焊接基础知识133-MAG MIG焊-低热输入熔滴过渡形式的发展.pdf

焊接知识 来自 TWI 狮子十之八九 MIG/MAG 焊-地热输入熔滴过渡形式的发展 焊接知识 133 介绍 自从十九世纪四十年代后期开始，在设备领域，MIG/MAG 焊工艺已经过了几个发展阶段；熔滴从旱地过渡到焊接熔池有不同的方式。具体的过渡方式根据工 艺的操作过程确定。在历史上，它被认为是有三种主要的熔滴过渡方式： • 短路过渡 • 射流过渡 • 脉冲 短路过渡具有低电流/热输入，使用细焊丝在焊丝和熔池间反复短路过渡反复短路过渡(1)，这种过渡方式适合薄板和全位置焊接，这种过渡方式下的熔池更好控 制。随着设备技术的不断发展，先进的整流技术和电子控制技术不断应用到这种工艺当中，包括对短路过渡控制或短路过渡稳定性的改进。 熔滴过渡 众所周知，在所有过渡方式中短路过渡的热输入最低。短路过渡时，当焊丝和熔池接触时，熔滴过渡过程发生(2) 。由电源提供的电流将加热焊丝直到其开始熔 化，在这期间内的环绕焊丝的电磁场强度不断增加，电磁收缩力促使熔化部分与焊丝脱离（图 1）。 Electrode 电极 Droplet 熔滴 Arc 电弧 Pinch effect 电磁收缩力的影响 图 1 短路过渡中熔滴过渡过程 在图 2 中示了传统短路过渡的过程。当焊丝接触到熔池（A ），短路产生，电弧熄灭，电压降低，因短路电流增大。这会使熔滴进入熔池（B）。当焊丝与熔池 之间的联系中断（C），电弧重燃时。然后随着电弧重新引燃（D），循环重新开始。典型的循环频率为 50 到 150Hz。 Current 电流 Time 时间 Zero 零点 Voltage 电压 Short 短路 Reignition 重新引燃 Arc Period 电弧燃烧阶段 Extinction 电弧熄灭 图 2 在 MIG/MAG 焊中，短路过渡期间的电流和电压变化 短路过渡具有低电流/热输入，使用细焊丝在焊丝和熔池间反复短路过渡反复短路过渡(2)，这种过渡方式适合薄板和全位置焊接，这种过渡方式下的熔池更好控 制。传统的短路过渡的确定是随着电流和电压的反复不断波动，会产生非常大的金属飞溅。为了提高焊缝质量和效率，必须加强对电循环的控制。随着先进焊 接电源的发展，对短路过渡的控制越来越好。T 设备的发展 现在，MIG/MAG 焊焊接设备在改善焊接的工艺稳定性和降低飞溅上与很大的发展，有不同的技术设备可供选择。 飞溅的产生与在电流上升–熔滴过渡阶段，熔融金属被电磁收缩力的剪切有关。电流上升率是关键，为了平衡保持熔滴过渡过程中保持较小的电流/ 电磁收缩力， 以控制随后的飞溅。为此，不同的设备制造商已经想出一些解决方案；所有涉及改善控制和电流分布的稳定性，以减少飞溅、改善热输入控制。要做到这一点， 所有的系统都依赖于数字控制的电源的发展，以及更精确的波形控制。这些系统包括福尼斯 Fronius 的冷金属过渡技术（CMT），伊达 EMW 的冷电弧技术， 林肯电气的表面张力过渡技术（STT），米勒的调节金属熔敷技术（RMDTM ），肯比的 Fastroot 技术，Jetline 的短路控制技术（CSCTM ）MIG，欧地希 DAIHEN 公司的控制搭桥过渡的技术（CBT），Merkle 的冷 MIG 技术和伊萨的 QSet™技术。 大部分的系统都是通过电源控制调节的。虽然每个人都有自己的特定的电流分布特性，都依赖于一个快速减少焊接电流电弧重燃之前立即（4-8）可以发生在 一个更可控的方式与传统的浸渍传递相比（见图 3）。因此，设备制造商声称，在飞溅的显著减少，热输入会降低 5-30%，可以焊接材料的厚度最小可以到 （ ） （ ） 0.3mm 4,5 ，和高的间隙搭桥能力（最大可以到 4.8mm， 9 ）。 Phase 阶段 Arc burns 电弧燃烧 short circuit 短路