 |
Cold Metal Transfer Technology Burns and spatter of some materials during welding and soldering works can be avoided by the exclusion of long-term exposure to high temperatures. The essence of the Cold Metal Transfer process lies in applying heat energy in pulses hot enough only for melting and detaching parts of the material. Such “alternating welding baths” are possible due to the use of blocks feeding wire into the welding process regulation system. The low temperature employed in the CMT technology makes it possible to weld and solder without spatter; to combine steel and aluminum; to weld ultra-thin sheets 0.3 mm thick with a flat butt weld. |
СМТ технология сварки и наплавки существенно отличается от известных процессов. Новая разработка фирмы Fronius позволяет управлять переносом материала в рабочую зону благодаря цифровой системе регулирования сварочного процесса и применению специальных блоков подачи проволоки. «Холодный перенос металла» расширяет возможности применения сварки.
Опираясь на новейшие разработки в области цифровых систем управления, фирма Fronius разработала технологию наплавки и соединения материалов методом холодного переноса металла (Cold Metal Transfer — СМТ).
Применение этой технологии обеспечивает сварку в режиме, близком к режиму переноса металла короткими замыканиями, однако с гораздо более низким тепловложением. Эта особенность процесса СМТ обеспечивает существенное снижение термических деформаций свариваемых конструкций, разбрызгивания электродного металла, равномерное формирование сварного шва с минимальным количеством дефектов.
«Холодный» перенос металла в сварочную ванну при СМТ-процессе достигается за счет снижения сварочного тока до нуля в момент короткого замыкания капли металла, синхронизированного с импульсными колебаниями проволоки. При этом перенос металла и отрыв капли осуществляется за счет массы самой капли металла и ее механического «стряхивания» в сварочную ванну без дополнительного энергетического воздействия:
при возникновении короткого замыкания в сварочной ванне (б), система управления реагирует на падение напряжения и снижает значение сварочного тока до минимума. В этот же момент проволока отводится из сварочной ванны, за счет чего осуществляется плавный отрыв капли с минимальным тепловложением.
При такой схеме реализации процесса переноса металла достигается еще целый ряд преимуществ, таких как: плавный старт; стабильное горение дуги при низких значениях сварочного тока; высокая устойчивость сварочной ванны при сварке в вертикальном и потолочном положениях; равномерное и правильное формирование сварного шва; получение обратного формирования шва без использования подкладок.
Для реализации режима холодного переноса металла в конструкцию СМТ установки включены специальные компоненты (рис. 2). С одной стороны, расположены два блока подачи проволоки, которые управляются в цифровом режиме. Передний блок Robacta Drive СМТ обеспечивает пульсацию проволоки с частотой до 70 раз в сек (можно установить блок SynchroPuls с частотой пульсации 5 раз в сек). Задний блок VR 7000 СМТ служит для подачи проволоки.
Передний блок Robacta Drive СМТ оснащен безредукторным приводом — высокодинамичным серводвигателем переменного тока, обеспечивающим точную подачу проволоки и постоянное давление прижима. В отличие от традиционных систем, кабель-шланговый пакет горелки может быстро отсоединяться от блока привода и не требует повторной настройки TCP (Tool Center Point).
С другой стороны, между двумя блоками привода устанавливается проволочный буфер (рис. 3), который обеспечивает независимую работу блоков и служит в качестве дополнительного накопителя проволоки. Такая схема позволяет подавать проволоку практически без усилий. Проволочный буфер желательно установить на балансире или на третьей оси робота. Компактная система позволяет осуществлять и замену фитиля в проволочном буфере без использования специального инструмента.
Конечно же, в области сварочных процессов понятие «холодный» является относительным, но по сравнению с традиционной MIG/MAG сваркой СМТ представляет собой холодный процесс, который отличается стабильным горением дуги.
СМТ-технология позволяет осуществлять те операции, которые до сих пор были связаны с большими трудностями: получение сварных и паяных швов без образования брызг; соединение стали с алюминием; получение стыковых соединений сверхтонкого листа толщиной 0,3 без существенных деформаций (рис. 5) и т. п.
Размеры зазоров при сварке позволяют осуществлять процесс в автоматизированном режиме.
Эффективность применения СМТ-процесса при наплавке связана с тем, что за счет низкой температуры сварочной ванны перемешивание основного и электродного металла значительно меньше, чем при наплавке с применением классического MIG/MAG оборудования. При этом изменения металлургической структуры, химического состава, а, следовательно, и эксплуатационных свойств наплавленного слоя минимальны. Это позволяет осуществлять наплавку меньшего количества слоев и в некоторых случаях отказаться от использования буферных или промежуточных слоев. Таким образом сокращение длительности операции наплавки и расхода проволоки может достигать 50 %.
Гибкость СМТ установок обеспечивается за счет модульной компоновки. Оборудование Fronius позволяет выполнять сварку не только по системе СМТ, но и по стандартной технологии MIG/MAG или сварки в импульсном режиме. Кроме того, экономия достигается за счет отсутствия потерь подачи защитного газа к сварочной горелке, автоматического отключения блока охлаждения, низкого потребления мощности на холостом ходу.
Основные области применения СМТ сварки — это автомобильная, аэрокосмиическая промышленность, изготовление металлических емкостей и портальных металлоконструкций, энергетического оборудования — котельных агрегатов, теплообменников — производство комплектующих и т. д.
