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CMabstracto La tecnología Cold Metal Transfer ha revolucionado la soldadura de metales disímiles y materiales más gruesos al producir una estética mejorada del cordón de soldadura con deposición metálica controlada y baja entrada de calor. En este estudio, el proceso, las combinaciones de soldadura, la soldadura híbrida láser-CMT y las aplicaciones de soldadura CMT se revisan críticamente. La microestructura y otras características de soldadura se han discutido extensamente para varias combinaciones de metales base. Particularmente, la soldadura de aluminio y acero con mejores resultados ha sido posible con CMT Welding. Los resultados revisados en este artículo indican que la soldadura híbrida CMT-Laser es más preferible a la soldadura híbrida láser o láser. La soldadura CMT ha encontrado aplicaciones en industrias automotrices, sectores de defensa y plantas de energía como un método de fabricación aditiva. © 2018 Publicado por Elsevier Ltd. Este es un artículo de acceso abierto bajo la licencia CC BY-NCND (http://creativecommons.org/licenses/by-ncnd/4.0/).

1. Introducción La soldadura de Cold Metal Transfer es un proceso de soldadura MIG modificado basado en el proceso de transferencia de cortocircuito desarrollado por Fronius de Austria en 2004. Este proceso difiere del proceso de soldadura MIG / MAG solo por el tipo de método mecánico de corte por gotitas no encontrado previamente [1]. Durante la soldadura, las variaciones de temperatura en las soldaduras y los metales originales tienen efectos importantes en el material características, tensiones residuales, así como en dimensiones y exactitud de forma de los productos soldados [2]. Cold Metal Transfer proporciona un método controlado de deposición de material y baja temperatura entrada incorporando un innovador sistema de alimentación de alambre acoplado con control digital de alta velocidad [3]. La velocidad de alimentación de alambre y el ciclo fase de arco se

controlan para darse cuenta de la energía suficiente para derretir ambos el material de base y un glóbulo de alambre de relleno [4]. Hay dos principales características del proceso CMT: uno está en el punto de cortocircuito con baja corriente correspondiente a una baja entrada de calor, otro es el corto ocurrencia del circuito de una manera controlada estable. Kah et al. introdujo el proceso de transferencia de cortocircuito llamado "deposición de gotita asistida mecánicamente" que se aplica para controlar el cortocircuito al retirar el cable del cortocircuito [5]. Schierl informó que el modo de desprendimiento de gotitas del proceso CMT es sin la ayuda de la fuerza electromagnética comparado con el proceso MIG convencional, entonces la salpicadura puede disminuir [6]. Pickin y Young informaron anteriormente de los básicos principios operativos del proceso [3]. Feng et al. señaló que el El proceso CMT es especialmente adecuado para soldar aleaciones de aluminio finas hojas debido a la baja entrada de calor y la ligera deformación [7]. Estudios adicionales de Zhang et al. y Cao et al. concentrado en el aplicación del proceso en aleaciones diferentes que se unen debido a baja entrada de calor, que frena la formación de compuestos intermetálicos frágiles [8,9]. Una interfaz gráfica fue desarrollada por Sonia Meco et al. Utilizando el método de interpolación y red neural para ayudar al usuario a seleccionar los parámetros de soldadura CMT apropiados para la aplicación deseada, mediante una visualización gráfica de los perfiles de soldadura, que lleva a ahorrar tiempo, materiales y costos [10]. Amin S. Azar produjo un modelo de fuente de calor para simular el efecto de periódicos y recurrentes fenómenos de deposición de arcos y de metal en la transferencia de metal en frío tipo de soldadura. Este modelo facilitará el estudio del conjunto de soldadura comportamiento y propiedades mecánicas resultantes [11]. La imagen de neutrones y el análisis cuantitativo de infrarrojos son algunas de las pruebas no destructivas recientes realizadas en la muestra de soldadura CMT [12,13]. UN modelo requerido para simular la cooperación característica entre la alimentación de alambre y la entrada de calor fue publicado por Fengyuan Shuet al. [14].

2. Proceso de transferencia de metal en frío En el proceso CMT, cuando la punta del cable del electrodo hace contacto con el grupo fundido, el servomotor de la antorcha de soldadura 'robacter drive' se invierte mediante el control digital del proceso. Esto hace que el cable se retraiga promoviendo la transferencia de gotas que se muestra en la Fig. 1 . Durante la transferencia de metal, la corriente cae a casi cero y, por lo tanto, se evita cualquier generación de salpicadura. Tan pronto como se completa la transferencia de metal, el arco se vuelve a encender y el cable se alimenta una vez más con la corriente de soldadura ajustada de nuevo [1] .

(iii) La fase de cortocircuito: en esta fase, el voltaje del arco es traído a cero. . Al mismo tiempo, la señal de retorno se proporciona al alimentador de alambre, que le da al cable(alambre) una fuerza de retroceso. Esta fase ayuda en la fractura del líquido y la transferencia de material al grupo de soldadura [7] . La forma de onda compleja de la corriente de soldadura en el CMT proceso y la 'alimentación posterior' del alambre de relleno que mecánicamente fuerzas de la transferencia de metal hacen que sea difícil entender la relación entre los parámetros de soldadura, transferencia de metal y transferencia de calor como se muestra en la Fig. 2, que estudia Mezrag et al. para Al 4043-S235 junta de soldadura [16]. Con una administración perfecta de la longitud del arco y un alto nivel tolerancias de acoplamiento, el proceso CMT seguramente participará en varias aplicaciones industriales en el futuro como una solución para superar los inconvenientes de las prácticas actuales de soldadura [17].

3. Soldadura CMT de metales similares Un ciclo típico de señal eléctrica de soldadura CMT se puede definir como el período requerido para depositar una gota de electrodo fundido en el baño de soldadura. El análisis de la forma de onda de corriente y voltaje es esencial para estudiar la distribución de energía de diferentes fases en gotas proceso de transferencia [15]. El ciclo se divide en tres fases como sigue: (i) La fase de pico de corriente: Esta es una tensión de arco constante correspondiente a un pulso alto de corriente que causa la ignición del arco de soldadura es fácil y luego calienta el electrodo de alambre para forma gotita. (ii) La fase de corriente de fondo: la fase corresponde a una corriente baja La corriente se reduce para evitar que transferencia globular de la pequeña gota líquida formada en la punta de alambre Esta fase continúa hasta que ocurre el cortocircuito.

CMT ha logrado la soldadura eficiente de muchas aleaciones de aluminio similares. Las soldaduras de metal similares preparadas usando CMT para una variedad de aleaciones se discuten a continuación 3.1. Aleación Inconel 718 El análisis microestructural ha demostrado que no hay falta de fusión probando la calidad de la soldadura como buena. La zona afectada por el calor (HAZ) presentado en la Fig. 3, es pequeño en tamaño (0.5 mm) en comparación con el mismo producido por la soldadura MIG clásica. El tamaño y la geometría de cristalitos en la zona de soldadura, es decir, grandes dendritas, son similares a los obtenido en el proceso MIG clásico. Después de realizar la EDS química análisis, no se ha detectado variación significativa en la homogeneidad del cordón de soldadura. Las tensiones residuales se encuentran para ser mínimo. Este trabajo de Benoit et al. demuestra que la CMT la soldadura es totalmente adecuada para la soldadura de Inconel 718 [18].

3.3. Aleación de aluminio AA6061

3.2 . Aleación de aluminio 7075 Las juntas se prepararon sin salpicaduras, grietas y con muy baja porosidad. Las juntas exhibieron una microdureza mínima en la zona de soldadura (WZ) representada en la figura 4 , y una ligera disminución de la dureza en HAZ en comparación con el metal base (BM). La comparación de la microdureza entre WZ y HAZ se puede observar en la figura 5. La junta tenía coeficientes de propiedad mecánica de 77%, 60% y 69% para el límite elástico, la resistencia a la tracción final y el alargamiento respectivamente. Se descubrió que la soldadura CMT realizada por Elrefaey produce juntas con características mecánicas mejores que los procesos MIG y TIG convencionales, y que son comparables con los procesos FSW y LBW [19] .

Cuando Pavan Kumar y otros, soldaron láminas de aleación de aluminio fino utilizando relleno, que es de la misma composición que el metal base, la soldadura exhibió una composición cuasi binaria. Esta composición es potencialmente menos susceptible al agrietamiento por solidificación, fusión controlada línea, zona afectada por el calor más estrecha (HAZ) y reducido intermetálico área de fase. Las microestructuras para los diferentes parámetros de soldadura vistos en la Fig. 6 se reveló una recristalización fina en las articulaciones. Un uniforme distribución de granos y su tamaño en soldadura HAZ y metal base fue claramente visible [20].

3.4. Chapa de acero galvanizado sometido a un examen metalográfico microscópico que se muestra en Fig. 7, que incluía tanto la zona de soldadura como el material base. Examen metalográfico macroscópico y microscópico por Magda et al. confirmó la alta calidad de las uniones soldadas, mostrando ambos la existencia de un área de difusión de cobre y el zinc sin daños capa en áreas adyacentes a la soldadura [21].

3.5. Acero galvanizado Las condiciones de entrada de calor bajo y alto tendieron a una menor formación de porosidad en el cordón de soldadura, mientras que las condiciones de entrada de calor medio fueron las más susceptibles a la formación de porosidad. La solidificación comenzó temprano en condiciones de baja entrada de calor, dando como resultado pequeñas porosidades cerca de la raíz de la soldadura que se evitan en condiciones de alto aporte de calor [22] .La Fig. 8 representa la diferente formación de porosidad mecanismos. Ahsan et al. Desarrollado condiciones de soldadura optimizadas para reducir la porosidad para dos entradas de rango de calor, una a baja entrada de calor que van de 200 a 250 J / mm y el otro a altas entradas de calor, comenzando desde 350 J / mm y subiendo hasta 550 J / mm [23].

3.6 . Aleación de aluminio 5083-H116 Jair Carlos Dutra et al. usó dos electrodos de alambre diferentes Al 5183 y Al 5087. La soldadura usando el electrodo Al 5087 mostró un mejor rendimiento mecánico en las pruebas de tracción. La microdureza fue similar tanto en WZ como en HAZ. Prácticamente, ambos electrodos de alambre mostraron la misma tenacidad. Los resultados de la prueba de resistencia al agrietamiento por desplazamiento de la punta de fisuración indican que las combinaciones aplicadas de base y material de alimentación producen buenas características de resistencia a la fisuración. La figura 9 muestra imágenes SEM, que ilustran una mayor incidencia de poros con el electrodo de alambre Al 5183 [24] .

3.7 . Aleación de aluminio AA7A52

Feng et al. encontró que la segregación intergranular, que dio origen al límite de grano grueso entre los pases de soldadura como se muestra en la Fig. 10 , se indicó que presentaba prestaciones mecánicas inferiores. La distribución de tensión triaxial en la zona de fusión fue indicativa de la tendencia a la falla de tracción en condiciones de servicio [25] . La zona ablandada era mucho más ancha dentro de las placas base que cerca de las superficies planas. La zona apagada en forma de tira era obviamente más estrecha que las placas internas de la zona promedia [26] .

3.8 . Aleación AA2219-T851 Una estrecha geometría con forma de dedo fue observada por Cong Baoqiang et al. utilizando el proceso CMT convencional. Hay una gran cantidad de poros de gas en las partes inferior y superior de las soldaduras. La figura 11 muestra la microestructura de soldadura en dirección longitudinal utilizando soldadura CMT convencional. La porosidad se redujo de manera efectiva con la ayuda de la soldadura CMT [27]

4 . Soldadura CMT de metales diferentes La soldadura CMT también se usa ampliamente para soldar metales diferentes como el aluminio

y el acero. Las nuevas soldaduras diferentes preparadas usando CMT se discuten a continuación. 4.1 . Acero con recubrimiento de zinc (Q235) y aluminio forjado (6061) Las capas intermetálicas formadas en la interfaz entre el acero con revestimiento de cinc y el aluminio forjado son predominantemente de fase trifásica. Zhang et al. descubrió que la CMT aumenta la resistencia de la junta de solapado de metal diferente al disminuir el grosor del compuesto intermetálico frágil en la interfaz entre el aluminio y el acero. La estructura parecida a un diente que se muestra en la Fig. 12 , predominantemente formada durante la solidificación, se controla principalmente por la difusión de los átomos de Fe y Al en la interfaz entre el aluminio fundido y el acero sólido [28] .

La soldadura CMT de Q235 con Al6061-T6 por Cao et al. produjo una resistencia igual a la soldadura CMT de Al6061-T6 con Al6061T6. Se encontró que la fuerza de la unión depende del espesor de la capa intermetálica mostrada en la Fig. 13 y del ablandamiento de la zona afectada por el calor del Aluminio [9] .

4.2 . Aleación de magnesio AZ31 y aluminio 1060 Wang et al. no se observaron defectos de soldadura debido a que el bajo aporte de calor y la adición de Si a la soldadura inhiben eficazmente la creación de compuestos intermetálicos frágiles, que se verifican

mediante difracción de rayos X. La figura 14 es la zona de fusión cerca del sustrato de Mg, que determina la resistencia de la junta y su microestructura. Se observan cuatro capas continuas que consisten en una capa de solución sólida, capa de estructura eutéctica, capa de Mg 17 Al 12 y capa de Mg 2 Al 3 . La microdureza en la zona de fusión cerca del lado de Mg es aproximadamente 230-240 HM más alta que el metal de soldadura 120 HM y el sustrato de Mg 60 HM [29] .

4.3 . Banda de magnesio AZ31 y aleación 6061 Al Cuando Jing Shang et al. utilizaron Cu puro como metal de relleno , los compuestos intermetálicos AlCu, CuAl 2 , Cu 9 Al 4 estuvieron presentes en la zona de fusión del lado Al, y la solución sólida a base de Cu se generó en la zona de soldadura, mientras que Cu 2 Mg y Al-Cu-Mg la estructura eutéctica ternaria se formó en la zona de fusión del lado del Mg. La fuerza de unión de la unión fue de 34.7 MPa. La Fig. 15 presenta la morfología de la fractura. La fractura se produjo en la zona de fusión de lado Mg donde el valor de microdureza fue la más alta debido a la gran cantidad de Cu 2 Mg compuesto intermetálico [30] .

Con ER4043 como metal de relleno , la soldadura CMT de magnesio AZ31B y aleación de aluminio 6061 desarrollada por Shang Jing et al. tenía una microdureza uniforme en ambos lados del sustrato, alrededor de 540 MPa en el lado de Mg y 350 MPa en el lado de Al como se ve en la Fig. 16 . El valor más alto de microdureza fue 2380 MPa en la zona de fusión del lado de Mg. La microdureza en la soldadura desde el lado del Mg al lado Al mostró una tendencia decreciente con la reducción de los compuestos intermetálicos. La unión con baja fuerza de unión se fracturó frágil en la capa de compuesto intermetálico de la zona de fusión del lado de Mg. Compuestos intermetálicos de Mg 2 Si, Mg 2 Al 3 y Mg 17 Al 12distribuidos continuamente en la zona de fusión presentada en la Fig. 17 , son responsables de la fractura [31]

En presencia de Al-5% Si como metal de aportación, Madhavan et al. Lograron una resistencia máxima a la tracción de 360 N / mm. El aumento en la resistencia a la tracción se atribuyó a la tensión mínima de tracción y precipitados más finos. Se observó mejorada resistencia a la corrosión por picadura debido a la formación de Mg 2 Si y Al 6 Mn en la capa interfacial. La micrografía de toda la sección de soldadura se puede observar en la Fig. 18 [32] .

La aleación Magnesium AZ31B y Al 6061 se soldó con soldadura de polaridad variable CMT (VPCMT) por Peng Wang et al. Las capas de Mg-Al IMC se formaron en la interfaz de soldadura, cerca del lado AZ31B de las uniones soldadas y consistieron en tres capas intermedias: capa de Mg 2 Al 3 , capa de Mg 17 Al 12 y Mg 17 Al 12 + α-Mg sólido solución de capa eutéctica (muy delgada) como se muestra en la Fig. 19 . Con una relación EP / EN decreciente de 4: 1 a 1: 4, el grosor de la capa completa de IMC fue aumentando gradualmente y la resistencia a la tracción

aumentó significativamente. Todas las muestras se fracturaron en la capa de CMI duro quebradizo [33] .

La soldadura de láminas de Mg AZ31B y Al 6061-T6 produjo una cantidad significativa de compuestos intermetálicos ricos en Mg mostrados en la Fig. 20 , que degradaron la resistencia de la soldadura en el lado del metal base de la aleación de Mg. Tanto Madhavan et al. y Cao et al. obtuvieron resultados similares para la soldadura anterior [34] , [35] .

4.4 . Aleación de aluminio y acero galvanizado en caliente 1060 Zhang et al. observó que la capa compuesta en la interfaz entre el acero y el metal de soldadura consistía principalmente en Fe 2 Al 5 y FeAl 3 fase. La Fig. 21 muestra una imagen SEM de la interfaz de metal Steel-Weld. El espesor de la capa de compuesto intermetálico se controló por debajo de 5 μm, garantizando la resistencia de la unión. La resistencia a la tracción llegó a 83 MPa [8] .

4.5 . Aluminio (AA6061) y aleación de acero con bajo contenido de carbono La mayor resistencia al corte y la falla de la línea de fusión fueron registradas por Jian Lin et al. cuando se proporcionó recubrimiento de zinc a la chapa de acero. De lo contrario, condujo a una menor resistencia al corte y falla de la interfaz. El máximo principio de tensión y energía de deformación se propusieron ya que los criterios para la falla de la interfaz y la deformación plástica se propusieron como un criterio para la falla de la línea de fusión. La Fig. 22 muestra la interfaz entre acero y aluminio [36] .

4.6 . Magnesio AZ31 y acero dulce galvanizado por inmersión en caliente Cao et al. informó que el recubrimiento de zinc en la superficie del acero es esencial para una soldadura sana. La figura 23 muestra la interfaz de soldadura fuerte, que consiste en compuestos intermetálicos de Al, Zn, Mg y óxidos (es decir, MgFeAlO 4 , Fe 2 O 3 y Mg 2 Zn 11 ) y una solución sólida de magnesio. El aluminio en el alambre de soldadura de magnesio AZ61 mejora la humectabilidad de un metal de soldadura rico en Mg en chapa de acero recubierta de Zn [37] .

soldadas era menor que la de la junta de acero dulce Al AA6061-galvanizado [39] .

4.7 . Aluminio A6061-T6 y titanio Ti-6Al-4V aleaciones Los IMC en la interfaz de soldadura se muestra en la Fig. 24 compuesto principalmente de dos capas: la capa continua que consistía en Ti 3 Al y TiAl cerca de la aleación de Ti sólido, y la forma de TiAl dentado discontinua 3 siguiente capa para el metal de soldadura. Cao et al. fracturas observadas en la interfaz de soldadura / soldadura fuerte y metal de soldadura, y en el Al HAZ con la mayoría de las juntas fracturadas en este último modo. La resistencia a la tracción de la unión es alta hasta 194 N / mm [38] .

4.8 . Aluminio AA6061-T6 a aleación de acero galvanizado Fue encontrado por Cao et al. que se podría obtener una unión sólida si la velocidad del alimentador de alambre se controla adecuadamente. La interfaz de soldadura fuerte entre el metal de soldadura Al y el acero dulce galvanizado se encontró que consistía en aproximadamente 5-8 μm de espesor FeAl 3 intermetálico. La microestructura de la zona de fusión se muestra en la Fig. 25 . Además, la secuencia de apilamiento del material afectó la resistencia de las juntas soldadas con tapón spot CMT. Se encontró que la fuerza de las uniones puntuales AA6061

4.9 . Aleación de magnesio AZ31B y aleación de cobre puro T2 La zona de soldeo de soldadura y la zona de soldadura de raíz de soldadura representada en la figura 26 (a) y (c) respectivamente, fueron similares y consistieron en un solo IMC (Mg 17 Al 12 + Al 6 Cu 4 Mg 5 + α-Mg) capa. Sin embargo, la zona de soldadura intermedia observada en la figura 26 (b) consistió en dos IMC (Mg 2 Cu + MgCu 2 + Al 6 Cu 4 Mg 5 y Mg 17 Al 12 + Al 6 Cu 4 Mg 5 + α-Mg) capas. Cuando el grosor de las capas de interfaz de soldadura fuerte entre el metal de soldadura de Mg y la base de Cu estaba en el rango de 80-350 mm, la junta solapada puede alcanzar una resistencia mayor de 172.5 N / mm. Fue concluido por Cao et al. que, en este intervalo, el grosor de las capas de interfase metálica de soldadura fuerte no tiene un efecto obvio sobre la resistencia al cizallamiento por tracción de la junta solapada [40] .

4.10 . TA2 de titanio puro a aleación de aleación de magnesio AZ31B Para la unión de Mg-Ti, se obtuvo una apariencia de soldadura satisfecha y una mayor carga de tracción de 2.10 kN. Para la unión de Ti-Mg, se detectó una carga de tracción de 1.83 kN. La interfaz de soldadura desarrollada por Cao et al. se compone principalmente de Ti 3 Al, Mg 17 Al 12 y Mg 0,97 Zn 0,03 intermetálico. Los elementos Al y Zn en el metal base de Mg y el alambre de Mg son cruciales para unir con éxito los metales

base de Mg y Ti [41] . La interfaz de soldadura de la junta de Mg / Ti y la junta de Ti / Mg se muestran en la Fig. 27 , Fig. 28, respectivamente.

4.11 . Aleaciones de aluminio 5083-H111 y 6082-T651 La microdureza de las uniones soldadas fue similar a la dureza característica que atraviesa las soldaduras, las caídas de dureza fueron ligeramente cercanas al metal base. Las uniones soldadas y el metal base tenían valores adecuados de resistencia a la tracción. La Fig. 29 muestra las fotos de la Macrografía y SEM de las superficies de fractura de la muestra de Fatiga. Beytullah Gungor et al. que los resultados de soldadura CMT estaban más cerca de FSW, y tenían valores de resistencia a la fluencia más altos que cualquier otro método de soldadura [42]

. 4.12 . Titanio TA2 a aleación T2 de cobre puro Cao et al. obtuvieron juntas soldadas por solapamiento satisfactorias con el aspecto de soldadura deseado y una buena humectabilidad y esparcimiento del metal de aportación en la superficie de ambas aleaciones. Una capa de IMCs, es decir, Ti 2 Cu, TiCu y AlCu 2 Ti estaban presentes en la interfaz de soldadura de titanio. Las microestructuras de la interfaz de soldadura Ti y la interfaz de soldadura Cu se representan en la figura 30 . La resistencia al cizallamiento a la tracción de la Junta I (lámina superior de Ti de hoja de Ti) alcanzó 197,5 N / mm, mientras que la resistencia al cizallamiento a la tracción de la Junta II (hoja de Cu de lámina de Cu superior) puede alcanzar 205,8 N / mm. El Joint II y yo teníamos una resistencia comparable a la CMT soldada con autógena Cu-T2 a Cu-T2 con una resistencia a la tracción de 194 N / mm. Las articulaciones se fracturaron todas en Cu ZAZ con modo de fractura de plástico [43]

En la unión a tope de soldadura a soldadura CMT de TA2 de titanio a aleación T2 de cobre puro de Cao et al., El grosor de la capa de IMC no se uniformó: 117-129 μm en la superficie de la ranura intermedia y 80-100 μm en la superficie de la ranura de la raíz, presentado en la Fig. 31 , Fig. 32, respectivamente. Las capas MIEC en la interfaz de soldadura fuerte consistían principalmente en Ti 2 Cu, Ticú y

AlCu 2 Ti, respectivamente, de la base de metal Ti para el metal de soldadura. Se alcanzaron cargas de 5,10 kN, y la fractura se produjo en Cu ZAZ [44] .

4.14 . Aluminio 5A06 con placas de Ni N6 puro La junta de soldadura preparada por Liu et al. se puede dividir en cuatro partes: el metal base de níquel; Ni 3 Al, Ni 0.9 Al 1.1 y capa de Ni 2 Al 3 IMC; capa columnar NiAl 3 ; Soldadura con solución sólida de Al-Si, formada secuencialmente desde el lado del níquel hasta el lado del aluminio. Con un aumento en la velocidad de soldadura, el espesor de la capa IMC primero disminuyó y luego creció. Esto se representa en la Fig. 34 . La mayor resistencia al corte obtenida fue de 42 MPa. La fuerza de la unión continuó disminuyendo a medida que la capa de IMC se espesó. Las fracturas se localizaron principalmente en la capa de IMC NiAl y NiAl 3 [46] .

4.13 . Chapa de acero galvanizado en caliente y aleación de aluminio 5052 Minjung Kang y Cheolhee Kim concluyeron que la composición de Si del metal de relleno influye principalmente en el espesor de la capa de IMC. Usando hilo de relleno AlSi (Al 4043 y Al 4047), se restringió el crecimiento de la capa trapezoidal de Fe 2 Al 5 en los materiales de base de acero, y se observó una interfaz casi plana entre la capa de IMC y el acero. Los especímenes se fracturaron en la HAZ de la aleación Al 5052. La Fig. 33 muestra la variación del espesor IMC desde la raíz [45]

4.15 . Hojas de aleación de aluminio 5182-O y 6082-T4 En las 5182 láminas, la microestructura HAZ mostró precipitados finos de la segunda fase y el engrosamiento de los precipitados de Mg 2 Al 3 en la matriz de aluminio. En general, Ahmed Elrefaey y Nigel G. Ross descubrieron que la soldadura CMT de aleación 5182-6082 no mostraba peores propiedades mecánicas en comparación con las uniones 5182/5182 y 6082/6082. La Fig. 35 muestra las

imágenes de la zona de soldadura de la soldadura 5182/6082 [47] .

4.16 . Titanio AMS4911L con acero inoxidable 316L Gonçalo Pardal et al. obtuvo propiedades de tracción máximas a mayor entrada de calor. Los IMC formados son de naturaleza más dúctil en comparación con los IMCs Fe-Ti y se ubicaron principalmente en las interfaces entre los metales principales y el Cu (hilo de relleno). La dureza máxima medida fue 1000 HV0.1. Las interfaces de soldadura se presentan en la Fig. 36 [48] .

4.17 . Aleación de aluminio A6061-T6 para acero de doble fase 800 Los granos en la zona de nugget cerca de HAZ se volvieron gruesos y la fase de Mg 2 Si se disolvió, lo que resultó en un ablandamiento de Al y como resultado, se redujo la fuerza de la unión. Madhavan et al. descubrió la presencia de las fases Fe 3 Al y Fe 2 Al 5 en el nugget de soldadura del XRD y el análisis de microscopía electrónica. El espesor de la capa de IM visto en la Fig. 37 varió de 1,49 a 3 mm para los procesos de P-CMT y CMT, respectivamente. En la interfaz, se formaron las fases fi-FeAl 3 y g-Fe 2 Al 5 . Las soldaduras CMT y P-CMT fallaron en Al HAZ. Este modo de falla tiene características de fractura dúctil con hoyuelos y huecos [49] .

4.18 . Aleación de aluminio AC 170 PX y chapas de acero galvanizado ST06 Z El espesor de la capa interfacial fue solo de 0,6 μm. La resistencia al cizallamiento a la tracción alcanzó 189 MPa, que es 89% del metal base de aleación de aluminio. Los IMC en forma de aguja descascarillados visibles en la figura 38 se confirmaron como compuestos intermetálicos ternarios de Al-Fe-Si por Song Niu et al., Que tuvo un efecto negativo sobre la resistencia a la tracción de la unión. Con el aumento de la corriente de soldadura, los IMCs en forma de aguja crecieron más y se extendieron aún más en la soldadura, reduciendo la resistencia al corte por tracción de la unión [50] .

4.19 . Acero inoxidable 304 y chapa de aleación de aluminio 5A06 Bajo el efecto de un EMF axial, tanto el arco de soldadura como la gota fundida fueron rotados por la fuerza de Lorenz. El CEM influyó en el crecimiento de las capas Al / Fe IMC durante la soldadura Al / acero. Bajo la aplicación EMF, se suprimió la difusión de Fe a la soldadura y se aumentó el contenido de Si en las capas de IMC, lo que restringió el crecimiento de las fases frágiles de Al / Fe IMC. La Fig. 39 contrasta la diferencia observada al aplicar un EMF axial durante el proceso CMT. Yibo Liu y otros descubrió que la aplicación del EMF aumentaba la fuerza de cizallamiento por

tracción de la junta de soldadura. A frecuencias EMF de 0 Hz y 5 Hz, se obtuvieron uniones más fuertes, y dentro del pliegue en la corriente de la bobina, la fuerza de la unión aumentó aún más [51] .

5 . Comparación de CMT y soldadura de gas inerte de metal Las pruebas realizadas por Mateusz Grzybicki y Jerzy Jakubowski muestran que, en comparación con la soldadura de variedad MIG tradicional, el método CMT tiene varias ventajas, como baja energía, salpicaduras, alta velocidad de soldadura. También permite la soldadura de chapas finas. Sin embargo, existe un gran peligro de fusión incompleta, especialmente para las juntas de solape, que podrían evitarse aumentando la longitud del arco [52] . La soldadura CMT por Jair Carlos Dutra et al. mostraron más estabilidad y la raíz producida mostró un buen acabado, tanto en la superficie como en la parte posterior de la unión, que la soldadura MIG convencional [53] . 6 . Laser-CMT arco soldadura híbrida de metales 6.1 . Soldadura híbrida por arco láser-CMT de cobre T2 Yulong Chen y otros logró soldaduras continuas y regulares a una potencia mínima de 2 kW, que es mucho menor que el nivel de potencia mínimo de soldadura láser (alrededor de 5 kW). Se encontró una gran cantidad de precipitados ricos en Si en los granos Fusion Zone (FZ) de las soldaduras híbridas, lo que provocó que la FZ de soldaduras híbridas fuera más dura que las soldaduras láser. La Fig. 40 muestra los precipitados ricos en Si en la FZ de las soldaduras híbridas. El UTS, YS y el alargamiento de la soldadura híbrida con el mejor rendimiento fueron de hasta 227 MPa, 201 MPa y 21,5%, respectivamente. La disminución de la porosidad fue la razón principal para el fortalecimiento de la soldadura híbrida [54] .

6.2 . Soldadura híbrida por arco láser CMT de aleación AA6061 La soldadura híbrida Laser-CMT fue desarrollada para unir aleación AA6061 Al de 2 mm de espesor por Zhang et al. Se obtuvieron uniones aceptables sin defectos metalúrgicos. La resistencia a la tracción de soldadura cruzada de las soldaduras híbridas láser-CMT fue de hasta 223 MPa, un 10% más alta que la de la soldadura híbrida láserPMIG. La Fig. 41 muestra las distribuciones de microdureza de las articulaciones transversales. Los resultados mostraron que la soldadura híbrida láser-CMT podría unir capas finas de aleación de aluminio. La figura 42 representa las dendritas equiaxiales en el centro de la zona de fusión de la soldadura [55] .

y las propiedades de tracción de las uniones soldadas AA6061 utilizando el método GMAW CMT. Estos se atribuyeron al hecho de que PWHT produce una distribución fina y uniforme de los precipitados en las uniones soldadas [57] .

6.3 . La soldadura híbrida de arco láser-CMT de S420 MC D Jan Frostevarg et al. comparó la soldadura híbrida con una configuración próxima a la producción para velocidades de deposición de alambre bajas y medianas. La Fig. 43 muestra la imagen de alta velocidad del grupo de soldadura híbrida de arco láser. Llegaron a la conclusión de que el CMT es adecuado para la soldadura híbrida láser de láminas más gruesas siempre que el espacio sea lo suficientemente angosto como para ser llenado por la velocidad de alimentación de alambre limitada. La soldadura híbrida mostró las ventajas de una mayor estabilidad del talón, reducción del corte, reducción de la potencia suministrada, reducción del ancho de la soldadura / HAZ y menos sensibilidad a las variaciones de velocidad [56] .

7 . Efecto de los tratamientos de soldadura de metal base y CMT 7.1 . Tratamiento térmico post soldadura (PWHT) de soldadura CMT El efecto de PWHT en las propiedades mecánicas y microestructurales de la soldadura AA6061 utilizando el CMT GMAW fue analizado por Ahmad y Bakar. En su investigación, se registró un aumento del 3,8% para la resistencia a la tracción como se observa en la Fig. 44 , la resistencia a la dureza se incrementó en un 25,6% y se logró un alargamiento 21,5% mayor. Los resultados demostraron que PWHT fue capaz de mejorar la resistencia a la dureza

7.2 . Láminas de acero para soldadura tratadas mediante nitrooxidación mediante el proceso CMT La entrada de calor limitada y la transferencia de metal controlada, que se consideran la principal ventaja del proceso CMT, tuvieron un impacto negativo en la calidad de la junta de soldadura. Se observó una cantidad excesiva de porosidad, probablemente debido al alto contenido de nitrógeno y oxígeno en la capa superficial del material y la velocidad de enfriamiento rápido del baño de soldadura. Los resultados muestran que para láminas de acero tratadas por nitro-oxidación hubo un aumento radical en los valores de microdureza, hasta 47%, en comparación con los valores para el mismo material sin tratamiento superficial. Después de la soldadura CMT, se observó que los valores de microdureza declinan gradualmente desde el metal de soldadura hasta la zona afectada por el calor, estabilizándose en el metal base como se ve en la Fig. 45. Los parámetros del proceso CMT realizados por Michalec y Maronek no eran adecuados para soldar chapas de acero tratadas por nitrooxidación, debido al alto nivel de porosidad [58] .

8 . Aplicaciones

alternativas

del

proceso

de

transferencia de metal frío 8.1 . Revestimiento de baja dilución de la superaleación INCONEL 718 El estudio microestructural de la superaleación INCONEL 718 revestida por Ola y Doern reveló que los clads estaban libres de porosidad y agrietamiento, y se logró la unión completa de los clads con el sustrato en todas las soldaduras. El resultado de este trabajo mostró que el proceso relativamente nuevo de CMT, con la elección de parámetros de soldadura adecuados, es útil para la reparación de las áreas afectadas de componentes desgastados y dañadas por el servicio de las turbinas de gas y otros equipos de alta temperatura que son fabricado a partir de superaleaciones a base de níquel [59] . 8.2 . Revestimiento de aleación Al 6061 Benoit et al. realizó revestimientos Al 6061 utilizando gas inerte metálico (MIG), MIG pulsado, transferencia de metal frío MIG (CMT) y soldadura de gas inerte de tungsteno (TIG). Las operaciones de revestimiento se analizaron mediante una técnica de imagen térmica infrarroja y las perlas se caracterizaron por radiografía de rayos X, difracción de neutrones y mapeo de microdureza. El proceso Pulse-Mix CMT alcanzó una temperatura pico más alta y produjo perlas de mejor calidad que otros procesos MIG. El nivel de estrés residual presente en la HAZ de la muestra de CMT fue el más alto [60] . 8.3 . Transferencia de metal frío depositada AZ31 aleación de magnesio revestida La transferencia de metal en frío (CMT) con baja entrada de calor presenta un gran potencial para la soldadura de aleaciones de magnesio ya que son susceptibles al engrosamiento del grano, los poros y el agrietamiento en caliente durante la soldadura. En este documento, Heng Zhang et al. observó el efecto de la velocidad de soldadura sobre microestructuras de CMT depositadas en aleación de magnesio revestido AZ31. Los resultados demostraron que para obtener un revestimiento calificado de aleación de magnesio AZ31, se prefería una CMT pulsada, con una velocidad de soldadura óptima de 12 mm / s [61] . 8.4 . Recubrimiento de aleación Al-Si-Mn en una placa Al comercialmente pura El proceso CMT puede usarse como una técnica de eficiencia energética para depositar revestimientos gruesos y es útil en la reparación de soldadura de componentes de aleación de aluminio. Rajeev et al. informaron que el ángulo del cordón, la velocidad

de deposición y la dilución son funciones no lineales de la velocidad de soldadura. Su recubrimiento tenía un espesor mayor de 2,5 mm producido en una sola pasada, que es considerablemente más alta en comparación con los procesos de pulverización térmica [62] . 8.5 . Humectación de acero galvanizado con aleaciones Al 4043 Yanlin Zhou y Qiaoli Lin realizaron la humectación del acero galvanizado con 4043 aleaciones Al-Si bajo condiciones CMT y estudiaron la estructura interfacial. La humectabilidad final de este sistema se determinó principalmente por la humectabilidad de Fe por Al (o acero por Al). La película residual de Zn líquido después de la evaporación no puede mejorar la humectabilidad final, y tampoco debe ser una fuerza motriz para la dispersión, pero puede ser un factor para la histéresis del ángulo de contacto. Además, el movimiento de la línea triple (es decir, la dispersión) en este sistema estaba limitado por la viscosidad del líquido en sí [63]. El papel beneficioso del recubrimiento de Zn es la reducción de la entrada de calor, y se puede obtener una capa intermetálica más delgada [64]. Qiaoli Lin et al. encontró que para una velocidad de alimentación de alambre pequeña, el efecto de Leidenfrost fue causado por la vaporización de Zn que indujo la salpicadura no humectante y de soldadura. La humectabilidad se mejoró utilizando WFS grandes [65] , [66] . 8.6 . Humectación de la aleación de Mg AZ61 / acero galvanizado en un proceso de transferencia de metal frío El método dinámico de gota sésil fue utilizado por Qiaoli Lin et al. para investigar el comportamiento de humectación del acero galvanizado por aleación de Mg AZ61 fundido en condiciones de transferencia de metal en frío. Los resultados observados mostraron que el comportamiento de humectación estaba directamente determinado por la velocidad de alimentación del alambre (o la entrada de calor) [67] . 8.7 . Fabricación aditiva de aleación de Cu Al-6.3% por proceso CMT Baoqiang Cong presentó un documento sobre el efecto del modo de arco en el proceso de transferencia de metal en frío (CMT) sobre la característica de porosidad de la aleación de Cu Al6.3% fabricada aditivamente. Los experimentos se realizaron tanto en depósitos de capa única como en depósitos de múltiples capas. Las variantes de CMT realizadas en el experimento fueron CMT convencional, pulso CMT (CMT-P), CMT avanzado (CMT-ADV) y pulso CMT avanzado (CMTPADV). CMT-PADV demostró ser el proceso más

adecuado para depositar aleaciones de aluminio debido a su excelente desempeño en el control de la porosidad. Los factores clave que permitieron esto son la baja entrada de calor, una fina estructura de grano equiaxial y la limpieza efectiva del óxido del cable [68] . 8.8 . Juntas de compuesto compuesto reforzadas con pasadores soldados de transferencia de metal frío Stelzer et al. realizó pruebas de fatiga en los pines Ti CMT y Steel CMT usados para reforzar láminas de Polímero Reforzado con Fibra de Carbono (CFRP). Los pasadores de acero soldados con transferencia de metal frío demostraron ser un medio eficaz para reforzar uniones CFRP-CFRP SLS en la dirección del espesor total. Después del fallo de la línea de unión entre las dos vueltas de CFRP, los pasadores cargan las cargas y mantienen la rigidez de la junta hasta la falla final. Por otra parte, los pernos de titanio soldados con CMT resultaron ser menos eficaces para reforzar las uniones CFRPCFRP. Esto se puede atribuir en parte a la falta de una geometría de punta de bola pronunciada para los pernos de Ti CMT [69] . 8.9 . Reparación de grietas de soldadura de cajas de turbina de vapor mediante soldadura CMT La soldadura por transferencia de metal frío fue investigada por Kota Kadoi et al. para desarrollar un proceso de reparación de grietas en cajas de turbinas de vapor, hechas de acero fundido Cr-Mo-V, operado por 188,500 h a 566 ° C. Se usaron hilos de relleno de soldadura de plata y oro como materiales superpuestos. Por lo general, se encontró que la soldadura fuerte CMT con alambre de relleno de bajo punto de fusión disminuía la entrada de calor y la temperatura máxima durante el ciclo térmico del proceso. Las propiedades de fatiga de fluencia de las soldaduras producidas por soldadura fuerte CMT con BAg-8 fueron las más altas. Por lo tanto, la soldadura fuerte CMT utilizando alambre de relleno de punto de fusión bajo como BAg-8 es un método candidato prometedor para la reparación de cajas de turbinas de vapor [70] . 9 . Conclusiones Se discuten el proceso, las combinaciones de soldadura y las aplicaciones de la soldadura de transferencia de metal en frío reportadas por varios autores. Las principales conclusiones de este estudio son: 1) La retracción del cable durante la fase de cortocircuito juega un papel importante, ya que conduce a la prevención de la generación de salpicaduras y también

produce una mejor estética de los cordones de soldadura. 2) La soldadura híbrida Laser-CMT produce soldaduras con mejores propiedades mecánicas y estéticas que la soldadura láser y la soldadura híbrida Laser-MIG. 3) El tratamiento térmico post soldadura (PWHT) causó un efecto positivo en las soldaduras preparadas distribuyendo uniformemente los precipitados finos, mientras que el tratamiento de nitrooxidación del metal base antes de la soldadura causó un aumento en el nivel de porosidad causando un aumento drástico en el microdureza de la soldadura. 4) Cold Cold Transfer Welding tiene una amplia variedad de aplicaciones, tales como revestimiento, fabricación aditiva, fabricación de clavos para juntas compuestas y soldadura por reparación de grietas.

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