STT-焊接工艺培训PPT课件.ppt

1 STTSurfaceTensionTransferNovember2008表面张力过渡技术 MichaelHuApplicationandProductDevelopmentManagerofAutomationDivisionofShanghaiLincolnElectric 2 Basics基本概念 S T T SurfaceTensionTransfer表面张力过渡ResearchBeganJuly19851985年开始研究开发Purposeistodevelopaweldingprocesswhicheliminatesspatterwhenuse100 CO2shieldinggas目的是为了开发一种使用CO2保护气体而没有飞溅的焊接方法STTisaUniqueGMAWProcess一种独特的气保护焊接工艺 3 Basics基本概念 NeitherCCNorCV既不是恒流源也不是恒压源BasedoninteractiveWAVEFORMCONTROLTECHNOLOGYTM基于交互式波形控制技术BasedonHighSpeedInverterTechnology基于高速逆变技术PrecisionCurrentControlledShortArc精密电流控制的短路过渡焊接 4 Advantages优点 Lowspatter低飞溅量Lowfume低烟尘LowcostGas低气体成本ControlledHeatInput可控制的热输入量AllPosition可进行全位置焊接GoodFusion良好的焊接成型HandlesPoorFit up适用较差的接头形式 5 ManualWelding STTvsShortArc手工焊接 表面张力过渡vs短路过渡 StandardGMAW标准的气保护焊接 SurfaceTensionTransfer表面张力过渡 6 TraditionalGMAW传统气保护焊接 7 STTWelding表面张力过渡焊接 8 StandardGMAW标准的气保护焊接 SurfaceTensionTransfer表面张力过渡 RoboticsWelding STTvsShortArc机器人焊接 表面张力过渡vs短路过渡 9 G M A W GasMetalArcWelding熔化极气体保护焊接MIG MAGWeldingMIG MAG焊接MIG MetalInertGas惰性气体熔化极保护焊MAG MetalActiveGas活性气体熔化极保护焊SolidWirewithExternalShieldingGas实芯焊丝和外部保护气体DC Polarity直流正接 WhatisGMAW 什么是GMAW 10 OverviewofGMAWprocesses气保护焊接工艺概述 ConsistentVoltageGMAW CV 恒压气保护焊接PulseGMAW MIG MAG 脉冲气保护焊接STT SurfaceTensionTransfer 表面张力气保护焊接 11 CVPowerSourceOutput恒压电源输出 WeldingCircuitConsistsofCVPowerSourceswithaWireFeeder焊接回路由恒压电源和送丝机组成VoltageisProportionaltoArcLength电压与电弧长度成正比CurrentChangesDramaticallytoMaintainConstantArcLength电流动态变化以维持恒定的电弧长度 12 ModesofArcTransfer熔滴过渡形式 ShortCircuit ShortArc Transfer短路过渡GlobularTransfer滴状过渡SprayTransfer喷射过渡 Conventional常规形式 WaveformControlTechnologyTM波形控制技术 PulseSprayTransfer脉冲喷射过渡SurfaceTensionTransfer表面张力过渡 13 ShortArcTransfer短路过渡 LowVoltages LowAmperages低电压 低电流TypicallySmallerWireDiameters典型的小直径焊丝TypicalShieldingGasesIncludeCO2 75 25Ar CO2典型保护气体100 CO2 72 25Ar CO2TheWireShortstoWorkpiece 焊丝与工件短路TheVoltage 0电压为零TheAmperageAcceleratesRapidly电流快速增加WireBreaksoffProducingaWeldBeadandSpatter焊丝断开产生焊缝和飞溅 14 ShortArcTransfer短路过渡 15 LowHeatInput低热输入AllPositionWelding全位置焊接LowCost低成本PoorFitUp适应较差的接头形式 Spatter飞溅大PotentialLackofFusion容易产生熔合缺陷LimitedtoThinMaterial只适用于薄板材料焊接 Advantages优点 Limitations缺点 ShortArcTransfer短路过渡 16 GlobularTransfer滴状过渡 HighVoltage HighAmperages高电压和高电流TypicallyLargerWireDiameters典型的大直径焊丝100 CO2 75 25Ar CO2GasMix LowerCostShieldingCost 100 CO2 75 25Ar CO2混合气体 低成本保护气体 17 GlobularTransfer滴状过渡 BallFormsontheEndoftheElectrode球形熔滴在焊丝端部形成BeforeaShortCircuitOccurs theHighAmperageandGravityPulltheBallofftoformweldandSPATTER在形成短路之前 高电流电磁力和重力将熔滴推离焊丝 过渡到熔池形成焊缝和飞溅 18 GlobularTransfer滴状过渡 DeepPenetration较深的熔深HighDeposition高熔敷率LowCostGas低成本气体 ExcessiveSpatter过多的飞溅Flat HorizontalOnly只能进行平焊和横焊 Advantages优点 Limitations缺点 19 SprayArcTransfer喷射过渡 HighVoltages HighAmperages高电压和高电流TypicallyusedwithWireDiametersof 035andLarger一般使用0 035直径以上的焊丝直径AMinimumof80 ArgonintheGasMix使用最少含有80 以上氩气的混合气 20 SprayArcTransfer喷射过渡 SharpPointFormsonEndofElectrode在焊丝端部形成铅笔状FineDropletsAreDirectedinaStraightLineFromtheWiretoWeldPuddle很细小的熔滴形成一条直线从焊丝过渡到熔池中 形成焊缝 21 SprayArcTransfer喷射过渡 SmoothWeldBead光滑的焊缝成型DeepPenetration熔深很深HighDeposition高熔敷率LittletoNoSpatter很少或没有飞溅 PotentialUndercut容易出现咬边ExpensiveShieldingGas保护气体成本高Flat HorizontalOnly只能平焊和横焊 Advantages优点 Limitations缺点 22 StableCVTransferModes稳定的CV过渡模式 ShortArc短路过渡 GlobularArc滴状过渡 SprayArc喷射过渡 WFS current Increasing送丝速度 电流 增加 VoltageRange电压范围 23 SurfaceTension表面张力PinchForces电磁收缩力JetForces电弧推力 ForcesinArc电弧的作用力 24 SurfaceTension表面张力 25 SurfaceTension表面张力 Dropletonwire焊丝上的熔滴 WeldPuddle 26 SurfaceTension表面张力 Thesmalldropisabsorbedintothebigdrop小的熔滴被大的熔滴吸收了 27 SurfaceTensionandPinchForces表面张力和电磁收缩力 SurfaceTensionForces表面张力WetDroplettoWeldPuddle润湿熔滴到熔池PinchForces电磁收缩力SeparateShortedElectrodefromPuddle将短路的焊丝与熔池分离 28 PinchForce电磁收缩力 R OuterConductorRadius cm r InnerConductorRadius cm Maximumatr 0 29 JetForces电弧推力 ThermalMechanism热机械过程CausedbyVaporizedandAcceleratedMetalintheAnodeandCathodeDropRegions由在阳极和阴极之间蒸发和被加速的金属粒子产生ComplexPhenomenon复杂的现象VeryPronouncedatHighCurrents大电流时非常显著 30 TransitionCurrent过渡电流 BelowTransitionCurrent低于过渡电流ElectrodeisMelted焊丝被熔化SurfaceTensionHoldsDropletontheWire表面张力将熔滴留在焊丝端部AboveTransitionCurrent高于过渡电流DropletisExpelledfromWireandTransferredtoWork熔滴被推离焊丝 过渡到工件 31 TransitionCurrent过渡电流 PinchForcesExceedtheSurfaceTensionForces MoltenMetalisExpelledandTransferredformtheElectrode电磁收缩力超过表面张力 熔化金属被推离焊丝 32 PulseSprayTransfer脉冲喷射过渡 time 33 PulseArcWaveforms脉冲电弧波型 34 PulseWelding脉冲焊接 PinchForce电磁收缩力CurrentPulsesAboveTransitionCurrent电流脉冲高于转换电流PinchForceExceedsStrengthofMoltenExtension电磁收缩力超过熔滴的表面张力SprayTransferBecomesPossibleatLowCurrents喷射过渡可以在较低的电流下形成HeatInputEffect热输入影响PulsingIncreasestheMeltingRateofWirewithRespecttoTotalAverageHeatInput在总平均热输入量相当的情况下 脉冲焊可以增加焊丝的熔化效率 35 SurfaceTensionTransfer表面张力过渡 36 STTWaveformsSTT波型 37 StablePulseTransferModes稳定的脉冲过渡模式 STT表面张力过渡 PulseArc脉冲过渡 SprayArc喷射过渡 VoltageRange电压范围 WFS current Increasing送丝速度 电流 增加 38 HeatInputofDifferentTransferMode不同过渡形式的热输入 HeatinputKW热输入量 ShortArc短路过渡 STT表面张力过渡 Pulse脉冲过渡 2 2 5 3 39 WaveformControlledMachines波形控制设备 HighSpeedAmplifier WaveformGenerator Arc ComputerInterface 40 WaveDesignerTM波形设计软件 Graphicalprogramfordesigningcustomweldingwaveforms Characteristicsmaybecustomized Live whilewelding 41 WaveForm波形 Apicture ofawave一种波形 V t 42 WaveForm波形 Differentshapes 不同形状 X t X t 43 WaveForm波形 Cycle循环 44 WaveForm Don thavetoberegular不必是规则的 2020 3 19 45 46 PulseTransfer GMAW P 脉冲过渡 WideRangeofVoltageandAmperage电压电流范围宽VariationofSprayArcCapableofAllPositionWelding使喷射过渡电弧适应全位置焊接变为可能TwoCurrentLevelsareUtilized Peak Background两个电流水平 峰值和基值 47 WaveForms波形 STT 00001sec 48 STTProcessTheory工艺原理 49 STTHighSpeedVideoSTT高速摄影录像 50 BackgroundCurrent基值电流 Arccurrentlevelpriortoshortingtotheweldpool短路前的电弧电流Contributestheoverallheatinput决定绝大部分的热输入Keeparclit保持电弧燃烧 51 InitialShorting开始短路阶段 Responsetothe arcvoltage detectorsensingthatthearchasshorted检测到电弧电压短路信号 作出反应Currentisreducedevenfurtheratactualball weldpuddlecontact在熔滴与熔池实际接触前电流下降Extremelylowcurrentpromotesballwettinginsteadofrepelling极低的电流改进了熔滴的润湿性ReasonforlowerspatterinSTT这是STT飞溅小的原因 52 PinchCurrent压缩电流 Highcurrentisappliedimmediatelyaftertheinitialshort在开始短路阶段后马上采用大电流Currentincreases causingthemoltendroplettoseparatefromtheelectrode电流增加 导致熔滴与焊丝分离STTelectronicallycalculateswhenthedropletseparationistooccurandreducesthecurrentbeforethishappens eliminatestheexplosivespatterSTT电子电路计算熔滴分离的时间并降低在它发生之前降低电流 杜绝爆炸造成的飞溅 53 SecondCurrentReduction第二次电流下降 Currentisquicklyreducedbeforeelectrodeseparates eliminatingspatter电流在焊丝分离前快速降低 减少飞溅 STTcircuitryre establishestheweldarcatalowcurrentlevelSTT电路在一个很低的电流水平重新建立焊接电弧 54 PeakCurrent峰值电流 HighCurrentisappliedimmediatelyafterthearcisre established电弧建立后立即采用高电流Arcismomentarilybroadened producinghighheatingoftheplate insuringgoodfusionandsettingtheproperarclength电弧即刻变宽 在板上产生高热量 确保良好的熔合和建立合适的电弧长度 55 Tailout收尾电流 Currentisreducedfrompeaktobackgroundlevel电流从峰值降到基值Reducetheagitationoftheweldpuddle降低对熔池的搅拌作用Thiscontroliscoarseheatcontrol这个可以少量地控制热输入量 56 RootSTTHighSpeedVideo工艺原理 57 STT Waveform波型 58 STT Waveform波型 BackgroundCurrent基值电流 Controlsbeadshapeandprovidesminimumheattomaintainaliquidball T7 T1 控制焊缝成型和提供最小热量维持焊丝端部形成球形熔滴 T7 T1 PeakCurrent峰值电流 Controlsarclengthandpromotesgoodfusion T5 T6 控制电弧长度和促进良好的熔合 T5 T6 Tailout收尾电流 Reducespuddleagitation eliminatesprematureshorts andsmoothesbead T6 T7 降低对熔池的搅拌作用 杜绝提前短路 确保平滑的焊缝成型 T6 T7 59 SurfaceTension表面张力MaterialisTransferredbySurfaceTensionForces表面张力使材料过渡PinchForces电磁收缩力ControlofFusingDependsonConsistentPinchMechanism依靠稳定的电磁收缩过程控制熔化JetForces电弧推力SpatterisControlledbyLoweringCurrentatFusing通过在熔化时降低电流来控制飞溅 SurfaceTensionTransfer STT 60 STT MetalTransfer表面张力金属过渡 Liquidsurfacetension液体表面张力No explosion 没有 爆炸 Nospatter没有飞溅Puddlecontrol熔池可控制 61 MajorAdvantages主要优点 LowHeatInput热输入量低MinimalSpatter飞溅少BeadContour焊缝成型好ProcessEfficiency工艺效率高 ReducedDistortion减少变形和烧穿ReducedCleaning减少清理工作量LessGrinding减少打磨工作量FusionEvenonGaps可以熔合有间隙的焊缝 62 MajorAdvantages主要优点 UsesLargerWire可以使用更大的焊丝直径CanUseCO2使用CO2气体Easy容易使用Environmental环保 LowerCost降低成本LowerCost降低成本MinimalTraining减少培训工作量LessSmoke烟尘少 63 STTReplacingShort arcSTT代替短路过渡焊接 Advantages优点NoColdFusion没有未熔合ConsistentX rayQualityWelds稳定的焊接质量GoodPuddleControl良好的熔池控制ShorterTrainingTime缩短了培训时间LowFumeGeneration降低了烟尘LowSpatter降低了飞溅NotSensitivetoCompositionofShieldingGas对保护气体成分不敏感 64 STTReplacingTIGSTT代替TIG Advantages优点4TimesFaster4倍的焊接速度VerticalDownWeldingPossible可以立向下焊接ShorterTrainingTime缩短了培训时间NotSensitivetoCompositionofShieldingGas对保护气体成分不敏感100 CO2可以用100 二氧化碳WeldsStainless NickelAlloysandMildSteelWell可以焊接不锈钢 镍基合金和低碳钢 65 STTLIMITATIONS局限性 MoreExpensiveEquipment设备成本高 Low DepositionRate熔敷率低Lessthan7lbs hour低于7磅 小时 66 Industries工业应用 Automotive汽车行业PipeandPressureVessel管子和压力容器PowerGeneration发电设备Foodandchemicalprocessing食品和化工设备Consumerproducts消费品行业Hardsurfacing etc 表面硬化等 67 Applications主要应用 FordExplorerroofseam福特探险者顶棚焊缝BMWX5RearPostandroof宝马X5C柱和车顶BMWZ4RoadsterWindshieldPost宝马Z4RoadsterA柱Autobodycomponents汽车车身部件Motorcyclegastanks摩托车油箱Automotiveexhaustcomponents汽车排气系统 68 Configuration配置 PowerFeed10R FanucRobot机器人100iC 6L最大半径1 63m120iC 10L最大半径2 01mWireFeeder送丝机LincolnElectricAutoDrive4R90 69 Configuration配置 PowerFeed10R Welder焊机LincolnElectricPowerWavePW455M STT 70 Configuration配置 PowerFeed10R Torch焊枪TregaskissThroughArmA500特雷克斯A500中空焊枪TorchReamer清枪装置特雷克斯紧凑型清枪装置 71 SENSELEADDIPSwitch电压反馈线和拨码开关 PowerFeed10R Switch8worksenselead电压反馈线offworksenseleadnotconnected关电压反馈线没有连接onworksenseleadconnected开电压反馈线连接 STT必须使用电压反馈线连接到工件与负极电缆分开不能任意更改长度多电弧在同一工件上焊接时 注意电压反馈线的连接位置 72 WaveFormSelection波形选择 PowerFeed10R Menu Setup WeldEquipment Search SelectWireGasSTT 73 Materials适应的材料 CarbonandLowAlloySteels炭钢和低合金钢Galvanized ZincCoated镀锌板StainlessandNickelAlloys不锈钢和镍基合金SiliconBronzeandCopperAlloys硅青铜和铜合金 74 Wires使用的焊丝 InGeneral WireDiameterwillbeIncreasedOneSizeComparedtoConventionalCV 0 9 1 2mm 一般焊丝直径可以选择比常规CV模式增大一个型号 一般使用0 9mm 1 2mm直径的焊丝TheLargertheWireDiametertheHighertheDepositionRate Upto1 16 较的直径的焊丝可以提高熔敷效率 至1 16 1 6mm WireSizesBelow 035areUnnecessaryforMostApplications对一般应用 焊丝直径不会低于0 035 0 9mm Use 045asmuchaspossible Evendownto2mmfillets 尽量使用1 2mm的焊丝 甚至低于2mm的角焊缝也可以 75 ShieldingGas保护气体 100 CO2or75 25 80 20ArgonBlends100 二氧化碳75 25 80 20氩气混合气100 CO2givesbettersidewallpenetrationthantheArgonblends 100 CO2比氩气混合气 可以获得更好的熔深UseasmuchCO2aspossible 尽量使用CO2保护气体Don tuse90 10 不要使用超过90 氩气含量的混合气体Loweryourgasflowtokeepfrominterferingwiththearc 降低气体流量 防止气体对电弧的干扰 76 ESOorCTWD干伸长 3 16 ESOisbetterthan 1 2 asageneralrule verylittleradiationofheatwillkeepthetipscool 3 16 4 8mm 干伸长要优于1 2 12 7mm 的常规原则 热辐射范围很小 基本可以保持导电嘴很低的温度 CTWD8 10mmingeneralCTWD一般8 10mm 77 PushAngle焊接推角 Dragthearc ALWAYS Don tpushitunlessaverysmallweldisnecessaryanditisathighspeed 永远采用拖枪焊接 除非需要焊接很小的焊缝和很高的焊接速度 否则不要用推枪焊接 78 SettingWeldingSchedule设定焊接参数表 DATA WeldSchedule 1 32 AsEasyAs1 2 3非常容易WireFeedSpeedControlsDepositionRate送丝速度控制熔敷率PeakCurrentControlsArcLength峰值电流控制电弧长度BackgroundCurrentControlsBeadContour基值电流控制焊缝宽度TailoutIncreasesPowerintheArc收尾电流增加电弧的能量 79 Step1 Setup第一步 Example 045L 50例如1 2mmL 50SetWFSforfillrequired 90 225IPM 设定送丝速度以适应填充需要 90 225IPM PeakCurrentto0 10 10 峰值电流Backgroundto1 0 0 5 1 5 基值电流 80 STEP2第二步 Low低 Optimum适中 High高 AdjustArcLengthwithPeakCurrent用峰值电流调整电弧长度 81 Step3第三