低熱輸入焊接技術(shù)的應(yīng)用前景

周漪清，林 放，薛家祥

(華南理工大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，廣東 廣州 510640)

焊接工藝

低熱輸入焊接技術(shù)的應(yīng)用前景

周漪清，林 放，薛家祥

(華南理工大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，廣東 廣州 510640)

作為最有效的焊接方法，低熱輸入焊接法被越來(lái)越多地應(yīng)用于汽車和造船工業(yè)中薄板和輕質(zhì)材料的連接，但是這種新的焊接技術(shù)在我國(guó)才剛剛起步。隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代，這種焊接技術(shù)有著廣泛的用途，低熱輸入焊接技術(shù)可廣泛應(yīng)用于鋁鎂合金、超薄板、異種材料的連接，對(duì)實(shí)現(xiàn)輕量化制造，節(jié)能降耗意義重大，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，特別適合于航空航天、高鐵和城際輕軌等制造業(yè)。

冷弧焊；薄板材料；輕質(zhì)合金

0 前言

低熱輸入焊接技術(shù)也稱冷焊技術(shù)，隨著工業(yè)制造有輕量化、強(qiáng)韌化、精密化的趨勢(shì)，冷焊技術(shù)日益受到學(xué)術(shù)界的關(guān)注。如今，新型輕合金材料的研發(fā)已受到世界各國(guó)的高度重視，許多傳統(tǒng)的鋼鐵材料已逐漸被綜合性能更為優(yōu)良的新型材料取代，隨著輕質(zhì)合金在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，以及工業(yè)對(duì)輕質(zhì)合金性能和加工技術(shù)的要求不斷提高，輕質(zhì)合金、鍍層鋼板、高強(qiáng)度薄鋼板等材料的焊接成為學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，既要保證焊接過(guò)程的穩(wěn)定，保證焊縫質(zhì)量，又要盡量減少熱能輸入，降低熱變形，因此，學(xué)術(shù)界開始尋找新的焊接方法，努力追求低能量輸入、節(jié)能環(huán)保且適宜薄板和輕質(zhì)材料焊接的新技術(shù)。冷焊接技術(shù)就是這類技術(shù)的典型代表。冷焊接技術(shù)自發(fā)明后，各大研究機(jī)構(gòu)和專業(yè)焊接設(shè)備公司競(jìng)相投入人力物力進(jìn)行相關(guān)的研究，先后推出了自己的研究成果，如奧地利的Fronius公司2004年推出的一種冷金屬過(guò)渡CMT(Cold Metal Transfer)焊接方法，2005年，首次將CMT技術(shù)應(yīng)用到汽車領(lǐng)域中；2005年的德國(guó)埃森焊接與切割展覽會(huì)上，德國(guó)EWM公司展示了一種適宜薄板焊接的Cold Arc技術(shù)；林肯公司的表面張力過(guò)渡STT(Surface Tension Transfer)專利技術(shù)；德國(guó)CLOOS公司推出了Cold Process冷焊技術(shù)；OTC公司提出了AC-CBT(AC Controlled Bridge Transfer)技術(shù)，即交流短路過(guò)渡控制技術(shù)。在國(guó)內(nèi)，北京理工大學(xué)開發(fā)了一種NLEI(New Low Energy Input)焊接新方法，這些低能量輸入焊接新方法極大地改進(jìn)了薄板、輕質(zhì)合金材料和異種材料的焊接技術(shù)，降低了生產(chǎn)成本，增強(qiáng)了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

1 低熱輸入焊接研究的應(yīng)用背景

隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代以及受能源危機(jī)與環(huán)境問(wèn)題的影響，船舶、集裝箱、汽車等制造業(yè)日益朝著節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境和輕量化制造的方向發(fā)展，鋁合金連接、鍍鋅鋼板連接以及鋁—鋼(鍍鋅鋼板)之間異種金屬的連接越來(lái)越多，汽車為了達(dá)到減重的目的，許多配件都采用鋁合金結(jié)構(gòu)。汽車制造業(yè)和其他工業(yè)中越來(lái)越多地采用高強(qiáng)薄板鋼材[1]，通常這些板材厚度在3.0mm以內(nèi)，要求在焊接時(shí)降低熱輸入、減少變形和改善可焊性，并保證焊接過(guò)程的穩(wěn)定性。因此，研究薄板低能量輸入焊接技術(shù)，有效地控制焊接電流、電壓輸出和熔滴過(guò)渡過(guò)程，提高焊接過(guò)程的穩(wěn)定性，對(duì)于滿足市場(chǎng)需求和提高焊接產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的意義。由于冷焊技術(shù)卓越的性能，以及對(duì)節(jié)能和輕量化制造的重要意義，許多國(guó)外的研究機(jī)構(gòu)都進(jìn)行了大量研究[2-3]。目前國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究還處于起步階段，沒(méi)有類似產(chǎn)品，因此，開展適用于輕質(zhì)合金—鋼等異種材料以及薄板焊接的冷焊技術(shù)研究已成為一項(xiàng)緊要的任務(wù)。

1.1 冷焊技術(shù)在新型材料焊接中的應(yīng)用

1.1.1 應(yīng)用于輕質(zhì)合金焊接

由于鋁鎂合金的特性及其在汽車等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，鋁鎂合金被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色工程材料”，擴(kuò)大鋁鎂合金在交通工具中的應(yīng)用對(duì)解決石油資源緊缺和全球氣候變暖具有重要意義。鋁鎂合金具有電阻率小、密度低、線膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱系數(shù)大、金屬原子活性大等物理特性，其物理特性決定了鋁鎂合金具有以下焊接特點(diǎn)：

(1)鋁鎂合金在空氣中和焊接時(shí)極易氧化，生成的氧化鋁熔點(diǎn)高，不易去除，會(huì)阻礙母材的熔化和熔合，易形成夾渣、未熔合、未焊透等缺陷。

(2)鋁鎂合金熔點(diǎn)低，易熔化，但其比熱容和熔化潛熱大，導(dǎo)熱率大，局部加熱較困難。

(3)鋁鎂合金的線膨脹系數(shù)約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍，故鋁鎂合金凝固時(shí)體積收縮率較大，焊件的應(yīng)力和變形較大，焊接熔池凝固時(shí)容易產(chǎn)生縮孔、縮松、熱裂紋和較高的內(nèi)應(yīng)力。

(4)鋁鎂合金對(duì)光、熱的反射能力較強(qiáng)，固、液態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)沒(méi)有明顯的色澤變化，焊接操作時(shí)很難判斷熔池狀態(tài)。高溫時(shí)鋁鎂合金強(qiáng)度很低，支撐熔池困難，容易焊穿。

(5)鋁鎂合金在液態(tài)時(shí)能溶解大量的氫，而固態(tài)時(shí)幾乎不溶解氫，在焊接熔池凝固和快速冷卻的過(guò)程中，氫來(lái)不及溢出，極易形成氫氣孔?；≈鶜怏w中的水分以及焊接材料和母材表面氧化膜吸附的水分都是焊縫中氫氣的重要來(lái)源[4-5]。

綜上所述，鋁鎂合金焊接時(shí)極易形成夾渣、未熔合、未焊透、縮孔、熱裂紋和氫氣孔等焊接缺陷，而氫氣孔更是鋁鎂合金最常見的缺陷[4]。冷焊技術(shù)可以精確控制輸入到焊絲或輸入到母材的熱量，特別是當(dāng)使用φ 1.2 mm或φ 1.6 mm焊絲時(shí)，有良好的搭橋能力，顯著減少熱輸入，提升焊接質(zhì)量。

1.1.2 應(yīng)用于超薄板焊接

(1)高強(qiáng)度薄板鋼材。高強(qiáng)度薄板鋼材料的焊接應(yīng)盡可能地采用冷弧焊接工藝。冷焊通過(guò)數(shù)字化協(xié)同控制電源和送絲機(jī)，以最少的燃弧能量實(shí)現(xiàn)了最佳的熔滴過(guò)渡，相比傳統(tǒng)的MIG／MAG脈沖弧焊工藝能顯著減少熱輸入。

(2)不銹鋼薄板。在現(xiàn)代工業(yè)中，不銹鋼材料的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，像容器制造業(yè)、食品機(jī)械工業(yè)和制管行業(yè)等。但是不銹鋼的焊接問(wèn)題也很明顯，如何控制熱變形、減少工件表面顏色的改變、如何提高焊接速度等。冷焊工藝很好地解決了這些問(wèn)題，不僅提高了焊接速度，還顯著地改善了熱輸入，減少了工件表面顏色的改變和熱變形。

(3)鍍層薄板。通過(guò)在鋼板鍍或滲上一層防腐材料(鍍鋅或滲鋁)來(lái)防銹，既高效又經(jīng)濟(jì)。焊接帶鍍層的板材時(shí)對(duì)鍍層的保護(hù)相當(dāng)重要，采用普通焊接方法，電弧熱量輸入太大會(huì)導(dǎo)致鍍鋅層的蒸發(fā)，鋅的揮發(fā)和氧化會(huì)導(dǎo)致氣孔、未熔合及裂紋，甚至影響電弧穩(wěn)定性[6]。因此，焊接鍍鋅板材最好是減少熱輸入量，而冷焊技術(shù)低熱量輸入正好滿足這一需要，通過(guò)采用合適的參數(shù)可以在達(dá)到最佳潤(rùn)濕效果的同時(shí)不破壞保護(hù)層。

1.1.3 應(yīng)用于異種材料焊接

異種金屬的連接在交通、汽車、集裝箱制造等行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越多。如將鋼與鋁及鋁合金焊接成為異種金屬結(jié)構(gòu)，可充分發(fā)揮材料的固有性能且節(jié)省材料，并發(fā)揮良好的經(jīng)濟(jì)效益。異種金屬之間焊接的困難主要表現(xiàn)為：對(duì)于大多數(shù)異種金屬組合來(lái)說(shuō)，兩種材料之間的熔點(diǎn)、密度、導(dǎo)熱性、熱膨脹性、晶體學(xué)特征、機(jī)械性能等相差較大。焊接性與它們?cè)谝簯B(tài)和固態(tài)時(shí)的互溶性及形成金屬間化合物(即脆性相)的性能等有密切關(guān)系。通常在液態(tài)下不能互溶的金屬(即“冶金學(xué)上的不相容性”)、熔化時(shí)分離的液層，冷卻結(jié)晶后彼此之間很容易分離開裂，所以不能采用常規(guī)的熔焊方法。若采用摩擦焊、超聲焊、擴(kuò)散焊和冷壓焊等焊接方法進(jìn)行焊接，也可以得到良好的接頭，但這些焊接方法主要應(yīng)用于厚板的連接，在薄板中難以應(yīng)用，另外還有一個(gè)共同的缺點(diǎn)就是難以自由選擇接頭形式，實(shí)際應(yīng)用范圍較窄[7-8]。冷焊相對(duì)于傳統(tǒng)的MIG／MAG焊接而言，電弧溫度和熔滴溫度比較“冷”，其特點(diǎn)是冷熱循環(huán)交替，熱輸入量比一般的熔化焊方法要少得多，并且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接[9]。因此，用冷焊方法焊接鋁合金和鋼有著重要的意義。

1.2 冷焊技術(shù)在企業(yè)轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用

制造業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，中國(guó)正逐漸成為全球的制造中心，但資源能耗過(guò)大的現(xiàn)狀制約了制造業(yè)的發(fā)展，加劇了我國(guó)資源、能源短缺和環(huán)境污染。在制造業(yè)中抓好節(jié)能降耗，積極推進(jìn)以節(jié)能減排為主要目標(biāo)的設(shè)備更新和技術(shù)改造意義重大。冷焊工藝作為一種新的工藝手段，能很好地起到節(jié)能降耗的作用，它在節(jié)能降耗方面的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：

一是對(duì)輕量化制造的意義。面對(duì)全球性的能源危機(jī)的現(xiàn)狀，越來(lái)越多的研究人員指出，輕量化是能源危機(jī)的完美解決方案。冷焊接技術(shù)能夠解決鍍鋅板和鋁板的焊接難題，可滿足汽車、航空航天等領(lǐng)域減重、節(jié)能的需要。有文獻(xiàn)研究表明，若汽車整車質(zhì)量降低10%，燃油效率可提高6%～8%；汽車車身約占汽車總質(zhì)量的30%，空載情況下，約70%的油耗用在車身質(zhì)量上，如車重減少100 kg，每100 km可省汽油0.5～0.8 L，CO2排放量將相應(yīng)減少。為了實(shí)現(xiàn)輕量化制造，超薄鍍鋅板以及輕型鋁合金材料的應(yīng)用已非常普遍[1]。由于薄板焊接對(duì)母材的熱輸入有嚴(yán)格的要求，既要保證焊接過(guò)程中的穩(wěn)定，形成優(yōu)質(zhì)美觀的焊縫，同時(shí)對(duì)母材要降低熱輸入，減少熱變形。常規(guī)的氣體保護(hù)焊不能滿足這類工件的焊接要求，采用冷焊是目前最為可行的方法。因此冷焊作為輕質(zhì)異種金屬材料的連接方式，在實(shí)現(xiàn)輕量化制造、節(jié)能減排方面具有重要意義。

二是對(duì)節(jié)能增效的意義。冷焊方法通過(guò)對(duì)焊接過(guò)程中電弧電壓和電流以及熔滴短路時(shí)焊絲脈動(dòng)送絲的精確控制，在熔滴短路過(guò)渡時(shí)，迅速降低電流，使過(guò)渡在小電流狀態(tài)下進(jìn)行，平均電流遠(yuǎn)低于普通的脈沖MIG焊，顯著降低了焊接的熱量輸入。Staubach等人提出了“通過(guò)冷焊工藝，在提高焊接質(zhì)量的同時(shí)可降低50%的熱輸入”[10]，在制造中采用冷焊逆變式焊機(jī)至少節(jié)電30%以上，有效地實(shí)現(xiàn)了采用新的加工方法和裝備的節(jié)能目標(biāo)。利用新的冷焊工藝，焊接速度可達(dá)2.0～6.0 m／min，能有效地提高生產(chǎn)率，提高企業(yè)能源利用率，實(shí)現(xiàn)增效節(jié)能。

2 低熱輸入焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前在國(guó)際上只有Fronius、EWM、林肯等少數(shù)幾家公司掌握冷焊技術(shù)，冷焊技術(shù)是結(jié)合了材料加工、電力電子、信號(hào)處理、自動(dòng)控制等理論和技術(shù)手段發(fā)展起來(lái)的新型焊接技術(shù)，是國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)發(fā)展的新興技術(shù)。

2.1 德國(guó)EWM公司的Cold Arc技術(shù)

在2005年的德國(guó)埃森焊接與切割展覽會(huì)上，德國(guó)EWM公司推出了一種新型的Cold Arc冷弧焊接技術(shù)，該技術(shù)采用逆變技術(shù)結(jié)合數(shù)字控制系統(tǒng)，通過(guò)在短路過(guò)后電弧再引燃時(shí)將電源輸出能量迅速降低，使焊接過(guò)程輸入能量降低。在2009年6月14屆北京國(guó)際埃森焊接展上，德國(guó)EWM公司演示了采用Cold Arc技術(shù)的薄板焊接，Cold Arc技術(shù)與傳統(tǒng)熔滴短路過(guò)渡的波形區(qū)別如圖1所示。Cold Arc技術(shù)采用波控技術(shù)，電弧從燃燒進(jìn)入短路階段，電弧被熄滅，熔池的表面張力將熔滴拉向熔池，使熔滴產(chǎn)生頸縮，隨后熔滴與焊絲分離，在焊絲和熔池之間又重新燃燒電弧，電流迅速下降，降低了短路過(guò)程中電弧重燃時(shí)出現(xiàn)的局部能量高峰，減少了飛濺，且熱影響小，工件變形小，在對(duì)鍍鋅板進(jìn)行焊接時(shí)可以最大限度地保護(hù)鍍鋅層。

圖1 冷弧焊熔滴過(guò)渡與傳統(tǒng)短路熔滴過(guò)渡的比較

而傳統(tǒng)的熔滴短路過(guò)渡在電弧重燃時(shí)，在熔滴脫落的瞬間，電壓急驟上升，以保證電弧重新引燃。由于電路中電感的存在，熔滴脫落后電流緩慢下降，因此在短路后電弧重燃的瞬間，電流和電壓值都很高，電弧能量大，在這一瞬間極易出現(xiàn)飛濺或電弧不穩(wěn)。在一般的薄板焊接中，由于短路過(guò)渡中電弧重燃時(shí)較高的電弧能量會(huì)產(chǎn)生許多不良影響，短弧焊重新燃弧的高能量會(huì)將焊件燒穿，在焊接鍍鋅板時(shí)容易破壞表面的鍍鋅層等。

2.2 Fronius冷金屬過(guò)渡(CMT)技術(shù)

奧地利Fronius公司的CMT法是在短路過(guò)渡基礎(chǔ)上開發(fā)的。普通的短路過(guò)渡過(guò)程是：焊絲熔化形成熔滴→熔滴與熔池短路→小橋爆斷，短路時(shí)伴有大電流(即大能量輸入)和飛濺。而CMT通過(guò)特殊的波形控制減小了電弧能量輸入，同時(shí)較低的短路電流也降低了短路階段產(chǎn)生的電阻熱，可以更精確地控制焊接熱輸入。在短路過(guò)渡過(guò)程中，CMT將熔滴尺寸控制在一定范圍內(nèi)，防止滴狀過(guò)渡的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的短路過(guò)渡；另外，特殊的抽拉式的脈動(dòng)送絲能夠有效幫助熔滴脫落，避免了大的電磁力和電爆炸，顯著地降低電弧能量，有效消除了飛濺，滿足超薄鍍鋅板與輕型鋁合金材料的焊接，擴(kuò)展了MIG／MAG焊在金屬連接中的應(yīng)用范圍[2]，CMT一個(gè)周期熔滴過(guò)渡示意如圖2所示[11]。CMT具有推拉送絲特點(diǎn)的送絲機(jī)如圖3所示[11]。這種送絲機(jī)在發(fā)生短路時(shí)可反轉(zhuǎn)回抽焊絲，讓焊絲與熔滴分離，使熔滴在幾乎無(wú)電流狀態(tài)下過(guò)渡，母材熔化時(shí)間極短，起弧速度加快，熱能輸入低，焊接形變小，搭橋能力強(qiáng)，焊縫美觀，從根本上消除了飛濺產(chǎn)生的原因，其創(chuàng)意新穎獨(dú)特[13-14]，但是CMT也存在不足之處：

圖2 CMT一個(gè)周期熔滴過(guò)渡示意

圖3 CMT焊接采用的獨(dú)特的推拉送絲機(jī)

(1)送絲由送絲機(jī)驅(qū)動(dòng)，回抽由焊槍上的無(wú)齒輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同步協(xié)同控制要求高，系統(tǒng)控制過(guò)于復(fù)雜，技術(shù)難度大。

(2)回抽有阻力，需要軟管緩沖，反復(fù)推拉(抽送頻率70 Hz)會(huì)在焊絲中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，使強(qiáng)度低的鋁合金類焊絲折斷。

(3)對(duì)送絲機(jī)要求高，既要完成送絲任務(wù)，又要完成焊絲的回抽任務(wù)，焊絲抽送頻率達(dá)60～70 Hz，因此系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求高，送絲設(shè)備昂貴。

2.3 林肯的STT技術(shù)

林肯公司的表面張力過(guò)渡技術(shù)(Surface Tension Transfer，簡(jiǎn)稱STT技術(shù))是CO2焊接技術(shù)的一個(gè)突破，經(jīng)過(guò)近幾年的實(shí)踐，這一技術(shù)已經(jīng)接近成熟，且在工業(yè)領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。

STT采用計(jì)算機(jī)控制電路對(duì)CO2脈沖進(jìn)行波形控制，控制電弧的瞬間能量，使電弧的瞬間能量能按要求進(jìn)行供給。由于液體金屬表面張力和電磁收縮力的作用，CO2焊接短路過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生液橋和頸縮液橋，如果在頸縮過(guò)程中不迅速減少能量的輸入，液橋就會(huì)因能量過(guò)剩而產(chǎn)生爆斷，從而產(chǎn)生大量的飛濺。STT技術(shù)就是根據(jù)CO2短路過(guò)渡中不同的階段，及時(shí)改變電流的大小，消除金屬液橋的爆斷，從而達(dá)到減少飛濺的目的，通常STT技術(shù)可以將飛濺率控制在1%以下。由于基值電流一般控制在80A以下，平均電流在150A以內(nèi)，電弧的能量較低，熔深較淺，適用于薄板和輕質(zhì)金屬材料的焊接。

2.4 其他公司和研究機(jī)構(gòu)的冷焊技術(shù)

OTC公司提出的AC-CBT(AC Controlled Bridge Transfer)技術(shù)，即交流短路過(guò)渡控制技術(shù)，通過(guò)在正(EP)負(fù)(EN)輸出極性之間相互切換進(jìn)行焊接，其極性比率可按需求進(jìn)行變換。這種方法搭橋能力好，能夠滿足不同材料薄板低能量輸入焊接的要求，熔敷率也可以按要求自行調(diào)節(jié)。AC-CBT技術(shù)對(duì)薄板的焊接效果良好，減少了能量的輸入，降低了CO2／MAG焊接過(guò)程中的飛濺，缺點(diǎn)是在輸出極性切換時(shí)，弧長(zhǎng)的穩(wěn)定性控制較困難。

國(guó)內(nèi)大學(xué)和研究所如哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京理工大學(xué)、華南理工大學(xué)和哈爾濱焊接研究所等都進(jìn)行了冷焊技術(shù)的研究工作。北京理工大學(xué)開發(fā)出了一種NLEI(New Low Energy Input)焊接新方法，焊接過(guò)程中，焊絲的推拉運(yùn)動(dòng)與電流波形相配合，實(shí)現(xiàn)低能量輸入焊接。2002年華南理工大學(xué)進(jìn)行了CO2／MAG的波控焊接實(shí)驗(yàn)，減少了短路過(guò)程中的液橋爆斷現(xiàn)象，有效地降低了焊接過(guò)程中的飛濺，并成功地進(jìn)行了鋁合金薄板材的焊接實(shí)驗(yàn)，取得了階段性的成果。

3 冷焊技術(shù)尚需解決的關(guān)鍵技術(shù)

從冷弧焊的工作原理來(lái)看，目前還有許多關(guān)鍵技術(shù)有待突破，其系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜、成本高、難于推廣，如一臺(tái)可用于CO2冷焊接的電源需要30多萬(wàn)元。送絲結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高，EWM的Cold Arc冷電弧焊接是采用類似于林肯的表面張力(STT)過(guò)渡技術(shù)，主要依靠電子電抗器實(shí)現(xiàn)電流的波形控制，在熔滴短路過(guò)渡時(shí)將主電路中的濾波電感用電子開關(guān)旁路掉，使主電路電流急劇下降。這種方法的冷弧時(shí)間短且不可控制，效果不好，適用范圍窄。而在送絲控制上沒(méi)有給予足夠的重視。

綜上所述，由于冷焊工藝的復(fù)雜性，技術(shù)有待成熟，需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有以下幾方面：

(1)精確、可靠的波形協(xié)同控制技術(shù)，確保在熔滴過(guò)渡時(shí)電流為零。

(2)穩(wěn)定、兼容性強(qiáng)的送絲方式。針對(duì)Fronius存在焊槍上回抽易導(dǎo)致焊絲折斷的缺點(diǎn)，必須研制出能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠工作，且能兼容各種尺寸焊絲的送絲機(jī)。

(3)針對(duì)目前冷焊送絲機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、兼容性差、價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)，需研制出成本更低、兼容性更強(qiáng)的送絲機(jī)。

4 結(jié)論

冷焊技術(shù)在薄板、輕質(zhì)、異種材料的焊接上有著廣闊的應(yīng)用前景，符合國(guó)家“十二五”期間節(jié)能減排的要求。冷焊技術(shù)突破了現(xiàn)有焊接工藝的限制，可以直接實(shí)現(xiàn)異種金屬、涂層金屬、超薄板的焊接，能應(yīng)用于汽車、船舶、航天等重要行業(yè)。開展冷焊技術(shù)研究，有助于企業(yè)實(shí)現(xiàn)輕量化制造，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，縮小我國(guó)在焊接設(shè)備領(lǐng)域與世界先進(jìn)國(guó)家的差距，打破國(guó)外壟斷，降低生產(chǎn)成本，加強(qiáng)我國(guó)制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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Application prospect of low heat input welding technology

ZHOU Yi-qing，LIN Fang，XUE Jia-xiang
(School of Mechanical＆Automotive Engineering，South China University of Technology，GuangZhou 510640，China)

As the most efficient welding method，the low heat input welding is used to join more and more sheet metal materials and light alloy materials in automobile and shipbuilding industry，but this new welding technology in China is starting now.Along with the national industrial upgrading，this new welding technology has wide usage，can be widely used to join Mg-Al alloy，ultra thin sheet steel and dissimilar metal material pieces，is of great significance for saving energy，reducing consumption and realizing lightweight manufacturing in manufacturing industry，conform to the state industrial policies，particularly suitable for aerospace，high-speed railway and inter-city rail manufacturing industry.

cold arc welding；sheet metal materials；light alloy

TG456.4

C

1001-2303(2011)07-0038-05

2011-04-27

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50875088)；廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2008B010400006)

周漪清(1962—)，男，湖北宜昌人，博士，副教授，主要從事現(xiàn)代電源與智能控制技術(shù)的研究工作。