ПРОЦЕСС STT (SURFACE TENSION TRANSFER)

   Технология Waveform Control позволила инженерам компании Lincoln разработать и запатентовать сварочный процесс, основанный на переносе металла серией управляемых коротких замыканий за счёт сил поверхностного натяжения — процесс STT. Перенос методом STT нельзя определить ни как процесс с жёсткой, ни как процесс с падающей вольтамперной характеристикой. Вместо традиционной вольтамперной характеристики величина сварочного тока регулируется автоматически — в зависимости от требований сварочной дуги. Время реакции системы на изменения, происходящие в сварочной ванне, составляет единицы микросекунд. Параметры дуги оптимизируются в каждый момент времени в течение всего процесса образования и переноса каждой капли расплавленного металла с электрода в сварочную ванну. Схема управления током дуги позволяет исключить недостатки, свойственные обычному сварочному процессу, происходящему в режиме короткого замыкания — жёсткую дугу и значительное разбрызгивание. 
Быстродействующие программно-аппаратные средства управления сварочным током позволили создать прекрасный источник для сварки проволокой. Процесс хорошо зарекомендовал себя при сварке с различными защитными газами, включая 100% двуокись углерода и её смеси с аргоном и гелием. Сварка STT с успехом применяется для полуавтоматической и автоматической сварки на самых различных производствах — от роботизированных ячеек на сборочных конвейерах автомобильных гигантов до сварки трубопроводов в полевых условиях, хорошо зарекомендовал он себя и в России. Спектр свариваемых материалов также весьма широк, включает низколегированные и нержавеющие стали, сплавы с высоким содержанием никеля и другие цветные сплавы.

Рассмотрим циклограмму процесса несколько подробнее.

1. T0–T1 — базовый ток — это значение тока дуги до короткого замыкания со сварочной ванной. Это постоянное значение может быть установлено между 50 и 100 А.

2. T1–T2 — формирование капли — при первом же замыкании электрода на сварочную ванну при базовом токе детектор разности потенциалов на дуге обнаруживает это замыкание. Базовый ток снижается до значения 10 А и удерживается в этом значении примерно 0,75 мсек.

3. T2–T3 — в этом интервале времени происходят:
1) обжатие капли: вслед за формированием капли ток на закороченном электроде возрастает. Перенос расплавленного металла в сварочную ванну ускоряется за счётэффекта обжатия. Электрическое сопротивление между электродом и каплей в этой фазе не равно нулю ввиду высокого сопротивления металла, нагретого до температурыплавления.
2) вычисление скорости изменения напряжения — сечение шейки, соединяющей электрод с каплей, на этой фазе уменьшается ввиду обжатия, и сопротивление шейки растёт. Пропорционально росту сопротивления меняется и разность потенциалов. Достижение скоростью изменения напряжения определённого значения указывает на то, что сечение достигло критического значения и капля готова отделиться. Ток уменьшается до 5 А в течение микросекунд. Это происходит до того, как электрод выходит из короткого замыкания со сварочной ванной.

4. T4 — отделение капли — собственно отделение капли происходит в момент T4 при низком токе. После того как шейка между каплей и электродом сильно сужается, уменьшается сила поверхностного натяжения, действующую на каплю со стороны электрода. Происходит мягкое отделение капли и её плавное соединение со сварочной ванной — за счёт превосходящих сил поверхностного натяжения, действующих на каплю со стороны сварочной ванны.

5. T5–T6 — рост плазменного столба — непосредственно за отделением капли и прерыванием короткого замыкания между электродом и сварочной ванной на электрод подаётся высокий ток, вызывающий активизацию плавления электрода и поддерживающий длину дуги. Форма плавящегося участка электрода в этот момент весьма прихотлива. Реактивные силы, действующие на электрод со стороны катода — сварочной ванны, — поджимают вверх начавшую формироваться каплю, удлиняядугу и исключая возможность преждевременного возникновения короткого замыкания. Одновременно высокое значение тока, действующее на этой фазе, выполняет задачу улучшения сплавления и смачивания, на короткое время расширяя дугу и вызывая сильный эффект катодного прогревания. При традиционном же процессе увеличение тока для улучшения сплавления порождает серию неуправляемых коротких замыканий, образуя огромное количествосварочных брызг.

 

6. T6–T7 — стабилизация — в этой фазе цикла ток дуги плавно снижается до базового значения, предотвращая ведущий к перемешиванию сварочной ванны бросок из-за внезапного резкого изменения величины электродинамических сил, действующих на сварочную ванну. При необходимости — для улучшения прогрева заготовки — на этой фазе можно задать повышенное значение базового тока.

Слева - сварка по процессу MIG, справа - сварка по процессу STT.

Большую роль в процессе играет процесс стабилизации объёма расплавленного металла,образующегося в каждом цикле. Он позволяет компенсировать изменение вылета электрода. Прецизионное управление переносом металла в зону сварки, производимой в среде защитного газа, обеспечивает:
• минимальное разбрызгивание,
• значительное снижение дымообразования,
• отсутствие сварочных деформаций и прожогов за счёт глубокого управления количеством тепла, вводимого в сварочную ванну (тепловложение),
• гарантированное проплавление и великолепный обратный валик,
• качество сварного соединения, не уступающее получаемому аргонодуговой сваркой,но при существенно (в 3-4 раза) более высокой скорости сварки и значительно меньших требованиях к квалификации сварщика.

Применение процесса STT для выполнения корневого прохода при сварке трубопроводов При сварке корня шва с помощью традиционного полуавтоматического процесса не происходит непосредственного управления сварочным током. Вместо этого управляемым параметром является среднее напряжение. При таком методе управления всегда есть существенный риск перегрева сварочной ванны и снижения её вязкости ниже допустимого уровня. В результате
обратный валик может быть плохо сформирован и иметь плоскую или даже вогнутую форму. Кроме того, сварщику приходится удерживать дугу на передней кромке сварочной ванны, чтобы обеспечить хорошее проплавление. Если дуга слишком отстаёт от передней кромки, проплавление будет не полным. Если же дуга слишком опережает переднюю кромку, то вероятность прожогов резко возрастает. Управление сварочным током и скоростью подачи проволоки при процессе STT ведётся независимо, поэтому поддерживать температуру и вязкость сварочной ванны значительно легче. Следовательно, легче достичь качественного проплавления. Именно это свойство процесса STT делает его весьма удобным и эффективным для выполнения корневого прохода. Оператору достаточно просто удерживать дугу на передней кромке сварочной ванны. Сварщики с большим опытом работы на трубопроводах по традиционным методам оценивают этот процесс как наиболее простой, удобный и качественный из имеющихся. Они отмечают и резкое снижение интенсивности сварочных брызг при работе в потолочном положении. Отсутствие “карманов”
и относительно большое сечение корневого шва исключают необходимость в выполнении “горячего” прохода и повышают темп сварочных работ.
Рентгенографические исследования доказали, что сформированный по процессу STT корень шва отличается высоким качеством. Испытания методами разрушающего контроля подтверждают высокие механические показатели материала шва, а металлографический анализ — требуемые металлургические свойства. Уровень содержания водорода в металле шва, выполненного по процессу STT, ниже, чем при сварке основным электродом. Это позволяет сваривать современные высокопрочные стали без дальнейшей термообработки и риска водородного растрескивания.
Сварка по процессу STT является прекрасным решением для выполнения стыков как при использовании систем автоматической орбитальной сварки, так и при сварке в полуавтоматическом режиме. Уникальные свойства процесса позволяют с успехом применять его при сварке с фиксированным, в том числе и нулевым зазором, а также на стыке с кромками, выполненными газовой или плазменной резкой.

 

КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ

 
Спец предложение
Электроды Phoenix K50R Mod

Электроды Phoenix K50R Mod

реальный аналог LB-52U по лучшей цене НАКС реестр ГАЗПРОМ подробнее