【摘 要】铝合金作为代替传统钢铁材料的新型轻质材料在制造业中所占比重越来越大，而焊接则是其工业生产过程中一个必不可少的环节。同时为了提高经济效益和产品质量，厚度为3.0mm以下高强板材越来越多地被采用，尤其是汽车行业。这些薄板的应用，使薄板加工焊接技术成为研究的热点。论文以铝合金薄板脉冲MIG焊接电源为研究对象，对其控制系统的关键技术进行了探讨，以便为其他研究人员作参考。
【关键词】铝合金；焊接；脉冲MIG焊
1 引言
随着社会发展的需求及科学技术的进步，制造业正朝着轻量化、强韧化、精密化的趋势发展。在这种趋势的影响下，新型轻质合金材料及应用开发越来越受到重视。各企事业院所、科研机构也纷纷加强了相应的研究工作，新型轻质合金材料在许多行业逐渐取代了传统材料。因此，对新型轻质合金材料的焊接加工技术研究也逐渐成为产业发展的需求，且已成为研究重点，在此领域，我国与发达国家相比而言尚有一定的差距。在新型轻质材料中，铝合金以其重量轻、强度高、抗腐蚀、低温时仍能保持较好的机械特性、价格 适中等诸多优点，日益受到业界的青睐。特别是铝合金薄板，广泛应用于航空、航天、汽车、造船、装饰、包装等领域，生产、生活中随处可见。铝合金与传统的黑色金属相比，其物理、化学和焊接性能有着自己的显著特点，如热强性低、易氧化、气孔率高、热导率大、材质软等，特别是薄板，因为母材尺寸的限制，这些特点更加明显。因而铝合金薄板在焊接时对信号的输入控制敏感性较高，如输入电流不合适将非常容易引起焊接过程不稳定、焊缝缺陷等问题。所以，在焊接过程中对电流的精确控制是其焊接技术研究的重点。
2 现阶段铝合金薄板MIG焊技术现状与发展
随着铝合金材料的广泛应用，其焊 接技术也得到了快速发展，其中应为最为广泛的焊接工艺是熔化极惰性气体保护电弧焊（Metal Inert-gas Welding，简称MIG焊）。目前，国内外大多数铝合金焊接都采用MIG焊，随着其技术的不断完善，获得高品质的MIG焊接效果已成为现实。现代化焊接电源要求对焊接能量的产生与波形能进行精确的控制，这是MIG焊技术快速发展的关键所在。焊接电源从以机械 控制式直流 弧焊与交流 弧焊为主，到以电子控制式晶闸管相控焊接电源为主，发展到今天以高性能数字处理器为控制核心，以IGBT器件为主要电力载体的数字式控制电源，从性能上来说有了质的飞跃。随着新型轻质合金材料的广泛应用，引发了MIG焊技术对于这些材料的关注。与此同时，性能更为优良的数字处理芯片的使用，促使焊接电源的功能更强大，体积更小。因而，不断涌现出各种铝合金MIG焊技术。双脉冲焊是在单脉冲焊的基础上发展起来的一种焊接方式，实现方法有很多种，如
送丝速度不变时，低频调节焊接电流的方法、焊接电流与送丝速度均按低频率调节的Kemppi Pro法，而目前公认焊接效果较好的是高频脉冲的低频调制焊接电流的方法。即幅值和频率都不相同的两组高频脉冲群通过一个较低的频率进行调制，电流波形示意图如图1所示。图中IPS为强脉 冲群峰 值电流、IBS为强脉 冲群基值 电流、TPS为强脉冲群峰值时间、TBS为强脉冲群基值时间、IPW为弱脉 冲群峰 值电流、IBW为弱脉 冲群基 值电流、TPW为弱脉冲群峰值时间、TBW为弱脉冲群基值时间、TS为强脉冲群时间，TW为弱脉冲群时间。
3 MIG 焊接工艺
熔化极氩弧焊可分为自动焊和半自动焊。前者焊接方式是由焊接小车带焊枪完成焊接的方式，后者则是由焊工手持焊枪操作的方式进行的。自动焊仅仅适用具有规则形状的环缝和环缝处在水平位置的焊接。半自动焊较为灵活，适用于短焊缝与复杂的全位焊。半自动焊多采用小直径的焊丝，采用恒压电源和等速送丝的方式。
3.1焊接工艺的要点
3.1.1 自动MIG焊
自动MIG焊以焊接速度、焊丝直径、电弧电压、喷嘴孔径和氩气流量等为主要参数。一般来讲主要根据板厚选择坡口尺寸与形状，再进行焊接电流与焊丝直径的选择。为了获得性能优良的焊接接头，在进行焊接铝合金时，多采用很大的电流与很小的电压，目的是使熔滴呈压喷射状。
3.1.2 半自动MIG焊
半自动MIG焊接的工艺，除了焊接速度与操作者有关，其他与自动MIG焊相同。多采用左焊法，焊枪喷嘴倾斜角度在15-20°之间，见下图2所示。对于板厚而言，角度则稍微小一点，基本是垂直的为了获得很大的熔接深度。在焊接薄板的时候角度就应该大一些，喷嘴端部与工件距离应该在10mm左右。
4 焊接性能评定技术研究进展
随着焊接技术的发展，以及工业生产对焊接质量要求的不断提高，如何针对定性的焊接指标做出精确、科学的定量分析，对焊接过程的分析指导具有重要的意义。焊接性能是通过稳定焊接工艺参数和焊接后的检验来保证的，其局限性显而易见。因为焊接过程会受大量随机因素的影响，如仅仅由稳定焊接工艺参数不可能完全保障焊接质量，焊后的检验作为性能保障体系虽必不可少，但体现不了实时性，没有办法及时发现并处理焊接过程中出现的问题，有瑕疵的焊缝只能返修或直接报废。
多数焊接性能的评定都是基于电信号的定性分析，利用电信号定量评定焊接过程稳定性的研究则较少。随着焊接电源智能化程度的提高，对焊接性能的准确定量评定已是未来发展的一个趋势，同时因为焊接过程的复杂性，焊接性能受众多因素的影响，单一信息难以实现准确的评定，因而多信息融合技术也将成为焊接性能评定的一个必然发展趋势。
5 结束语
本文简单介绍对于铝与铝合金的MIG焊的焊接方法，在实际的生产中因MIG焊优良的性能与较高的生产效能能够满足铝制品性能的需求。
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论文作者:李卫兵
论文发表刊物:《低碳地产》2016年8月第16期
论文发表时间:2016/11/11
标签：铝合金论文; 脉冲论文; 电流论文; 薄板论文; 性能论文; 电源论文; 群峰论文; 《低碳地产》2016年8月第16期论文;