CMT焊接资料
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cmt焊接电弧温度CMT焊接电弧温度CMT焊接是一种独特的焊接过程,广泛应用于各种金属结构的制造和修复中。
在CMT焊接中,焊接电弧温度是一个重要的参数,直接影响焊接质量和效率。
本文将深入探讨CMT焊接电弧温度的相关知识。
一、CMT焊接的基本原理CMT焊接,即冷金属传输焊接(Cold Metal Transfer Welding),是一种通过短路电弧传输来实现焊接的方法。
与传统的MIG/MAG焊接不同,CMT焊接通过自动控制电弧的短路时间和短路电流来控制焊接材料的传输,从而实现高质量的焊接。
二、CMT焊接电弧温度的影响因素1. 焊接电流:焊接电流是影响焊接电弧温度的主要因素之一。
通常情况下,较高的焊接电流会导致较高的焊接电弧温度。
但是,在CMT焊接中,由于短路电流的控制,焊接电流对电弧温度的影响并不像传统焊接那样直接。
2. 焊接速度:焊接速度是影响焊接电弧温度的另一个重要因素。
较高的焊接速度会导致较低的焊接电弧温度,而较低的焊接速度则会导致较高的焊接电弧温度。
3. 焊接材料:不同的焊接材料对焊接电弧温度的影响也不同。
通常情况下,焊接材料的导热性越高,焊接电弧温度越低。
4. 焊接电弧长度:焊接电弧长度是指焊接电弧的长度,也是影响焊接电弧温度的因素之一。
较长的焊接电弧长度会导致较高的焊接电弧温度,而较短的焊接电弧长度则会导致较低的焊接电弧温度。
三、CMT焊接电弧温度的控制方法1. 调整焊接电流:通过调整焊接电流的大小,可以实现对焊接电弧温度的控制。
较高的焊接电流会导致较高的焊接电弧温度,而较低的焊接电流则会导致较低的焊接电弧温度。
2. 调整焊接速度:通过调整焊接速度,可以实现对焊接电弧温度的控制。
较高的焊接速度会导致较低的焊接电弧温度,而较低的焊接速度则会导致较高的焊接电弧温度。
3. 选择合适的焊接材料:选择导热性较低的焊接材料,可以实现对焊接电弧温度的控制。
导热性较低的焊接材料会导致较高的焊接电弧温度。
铝及铝合金的焊接cmt焊接参数英文回答:CMT Welding Parameters for Aluminum and Aluminum Alloys.Introduction.CMT (Cold Metal Transfer) welding is a specialized arc welding process designed for welding aluminum and its alloys. It is a variation of the GMAW (Gas Metal Arc Welding) process but utilizes a unique wire feeding mechanism and shielding gas mixture to achieve high-quality welds with minimal spatter and porosity.Parameters.The optimal CMT welding parameters vary depending onthe specific aluminum alloy, thickness, and joint design being welded. However, some general guidelines can be provided:Welding Current: 60-200 amps.Arc Voltage: 15-25 volts.Wire Feed Speed: 2-6 meters per minute.Shielding Gas: Argon-based mix (82% Argon, 18% Helium)。
Electrode Extension: 10-20 mm.Travel Speed: 0.5-2.5 meters per minute.Advantages of CMT Welding.Reduced Spatter: The unique wire feeding mechanism controls the molten metal droplet transfer, minimizing spatter and improving weld quality.Low Porosity: CMT welding produces welds with minimal porosity due to the shielding gas mixture and controlled metal transfer.High Strength: The combination of low spatter and porosity results in welds with excellent mechanical properties and tensile strength.Automation Compatibility: CMT welding is well-suited for automated welding applications due to its stable arc and consistent results.Applications.CMT welding is commonly used in industries where high-quality aluminum welds are required, such as:Automotive.Aerospace.Electronics.Construction.Medical.Conclusion.CMT welding is a versatile and reliable process for welding aluminum and its alloys. By carefully selecting and adjusting the welding parameters, it is possible to achieve high-quality welds with minimal defects.中文回答:CMT焊接铝及铝合金工艺参数。
cmt技术方案
CMT技术方案是一种先进的焊接技术方案,它采用典型的直流脉冲焊接波形,具有低热输入、高能量利用率、低飞溅、高焊后工件表面质量、低金属损失等特点。
CMT技术方案的工作原理是通过精确控制焊接热输入和焊接
速度,实现对焊接过程的高效控制,同时采用先进的焊接工艺和材料,提高焊接质量和可靠性。
CMT技术方案的应用范围非常广泛,适用于各种金属材料的焊接,如不锈钢、碳钢、铝合金等。
在汽车制造业中,CMT技术方案被广泛应用于汽车
零部件的焊接,如车门、车架、发动机等部件的焊接。
此外,CMT技术方
案还可应用于建筑、电力、航空航天、船舶等行业的焊接领域。
CMT技术方案的优势在于其高效、高质量的焊接效果,能够大大提高生产
效率和产品质量。
同时,CMT技术方案还具有低烟尘、低有害气体排放等
特点,有利于环境保护和职业健康。
此外,CMT技术方案的适用范围广,
可以根据不同的材料和工艺要求进行定制化解决方案,满足不同领域的需求。
总之,CMT技术方案是一种高效、高质量、环保的焊接技术方案,具有广
泛的应用前景和市场需求。
通过不断的技术创新和应用拓展,CMT技术方
案将会在更多的领域得到应用和推广。
铝合金及镀锌钢的CMT焊接技术探讨摘要铝合金是一种广泛使用的材料,它的强度高、重量轻、导电性好,同时具有防腐蚀和散热的特性。
而镀锌钢具有防腐蚀性和较高的硬度。
CMT焊接技术是目前使用最广泛的焊接技术之一,它是一种先进的熔焊技术,可用于铝合金和镀锌钢的连接。
本文探讨了铝合金及镀锌钢的CMT焊接技术的原理、参数选择、工艺流程、焊接质量控制等方面的内容,为实际生产应用提供了参考。
关键词:铝合金、镀锌钢、CMT焊接技术、参数选择、焊接质量控制正文1. CMT焊接技术的原理CMT(Cold Metal Transfer)焊接技术是一种基于熔滴传输的高效熔焊技术,因其低热输入、低氧化和稳定的电弧特性而受到广泛关注。
在CMT焊接过程中,液态焊金由电极进行输送,实现了焊接材料的高效利用,从而降低了成本。
同时,CMT焊接技术还能够实现高品质的焊缝,具有较高的抗拉强度和疲劳强度等优点。
2. 焊接参数选择2.1 电焊机电流选择铝合金和镀锌钢的焊接需要选择适当的焊接电流。
一般而言,铝合金的焊接电流应选择较小的值,以避免发生氧化现象;而镀锌钢则需要选择较大的电流,以确保熔金能够充分侵入母材,达到良好的焊接效果。
2.2 喷丝电流选择喷丝电流也是CMT焊接过程中非常重要的参数之一。
喷丝电流的大小直接影响熔池的大小和形态,因此需要根据实际焊接材料的要求进行调整。
一般来说,铝合金需要选择较小的喷丝电流,从而避免熔池的过大;而镀锌钢则需要选择较大的喷丝电流,以确保熔池能够充分填充焊缝。
2.3 送丝速度选择送丝速度对焊接质量也有较大的影响。
送丝速度过快会导致熔池过大,影响焊缝质量;送丝速度过慢则会导致熔池过小,焊接效果不佳。
因此,选择适当的送丝速度是确保焊缝质量的关键。
3. 工艺流程CMT焊接技术的工艺流程较为简单,通常包括装枪、点焊、倍率、封闭等几个步骤。
具体而言,首先需要安装合适的焊枪,然后进行点焊,确定焊接位置;接着进行倍率,即用喷丝电弧完成焊缝的填充;最后进行封闭,即用较小的喷丝电流加强焊缝边缘的熔池,使其更加稳定。
CMT焊接工艺及其应用一、冷金属过渡(CMT)焊概述:1、意义:冷金属过渡技术 (CMT)是近年来焊接工艺的一次突破,其创造性地将焊丝运动与熔滴过渡过程相结合,实现了低能耗、高品质的焊接。
2、特点:(1)、良好的电弧稳定性:CMT焊接系统送丝过程受控并且和电弧过程相结合,可以机械检测弧长并快速调节,这使得CMT的电弧非常的稳定。
(2)、精确的能量输入控制:CMT技术实现了无电流状态下的熔滴过渡。
当短路电流产生,焊丝即停止前进并自动地回抽。
在这种方式中,电弧自身输入热量的过程很短,短路发生,电弧即熄灭,热输入量迅速地减少,可以获得最低能量的输入。
(3)、优异的搭桥能量输入:CMT技术具有优异的电弧稳定性和精确的低能量输入,具有优异的搭桥能力,对装配间隙和错边的要求低,根焊焊道也可以获得很好的的背面成型(4)、更快的焊接速度:CMT过渡的频率高达60—70 Hz,焊丝主动回抽促进熔滴的脱落,焊接速度可达450—600 mm/min,能够明显地提高焊接效率。
3、应用:(1)、材料应用领域:CMT技术拥有广泛的应用领域。
几乎可以应用与所有已知的材料。
(2)、行业应用:机车制造行业、航天领域、桥梁和钢结构。
二、CMT工艺原理及设备:2.1、CMT工艺原理:(1)、数字式焊接控制系统感知电弧生成的开始时间,自动降低焊接电流,直到电弧熄灭,并调节脉冲式的焊丝输送,这种脉冲式焊丝输送有效改善了焊丝熔滴的过渡。
(2)、在熔滴从焊丝上滴落之后,数字控制系统再次提高焊接电流,并进一步将焊丝向前送出。
之后重新生成焊接电弧,开始新一轮的焊接过程。
(3)、或者说系统监测到一个短路信号,就会反馈给送丝机,送丝机作出回应回抽焊丝,从而使得焊丝与熔滴分离,使熔滴在无电流状态下过渡(70HZ)。
2.2、CMT与传统短路焊接工艺比较:CMT焊与普通 GMAW 有三个最大的不同:(1)、将焊丝运动与焊接过程相结合:在焊丝前行过程中,一旦数字过程控制器检测到短路电流,便控制送丝机构回焊丝,以促成焊丝与熔滴的分离。
新型绿色环保焊接技术——CMT焊接技术摘要CMT冷金属过度焊接技术是在MIG/MAG焊的基础上开发的一种革新技术,第一次将送丝运动与熔滴过渡过程进行数字化协调,使熔滴过渡在几乎无电流的状态下进行。
CMT焊接波形控制呈现典型的直流脉冲特征,焊接时热输入较低,这样可有效减小热输入,提高对能量的利用率,并有效地消除飞溅,提高焊后工件表面质量,减小金属的损失,焊接过程中低烟尘,有害气体少,对环境的污染进一步减少,是一种绿色环保的焊接技术。
本文介绍了CMT焊接技术的工作原理,工艺流程,以及技术特点,并举例说明其发展应用状况。
关键词:CMT冷金属过渡焊接技术;熔滴过渡;无飞溅焊接;送丝运动;薄板焊接目录目录摘要 (I)目录 (II)1 绪论 (1)1.1引言 (1)2 CMT焊接技术的工作原理 (1)2.1MIG/MAG焊接技术简介 (1)2.2CMT焊技术简介 (2)3 CTM系统的组成 (3)4 CMT焊接的技术特点 (4)4.1CMT技术的主要特点 (4)4.1.1 送丝系统 (4)4.1.2 熔滴过渡时电压和电流 (5)4.1.3 焊丝的回抽运动帮助熔滴脱落 (5)4.2CMT焊较其他焊接技术的优势 (6)4.2.1 CMT焊接MIG/MAG焊的优势 (6)4.2.2 CMT钎焊工艺和激光钎焊工艺的比较 (7)5 CMT焊接技术的应用和前景 (8)5.1CMT和脉冲混合过渡技术 (8)5.2CMT在机械工程行业的应用前景 (8)6 全文总结 (9)参考文献 (10)1 绪论1.1引言随着全球资源与环境保护问题的日趋严峻,开发和研究新型绿色环保焊接方法已经非常迫切。
当今世界,汽车工业也正朝着节能、环保和安全的方向发展,而节能又是其中的核心问题。
节能的有效措施便是降低汽车自重,即汽车轻量化。
汽车用的铝合金和钢的混合结构轻量化可提高燃料的有效使用并有效控制空气污染,因此钢和铝合金的有效连接受到重视[1]。
CMT焊接技术工作原理资料CMT焊接技术是一种具有高效性和高质量性的焊接技术。
它采用了惰性气体保护气体和铝铜线填充焊丝,以产生特殊的电弧和熔池行为。
本文将会对CMT焊接技术的工作原理进行详细介绍。
一、CMT焊接工作原理CMT焊接技术是一种极具创新性的焊接技术,它采用了智能电源和软件、反应性惰性气体以及双金属焊丝。
在这个过程中,惰性气体可与金属氧化物发生反应,从而减少氧化,提高了氧化物的还原能力。
CMT焊接技术可以分为三个步骤:下降阶段、反冲阶段和移动阶段。
1、下降阶段在下降阶段,电弧向下降低,使电弧在电磁场中受到约束,尤其是在焊接过程中的侧壁,这能够使电弧输出的热量减少,同时能够提高焊点的焊接效率。
2、反冲阶段在反冲阶段,电弧向上移动,回到焊接开始时的初始位置。
这个阶段产生的控制力抵消了焊接过程中产生的喷溅。
3、移动阶段在移动阶段,焊枪沿着焊缝移动,同时电弧处于被动状态。
焊接熔池和热区被控制着,并通过智能电源调节当前电弧的位置、大小和形状,以实现非常精准的焊接。
通过这个过程,CMT焊接技术将焊接的准确度、产生的热量和气体保护及卷材输出的混合进行了优化。
而且,这种焊接技术能够同时在铝和铝合金材料上进行操作,而且效果非常稳定。
此外,这种焊接技术还具有高效性和高质量性的特点,可以在较短的时间内完成为难的焊接任务。
二、CMT焊接技术的优点CMT焊接技术有以下几个显著的优点:1、可焊接的材料范围广泛,特别是高载荷应用中的铝和铝合金。
铝及其合金是广泛应用于航空航天、汽车和轨道交通等行业的材料,而CMT焊接技术在这类材料上的应用将大大提高其加工效率和质量。
2、高效性和高质量性。
由于CMT焊接技术采用了惰性气体保护和铝铜线填充焊丝,焊接金属的吸收率和热反应性都得到了优化,而且焊接过程中自动控制和时刻监控可以产生非常精确的焊接结果,使焊接质量更佳。
3、一些独特的特点。
CMT焊接技术具有领先地位和独特的特性,如高良好的可焊接性,非常低的溅丢率和能够达到银色焊色的标准。
cmt焊接技术一、引言随着工业技术的不断发展和人们对高品质产品的需求不断提高,焊接技术作为一种常见的金属连接方式,在现代工业生产中占有重要地位。
而其中的cmt(Cold Metal Transfer)焊接技术,由于其高效、高质、环保等诸多优点,成为了焊接技术领域的一种新宠。
本文旨在介绍cmt焊接技术的原理、特点、应用及发展前景等相关内容。
二、cmt焊接技术的基本原理cmt焊接技术是一种反向短脉冲焊接技术。
它通过控制焊丝的进给速度,采用短周期中断焊丝电弧的方式,将焊丝熔化后送入焊缝处,从而实现金属材料的连接。
该技术的独特之处在于,它能够在低温、低压力和低能量输入的条件下完成熔池的形成,因此被称为“冷金属转移”(Cold Metal Transfer)。
cmt焊接技术的原理如图1所示。
图1 cmt焊接技术原理示意图三、cmt焊接技术的特点1、高效cmt焊接技术采用短脉冲的方式进行焊接,高速往返的电弧能够使焊丝的熔化速度和熔池的稳定性得到极大提高,从而完成更加高效的焊接工作。
2、高质cmt焊接技术在焊接过程中,由于电弧间断和自动控制技术的应用,焊缝处产生的熔渣及气孔等缺陷得到了充分抑制,从而大幅度提高了焊缝的质量和可靠性。
3、环保cmt焊接技术采用的短周期中断焊丝电弧的方式,在焊接过程中产生的飞溅和烟尘等有害物质明显减少,从而有效减少了对环境的污染。
4、适应性强由于cmt焊接技术可以在低能量输入的条件下完成焊接,因此它适用于各种金属材料、不同厚度的工件的焊接,使得焊接应用更加广泛。
5、操作简便cmt焊接技术采用数字化控制系统,可以通过触摸屏进行操作,并可根据焊接要求自动选择并控制焊接参数,操作过程简单方便。
四、cmt焊接技术的应用cmt焊接技术的应用非常广泛,可以用于汽车、航空、船舶、建筑、电力、电子、冶金等各种领域。
具体来说,cmt焊接技术可以用于以下几个方面:1、汽车制造汽车制造是cmt焊接技术的主要应用领域之一。
CMT焊接目前国内外低热输入焊接新工艺CMT(cold metal transfer)一冷金属过渡焊是低热输入焊接工艺中的佼佼者,CMT技术是福尼斯公司开发的一种低热输入焊接工艺。
该技术在熔滴短路时电源输出电流几乎为零,同时焊丝回抽帮助熔滴脱落,实现熔滴“冷”过渡,大大降低了焊接过程的热输入。
1.CMT焊接研究现状图1 CMT焊与P-MIG焊熔滴过渡形式分布CMT技术的发展过程经历了几个阶段:90年代初,奥地利福尼斯公司是为研究钢铝的异种焊接而开始;到90年代末,开发了无飞溅引弧技术(SFI,此技术为CMT的研究奠定了基础;在接下来的几年到1999年,使得CMT技术得以问世;到2010年,Fronius公司对CMT焊接系统进行开发,发展到了CMT Advanced和CMT Advanced +P焊接技术。
发展到现在,CMT焊与P-MIG焊熔滴过渡形式电流电压的分布如图1所示,CMT技术的热输入量达到的范围明显的小于P-MIG。
CMT技术创新的将熔滴过渡过程与送丝运动相结合,该创新处大大降低了焊接过程的热输入量,真正实现了无飞溅焊接。
此焊接工艺不仅提高焊后工件表面质量,还减小金属的损失,降低焊接过程中的烟尘、有害气体,对环境的污染进一步减小是一种绿色环保的焊接技术。
目前CMT焊接的研究主要涉及到薄板焊接、异种焊接、钎焊等,利用的均是其热输入低的特点。
CMT焊可以焊接薄板低至0.3mm的超薄板,CMT焊接工艺己研究应用的有3 mm及以下的铝合金焊接、镁铝异种焊接、铝钢异种焊接、钦铜异种焊接等。
CMT技术问世后专家学者不断的进行研究,目前关于CMT技术复合热源也出现了。
国外学者利用CMT-GMAW焊接镍基超耐热不锈钢,河北科技大学也正在研究利用CMT与高频复合焊接铝锂合金。
2. CMT焊接原理与特点CMT(冷金属过渡技术)的熔滴过渡形式是在短路过渡基础上开发的,普通的短路过渡过程如下:焊丝端部熔化形成熔滴,熔滴与熔池接触形成小桥,焊丝在小桥处爆断,短路时伴有大的电流和飞溅。
熔滴短路过渡时CMT技术焊机得到短路信号后会切断电流,此时熔滴短路时数字化电源输出电流几乎为零,同时焊丝的回抽运动帮助熔滴脱落,实现熔滴的冷过渡,消除了飞溅现象。
众所周知,传统短路过渡存在飞溅、成形差和焊接薄板时热输入量大等问题。
在焊接薄板时,焊件在连续的热输入下极易出现焊塌、焊漏的现象。
在焊接过程中,如果能将焊接过程中的能量降低,使用“冷”金属过渡,焊接过程便能够实现顺利进行。
CMT 熔滴过渡过程中的“cold',来源于电弧有规律的不连续,即焊接过程中熔滴的“热一冷一热一冷”的循环过程,因此显著降低了热输入量。
图2 交流CMT焊不同极性的熔滴过渡的特点关于CMT焊接的研究使用的多是传统的CMT焊接技术,Fronius公司新研制出的CMT Advanced 4000R系列焊机,在焊接过程中不仅可以实现传统的CMT焊接,还可以实现CMT Advanced焊接即交流CMT焊接。
交流CMT焊接焊丝接负(EN-阶段),由于阴极雾化作用和焊丝为冷阴极,焊接过程中出现爬弧现象对熔滴的加热严重熔滴生长尺寸较大,焊丝的熔化量要远远大于焊丝接正(EP-阶段),图2为交流CMT焊接时的熔滴过渡过程。
在EN-阶段,焊接中的能量主要用于加热焊丝,对熔池的热输入减小,交流CMT焊接的热输入比传统CMT焊接的热输入还要小,交流CMT还继承了传统CMT的高速焊特性、对间隙的适应性更强。
在焊接原理上,CMT焊与传统的MIG/MAG焊相比有三个明显的不同主要体现在系统的控制方式、焊接波形、波形组合:(1)整个焊接系统为闭环控制如图3所示,焊接系统中包含焊丝的运动控制。
采用两部分控制焊丝的运动,焊机中有推丝装置,焊枪中伺服拉丝装置,为平衡两装置减弱两送丝系统对焊丝的冲击力,在两系统中间安置了一个缓冲器。
在普通的GMAW焊中送丝系统都是独立的,并没有实现闭环控制,这是其重大的创新之处。
CMT焊中首次将焊丝的运动同熔滴过渡过程相结合,图1-4给出了CMT焊的焊接过程。
当焊丝受热熔化熔滴形成时,焊丝下移电流下降实现冷金属过渡。
CMT焊的熔滴过渡过程,也就是通过焊丝运动变化来控制的,目前CMT Advanced 4000焊机焊丝的“前送/回抽’,频率可高达70次/秒。
图3 CMT的焊接控制系统图4 CMT的熔滴过渡过程(2)数字化控制的CMT焊接系统,自动监控短路过渡的过程,图5为CMT 短路过渡时电流电压的变化过程,熔滴过渡短路时电压和电流同时几乎为零。
熔滴过渡时刻,焊接电流、电压降至非常低,靠焊丝的回抽将焊丝与熔池分离,熔滴的温度低,也使得热输入量也几乎为零,大幅降低热输入量。
CMT焊与P-MIG 焊相比不仅热输入小而且焊丝熔化速率快,在熔化相同量的焊丝时所用对应在不同的参数阶段,如图6所示。
图5 CMT短路过渡时电流电压的变化图6 焊丝熔化量相同时各焊接工艺的焊接参数的变化(3)交流CMT技术第一次成功的将焊接电流的极性与金属丝逆向运动结合,交流CMT焊与交流CMT与P-MIG焊,两种焊接工艺电流、电压与送丝速度的匹配关系,如图7所示。
交流CMT焊接EN-阶段与EP-阶段的焊丝熔化规律相同,由上文知也就使得EP-CMT-phase阶段的时间要大于EN-CMT-phase阶段,两阶段均为CMT过渡,焊丝表现为前送/回抽,焊接参数的调整要与送丝速度相配合。
此焊接工艺对母材的热输入量更小,搭桥能力也更强,图8为交流CMT焊接2mm 的钢板和2mm的铝板的断面宏观照片。
CMT Advanced+P焊,在Pulse-phase阶段焊丝接正,对母材的热输入量较大,焊丝的熔化量一直处于稳定的正值;在EN-CMT-phase阶段熔滴为CMT过渡,此种焊接工艺可以在实现焊丝较高的比熔化量和保证焊接熔深。
图7 交流CMT焊焊接参数与送丝速度的匹配图8 交流CMT焊焊件3.CMT焊的应用CMT技术几乎可以应用于所有已知的材料,拥有广泛的应用领域,包括微电子器件、机车制造行业、航天领域、桥梁和钢结构等领域。
Frouius最新的CMT 外部根焊管焊工艺在管道管理局进行的焊接演示中展示了其优异的特性,被认定为西气东输工程的备选工艺之一。
CMT焊接技术由于具有热输人量小、无飞溅、焊接速度快、焊接质量好、装配间隙容忍度高、焊接变形小、焊缝均匀一致等优点,拓宽了普通MIG/MAG焊难以涉及的领域,如薄板或超薄板(0.3-3.0 mm)的焊接,电镀锌板或热镀锌板的无飞溅CMT钎焊,钢与铝异种材料连接等领域。
3.1 CMT技术钢材表面熔覆在航空和航天领域及兵器制造业,为了改善钢材的导电、导热性能和表面硬度,通常需要在钢基体表面熔覆较薄的铜层,国内外一些研究者早期采用堆焊技术熔覆铜,但堆焊是以基体作为一个电极,由于电弧加热温度和热量分布不均匀,基体容易熔化,造成电弧堆焊稀释率往往大于10%,即使采用带极堆焊稀释率也相当大,渗铁成了堆焊工艺的技术难点与影响焊接性能的重要因素。
近年来,国内一些研究者采用感应熔覆工艺、气体保护连续炉中熔覆工艺、电弧熔覆工艺和熔铸熔覆工艺等方法实现了无熔深表面熔覆,但熔覆工艺比较繁琐,效率较低。
利用CMT技术在30CrMnSi钢板表面熔覆CuSi3可以得到稀释率极低的熔覆层,熔覆层与基体间能够实现冶金结合,送丝速度为5.0 m/min,焊接速度为17.0 mm/s 时,熔覆层的稀释率极低。
CMT熔覆技术具有稀释率低及工艺简单高效等优点。
3.2 铝镁异种金属CMT焊接采用A1Si,焊丝对铝镁异种材料进行CMT焊接,由于超低的焊接热输人以及Si元素的添加阻止了脆性金属化合物的形成,有利于提高接头的强度[6〕。
在镁基体侧产生了明显的多层组织,包括固溶体、共晶组织、Mg17Al12层和Mg2Al3层,拉伸试验中表现为典型的脆性断裂。
3.3 薄铝板CMT焊接薄铝板由于质量轻、强度高在汽车等行业得到广泛应用,解决薄铝板的焊接问题是加速其应用的重要因素。
普通MIG焊由于容易造成烧穿,故难以用于薄铝板的焊接。
热输人小的短路焊接虽可以用于薄铝板焊接但存在飞溅问题。
CMT技术热输人小可以控制熔深,同时可以实现无飞溅的熔滴过渡,适用于薄铝板焊接。
利用CMT技术焊接1mm厚薄铝板时,间隙容忍度高,通过控制电流、电压波形以及送丝机构的送丝运动,熔滴过渡十分稳定,焊缝成形美观,无飞溅。
CMT技术通过与脉冲MIG焊混合使用,可以增加铝板的焊接厚度。
3.4 钢与镍基合金异种材料CMT焊接镍基合金具有优异的高温性能,在航空航天工业中应用广泛。
传统的炉中钎焊与真空钎焊由于热输人高,容易造成焊件的变形及镍基合金的氧化。
采用CMT 技术焊接2 mm厚镍基合金与不锈钢的CMT焊接时,电流85 A,电压12.6 V,焊接速度120 cm/min,送丝速度5 m/min,气体流量12 L/min时,焊缝质量最好,最大剪切强度可达184.9 MPa,破坏发生在焊缝的不锈钢侧。
3.5 铝钢异种材料CMT焊接汽车工业正朝着节能、环保和安全的方向发展,而节能又是其中的核心问题。
节能的有效措施便是降低汽车自重,即汽车轻量化。
因此钢和铝合金的有效连接受到重视然而,钢和铝的熔点存在巨大差异,且铝与钢中的铁易产生脆性的金属间化合物,如FeA13和Fe2Al5。
另外,不同的热物理性能如膨胀系数、导热率和比热,也将导致焊后巨大的内应力。
Pinto H等人对铝钢MIG焊、CMT焊及激光焊的热影响区及残余应力进行了对比,CMT与激光焊几乎观察不到热影响区,同时残余应力比MIG焊小。
Agudo L等人的研究表明铝钢CMT焊接的残余应力分布属于典型的无相变接头应力分布。
钢母材存在压应力,钢与铝合金的热影响区为压应力,由于铝合金的导热率比钢的大,铝合金热影响区的拉应力较大。
熔焊由于其高效性成为铝铜异种材料连接的研究热点,低输入的短路金属过渡焊接,为解决铝钢异种材料焊接提供了途径,但是短路过渡焊接中的飞溅较大,影响了焊接质量。
在过去,铝和钢的连接主要通过激光或电子束焊接,现在CMT 可实现这样的异种金属连接,接头和外观都具有很高的合格率。
CMT焊接技术在实现低热输入的同时,可以实现无飞溅金属过渡。
铝钢CMT焊接接头示意图如图3所示。
图9 铝钢CMT焊接接头示意图铝钢焊接过程中产生的金属间化合物会严重影响接头的力学性能。
研究表明,当化合物的厚度小于10um时,接头的力学性能是比较理想的。
CMT技术焊接0.6 mm镀锌板与1 mm铝板时,通过控制电源波形与焊丝回抽力,能够实现电源小的热输人,同时熔滴过渡稳定。
钢与接头界面处的金属化合物为Fe2Al5和FeAl3,厚度小于5 um,焊接质量能够得到保证,接头抗拉强度可达83 MPa。