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1、變極性脈沖MIG焊接工藝
2、第1內(nèi)容加載中...杭爭翔李利甘洪巖（沈陽工業(yè)大學材料科學與工程學院，沈陽110023）摘要：直流且焊絲為正極性的脈沖MIG焊，電弧穩(wěn)定，焊縫熔深大，焊接薄板時，為了防止燒穿及熔池下塌，容易產(chǎn)生咬邊等焊接缺陷。直流且焊絲為負極性的MIG焊，電弧沿焊絲上爬，電弧不穩(wěn)定，熔滴不易過渡，焊接熔池淺，容易出現(xiàn)融合不良、凸焊道等焊接缺陷。變極性脈沖MIG焊，焊絲為正極性時控制焊絲熔化及熔滴過渡，焊絲為負極性時電弧沿焊絲上爬促進焊絲熔化及減小電弧對熔池的加熱作用，減小焊縫熔深形成淺熔深的特性，焊接薄板
3、具有獨特優(yōu)勢，是MIG焊的最新研究進展。關鍵詞：變極性；MIG；電?。豢刂浦袌D分類號：TG434.5文獻標識碼：A電弧焊有交流電弧焊和直流電弧焊。焊條手工電弧焊有交流電弧焊和直流電弧焊，TIG焊有交流TIG焊和直流TIG焊。至于MIG焊，目前焊接工程中主要應用直流且焊絲為正極性的MIG焊（DCEPMIG）、直流且焊絲為正極性的脈沖MIG焊（DCEPPMIG），直流且焊絲為負極性的MIG焊（DCENMIG）在焊接工程中基本沒有應用的，交流MIG焊（ACMIG）或變極性脈沖MIG焊（VPPMIG）目前還處于研究發(fā)展階段
4、，同樣在焊接工程中沒有應用的。變極性脈沖MIG焊由交替切換DCEPPMIG焊及DCENMIG焊構成，本文圍繞DCEPPMIG焊、DCENMIG焊、VPPMIG焊進行討論。1DCEPPMIG焊接工藝在DCEPMIG焊接工藝的基礎上，研究成功DCEPPMIG焊，標志著MIG焊接工藝的技術進步，拓寬了MIG焊的應用領域[1]。DCEPPMIG焊以周期性變化的脈沖電流進行焊接，在較小的平均電流的條件下，達到控制焊絲熔化、熔滴過渡、熱輸入量及焊縫成形的目的，滿足高質(zhì)量焊接要求。DCEPPMIG焊的典型焊接電流波形如圖1，鋁合
5、金焊接時通常是噴射過渡，鋼焊絲焊接時通常是射流過渡。圖1DCEPPMIG焊電流波形及熔滴過渡示意圖圖1中的1~7序號是時間順序。不論什么樣的焊接電流波形模式，都有類似的熔滴過渡形式。DCEPPMIG焊的關鍵焊接參數(shù)是脈沖峰值電流Ip一定要大于在此條件下的射滴過渡臨界電流Ic。為了在較小的焊接電流的條件下實現(xiàn)可控的射滴過渡，幾個電流值需要滿足如下關系：脈沖峰值電流Ip>射滴過渡臨界電流Ic>平均焊接電流Iav>基值電流Ib。根據(jù)脈沖電流及脈沖時間的大小，熔滴可以在脈沖時間過渡，也可以在脈沖之后的基值
6、時間過渡。DCEPPMIG焊用可控射滴過渡維持小電流焊接時的焊接過程穩(wěn)定性，控制對母材的熱輸入量，滿足全位置焊及高強度材料的焊接要求。脈沖焊的工藝參數(shù)很多，選擇不同的工藝參數(shù)，它的熔滴過渡將出現(xiàn)不同的特點。連續(xù)電流焊時，氣體介質(zhì)、焊絲直徑、干伸長等焊接條件一定時，射滴過渡的臨界電流值Ic是固定的數(shù)值。脈沖焊時，在焊絲材質(zhì)、焊絲直徑、保護氣體介質(zhì)、干伸長等因素一定時，脈沖臨界電流值也不是一個固定的數(shù)值，脈沖臨界電流值還要受到脈沖電流波形、脈沖電流頻率的影響。用不同的脈沖電流頻率或不同的脈沖電流幅值，可以實現(xiàn)一個脈沖多
7、滴、一個脈沖一滴、多個脈沖一滴等熔滴過渡形式。DCEPPMIG焊，合適的脈沖電流及脈沖時間，將形成一脈一滴的理想的熔滴過渡形式，如圖1所示。在基值電流期間電弧較暗。在基值電流期間，由于基值電流較小，只有少量焊絲熔化，熔化金屬集聚在焊絲端頭。進入脈沖電流階段以后，爍亮區(qū)逐漸形成，先是束狀，而后逐漸擴展為錐狀。陽極斑點區(qū)擴大并上爬，陽極斑點覆蓋了熔滴的大部分或全部的表面。由于電弧形態(tài)的變化，形成很強的等離子流力，焊絲端頭的液體金屬在等離子流力及電磁力的作用下，在脈沖電流結束之前已經(jīng)形成縮頸。熔滴大多在脈沖電流結束后基值
8、電流的初期脫落，也有時在脈沖電流的后期脫落。熔滴過渡后焊絲端頭很快收縮成半球狀。熔滴脫離焊絲端時加速度較小，在電弧空間向熔池的運動速度較慢，熔滴沿焊絲的軸線方向運動。每一個脈沖都出現(xiàn)熔滴過渡，焊接過程穩(wěn)定，無飛濺。DCEPPMIG焊的焊縫成形的特點是熔深大，焊縫比較寬，焊縫顯得比較平坦，焊縫余高比較小。DCEPPMIG焊接時，對焊接工件有陰極霧化效果，這種焊接工藝可以焊接鋁合金。DCEPPMIG焊接薄板時，為了防止燒穿及熔池下塌，需要減小焊接電流，也就是需要減小焊絲的送絲速度，這樣給予熔池的熔敷金屬量就不足，容易產(chǎn)
9、生咬邊等焊接缺陷。相反，為了加大熔敷金屬量，就需要加大送絲速度，這樣就需要加大焊接電流，容易產(chǎn)生燒穿及熔池下塌焊接缺陷。2DCENMIG焊接工藝關于DCEN（直流且焊絲為負）MIG焊接工藝及其控制的問題，有研究文獻[1~2]報道。圖2DCENMIG焊電弧上爬現(xiàn)象DCENMIG焊時，焊絲是陰極，電弧陰極斑點沿焊絲端上爬，隨著焊接電流增加，電弧的陰極斑點區(qū)域擴大
