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1. 概述 CMT技术是在短路状态下焊丝的回抽运动帮助焊丝和熔滴分离，通过对短路的控制，保证短路电流很小，从而使得熔滴过渡无飞溅。当数字化的过程监测到一个短路信号，就会反馈给送丝机，送丝机做出回应回抽焊丝，从而使得焊丝与熔滴分离，这种过渡方式完全区别于传统的熔滴过渡方式。在这种方式中，电流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，整个焊接过程即在冷热交替中循环往复进行。 实现CMT技术的关键是开发与之配套的系统设备，其中送丝机构要符合要求。在整个系统中有两个独立的送丝系统，一个是带拉丝机构的焊枪；另一个是将焊丝从焊丝盘中抽出并送出的机构，两套系统都实现了数字化控制。作为“冷”焊技术，CMT同时还解决了传统弧焊中很多难以克服的缺点，比如实现了无飞溅起弧，减少了焊后清理工作；在对薄板对接焊时能够不需要背面气体保护而进行工作，最小板厚达到了0.3mm；良好的搭桥能力使得焊接操作过程容易实现自动焊。 2. CMT焊的应用优势 根据高速、轻量化的要求，机车车体外蒙皮，流线型司机室外蒙皮大都采用的1~3mm薄板结构。外蒙皮的平面度及焊缝的美观度对机车质量具有重要影响。传统的弧焊在薄板焊接过程中极易产生较大的焊接变形。CMT焊在轻量化机车的薄板焊接方向与传统MIG/MAG焊具有独特优势。 （1）快速引弧 与传统的MIG/MAG焊在薄板焊接时，CMT焊具有引弧可靠迅速，短时间内即可熔化母材。普通的MIG/MAG焊在焊接过程中，焊丝干伸长改变时，焊接电流会增加或者减少。而CMT焊焊丝的干伸长改变时仅仅改变送丝速度，不会导致电流的变化从而实现焊缝一致的熔深，同时弧长高度的稳定性，使得焊缝外观成形能够达到均匀一致。CMT焊与普通MIG/MAG薄板焊对比如表1所示。 （2）较快的焊接速度 焊接速度快可提高劳动效率，适用于轻量化机车产品的大批量生产。CMT过渡是电弧不停的燃烧、熄灭，每秒70多次的高频率，而电弧每重新引燃一次就能够修正一次电弧，保证了电弧的稳定性。在干伸长或者焊接速度改变的情况下，电弧长度也能够保持一致，在焊接速度加快的情况下，也不会出现断弧的情况。 （3）热输入小 低热输入量，良好的搭桥能力，使得薄板装配间隙要求降低，可适用于流线型司机室蒙皮的焊接。CMT的熔滴过渡时在电流几乎为零的情况下，通过焊丝的回抽将熔滴送进熔池，热输入量迅速减少，对焊缝持续的热量输出的时间非常短，从而给焊缝一个冷却的过程，降低了薄板焊接变形量，同时使得焊缝形成良好的搭桥的能力，进而降低了薄板工件的装配间隙要求。而流线型司机室外蒙皮多为空间不规则结构，致使蒙皮之间的对接焊缝间隙不均匀，采用CMT焊接，能够满足这种焊缝的焊接，降低了蒙皮焊缝间隙的要求，同时也无需担心焊缝的塌陷和烧穿，焊后蒙皮变形量较小，保证了焊后司机室整体的流线型结构。司机室蒙皮薄板的对接如附图所示。 司机室蒙皮薄板的对接 （4）无飞溅起弧 CMT焊接无飞溅起弧的特点减少了焊后清理工作。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。 （5）焊接变形量较小 现采用轻量化机车2mm外蒙皮分别进行CMT焊机与MAG焊进行对接焊接对比。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。在焊后通过对外蒙皮试件的收缩量和变形量进行测量，得知CMT焊接产生的变形量和收缩量均小于MAG焊产生的变形量（见表2）。 3. 结语 通过CMT焊与MIG/MAG焊在薄板焊接方面的对比，发现CMT焊在薄板焊接方面具有巨大优势。CMT薄板焊机第一次将焊丝的运动同熔滴过渡过程相结合，在焊接过程实现冷热交替，能够控制短路电流实现无飞溅过渡，焊接时具有低热输入量，焊后变形小，搭桥能力好，焊缝均匀一致，焊接速度高，运行成本低等特点， 因此适用于超薄板材的焊接，可广泛应用于焊接的各个领域。 作者简介：赵希龙、刘静，中车大连机车车辆有限公司。 |
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