Aktuality

Firma Lincoln Electric vyvinula zcela ojedinělý svařovací zdroj pro metodu GMAW (MIG/MAG) jehož název je odvozen z principu řízení celého svařovacího cyklu : Surface - Tension - Transfer. Zdroj STT má jako jediný řízení svařovacího cyklu podle skutečných parametrů na oblouku bez zásahu obsluhy - obsluha provede pouze základní nastavení zdroje.

Možnosti procesu STT pracujícího ve zkratové oblasti plynou z dokonale zvládnutého přenosu svarového kovu do tavné lázně prostřednictvím analýzy jednotlivých fází hoření oblouku.

Jak zdroj STT pracuje?

Unikátní kontrola celého svařovacího procesu vychází ze snímání parametrů napětí na oblouku a vyhodnocení naměřených veličin tak, že zdroj okamžitě reaguje na všechny fáze přechodu svarového kovu do tavné lázně dle skutečné situace na oblouku.

Na obrázku 1. Je znázorněn průběh svařovacího proudu a napětí na oblouku STT v jednotlivých fázích přechodu svarového kovu z konce elektrody do tavné lázně.
Abychom objasnili princip činnosti zdroje uvedeme dále malou analýzu principu svařování zdroje STT v porovnání s konvenčním zdrojem GMAW (MIG/MAG) s charakteristikou konstantního napětí.

- čas T0 - T1: mezi koncem elektrody a tavnou lázní hoří elektrický oblouk, na konci elektrody se tvoří kulička roztaveného přídavného materiálu. Tato fáze je prakticky shodná s fází tvorby kuličky u konvenčního zdroje - viz T0 - T1 na obrázku 2.
- čas T1 - T2: velikost kuličky roztaveného přídavného materiálu na konci elektrody dosáhla stanovenou velikost a došlo ke kontaktu kuličky s tavnou lázní - zdroj STT tuto situaci analyzoval a v okamžiku kontaktu kuličky roztaveného přídavného ma- teriálu a tavné lázně omezil svařovací proud na 10 A!!! a tím se výrazně snížil i rozstřik kovu. Stejná fáze konvenčního zdroje odpovídá bodu T1 na obr. 2 - kontakt roztaveného přídavného materiálu ve formě kuličky na konci elektrody je při plném svařovacím proudu a to až do bodu T3, kde svařovací proud dosahu je svého maxima.
- čas T2 - T3: svařovací proces je ve fázi zkratu, pro oddělení kuličky přídavného materiálu do tavné lázně zdroj STT zvyšuje proud dle předem stanovené křivky.
- čas T3 - T4: v této fázi dochází k oddělení svarového kovu od konce elektrody a její přechod do tavné lázně. Právě v tomto okamžiku zdroj STT řídí svařovací proud tak, že ho omezí z původní hodnoty na 50 A !!! a tím maximálně omezí rozstřik a další jevy provázené dynamickým působením znovu vznikajícího oblouku. V porovnání s konvenčním zdrojem (obr. 2) tato fáze odpovídá bodu T3 - je zřejmé, že k přerušení zkratu dochází při maximálním proudu což má za následek značný rozstřik a nestabilitu celého procesu při znovu zapálení oblouku. Zdroj STT detekuje svými obvody okamžik těsně před ukončením zkratové fáze a při oddělení kuličky do tavné lázně omezuje svařovací proud na 50 A!!!
- čas T4 - T7: v tomto čase zdroj STT identifikuje ukončení přechodu kovu do tavné lázně a řídí dále vzniklý elektrický oblouk až do fáze vzniku dostatečně velké kuličky tekutého kovu na konci elektrody. Tím je uzavřena jedna perioda jejíž doba se počítá na cca 5 ms a celý děj se cyklicky opakuje. V porovnání s konvenčním zdrojem tato fáze odpovídá na obr. 2 dobou vymezenou dobou T3-T4.

Uvedený princip činnosti zdroje STT je dán řadou obvodů, které celý proces kontrolují a řídí např. obvod snadného svařování, který neustále porovnává skutečné hodnoty na oblouku s referenčními hodnotami uloženými v paměti a s hodnotami předcházejících cyklů situaci vyhodnocuje a v reálném čase provádí příslušný zásah do svařovacích parametrů. Dále unikátní obvod nazývaný jako “dV/dt detektor”, který identifikuje fázi těsně před ukončením zkratu. Zdroj STT je tedy svařovací zdroj GMAW (MIG/MAG), který nepracuje ani s charakteristikou konstantního proudu CC ani konstantního napětí CV. Je to zdroj s širokým rozsahem regulace svařovacích parametrů, kde rychlost podávání drátu a svařovací proud jsou ovládány nezávisle.

Svařovací parametry jsou nastavovány dle skutečné potřeby všech fází svařovacího cyklu.

Výhody plynoucí z principu zdroje STT jsou:

- vnesené teplo do svaru je minimální

• tím se snižuje i deformace svařence
• teplem ovlivněná oblast je menší

- minimální rozstřik až o 90% nižší než u konvenčních zdrojů GMAW (MIG/MAG)

• minimalizace potřeby čistění svaru
• okolí svaru zůstává čisté

- velikost tavné lázně je stejná v jakékoliv poloze a situace svařování, např. na kraji tenkého plechu, v kořenu svaru, tavná lázeň se nezvětšuje.

• svářeč se nemusí obávat propadnutí
• i méně zkušený svářeč bez problémů zvládne svařování kořenů svarů i tenkých plechů až 0,6 mm a pod. a to v poloze shora dolů !!!

- vzhled svaru je vynikající

• není potřeba brousit!!!

- flexibilita procesu

• bez problémů si zdroj STT poradí i s velkou spárou mezi svařovanými materiály např. Plechy 3 mm, spára 12 mm !!!

- dokonale řízený proces

• při svařování tenkých plechů , kořenů svarů apod. Nahrazuje stávající technologie svařování netavící se elektrodou GTAW (TIG) s několikanásobně větší produktivitou a lepším výsledkem svařování.

- umožňuje volbu větších průměrů drátů

• úspora nákladů na přídavný materiál

- pro svařování nelegovaných a nízkolegovaných ocelí

• umožňuje použití ochranné atmosféry CO2, při vysoké kvalitě svaru
• úsporu nákladů na svařování

- jednoduché ovládání zdroje STT

• zaškolení obsluhy je krátké
• výhody zdroje STT uživatel využije “od prvého dne”

- vznik škodlivých emisí je snížen na minimum

• menší zatížení životního prostředí

- umožňuje svařování běžných nelegovaných a nízkolegovaných ocelí, vysokolegovaných a galvanicky pokovených ocelí

• univerzální zdroj pro široké spektrum uživatelů
• umožňuje aplikace technologie pájení elektrickým obloukem, např. tenkých plechů automobilových karoserií
• vyšší rychlost pájení s menším ohřevem pájených součástí
• lze použít nejrůznější ochranné plyny včetně čistého argonu a helila pro nerezové oceli
• uživatel si může vybrat dle svých možností a ceny.

- aplikace tvrdonávarů

• v důsledku malého vneseného tepla a tavné lázně dochází k minimálním promísení se základním materiálem a návar má v mnoha případech požadované vlastnosti už v 1. vrstvě a nepraská.

Popis zařízení STT

Zdroj STT, který je obvykle doplněn podavačem LN 742 je napájen síťovým napětím 3 x 380 V/50 Hz. Výstupní proud může být přednastaven v rozsahu 0 - 450 A. Zdroj má na čelním panelu ovladače pro nastavení základního a špičkového proudu, nastavení teplého startu, proudu typu materiálu, volbu průměru elektrody, výstup na dálkové ovládání, připojení podavače drátu a výstupní konektor svařovacího proudu .
Podavač drátu LN 742 pak umožňuje nastavení předfuku a dofuku ochranného plynu a další funkce.

Nastavení svařovací procedury STT - je jednoduché

1. Nastavení průměru drátu na přepínači zdroje pro průměr 1,2 mm a větší a průměru 1 mm a menší.
2. Volbu typu svařovaného materiálu - běžné nelegované oceli, nebo vysokolegované oceli na přepínači zdroje.
3. Nastavení základního proudu ovlivňuje vzhled svarové housenky.

• nastavení horního proudu - ovlivňuje délku oblouku
• nastavení ukončení cyklu (Tail out) zvyšuje výkon oblouku

... to je vše a můžeme svařovat s STT.

Oblast průmyslového užití svařovacího zdroje STT

- je předurčena jeho vlastnostmi, které vynikají zvláště při svařování tenkých plechů, kořenových vrstev ve všech polohách včetně shora dolů, vyplňování velkých mezer, svařování s omezením tepla do svaru. Jeho praktické aplikace zahrnují stavbu tlakových nádob a potrubí, energetiku, výrobu potravinářských strojů a zařízení, tvrdonávary atd..Svařovací zdroj STT, jehož princip, vlastnosti a rozsah použití jsou v tomto článku uvedeny, vznikl na základě dlouhodobého vývoje a systematické práce vědeckého a výzkumného oddělení firmy Lincoln Electric s cílem posunout hranici a možnost technologie GMAW (MIG/MAG).

Se zdrojem STT se tak uživatelé dostávají do světa technologií 21 století.