Революция в сварочной технологии - процесс СМТ

История открытия процесса СМТ

Еще в 1991 году компания Fronius начала исследование в области дуговой сварки стали с алюминием. В результате этих исследований и был создан процесс СМТ. Технический прорыв состоит в низком тепловложении при сварке.

Еще одно преимущество процесса СМТ — поджиг без брызг SFI, при котором проволока подается вперед до касания с изделием и затем оттягивается назад от изделия.
В 1999 году потребителям потребовалась сварка с минимальным количеством брызг на тончайших листах. Тогда и была заложена база для развития процесса СМТ. В 2002 году процесс как таковой был уже достаточно широко известен, и проект СМТ стартовал. Его целью стало развитие сварочного оборудования, подходящего для промышленного применения процесса СМТ.

Принцип процесса CMT

CMT означает Cold Metal Transfer (холодный перенос металла) и описывает процесс GMAW/MIG/MAG, в котором подводимая теплота ниже по сравнению с традиционной дуговой сваркой. По этой причине в наименовании процесса присутствует слово «холодный». Процесс СМТ — это сварка короткой дугой с переносом присадочного материала короткими замыканиями и абсолютно новым методом отрыва капель.

В традиционной сварке короткой дугой проволока продвигается до тех пор, пока не произойдет короткое замыкание. В этот момент сварочный ток резко возрастает. Это необходимо для того, чтобы короткое замыкание позволило произвести поджиг дуги снова. Есть две главные особенности сварки с переносом присадочного материала короткими замыканиями: с одной стороны, высокий ток короткого замыкания увеличивает тепловложение. С другой стороны, короткое замыкание происходит бесконтрольно, что приводит к появлению множества брызг.

В процессе СМТ проволока не только продвигается вперед, но также оттягивается от изделия: происходит колебательная подача проволоки со средней частотой колебания до 70 Гц, как указано на рис. 1.

Существуют три характеристики процесса CMT, которые отличают данный процесс от традиционного процесса GMAW-сварки.

Во-первых, перемещение проволоки находится под управлением сварочного процесса. До этого момента скорость подачи проволоки во время сварки была фиксированной или имела предварительно настроенную временную схему(например, SynchroPuls).

С CMT-дугой ситуация иная: при первом обнаружении короткого замыкания ток снижается до минимально допустимого значения, в то же время происходит отрыв капли за счет обратного движения сварочной проволоки (последовательность процесса см. на рисунке 1).
Вот почему перенос металла осуществляется при значении тока, практически равном нулю, и поэтому вклад тепла очень мал.

• Во время горения дуги сварочная проволока подводится к ванне
• В момент входа сварочной проволоки в сварочную ванну дуга гасится, ток снижается для исключения разрыва перемычки
• В момент короткого замыкания ток снижается до минимума, сварочная проволока отводится назад для облегчения отделения капли
• Проволока снова подается в сварочную ванну, зажигается дуга, начинается новый цикл сварки

Таким образом, перемещение проволоки определяет, что происходит в сварочной ванне, а то, что происходит в сварочной ванне, определяет перемещение проволоки.

Когда короткое замыкание происходит несколько раньше, отвод проволоки тоже начинается раньше. Когда короткое замыкание происходит несколько позже, отвод проволоки, соответственно, случается несколько позже. В связи с этим частота колебания проволоки со временем варьируется, но не превышает 70 Гц.

Вторая характеристика процесса СМТ — это тот факт, что перенос металла происходит практически без тока, в то время как стандартный сварочный процесс ассоциируется с высоким током короткого замыкания. В процессе СМТ ток больше не отвечает за отрыв капли. Здесь проволока оттягивается, и данное движение обеспечивает перенос металла благодаря силам поверхностного натяжения. Поэтому ток во время короткого замыкания может сохраняться очень низким, и температура подводимой теплоты тоже очень мала.

В общих чертах для процесса СМТ характерен тот факт, что перемещение проволоки обеспечивает перенос металла, как было упомянуто выше. (см. далее...)