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MIG焊是指熔化极惰性气体保护焊,而在欧美,则把熔化极气体保护焊称为MIG/MAG焊或MIG焊。自问世以来,以其熔敷效率高、焊接质量稳定、能全位置焊接等特点受到极大关注,并在在实际生产中得到广泛的应用。本课题采用了一种焊接方法,即超声振动与MIG焊相结合,在焊接过程中,将超声振动横向施加于焊接喷嘴的末端,作用于焊丝,利用超声能量的传递,对熔滴过渡和电弧形态产生了一定的影响,促进了熔滴过渡,提高了焊接熔敷效率。针对MIG超声复合焊接方法,设计了一套MIG-超声复合焊接系统。整个系统主要由三个部分组成:焊接移动装置,焊接实验平台和控制系统。焊接移动装置负责待焊工件的水平直线匀速运动,经过传动方式和驱动方式的综合比较,选择了一维滚珠丝杠滑台作为装置的执行机构,配备了57mm两相混合式步进电机作为驱动机构。焊接实验平台整体尺寸为60cm×50cm×80cm(长×宽×高),由等边带孔角钢搭建,主要用于固定焊枪和超声振动装置,设计了三组专用夹具装夹固定在合适的位置。控制系统的设计是基于单片机向细分驱动器发送步进脉冲驱动步进电机的转动,采用定时器中断延时的方法,实现丝杠滑台的启转停的操作。在焊接过程中,先启动电机使待焊工件运动,待工件就位时,开启焊枪和超声装置开关,焊接路径完成后,开关关闭,电机停止。经过对35组的焊接参数进行了普通MIG和MIG-超声复合焊的对比实验,观察焊缝表面成型和接头的尺寸的变化。实验结果表明,在较大的焊接电流下,都呈现出熔宽加大,余高降低,熔深变深,熔化面积变大,阴极清理区域范围扩大的特点,这些都从侧面反映出超声振动使电弧的径向形态扩大,促进了熔滴过渡。此外,焊缝表面鱼鳞纹消失,变得圆滑光洁。最后初步分析了电弧形态改变和熔滴过渡频率提高的原因,是由于超声振动对焊丝的作用,使其产生了横向剪力。分别从电弧受力和熔滴受力的模型出发,施加的横向剪力打破了原有的受力平衡,使电弧向径向两侧扩张,促进熔滴过渡。