黃 露，馮波，渡辺吾朗，羅時(shí)清

（吉利汽車(chē)研究院（寧波）有限公司，浙江 寧波 315336）

1 車(chē)身骨架用弧焊技術(shù)

薄板焊接技術(shù)-送絲監(jiān)控短路弧焊法。

車(chē)身骨架的接合手段，傳統(tǒng)方法都是和弧焊相比，點(diǎn)焊成為主流。但是，伴隨著鋼板材料的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了點(diǎn)焊很難連接的高強(qiáng)度鋼板材料。另外，隨著鋼板材料的厚度不斷變薄，彌補(bǔ)了材料剛性低下，慢慢從點(diǎn)焊設(shè)計(jì)變更成線(xiàn)接合，所以車(chē)身骨架等也有適用弧焊的需求。

對(duì)于車(chē)身骨架鋼板的薄板適用增加弧焊焊接來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)技術(shù)遺留的兩個(gè)課題改善因過(guò)大的輸入量導(dǎo)致耐久性下降的問(wèn)題；必須減少飛濺量。目前對(duì)于這兩個(gè)課題，要達(dá)成技術(shù)發(fā)展目標(biāo)，因此，實(shí)際運(yùn)用開(kāi)始普及。此技術(shù)叫送絲監(jiān)控短路弧焊法，其代表設(shè)備是Fronius公司的CMT（Cold Metal Transfer）程序。與一般的弧焊送絲速度相比，本焊接法具有通過(guò)數(shù)十赫茲焊絲回抽的裝置特征。

2 CMT程序結(jié)構(gòu)

CMT程序?qū)Ρ“搴附邮腔贒ip Transfer型的原理進(jìn)行熔滴過(guò)渡，和傳統(tǒng)型號(hào)的短路過(guò)渡不同的，現(xiàn)在是全新的程序。一般的短路過(guò)渡是電弧引燃電極絲的前端向熔池接觸，電壓幾乎為0，電弧消失，通高短路電流，突然焊絲開(kāi)始融化，根據(jù)熔池表面張力，熱處理熔滴過(guò)渡，當(dāng)熔滴過(guò)渡完成后再引燃，連續(xù)熱處理的過(guò)程。

CMT程序焊絲前端向熔池接觸，根據(jù)數(shù)字化過(guò)程控制監(jiān)控焊接電流接近0，焊槍的伺服電機(jī)回抽焊絲切斷熔滴。熔滴過(guò)渡時(shí)進(jìn)行冷處理且也不發(fā)生飛濺。CMT程序比一般短路過(guò)渡的短路次數(shù)多約2倍（平均63次/秒）。因焊接過(guò)程是冷熱交替循環(huán)往復(fù)，降低熱輸入量，即使是極薄板也不會(huì)脫落并能高速焊接。

CMT程序是世界首次由程序控制焊絲動(dòng)作，全數(shù)字化控制程序。圖1是CMT程序的基本原理和從電弧發(fā)生時(shí)到熔池金屬過(guò)渡的焊絲軌跡，圖2是金屬過(guò)渡時(shí)電壓和電流的變化[1，2]。

圖1 CMT工藝基本原理

圖2 CMT金屬移動(dòng)時(shí)的電流電壓

3 CMT程序特征

CMT焊絲每次出現(xiàn)短路現(xiàn)象，要通過(guò)數(shù)字程序中斷電源，機(jī)械式的控制焊絲拉進(jìn)去，熱處理和冷處理不斷循壞。為此輸入的熱量非常低會(huì)出現(xiàn)以下特征：不易發(fā)生變形，焊接的精度和品質(zhì)高；可焊接極薄板其焊縫形狀寬度細(xì)厚度高；可焊接鐵和鋁（異種金屬）；無(wú)飛濺。

4 CMT焊接系統(tǒng)和運(yùn)用案例

圖3所示為CMT焊接系統(tǒng)。板厚在1.5mm以上必須要輸焊接熱量數(shù)據(jù)，根據(jù)脈沖電弧組合，也有增大輸入熱量的CMT脈沖方式。

圖3 CMT焊接系統(tǒng)

對(duì)于傳統(tǒng)MIG很難焊接的鋁合金等，極薄板材料發(fā)展成為易焊接材料。電弧焊也可以在無(wú)第二層板材進(jìn)行高速焊接。圖4是0.3mm鋁板的電弧焊（焊接速度超2.8mm/分），圖5是1mm鋁板重疊鉸縫焊接（焊接速度2.0m分）。CMT工藝也可以焊接鐵和鋁。

圖4 0.3mm鋁合金板溶接

圖5 1.0mm鋁合金板重疊角焊縫

5 總結(jié)

弧焊是很傳統(tǒng)的一種連接法，該連接法隨著電氣，機(jī)械，材料領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展直到今日還在不斷改善。汽車(chē)的懸架件或者骨架件根據(jù)鋼板的種類(lèi)其焊接的性能也有差異，因弧焊是一種低成本高強(qiáng)度，可以說(shuō)是一種費(fèi)用和效果都較有優(yōu)勢(shì)的連接法。