汽車鋁合金CMT與MIG工藝應用及對比

2019-04-09 11:11:23·  來源:汽車技研
 
汽車鋁合金CMT與MIG工藝應用及對比隨著鋁車身的應用,對應的連接工藝也帶來新的挑戰(zhàn),除了(spr、fds、tox、壓鉚、拉鉚)的應用,鋁的焊接也占有舉足輕重的地位,今天將主要介紹一下CMT與MIG。CMT工藝CMT是在短路過渡的基礎上開發(fā)出來的
汽車鋁合金CMT與MIG工藝應用及對比
隨著鋁車身的應用,對應的連接工藝也帶來新的挑戰(zhàn),除了(spr、fds、tox、壓鉚、拉鉚)的應用,鋁的焊接也占有舉足輕重的地位,今天將主要介紹一下CMT與MIG。
 
CMT工藝
CMT是在短路過渡的基礎上開發(fā)出來的,在電弧產(chǎn)生的過程中,焊絲向熔池中運動,當焊絲伸及熔池時,電弧熄滅,焊接電流降低,此時焊絲回抽來促進熔滴分離,將熔滴送進熔池。其工藝過程如下:
Ø  電弧產(chǎn)生過程中,填充金屬向熔池中運動;
Ø  當熔滴進入熔池,電弧熄滅,電流減?。?/div>
Ø  焊絲回抽使熔滴脫落,短路電流保持較小值;
Ø  焊絲進行反向運動,熔滴過渡依此過程循環(huán)往復。
工藝特點
1. 極佳的間隙搭橋能力(例如在2mm厚度的鋁材上間隙橋接能力比脈沖電弧焊從1mm提高2.5mm)
2. 極少的飛濺(與脈沖電弧焊和浸轉移相比,其飛濺降低達99%)
3. 變形小(因為較低熱量輸入可以更好的避免變形,對應鋁的變形會很小,提高了精度,減少了焊接準備和后期清理)
4. 極低的熱量輸入,相比tig冷焊絲減少了90%的熱量輸入
5. 焊接速度快(在同等焊縫質(zhì)量和相同側壁濕潤的情況下,速度提高10倍,并且具有極佳的焊縫外觀——魚鱗紋)
CMT現(xiàn)場焊接圖
因為過程對零件帶來的變形很小,且可以實現(xiàn)鋁鋁及鋼鋁的連接,目前CMT在特斯拉、通用CT6、奧迪A8、蔚來等車型應用。
CMT應用圖
MIG工藝
MIG焊接是惰性氣體(惰性氣體為98%氬氣,2%氧氣)將焊接部分被覆,促使電弧穩(wěn)定及防止焊接質(zhì)量變化,利用電弧熱熔融焊接部分的金屬,并送人焊條使焊縫連接的焊接方法(MAG熔化極活性氣體保護焊,80%氬氣,20%二氧化碳;CO2焊指的是使用CO2氣體的焊接,即我們俗稱的二保焊)
MIG原理圖
工藝特點
1. 焊接成本低。
2. 生產(chǎn)效率高。其生產(chǎn)率是手工電弧焊的1~4倍。
3. 操作簡便??蛇M行全位置焊接而且可以向下焊接。
鋁MIG/MAG焊目前遇到的問題:
1. 采用鋁合金后,材料厚度比原來的更薄,易出現(xiàn)工件焊穿現(xiàn)象;
2. 焊后更易變形;焊后易出現(xiàn)焊接裂紋;
3. 熱影響區(qū)母材強度易弱化;焊接系數(shù)約0.6
4. 鋼和鋁異種金屬之間不易連接,對于一些特殊材料的鋁無法焊接
目前mig在全鋁車身應用廣泛,因為過程簡單,在小螞蟻、愛馳、風神、蔚來等車型應用,不過車身的變形和扭擰度是個考驗,對于實際的焊接操作要求較高。
白車身應用圖
CMT與MIG對比:
Ø  快速引弧
與傳統(tǒng)的MIG/MAG焊在薄板焊接時,CMT焊具有引弧可靠迅速,短時間內(nèi)即可熔化母材。普通的MIG/MAG焊在焊接過程中,焊絲干伸長改變時,焊接電流會增加或者減少。而CMT焊焊絲的干伸長改變時僅僅改變送絲速度,不會導致電流的變化從而實現(xiàn)焊縫一致的熔深,同時弧長高度的穩(wěn)定性,使得焊縫外觀成形能夠達到均勻一致。
Ø  熱輸入小
低熱輸入量,良好的搭橋能力,使得薄板裝配間隙要求降低。CMT的熔滴過渡時在電流幾乎為零的情況下,通過焊絲的回抽將熔滴送進熔池,熱輸入量迅速減少,對焊縫持續(xù)的熱量輸出的時間非常短,從而給焊縫一個冷卻的過程,降低了薄板焊接變形量,同時使得焊縫形成良好的搭橋的能力,進而降低了薄板工件的裝配間隙要求。
-無飛濺起弧
 
CMT焊接無飛濺起弧的特點減少了焊后清理工作。在薄板的焊接過程中,由于傳統(tǒng)的MIG焊在焊接過程中會產(chǎn)生較多的焊接飛濺,焊后需要大量的打磨工作。采用CMT焊進行薄板焊接,可以很好的解決焊接飛濺的產(chǎn)生。
 
-焊接變形量較小
 
通過試驗對2mm外蒙皮分別進行CMT焊機與MAG焊進行對接焊接對比。一般薄板焊接后,會在焊縫長度方向上產(chǎn)生收縮變形,寬度方向發(fā)生角變形,通過對比外蒙皮試板的收縮量和變形量,來判斷CMT焊機用于薄板焊接的優(yōu)異性。在焊后通過對外蒙皮試件的收縮量和變形量進行測量,得知CMT焊接產(chǎn)生的變形量和收縮量均小于MIG焊產(chǎn)生的變形量

總結
通過CMT焊與MIG焊在薄板焊接方面的對比,發(fā)現(xiàn)CMT焊在薄板焊接方面具有巨大優(yōu)勢。且CMT焊能夠?qū)崿F(xiàn)無飛濺過渡,焊接時具有低熱輸入量,焊后變形小,搭橋能力好,焊縫均勻一致,焊接速度高, 因此適用于超薄板材的焊接,在為了將會有更廣泛的應用潛力。