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《江苏科技大学》 2011年
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活性剂CMT焊接技术研究

宋辉  
【摘要】:CO_2气体保护焊在汽车中的应用越来越多,但因其电铆焊接时熔深浅、飞溅大等缺点,限制了其在汽车制造中的进一步应用。CMT(Cold Metal Transfer)焊接工艺因其利用其极稳定的电弧、极低的热输入量来实现无飞溅焊接的特点,现主要用于焊接薄板或超薄板、异种金属焊接和堆焊等方面。但CMT焊接熔深较小的特点,也限制了其应用。近几年来,活性剂焊接已得到广泛研究,目前已经取得了很大的进展,本文就活性剂CMT焊接展开了较为系统的研究。 针对CMT焊接工艺特点,本文确定了CMT一元化焊接的影响因素。采用正交试验法,确定了试验所用最佳焊接工艺参数。最终通过验证试验,制定了本文研究所用焊接工艺方案。 选择Fe_2O_3、Al_2O_3和MgCO_3等9种CMT焊接用活性剂。提出了单组元和多组元活性剂的加工混匀方法,确保活性剂性能稳定,试验结果重复性好。试验酒精代替丙酮作为活性剂焊接用乳化剂的可行性,改善焊接工作条件。通过单组份活性剂试验,研究单一活性剂对焊缝熔深、焊缝成形等方面的影响,通过对试验过程和结果的研究,单组元活性剂B_2O_3、SiO_2和Al_2O_3能显著增加焊缝熔深,活性剂B_2O_3和SiO_2对焊缝成形有恶化趋势。 通过对比研究CO_2与Ar气体保护下的活性剂焊接,电弧气氛差异较大。CO_2电弧由于自身特性,电弧压缩,热量集中。活性剂对电弧气体电离和电极发射电子两个物理过程都产生重要影响,活性物质的加入使得电离电压降低,电弧稳定。活性剂CMT焊接中,活性剂能使焊缝熔深增加是电弧压缩和表面张力共同作用的结果。其中B_2O_3和SiO_2使焊缝熔深增加最为明显,这与B和Si两元素具有大的电阻率有关。 比较了各种试验方法优缺点后,结合实际采用配方均匀设计法进行活性剂配比。分析和确定了配方均匀设计所需的试验因素、试验水平,最终生成了U_(12_(12~5)均匀试验表。通过均匀设计法,试验表明B_2O_3、SiO_2和Al_2O_3三种物质在活性剂配方中占主要作用。通过进一步试验,确立了一种基础配方PF0,确定了相关成份的比例。最后在汽车零部件上进行模拟焊接试验应用,得到了熔深提高20%以上的工艺效果且焊接工艺过程稳定、成形良好,结果表明活性剂CMT焊接具有良好的应用前景和研究价值。
【学位授予单位】:江苏科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG444

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