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我国乃至全球范围内,焊接工程量极大,MIG/MAG焊作为电弧焊的主要焊接方法,因具有焊接质量高、易于实现自动化的优点而成为高效化焊接中首要焊接方法,探索更加高效的MIG/MAG焊接技术及工艺也成为当前国际焊接界一个热点课题。增大焊接电流对MIG/MAG焊接效率有显著的影响,但是当电流超过第二临界电流后,由于熔滴过渡形式的改变,导致焊接电弧不稳定,飞溅突然增大,是提高焊接效率的一大阻碍。本文通过对商用MIG/MAG焊机进行改造,使送丝速度由22m/min提升到50m/min,进而将焊接电流使用上限提高到600A。以此为基础,研究了大电流MIG/MAG焊熔滴过渡形式及焊丝端部液锥运动频率的变化,分析了各因素对MAG焊熔滴摆动过渡临界电流值的影响强度及规律,并建立简易模型解释形成摆动过渡和混合过渡的机理。此外还测试了MAG焊接时随着焊接电流增加,焊接飞溅率和金属蒸发速率的变化趋势,以上研究内容为后续实现磁控高效MAG焊接技术奠定理论基础。为进一步提高MAG焊接效率,首先测试了焊接电流和焊丝干伸长对MAG焊焊丝熔化速率贡献程度,因为焊丝熔化速率可表征焊接效率的大小。为解决MAG焊大电流、大干伸长下焊接时出现的熔滴摆动过渡和混合过渡问题,采用在焊接过程中施加交变磁场的措施,交变磁场与电弧相互作用,产生交变洛伦兹力,从而影响大电流MAG焊接时的熔滴过渡形式、电弧形态及焊缝成形。研究发现,大电流MAG焊时焊接电流超过第二临界电流后熔滴过渡由射滴过渡变为摆动过渡,或者摆动过渡和旋转射流过渡不定转换的混合过渡形式,而MIG焊时电流超过第二临界电流后熔滴过渡由射流过渡变为旋转射流过渡。MIG焊熔滴旋转射流过渡形成的液流束和大部分液锥始终包围在电弧烁亮区内,较稳定,而MAG焊摆动过渡和旋转射流过渡均为极不稳定的过渡形式,焊接飞溅大,焊缝成形差。此外,MIG焊熔滴旋转射流过渡时液锥旋转频率始终在500Hz附近变化,而MAG焊时,随着焊接电流的增大,液锥摆动或旋转频率上升,但送丝速度达到一定值后,由于液锥与熔池接触短路的影响,会阻碍液锥运动,使频率相应降低。通过正交试验发现,焊丝干伸长对熔滴形成摆动过渡的临界电流值影响最显著,保护气体中CO2占比和电弧电压的影响相对较弱,当CO2占比大于10%时,随CO2占比的增加,临界电流值下降;随电弧电压增大,临界电流值上升。射滴过渡时缩颈断开瞬间液锥上翘是MAG焊形成摆动过渡和旋转射流过渡的根本原因,偏斜的液锥在电磁力和金属蒸发反作用力共同作用力下偏离焊丝轴线做摆动或者旋转运动,并带动液流束与电弧一同运动,形成摆动过渡或者旋转射流过渡。焊丝干伸长越长,液锥越容易偏离焊丝轴线形成不稳定过渡。对焊接飞溅率和蒸发速率测试,发现飞溅率大小与熔滴过渡模式密切相关;而蒸发速率却不受熔滴过渡模式的影响,与电弧温度有关,随焊接电流增大,蒸发速率持续上升。增大焊接电流和焊丝干伸长将MAG焊焊丝熔化速率提升到20Kg/h以上,是传统MAG焊接上限10Kg/h的两倍以上,因此增大电流和干伸长是提升焊接效率的最直接途径,并统计回归建立了直径为1.2mm焊丝熔化速率的定量计算试验公式。施加交变磁场有效提高了大电流MAG焊接时电弧挺度和稳定性,进而缩短液流束长度,减小液锥偏斜程度,使熔滴不稳定过渡趋于稳定,焊接飞溅减少,焊缝成形得到改善,进而大幅度提高了MAG焊接效率。