虽然焊接钢是常规做法，但越来越多的公司，尤其是卡车拖车制造商，正在转向使用铝制零件，以满足客户对更高效、更轻量化车辆的需求。然而，成功使用铝需要特别考虑以维持焊接操作。

GMAW 和 GTAW 之间的差异

电源的***新进展现在正在将应用弧焊机器人的讨论从“我可以焊接我的零件吗？” 到“我希望焊缝看起来像什么？”

GMAW 使用消耗性电极连续进料以形成焊缝，从而实现快速的行进速度，并为机器人提供工艺公差（焊缝可重复性），该公差可保持在焊丝直径的正负一半。GMAW 理想的焊接外观光滑、均匀的焊珠，没有明显的凝固线（波纹）。

气体钨极电弧焊 (GTAW) 使用非消耗性电极形成熔池，而焊工巧妙地平衡母材的熔化与添加的填充材料，形成形成焊道的明确凝固线（波纹）。GTAW 生产的“堆叠硬币”或“分层硬币”外观在美学上令人愉悦，并代表其他人的手工制作品质。

焊接铝和钢的区别

铝的特性与钢有很大不同，您必须了解它们才能成功地自动化铝合金的 GMAW。

导热系数。由于其高导热性，铝在开始时很难加热。一旦加热，它会在较低的温度下熔化。当将厚部分焊接到薄部分时，这会使制造过程更加困难，因为热量通常会吸收到较厚部分中，从而难以熔合或连接较薄部分。

材料柔软度。铝比钢更软，可能会给送丝电极带来挑战。通臂式机器人的进步有助于减少过去困扰铝送丝的几个问题。

颜色和流动性。也许铝和钢之间***明显的区别是铝在加热时不会改变颜色，而钢水会变成红色到橙色。对于正在学习用铝制造的焊工来说，没有颜色变化可能会给他们带来挑战，因为它非常流动。有时，使用铝可能看起来像是在推动时焊接一池水。

凝固率。铝的高凝固率允许比钢更快的焊接速度。然而，制造商需要记住，铝的快速冷冻温度会影响电弧末端的陨石坑。

图 1焊接完成后，铝水坑迅速冻结，留下必须填充的凹陷或火山口。

铝 GMAW 的工艺注意事项

忽视铝的独特性能以及未能在 GMAW 期间实施某些工艺变更可能会导致烧穿、翘曲或未熔合，***终可能会损害***终焊缝的完整性，由于需要返工而减慢生产速度。以下是一些需要考虑的机器人铝 GMAW 工艺变更。

第 1 号：起弧

铝的高导热性通常会导致起弧时出现冷搭接，因此要想办法让零件获得足够的热量以帮助熔断熔池可能具有挑战性。因此，在焊接开始时使用更高的电流或“热启动”。获得支持此过程的具有更高安培数的机器人是理想的，因为***好将大电流与运动结合使用，以避免积聚和复合冷圈。

一旦材料被加热，它将在低点熔化。在 10 到 15 毫米的行程内，减小电流并继续移动，以便您可以在较低的热输入下进行焊接。有时有一个功能可以在 GMAW 焊珠期间允许电流斜坡上升。当机器人在带有肋的挤压件上进行焊接时，这会很有帮助，因为质量差异会影响焊道的外观。

您可以平衡参数以在开始时减少珠子的轮廓。一些电源可以在接触时反转导线，产生“提升启动”，这是一种更稳定的电弧启动。

2号：双脉冲

虽然脉冲焊接通常与铝一起使用，但成功的工艺变化是在高电流和低电流（2 至 5 Hz）的双重设置之间交替，以产生类似 GTAW 的外观或焊道中的波纹，从而产生美观的焊接。铝水坑的快速凝固速率允许这种情况发生，而对于钢，它并不那么明显。双脉冲通常以百分比编程，当电源在高送丝速度和低送丝速度之间交替时，双脉冲会产生独特的声音。

双脉冲的另一个关键参数是频率，它直接影响波纹的间距和大小。较低的频率会产生更大的间距，而较高的频率会减小波纹之间的间距。双脉冲能力可以是电源本身的一项功能，有时也可以是机器人控制的一个元素，您可以借此调整机器人焊接文件或程序中的某些参数。

焊道中带有明显波纹的焊缝可能会聚集污垢和污垢，从而导致更快的劣化。当油箱和卡车车身暴露在户外环境中时，尤其如此。出于这个原因，许多卡车制造商使用平滑的焊道轮廓，这是常规脉冲 GMAW 的结果，通常用于容器焊接。较新的机器人控制器应提供关闭双脉冲功能的选项。但是，如果该功能不可用，您可以调整频率以产生平滑、非分层的外观。

No. 3：弧形结束——填坑

图 2

要在 GMAW 期间填充凹陷，请使用单步或两步填充工艺或使用“后退”。两步灭弧序列在***次停止后需要在低电流（小于 100 安培）下的短持续时间。

除了起弧时的各种设置外，铝焊缝还可以从电弧结束时的多种设置中受益。焊接完成后，铝水坑会迅速冻结，留下必须填充的凹陷或火山口。在关闭时以高电流填充它也可能会留下凹陷（参见图 1）。

要在 GMAW 期间填充凹陷，请使用单步或两步填充过程或使用“后退”。一个步骤简单地填充，留下轻微的凹陷；在***次停止后，两步灭弧序列需要在低电流（小于 100 安培）下的短持续时间（参见图 2）。要后退火山口，请在焊缝末端将机器人的方向反转几毫米，然后再填充凹陷处（参见图 3）。这使您可以在焊缝末端的应力区域之外终止焊道，从而降低可能产生应力升高和开裂（如果受到疲劳载荷）的焊缝尺寸变化的风险。

第四名：水冷火炬

因为铝焊接是脉冲焊接，它往往会加热焊丝，使其膨胀并粘在***。出于这个原因，使用水冷式割炬来帮助减少这些喂食问题。

第 5 名：气体覆盖率

虽然您通常使用延伸到喷嘴之外的接触***来焊接钢，但您应该使用嵌入式***来焊接铝。为什么？因为如果联合访问允许，它可以提高气体覆盖率。

机器人铝焊接：如何让它为您工作

机器人铝焊接有三种基本的送丝配置选项。大多数钢焊接机器人系统的手臂上都有一个送丝机，它可以毫无问题地将焊丝推出。对于铝，推/拉***——焊***中的送丝器，后面有辅助装置——是理想的。但是，过程考虑或财务限制可能会决定您选择使用哪种类型的设备。

1. 只推式进纸器。尽管不理想，带有仅推式送料器的标准机器人焊接系统可以焊接铝，但需要采取某些预防措施。

确保推料器和割炬之间的割炬电缆得到妥善维护并尽可能短。

将驱动辊、导丝器和衬垫从专为钢线设计的驱动辊更改为推荐用于铝线的驱动辊。

要特别注意饲料系统，以防止鸟巢。这种情况发生在铝线卡在***或衬垫中，而推式送料器继续送入金属丝时。它会在割炬电缆和馈线之间的连接处产生巢状混乱。硬线（4043 或 5356）有助于减少这种影响。

如果可能，请尽可能使用直径***大的铝线。

尽管仅推动送丝是焊接铝的***便宜的方法，但它很容易产生鸟巢。然而，这种方法可以与通常用于钢的标准机器人焊接系统一起使用。

图 3

要后退火山口，请在焊缝末端将机器人的方向反转几毫米，然后再填充凹陷处。

2. 拉手电筒。考虑用电动拉手电筒替换您的标准手电筒。与电源集成的拉炬装置可从距离机器人单元 5 米范围内的线筒中拉出电线。这种方法大大提高了线材的可喂入性，减少了鸟巢与推送喂食系统的机会。

3.推/拉进纸器。推荐的专门用机器人焊接铝的方法是专门为铝应用设计的电源和进料系统。这种类型的单元包括：

割炬中的伺服拉式送料器。

安装在机器人上（或附近）的推料器。

安装在焊丝卷筒上的辅助送料器（在某些情况下）。

这种类型的系统是完全集成的，可以***大程度地控制焊接开始和结束，以及整体焊接条件。通常由电源控制同步，拉式供料器可以与推式供料器同步，始终沿同一方向运行。根据应用的不同，一些伺服拉式焊***可以在不使用推送器的情况下进行焊接，但如果有任何疑问，请联系您的制造商。