簡單分析Fronius伏能士CMT冷金屬過渡電弧工藝原理

13年前，奧地利伏能士焊接技術(shù)國際有限公司Fronius International GmbH發(fā)布了CMT冷金屬過渡電弧工藝，這個(gè)新的MIG/MAG焊接工藝使原來認(rèn)為完全不可能的鋼鐵和鋁材的溫控連接成為可能。

CMT自其誕生至今，創(chuàng)造出了完美的焊接效果及無窮的潛能，可焊接薄至0.3mm的超輕板材。從本期開始，讓我們一起走近CMT，去詳細(xì)了解它的原理、優(yōu)勢、衍生的電弧工藝及不同應(yīng)用。

CMT名稱的由來



CMT 是“Cold metal Transfer”（冷金屬過渡）的縮寫。它描述的是一種焊接過程，其熱量輸入非常低。CMT 工藝采用的是一種全新形式的熔滴分離，同時(shí)結(jié)合了熔化焊絲的方向動(dòng)作。

CMT原理介紹

CMT與傳統(tǒng)短路過渡的比較：

在傳統(tǒng)的短路過渡焊接過程當(dāng)中，焊絲是始終朝工件方向運(yùn)動(dòng)的。一旦發(fā)生短路，電流就會(huì)增大，從而打破短路狀態(tài)，并且重新點(diǎn)燃電弧。

而在CMT工藝當(dāng)中，焊滴過渡和電弧的重新點(diǎn)燃都是在受控的條件下，通過焊絲的反向運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。

CMT原理：



圖1：在電弧產(chǎn)生過程中，焊絲向熔池中運(yùn)動(dòng)。
圖2：當(dāng)焊絲伸及熔池時(shí)，電弧熄滅。焊接電流降低。
圖3：焊絲回抽：焊絲的縮回運(yùn)動(dòng)有助于短路中的熔滴分離，短路電流保持的很小。焊絲回抽終止了短路狀態(tài)，并且重新點(diǎn)燃電弧。

接下來，又會(huì)再次反轉(zhuǎn)焊絲運(yùn)動(dòng)方向，使得之前所描述的步驟從頭開始。整個(gè)的這一往復(fù)動(dòng)作的頻率最高可達(dá)160Hz。

CMT冷金屬過渡實(shí)現(xiàn)了反復(fù)的短路和定義的焊絲反向動(dòng)作，即可以通過機(jī)械的方式設(shè)定電弧長度并且保持恒定，繼而也就實(shí)現(xiàn)了精確且穩(wěn)定的電弧長度調(diào)節(jié)功能。而在傳統(tǒng)的工藝當(dāng)中，通過測量電壓來確定電弧的長度，這就無法避免由于焊接速度、工件表面和電阻變化可能引發(fā)的波動(dòng)。



上圖所示：CMT 工藝的過程狀態(tài)以及送絲速度、焊接電流和焊接電壓的變化情況。