超薄板CP冷焊技術(shù)

變極性MIG/MAG焊接工藝--CP(Cold process)冷焊工藝，主要用于0.2-2mm的薄板（鋼、不銹鋼、鋁、鍍層板、異種金屬）的焊接，可以手工焊和自動(dòng)焊。顯著的提高了焊接速度，減少對(duì)母材的熱影響。

關(guān)鍵詞：

變極性

　MIG/MAG 波形控制

　薄板焊接
 

   前言：

隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的薄板應(yīng)用到各行各業(yè)中。各生產(chǎn)廠家也迫切的需要一款可靠的焊接電源，來(lái)解決在生產(chǎn)過(guò)程中薄板焊接的問(wèn)題,提高生產(chǎn)率。由于薄板焊接對(duì)母材的熱輸入有嚴(yán)格的控制，因此對(duì)焊接電源也有嚴(yán)格的要求。既要保證到焊接過(guò)程中的穩(wěn)定，形成優(yōu)質(zhì)美觀的焊縫。同時(shí)對(duì)母材要降低熱輸入，減少熱變形。德國(guó)CLOOS公司于2002年成功開(kāi)發(fā)出了世界第一臺(tái)變極性MIG/MAG焊機(jī)GLC353QUINTO CP，徹底解決了薄板焊接的問(wèn)題。

1變極性MIG/MAG焊接技術(shù)

　 直流正極性的脈沖MIG/MAG焊，電弧穩(wěn)定，焊縫熔深大，焊接薄板時(shí)，為了防止燒穿及熔池下塌，容易產(chǎn)生咬邊等焊接缺陷。直流負(fù)極性的MIG/MAG焊，電弧沿焊絲上爬，電弧不穩(wěn)定，熔滴不易過(guò)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/MAG焊，焊絲為正極性時(shí)控制焊絲熔化及熔滴過(guò)渡，焊絲為負(fù)極性時(shí)電弧沿焊絲上爬促進(jìn)焊絲熔化及減小電弧對(duì)熔池的加熱作用，減小焊縫熔深，形成淺熔深的特性，焊接薄板具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

　變極性MIG/MAG焊是由焊絲為正極性時(shí)間及焊絲為負(fù)極性時(shí)間構(gòu)成。控制熔滴在焊絲為正極性半波時(shí)間內(nèi)過(guò)渡，以脈沖電流控制熔滴過(guò)渡。焊絲為負(fù)極性的主要作用是降低電弧輸入熔池的熱量及降低電弧對(duì)熔池的壓力，并且提高焊絲的熔化速度，提高熔敷速度。這樣控制變極性脈沖MIG/MAG焊，獲得了穩(wěn)定的焊接電弧及熔滴過(guò)渡過(guò)渡過(guò)程。

　 GLC353QUINTO CP利用特有的電流波形，通過(guò)調(diào)整負(fù)極基值的參數(shù)對(duì)焊接過(guò)程中的熱輸入進(jìn)行嚴(yán)格的控制，保證到最佳的焊接效果。在實(shí)際焊接中表明：增加負(fù)極基值的時(shí)間可以顯著提高焊絲的熔敷率，提高焊接速度，減少熱輸入。

　特殊的電流波形保證了良好的間隙填充覆蓋能力和優(yōu)良的焊接效果，在正極性母材處于清理階段，對(duì)母材的熱輸入受控制，在脈沖相時(shí)熔滴無(wú)飛濺過(guò)度到母材，在負(fù)極性時(shí)電弧圍繞焊絲端部，熱輸入給焊絲，焊接熔池處于冷卻狀態(tài)。

　 減少熱輸入和最小的焊接變形，使CP工藝尤其適用于焊接高張力板材，不銹鋼，鍍層板，鋁合金和MIG釬焊。

CP冷焊工藝的優(yōu)點(diǎn)：

1)

　很高的焊接速度——提高生產(chǎn)效率。
2)

　較強(qiáng)的間隙覆蓋填充能力——在公差較大的工件焊接時(shí)仍可保證很高的焊縫優(yōu)點(diǎn)，不用成本較高的機(jī)加工。
3)

　對(duì)母材熱輸入很低——在焊接和釬焊熱敏感材料時(shí)具有更加的效果；極小的工件變形，減少了由于較高溫度差在焊縫區(qū)出現(xiàn)裂紋傾向。
4)

　更小的飛濺——不需要重新清理。
5)

　可使用更大直徑的焊絲——送絲更加穩(wěn)定，降低焊接成本，提高生產(chǎn)效率。

圖1 焊絲正負(fù)極交替圖

a)非脈沖CP冷焊工藝

　　非脈沖冷焊工藝電弧燃燒在短弧區(qū)域，此時(shí)除了設(shè)定正常的MIG/MAG參數(shù)外，還需要設(shè)定負(fù)極時(shí)間和負(fù)極電壓。一般情況下，負(fù)極時(shí)間越長(zhǎng)和負(fù)極電壓越高，從電弧供給焊絲的熱量越多。當(dāng)負(fù)極時(shí)間減少到零時(shí)冷焊工藝就變成了正常短弧焊接工藝。

圖2 非脈沖冷焊工藝負(fù)極時(shí)間和負(fù)極電壓設(shè)置界面

圖3 非脈沖冷焊工藝熔滴過(guò)渡和電流電壓波形

b)脈沖冷焊工藝

在脈沖熔化極氣體保護(hù)冷焊工藝時(shí)，除設(shè)定脈沖參數(shù)外，還要設(shè)定冷焊
參數(shù)，共有7個(gè)：
1） 正脈沖后處理時(shí)間
2） 負(fù)極脈沖時(shí)間
3） 負(fù)極脈沖電壓
4） 負(fù)極基值時(shí)間
5） 負(fù)極基值電流
6） 負(fù)極后脈沖時(shí)間
7） 負(fù)極后脈沖電流

圖4 脈沖冷焊工藝負(fù)極參數(shù)設(shè)置界面

圖5 脈沖冷焊工藝熔滴過(guò)渡和電流電壓波形

2 cp焊機(jī)

　　 GLC353QUINTO CP焊機(jī)是一款多功能次極逆變的數(shù)字化焊機(jī)，具有良好的可靠性和穩(wěn)定性，集多種焊接工藝于一體。可實(shí)現(xiàn)MIG/MAG、脈沖MIG/MAG、MIG電弧釬焊、TANDEM雙絲焊、手工電弧焊和CP冷焊等工藝，其特點(diǎn)如下：
1）大屏幕高清晰度液晶顯示，電腦化操作界面
2）大量的儲(chǔ)存，可容20000條焊接參數(shù)
3）在線和離線焊接參數(shù)編輯，可在磁盤(pán)、電腦間盡情共享WORD文檔
4）集多種工藝于一體，可實(shí)現(xiàn)MIG/MAG、脈沖MIG/MAG、MIG電弧釬焊、TANDEM雙絲焊、手工電弧焊和CP冷焊等工藝。
5）內(nèi)置焊接專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一元化調(diào)節(jié)
6）全部焊接參數(shù)可調(diào)，充分發(fā)揮使用者的經(jīng)驗(yàn)和智慧
7）CLOOS獨(dú)有的U/I和I/I脈沖電流調(diào)節(jié)方式
8）可焊接各種金屬材料
9）特殊的鋁合金和鍍層板的焊接工藝
10）更廣的焊絲直徑范圍0.6-2.4mm
11) 更準(zhǔn)確的焊接電流
12）各種數(shù)字接口，易于焊接控制和自動(dòng)化，可控制外圍設(shè)備
13）可連接網(wǎng)絡(luò)，嶄新的管理模式
14）強(qiáng)大的質(zhì)量監(jiān)控和學(xué)習(xí)幫助功能
15）2mm以下超薄板的焊接
16）Aluplus功能，應(yīng)用雙脈沖焊接鋼等材料
17）對(duì)各種材料均可進(jìn)行可靠的無(wú)飛濺起弧

　　GLC353QUINTO CP焊機(jī)CP工藝是完全靠先進(jìn)的數(shù)字化控制技術(shù)對(duì)焊接電流、電壓波形進(jìn)行變極性控制、交流輸出，正負(fù)半波波形任意設(shè)定，沒(méi)有任何機(jī)械控制成份（如機(jī)械抽絲）存在，其標(biāo)準(zhǔn)配置如下：
1）GLC 353 QUINTO CP焊接電源
2）CK118送絲機(jī)（四輪送絲）
3）連接電纜（5M）（長(zhǎng)度可選）
4）水冷MIG/MAG焊槍（長(zhǎng)度可選）
5）地線（3M）
6）焊鋼送絲組件（1.2mm）

3 CP冷焊工藝的應(yīng)用

　CP冷焊工藝從2002年問(wèn)世以來(lái)在各行各業(yè)中越來(lái)越多的得到認(rèn)可，它幾乎應(yīng)用到所有的金屬材料中。

a)鋼板

　　在汽車和其它工業(yè)中越來(lái)越多的采 用高強(qiáng)鋼板，來(lái)降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)高強(qiáng)鋼材料的焊接盡可能的采取熱輸入量低的焊接工藝。CP冷焊與傳統(tǒng)的MIG/MAG脈沖弧焊工藝相比，MAG CP技術(shù)顯著的降低熔滴頻率-采用最佳的熔滴過(guò)渡，因此顯著減少熱輸入。

圖6 CP冷焊鋼板焊接圖片

b)不銹鋼

　　在現(xiàn)代工業(yè)中，不銹鋼材料的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛，像容器制造業(yè)、造船業(yè)、食品機(jī)械工業(yè)和制管行業(yè)等等。但是不銹鋼的焊接問(wèn)題也一直困擾著焊接工作者，如何控制熱變形，減少工件表面顏色的改變，如何提高焊接速度都是不銹鋼焊接的問(wèn)題。CP冷焊工藝很好的解決了這一些問(wèn)題，不僅提高了焊接速度，還顯著地改善了熱輸入，減少了工件表面顏色的改變和熱變形。

圖7 CP冷焊不銹鋼焊接圖片

C 鍍層板

　　 通過(guò)對(duì)鋼板鍍或滲上一層防腐材料（鍍鋅或滲鋁）來(lái)防銹既高效又經(jīng)濟(jì)。帶鍍層的板材廣泛應(yīng)用在汽車、建筑、家具和通風(fēng)行業(yè)。在焊接帶鍍層的板材的時(shí)候?qū)﹀儗拥谋Ｗo(hù)相當(dāng)重要，而CP冷焊技術(shù)正好滿足這一需要：當(dāng)使用MIG CP 釬焊時(shí)，通過(guò)采用合適的參數(shù)可以在達(dá)到最佳的潤(rùn)濕效果的同時(shí)不破壞保護(hù)層。

圖8　CP冷焊鍍層板焊接圖片

d） 鋁合金

　　 近幾年鋁合金的使用在大幅度的增長(zhǎng)，在焊接鋁合金時(shí)需考慮下面的因素：對(duì)母材較低可控的熱輸入；有效的去除氧化膜。CP冷焊技術(shù)允許人們對(duì)輸入到焊絲或輸入到母材的熱量進(jìn)行精確的控制。特別是當(dāng)使用1.2mm或1.6mm焊絲時(shí)，有良好的搭橋能力，減少熱輸入的同時(shí)明顯。

圖9　CP冷焊焊接鋁合金圖片

　　綜上所述，CP冷焊工藝做為一種熔化極氣體護(hù)焊，利用特有的波形，正負(fù)極在焊絲上不停的交替變換，極大的降低了對(duì)母材的熱輸入，使母材的熱變形降到了最小，是焊接薄板比較理想的工藝。