Сварка по процессу STT

Процесс STT — это инновационный метод сварки, основанный на переносе металла за счет сил поверхностного натяжения (Surface Tension Transfer™ — STT).

Разработанный компанией Lincoln Electric (Линкольн Электрик) процесс STT является перспективной концепцией технологии сварки, использующей быстродействующую адаптивную схему управления эпюрой сварочного тока (Waveform Control Technology™).		 полуавтоматическая сварка MIG
— высокое разбрызгивание

Главными особенностями сварочного процесса STT являются:

  • 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.
 полуавтоматическая сварка MIG–STT
— разбрызгивания практически нет

Циклограмма процесса STT такова:





  1. T0–T1 — базовый ток — это постоянное значение тока дуги до короткого замыкания со сварочной ванной может быть установлено между 50 и 100А.
  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 10А
    и удерживается в этом значении примерно 0,75мсек.
  3. T2–T3 — в этом интервале времени происходят:
    • обжатие капли: вслед за формированием капли ток на закороченном электроде возрастает. Перенос расплавленного металла в сварочную ванну ускоряется за счёт эффекта обжатия. Электрическое сопротивление между электродом и каплей в этой фазе не равно нулю ввиду высокого сопротивления металла, нагретого до температуры плавления.
    • 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 5А 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, удлиняя дугу 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 количество сварочных 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.

Большую роль в процессе играет процесс стабилизации объёма расплавленного металла, образующегосяв каждом цикле. Он позволяет компенсировать изменение вылета электрода.

Прецизионное управление переносом металла в зону сварки, производимой
в атмосфере защитных газов, обеспечивает:

  • гарантированное проплавление,
  • великолепный обратный валик,
  • высокую производительность наплавки,
  • минимальное разбрызгивание,
  • значительное снижение дымообразования,
  • отсутствие сварочных деформаций и прожогов за счет глубокого управления количеством тепла, вводимого в сварочную ванну (тепловложение).
 обратный валик
шва, сваренного
по технологии STT

Схема управления током дуги, действуя непрерывно с постоянной времени, соответствующей физике процесса, позволяет исключить недостатки, свойственные обычному сварочному процессу, происходящему в режиме короткого замыкания — жёсткую дугу и значительное разбрызгивание.

Процесс хорошо зарекомендовал себя при сварке с различными защитными газами, включая 100% двуокись углерода и её смеси с аргоном и гелием.

Сварка по процессу 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.

 полуавтоматическая сварка корневого шва
по процессу STT

Большую роль в процессе играет процесс стабилизации объёма расплавленного металла, образующегосяв каждом цикле. Он позволяет компенсировать изменение вылета электрода.

Использование сварки по процессу STT позволяет сваривать стык с фиксированным, в том числе и нулевым («слепым»), зазором при помощи внешней автоматической системы. И хотя линейная скорость сварки здесь ниже, чем при традиционной технологии автоматической сварки, данная технология позволяет избежать применения центратора с подкладками при сварке труб малого диаметра, особенно если норма производительности не является основным критерием.

Преимущества технологии сварки STT в сочетании с высокой гибкостью процесса сделали его идеальным для применения в разработанных компанией CRC–EVANS (Си-Эр-Си Эванс) системах автоматической сварки для сварки корня шва снаружи.

Кроме того, процесс STT обеспечивает минимальное содержание диффузионного водорода в металле шва и разбрызгивание металла, что существенно расширяет диапазон свариваемых сталей и снижает вероятность водородного растрескивания.

 автоматическая сварка
корневого шва
по процессу STT