CMT焊接工艺及其应用

CMT焊接工艺及其应用

一、冷金属过渡（CMT）焊概述：

1、意义：冷金属过渡技术 (CMT)是近年来焊接工艺的一次突破，其创造性地将焊丝运动与熔滴过渡过程相结合，实现了低能耗、高品质的焊接。

2、特点：

（1）、良好的电弧稳定性：CMT焊接系统送丝过程受控并且和电弧过程相结合，可以机械检测弧长并快速调节，这使得CMT的电弧非常的稳定。

（2）、精确的能量输入控制：CMT技术实现了无电流状态下的熔滴过渡。当短路电流产生，焊丝即停止前进并自动地回抽。在这种方式中，电弧自身输入热量的过程很短，短路发生，电弧即熄灭，热输入量迅速地减少，可以获得最低能量的输入。

（3）、优异的搭桥能量输入：CMT技术具有优异的电弧稳定性和精确的低能量输入，具有优异的搭桥能力，对装配间隙和错边的要求低，根焊焊道也可以获得很好的的背面成型

（4）、更快的焊接速度：CMT过渡的频率高达60—70 Hz，焊丝主动回抽促进熔滴的脱落，焊接速度可达450—600 mm／min，能够明显地提高焊接效率。

3、应用：

（1）、材料应用领域：CMT技术拥有广泛的应用领域。几乎可以应用与所有已知的材料。

（2）、行业应用：机车制造行业、航天领域、桥梁和钢结构。

二、CMT工艺原理及设备：

2.1、CMT工艺原理：

（1）、数字式焊接控制系统感知电弧生成的开始时间，自动降低焊接电流，直到电弧熄灭，并调节脉冲式的焊丝输送，这种脉冲式焊丝输送有效改善了焊丝

熔滴的过渡。

（2）、在熔滴从焊丝上滴落之后，数字控制系统再次提高焊接电流，并进一步将焊丝向前送出。之后重新生成焊接电弧，开始新一轮的焊接过程。

（3）、或者说系统监测到一个短路信号，就会反馈给送丝机，送丝机作出回应回抽焊丝，从而使得焊丝与熔滴分离，使熔滴在无电流状态下过渡（70HZ）。

2.2、CMT与传统短路焊接工艺比较：

CMT焊与普通 GMAW 有三个最大的不同：

（1）、将焊丝运动与焊接过程相结合：在焊丝前行过程中，一旦数字过程控制器检测到短路电流，便控制送丝机构回焊丝，以促成焊丝与熔滴的分离。此“前进一后退”频率可高达9 0次每秒。

（2）、焊接热输入量降低：CMT技术实现了无电流状态下的熔滴过渡。焊丝与工件短路时，电流转变为小的短路电流，送丝机停止送丝并自动回抽焊丝。这样就减少了电弧输入热量的时间，短路时电弧熄灭，大幅降低了热输入量。此过程不断重复，便形成了冷-热-冷-热的循环。

（3）、无飞溅焊接短路发生期间：焊丝回抽以帮助熔滴分离，此时短路过程是可控的，并且短路电流很小，可做到无飞溅焊接。精确的熔滴过渡及分离控制保证了每个过渡周期内过渡到焊缝的填充金属的量都是相等的。

2.3、CMT设备：

CMT机器人焊接系统主要由如下八个部分组成：

（1）、TPS系列 CMT电源。全数字化微电脑处理器控制和全数字化 GMAW 逆变电源。

（2）、遥控操作面板。友好的控制界面，Q-Master功能控制，向导指引模式，系统化的菜单结构，还具有人工管理功能。

（3）、水箱。设计紧凑牢靠，功率强大，确保了对焊枪的冷却效果。

（4）、机器人控制柜。适用于常用型号机器人，兼容数字信号、模拟信号及field-bus等数据传输模式。

（5）、送丝机。数字化控制，兼容各种规格型号的送丝管。

（6）、CMT自动焊枪。全数字化控制，设计轻巧。采用交流伺服电动机直接驱动，保证了精确的送丝及恒定的送丝压力。

（7）、缓冲器。在两个送丝机构之间为焊丝提供缓冲的空问。缓冲器可以悬挂在平衡器上，也可以直接安装机器人的第三轴上。

（8）、焊丝盘（桶）。

三、CMT应用：

CMT技术不仅降低了热输入量,而且与脉冲MIG焊相比，焊丝熔化率更高。通过调整电流短路持续时间，焊丝熔敷率改变很小的情况下即可以控制熔深。另外，将CMT工艺与脉冲MIG焊相结合，可以大大扩展可以焊接的材料厚度，而且焊缝成形美观。也就是说CMT技术提供了一个焊接热输入量非常低而且焊缝成形美观的平台，可以在此基础上提高焊接能量的输入，使之应用范围扩大。目前CMT三个主要应用是：

（1）、无飞溅的MIG钎焊。由于很低的热输入量以及真正的无飞溅焊接，使之可以进行钎焊。独特的熔滴过渡方式，使它可以适于各种位置的钎焊。效率和应用范围与传统钎焊相比，效率更高，应用更广。

（2）、焊接薄板。CMT解决了传统气体保护焊热输入量大，和因此带来的焊接变形大，飞溅大的问题。非常适于焊接薄板材料，甚至到0.3mm的超薄板，并且无需担心烧穿和塌陷。在薄板的焊接过程中，由于传统的MAG焊在焊接过程中会产生较多的焊接飞溅，焊后需要大量的打磨工作。采用CMT焊进行薄板焊接，可以很好的解决焊接飞溅的产生。一般薄板焊接后，会在焊缝长度方向上产生收缩变形，宽度方向发生角变形，通过对比外蒙皮试板的收缩量和变形量，来判断CMT焊机用于薄板焊接的优异性。

（3）、钢与铝的异种金属焊接。随着汽车行业越来越多的应用铝板。钢与铝的连接也就是一个必须解决的问题。人们对此进行大量的研究，热连接或者普通的熔焊，在连接钢与铝时产生较厚的脆性金属间化合物，这影响了接头性能。在用CMT焊接镀锌钢板与铝的研究中，CMT可以很好的控制脆性金属间化合物的厚度，保证接头的力学性能。在焊接铝与镀锌钢板时减少锌层的蒸发，保证了材料的抗腐蚀性。

四、参考文献：

1、白正华.CMT先进工艺特点及其应用

2、安嘉.CMT冷金属焊接系统的工艺特点

3、百度百科.CMT焊接

4、百度文库.CMT技术

5、百度文库.CMT工艺应用及其研究现状