STT技术专用课件.pptVIP

表面张力过渡(Surface Tension Transfer，STT) 最早于1993年由美国林肯公司的高级工程师Stava发表在Welding Journal杂志上，该技术采用了7个国家20余项专利。 STT技术源于短路过渡技术,但又不同于传统的短路过渡技术,是一种类似于短路过渡或短弧过渡的新的过渡方式，它主要通过表面张力对熔滴的作用实现熔滴过渡。 表面张力过渡技术从本质上来说是一种计算机控制的脉冲CO2短路过渡焊接技术，但其与普通CO2焊接的本质区别在于电弧理论上。STT的基本原理是根据短路过渡理论,按照电弧的瞬间需求来供给电弧能量,它是一种具有较宽脉冲宽度的多频脉冲电流控制的短路过渡CO2焊接技术。其技术关键在于检测液体小桥是否产生了缩颈，并选择了短路初期和液体小桥产生缩颈后适时提高回路阻抗，以降低电流，便于熔滴的液态金属在低能量状态下在熔池的铺展，主要依靠熔池的表面张力促使液体小桥发生断裂，使熔滴脱离焊丝进入熔池。这也是这一技术名称的由来。 STT技术特点:它能根据短路小桥和缩颈小桥的状态改变电流,精确供给电弧能量。STT理论认为，在熄弧期间内,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作用,此时若不考虑重力与电磁力的作用,则熔滴完全在熔滴与熔池融合界面的表面张力作用下完成了向熔池的铺展、缩颈、断裂,在短路期间内,缩颈小桥形成时与存在期间输出小的焊接电流与焊接电压,极大地减少了短路液态小桥的爆炸程度,从而减小飞溅。 2 波形控制CO2气体保护电弧焊和STT控制法 图4-14 STT控制示意图 四. STT优点 STT是气体保护熔化极电弧焊方法中短路过渡工艺技术的一次巨大技术进步，其优点如下: (1)飞溅率非常低，飞溅减少了90%，焊后几乎不用清理,节省 了大量的人工清理工件、喷嘴的时间和费用，延长设备 有效工作时间； (2)可以采用更短的电弧进行焊接，熔滴呈轴向过渡，能够进 行全位置焊接，甚至可以进行0.6mm板材的仰焊； (3)作业环境舒适(低烟尘、低飞溅、低光辐射，例如烟尘减 少了50%-70%)，电弧柔和，焊接时的能见度好； (4)低线能量条件下熔合优良，焊接质量好，焊缝成形美观； (5)具有良好的打底焊道全位置单面焊双面成形能力，正反面 成形均匀一致，在薄板焊接和根部打底焊中，可以取代 TIG焊从而提高生产效率； (6) 操作更容易,对焊工的要求降低，生产效率高； — TIG质量，MIG速度； (7)热输入较小,仅为普通CO2焊的20％左右，热影响区 小，焊缝边缘熔合好，烧穿、咬边等焊接缺陷少，焊 缝合格率高，焊后残余变形小； (8)降低了装配误差的要求，例如对于3mm的板材，间隙可 以达到12mm； (9)适用范围广，适合于焊接各种非合金钢、低合金钢、 不锈钢、耐热钢、铸钢、高合金钢和电镀钢； (10)可以使用各种保护气体，包括纯Ar、He和CO2气体。 六.STT技术的缺点 缺点:不适合焊接厚板,仅适于20mm以下的薄板焊接。由于它采用的基值电流一般为65A~90A,其平均焊接电流约为130A左右,电孤的平均能量较低,其熔深很浅,所以焊接厚板时能量不足,极易产生未焊透、未熔合等缺陷。 此方法适用的规范范围较窄,例如1.2mm焊丝,焊接电流在180A以上,以及在干伸长变化较大时,焊接飞溅量增加,焊接稳定性被破坏。 这种方法以其柔和的电弧和极小的飞溅，引起了人们的兴趣。这种方法判断短路、小桥断裂的时间比较困难，控制参数较多又要求实时快速控制，因此精确的电流波形控制向着微机智能化方向发展是必然趋势。 * t0－ t1前，同t5，燃弧后期基值电流持续期；t1－早期短路持续期；t2－缩颈加速期；t3－缩颈断裂期；t4－燃弧脉冲持续期；t5－燃弧后期基值电流持续期 ISM－缩颈电流脉冲 IRM－燃弧电流脉冲 燃弧阶段t0 该阶段电流熔化焊丝，底值电流一般为为50－100A，在焊丝末端维持一个1.2倍于焊丝直径的球状熔滴并控制熔滴直径，以防止熔滴直径太小时电弧不稳定，太大时产生飞溅，同时电流维持电弧继续燃烧。 t0－ t1前，同t5，燃弧后期基值电流持续期；t1－早期短路持续期；t2－缩颈加速期；t3－缩颈断裂期；t4－燃弧脉冲持续期；t5－燃弧后期基值电流持续期 ISM－缩颈电流脉冲 IRM－燃弧电流脉冲 过渡阶段t1 随着熔滴的长大和焊丝的推进，熔滴接触到熔池，便开始了过渡阶段。这时电源使焊接电流在一个很短的时间内（0.75ms左右）下降到一个较低值（ 10A 左右） ，熔滴靠重力和表面张力的吸引从焊丝向熔池过渡，形成