焊接中的STT技术

应用技术太原科技2008年第 1期TAYUOO C)-TECO文章编号:1006- 4877(2008)01 -055-030焊接中的STT技术杨晨晖',王洪铎',詹斌2(1.西安石油大学材料科学与工程学院，陕西西安710065; 2.长庆建设工程总公司，陕西西安710043)摘要:阐述了STT技术是一种新型焊接方法，具有焊接速度快、焊缝成形好、焊接缺陷易控制、飞溅少、容易操作等特点，并能使用多种保护气体，介绍了stt焊接方法中送丝速度、基值电流、峰值电流等工艺参数对焊接质量的影响。关键词:焊接;STT;工艺中图分类号:TV547.6文献标志码:ACO2气体保护焊的优点有:生产效率高;焊接后可知STT焊所需成本是TIG焊的1/3。另外，STT成本低，能耗低;适用范围广可进行全位置的焊焊基本不产生熔渣和飞溅，焊接时的层间清理和焊接;抗锈能力较强，焊缝含氢量低,抗裂性好;便后的表面清理要比焊条电弧焊容易得多,清理费用于实现焊接过程的机械化和自动化等。但同时仍存约为SMAW的1/10。在许多不足。其缺点主要有":一是运用CO2气体1.2 STT理论波形保护焊进行根焊，实现单面焊双面成形,其条件是STT电源是基于短路液桥表面张力过渡理论，在较小电流范围内产生短路过渡形式，而短路过渡利用逆变焊机的高速可控性,采用波形控制的一种特点是电压低,电流小,总体热输人量小，在一定新型逆变电源，可减少飞溅，保证焊缝成形。STT程度上抑制了CO2气体保护焊效率的发挥;二是采电源工作于短路过渡方式，其电流输出是受电弧状用短路过渡方式进行根焊焊接时,根部较易出现内态控制的凹，(见图 1)。凹、未焊透、内咬边等缺陷;三是由于CO2气体保熔池」护焊焊接过程中金属飞溅是CO2气体保护焊中较为突出的问题中。U/Vu:针对在CO2气体保护焊中所出现的一系列问题，STT (Surface Tension Transfer,即表面张力过t/ms1-a电弧电压波形渡)焊接技术便应运而生。I/A(1 STT 技术简介STT技术是美国林肯公司20世纪90年代的专利技术。它采用波形控制电源，是-种表面张力过14h 4s 6sbo t/ms渡焊。STT技术适用于碳钢、不锈钢的焊接，并能1-d焊接电流波形使用各种保护气体。具有根焊速度快、焊缝正背面图1表面张力过渡示意图成形好、焊接缺陷易控制、飞溅少、容易操作等特图1中I。为最低短路电流; 1为基值电流; h点。目前, STT技术引人我国后主要应用于国家天为短路初值电流; I,为短路峰值电流; I4 为燃弧峰然气“西气东输”工程的管道焊接,并通过该工艺值电流; U。为燃弧电压; W为燃弧脉冲宽度; T为保证了长输管道的焊接质量。尾拖时间。l.1 STT焊接技术高效、经济的优点1.3 STT原理STT焊与TIC焊、SMAW焊相比，焊接效率是美国林肯公司研制开发了一类专用于CO2气体TIG焊的3~5倍，是SMAW的1.5~2倍。综合比较保护焊的电源，使用这一电源能极大减少焊接时的飞溅，改善焊缝成型，其优越性已经在工程实践中得到证中国煤化工。收稿日期:2007-11-15:修回日期:2007-12-24作者简介:杨晨晖(1974-),男,河北张家口以。2005年9月|YHCN M H G溅的根本原因是就读于西安石油大学材料科学与工程学院,攻读硕采用了STT控制技术。CO2气体保护焊最大的缺陷士学位,工程师。.是飞溅，而飞溅形成的原因是由于CO2气体保护焊.55.位用技术太原科技2008年第 1期TaArmuaAO 8CI-TEBGM在焊接时其熔滴过渡的方式是短路过渡，当焊丝与该参数对其他参数的依赖性较大,其必须与其他的熔池金属之间形成液态金属“小桥”时，较大的短参数相匹配。否则将引起焊缝成形差或飞溅大等缺路电流流过逐渐变细的“小桥”，产生较大的电阻陷。热，电爆破理论认为短路过程中形成的液态“小2)基值电流。控制焊缝形状，提供焊缝总体桥”被急剧加热，过量的能量积累导致液态“小热输人量的控制。基值电流太大会造成滴状过渡和桥”气化爆断,引起飞溅。爆炸的能量为液态小桥形成大的熔滴，这样会使飞溅增大。太小会引起焊中所积聚的总的汽化热能PT:丝抖动，也会使焊缝金属的润湿性变差。基值电流PT=πRB2Lq,的大小与保护气体相关: φ (CO2) =100%时，基值式中: RB为爆炸时液态小桥的半径; L为液态小电流应比富氩混合气体时小一些。桥的长度; q为金属的汽化热。3)峰值电流。控制电弧长度与“电弧压缩”根据电爆破理论，电爆破能量主要由在液态控制相似。峰值电流的作用是建立电弧长度和保证“小桥”爆破前100~150μs内的短路电流所决定较佳的熔化。峰值电流大时会引起电弧瞬间变宽,的。所以，控制"飞溅也就是主要将液态小桥爆破前同时增加了电弧长度。如果峰值电流设置太大,会.150 μs内的短路电流迅速减下来。又由于CO2气体形成滴状过渡，太小时会引起电弧不稳和焊丝抖保护焊的过渡频率在每秒几十次,这种积累的飞溅动。实际焊接时，峰值电流的设置应满足最小的飞量很大，焊缝成型也受到破坏。STT控制的焊接方溅和熔池搅动作用。100% CO2保护时，峰值电流法就是从根本.上解决了液态“小桥”气化爆断的问应比富氩混合气体时大-一些,而且电弧长度应长一题，其核心在形成短路“小桥”后焊接电流瞬间减些，以减少飞溅。小，在表面张力、重力和电磁力的作用下，拉断金4)焊接速度。焊接速度对熔深和熔宽均有明.属“小桥”，使熔滴由短路过渡转变为自由过渡。显的影响，焊接速度增加时，从焊缝的热输人和热这种方法其实质就是利用电弧本身作为传感器来检传导角度来看,焊缝的熔深和熔宽都会减小。测电弧电压，根据电压来判断熔滴过渡的瞬时形5)热起弧。设置热起弧控制可以提高起弧的态，从而根据检测到的电弧电压的变化，按照STT成功率;在焊缝起始点将增加20%~50%的电流,的要求控制瞬时电弧电流的变化，利用表面张力的保证有足够的热输人以补偿因工件温度较低而散失作用达到熔滴平稳过渡的目的。的热量。2 STT工艺参数对焊缝成形的影响6)尾拖。根据需要给电弧增加热量而不增加2.1 STT焊接技术特点电弧长度，这样可以提高润湿性。- -般来说尾拖增1)热输人减少，可以减少根部焊缝的焊接变加，电弧在熔池上的面积增大，峰值、基值电流相形以及热影响区的面积。对要减小。2)与传统的焊接方法相比，飞溅减少了90%，7)间隙。STT用于薄板对接焊时一般不需要烟尘减少了50%- -70%，因此，焊缝的周围比较干开坡口，但该焊接方法对间隙较为敏感。以3.0 mm净。板料为例，间隙大小控制在1.4~1.8 mm为宜，否则3)对焊工的要求降低，同时正反面成型均匀将出现焊不透或焊穿的缺陷。-致,边缘融合得更好。甚至可以进行0.6 mm板由于STT有着热输人较小的特点，较厚的(大材的仰焊。于4.0 mm)的板料焊接往往需要较大的电流。但改4)降低了对焊缝装配误差的要求。变某些工艺参数便可避免这一-情况。5)在焊接薄板和根部打底焊中，可以取代3 STT的工艺适用性TIG焊,从而提高生产效率。结合资料与试验，STT应用于焊接时，其施焊6)适用范围广，适于焊接各种非合金钢，低对象厚度下限为0.6 mm。受STT电源功率的限制,合金钢，高合金钢和电镀钢。对于4.0mm板材以1.0mm焊丝施焊时，无论间隙7)可以使用各种保护气体，包括纯氩气,氦大小可以通过改变焊接气和二氧化碳气体。结构TH中国煤化工:mm Q235钢板,开2.2 焊接工艺参数钝边CNMHG全可以采用3.0mm.1)送丝速度。控制熔敷效率和电流过渡频率。板材不开坡口的焊接工艺焊接,效果良好。.56.太原科技2008年第1期 AM0O sen reco应用技术4结术语参考文献:STT应用于板材对接焊是有着经济、高效的显1] 曾君STT气体保护焊在全位置半自动焊中的应用[].焊著特点。STT配合合理的焊接工艺，完全能够满足管2033():39-41.2.0~4.0 mm的板材对接焊要求。STT焊在合适的工2] 范晓明.STT+ CO,自动焊技术].焊管2005.285):43 -44.艺下焊接线能量较小，得到的焊缝组织晶粒较为细(3] 乔立强,张光先,张庆范STT全位置自动打底焊机的研究0].焊接设备与材料203,32(4);33-35.3密。STT焊接参数对成形系数和余高系数的影响:[4] 姜焕中焊接方法及设备[M].北京机械工业出版社,1982.Tailout和峰值电流对成形系数影响很小;基值电流(实习编辑梁志刚)与成形系数成正比关系;焊接速度和送丝速度成反比关系。STT Technique in WeldYANG Chen- :hui;, WANG Hong- duo', ZHAN Bin2(1. Institute of Material Science and Engineering, XI'an Petroleum University, Xi'an 710065, China; 2. The Companyof Constructive Engineering in ChangQing, Xi' an 710043, China)Abstract: sTT is a newstyle welding techniquc, it has some features, high welded speed, good welded forning, easy tocontrol welded flaws, less spatter and easier operation, it can use many kinds of protected gases at the same time, this paperintroduces the efect of the technique parameter of STT on welded quality.Key words: weld; STT; technique(上接第54页)井下人员的行踪，为煤矿安全提供了有利的保证。5.3] 蒋挺,赵成林.紫峰技术及其应用[M].北京:北京邮电大学[1] 修智宏.无线IC卡考勤及巡更计算机管理系统的设计与出版社2006.实现[].计算机工程与应用2002(17):242-243.(责任编辑赵娟)[2] 耿晓立.井下人员安全跟踪系统[].煤矿安全2005(5):53-Research of Locating System in Coal Mines Based on ZigBeeGENG Xiao-li', QIU Xuan-bing, WEI Ji-lin2(1.Computer Center, Taiyuan University of Technology, Talyuan 030024, China;2. Institute of Applied Science of Taiyuan University of Science & Technology, Taiyuan 030024, China)Abstract: The wireless tansnission network acquires real-time infomation of the workers' position in coal mine byZigBee technology, and sends the real-time information from the base station to host computer on the ground with thespecial MEDOM. the system realized location of the worker in coal mine, and resolved the difculty which exist in thetraditinal locating system, for example, easy interference, close distance of wireless transmission, high power consumptionand high error rate.Key words: ZigBee; base station; locating system; tracing(上接第51页)Weed control efficacy of different herbicides in milletLiang Zhi- gang', Wang Hong- -fu2(1. Taiyuan Science & Technology Magazine Press, Taiyuan 030009, China2.College of Agronomy, Shanxi Agriculture University, Taigu 030801, China)Abstract: This paper observed the weed control eficacy of 2,4-1中国煤化工in millet. Theexperiments indicated that at the mass concentration of 1 200 ghm, the:beyond 80%， it isthe best treatment to control portulaca oleracea L The control efficacy oIYHC N M H Gsulfuron(600 ghm)is beyond 80%, it is the best treatment to control Amaranthus retroflexus LKey words: bherbicide; millet; weeds.57.