焊接学报参考文献要求

钢结构的焊接技术的好坏，在一定程度上会影响到建筑本身的质量。下面我整理了钢结构焊接技术论文，欢迎大家阅读!钢结构焊接技术论文篇一：《钢结构安装焊接施工技术》 摘要：某工程塔楼为全钢结构，焊接工作量大，且大部分为全熔透焊缝，质量要求高，构件板厚最大达到85mm，焊接难度大。工程开始前进行了工艺评定。 关键词：钢结构;焊接;全熔透焊;工艺评定 1工程概况 某工程位于湖南长沙，为全钢结构，地上35层,钢柱锚入地下一层，高150m.南北立面为双曲面，外围钢柱以每4层为一折线点。核心筒共31根钢柱，外围钢框架柱共23根。钢柱主要为箱形柱，钢梁为轧制、焊接H形梁。钢结构总重量约14000t。 钢材 本工程钢柱使用的钢材为高层建筑结构用钢板Q345GJC，大于40mm厚钢板为Q345GJC-Z15，产地为舞阳钢铁厂，主梁使用钢材为Q345C，钢支撑采用Q235C，产地为武汉钢铁厂。 构件 钢柱长12m，构件单件最重，钢柱板厚28、34、40、55、70、85mm，典型截面600×600×70，钢梁翼缘板厚16、24、28、40mm，典型截面700×240×14×28。由于钢板厚度大，因此焊接难度大，焊接质量要求高。 节点形式与焊缝检测 按照设计，现场安装柱与柱之间的对接为全熔透焊，钢梁与钢柱牛腿上、下翼缘为全熔透焊，钢梁腹板大部分为高强螺栓连接，双剪连接板与钢柱为角焊缝。 由于钢板厚度大，焊缝又多数是全熔透焊缝，所以对本工程的全熔透焊缝实施B级超声波检测，100%超声波探伤。现场探伤工作中，由现场焊接员填写检测委托单，检测单位按照填写的检测部位进行探伤。如发现焊接缺陷，检测单位填写质量返修单，通知焊接负责人，进行返修重焊后，再进行超声波探伤。本工程委托单位为冶金院检测所，采用的仪器为CTS-2000，选用斜探头进行超声波探伤。探伤 报告 必须明确探伤部位、缺陷的位置和大小、评定级别，并判定合格或不合格;返修部位严格按照焊接工艺评定的参数进行焊接，返修不得超过二次。 2典型焊接节点概况 钢柱对接焊缝。 3焊接准备 焊接吊篮与平台 焊接设备和焊接材料 4焊接施工劳动力安排 高层钢结构焊接工程专业性很强，劳动强度大，专业管理人员和焊工都要求有较好的技术素质。本工程现场焊工均持有钢结构焊接CO2气体保护焊合格证，在正式施工前，在业主、监理等各单位的监督下进行了现场附加考试。 5焊接施工顺序和工艺 焊接顺序 根据本工程平面和立面形状，结构形式等，塔楼分东西两区组织施工。当钢结构安装完成三个及以上单元的校正和高强螺栓的终拧后，从平面中心选择四面都有焊接梁的柱子作为基准柱，并以此作为垂偏测量基准，并首先安排其四侧都有抗弯焊接的梁、然后向四周扩展施焊。随安装滞后跟进。采取结构对称、节点对称和全方位对称焊接的原则。 栓-焊混合节点中，设计要求梁的腹板上的高强度螺栓先初拧70%后→焊接梁的下、上翼缘板→终拧梁腹板上的高强度螺栓至100%施工扭矩值。 竖向上的焊接顺序： (1)地下一柱一层梁的焊接顺序： 上层框架梁→柱脚板部位的焊接→支撑→焊接检验。 (2)地上及以上一柱二层梁的焊接顺序： 上层框架梁→压型金属板支托→下层框架梁→压型金属板支托→上柱与下柱焊接→焊接检验(也可先焊柱—柱节点→上层框架梁→下层框架梁→焊接检验)。 (3)地上及以上一柱三层的焊接顺序： 上层框架梁→压型金属板支托→下层框架梁→压型金属板支托→中层框架梁→压型金属板支托→上柱与下柱焊接→焊接检验，(但也可先焊柱—柱节点→上层框架梁→下层框架梁→中层框架梁→焊接检验)。 柱—梁节点上对称的两根梁应同时施焊，而一根梁的两端不得同时施焊作业。 柱—柱节点焊接时，箱形柱的对称两面应由两名焊工相对依次逆时针焊接。 梁的焊接应先焊下翼缘，后焊上翼缘，以减少角变形。 安装焊接工艺 安装焊接前的准备工作 本工程使用的高层建筑结构用钢板在国内应用并不多，针对其中数量较多且具有代表性的接头形式进行了相应焊接 方法 的工艺评定试验。试验钢材包括Q345GJC-Z15(壁厚70mm)、Q345GJC-Z15(壁厚40mm)、Q345C(翼缘厚28mm)，焊接位置为柱—柱横焊、柱—梁平焊(包括桁架梁上下翼缘平焊)、T型角立焊。坡口形式及尺寸按设计要求。焊后外观及超声波检查合格后取样进行了力学和物理试验。试验结果接头的抗拉强度达到母材抗拉强度标准值，接头弯曲180°无裂纹。采用的焊接材料和焊接设备技术条件应符合国家标准，性能优良。清渣、气刨、焊条烘干保温等装置应齐全有效。 手工电弧焊及CO2气保焊焊材和设备 (1)焊条应在高温烘干箱中150℃烘干2小时，且焊条烘干次数不得超过两次。 (2)焊丝包装应完好，如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。 (3)CO2气体纯度应不低于(体积比)，含水量应低于(重量比)，瓶内高压低于1MPa时应停止使用。 (4)焊机电压应正常，地线压紧牢固，接触可靠，电缆及焊钳无破损，送丝机应能均匀送丝，气管应无漏气或堵塞。 安装焊接程序及一般规定 焊接的一般顺序为：焊前(装配)检查→装焊垫板和引弧板→除锈预热→焊接→检验(返修，不得超过二次)， 焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错边量(小于规范要求)，坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。 装焊垫板及引弧板，其表面清洁程度要求与坡口表 面相 同，垫板与母材应贴紧，引弧板与母材焊接应牢固。 预热。焊前用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热，并用表面测温计测量温度，防止温度不符合要求或表面局部氧化，预热温度。 钢结构焊接技术论文篇二：《钢结构的安装焊接施工技术》 摘要：本文简要分析了厂房钢结构焊接施工的主要工艺及保障焊接质量的主要方法，并提出了控制焊接质量的主要对策，以供与大家交流学习。 关键词：厂房;钢结构;焊接技术 1、工程概述 某装焊厂房位于某工程有限公司内，建筑面积为22000平方米，为单层工业厂房，主体钢结构为门式钢架结构，轴线位置编号见图纸，为三跨结构，单跨跨度为32米，柱距为8米，共有116根主钢柱，203根主钢梁，336根吊车梁。门式钢架梁、柱及吊车梁钢材均采用Q345B，钢梁钢柱连接用高强螺栓均采用大六角级，摩擦面做喷砂处理。钢结构主构件采用抛丸除锈。该工程设计使用年限50年，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为7度。焊接部位包括有：(1)上节柱与下节柱的对接接头;(2)钢梁与钢柱的对接接头。(3)钢梁上的栓钉焊接。 2、钢结构安装焊接前的准备 本工程使用的钢板在国内应用并不多，针对其中数量较多且具有代表性的接头形式进行了相应焊接方法的工艺评定试验。试验钢材包括Q345GJC-Z15(壁厚70mm)、Q345GJC-Z15(壁厚40mm)、Q345C(翼缘厚28mm)，焊接位置为柱—柱横焊、柱—梁平焊(包括桁架梁上下翼缘平焊)、T型角立焊。坡口形式及尺寸按设计要求。焊后外观及超声波检查合格后取样进行了力学和物理试验。试验结果接头的抗拉强度达到母材抗拉强度标准值，接头弯曲180°无裂纹。采用的焊接材料和焊接设备技术条件应符合国家标准，性能优良。清渣、气刨、焊条烘干保温等装置应齐全有效。 手工电弧焊及CO2气保焊焊材和设备：(1)焊条应在高温烘干箱中烘干，焊条烘干次数不得超过两次。 (2)焊丝包装应完好，如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。(3)CO2气体纯度应不低于(体积比)，含水量应低于(重量比)，瓶内高压低于1MPa时应停止使用。(4)焊机电压应正常，地线压紧牢固，接触可靠，电缆及焊钳无破损，送丝机应能均匀送丝，气管应无漏气或堵塞。 3、安装焊接程序及注意的规定要点 焊接的一般顺序为：焊前检查 →预热除锈 → 装焊垫板和引弧板→ 焊接 → 检验 具体来说：(1)同一节柱上的梁，先焊上层梁，后焊下层梁。(2)柱两侧对称的梁应同时焊接，同一根梁的两端不能同时焊接。(3)同一根梁的上下翼板应先焊下翼板，后焊上翼板。(4)从中部柱开始焊接，对称向外围焊接。(5)上下节柱的对接接头采用对称焊接，施焊时，应两人同时对称焊接一个接头，防止焊接变形引起柱弯曲。对称的两面先焊至1—3层，然后将另外对称的两个面焊满，再将未焊满的焊缝焊满。 规定与注意：(1)焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错口量，坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。(2)预热。焊前用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热，并用表面测温计测量温度，防止温度不符合要求或表面局部氧化，预热温度。(3)重新检查预热温度，如温度不够应重新加热，使之符合要求。(4)装焊垫板及引弧板，其表面清洁程度要求与坡口表面相同，垫板与母材应贴紧，引弧板与母材焊接应牢固。(5)焊接：第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每道焊缝焊完后，都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。(6)一个接口必须连续焊完，如不得已而中途停焊时，应进行保温缓冷处理，再焊前，应重新按规定加热。(7)遇雨、雪天时应停焊，构件焊口周围及上方应有挡风、雨棚，风速大于5m/s时应停焊。环境温度低于零度时，应按规定采取预热和后热 措施 施工。(8)碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成24h以后，进行焊缝探伤检验。(9)焊工和检验人员要认真填写作业记录表。 4、焊接施工中的重要工艺参数 4、1典形节点的焊接顺序和工艺参数 主要是：(1)上下柱无耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处时，切去耳板。(2)然后在切去耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处。(3)再由两名焊工分别承担相邻两面的焊接。(4)每两层之间焊道的接头应相互错开，两名焊工焊接的焊道接头也要注意每层错开，焊接过程中要注意检测层间温度。(5)焊接工艺参数，如下： 1)CO2气保焊：焊丝直径Φ，电流280～320A，焊速350～450mm/min 2)焊丝伸出长度：约20mm，气体流量25～80L/min， 3)电压：29～34V，层间温度120～150℃ 4、2柱—梁、梁—梁节点的处理 主要是：(1)先焊梁的下翼缘，梁腹板两侧的翼缘焊道要保持对称焊接。(2)待下翼缘焊完，然后焊接上翼缘。(3)如翼缘板厚大于30mm时，宜上下翼缘轮换施焊。(4)焊接工艺参数，如下： 1)CO2气保焊：焊丝直径φ，电流280～360A，焊速300～500mm/min 2)焊丝伸出长度：约20 mm，气体流量20～80L/mm 3)电压：30～38V，层间温度120～150℃ 5、结束语 钢结构安装焊接质量控制是一项综合技术，焊接质量受材料性能、工艺方法、设备、工艺参数、气候和焊工技术及情绪的影响。施工前根据工艺评定编制操作指导书，便于每个焊接人员明确操作要领、材料的使用和质量要求。施工过程中焊工做好焊前和焊接的记录，焊接工程师检查时逐条焊缝检查验收、做好记录，确保实体工程的安全使用。在该厂房主体工程竣工后，根据国家、行业相关要求对该工程进行了钢结构主体工程的鉴定，鉴定依据：(1)《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001;(2)《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-200;(3)《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001;(4)《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-2002;(5)《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345-1989;(6)某装焊车间厂房设计图纸。实际证明，该钢结构主体工程的施工安装质量符合GB50205-2001技术标准及设计要求，可以交付使用。 参考文献 1、陈海波。某装焊厂房钢结构工程鉴定[J]，建筑科技与管理，2009年第11期 2、杨凌川，杨文柱。高层建筑钢结构安装焊接施工质量控制，重庆建筑大学学报[J]，增刊2000，22:208-211 钢结构焊接技术论文篇三：《试谈建筑钢结构低温焊接施工技术》 摘 要：通过对低温环境条件下管道焊接施工措施的研究，并经工程实验，得出在低温环境条件下，影响焊接质量的因素更多的在于施工机具、焊接设备的适应性、焊工劳动防护措施的保暖性和轻便性等因素。 关键词：低温焊接;预热温度;焊后保温 随着焊接环境温度的降低，焊缝金属的硬度值增大。采取有效的预热、层间温度和焊后缓冷措施以降低焊缝金属的冷却速度，从而改善焊缝金属的硬度值。热温度不足的情况下，根焊缝产生裂纹的倾向性增加，但增加预热温度和改进预热方式，可明显提高焊缝质量。创造适合的施工环境和焊接条件，保证焊工劳动防护措施的保暖性和轻便性，焊接过程中使用自制的可移动式保温防风棚和管端封堵器等。 1.低温焊接时的施工工艺 由于是在低温环境中进行焊接作业，所以为了更好的完成焊接任务，应该尽量选取氢含量较低的焊接材料，并且对焊接材料进行必要的 烘焙 以及保温措施。为了达到尽量减少热量的损失，可以在进行焊接作业的地方构建相应的保护房，从而形成相对密闭的空间。如果条件不允许构建防护房，也可以采取其他一些措施来起到防护热量损失的作用。在进行一些气体保护焊接操作时，气瓶也要进行必要的保温措施。预热和层间温度。相比较于常温条件下的焊接预热，低温焊接时的预热温度要稍高，并且需要预热的区域范围较大，通常情况下是焊接点周围大于等于两倍钢厚度的范围，并且这一范围不小于100mm。焊接层的温度通常要高于预热温度，或者是不低于相应规定中的最低温度20℃，二者之间取较高温度者;采用合理的焊接方法。尽量使用窄摆幅，多层多道焊，严格控制层间温度;焊接后热及保温。焊接后及时对焊接接头进行后热保温处理。利于扩散氢气的逸出，防止因冷速过快而引起的冷裂纹，同时适当的后热温度还可以适当降低预热温度。 2.钢结构的焊接施工技术 焊接施工流程 施焊人员必须要熟悉图纸，做好焊接工艺技术交底，确保施焊人员执证上岗，明确焊工的焊接任务，然后进行现场验电，预热，后热温度试验确定等作业准备。然后选择合适的焊接工艺以及合适的焊接参数，并通过焊接实验验证。焊接工作开始，对焊口进行清理，检查坡口等是否符合要求，检查定位焊是否牢固，焊缝周围是否有油污和锈污。对焊材进行预热和保温，然后按照既定的焊接参数进行焊接，焊接完成后，对焊缝周围进行清渣处理，做好焊后保温工作，焊接完成。 焊材的选择和与钢材的匹配 与钢材的规定最低标准相比，焊材的金属强度，坚韧性，可塑性都要明显高于钢材本身，而且，在焊接接头的地方，各种基本性能指标都要与钢材规定的最低标准等同或比之更高;要保证焊缝的可塑性，钢材较厚时，要根据厚度选择合的焊材;选择合适韧性的焊材，韧性好的焊材可以提高焊缝和热影响区的韧性，使之能够满足钢结构的受力要求。 焊接质量控制 对输入的热和焊接冷却速度进行控制：通过控制焊接电压，焊接电流，接速度以及熔融金属的冷却速度等来对焊接质量进行控制。控制焊缝内元素组成进行控制：选择高质量的焊材，操作人员高超的操作手法和技巧，保证焊缝外观质量。选择能量密度高的，输入热量低的焊接方法，对焊接应力与变形进行控制。从钢材料的出发，考量各项技能的标准要求，选择合适的焊材以及评估焊接质量的试验方法，得出适合生产的焊接工艺，在焊接时，注意层间温度的控制，防止出现焊接接头弱化的现象。总之，尽量在最低成本的原则下，完成高质量的焊接任务。焊工须持双证上岗，即安全上岗证、焊工合格证。且具有相应的施焊资历。 3.高强钢焊接的施工工艺 焊接材料的选择及匹配 强节点弱杆件，即与母材规定的最低标准相比，焊接材料熔敷金属在强度、韧性、塑性等方面要明显高于标准;并且焊接接头位置的各种基本的性能指标至少要与母材料规定的最低标准相匹配;在进行厚板焊接时，应该根据厚度效应后的强度来选择适当的焊材，通常当节点的拘束度比较大的时候，可以在1/4 板厚以后选择强度稍低的焊材;对焊材韧性的选择是一项非常重要的工作，好韧性的焊材能够使焊缝以及热影响区的韧性满足钢结构的规定标准。比如在焊接无裂纹钢种的时候，可以选取低H 或者超低H 的焊接材料，同时，在钢板厚度低于50mm 或者温度在0℃以上的时候，可以不对钢结构进行预热。这一方法的明显优势就是它的力学指标突出，尤其是在区强比的冲击性能方面更显优越。 确定最低预热温度的常用方法 通过裂纹实验来进行控制，即通过进行斜Y 坡口试样抗裂方面的试验对最低的预热温度进行确认;通过硬度控制预热温度，通常采用的方法是根据一定碳含量的钢材，其不同板厚T 形接头角焊缝热影响区硬度达到350HV 对应的冷却速度(540℃时)，查表确定焊接线能量;根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定最低预热温度;根据接头热输入、冷却时间和钢材的特定曲线□确定最低预热温度。 对焊接质量的控制方法 对热输入以及冷却速度进行控制。此方法主要是通过对焊接时的电压、电流以及焊接时的焊接速度和熔敷金属在800℃～500℃区间内的冷却时间的控制，进而完成焊接质量的控制;对焊缝中各种元素的质量百分比进行必要的控制，主要是指碳、硫、磷、氢、氧等。为了达到这一目的，除了要选择质量优越的低氢焊接材料外，还要求操作人员拥有较好的操作手法，从而对熔池金属进行很好的保护;应力与变形控制。选用高能量密度、低热输入的焊接方法。 4.结束语 最后得到适合于生产的焊接工艺，起到相应的指导生产的要求。在进行这一钢材的焊接时，为了避免其产生冷裂现象，应该注意采取相应的措施。同时为了出现接头弱化的现象，焊接时应该对层间温度以及焊接线能量进行较为严格的筛选和控制。总的原则还是应该在较低的成本下，尽可能完成高质量的焊接任务。 参考文献： [1]姚晋勇.论钢结构焊接现场施工工艺[J].科技情报，2012 [2]徐鹏毅.钢结构焊接现场施工工艺探讨[J].中国地产，2013 猜你喜欢： 1. 电焊工个人简历模板 2. 钢结构安全管理论文 3. 钢结构施工管理论文范文 4. 钢结构职称论文 5. 锅炉焊接技术论文

点击查看详细介绍CMT Mix在铝合金电池托盘焊接中的工艺研究马骏单世瑞赵军摘 要针对铝合金电池托盘焊接中经常出现的过热变形、焊缝熔深不足、气孔倾向大等缺陷问题，以 mm厚6061铝合金为研究对象，采用CMT Mix焊接工艺研究保护气种类、弧长修正以及电感修正对焊缝内部气孔、熔深及焊缝宽度的影响规律。结果表明：CMT Mix工艺结合了CMT短路过渡和脉冲过渡的双重特征，搭接焊缝表面成形良好，熔深满足要求，焊接过程飞溅少，焊缝内部的气孔得到有效控制，焊接接头符合T/CWAN 0027—2022电池托盘焊接制造规范。采用 φ （Ar）70%+ φ （He）30%混合气比纯Ar更有利于焊缝内部气孔的溢出，气孔数量和尺寸显著减小，保护效果更佳。弧长修正负向调节时，焊缝熔深增加，同时焊缝内部气孔数量及尺寸显著减小；电感修正负向调节时，焊缝熔深显著增加，但焊缝内部气孔尺寸明显增大；相较于弧长修正，电感修正对熔深的影响更为明显。关键词CMT Mix工艺；弧长修正；电感修正；气孔倾向；电池托盘0前言随着国内外新能源汽车的迅猛发展，铝合金电池托盘作为新能源汽车动力电池的主要承载结构件，其焊接质量受到广泛关注，如图1所示。铝型材框架的焊接方法主要有MIG焊、搅拌摩擦焊、TIG焊以及激光复合焊 ［1］ ，综合考虑生产效率和生产成本，现阶段自动化电池托盘焊接生产线仍以MIG焊为主。图1铝合金电池托盘焊接 alloy battery tray welding冷金属过渡（CMT）属于一种短路过渡工艺 ［2］ ，通过频率高达170 Hz的高精度马达实现焊丝回抽运动，在熔滴刚接触熔池时电流发生衰减，使熔滴在机械力的作用下几乎无飞溅地进入熔池，避免了不必要的能量损耗，整个焊接过程在送丝和回抽之间来回交替，因而热输入更低，较传统MIG焊具有焊后角变形小、飞溅低、气孔少，力学性能略有提高等优点。然而在电池托盘的焊接中，对于中等厚度的铝型材，需要电弧具有更大的热量以熔化母材，CMT因可调热输入有限并不适用于厚度大于3 mm的中厚板铝合金的焊接。CMT Mix作为CMT的一种衍生工艺，将脉冲电流融合进焊丝回抽运动中，在脉冲阶段可实现“一脉一滴”，因而在整个焊接周期内具有更大的热输入，并且Mix工艺可以通过修正脉冲阶段时间、CMT阶段电流及CMT周期，精确控制焊接热输入 ［3-6］ ；同时在短路过渡阶段保留了CMT工艺飞溅少、电弧稳定的特性，短路过渡和脉冲过渡交替进行，加剧熔滴对熔池的“搅拌效应”，有利于铝合金焊缝中的气孔溢出。因此将CMT Mix工艺应用在铝合金电池托盘焊接中具有一定的指导意义。段金龙 ［7］ 提出铝合金焊缝中气孔的形成与氢的溶解度变化密切相关，通过选择合适的焊接工艺参数、有效的气路保护和焊前清洗等措施，可控制焊缝气孔。王清涛 ［8］ 等采用CMT Mix+协同脉冲工艺研究了6063铝合金焊接接头性能，发现随着焊接速度的提升，气孔率和气孔尺寸随之增加，焊接速度的变化对焊缝抗拉强度影响较小。尹洪权等 ［9］ 从焊缝成形及焊接过程实时高速摄像两个方面分析了CMT弧长修正及电感修正对焊缝成形的影响，弧长修正和电感修正对焊缝余高影响不大，但均对焊缝熔深和熔宽产生显著影响；通过高速摄像观察看出，弧长修正对熔滴形状改变不大，而电感修正使得熔滴尺寸变大。在上述研究结果的基础上，本文采用基于Fronius的CMT Mix焊接工艺对 mm厚6061铝合金进行搭接焊试验研究，对比分析不同保护气、弧长修正、电感修正对焊缝成形的影响，以期为铝合金电池托盘的焊接工艺优化提供参考。1试验材料及方法 试验材料试验材料为尺寸为150 mm×50 mm× mm的6061铝合金，接头形式为搭接。填充材料为直径 mm的ER4043铝合金焊丝，具有良好的润湿性和较低的开裂倾向。其化学成分和力学性能如表1、表2所示。分别采用的纯Ar和 φ （Ar）70%+ φ （He）30%混合气体作为保护气，流量为20 L/min。表1 6061和ER4043铝合金化学成分（质量分数，%）Table 1 Chemical composition of 6061 and ER4043（ wt .%）表2 6061和ER4043铝合金力学性能Table 2 Mechanical properties of 6061 and 试验方法试验设备为Fronius TPS600i焊接电源和MTB 400i水冷焊枪，采用CMT Mix工艺对 mm+ mm的铝合金进行搭接焊试验。焊前采用无水乙醇去除母材表面油污，用钢丝刷清除表面杂质。焊丝干伸长15 mm，焊枪与焊缝夹角为10°，搭接面宽度30 mm，如图2a所示。采用控制变量法，即在相同的焊接速度、送丝速度、焊接电流的前提下，对比分析不同保护气体种类（纯Ar、 φ （Ar）70%+ φ （He）30%）对焊缝内部气孔形成的影响规律；在保护气体为纯Ar的条件下研究CMT Mix弧长修正、电感修正对焊缝成形及内部气孔的影响规律。设置焊缝长度恒定为100 mm，截取焊缝中间位置30 mm并观察其纵向截面上的内部气孔，如图2b所示。每组参数各取2个样件，分别用于焊缝熔深测量和内部气孔测量。基于前期的焊接工艺验证，对于 mm厚铝合金CMT Mix搭接焊，设定的焊接参数为：送丝速度6 m/min、焊接电流125 A、焊接电压 V、高能量时间修正为0、低能量时间修正为+5、低能量修正为+3时，焊缝成形良好。10组不同的参数修正如表3所示，弧长修正的调节区间是［-10，10］，0时为初始值，-10代表弧长被压低的程度，+10代表弧长被拉长的程度。表3 焊接工艺参数Table 3 Welding parameters2试验结果及分析 不同保护气对焊缝成形的影响采用相同的焊接参数，弧长修正和电感修正均为0，对比分析和 φ （Ar）70% + φ （He）30%两种不同的保护气对焊缝内部气孔的影响。结果发现，在Ar保护气加入30%的He时，焊缝气孔数量和孔径均大幅降低，气孔数量由19降低至2，最大孔径由 mm降至 mm，如图2所示。这是因为自然环境下He的密度约为Ar的10%，但导热性接近Ar的10倍，当Ar气中加入30%的He时，混合气的导热性相较于纯Ar更高，使得传递至熔池中的热量更多，有利于熔池中气孔的溢出，因此，He的加入对铝合金焊缝的气孔溢出具有促进作用。但是氦气价格过于昂贵，成本效益低，在电池托盘实际的焊接生产过程中尚未普及，目前仍采用高纯Ar作为铝合金电池托盘的焊接保护气。图2搭接焊缝示意 diagram of lap joint图3不同保护气体对焊缝内部气孔的影响 of different protect gas on the inner weld 弧长修正对焊缝成形的影响CMT Mix弧长修正是通过调节电弧燃烧阶段的电弧长度进而改变电弧特性，如图4所示。当弧长修正为0时，弧长为默认值，如图4b所示；弧长修正为负向调节时，电弧压低，电弧燃烧时弧长变短，如图4a所示；弧长修正为正向调节时，电弧拉长，如图4c所示。图4弧长修正 correction（a）弧长修正为负 （b）弧长修正为0 （c）弧长修正为正CMT Mix弧长修正分别为0、-10、-5、+5、+10时的1#、3#、4#、5#、6#焊缝宏观形态如图5所示。可以看出，当弧长修正调至-10时，弧长最短，短路过渡不稳定，3#样件出现明显飞溅；当弧长修正调至+10时，弧长最长，电弧空间增大，电弧力减小，6#样件焊缝饱满，余高略高。图5弧长修正对焊缝宏观形态的影响 of Arclengthcorrection on macroscopic shape of 弧长修正对熔深的影响在CMT Mix工艺中，弧长修正主要体现在弧长和熔滴过渡频率的变化。按T/CWAN标准取100 mm焊缝中点作为切片位置，对弧长修正样件进行熔深测量，结果如图6所示。弧长修正为0时，下板熔深为 mm，弧长正向修正为+5、+10时，熔深分别减少至 mm、 mm；弧长负向修正为-5、-10时，熔深增加至 mm、 mm。图6CMT Mix弧长修正对熔深的影响 of CMT Mix Arclength correction on the penetration分析认为，CMT Mix弧长正向修正时，CMT阶段增加了短路过渡周期内的焊丝回抽时间，降低了电弧燃烧时的送丝速度，导致弧长变长；脉冲过渡阶段则通过缩短杆伸长进行弧长修正，因此整个CMT Mix的过渡周期内弧长正向调节时弧长变长，电弧空间变大，电弧压力减小，导致传输到母材上的热量不足以熔化更深的母材，因此焊缝熔深减小。CMT Mix弧长负向修正时，修正原理与正向修正相反，电弧热量集中在更小的弧柱空间内，电弧压力增大，因而可以熔化更深的母材。 弧长修正对焊缝宽度的影响CMT Mix弧长修正对焊缝宽度的影响如图7所示。CMT Mix弧长修正为0时，搭接焊缝宽度为 mm，随着弧长正向修正为+5、+10时，焊缝宽度分别减少至 mm、 mm；弧长负向修正-5、-10时，焊缝宽度分别减少至 mm、 mm，即弧长修正为0时焊缝宽度最宽，正/负向修正均会使焊缝宽度减小。图7CMT Mix弧长修正对焊缝宽度的影响 of CMT Mix Arclength correction on weld width这是因为CMT Mix弧长正向修正时，CMT阶段弧长变长，熔滴过渡频率降低，因而送丝速度减小，热输入降低，使得焊缝变窄；脉冲阶段，弧长和电压增加，送丝速度未发生变化，对焊缝宽度无明显影响，因此CMT Mix正向弧长修正时，整体上焊缝因热输入减小变窄。CMT Mix弧长负向调节时，CMT阶段缩短了焊丝的回抽时间，增加了电弧燃烧时的送丝速度，但较高的送丝速度要在即将发生短路过渡时实现匀速回抽，会导致熔滴过渡时间变长，电弧燃烧时间变短，相应地又会导致送丝速度和过渡频率再次降低，此时一元化调节机制的TPSi焊机焊接电流随着送丝速度的降低而减小，因而热输入减小；脉冲阶段，弧长变短，电压降低，送丝速度未发生变化，对焊缝宽度无明显影响，因而，CMT Mix负向弧长修正时，整体上焊缝因热输入减少变窄。综上可知，CMT Mix工艺的焊缝宽度主要受CMT阶段的短路过渡影响，与脉冲过渡无明显关系，弧长无论是正向修正还是负向修正均会导致焊缝宽度减小。 弧长修正对焊缝内部气孔的影响CMT Mix弧长修正对焊缝内部气孔的影响如图8所示。以氩气作为保护气，当弧长修正为0时，30 mm范围内焊缝截面气孔数量为19个，最大孔径为 mm；弧长正向修正时，气孔数量变化不大，孔径呈现忽大忽小的不稳定性；弧长负向修正时，气孔数量降至2，气孔直径降至 mm以下。这是因为弧长负向修正导致电弧压低，短路过渡时加剧了电弧与熔池的“搅拌效应”，脉冲过渡阶段较高的热量有助于焊缝内部的气孔溢出，因此CMT Mix弧长负向修正可以有效抑制气孔的产生与长大。图8CMT Mix弧长修正对焊缝内部气孔的影响 of CMT Mix Arclength correction on inner 电感修正对焊缝成形的影响CMT Mix电感修正主要表现为脉冲阶段的能量调节，对CMT阶段无明显作用，因而对焊缝宽度无明显影响。电感修正分别为-10、-5、+5、+10时的7#、8#、9#、10#样件焊缝宏观形态如图9所示，当电感修正调至-10时，脉冲频率加快，电弧声音尖锐，焊缝余高最低；当电感修正调至+10时，电弧柔软，鱼鳞纹更加清晰，焊缝余高最高。图9电感修正对焊缝宏观形态的影响 of dynamic correction on macroscopic shape of 电感修正对焊缝熔深的影响CMT Mix电感修正对熔深的影响如图10所示，随着电感修正从-10至+10，焊缝熔深呈现递减趋势。电感修正为0时，下板熔深为 mm，当电感修正调至-10、-5时，熔深升至 mm、 mm，明显高于弧长负向修正对熔深的改善效果；当电感修正调至+5、+10，熔深分别降至 mm、 mm。这是因为电感负向调节时，脉冲频率增加，脉冲阶段的基值电流升至峰值电流、峰值电流降至基值电流的时间缩短，因而熔滴尺寸更小，熔滴过渡频率更快，电弧压力更大，电弧更硬，能量更集中，因而焊缝熔深更大；反之，电弧变软，熔深减小。图10CMT Mix电感修正对熔深的影响 of CMT Mix dynamic correction on 电感修正对焊缝内部气孔的影响CMT Mix电感修正对焊缝内部气孔的影响如图11所示，无论电感正向或负向调节，气孔数量均明显下降，但孔径大小呈现一定的不规则性，最大可达 mm。这是因为电感修正仅改变脉冲阶段的能量，高低能量交替变快或变慢，均导致大孔径的气孔在焊缝内部不断长大来不及溢出。图11CMT Mix电感修正对焊缝内部气孔的影响 of CMT Mix dynamic correction on inner pores3结论（1）CMT Mix工艺结合了精确可控的CMT过渡和脉冲过渡，飞溅小，高低能量交替输入，热变形小，对铝合金电池托盘焊接具有一定的指导意义。（2）在使用 φ （Ar）70%+ φ （He）30%的保护气时，焊缝内部气孔数量大幅减少，保护效果明显优于纯Ar，但He的成本太高影响其在实际中的应用。（3）CMT Mix弧长正向修正时熔深减小，气孔倾向增大，负向修正时熔深增大，气孔数量和尺寸明显降低。CMT Mix弧长修正为0时焊缝宽度最大，无论正向或负向调节，焊缝宽度均减小。（4）CMT Mix电感修正正向修正时熔深减小，负向修正时熔深增大，且电感修正对熔深的改善效果优于弧长修正；电感修正对气孔无明显影响。（5）CMT Mix工艺现已有效解决了4系铝合金焊接的气孔问题，但对于加入Si元素的5系铝合金母材，仅凭工艺修正仍无法完全消除因熔池流动性差导致的焊缝内部H 2 气孔。5系铝合金焊接的关键在于焊前排查一切可能的H 2 来源（母材表面、焊丝、保护气、冷却水管路等）并进行化学清洁，调整CMT Mix高低能量比例，使得气孔在熔池冷却与气孔溢出之间达到动态平衡。1. 吴志明，李金龙，彭章祝.轨道交通车体用铝合金材料及其焊接技术［J］.金属加工：热加工，2021（02）： Z M， Li J L， Peng Z Z. 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Jiangsu： Jiangsu University， on CMT Mix Welding Technology for Aluminum Alloy Battery TrayMA JunSHAN ShiruiZHAO JunAbstract:On account of the defects such as welding deformation, unqualified penetration and large porosity tendency in aluminum alloy battery trays welding, the mm thickness 6061 aluminum alloy plate is taken as the research object. Based on the CMT Mix process from Fronius, the effects of shielding gas, Arclength correction and dynamic correction on the inner pore, penetration and weld width were studied. The results showe that the CMT Mix combines the characteristics of CMT short-circuit transfer and pulse transfer, the weld surface is well formed, the penetration is qualified, and the welding process has less spatter, the inner pores are well controlled, the welded joint is corresponding to the criterion of T/CWAN 0027—2022 battery tray weld manufacturing. Compared with pure Ar shielding gas, the protection effect of Ar+30%He is better, the pore number and size are more significantly reduced. When the Arclength correction is negative, the penetration of the weld increases, while the number and size of the pores inside the weld significantly reduce; when the dynamic correction is negative, the penetration and the size of the pores inside the weld obviously increase. Compared to the Arclength correction,the dynamic correction has a more obvious effect on the penetration than that of Arclength Mix；arclength correction；dynamic correction；porosity tendency；battery tray引用本文：马骏，单世瑞，赵军.CMT Mix在铝合金电池托盘焊接中的工艺研究［J］.电焊机，2022，52（10）：51-56. (MA Jun, SHAN Shirui, ZHAO on CMT Mix Welding Technology for Aluminum Alloy Battery Tray[J].Electric Welding Machine, 2022, 52(10): 51-56.)作者简介：马骏（1994—），男，硕士，焊接应用工程师，主要从事MIG/TIG/Plasma工艺应用的研究。中图分类号：TG442文献标识码：A本文编辑：唐凰