采用cmt焊接鋁合金與鋼板的工藝研究

1、江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）學(xué) 院材料科學(xué)與工程專 業(yè)焊接技術(shù)與工稈學(xué)生姓名假文華班級學(xué)號 1040604314江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)論文采用CMT焊接鋁合金與鋼板的工藝研究Study on CMT Welding Technology between aluminum alloy andsteel摘要本文以5083鋁合金和EH36船用鋼板為研究對象，以1.2mm的AISi5實芯焊絲為填充 金屬，采用CMT進(jìn)行了鋁和鋼異種金屬焊接的工藝性試驗，使用金相顯微鏡、超景 深、SEM、EDS能譜分析和拉伸等方式對焊接接頭的組織和性能進(jìn)行了研究。經(jīng)過大量實驗，得到AISi5實芯焊絲焊接鋁合金和K型坡口

2、鋼的最佳工藝參數(shù)為：坡口 處不留間隙，焊槍位置偏向鋁合金1mm,焊接速度400mm/min,正面送絲速度為 5.0m/min，焊接電流85A，電壓12.6V，反面送絲速度為5.2m/min，焊接電流92A，焊 接電壓為12.7V，協(xié)同脈沖參數(shù)F=OFF。焊接鋁合金和V型坡口鋼的最佳工藝參數(shù) 為：母材坡口之間留1mm間隙，焊槍位置對準(zhǔn)鋁合金坡口下邊，焊接速度400mm/min， 送絲速度為6.0m/min，焊接電流為127 A、焊接電壓為15.3V,脈沖參數(shù)F=OFF。焊接 鋁合金和鋼搭接接頭形式的最佳工藝參數(shù)為：焊槍位置對中，焊接速度400mm/min， 送絲速度為4.2m/min，焊接電流為

3、93A，焊接電壓為16.7V,脈沖參數(shù)F=1.7Hz。對K型坡口，V型坡口和搭接接頭的拉伸試樣進(jìn)行拉伸，得到三種焊接形式的最大抗拉 強(qiáng)度分別為79.14MPa，27.48MPa，41.36MPa。對接頭斷口進(jìn)行分析，接頭均斷裂在鋁 合金和鋼板的釬焊界面處。其中 V型坡口和搭接接頭的抗拉強(qiáng)度偏低，不能滿足使用， 工藝參數(shù)需要進(jìn)一步地改進(jìn)。本實驗還就釬劑對焊接的焊縫成形的影響做了研究 ，通過研究發(fā)現(xiàn)，如果鋼板沒 有涂釬劑，焊縫的余高很高，焊縫寬度很小，也就是說潤濕鋪展很差，而涂有釬劑的鋼 板則會熔化的鋁能夠在鋼板很好的鋪展，余高和焊縫寬度都能滿足使用要求。關(guān)鍵詞：CMT ； EH36鋼板；釬劑；熔

4、-釬焊；異種金屬焊接第一章 AbstractIn this paper,5083 aluminum and EH36 ship ere used for the base materials with the AISi5 1.2mm solid wire as filler metal, using CMT were dissimilar metal weld aluminum and steel technology test, using optical microscopy, ultradepth, SEM, EDS spectrum analysis and other methods

5、 of organization and tensile properties of welded joints were studied.After a lot of experiments, get the best process parametersAlSi5 solid wire welding aluminum and steel K-groove is:do not leave gaps tend aluminum torch position 1mm,welding speed 400mm/min, positive wire feed speed is50m / min, t

6、he welding current of 85A, voltage of 12.6V,the reverse wire feed speed 5.2m/min, the welding currentis 92A, the welding voltage is 12.7V, synergistic pulseparameters F = OFF. The optimal parameters of weldingaluminum and V-groove steel is: stay between the basemetal bevel 1mm gap, aluminum torch al

7、ignment groovebottom, welding speed 400mm/min, wire feed speed6. Om/min, welding current 127 A, voltage of 15.3V, the pulse parameters synergistic F = OFF. The optimal parameters of welding aluminum and steel lap joints inthe form of: the location of the torch, the welding speed400mm/min, wire feed

8、speed 4.2m/min, welding current93A, voltage of 16.7V, collaborative pulse parameters F =1.7 HzOf K-groove, V-groove joints and lap tensile specimen isstretched to give the maximum tensile strength of the threeforms of welding, respectively 79 14MPa, 27.48MPa,41.36MPa. Analyze the joint fracture, fra

9、cture in thesolder joints are the interface between aluminum and steel.V-groove in which the tensile strength of lap joints andlow, can not meet, process parameters need to be furtherimproved.The experiment also on the impact flux on welding welddone a study, through the study found, if there is nop

10、ainted steel flux, weld reinforcement is high, weld widthis small, that is very wet spreading poor, and coated with aflux of molten aluminum plate will be able to spread goodsteel, weld width than height and can meet therequirements.Keywords： CMT; EH36 steel; flux; intermetallic compounds;melting -

11、brazing; dissimilar metal welding目 錄第一章緒論11.1研究目的及意義11.2鋼和鋁及鋁合金焊接技術(shù)特點(diǎn)與難點(diǎn)分析11.3鋁和鋼異種金屬焊接工藝研究現(xiàn)狀21.3.1壓焊 31.3.2釬焊 51.3.3熔化焊51.3.4熔-釬焊6第二章試驗方法與設(shè)備 112.1試驗材料112.2試驗設(shè)備112.3實驗方法122.3.1焊前試樣的表面處理122.3.2焊接過程122.4實驗結(jié)果分析122.4.1焊縫微觀組織分析122.4.2接頭力學(xué)性能測試13第三章鋁合金和預(yù)涂層鋼板CMT電弧熔-焊接工藝試驗研究 143.1預(yù)涂層CMT熔-釬焊方法的提出143.2 Nocolok

12、預(yù)涂層的選擇 143.3工藝參數(shù)對接頭形貌的影響153.3.1基本工藝參數(shù)的選擇與確定 153.3.2焊槍對準(zhǔn)的位置對焊接接頭成形的影響163.3.3送絲速度對焊接接頭成形的影響173.3.4脈沖參數(shù)對焊縫成形的影響213.4焊接接頭組織特性223.4.1焊接接頭的宏觀形貌223.4.2焊接接頭的顯微組織233.4.3顯微組織的成分分析253.5焊接接頭的缺陷分析253.6焊接接頭的力學(xué)性能263.6.1拉伸試驗 263.6.2斷口分析 27結(jié) 論27致 謝29參考文獻(xiàn) 29緒論1.1研究目的及意義鋁在地殼中的含量排第三，在金屬元素中含量排第一。鋁和鋁合金具備良好的導(dǎo)熱性，塑性和抗腐蝕性，在經(jīng)

13、濟(jì)建設(shè)中得到很好的應(yīng)用，其應(yīng)用的范圍只少于鋼鐵。鋁和鋁合是節(jié)能、環(huán)保的綠色材料,用來代替鋼結(jié)構(gòu)必然會取得良好的效果。比如，鋁合金與鋼混合結(jié)構(gòu)建造船只，會使船減重達(dá)多達(dá)40%。另外，鋼鋁結(jié)構(gòu)不僅可以減重，而且可以避免鋼板生銹引起的損傷的缺點(diǎn)，是很好的船體材料。鋼+鋁這樣的結(jié)構(gòu)較多用于汽車的行業(yè)，國外在這方面已經(jīng)進(jìn)行了很深入的研究，也出了不少成功的產(chǎn)品，隨著在汽車行業(yè)的成功，也使這技術(shù)得到很好的發(fā)展，因此使在航天，船廠，國防等各 個行業(yè)也在鋼鋁連接上進(jìn)行研究并得以應(yīng)用。近年來，國家對汽車工業(yè)的發(fā)展提出了輕量化的發(fā)展思路，在保證汽車安全性的條件下，采用鋁合金和鋼一體化混合結(jié)構(gòu)，可以使汽車總重量，進(jìn)而

14、減少排放、降低環(huán)境污染和節(jié)約能源1-4。特別是鋁合金制作的薄板新型汽車目前發(fā)展迅速，但是對于4mm的鋁合金國內(nèi)研究很少，本實驗采用CMT焊接技術(shù)焊接 4mm鋁合金和4mm鋼 板的工藝性研究。鋼鋁是兩種不同的材料,這往往在物理性能上會產(chǎn)生很大的差異，而這差異也是焊接技術(shù)中的難題，需要我們進(jìn)行研究，使用普通的熔化焊焊接技術(shù)5,6,會因為這差異而很容易生成脆性的化合 物，這就會使焊接接頭的性能下降等各種不利于焊接良好接頭的影響，毫無疑問，彼此物理性能差異導(dǎo)致的問題已成為焊接領(lǐng)域的研究難點(diǎn)和熱點(diǎn)。如果采用其他的焊接方法進(jìn)行焊接，雖然可以獲得使用性能好的接頭，但是在鋼鋁連接都會存在各方面的問題，其中一個

15、都會面臨的問題就是，焊件形狀必須要達(dá)到要求，不是隨意大小和形態(tài)的焊接都可以用來焊接，焊接效率也大大降低，實際生產(chǎn)中效率肯定是要重點(diǎn)考慮因素，因此應(yīng)用得到了限制 。1.2鋼和鋁及鋁合金焊接技術(shù)特點(diǎn)與難點(diǎn)分析結(jié)合鐵鋁二元合金相圖8，可以看出，鐵和鋁存在較大的物理性能差異，比如熔點(diǎn)方面鐵是1538 C，鋁是660C，并且鐵在鋁上幾乎是不固溶的，因此容易產(chǎn)生脆性的金屬間化合物，如FeAl、FeAl3、FezAI 5等。綜合來看，鋼與鋁的焊接主要具有以下特點(diǎn)9,10:(1) 鐵與鋁可以形成固溶體和金屬間化合物，也可以形成共晶體。(2) 鐵在固態(tài)鋁中的溶解度極小，共晶溫度處于225600C時，鐵在鋁中的溶

16、解度僅為0.01%0.022%，共晶溫度 處于655 C時，溶解度為0.53%，共晶溫度在室溫時，溶解度為0.002%, 幾乎不溶于鋁中。(3) 在焊縫中會含有微量鋁和鐵，當(dāng)冷卻時會結(jié)晶出金屬間化合物FeA%。當(dāng)含鐵量 達(dá)到1.8%時，在655C能形成 AI+FeAl 3的共晶體。(4)隨著含鋼量的增加，相繼會出Fe2A17、Fe2A15、FeAR、FeAl等脆性相，其中Fe2A15在一定 溫度下能夠熔化，不熔化的脆性相給焊接帶來了巨大困難?？梢钥闯?，金屬間化合物，是鋼與鋁及鋁合金焊接的主要障礙。1600Atcimic percent AluminumJ80*CLIQ2*C1400 1194X

17、：1200lW912CBOO 77OC600(ceFc)(Al)Wteigfcit percfimt AlLmiELiura圖1-1鐵鋁二元合金相圖,因而鋼和鋁及11,12.1538 C,鋁是由于EH36鋼與5083鋁合金的物理性能存在巨大的差異，加上兩者固溶度較低鋁合金異種材料的焊接性較差，所以鋼和鋁在焊接時存在以下幾個問題(1) 焊縫成分不均勻。這是熔點(diǎn)不同導(dǎo)致的問題。鋼的熔點(diǎn)比鋁的熔點(diǎn)高(鋼是660C),在焊接時，鋁已經(jīng)完全熔化為液態(tài)，鋼可能還是固態(tài)，當(dāng)鋼熔化后，又因兩者密度的整體 差別很大。因此會出現(xiàn)這樣的情況，鋼鋁都熔化后，熔化的鋁水就會浮在鋼水上。當(dāng)熔化的鋼鋁冷卻結(jié)晶后，使得焊縫的

18、成分不夠均勻，進(jìn)而使得接頭性能變低。(2) 出現(xiàn)夾渣現(xiàn)象。夾渣現(xiàn)象是在焊接鋁及鋁合金的過程中都會出現(xiàn)的問題。在鋼和鋁焊接時難溶的Al 203氧化膜會在鋁母材的上方形成，有時也會在熔池表面形成。并且這種氧化膜隨著熔池溫度的升高，厚度也不斷增加。Al 203氧化膜會使液態(tài)金屬的相互分離 ，影響焊縫的熔合，最終使焊縫產(chǎn)生夾渣，使焊縫力學(xué)性能降低。(3) 焊接接頭變形嚴(yán)重。由于鋼和鋁及其合金的線膨脹系數(shù)、密度和熱導(dǎo)率相差比較大，會產(chǎn) 生較大的殘余應(yīng)力，使焊接接頭發(fā)生嚴(yán)重變形，很容易產(chǎn)生裂紋，更嚴(yán)重的情況會導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。這種缺陷，尤其薄板更嚴(yán)重。(4) 焊接接頭易產(chǎn)生裂紋。出現(xiàn)裂紋主要有兩方面原因：一是

19、在焊接過程中，產(chǎn)生的各種金屬 間化合物增加了焊縫的脆性 ，使焊縫的韌性和塑性降低了 ，在拘束條件下易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力增大了焊接接頭產(chǎn)生裂紋傾向。1.3鋁和鋼異種金屬焊接工藝研究現(xiàn)狀近年來，鋼/鋁異種金屬的連接技術(shù)得到了深入地研究 ，幾乎焊接領(lǐng)域的各種方法都被用來研究鋼 和鋁異種金屬的連接，在焊接過程中，根據(jù)金屬材料是否熔化，可將焊接分為壓焊、釬悍和熔焊。其中壓焊包括擴(kuò)散焊、摩擦焊、爆炸焊；而熔焊包括電弧熔釬焊，激光熔釬焊，激光一電弧復(fù)合熔釬焊。1.3.1壓焊(1) 冷壓焊對鋁和鋼異種金屬冷壓焊的研究，開始于20世紀(jì)50年代，德國的Hofma nn13等人通過實驗發(fā)現(xiàn)可以通過接觸面變形去除母材

20、表面的氧化層，從而使兩種金屬的新鮮表面結(jié)合在一起，塑性變形發(fā)生在再結(jié)晶溫度以下，界面脆性金屬的生成傾向降低了，增加了接觸面積，進(jìn)而提高接頭的抗拉強(qiáng)度。但是該焊接方法存在缺陷，比如：生產(chǎn)效率較低，焊接質(zhì)量不易控制等。近年來，隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，在鋼鋁異種金屬焊接上，很多焊接方法得到突破，如摩擦焊、攪拌摩擦焊、爆 炸焊、擴(kuò)散焊等焊接方法。(2) 摩擦焊摩擦焊具有節(jié)能、高效、精密等特點(diǎn)而使這種焊接技術(shù)是一種比較理想的連接技術(shù)。在鋁、鋼異種材料連接方面有著很大的優(yōu)勢，其優(yōu)勢在于：兩者的熔點(diǎn)差異對其工藝參數(shù)的制定沒有影響并且對鋁和鋼母材類型沒什么要求。摩擦焊在用于連接純鋁與碳鋼或者不銹鋼、鋁合金與碳鋼或

21、者不銹鋼等異種金屬接頭，都能獲得良好的焊接接頭，在各行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。14-17。日本的Yokoyama18等人對SUS304不銹鋼和6061鋁合金異種金屬使用摩擦焊進(jìn)行對接接頭連接。在加載速率和接頭抗拉強(qiáng)度的相互影響上，作者進(jìn)行仔細(xì)地研究。試驗結(jié)果表明，加載速率的增加會使接頭抗拉強(qiáng)度增加。同時結(jié)合區(qū)相組成與接頭界面鐵鋁金屬間化合物層的厚度有關(guān)，在2m時，結(jié)合區(qū)成分多為 Feel 5相。E. Taban19等人進(jìn)行了 AISI 1018鋼和6061-T6鋁合金的摩擦焊試驗，在頂鍛壓力對接頭組織和性能的影響上進(jìn)行研究。實驗結(jié)果表明：鋁側(cè)的塑性變形會隨著適當(dāng)增加頂鍛壓力而增加，進(jìn)而提高了接頭的強(qiáng)

22、度，在最理想的頂鍛壓力下，即塑性變形處于最佳狀態(tài)，接頭抗拉強(qiáng)度可達(dá)到250MPa;在接頭界面金屬間化合物層的厚度大約為250nm時，其組成成分主要是 FeAl和Fe2Al 5S. Fukumoto20等人用5052鋁合金和304不銹鋼研究了摩擦?xí)r間對摩擦焊接頭性能的影響，實驗發(fā)現(xiàn)：摩擦?xí)r間要適中，如果時間過短，焊縫中心存在未熔合區(qū)域現(xiàn)象，降低了接頭強(qiáng)度；如果時間過長時，促進(jìn)了脆性金屬間化合物在界面的生長，同樣也使接頭的強(qiáng)度降低。摩擦?xí)r間適中時，接頭強(qiáng)度可接近于 5052鋁合金母材。(3 )攪拌摩擦焊攪拌摩擦焊相對其他焊接方法有以下優(yōu)點(diǎn)：較短焊接時間、較低能量輸入、較低焊接溫度及較小變形。同時焊

23、接鋁材時攪拌摩擦焊是很理想的焊接方法。德國航空航天中心研究所H. Uzun 21等人使用摩擦攪拌焊(FsR)對鋁合金和不銹鋼異種金屬進(jìn)行焊接。如圖1-2所示。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，利用攪拌摩擦焊能夠成功獲得鋁和鋼過渡接頭。通過觀察 接頭橫截面宏觀組織，可以分為7個區(qū)域。分別為：a.基體不銹鋼；b.焊縫增長區(qū)的不銹鋼熱影 響區(qū)(HAZ) ; c.基體不銹鋼的熱力學(xué)一機(jī)械影響區(qū)(TMAZ) ; d.焊點(diǎn)熔核；e.焊縫退卻區(qū)鋁合金的熱力學(xué)一機(jī)械影響區(qū)(TMAZ) ; f.焊縫退卻區(qū)鋁合金的熱影響區(qū)(HAZ) ; g.基體鋁合金。 HAZ TIMAZW tld nuctTMAZ HAZ川&013AoViitr

24、uiji %hkKrtin mg wdf圖1-2攪拌摩擦焊焊接鋁/不銹鋼的接頭橫截面在接頭中發(fā)現(xiàn)，輕微的鋁分散在不銹鋼中，而其他元素如鋁合金6013中的鉻鎳和鐵的擴(kuò)散可以忽略不記。在焊核部位的不銹鋼粒子和鋁合金6013顆粒之間的擴(kuò)散也不明顯，且接頭的疲勞強(qiáng)度比6013-T6鋁合金母材低 30%左右。T. Wata nab221等人利用攪拌摩擦悍進(jìn)對鋁合金和低碳鋼進(jìn)行對接試驗，實驗發(fā)現(xiàn)：將鋁和鋼界面可分三部分，上部發(fā)現(xiàn)少量的金屬間化合物，但中部和下部沒有出現(xiàn)金屬間化合物，對接頭進(jìn)行拉伸時,在界面的金屬間化合物層上接頭發(fā)生斷裂。接頭抗拉強(qiáng)度與攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度呈拋物線關(guān)系。即先曾后減，最佳旋轉(zhuǎn)速度為2

25、50rpm,此時是接頭的最佳抗拉強(qiáng)度，達(dá)到鋁合金母材的86%。（2）爆炸焊技術(shù)爆炸焊在異種金屬的焊接技術(shù)上是非常廣泛的，可以說，對于一切的異種金屬進(jìn)行焊接連接都可以用爆炸焊接來實現(xiàn)。最初，Zlobin23理論上分析了鋁和鋼的爆炸焊動力學(xué)，并且證明了爆炸焊的可行性。斯洛伐克科技大學(xué)MichalBENAK 24對鋁和CrNi鋼進(jìn)行爆炸焊接。作者研究并且評估了鋁鋼接頭組織和性 能。實驗表明：在焊縫交界處出現(xiàn)了非結(jié)晶態(tài)金屬。作者認(rèn)為爆炸焊接能夠提高異種金屬的接頭使用性能，并且能夠提高接頭的穩(wěn)定性。目前，雖然爆炸焊接技術(shù)表現(xiàn)出很多的優(yōu)點(diǎn)，如強(qiáng)度更大，密封性更好。但是，爆炸焊具有明顯缺陷：工藝控制比較困難

26、，需要嚴(yán)格控制炸藥量、爆炸速度及界面間隔等。（3）擴(kuò)散焊方法擴(kuò)散焊顧名思義就是通過原子的擴(kuò)散而實現(xiàn)的焊接技術(shù)，這需要達(dá)到原子擴(kuò)散的條件。比如在一定溫度和壓力的條件下等各方面的因素。M.J.RathocpI25等人對低碳鋼和5052鋁合金進(jìn)行了擴(kuò)散焊試驗，并且研究了擴(kuò)散工藝參數(shù)對界面 層組織影響，其中包括時間、溫度和壓力。發(fā)現(xiàn)Al、 Fe原子的擴(kuò)散速度隨加熱時間的延長，溫度的升高以及壓力的增大而加快，并且界面層主要組成相為Fe2Al5和FeAl3,隨著擴(kuò)散速度加快，脆性層厚度的不斷增加，接頭的性能不斷惡化。護(hù)氣氛條件下，還有需要長時間保溫，焊接效率明顯較低，不能批量生產(chǎn)。此外，還有超聲波焊、磁脈

27、沖焊等在鋁鋼焊接中都有應(yīng)用的壓焊。壓焊的優(yōu)點(diǎn)主要是焊接時母材不熔化，相對容易控制結(jié)合面處金屬間化合物的生成相，但由于其對工件尺寸和形狀有嚴(yán)格要求;焊接設(shè)備復(fù)雜，焊接結(jié)構(gòu)受限較多、焊接效率較低和焊接成本較高等缺點(diǎn)的制約，不能夠大批量在工業(yè)上生產(chǎn)26。1.3.2釬焊釬焊是指母材不熔化而中間的釬料熔化，然后液態(tài)釬料潤濕母材，并和母材相互擴(kuò)散進(jìn)而實現(xiàn)連接，主要包括三個過程：釬料熔化、液態(tài)釬料和母材相互作用以及液態(tài)針料凝固。釬料在鋼表面的很好地鋪展是實現(xiàn)鋁和鋼釬焊首要，能夠通過選擇釬料成分來控制界面反應(yīng)過程。還有，能夠通過控制焊接工藝參數(shù)控制金屬間化合物層的厚度，從而控制焊接接頭的性能。因此，鋁/鋼釬焊

28、的關(guān)鍵因素：一是針料的選擇；二是控制釬焊工藝參數(shù)。王文亭27等人研究了 LF21鋁合金與1Cr18Ni9Ti不銹鋼的釬焊。實驗表明，在釬焊接頭產(chǎn)生了大量的Fe-AI脆性金屬間化合物，這些脆性相的存在，嚴(yán)重降低了焊接接頭的力學(xué)性能，同時惡化了釬焊接頭的使用性能。吳銘方28等人以Cu為中間層研究了 6063鋁合金和ICrI8Ni9Ti不銹鋼的接觸反應(yīng)釬焊。作者主要研究了釬焊時間對釬焊接頭微觀組織的影響。實驗獲得的接頭顯微組織如圖1-3，圖中的D,E,B,C區(qū)分布是：Fe2Al5和FeAb組成相；Cu-AI金屬間化合物層；Al-Cu共晶；A1固溶體。金屬間化合物層的厚度隨著保溫時間的增加而增加，但A

29、l-Cu共晶的寬度隨之減少。另外，吳銘方29等人還以Ag為中間層，研究了 LF3鋁合金和0Crl8Ni9不銹鋼的擴(kuò)散釬焊，實驗表明,A1可以 滲過鍍銀層以及 Ag-Al金屬間化合物層，擴(kuò)散到不銹鋼一側(cè)，并與Fe反應(yīng)生成Fe-AI金屬間化 合物。圖1-3 570 保溫20min釬焊焊縫SEM照UZ17雖然釬焊可以獲得力學(xué)性能良好的鋁鋼焊接接頭，但保溫時間較長，加熱溫度較高，焊接效率較低，工件尺寸和形狀受限，不適合大批量生產(chǎn)。1.3.3熔化焊（1）激光焊技術(shù)日本Soo ng等人30通過在焊件表面預(yù)涂覆一層KAIF4+K3AIF6 釬劑，用ER4047焊絲，進(jìn)行了SUS304不銹鋼和 A5052鋁合

30、金之間的激光焊連接。當(dāng)激光功率為1300W時，所得接頭的抗拉強(qiáng)度可達(dá)鋁合金母材的80%以上；但激光功率超過1300W時形成Al-Fe金屬間化合物層，且厚度急劇增加。長春工程學(xué)院的張志俊30用激光焊接的方法將鋁和不銹鋼進(jìn)行焊接，觀察了焊接區(qū)域的顯微組織，分析了顯微組織的形成機(jī)理。結(jié)果表明：兩種金屬都含有對方的元素，激光焊接得到了更為細(xì)小、均勻的組織成分，具有可焊性。（2 ）電子束焊接技術(shù)電子束焊接在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，此方法主要優(yōu)點(diǎn)：高能量密度和高熔透性、焊接變形小、容易控制。5.D.Kore31等人采用電子束焊對 0.25mm不銹鋼板和1mm鋁合金板進(jìn)行了研究（55）。實驗研究 了線圈形狀等工藝參

31、數(shù)對焊接質(zhì)量的影響，并獲得了焊接接頭的拉伸強(qiáng)度。試驗使用方形以及錐形的不同形狀的橫截面線圈進(jìn)行焊接，試驗結(jié)果證明：減少線圈橫截面面積，電流的密度會增加，進(jìn)而焊縫的拉伸強(qiáng)度也增加。實驗設(shè)備如圖1-4所示。圖1-4電子束焊接實驗設(shè)備1.3.4熔-釬焊在鋼鋁焊接中，如果想要獲得好的接頭就必須要避免脆性的化合物產(chǎn)生，也就是想辦法阻止脆性相在焊接接頭的焊縫中產(chǎn)生，也許我們可以使兩個母材之中的一個不發(fā)生熔化而使另外一個發(fā)生熔化，也就是避免彼此都熔化而生產(chǎn)負(fù)面的化合物，顯而易見，由熔點(diǎn)的差異可知，鋁熔化發(fā)生熔化焊反應(yīng)，鋼不熔化發(fā)生釬焊反應(yīng)。這種結(jié)合形式具有釬焊和熔焊雙重特點(diǎn)，故稱為熔-釬焊。接頭以搭接接頭為

32、主，也有對接接頭形式。（1）TIG熔-釬焊Achar32等人最早開始對鋁和鋼熔-釬焊進(jìn)行了研究，對接接頭開V型坡口或X型坡口，在坡口上 預(yù)涂一層Cu,通過填充AlSi焊絲使其焊接在一起。作者主要分析了焊接熱輸入對涂層的影響，同時還研究了界面層結(jié)構(gòu)，實驗獲得的接頭強(qiáng)度可達(dá)127.5MPa。法國G. Sierra等人33采用TIG熔-釬焊方法進(jìn)行了鋁合金和鍍鋅鋼連接，采用搭接接頭形式，鋁合金在上鍍鋅鋼在下，電弧直接加熱鋼板，通過熱傳導(dǎo)方式同時嚴(yán)格控制熱輸入，使鋁合金熔化而鋼不熔化，液態(tài)鋁合金與固態(tài)鋼通過界面反應(yīng)結(jié)合在一起，獲得具有較高強(qiáng)度的接頭。具體的焊接過程如圖1-6所示。研究發(fā)現(xiàn)，采用該方法得

33、到的界面化合物層，厚度不超過15 ym,但化合物層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為Fe-AI-Si和Fe-AI-Si-Zn多相化合物。通過力學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn),接頭斷裂于化合物層同時最高抗力達(dá)到190N/mm。圖1-5 TIG溶-釬焊及焊縫成形(2)MIG熔-釬焊采用MIG熔一釬焊方法連接純鋁板和普通冷軋?zhí)间摪宕罱咏宇^的可行性被日本大阪大學(xué)的Murakami等人34所證實。研究者認(rèn)為在鋁/鋼界面處生成了三元金屬間化合物A17.4Fe2Si,其化合物層的厚度隨著焊接速度的減小而增加。當(dāng)獲得的接頭結(jié)合良好時中間層化合物的厚度小于2.5 ym該接頭多斷裂于鋁母材的熱影響區(qū)處，抗拉強(qiáng)度大約為80MPa。冷金屬過渡技術(shù) CMT

34、 (Cold Metal Transfer )是Fronius公司經(jīng)過多年的研究實驗而研發(fā)出來的一種焊接技術(shù)，這技術(shù)適用于低熱輸入的焊接技術(shù)。CMT焊接過程的原理示意圖如圖1-6所示。這種焊接方法可在焊接過程中，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：較低熱輸入,焊接過程穩(wěn)定，沒有飛濺，工件變形小，焊縫均勻一致，運(yùn)行成本低，焊接效率高等。(a)電弧引燃，熔滴向(b)熔滴進(jìn)入熔池，(c)電流短路，焊絲回抽，(d)焊絲運(yùn)動方向熔池過渡電弧熄滅，電流減少熔滴脫落改變，重復(fù)熔滴過渡圖1-6 CMT技術(shù)焊絲運(yùn)動過程35Fronius公司J. Bruckner等人36首先采用CMT焊進(jìn)行了鋁與鍍鋅鋼板異種金屬焊接試驗。實驗中獲得

35、了力學(xué)性能良好和成形很好的搭接接頭，因此作者認(rèn)為鋁和鋼異種合金的連接中CMT焊接技術(shù)是非常理想的焊接方法。哈爾濱工業(yè)大學(xué)馮吉才、張洪濤等人37在國內(nèi)首先采用CMT方法進(jìn)行了純鋁和鍍鋅鋼板焊接研究，對鋁/鍍鋅鋼CMT焊接性及接頭結(jié)構(gòu)特性做了系統(tǒng)研究。同時在此基礎(chǔ)上，馮吉才等38還提出了鋁和鋼預(yù)涂層的CMT焊接方法，氟化物釬劑和Zn粉的混合物制作的釬劑涂在鋼的表面，實現(xiàn)了鋁和無鍍層鋼的連接。Fronius 的 Bruckner御選用 AI-0.8Mg-0.9Si 、AI-5Mg-Mn、AIMg3 和 AI-0.4Mg-1.2Si 四種不同鋁合金母材，采用CMT焊接技術(shù)對鋁合金和鍍鋅鋼進(jìn)行了對比試驗

36、研究。接頭的強(qiáng)度處在130175MPa范圍。實驗表明：接頭強(qiáng)度的高低與脆性金屬間化合物層厚度有關(guān)。金屬間化合物層的厚度控制在 10卩m以下可以獲得良好的焊接接頭；如果將厚度控制在2卩m以下將可以防止接頭發(fā)生脆性斷裂。此外，日本的Furukawa等人40采用CMT方法以AlSi 5為焊絲成功連接 了 A5052鋁合金和鍍鋅鋼板，對金屬間化合物的成分和厚度進(jìn)行了研究。同時，日本的山本茂昭等人41也對CMT焊接進(jìn)行了研究，并通過實驗證明了：鋁合金和鍍鋅鋼的焊接接頭力學(xué)性能良好，如抗拉強(qiáng)度，耐腐蝕性和疲勞強(qiáng)度都能達(dá)到使用要求。雖然CMT焊接技術(shù)它工藝方法相比具有過程穩(wěn)定、熱輸入低等優(yōu)勢，但多適合于薄板

37、，對于厚板的研究有待發(fā)展。(3) 激光熔-釬焊目前，激光焊在鋁和鋼異種合金連接領(lǐng)域是一項比較熱門的研究方向，激光熔-釬焊具有以下特點(diǎn)：極快的加熱以及冷卻速度，精確地控制熱輸入，準(zhǔn)確的控制加熱位置，焊后應(yīng)力小。德國不萊梅大學(xué)的Schubert等人42認(rèn)為鋁、鋼熔化焊接的難點(diǎn)在于界面生成的金屬間化合物。當(dāng)界面化合物層的厚度控制在10 um以下時，在力學(xué)性能上，所獲得接頭能夠滿足使用性要求，因此可以控制鋁、鋼之間的擴(kuò)散等有效的措施，來抑制界面化合物層厚度的增長。名古屋大學(xué)M. J. Rathod等人43在鋁/鋼異種金屬板連接上，發(fā)明了激光滾壓焊方法，此方法是在CO2激光器加熱和滾壓力兩者一起作用下，

38、實現(xiàn)鋁和鋼之間的冶金結(jié)合。之后，H.Ozaki等人44在鋁合金和低碳鋼連接上，采用光纖激光器進(jìn)行了激光滾壓焊研究，焊接過程如圖1-7所示。研究結(jié)果表明：當(dāng)界面金屬間化合物層厚度小于10 um時，焊接接頭斷裂于鋼母材。i AFiber Iw badkdukrIt i m0-5 Emu圖1-7鋁和鋼激光滾壓焊接過程示意圖盡管激光熔-釬焊有著上述優(yōu)勢，但對工件的裝配精度的要求很高，這主要是因為為了達(dá)到激光功率密度而需要減小光斑；如果想要達(dá)到所需的功率密度，但又不能減小光斑，那么就必須加大激光輸出功率?？偟膩碚f，所需要的成本都會大幅度的增加。而實際上，激光成套系統(tǒng)高額的一次性投入才是最為重要的問題。此

39、外，由于激光在鋁上的折射率比較高，那么鋁合金母材和焊絲能有效使用的能量就很低了。這些缺點(diǎn)就足以讓這種焊接技術(shù)應(yīng)用受到限制45。（4）電子束熔-釬焊在鋁和鋼連接技術(shù)研究中，有學(xué)者對電子束熔-釬焊進(jìn)行了系列的研究，此方法主要的特點(diǎn)：焊接功率密度大，焊接速度快，燥縫深寬比大以及焊接熱變形小。在高技術(shù)行業(yè)，如航天，國防具有很大發(fā)展前景。哈爾濱工業(yè)大學(xué)曾如川和張秉剛等人46為了解決異種金屬連接時焊縫表面成形和兩側(cè)母材熱輸入不均的問題，使用LF2鋁合金和Q235鋼進(jìn)行電子束焊接工藝研究。作者認(rèn)為Fe-AI脆性化合物是上述問題關(guān)鍵，因此利用銅夾層來控制金屬間化合物的產(chǎn)生。但是結(jié)果顯示：焊接接頭最高 抗拉強(qiáng)度

40、只有75 MPa，顯然銅夾層沒有阻止效果。接頭成形如圖 1-8所示。接著，作者針對實驗 的失敗進(jìn)行不斷分析，經(jīng)過不斷的改進(jìn)電子束工藝方法和工藝參數(shù)，最后獲得良好的焊縫成形。試驗結(jié)果表明：電壓為55KV時，所獲得的焊縫成形良好，通過力學(xué)性能測試，接頭最高的抗拉強(qiáng)度高達(dá)355MPa，接近母材，對斷口掃面分析，確定為韌性斷裂，對接頭的微觀組織進(jìn)行了分析焊縫區(qū)組織均勻一致，沒有裂紋或未熔合等缺陷圖1-8鋁/鋼Cu夾層電子束焊接頭（4）激光+MIG電弧復(fù)合熔-釬焊激光+電弧復(fù)合熱源集合了MIG和激光焊的優(yōu)點(diǎn)，因此焊接效果更加理想，比較高效。此方法的特點(diǎn)是：高焊接速度、焊縫成形美觀、可精確控制焊接熱輸入和

41、焊接接頭性能優(yōu)良等但是，目前要想獲得滿意的接頭性能，以下三個基本條件必須得滿足：前提是精確的能量控制；保障是合理的接頭形狀，需要嚴(yán)格控制是接頭內(nèi)合金元素的反應(yīng)。林尚揚(yáng)、秦國梁47等人開發(fā)出了大光斑激光 +MIG電弧復(fù)合熱源熔-釬焊接技術(shù)，該技術(shù)是基于激 光在焊接過程的作用（穩(wěn)定電弧和溶滴過渡過程）。該技術(shù)同時適用鋁合金與渡層鋼和鋁合金與非渡層鋼的焊接，并且效率都很高，焊接速度達(dá)到5m/min以上。該技術(shù)利用大光斑激光與常規(guī) 的小斑激光不同，是對常規(guī)的改進(jìn)。作者對該技術(shù)做出了系列研究，對5A02鋁合金和鍍鋅鋼及非鍍層搭接連接進(jìn)行研究，獲得了優(yōu)質(zhì)的接頭，同時發(fā)明了一種專用與鋁和非鍍層鋼連接焊劑。實

42、驗表明，所用焊劑中的Zn、Sn元素既有利于熔池鋪展，也可以提高接頭的強(qiáng)度。第二章試驗方法與設(shè)備2.1試驗材料本試驗所選用材料為 5083船用鋁合金和EH36船用鋼板，其中鋁合金和鋼板尺寸都為4mmx100mmx110 mm。本實驗有兩種接頭形式，搭接和對接，對接有V型和K型坡口，進(jìn)行搭接的鋁合金 開了 V型坡口，進(jìn)行對接的鋼板開了V型和K型坡口。實驗采用的是直徑為1.2mm的AlSi 5焊絲作為填充材料。AISi5釬料目前應(yīng)用比較廣泛，具有良好的流動潤濕鋪展性以及釬料中Si元素能夠控制化合物的生長，因此可應(yīng)用在鋼鋁異種連接中。本試驗?zāi)覆募疤畛洳牧系幕瘜W(xué)成分列表分別見2-1,表2-2,表2-3。

43、表2-1 5083鋁合金的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)母材SiFeCuMgMnCrZnTi其他Al50830.400.400.100.404.400.090.250.150.15余量表2-2 EH36船用鋼板的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）母材CSiMnPSNiCrNbTiEH360.060.391.550.010.0040.010.160.040.01表 2-3 AlSi5焊絲的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)焊絲SiFeCuMgMnCrZnTi其他AlAlSi54.5-6.00.800.300.050.05-0.010.20-2.2試驗設(shè)備實驗主要設(shè)備就是 CMT5000i系列焊機(jī)，基本上從頭到尾的實驗都需

44、要借助這個設(shè)備來完成。CMT焊機(jī)主要由電源，送絲機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。其中導(dǎo)航式的RCU5000i遙控器主要是負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)，送絲系統(tǒng)顧名思義就是主要負(fù)責(zé)在焊接過程中的送絲任務(wù)，當(dāng)然送絲系統(tǒng)還會存在幫助送絲的設(shè)備，也就是焊絲緩沖器，海德盟Hi800-M 系列數(shù)控系統(tǒng)和工作臺作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。具體如圖2-1 。CMT焊機(jī)（b ）焊接平臺(c)遙控器(d)焊絲緩沖器圖2-1 CMT焊接設(shè)備2.3實驗方法2.3.1焊前試樣的表面處理本實驗所用的5083鋁合金極易氧化，表面會生成一層致密的A12O3氧化膜，并且該薄膜吸水性強(qiáng)，它不僅妨金屬的連接，而且容易產(chǎn)生夾渣、裂紋、氣孔等缺陷。此外，如工件表面被油

45、污、銹也會引起夾渣等缺陷。焊前用鋼絲刷去除鋁的氧化膜，再用干凈的棉花擦洗除去鋁和非鍍層鋼板污垢、灰塵等雜質(zhì)物體，最后用丙酮對鋁和鋼表面做最后的清理，確保焊接接頭受到表面雜質(zhì)的影響。2.3.2 焊接過程將處理干凈的鋁合金和鋼板固定在試驗平臺的夾具上，本實驗有搭接和對接，對接鋼板開了V型和K型坡口，焊絲對準(zhǔn)的位置，焊絲伸出長度，焊槍到母材距離以及母材之間縫隙寬度都會不 同。CMT焊接焊接技術(shù)通過遙控器來調(diào)節(jié)送絲速度，送絲速度的改變其實也使電壓和電流的改變，在數(shù)控系統(tǒng)的程序中輸入想要的焊接速度。2.4實驗結(jié)果分析2.4.1焊縫微觀組織分析241.1金相試驗和超景深試驗首先將線焊后工件進(jìn)行線切割取金相

46、試樣，然后用鑲嵌磨具對其進(jìn)行鑲嵌。鑲嵌試樣依次在200#、400#、600#、800#、1200#、1500#水砂紙上逐級磨光后，再用拋光劑拋光至在顯微鏡下觀 察無劃痕。接著用2%的硝酸酒精腐蝕鋼，用Keller s試劑(1ml氫氟酸、1.5ml鹽酸、2.5ml硝酸和95ml水配成的)腐蝕5083鋁合金以及焊縫，最后將腐蝕好的試樣進(jìn)行顯微組織觀察。型號為VHX-900的超景深顯微鏡是本實驗用來觀察宏觀形貌、微觀組織和景深合成等各方面的 信息。2.4.1.2 SEM組織及成分分析本實驗采用的掃描電子顯微鏡(Scanning Electron microscope, SEM)的型號為 JSM-64

47、80，它是一種觀察樣品的表面形態(tài)的工具該掃描電子顯微鏡具有操作簡單、高分辨率、全自動電子槍、簡單易懂的操作接口及菜單、可變焦聚光鏡修正、的特點(diǎn)。本實驗用此設(shè)備對焊接接頭微觀組織進(jìn)行觀察，對接頭拉伸試樣斷口形貌進(jìn)行觀察；掃描電鏡還具有對接頭化學(xué)成分進(jìn)行能譜(Energy dispersive spectrometer, EDS)分析的設(shè)備，可以用來進(jìn)行線掃描，分析元素分布特征。242接頭力學(xué)性能測試242.1拉伸試驗本實驗進(jìn)行拉伸試驗的主要設(shè)備就是CMT5205電子萬能(拉力)試驗機(jī)；具體的操作過程是將焊好的材料線切割成拉伸試樣，然后將拉伸試樣的焊縫位于拉伸試樣的中部，調(diào)節(jié)設(shè)備的速率為5mm/m

48、in,接著就可以進(jìn)行拉伸，在整個拉伸過程中，我們可以再控制電腦上面看到抗拉強(qiáng)度的曲線圖，試驗結(jié)束后就記錄下整個曲線圖的最大值，即峰值，還要根據(jù)斷裂的位置，算出斷裂處的橫截面積。第三章鋁合金和預(yù)涂層鋼板 CMT電弧熔-焊接工藝試驗研究鋁和鋼種合金的連接存在兩方面的困難：一是實現(xiàn)液態(tài)釬料在鋼表面的潤濕鋪展，獲得良好的接頭成形；二是控制界面脆性金屬間化合物層的生長，提高接頭性能。對于釬料的潤濕鋪展的問題我們可以參照鍍鋅層的作用機(jī)理，鍍鋅層中鋅層能促進(jìn)釬料在鋼表面的鋪展，因此提出了在非鍍層鋼板的表面進(jìn)行預(yù)涂層處理。對于第二個問題的解決，實際是解決焊接熱輸入的問題，CMT焊接技術(shù)可以通過嚴(yán)格的控制焊接熱

49、輸入來抑制界面化合物層的生長。本章針對4mm的鋁合金與非鍍層鋼板，開展CMT電弧熔-釬焊搭接和對接焊特性研究。主要內(nèi)容：首先，通過分析對比研制出適用于 CMT電弧熱源條件下的輔助涂層，并分析了其作用；再通過對焊接速度，送絲速度，坡口形式，焊槍對準(zhǔn)位置，焊接接頭形式等焊接工藝參數(shù)控制的優(yōu)化,最終獲得了成形良好以及組織和性能優(yōu)良的鋁和鋼的接頭。3.1預(yù)涂層CMT熔-釬焊方法的提出國內(nèi)外對鍍金屬層鋼板的研究已經(jīng)很成熟，對于鍍鋅層為什么能起到潤濕鋪展作用，作者們進(jìn)行了分析，研究發(fā)現(xiàn)，鍍鋅層在焊接過程中熔化后形成瞬時液膜，降低了液態(tài)釬料在鋼表面的界面張力，顯著促進(jìn)了釬料的潤濕鋪展。鍍鋅層的作用機(jī)理給讓我

50、們有所啟發(fā)：用簡單方便涂層工藝 來取代鍍鋅層。在鋁和鋼焊接過程中，有種釬劑能夠?qū)崿F(xiàn)了鋁和鋼焊縫無缺陷連接，該釬劑由KAIF4-K3AIF6 共晶成分配置而成，取名為Nocolok。目前對釬劑的研究還處在嘗試階段，具體的作用機(jī)理不明確，有學(xué)者將 Nocolok釬劑與鍍鋅層相復(fù)合或者將Nocolok釬劑與Zn粉配比涂在鋼表面，取到了很好的效果。這僅僅說明涂層代替鍍層可行性，但是對于釬劑的定性分析還待研究。對于涂層的工藝存在一個問題，即Nocolok釬劑與Zn粉粘結(jié)性差，很容易被CMT電弧吹掉，會影響焊接 過程的穩(wěn)定性。3.2 Nocolok預(yù)涂層的選擇涂層的選擇在實驗過程中很關(guān)鍵，因此必須選擇最佳

51、的涂層。實驗選 Nocolok釬劑作為基體成分同時添加輔助元素粉末，其中輔助元素有多種，如Zn、Sn、Ti等金屬元素，但是本實驗只對 Zn粉末的配比進(jìn)行研究，同時考慮到焊接過程中的電弧吹力影響，為提高涂層粘結(jié)性，我們添加一定含量的粘結(jié)劑。通過不斷調(diào)整配比，選擇出最佳的預(yù)涂層，即焊接成型和焊接接頭性能都滿足我們的要求。將Nocolok釬劑，一定量的Zn和一定量的粘結(jié)劑裝在燒杯里充分混合，然后用細(xì)毛刷均勻涂覆在EH36鋼板表面，厚度大約為 0.5-1.0mm，等涂層差不多干了之后就可以將鋁合金與鋼板固定 在工作臺上，采用CMT焊機(jī)進(jìn)行焊接試驗.對于涂層厚度和均勻度的問題，可能不能得到嚴(yán)格的控制，本

52、實驗我們盡量把涂層厚度控制在0.5-1.0mm，同時盡量把涂層涂均勻，盡量保持焊接過程的穩(wěn)定性。涂層在鋼板的位置和寬度也要合適，本實驗涂層在鋼板的寬度控制在10mm,同時在焊接對接 V型坡口時，鋼的正反面都要涂層，還有坡口，反面涂層寬度可以少點(diǎn)，對于K型 坡口只要在鋼表面和坡口處涂層，對于搭接的接頭只要在鋼表面涂層即可。通過不斷的實驗，獲 得的一個比較合適的 Nocolok釬劑和Zn粉末配比（Nocolok釬劑：Zn粉末大約在4:1左右）， 在此配比的涂層進(jìn)行的焊接，所獲得的焊縫寬度基本一致，沒有明顯外觀缺陷，因此本實驗都選 用此配比的釬劑進(jìn)行焊接。3.3工藝參數(shù)對接頭形貌的影響3.3.1基本

53、工藝參數(shù)的選擇與確定焊接工藝參數(shù)對焊接接頭的組織和力學(xué)性能都有很重要的影響，因此必須要在最佳工藝參數(shù)下進(jìn)行焊接，有利于實驗獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。對本實驗有影響的工藝參數(shù)有：焊接電壓，焊接電流，送絲速度、焊槍位置、弧長修正、脈沖的大小，氣體保護(hù)流量等。因為本實驗是采用CMT焊機(jī)，而此焊機(jī)的接電流、電壓與送絲速度是一起變化的，只需要調(diào)節(jié)送絲的速度，焊接電流和焊接電壓就會發(fā)生相應(yīng)的變化。如果還想在送 絲速度不變的情況下微調(diào)焊接電流和電壓，可以通過弧長修正進(jìn)行微調(diào) ，這樣就可以是三個工藝參數(shù)都在最佳值，獲得更好的焊接效果。根據(jù)經(jīng)驗，焊接過程中，焊槍的噴嘴末端到焊件距離和焊絲的伸長長度對焊接的成型和組織性

54、能都有影響，必須處于最佳值。如果焊槍噴嘴末端到焊件距離太遠(yuǎn)的話，電弧就會過長燃燒然后電弧就會不穩(wěn)定，還會導(dǎo)致氬氣保護(hù)效果不好。如果焊槍的噴嘴末端到焊件距離太近的話，電弧就會過短然后電弧吹力就會過大，這樣會使在鋼表面的預(yù)涂層被電弧吹力給吹開，使熔化的鋁在鋼板上就不能充分的鋪展，這就使得本實驗的涂層失去了預(yù)想的作用，使焊接效果變差。因此在經(jīng)過多次實驗，并不斷分析，確定焊槍的噴嘴末端到焊件距離12mm，焊絲的伸長長度為10mm。在實驗過程，盡量保持每次噴嘴末端到焊件距離和焊絲的伸長長度一致，這會使焊接過程更加穩(wěn)定，有利于對于其他工藝參數(shù)對實驗的影響的研究。CMT系統(tǒng)中還有弧長修正參數(shù)，此參數(shù)的范調(diào)節(jié)

55、范圍是-30 - 30。當(dāng)改變弧長修正的值時，焊接 電壓和電流就會隨之改變可以并且隨弧長修正的數(shù)字增大而不斷增大。其中0是專家?guī)煜到y(tǒng)最佳弧長，對于不同板厚系統(tǒng)會默認(rèn)0是最佳值，此時電弧最穩(wěn)定，接頭的成形較好。一般情況下，試驗會選擇弧長修正值為0,但是在進(jìn)行較厚的板焊接時，修改弧長修正，增大焊電流和電壓，使焊接接頭有更好的力學(xué)性能。還有一個工藝參數(shù)就是脈沖修正，其的可調(diào)范圍是-5-+5。0是CMT專家系統(tǒng)推薦標(biāo)準(zhǔn)值，一般情況下會選擇 0值，如果想要焊縫鋪展的更好，也 可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)脈沖，本實驗采用的非鍍層的鋼板，釬料在鋼表面的鋪展性本來是不好的，如果涂層的釬劑和脈沖共同作用下可能會取得更好的的連接效果。最后還需