壓電驅動GMAW 短路過渡行為控制

肖珺，王志浩，陳樹君，蓋勝男

(北京工業大學智能成形裝備與系統研究所,汽車結構部件先進制造技術教育部工程研究中心,北京,100124)

0 序言

熔化極氣體保護焊(gas metal arc welding，GMAW)是目前最常用的一種焊接方法，同時也是金屬材料增材制造(3D 打印) 一種重要的基礎工藝.熔化極用于焊接和增材制造的主要優勢在于其熔敷效率高[1-6].而傳統熔化極電弧的自身強耦合特性導致無法根據特定任務的需求，自由控制電流電壓波形和熔滴過渡行為以得到預期的熱、質、力傳遞狀態，難以適應現代精密焊接加工和增材制造的應用需求.因此，如何改善低熱輸入下熔滴過渡問題成為熔化極氣體保護焊領域一個重要挑戰，其關鍵在于附加外力作用于熔滴，替代電弧電磁力的作用.Fronius 公司在2004 年提出一種冷技術過渡技術(cold metal transfer,CMT)，利用送進-回抽往復送絲控制方法，主動促進熔滴短路后回抽焊絲拉斷液橋，實現了穩定的柔順無飛濺短路過渡；肖珺等人[7-8]在傳統熔化極電弧焊接過程中使用激光脈沖照射熔滴，獲得完全電流解耦的熔滴過渡，過渡形式可以是短路過渡或射滴過渡，但是其激光瞄準精度要求較高且設備較為復雜；此外，哈爾濱工業大學Zhang 等人[9]提出一種利用液滴強迫共振促進其過渡的方案，通過凸輪-彈簧裝置巧妙地實現了電極的往復振動激發熔滴振蕩，但由于凸輪系統慣性導致頻率上限較低，不能實現完全的熔滴過渡解耦.哈爾濱工業大學Fan 等人[10]嘗試將……