机械工程学报

作者：王克宽, 牛虎理, 刘剑, 崔琬婷, 李亮玉, 岳建锋

单位：1. 天津工业大学机械工程学院 天津 300387;2. 中国石油集团工程技术研究有限公司 天津 300451

关键词：冷金属过渡电弧焊,EP半波,EN半波,飞溅；

基金：国家自然科学基金(51975410)和中国石油天然气集团有限公司科研与技术开发计划(2023ZZ1203)资助项目。

7075Al合金由于其优异的机械性能和耐蚀性能而成为一种重要的工业材料，但7075Al合金因其较高的合金元素含量导致焊接性较差，制约了其在复杂连接场合的广泛应用。因此，实现7075Al合金的有效焊接对其进一步推广应用具有重要意义。由此利用ER7075和ER5356焊丝进行7075Al合金的交流冷金属过渡(Advanced cold metal transfer, AC-CMT)电弧焊，通过焊接过程电参数与图像同步采集系统对两种焊丝的熔滴过渡进行了比较研究。在焊丝接阴极(Electrode negative, EN)半波，两种焊丝端部的熔滴均呈规则的椭球状，过渡过程均很稳定，没有明显飞溅。焊丝接阳极(Electrode positive，EP)半波的过渡稳定性明显低于EN半波，ER5356焊丝端部的熔滴呈鸭梨状，有少量飞溅；而ER7075焊丝端部的熔滴呈不规则的长条状，飞溅明显增大；长条状熔滴上下振动，易接触到同样上下振动的熔池，导致异常短路。阳极斑点自动寻找金属蒸发点的特性使得熔滴上的锌(Zn)蒸发激烈而不均匀，这是EP半波飞溅大的主要原因。ER7075焊丝中锌的强烈蒸发使电弧发生明显收缩，降低了焊缝熔宽，增大了熔深能力。尽管ER7075焊丝焊接的焊缝表面氧化较严重，附近也有更多的细小飞溅颗粒，但焊缝成形仍较美观，有细密的鱼鳞纹。在T6热处理状态下，ER7075焊丝焊接的接头抗拉强度比ER5356焊丝高117.8%。

来源：2025年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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