带极GMA焊

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在常规GMA焊保证良好的焊接接头性能的同时，对其高效、低成本的需求在不断的增长。在提高送丝速度和熔敷率的同时，必须保证高性能的焊接质量。一般来说，如果一种焊接工艺的熔敷率（表示焊丝金属的熔化率）大于8kg/h，就可以认为是高性能的焊接工艺。


相对于在单丝焊中提高送丝速度，在双丝焊中可以用“tandem”方式，这种方式的特点是两根焊丝同时熔化。在单丝焊中要想获得高的熔敷率，也许会产生咬边现象，同样在tandem焊的情况下也会产生其它问题，例如焊枪的导向问题（特别是在弯曲的焊接路径中），因为在焊接方向中主丝和辅丝必须保持相对位置的一致性。


帯状电极GMA焊接工艺是由德国研究人员从2001年开始研究，并发展起来的一种高效焊接工艺。其熔敷率超过11kg/h。和tandem双丝焊相比，只需一台焊接电源，同时非常容易设置焊接参数。带极GMA焊使用矩形截面的扁平状电极代替常规GMAW的圆柱焊丝进行焊接，实现原理如图所示。带极GMA焊工艺实现的关键是根据采用的带状电极尺寸，设计恰当的电极夹；为保证带极连续稳定的送进，通常需要采用推-拉式送带机构。




与传统的圆柱焊丝GMA焊相比，带极GMA焊具有如下优点：


(1) 带极GMA焊接设备较简单，工艺参数调节易控制，电弧电压低，焊缝金属稀释率小。


(2) 带极GMA焊电弧整体扩展，电弧截面梯度小，电弧压力小；熔滴在过渡过程中沿带极端部不断移动，熔滴对熔池的冲击作用较弱。由此可以实现大电流高速焊接，比传统丝极焊接速度可提高30~50%，焊钢时熔敷率可达到11kg/h，焊铝时可达4kg/h。熔敷率介于双丝GMA焊和焊丝GMA焊之间，但设备成本较双丝焊要低得多。


(3) 焊缝不易产生咬边、气孔等缺陷；对间隙的填缝能力较强，大大降低了焊件的装配要求，尤其适合于薄板高速焊。


带极GMA焊的不足在于需要带状焊材。而制造带状焊材需要焊材制造商新建或改造现有的焊丝生产线，国内提供这种焊材的厂商目前很少。相信将来随着焊材制造商的批量供应，带极GMA技术将会得到一定程度的推广和应用。另外在机器人柔性焊接中可能会遇到送丝方面的问题。





由于带状电极GMA焊电弧的非柱对称分布，电弧体积大，截面梯度小，导致电弧压力小；同时熔滴在过渡过程中不断沿带极端部运动，大大的削弱了熔滴对熔池的冲击作用。这两个因素使得带极GMA焊在大电流高速焊和高熔覆率焊接方面具有较大的应用潜力。


带极GMA焊与常规丝极GMA焊的适用材料相同，可以用于黑色金属和有色金属及合金的焊接和堆焊，适焊位置灵活，可以用于空间焊缝和全位置焊