超薄鋁合金CMT焊接電弧特性及工藝研究.pdf

1、薄板鋁合金由于導(dǎo)熱快、線膨脹系數(shù)大、易氧化的特點，在使用傳統(tǒng)MIG焊接方法進(jìn)行焊接時，會出現(xiàn)焊接變形大、氣孔、焊穿等缺陷。對于0.5mm以下超薄鋁合金，使用TIG、激光焊、微弧等離子等焊接方法均難以獲得良好的焊縫成形。CMT焊接技術(shù)具有低能量熱輸入和電弧穩(wěn)定的特點，適合超薄鋁合金高效、高質(zhì)量焊接。目前對CMT焊接技術(shù)的研究主要以1mm以上薄板的焊接和CMT異種金屬熔釬焊為主，對超薄鋁合金的CMT焊接工藝鮮有相關(guān)研究。
　　本文在對

2、國內(nèi)外CMT焊接技術(shù)文獻(xiàn)閱讀的基礎(chǔ)上，結(jié)合TPS2700 CMT焊機(jī)和KUKA KR16焊接機(jī)器人，建立了CMT自動焊接系統(tǒng)。以0.3mm超薄鋁合金為試驗材料進(jìn)行了焊接試驗。借助高速攝像機(jī)、漢諾威焊接質(zhì)量分析儀建立了CMT焊接電弧信號采集系統(tǒng)，研究了CMT的燃弧前期電流、燃弧后期電流、短路后期電流三項電參數(shù)對CMT電弧形態(tài)、電弧電壓概率密度分布的影響規(guī)律，掌握了CMT波形控制的機(jī)理。
　　研究表明：適當(dāng)降低燃弧前期電流可以降低焊接

3、電弧能量，然而焊接電弧能量不足，使焊接電弧穩(wěn)定性降低，導(dǎo)致焊縫成形較差。燃弧后期電流對 CMT焊接熱輸入起補充作用，在燃弧前期電流一定的條件下，提高燃弧后期電流可提高焊接過程穩(wěn)定性，然而燃弧后期電流過大，會導(dǎo)致燃弧后期開始階段電弧出現(xiàn)過沖現(xiàn)象，造成焊縫成形較差。短路后期電流影響燃弧階段初期電弧能量，由于電流的慣性效應(yīng)，短路后期電流過大會導(dǎo)致燃弧開始階段的電弧能量過高。
　　在自行設(shè)計的超薄鋁合金焊接波形中，燃弧前期電流維持在較低水

4、平，保證焊接過程較低的能量輸入。適當(dāng)提高燃弧后期電流，在保證良好焊縫成形的基礎(chǔ)上，補充了焊接熱輸入。設(shè)置燃弧后期電流低于40A，避免了由于電流慣性效應(yīng)導(dǎo)致的燃弧初期焊縫成形較差的問題。通過對電弧形態(tài)和電弧電壓概率密度分布進(jìn)行分析，表明自行設(shè)計的CMT焊接波形滿足低焊接熱輸入和焊接電弧穩(wěn)定的雙向要求。在焊接速度為1.1m/min，燃弧前期電流為8A，燃弧后期電流為40A，短路后期電流為30A時，成功實現(xiàn)了0.3mm超薄鋁合金良好的焊縫成形