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STT_CMT

了解STT、CMT焊接工艺
一、STT焊接
STT表面张力过渡(Surface-Tension-Transfer),在熔滴过渡全过程的主要推动力为表面张力的一种孤独形式。

短路过渡工艺中,每个熔滴的过渡期间总要经历两个“液态小桥”阶段,即熔滴与熔池早期接触的短路小桥与熔滴脱离液态焊丝之前的缩颈小桥。

短路小桥一旦形成,电弧被液态金属短路熄灭,气体导电由液态金属导电所取代。

由于液态金属的电阻远小于气体电弧的电阻,焊接二次回路阻抗大幅度减小,导致焊接电流快速增大。

当较大的短路电流通过很小的导电截面时,其电流密度比燃弧期间要增大数百倍,极短的时间内强大的短路电流流经微小的导电截面会带来两个作用:一是更大的电磁压力阻碍了短路小桥向熔池的快速铺展;二是强大的焦耳热作用极易导致液态小桥汽化爆炸,尤其是短路小桥的爆炸,是焊接过渡工艺中飞溅大的主要原因。

短路小桥、缩颈小桥形成与存在期间通过很大的焊接电流是导致飞溅的本质原因。

表面张力过渡理论认为,两个“小桥”存在期间,只要通过较大的焊接电流,就不可能较好的抑制液态小桥的汽化爆炸。

只有把小桥的形成与存着期间的焊接电流降至比燃弧电流低得多的水平才能叫理想的遏制飞溅。

表面张力过渡工艺在缩颈小桥断裂之后再引燃电弧、熔滴形成与长大,该阶段为燃弧期,其余为熄弧期。

整个熄弧期间(自熔滴与熔池接触短路开始,至缩颈断裂并完成过渡的瞬间为止),熔滴上没有等离子流力、电弧推力、斑点力、金属蒸汽反作用力等力的作用,若不考虑重力与电磁力的作用,可以认为熔滴向熔池的铺展缩颈与断裂期间,全处于熔池与熔滴融合界面的表面张力的作用下。

STT工艺与传统技术下的短路过渡工艺相比有一下技术优势:①飞溅率降低90%,熔滴呈轴向过渡;②焊接烟尘降低50%;③作业环境更舒适(低烟尘、低飞溅、低光辐射);④焊接热输入低;⑤具有良好的打底焊道全位置单面焊双面成形的能力;⑥操作容易,效率高等。

非常适用于薄板、中厚板全位置焊接、封底焊道的单面焊双面成形、焊接机器人等焊接生产领域。

二、CMT焊接工艺
冷金属过渡(CMT)技术第一次将送丝与焊接过程控制直接地联系起来,实现了送丝监控与过程控制的统一。

当数字化的过程控制监测到一个短路信号,就会反馈给送丝机,送丝机作出回应回抽焊丝,从而使得焊丝与熔滴分离。

在全数字化的控制下,这种过渡方式完全区别于传统的熔滴过渡方式。

电弧燃烧过程中焊丝向熔池方向运动
当焊丝与熔池接触时,电弧熄灭,焊接电流减小
短路接触时,焊丝回抽帮助熔滴脱落,保持很小的短路电流
焊丝再向熔池方向运动,冷金属过渡过程重复进行
熔滴过渡形式
传统熔滴过渡一般分为4种形式:短路过渡、大颗粒过渡、喷射过渡和脉冲过渡。

这几种过渡方式由熔滴表面张力、电磁收缩力和熔滴重量的综合作用形成,属“自然”过渡,容易受外界条件的干扰。

而CMT是一种全新的熔滴过渡方式,根据现有的熔滴过渡模式定义,无法给CMT工艺分类,其工作区间如图1所示。

图1 溶滴过渡模式取决于电弧功率
CMT技术的特点
1 非常好的电弧稳定性
送丝过程受控并且和电弧过程相结合,意味着可以机械
检测弧长并快速调节,这使得CMT的电弧异常的稳定,即使
干伸长度发生较大的变化,也能够保证焊缝的熔合良好
2 精确的能量输入控制
CMT技术实现了无电流状态下的熔滴过渡。

当短路电流产生,焊丝即停止前进并自动地回抽。

在这种方式中,电弧自身输入热量的过程很短,短路发生,电弧即熄灭,热输入量迅速地减少。

这意味着可以获得最低能的输入。

根据不同的要求,结合脉冲过渡,可以非常容易精确的控制能量的输入。

这样,即使在2-4点的位置上,也可以获得很好的熔透性,避免了未熔合缺
陷。

100% Puls
Step less penetration control
100% CMT
3 优异的搭桥能力
优异的电弧稳定性和精确的低能量输入,CMT技术具有
优异的搭桥能力,对装配间隙和错边的容忍性大,即使背面
没有衬垫,根焊焊道也可以获得很好的背面成型。

板厚1.0mm 间隙1.3mm 4 更快的焊接速度
CMT过渡的频率高达60-70Hz,焊丝主动回抽促进熔滴的脱落,而不是像短路过渡由电流增长引起缩颈或者STT需要借助表面张力一样被动的过渡,使得CMT的焊接速度可以更快;在外部根焊打底时的速度比STT更快,可达450-600mm/min
5 无飞溅过渡
在短路状态下焊丝的回抽运动帮助焊丝与熔滴分离。

通过对短路的控制,保证短路电流很小,从而使得熔滴过渡无飞溅。

这就是CMT技术:无飞溅冷熔滴过渡。

焊缝区域内无飞溅为后续的焊道提供了更好的质量保证。

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