不知道的肯定以为是影视学院的学生在拍戏呢。
新郎的衣服已经被撕开，双脚也被透明胶带捆住了。
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　　小强是某车辆厂焊接技工，最近单位接了一个新订单要焊铝合金车架，老板特意让小强来负责。小强在平时中也没尝试过铝合金焊接，只知道要用TIG方法来焊接，可是在选择交流还是直流电源上毫无头绪。
　　让人欢喜让人忧啊，看看我们小强，怎么只忧不欢喜啊？
　　哎呀，烦死啦，老板让做铝合金焊接，我连选直流还是交流还不清楚，能不忧吗？
　　不用这么早就头疼，可以去向张博士请教请教你的头疼问题了。
　　小强通过网路，联系到了张博士的研究室。
　　多有打搅。最近碰到问题，大家都介绍有焊接问题找张博士，特来咨询。
　　好啊！遇到问题别头疼，解决了就没事儿。
　　铝合金TIG焊接时，如何选择交流还是直流电源呢？
　　嗯，好的。我们别太着急这个问题本身，先来了解一下铝合金的氧化膜问题。
　　氧化膜？
　　是啊。由于和空气中的氧发生化学反应，大多数金属表面会覆盖着一层氧化膜。铝及其合金由于与氧有很强的亲和力，表面会有一层致密的氧化膜。知道铝、铁的熔点是多少吗？
　　铝和铁的熔点分别是660℃和1536℃。
　　不错，那么氧化物的熔点是多少？
　　额，这个…，我不清楚…
　　好，大多数人对这个问题都不是太清楚。铝的氧化物（Al2O3）熔点是2049℃，铁的氧化物（Fe2O3）的熔点是1562℃。
　　原来铝的氧化物熔点比铁的氧化物高这么多!
　　是的！铁和铁的氧化物熔点只相差30℃，铝和铝的氧化物熔点相差1400℃，惊讶吧！钢铁材料焊接时氧化铁会随着基体一起熔化，而铝合金焊接时氧化铝不会随着基体熔化，会留在熔池里。
　　这跟选择直流、还是交流有关系？
　　当然。氧化膜如果清除不干净，残留在焊接熔池中可是会造成缺陷的，所以哪种方法有利去除氧化膜，就选择哪种方法咯。
　　明白！
　　这段视频是由高速摄像机（8000帧/秒）捕捉到的。如果母材金属接负极，阴极斑点就会在母材金属表面上迅速移动寻找氧化膜，并将其清除掉。
　　不就是靠阴极斑点来清除氧化膜嘛。
　　还不错哦！那再看一个视频，这个是由高速摄像机在500,000帧/秒的情况下捕捉到的。
　　熔池表面的阴极斑点的速度与周围区域的速度明显不同。而且这个阴极斑点是来回跳跃的，且速度非常快！
　　对咯！从阴极表面发射出来的电子是电弧中带电粒子的主要来源之一，一个电子从金属表面逸出所需要的最低能量称为逸出功。
　　一般来说，大多数金属氧化物的逸出功都要比金属要低。因此，阴极斑点就在逸出功较少的氧化膜间移动，通过正离子的撞击将氧化膜击碎清除，这也就是为什么氧化膜可以被有效的清除掉的原因。
　　此外，由于氧化膜非常薄，所需要清除的时间很短，因此就观察到阴极斑点在熔池上快速移动。
　　哦，现在明白了。
　　但是直至目前，阴极斑点的运动行为仍然没有被彻底的弄清楚。
　　那确实太难了。
　　是的。补充一句，平时TIG焊时，工件一般选择接正极，知道为嘛？
　　嗯？嗯？
　　看一下这幅图片，我们来讲一下弧焊技术中的极性问题。
　　Tips: 直流正接：工件接电源正极，电极接电源负极，也称正极性。英文简称“DCEN”(Direct Current Electrode Negative)，也称为“DCSP”(DCStraight Polarity)，也常用“DC-”来表示。
　　直流反接：工件接电源负极，电极接电源正极，也称反极性。英文简称“DCEP”(Direct Current Electrode Positive)，也称为“DCRP”(DCReversed Polarity)，对应的，常用“DC+”来表示。
　　需要注意：国内的正负极性与国外恰好相反，国内说的是工件的极性，而国外说的是电极(Electrode)。
　　明白了吗？举个例子，如果工件接正，标记为“EN”。之所以用“EN”表示，是因为电极的极性是负的，所以“EN”代表电极接负。那么请回答我，如果工件变成负极呢？
　　工件接负，用“EP”表示，因为“EP”指的电极接正。
　　回答正确！对于“EP”接法，作用于工件表面上的阴极斑点迅速的移动寻找氧化膜。这就意味着热输入减少，熔深较浅。再者，阴极斑点的来回移动会导致电弧挺度变差。
　　看来，“EP”接法焊接铝合金也并不是一个很好的方法。
　　“EP”接法还有另外一个大问题，那就是钨电极的消耗会非常快。这是因为电极接正，高能量的电子不断轰击钨极，导致钨极的温度不断升高，所以钨极消耗非常快。
　　我明白了。相反，如果电极接负，高能量的电子不断轰击工件，工件可以更快速的加热。此外，没有阴极斑点作用于工件表面，将产生一个很高电弧挺度，所以热输入会变高。
　　对的，而且钨极的消耗将会变少。
　　原来这就是为什么TIG中通常采用EN接法的原因。虽然这种方法有诸多不利因素，例如，电极消耗会增加，电弧挺度小，熔深浅。
　　所以，在工业上，一般采用交流的方法来解决这个问题。
　　原来是这样啊。
　　交流接法具有EN接法优点、也具有EP接法的清理作用。
　　我明白了，交流接法就是结合这两种接法的优点。
　　现在交流TIG焊机有一个功能，能够任意调整“EN比”，就是指一个电弧周期中电压波形中电极接负时所占比率。
　　如果EN比增大，电极消耗减少，但是“清洁”区域变窄。反之，如果EN比减小，“清洁”区域增大，电极消耗大。
　　对的！在“清洁”区域宽度和电极消耗之间存在一个取舍。你可以找一个最优的EN比。
　　再看这个高速摄像机拍摄的TIG焊电弧。
　　哦！明白了。阴极斑点在工件上的周期变化以及其很好的“清理作用”。当极性转换（EN/EP）时，阴极斑点在熔池中心产生。随后，阴极斑点迅速移动到熔池四周区域。
　　采用1200帧/秒拍摄时，阴极斑点以更快速度出现，更容易理解阴极清理行为。
　　嗯，我已经理解很透彻了。
　　顺便提一下，这个交流TIG焊接的参数：焊接电流150A、电源频率70Hz、EN比为70%、工件为A5052铝合金。注意，我要叮嘱一下，在交流TIG焊中，你要使用大直径钨棒作为电极，因为在电极接正时比采用直流TIG焊电极接负更易过热。
　　嗯，我懂了。非常感谢张博士耐心解答!
　　一句话总结下，交流电源因为具有阴极清理作用、最大限度减少钨极烧损，从而应用于铝合金焊接。
　　（来源：weldlive）
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超牛的铝合金焊接利器，效率、质量、环保效果远超你想象
摘自公众号：发布时间： 5:43:56
导读 近几年来，随着轨道交通装备制造技术的快速发展，轨道交通装备“中国制造”已经走出国门，卷起一股高速发展的轨道交通旋风席卷世界。在2015年国家颁布的“中国制造2025”发展规划中，发展先进的轨道交通装备成为重点发展的十大产业之一，因此各种先进的装备制造技术也快速地在轨道交通行业得到了广泛应用，比如激光复合焊技术、搅拌摩擦焊技术、工业机器人等。作为高效、绿色、环保的搅拌摩擦焊技术，近年来在轨道交通装备制造行业中铝合金焊接的应用越来越普遍。
为了解搅拌摩擦焊技术在轨道交通铝合金焊接中的应用情况，小编特地走访了中车长春轨道客车股份有限公司（以下简称“长客”），并采访了长客搅拌摩擦焊项目负责人张欣盟博士。 张欣盟博士 铝合金焊接就得高效、高质焊接，替代弧焊机器人 进入21世纪以来，众多企业越来越重视高质、高效的生产节拍，因此各种先进的高效焊接装备也层出不穷，特别是“十二五”以来，工业机器人在各行各业中的应用发展迅速，同时一些更加高效、绿色、环保的焊接技术开始在轨道交通铝合金焊接中应用，它即是搅拌摩擦焊技术。
一走进长客，张博士就自信地告诉小编，长客公司从2012首次实现搅拌摩擦焊技术以来，通过这几年的经验积累以及深入的研究，并且通过高品质设备的引进，搅拌摩擦焊技术的应用已经从最初的小型部件产品，发展到目前的地板、侧墙及顶棚等大型铝合金部件；并且城铁车辆铝合金车体80%~90%的原自动化弧焊焊缝都已采用搅拌摩擦焊技术代替，其中深圳9号项目更是达到了92%，只有8%的焊缝采用机械手弧焊技术。能够实现这种工艺的快速转变，主要是引进了用于大型铝合金部件搅拌摩擦焊接的瑞典ESAB公司研制的SuperStirTM龙门式搅拌摩擦焊设备。经过近两年来的实际检验，该大型龙门式搅拌摩擦焊设备应用效果非常不错，焊接质量稳定，不仅能够实现2m/min的生产效率，而且焊接质量合格率更是达到100%。与铝合金机器人弧焊工艺相比，效率提升了一倍，解决了铝合金弧焊工艺容易产生缺陷的难题。搅拌摩擦焊设备搅拌头部分
经过张博士的介绍，小编更加对这台设备感兴趣，继续刨根问底的询问了这台大型龙门式搅拌摩擦焊设备。
伊萨作为国际知名的公司，它们最强项就是聆听用户的声音，通过与用户进行沟通交流，了解用户的实际需求以及生产中出现的问题，然后进行设备工艺研发，以提供B to B的完美解决方案。
那么这台大型龙门式搅拌摩擦焊设备与目前市场上同类产品有何区别，又做了哪些的技术创新和改进？张博士向记者一一道出其中的奥秘。在硬件方面，搅拌工具改变了以往的外部冷却方式，采用内置水冷设计，大大提升了热循环的效果。这种设计不仅有利于高速焊，而且很大程度上提升了搅拌工具的使用寿命，使其能够达到2000m；激光跟踪精度高，这对长客来说可以说是一种突破，因为在大型长焊缝实现高精度跟踪是非常难得的；机头恒压力控制系统，焊接过程中的机头上下随动由内置位移传感器、压力传感器、主液压缸和先进的控制模块控制，压力传感器实时监测焊接的顶锻压力并反馈给液压驱动控制系统，达到对工件的恒定下压力，它的反应速度能够达到微秒级别；适合各种铝合金结构件，最具特色的是该设备能够保持高速下一次实现焊接24m长的两道工序生产节奏，即前端搅拌头执行焊接工序，后面执行铣削焊道毛刺工序。此外，其他硬件的加工精度也都非常高。在软件方面，该公司的售后服务很到位，解决问题的能力也强。在初始设备磨合过程中，伊萨公司不仅对问题的反应速度快，而且技术人员与长客共同解决问题的配合也非常默契。班组长也告诉记者，伊萨公司的搅拌摩擦设备操作界面简单，易学易用，并且功能很强大。以上种种都加快了长客在铝合金搅拌摩擦焊技术的应用进程，满足了大型铝合金结构件对高效焊接的需求。 实现同步焊接与铣削的焊缝搅拌摩擦焊就是这么绿色、环保、健康生产 近年来，随着国家和行业组织在节能降耗，降本增效方针政策的倡导下，企业和个人越来越重视绿色生产、健康生产，因此，各种先进的高效环保产品在行业企业中得到了广泛的应用。在轨道交通行业，铝合金机器人弧焊工艺对恒温恒湿的焊接环境要求高，否则容易出现气孔、未熔合、夹渣等焊接缺陷，并且弧焊工艺的另一个缺点就是在焊接过程中将产生大量的烟尘，需要大量排烟除尘设备投入才能解决生产环境问题。而搅拌摩擦焊最大的优势和特点即是能够实现无烟无尘的绿色焊接，焊接质量稳定，焊缝力学性能更好。张博士向小编透露，铝合金搅拌摩擦焊焊缝的力学性能能够达到母材强度的80%左右，与机器人弧焊工艺相比，提升了将近10%，并且搅拌摩擦焊对环境的要求几乎没有，焊接质量稳定，缺陷少，非常能够适应当前的生产趋势。 建议在wifi下观看
采访完张博士之后，小编者跟随张博士深入生产车间，在现场深刻感受到了与以往焊接车间不同的生产环境，整个车间无弥漫着弧焊生产过程中产生的高浓度的烟尘。搅拌摩擦焊班组的工作人员也向小编者介绍，搅拌摩擦焊是他们从事过焊接中最绿色环保的焊接工艺，对改善工人的劳动环境和身体健康起到了很好的促进作用。 搅拌摩擦焊班组的工作人员后记 小编在走访过程中了解到，长客股份公司作为国内搅拌摩擦焊技术研究最早，应用规模最大，同时也是最成功、最成熟的企业，这除了与长客多年来重视基础工艺试验研究之外，还与公司高层对先进技术应用前瞻性和对搅拌摩擦焊技术应用的大力支持密不可分。
此次走访使小编受益匪浅，促使小编进一步加深了对新技术应用和基础工艺研究重要性的认识，相信未来搅拌摩擦焊技术在铝合金等有色金属焊接方面将有更加广阔的应用空间。 金属加工出品，转载请注明不想在茫茫的微信号中努力寻找「金属加工」，就将金属加工「置顶」吧真爱粉，都是置顶的还有更好的，继续阅读 ?自制西瓜削皮机，夏天有了这个真是太爽啦 ?中国最牛X大爷，花2000元打造的威利斯！ ?轻松搞定数控火焰切割的经验与技巧 ?削铁如泥，中、日、德三家铣削神器各有千秋 ?57层高楼19天建成，感叹中国建楼速度
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