《鋁合金TIG+CMT複合熱源焊接成形與控制基礎研究》是依託天津大學，由胡繩蓀擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鋁合金TIG+CMT複合熱源焊接成形與控制基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：胡繩蓀
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
“鋁合金TIG+CMT複合熱源焊接成形與控制基礎研究”提出了一種新的電弧複合熱源焊接方法，即採用TIG電弧預熱，調節工件的熱輸入量，套用CMT焊接實現無飛濺的熔滴短路過渡；一般電弧複合是通過電弧相互作用、增加電弧能量，而TIG+CMT複合是通過分離電弧對工件熱輸入量的複合來解決鋁合金CMT焊接熔深淺、堆焊潤濕性差等問題，改善焊縫成形、接頭微觀組織與性能，實現焊接的控形與控性；該研究對於豐富電弧複合熱源焊接理論、促進CMT焊接發展、擴大其套用範圍具有重要的理論意義和實際套用價值。.重點研究不同熱源模式、焊接參數鋁合金平板堆焊、對焊的TIG+CMT複合熱源焊接成形規律、接頭微觀組織與性能變化規律；建立TIG+CMT複合熱源焊接數值分析模型，套用傳熱傳質理論、計算流體力學等分析焊接溫度場、流場及其影響規律，弄清TIG+CMT複合熱源焊接成形機理，提出鋁合金TIG+CMT複合熱源焊接的控制策略。
結題摘要
冷技術過渡（CMT）焊接是一種新的焊接方法，焊接過程穩定、熔滴短路過渡可控是其最大的特點；但低熱輸入、熔深淺的特點又極大地限制了其工程套用範圍。如何充分發揮CMT焊接的特點，解決鋁合金CMT焊接熔深淺、堆焊鋪展性差等問題，是焊接研究工作者及工程套用單位所關心的問題。本項目提出了 “TIG+CMT複合熱源焊接”新方法，設計並搭建了TIG+CMT複合熱源焊接及焊接參數與圖像測試分析系統，重點開展了鋁合金TIG+CMT複合熱源焊接電弧形態和熔滴過渡行為、鋁合金TIG+CMT複合熱源焊接巨觀成形和微觀組織及性能等規律的研究，通過鋁合金、鎳基合金TIG+CMT複合熱源焊接過程的數值模擬，進行複合熱源焊接機理的研究；並進行了鎳基合金、異種材料CMT焊接以及CMT增材製造等一系列的擴展研究。研究結果表明，只有在一定的送絲速度範圍內，才能實現熔滴短路過渡可控的、穩定的CMT焊接；當TIG+CMT複合熱源焊接的兩電弧互動作用較強時，CMT焊接熔滴過渡出現不穩定的大滴過渡；鋁合金材料複合熱源焊接的熔深大於單獨CMT與單獨TIG焊接的熔深之和；與單獨CMT堆焊相比，TIG+CMT堆焊顯著降低了熔敷金屬的接觸角，多道堆焊成形良好；複合熱源焊接過程中，焊接工件的溫度場具有兩個熱源高溫區，焊接接頭區域的熱循環曲線具有雙峰特徵，雙峰溫度最高值與母材和焊絲材料的特性以及焊接參數密切相關；複合熱源對接所獲得的接頭可以達到全熔透條件下單獨CMT焊接接頭的力學水平；複合熱源多道堆焊焊縫表現出比CMT多道堆焊焊縫具有更好的耐磨性。研究結果證明了TIG+CMT複合熱源焊接方法能夠在充分保留和發揮CMT焊接特點和優勢的同時，解決CMT焊接熱輸入低而帶來的各種問題，具有重要的工程套用推廣價值。項目的研究結果對於豐富電弧複合熱源焊接理論、促進CMT焊接發展具有重要的理論意義和實際套用價值。
