量控制在5%左右可获得性能良好焊接接头.通过实验得出理想的工艺参数:7075 系列铝材在焊接电压13V,送丝速度5.0m/min,焊接速度:6.0m/s,偏离中心距离2mm,镀锌层厚度:120g/m2,焊丝系列:4043 可得到良好的焊接接头.

摘要： 提供了一种过渡金属铁氰化物(TMH)阴极蓄电池。该蓄电池具有AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O阴极，其中A阳离子是碱金属或碱土金属阳离子，如钠或钾，其中x在1至2的范围内，其中y在0.5至1的范围内，且其中z在0至3.5的范围内。AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O具有菱形晶体结构，其中Mn2+/3+和Fe2+/3+具有相同还原/氧化电位。该蓄电池还具有电解质，和由A金属、A复合材料或可以寄宿A原子的材料制成的阳极。蓄电池具有单一平台的充电曲线，其中单一平台的充电曲线定义为在15％至85％蓄电池蓄电量之间恒定的充电电压斜率。还提供了制造方法。

摘要： 提供了一种过渡金属铁氰化物(TMH)阴极蓄电池。该蓄电池具有AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O阴极，其中A阳离子是碱金属或碱土金属阳离子，如钠或钾，其中x在1至2的范围内，其中y在0.5至1的范围内，且其中z在0至3.5的范围内。AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O具有菱形晶体结构，其中Mn2+/3+和Fe2+/3+具有相同还原/氧化电位。该蓄电池还具有电解质，和由A金属、A复合材料或可以寄宿A原子的材料制成的阳极。蓄电池具有单一平台的充电曲线，其中单一平台的充电曲线定义为在15％至85％蓄电池蓄电量之间恒定的充电电压斜率。还提供了制造方法。

摘要： 本发明提供高密度的氢氧化物前体、使用该前体的锂过渡金属复合氧化物的制造方法、使用该复合氧化物的单位体积的放电容量大的正极活性物质、非水电解质二次电池用电极和非水电解质二次电池。一种在锂过渡金属复合氧化物的制造中使用的过渡金属氢氧化物前体的制造方法，是在具备预先溶解有络合剂和还原剂的水溶剂的反应槽中加入含有过渡金属(Me)的溶液，使含有Mn和Ni、或者Mn、Ni和Co且摩尔比Mn/Me大于0.5、摩尔比Co/Me为0.15以下的过渡金属氢氧化物共沉淀的方法。另外，一种锂过渡金属复合氧化物，具有α－NaFeO2型晶体结构，摩尔比Li/Me大于1，具有上述的Mn、Co的摩尔比，具有可归属于R3－m的X射线衍射图谱，(003)面的衍射峰的半峰宽与(104)面的衍射峰的半峰宽的比(FWHM(003)/FWHM(104))为0.72以下，由使用氮气吸附法的吸附等温线通过BJH法求出的峰值微分细孔容积为0.50mm3/(g·nm)以下。

摘要： 一种金属表面冷金属过渡毛化后与异种金属连接的方法，它属于异种金属的连接技术领域。它要解决现有异种金属连接时存在接头强度低，工艺复杂的问题。方法：一、制备毛化表面：采用冷金属过渡方法；二、表面清理：打磨及清洗；三、装配：平行接头或搭接接头；四、焊接：真空扩散焊。本发明通过在金属A表面制备毛刺，实现了异种金属待焊面接触形式的改变。通过毛刺刺入塑形好的低熔点被焊金属B内部，去除金属B表面氧化膜并增大待焊接触面积，促进异种金属之间的互相扩散和化学反应，形成更为可靠的冶金结合。通过扩散焊接与机械连接复合作用，形成异种金属间的高强度接头。本发明工艺方法简单，成本低，适用于多体系的异种金属连接。

摘要： 镁钢异种金属冷金属过渡熔-钎焊连接方法，其步骤为：(1)首先对普通低碳钢或低合金钢板进行镀锌处理；(2)用丙酮擦拭钢板，用钢丝刷刷掉镁合金板表面的氧化膜然后用丙酮擦拭干净；(3)将镁合金板和镀锌钢板搭接在一起，搭接的宽度为10mm，形成镁合金板在上、镀锌钢板在下的搭接接头；(4)焊接时，焊枪向镁合金板一侧偏离搭接缝隙距离(L)的取值范围为1～4mm，然后用冷金属过渡焊焊机进行焊接，焊接速度为7.2mm/s～8.5mm/s，焊接送丝速度为4m/min～5m/min，焊接电压为10V～17V，焊接时通过熔化镁合金板，同时保持镀锌钢板为固态，在镀锌钢板一侧形成钎焊连接，而镁合金板一侧形成熔化焊连接。

摘要： 一种金属表面冷金属过渡毛化后与异种金属连接的方法，它属于异种金属的连接技术领域。它要解决现有异种金属连接时存在接头强度低，工艺复杂的问题。方法：一、制备毛化表面：采用冷金属过渡方法；二、表面清理：打磨及清洗；三、装配：平行接头或搭接接头；四、焊接：真空扩散焊。本发明通过在金属A表面制备毛刺，实现了异种金属待焊面接触形式的改变。通过毛刺刺入塑形好的低熔点被焊金属B内部，去除金属B表面氧化膜并增大待焊接触面积，促进异种金属之间的互相扩散和化学反应，形成更为可靠的冶金结合。通过扩散焊接与机械连接复合作用，形成异种金属间的高强度接头。本发明工艺方法简单，成本低，适用于多体系的异种金属连接。

摘要： 本发明涉及焊接方法的技术领域，公开了一种铝铜异种金属冷金属过渡偏置焊接方法，其特征在于：采用上铜下铝的搭接方式，将铜件和铝件放置在CMT焊接机的工作台上，然后采用左焊接方式进行焊接。采用冷金属过渡焊的Cycle‑Step模式控制焊丝液滴大小和过渡熔滴数量，以增加焊缝的填充量，使得焊缝宽度增加，保证焊缝成型均匀光滑，从而提高接头的力学性能、导电性能，并且由于偏移量的存在，使得焊缝气孔率明显下降50％，增强接头强度34％，整个焊接方法，成本低廉，作业效率高、便于推广应用。

摘要： 钛/铜异种金属冷金属过渡连接方法，采用高熔点金属钛板在上而低熔点金属铜板在下的搭接方式，使用镍铝青铜焊丝，通过冷金属过渡技术焊接；焊接时，大量的铜母材熔化，钛板局部熔化，使熔化的金属包围在钛板周围，增加了连接面积，提高了接头的强度。

摘要： 镁、铝异种金属冷金属过渡熔-钎焊连接方法，采用一种冷金属过渡焊，保护气体为氩气，过渡金属为镀锌钢板，焊丝采用两种，铝侧采用铝硅焊丝，镁侧采用镁铝锌焊丝。焊枪分别正对铝、镁边缘，镁铝之间夹一高熔点过渡金属，来阻止液态镁和液态铝的相互接触，使得镁熔化焊焊缝、铝熔化焊焊缝分别与过渡金属(镀锌钢板)之间实现熔钎焊连接，最终间接实现铝合金与镁合金板异种金属连接。

摘要： 铝/钢异种金属冷金属过渡连接方法，采用一种含铝硅元素的铝合金焊丝焊接，通过冷金属过渡焊，焊接时通过熔化铝合金焊丝以及铝合金母材，在铝板一侧形成熔化焊连接，同时钢板保持为固态，在钢板一侧实现钎焊连接，形成熔-钎焊搭接接头。