CMT简介过去很长一段时间内，Monel-合金的焊接采用的是传统的焊接方法。但是，在实际生产中，通过检修设备发现由Monel-合金制备的氟化反应器在反应器高温段环焊缝附近常出现裂纹。通过对反应器的生产运行情况和裂纹特征分析后认为，裂纹的产生原因可能是应力腐蚀破裂。说明采用传统的焊接方法，如：TIG焊，容易在焊缝处产生较大的残余应力，导致合金材料的抗应力腐蚀能力下降。为了提高材料的抗应力腐蚀能力，要求在焊接过程中在焊缝区域产生较小的残余应力。在这种要求下，传统的气体保护焊接已经无能为力，CMT焊接方法可以很好的实现这些焊接要求。
CMT（coldmetaltransfer）是冷金属过渡焊接技术的缩写，是由Fronius公司在年展示的一种新焊接工艺技术。所谓冷金属过渡，是通过数字控制系统对整个焊接过程进行监控和控制，将焊丝的运动与焊接过程结合起来：开始焊接时电弧引燃，焊丝向前给进；当熔滴长大时电弧熄灭，通过焊丝的回抽实现熔滴过渡；当完成熔滴过渡后焊丝复燃，焊接继续进行。这种间断式的热输入方式保证在熔滴过渡后期电流输入几乎为零，相对于传统短路过渡焊接热输入，这种“冷-热”之间的交替变化可减少50%以上的焊接热输入。由于熔滴过渡后期几乎没有焊接电流，相比较传统短路过渡，CMT通过焊丝的回抽运动帮助焊丝脱落，这种脉冲式焊丝输送有效改善了焊丝熔滴的过渡。CMT焊接技术在焊接过程中无任何焊渣飞溅，既提高了焊接生产的经济性，又提高了产品的焊接质量。
据Fronius公司介绍，该设备极大的提高了焊接的生产能力，并可有效保证被焊件的焊接质量，在试验中得到肯定。活动顶棚支架是一种铝合金材料制造的薄壁结构件，带有后导流板，具有防倾覆保护的功能。采用CMT冷金属过渡焊接技术将活动顶棚弧形的管材支架与导流板的板材焊接成一体，不仅能够保证焊接的结构件满足安全技术的要求，而且在外观上看起来也非常光滑，达到A级表面质量的要求。利用CMT冷金属过渡焊接技术使其企业的技术水平有了大幅度的飞跃，并且可以为其用户提高更高价值的成品。
焊接温度场与应力场数值模拟的研究现状焊接是一个涉及电弧物理、传热、冶金和力学的复杂过程，焊接工艺过去一般总是凭理论，通过一系列实验或根据经验公式获得。但是单纯采用理论方法，很难准确的解决生产实际问题。随着有限元法和计算机技术的发展，引发了虚拟制造技术的热潮，这其中就包括焊接热加工过程的数值模拟，越来越多的焊接工作者用数值模拟技术研究焊接问题。一旦各种焊接现象能够实现计算机模拟，我们就可以通过计算机系统来确定焊接各种材料和材料的最佳设计、最佳工艺和焊接参数。而通过数值模拟可以大大地节约人力、物力和时间，尤其是复杂的大型结构。焊接数值模拟技术的发展使焊接技术正在发生着由经验到科学、由定性到定量的飞跃，为焊接生产朝“理论—数值模拟—生产”模式的发展创造了条件。
焊接温度场的数值模拟对焊接温度场的有限元模拟可以追溯到上世纪30年代初，当时随着计算机技术的发展，很多国家的学者开始将焊接的研究从研究实验发展到模拟技术上来。因为通过实验手段研究焊接工艺需要大量的试验为基础，需要增加大量的人力、财力、物力。近年来，随着计算机技术的飞速发展、计算机配置的不断提高，各企业、科研单位、高校等研究学者获得了强有力的工具，取得了大量的研究成果。利用ANSYS软件通过变换不同的工艺参数分布加载的方法对20钢中厚板对接焊温度场进行了数值模拟分析，获得了不同参数下的焊接热循环曲线，通过对比分析选定了最佳的焊接工艺，为实际焊接生产提供了依据；对3.8mm厚DP双相钢焊接进行了数值模拟，通过优化网格划分，采用体生热率为热源计算得到焊接过程不同时刻焊接温度场的分布云图和热循环曲线，与实际焊接实验相比较结果较符合；采用双高斯热源对熔化极气体保护焊堆焊模型进行计算，在计算中增加了熔滴的影响，得到了不同焊接参数下焊接熔池的熔宽和熔深，得到焊接电流和焊接速度与熔池熔宽和熔深的关系；分别对焊接模拟选用点热源、面热源和体热源做对比，结果表明相比较采用单一热源，采用2种或多种热源的加载形式能更好的实现焊接过程的模拟；电弧的有效半径对模拟结果影响较大；对45钢熔化极气保焊单层堆焊进行计算，通过生死单元技术实现了熔敷金属的填充和热源的移动，分别得到了间隔堆焊和顺序堆焊的最高温度，分析研究表明间隔堆焊不易产生较高温度，奥氏体晶粒不易粗化易于提高焊接结构件性能；采用有限元计算软件ABAQUS，在充分考虑到对流、辐射、随温度变化的物理性能参数的影响下，采用热流密度振幅曲线模拟焊接电弧的移动，完成了L不锈钢温度场的计算，为进一步研究焊接残余应力提供了参考；运用有限元软件对LY16高强铝合金多层多道焊温度场进行了模拟计算，得到了温度场的分布规律，结果表明LY16合金道次间隔时间对温度场影响较大，而层间间隔时间影响较小，预热有助于温度场提前进入准稳态；为提高模拟计算效率，将修改过的三维焊接热源模型加载到二维模型上，完成了L不锈钢对接焊温度场的模拟，通过与实际焊接试验数据做对比，发现模拟结果与试验结果热循环曲线趋于一致，二维模型能准确的模拟三维模型，节省了计算时间。
对于焊接温度场的进一步研究，希望在模拟过程中，尽可能多的考虑各种影响因素，以便模拟计算能更全面的反应真实的焊接过程。近些年来随着各国研究机构在焊接模拟研究中的大力投入，通过各国研究学者的不断努力，焊接过程温度场的模拟取得了很大的进步。本文在此基础上，建立了Monel-合金板形和筒形的三维有限元模型，焊接方法选用CMT，通过体生热率方式加载热源模拟计算，尽可能做到既保证焊接精度，又保证计算效率。
随着近年对焊接应力场模拟的不断进行，焊件模型发展的越来越大型化、复杂化，所以对于焊接应力场的进一步研究，不仅要保持计算精度，而且要提高计算效率。本文研究的Monel-合金平板对接焊和圆筒环焊，采用子结构法凝聚焊缝温度梯度较大位置的节点，计算加载采用高效的矢量运算和数组储存，这样既保持了计算精度，又提高了计算效率。
随着经济的发展，Monel-合金等镍基耐蚀合金材料得到了越来越广泛的应用，对其材料的特性及焊接性已经得到众多学者的研究，但相应的焊接温度场、应力场的变化规律研究却相对较少，本课题就是基于此对Monel-合金CMT的焊接温度场及应力场展开研究和分析。本文为获得Monel-合金CMT焊接过程中温度场、应力场和焊后残余变形的变化情况，利用ANSYS软件对其板形和筒形模型CMT焊接过程进行计算和分析。主要包括以下几个方面：（1）对Monel-合金及熔敷金属的高温力学性能进行测定和分析。（2）研究分析Monel-合金平板CMT焊接过程中温度场、应力场在各方向上的变化规律和焊后残余变形，并与普通对接焊计算结果做对比。（3）研究分析Monel-合金圆筒CMT焊接过程中温度场、应力场在各方向上的变化规律和焊后残余变形。
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