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第六章T.I.M.E.焊、表面張力過渡STT常規(guī)脈沖MIG焊時(shí),為提高熔敷效率而加大焊接電流,熔滴過渡形式由射滴過渡轉(zhuǎn)變?yōu)樯淞鬟^渡,進(jìn)一步加大電流,射流過渡將由軸向過渡變?yōu)樾D(zhuǎn)射流過渡。旋轉(zhuǎn)射流過渡是一種極不穩(wěn)定的過渡形式,在焊絲端頭的細(xì)長(zhǎng)鉛筆尖狀的液柱發(fā)生彎曲和沿焊絲軸向旋轉(zhuǎn),同時(shí)從其端頭不斷向四周拋出大量的小顆粒金屬飛濺,飛濺量突然增大,焊縫成形惡劣。開始發(fā)生旋轉(zhuǎn)射流過渡時(shí)的電流就是射流過渡的上限電流。因此,熔化極脈沖焊的焊接電流不能太高,即焊絲送進(jìn)速度不能太快,從而很難進(jìn)一步提高熔敷效率。例如在通常的MAG焊過程中,在焊絲直徑為1.6mm,電流為300A情況下,送絲速度超過15m/min,焊絲端部會(huì)熔化,電弧是極不穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)電弧,沒有穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)速度和半徑,同時(shí)伴隨著強(qiáng)烈的振擺,焊接過程無法進(jìn)行。一.TIME焊的提出CanadaWeldProcess公司J.Church在1980年提出一種新的大電流高熔敷效率的MAG焊方法—TransferredIonizedMoltenEnergyProcess(T.I.M.E.)焊。T.I.M.E.焊是在傳統(tǒng)MAG焊工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種高效多元?dú)怏w保護(hù)MAG焊接方法。transferred,ionized,molten,energy是過渡,離子化,熔化,能量的英文字母縮寫。20世紀(jì)80年代中期在加拿大和日本首先得到應(yīng)用,90年代初傳入歐洲和我國(guó),是一種比較新的高效焊接方法。二.TIME焊的特征1.采用四元保護(hù)氣體-TIME氣體(65%

Ar+26.5%He+8%CO2+0.5%O2)2.高電流、高電壓(相對(duì))、高送絲速度的高速焊接。送絲速度可達(dá)50m/min,較常規(guī)MIG焊提高3倍以上。3.干伸長(zhǎng)大,可達(dá)35mm。4.多種熔滴過渡方式,包括短路、射滴、射流、可控的旋轉(zhuǎn)射流等過渡。TIME焊接使原來不受約束的旋轉(zhuǎn)射流過渡變?yōu)榕c焊絲軸線呈一定圓錐角的受拘束的旋轉(zhuǎn)射流過渡,焊絲端頭呈錐形旋轉(zhuǎn),過程穩(wěn)定。在TIME焊情況下,采用1.2mm焊絲,電流為300A不會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電弧。當(dāng)電流加大到480A,送絲速度30m/min,產(chǎn)生可控的旋轉(zhuǎn)電弧,旋轉(zhuǎn)直徑約為4mm,速度穩(wěn)定在120r/s。肉眼觀察,電弧像一個(gè)半球形鐘罩籠罩在焊縫表面上?;≈械母邷氐入x子區(qū),因氣體介質(zhì)高密度電離,沿焊絲軸向高度緊縮而成線性集中。當(dāng)電流進(jìn)一步提高到650A,送絲速度達(dá)到50m/min時(shí),電弧和熔滴過渡仍然穩(wěn)定、平靜。Ar:保護(hù),易電離,電弧易燃易維He:電位梯度高,提高電弧電壓,從而增大電弧熱能(功率),這在一定程度上提高了熔池金屬的流動(dòng)性,改善焊縫成型CO2:分解冷卻,壓縮電弧,提高能量的集中性和電弧的挺直性O(shè)2:保持電弧的穩(wěn)定性,降低熔滴尺寸,并且使熔滴容易呈現(xiàn)射流過渡,降低熔池表面張力,改善潤(rùn)濕性,高速焊不易出現(xiàn)咬邊、駝峰焊道等缺陷三.TIME焊的基本原理四.TIME焊接的優(yōu)點(diǎn)1.大幅度提高了熔敷效率,降低了成本。TIME焊在大電流區(qū)間能夠獲得穩(wěn)定的熔滴過渡,突破了常規(guī)MAG焊電流“瓶頸”。熔敷效率通常用送絲速度和最大熔敷率表征。焊接方法焊絲直徑mm最大電流A最高送絲速度m/min最大熔敷率g/minMAG1.240016145T.I.M.E.1.270050450-500大的干伸長(zhǎng)意味著提高電阻熱,可充分利用電阻熱預(yù)熱焊絲,提高熔敷速度;采用高的電弧電壓,大的電流的結(jié)果無不是提高其熔敷效率。旋轉(zhuǎn)射流過渡,可以適當(dāng)減小厚板坡口尺寸,因而減小了所需的總的熔敷金屬量,在相同的送絲速度下,用TIME焊,同樣的焊絲可以焊接更長(zhǎng)的焊縫,提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性。提高生產(chǎn)效率,也意味著降低勞動(dòng)力成本,補(bǔ)償了由于He氣帶來的成本提升。一般來說若在用焊接設(shè)備一天工作超過2個(gè)小時(shí)就可以試試TIME焊,其可以節(jié)省更多時(shí)間。有資料表明:同一條焊縫在相同條件下焊接,用傳統(tǒng)MAG方式需17秒,而用T.I.M.E.焊接只需11秒。2.良好的焊縫金屬和焊接接頭質(zhì)量。

與TIME氣體保護(hù)性良好有關(guān)。加拿大對(duì)HY80鋼進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果表明熔敷金屬中P的含量約為常規(guī)MAG焊的60~70%,S的含量約為常規(guī)MAG焊的65~80%,H的含量也顯著降低,大大改善了接頭的低溫沖擊韌性,其他各種機(jī)械性能也有一定提高。3.靈活性大。熔滴能實(shí)現(xiàn)短路過渡、射流過渡和旋轉(zhuǎn)射流過渡,適于各種板厚。在射流過渡狀態(tài),電弧挺直性好,可進(jìn)行全位置焊接。另外,TIME焊接設(shè)備也可用來進(jìn)行其他焊接,通用性強(qiáng)。4.旋轉(zhuǎn)射流過渡,電弧熔入性好,保證側(cè)壁熔合,改變了焊縫截面形狀-熔寬窄,熔深深,截面呈盆底狀;熔融金屬流動(dòng)性好,咬邊等缺陷少,同時(shí)焊縫表面魚鱗紋平滑均勻,余高小,非常美觀,可與脈沖焊相媲美。這也降低了焊后返修的時(shí)間和成本。5.飛濺少。熔滴直徑小,在0.05-0.4mm之間,對(duì)熔池的沖擊小,飛濺量可降低到0.3g/min以下。同時(shí)由于熔滴小,飛濺出來很快冷卻,不會(huì)粘在焊件表面,易于清除。五.TIME焊的不足1.采用He氣,成本高,在我國(guó)難于推廣。2000年調(diào)查,根據(jù)焊接氣體市場(chǎng)的有關(guān)資料,氬氣每瓶50元,氦氣每瓶1100元,是氬氣價(jià)格的22倍;無氦混合氣體每瓶240~320元,T.I.M.E.氣體每瓶1500元,是無氦混合氣體價(jià)格的5倍左右,成本過于昂貴。2.由于T.I.M.E.焊送絲速度很高,要求焊絲表具有極高光潔度并鍍銅,對(duì)鍍銅層的要求也很高,以增加電導(dǎo)率,減少送絲波性。3.T.I.M.E.氣體對(duì)各組元的成分偏差要求很高,組元中最大允許偏差為4%,對(duì)于占0.5%的氧來說,最大允許偏差為0.02%,也就是只允許在0.48-0.52%之間波動(dòng),并且需要專用設(shè)備來混合均勻,生產(chǎn)難度大,氣體成本較高,一定程度上阻礙了其應(yīng)用。4.電源特殊和送絲機(jī)構(gòu)特殊。恒壓電源且具有弧壓反饋功能,要求電弧電壓的變動(dòng)量在0.2V以下,對(duì)焊機(jī)要求高。為便于控制,必須采用微機(jī)控制的逆變電源,負(fù)載率也最好能達(dá)到100%;帶送絲速度反饋功能大功率高速送絲機(jī)

T.I.M.E.焊工藝的送絲速度是傳統(tǒng)MAG焊工藝的2~3倍,送絲速度波動(dòng)對(duì)弧長(zhǎng)的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)MAG焊工藝的情況,而弧長(zhǎng)的波動(dòng)將直接影響著焊接過程的穩(wěn)定,從而影響焊接質(zhì)量。因此,必須保證高速送絲下的電弧穩(wěn)定,這包含2個(gè)方面的意義:其一,送絲系統(tǒng)保持送絲速度平穩(wěn)的能力。即當(dāng)送絲速度發(fā)生波動(dòng)時(shí),系統(tǒng)有使送絲速度快速恢復(fù)的能力。其二,焊接電源對(duì)穩(wěn)定焊接工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)能力:即當(dāng)焊接工作點(diǎn)偏離穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),系統(tǒng)有使焊接工作點(diǎn)迅速恢復(fù)穩(wěn)定的能力。在高速送絲的情況下,保持焊接過程的穩(wěn)定對(duì)2個(gè)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度均提出了更高的要求。當(dāng)出現(xiàn)送絲波動(dòng)時(shí),要求焊接電源和送絲系統(tǒng)作出快速反應(yīng),以便保持電弧穩(wěn)定,不至于影響焊接過程的穩(wěn)定。針對(duì)上述2種情況對(duì)調(diào)節(jié)速度的要求,T.I.ME.焊工藝需采用恒壓外特性的逆變式焊接電源和PWM控制的MOS管調(diào)速電路。逆變電源以其快速的調(diào)節(jié)能力著稱,可以滿足焊接電源對(duì)弧長(zhǎng)調(diào)節(jié)速度的需要;MOS管開關(guān)時(shí)間短,一般為納秒數(shù)量級(jí),反應(yīng)速度快,而且為電壓控制型元件,控制較為方便,且PWM控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)好,可以滿足送絲系統(tǒng)對(duì)高速送絲調(diào)節(jié)速度的需要。除了滿足調(diào)節(jié)速度的要求之外,由于T.I.M.E.氣體中含有He,弧壓高達(dá)48V,故焊接電源的輸出電壓應(yīng)較高,并按100%負(fù)載持續(xù)率來設(shè)計(jì),送絲裝置除應(yīng)能在0.5~50m/min的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)外,還應(yīng)具備輸送速度偏差的反饋校正功能。5.對(duì)送絲機(jī)構(gòu)要求高,需要大功率送絲電機(jī),送絲速度調(diào)整范圍大,應(yīng)具備送絲速度偏差反饋校正功能(類似與弧壓反饋)。6.工藝參數(shù)較多,調(diào)整控制比較復(fù)雜。7.TIME焊電弧熱量高,導(dǎo)電嘴和保護(hù)氣噴嘴都需要水冷,焊槍結(jié)構(gòu)復(fù)雜。8.由于焊槍結(jié)構(gòu)復(fù)雜再加上高速焊接,因此TIME焊只適用于自動(dòng)或半自動(dòng)焊接,使用靈活性受到一定限制。9.嚴(yán)格的專利保護(hù),包括方法和氣體,也限制了其應(yīng)用目前主要生產(chǎn)商是奧地利FRONIUS,其TIME高速焊機(jī)是基于模塊化原則進(jìn)行設(shè)計(jì)的:整個(gè)部件單元都被牢牢的固定在一起,而且非常方便的固定在設(shè)備的小車上面。低的氣瓶平臺(tái)很好的將氣瓶置于小車當(dāng)中,使其移動(dòng)方便而且容易更換。功能列表:先進(jìn)的逆變技術(shù)大功率大電流低消耗電子控制確保了恒定的焊接電流,不受網(wǎng)路電壓的影響穩(wěn)定的電弧和精確的熔滴過渡兩個(gè)數(shù)字化測(cè)量?jī)x器測(cè)量:電流和電壓或送絲速度、母材厚度2/4—步操作模式,TIME三個(gè)絕對(duì)值參數(shù)進(jìn)行控制

六.TIME高速焊機(jī)T.I.M.E.TWINishighdepositionrateweldingprocessHighwirefeedingspeed,upto50m/minSchematicdiagramGun七.T.I.M.E.雙絲焊簡(jiǎn)介Advantages:Highdepositionrate,upto60kg/hFlexibilityLessspatterLessporosityGuncoolingsystemROBACTATwinwiresgunT.I.M.E.雙絲焊八.其他多元?dú)怏w保護(hù)焊接T.I.M.E.Ⅱ焊接(Ar+26.5%He+25%CO2+2%O2)主要用于平焊對(duì)接接頭。由于TIME焊工藝及TIME氣體已經(jīng)申請(qǐng)了專利,各國(guó)焊接研究人員開始致力于其它種類保護(hù)氣體的研究,以期獲得高熔敷率。因此,盡管此時(shí)所用保護(hù)氣體已經(jīng)不是原來的TIME氣體,但習(xí)慣上仍稱能夠獲得高熔敷率的焊接方法為TIME焊。常規(guī)MAG焊,焊絲伸出長(zhǎng)度、電流、電壓等對(duì)熔敷率的影響很大,而CO2和O2配比成分對(duì)熔敷率的影響很小,幾乎沒有影響,可以說,在熔化極氣體保護(hù)焊直流反接情況下,無氦混合保護(hù)氣體的配比成分的改變對(duì)熔敷率幾乎沒有影響。除了TIME氣體外,按10%CO2+(60-65)%Ar+(25-30)%He或4%CO2+20%He+Ar進(jìn)行配比的三元?dú)怏w也可獲得高熔敷率。但在給定送絲速度下,焊接電壓的可調(diào)區(qū)間不如原TIME氣體的寬。另外,92%Ar+8%CO2,70%Ar+20%CO2+10%O2、88%Ar+8%CO2+4%O2、

4%CO2+20%O2均可用于大電流焊接。用Ar+CO2二元?dú)怏w、Ar+CO2+O2三元混合氣體和T.I.M.E.氣體在相同條件下做對(duì)比試驗(yàn),焊接條件為送絲速度26m/min,焊接電壓47-48V,工件到導(dǎo)電嘴的距離為30mm。測(cè)得的焊接電流相差很小,可以認(rèn)為混合保護(hù)氣體配比成分對(duì)焊絲熔敷率幾乎沒有影響這說明在焊絲為陽極時(shí),氣體成分對(duì)陽極產(chǎn)熱的影響不大。所以,在直流反接的情況下,如果保持其它焊接條件不變,采用相同焊絲伸出長(zhǎng)度,使用T.I.M.E.氣體和多元無氦混合氣體作保護(hù)可以得到大致相同的熔敷率。渤船重工,焊接方法與TIME類似,不過O2換作H2。H2具有還原性,一定程度上可以減少CO氣孔,但也不能太多,否則會(huì)產(chǎn)生H2氣孔。具體比例不知。九.T.I.M.E.焊的應(yīng)用主要用于焊接低碳鋼和低合金鋼,還應(yīng)用于細(xì)晶結(jié)構(gòu)鋼(抗拉強(qiáng)度達(dá)到890N/mm2)、高溫耐熱材料(13CrMo44)、低溫鋼、特種鋼(裝甲板)、高屈服強(qiáng)度鋼(HY80)等。目前TIME焊接主要應(yīng)用于造船業(yè)、鋼結(jié)構(gòu)工程、汽車制造業(yè)(對(duì)焊接接頭抗沖擊性能有需求的地方)、機(jī)械工程、罐結(jié)構(gòu)、軍工產(chǎn)品(如焊接坦克裝甲板)。一.表面張力過渡STT的提出CO2焊接:電弧能量密度大,效率高,成本低,對(duì)水、銹、油污不敏感,焊縫含氫量低。飛濺大。普通CO2焊接飛濺產(chǎn)生基本原理:電弧狀態(tài)和能量供給沒有很好地對(duì)應(yīng),電弧能量供給并不精確。短路過渡中的焊接飛濺主要來自于短路初期的瞬時(shí)短路飛濺及短路末期的電爆炸飛濺。短路初期,熔滴逐漸接近并開始接觸熔池,此時(shí)電磁力方向向上,阻礙熔滴在熔池表面鋪展,熔滴與熔池的接觸面積很小,如果此時(shí)電流上升率太大,電流密度迅速上升,電磁力也急劇增大,能量急劇聚集,接觸部位液橋尚來不及在熔池表面鋪展,便被迅速增長(zhǎng)的電磁力排斥出熔池,此時(shí)產(chǎn)生的飛濺稱為瞬時(shí)短路飛濺。短路末期,短路電流急劇增加,加速了液體小橋的收縮最終形成縮頸,縮頸部位橫截面積迅速減小,電流密度急劇增加,造成了過剩能量的積累,導(dǎo)致液柱沒有在合適位置形成縮頸,甚至沒有明顯產(chǎn)生縮頸時(shí)就迅速汽化、爆炸,此時(shí)產(chǎn)生的飛濺稱為電爆炸飛濺。常規(guī)減少飛濺的措施:材料方面:選用低碳焊絲,減少FeO與C反應(yīng)生成CO的量工藝措施:合適的工藝規(guī)范關(guān)鍵是焊接電壓(電壓高,自由過渡,大顆粒排斥過渡,飛濺大;電壓低,固體短路,爆破性飛濺)、減小的干伸長(zhǎng)、直流反接、CO2中摻入Ar等等。。電源方面:平外特性,且具有較好的動(dòng)外特性,串入大的電感,限制短路電流上升速率dI/dt和峰值采取各種措施,常規(guī)CO2焊飛濺量仍然達(dá)到2-5%。表面張力過渡(SurfaceTensionTransfer,STT)最早于1993年由美國(guó)林肯公司的高級(jí)工程師Stava發(fā)表在WeldingJournal雜志上,該技術(shù)采用了7個(gè)國(guó)家20余項(xiàng)專利。STT技術(shù)源于短路過渡技術(shù),但又不同于傳統(tǒng)的短路過渡技術(shù),是一種類似于短路過渡或短弧過渡的新的過渡方式,它主要通過表面張力對(duì)熔滴的作用實(shí)現(xiàn)熔滴過渡。表面張力過渡技術(shù)從本質(zhì)上來說是一種計(jì)算機(jī)控制的脈沖CO2短路過渡焊接技術(shù),但其與普通CO2焊接的本質(zhì)區(qū)別在于電弧理論上。STT的基本原理是根據(jù)短路過渡理論,按照電弧的瞬間需求來供給電弧能量,它是一種具有較寬脈沖寬度的多頻脈沖電流控制的短路過渡CO2焊接技術(shù)。其技術(shù)關(guān)鍵在于檢測(cè)液體小橋是否產(chǎn)生了縮頸,并選擇了短路初期和液體小橋產(chǎn)生縮頸后適時(shí)提高回路阻抗,以降低電流,便于熔滴的液態(tài)金屬在低能量狀態(tài)下在熔池的鋪展,主要依靠熔池的表面張力促使液體小橋發(fā)生斷裂,使熔滴脫離焊絲進(jìn)入熔池。這也是這一技術(shù)名稱的由來。STT技術(shù)特點(diǎn):根據(jù)短路小橋和縮頸小橋的狀態(tài)改變電流,精確供給電弧能量。STT理論認(rèn)為,在熄弧期間內(nèi),熔滴上沒有等離子流力、電弧推力、斑點(diǎn)力、金屬蒸汽反作用力等作用,此時(shí)若不考慮重力與電磁力的作用,則熔滴完全在熔滴與熔池融合界面的表面張力作用下完成了向熔池的鋪展、縮頸、斷裂,在短路期間內(nèi),縮頸小橋形成時(shí)與存在期間輸出小的焊接電流與焊接電壓,極大地減少了短路液態(tài)小橋的爆炸程度,從而減小飛濺。為兼顧工件的熱輸入、燃弧率與再燃弧可靠性等因素,分別在短路液態(tài)小橋擴(kuò)展至焊絲直徑的1.2倍時(shí)與縮頸小橋斷裂之后,加上適當(dāng)?shù)母唠娏鞲唠妷好}沖,以實(shí)現(xiàn)縮頸的快速形成和快速可靠再燃弧等目的。為實(shí)現(xiàn)表面張力過渡,電源由反映熔滴空間物理狀態(tài)的高靈敏度、高精度弧壓傳感器來提供控制信號(hào),使熔滴的空間狀態(tài)(尺寸、形狀、位置)與該狀態(tài)電弧對(duì)應(yīng)的最佳電流電壓波形真正聯(lián)系起來,并加以自適應(yīng)控制。STT過渡分為五個(gè)階段:燃弧階段過渡階段壓縮階段斷裂階段再燃弧階段t0-t1前,同t5,燃弧后期基值電流持續(xù)期;t1-早期短路持續(xù)期;t2-縮頸加速期;t3-縮頸斷裂期;t4-燃弧脈沖持續(xù)期;t5-燃弧后期基值電流持續(xù)期ISM-縮頸電流脈沖IRM-燃弧電流脈沖二.STT過渡過程t0-t1前,同t5,燃弧后期基值電流持續(xù)期;t1-早期短路持續(xù)期;t2-縮頸加速期;t3-縮頸斷裂期;t4-燃弧脈沖持續(xù)期;t5-燃弧后期基值電流持續(xù)期ISM-縮頸電流脈沖IRM-燃弧電流脈沖

燃弧階段t0該階段電流熔化焊絲,基值電流一般為為50-100A,在焊絲末端維持一個(gè)1.2倍于焊絲直徑的球狀熔滴并控制熔滴直徑,以防止熔滴直徑太小時(shí)電弧不穩(wěn)定,太大時(shí)產(chǎn)生飛濺,同時(shí)電流維持電弧繼續(xù)燃燒。對(duì)于一個(gè)給定的電弧長(zhǎng)度,熔滴的大小取決于焊接電流、保護(hù)氣體、焊絲種類與直徑、送絲速度。譬如,用φl.2mm的E70S-3焊絲,Ar+CO2為保護(hù)氣體進(jìn)行焊接,需要120A的電流來形成適當(dāng)大小的球狀熔滴;若純CO2氣體保護(hù)則只需70A電流。t0-t1前,同t5,燃弧后期基值電流持續(xù)期;t1-早期短路持續(xù)期;t2-縮頸加速期;t3-縮頸斷裂期;t4-燃弧脈沖持續(xù)期;t5-燃弧后期基值電流持續(xù)期ISM-縮頸電流脈沖IRM-燃弧電流脈沖過渡階段t1隨著熔滴的長(zhǎng)大和焊絲的推進(jìn),熔滴接觸到熔池,便開始了過渡階段。這時(shí)電源使焊接電流在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)(0.75ms左右)下降到一個(gè)較低值(10A左右),熔滴靠重力和表面張力的吸引從焊絲向熔池過渡,形成液體小橋。t0-t1前,同t5,燃弧后期基值電流持續(xù)期;t1-早期短路持續(xù)期;t2-縮頸加速期;t3-縮頸斷裂期;t4-燃弧脈沖持續(xù)期;t5-燃弧后期基值電流持續(xù)期ISM-縮頸電流脈沖IRM-燃弧電流脈沖壓縮階段t2形成小橋后,熔滴開始向熔池鋪展。這時(shí),電源使電流按一定斜率上升到較大值,開始?jí)嚎s階段。這個(gè)大電流產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)的軸向壓力加在小橋上,使小橋產(chǎn)生縮頸,該壓力與電流的平方成正比。t0-t1前,同t5,燃弧后期基值電流持續(xù)期;t1-早期短路持續(xù)期;t2-縮頸加速期;t3-縮頸斷裂期;t4-燃弧脈沖持續(xù)期;t5-燃弧后期基值電流持續(xù)期ISM-縮頸電流脈沖IRM-燃弧電流脈沖斷裂階段t3縮頸減小了電流流過的截面,增大了小橋電阻,電源隨時(shí)檢測(cè)反映電阻變化的電壓變化率。小橋斷裂時(shí)存在一個(gè)臨界變化率,一旦電源檢測(cè)到這一特征值,它將在數(shù)微秒內(nèi)將電流拉至一個(gè)較小值(50A左右)。表面張力吸引斷裂后的熔滴進(jìn)入熔池,實(shí)現(xiàn)無飛濺過渡,然后焊絲從熔池中脫離出來。再燃弧階段t4焊絲脫離熔池后,電流快速(1-2ms)上升到一個(gè)較大值(如采用φl.2mm的E70S-3焊絲,純CO2氣體保護(hù),送絲速度5.08m/min,需要450A電流來驅(qū)動(dòng)),以實(shí)現(xiàn)快速可靠再燃弧。同時(shí),這個(gè)大電流產(chǎn)生的等離子流力一方面推動(dòng)剛脫離焊絲端部的熔滴快速進(jìn)入熔池,并壓迫熔池下凹,以獲得必要的弧長(zhǎng)和必要的燃弧時(shí)間,從而保證焊絲端部得到要求的熔滴尺寸,另一方面保證必要的熔深和良好的熔合。t0-t1前,同t5,燃弧后期基值電流持續(xù)期;t1-早期短路持續(xù)期;t2-縮頸加速期;t3-縮頸斷裂期;t4-燃弧脈沖持續(xù)期;t5-燃弧后期基值電流持續(xù)期ISM-縮頸電流脈沖IRM-燃弧電流脈沖

燃弧階段t5電弧電流對(duì)熔池幾乎無影響地衰減到底值電流t5,重復(fù)t0,開始另一個(gè)周期。從第2步到第4步的過程中,當(dāng)小橋形成時(shí),STT電源就開始記錄下隨著焊絲的伸長(zhǎng)電壓的下降。焊絲伸長(zhǎng)得越少,電壓下降得越小,從而,電阻越小。電弧助推過程中,電源將調(diào)節(jié)助推時(shí)間以適應(yīng)檢測(cè)到的壓降。當(dāng)焊絲伸長(zhǎng)較少時(shí),電源檢測(cè)到的壓降較小,這時(shí)就增加電弧助推時(shí)間以增加功率來熔化焊絲。STT電源可以始終如一地在每一個(gè)電流周期熔化等量焊絲。由于在整個(gè)過渡周期的每個(gè)環(huán)節(jié)中,電流嚴(yán)格按照電弧瞬時(shí)熱量要求的變化而變化,防止了過剩熱量的積聚,因此也減少了飛濺。在STT的設(shè)備方面,美國(guó)林肯(Lincoln)電氣公司相繼開發(fā)了一系列用于MIG/MAG焊的Invertec

STT(Ⅰ、Ⅱ代)焊接電源。電源內(nèi)部有一個(gè)被稱為“dV/dtdetector”的電路,來識(shí)別短路過渡的結(jié)束時(shí)間。通過連續(xù)比較實(shí)際測(cè)得的電壓值同程序預(yù)先設(shè)定值以及前一個(gè)周期的電壓值,實(shí)時(shí)地改變焊接參數(shù)。

STT焊接電源可以用于MIG/MAG焊接,與標(biāo)準(zhǔn)的氣體保護(hù)焊設(shè)備不同,它既不是恒流源,也不是恒壓源。STT的一個(gè)重要特點(diǎn)是送絲速度和焊接電流是獨(dú)立控制的,焊接電流與送絲速度無關(guān),STT的焊接電源在整個(gè)焊接周期內(nèi)精確地控制著流過焊絲的電流,其響應(yīng)時(shí)間以微秒計(jì),由此可以更好地控制熱輸入而得到合適的熔深。三.STT設(shè)備及特點(diǎn)四.STT優(yōu)點(diǎn)STT是氣體保護(hù)熔化極電弧焊方法中短路過渡工藝技術(shù)的一次巨大技術(shù)進(jìn)步,其優(yōu)點(diǎn)如下:(1)飛濺率非常低,飛濺減少了90%,焊后幾乎不用清理,節(jié)省了大量的人工清理工件、噴嘴的時(shí)間和費(fèi)用,延長(zhǎng)設(shè)備有效工作時(shí)間;(2)可以采用更短的電弧進(jìn)行焊接,熔滴呈軸向過渡,能夠進(jìn)行全位置焊接,甚至可以進(jìn)行0.6mm板材的仰焊;(3)作業(yè)環(huán)境舒適(低煙塵、低飛濺、低光輻射,例如煙塵減少了50%-70%),電弧柔和,焊接時(shí)的能見度好;(4)低線能量條件下熔合優(yōu)良,焊接質(zhì)量好,焊縫成形美觀;(5)具有良好的打底焊道全位置單面焊雙面成形能力,正反面成形均勻一致,在薄板焊接和根部打底焊中,可以取代

TIG焊從而提高生產(chǎn)效率;(6)操作更容易,對(duì)焊工的要求降低,生產(chǎn)效率高;—TIG質(zhì)量,MIG速度;(7)熱輸入較小,僅為普通CO2焊的20%左右,熱影響區(qū)小,焊縫邊緣熔合好,燒穿、咬邊等焊接缺陷少,焊縫合格率高,焊后殘余變形小;(8)對(duì)裝配誤差的要求低,例如對(duì)于3mm的板材,間隙可以達(dá)到12mm;(9)適用范圍廣,適合于焊接各種非合金鋼、低合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼、鑄鋼、高合金鋼和電鍍鋼;(10)可以使用各種保護(hù)氣體,包括純Ar、He和CO2氣體。CO2焊接方法的飛濺率對(duì)比%STT技術(shù)的飛濺率小于1%,與普通CO2焊接相比S

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