CMT冷金属过渡技术,竟然实现了钢铁和铝材的温控连接

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前天咱们分享“特斯拉全铝车身生产全过程”,里面提到了CMT冷金属过渡技术,很多读者比较感兴趣,小编查找了伏能士的相关的资料,简单的把这项技术分享给大家。

CMT冷金属过渡技术名字由来

CMT 是“Cold Metal Transfer”(冷金属过渡)的缩写。它描述的是一种焊接过程,其热量输入非常低。CMT 工艺采用的是一种全新形式的熔滴分离,同时结合了熔化焊丝的方向动作。

2005年,奥地利伏能士焊接技术国际有限公司推出了CMT冷金属过渡技术,该技术在世界上首次实现了钢和铝的连接。

CMT冷金属过渡技术优点:

CMT的熔滴过渡时在电流几乎为零的情况下,通过焊丝的回抽将熔滴送进熔池,热输入量迅速减少,对焊缝的持续的热量输出的时间非常短,从而给焊缝一个冷却的过程,显著降低了薄板焊接变形量,同时使得焊缝形成良好的搭桥能力,进而降低了工件的装配间隙要求及对夹具精度的要求。CMT可焊接厚度薄至0.3mm的超轻板材


另外,CMT拥有极为稳定的电弧。电弧长度可被机械的检测和调整,无论工件表面情况如何或者你想以何种速度进行焊接,电弧始终保持稳定,焊接过程几乎无飞溅,更无烧穿现象。

CMT起弧与传统起弧对比:

传统电弧引燃过程

传统引弧失败状态

SFI无飞溅起弧和CMT 工艺结合

注:SFI无飞溅起弧是如果能够实现送丝动作和电弧引弧同步的话,那么,在焊丝接触工件(短路)的时候,可以停止送丝,然后就可以执行回抽动作。在减小电流强度的情况下,会在焊丝回抽动作过程中点燃电弧,该电弧会预热工件,并且使得焊丝开始熔化。在电弧持续一段时间过后,将会再次反转送丝方向,并且开始熔滴过渡过程。由于不再需要大的短路电流来点燃电弧,因此,焊接过程开始阶段几乎不会出现任何飞溅。

SFI无飞溅起弧动图↓↓

CMT冷金属过渡技术原理

CMT与传统短路过渡的比较:在传统的短路过渡焊接过程当中,焊丝是始终朝工件方向运动的。一旦发生短路,电流就会增大,从而打破短路状态,并且重新点燃电弧。

而在CMT工艺当中,焊滴过渡和电弧的重新点燃都是在受控的条件下,通过焊丝的反向运动来实现的。

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CMT原理图如下:

图1:在电弧产生过程中,焊丝向熔池中运动。

图2:当焊丝伸及熔池时,电弧熄灭。焊接电流降低。

图3:焊丝回抽:焊丝的缩回运动有助于短路中的熔滴分离,短路电流保持的很小。焊丝回抽终止了短路状态,并且重新点燃电弧。

接下来,又会再次反转焊丝运动方向,使得之前所描述的步骤从头开始。整个的这一往复动作的频率最高可达160Hz。

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CMT冷金属过渡实现了反复的短路和定义的焊丝反向动作,即可以通过机械的方式设定电弧长度并且保持恒定,继而也就实现了精确且稳定的电弧长度调节功能。而在传统的工艺当中,通过测量电压来确定电弧的长度,这就无法避免由于焊接速度、工件表面和电阻变化可能引发的波动。

上图所示:CMT 工艺的过程状态以及送丝速度、焊接电流和焊接电压的变化情况。

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