CMT (Cold Metal Transfer) proces zavarivanja

BLOG

CMT je skraćenica za Cold Metal Transfer, odnosno „hladni prijenos metala“. To je zapravo MIG/MAG postupak zavarivanja uz manji unos topline od konvencionalnog MIG/MAG zavarivanja. Upravo radi te karakteristike u nazivu se javlja riječ „Cold“ (hladan). Prijenos metala pri CMT postupku odvija se kratkim spojevima sa novom metodom odvajanja kapljica rastaljene žice na radni komad.
Sisitem za CMT zavarivanje je potpuno digitalno kontrolisan, što uključuje mogućnost jako brze komunikacije između komponenti sistema. To je vrlo bitno za CMT jer izvor struje mora brzo znati što se događa u talini da bi mogao odmah reagovati.

CMT postupak predstavlja modificirani način prijenosa metala kratkim spojevima pri čemu se primjenjuje „mehaničko“ rješenje tj. povratno gibanje žice. Karakteristično je da se odvajanje kapljice odvija u uslovima jako niskog unosa topline koji kod klasičnog prijenosa kratkim spojevima jednostavno ne bi bio dovoljan. U ovom slučaju povratno gibanje žice kompenzira nedostatak plinske energije i elektromagnetske sile jer se prijenos metala odvija pri vrlo niskoj jačini struje. Digitalna tehnologija omogućava precizno upravljanje gibanjem žice, a specifična je i vrlo precizna regulacija dužine električnog luka pomoću mehaničkog gibanja. Frekvencija povratnog gibanja žice najčešće je između 60 i 80 Hz što zahtijeva vrlo sofisticiranu kontrolu gibanja žice i primjenu određenih rješenja poput ugradnje dodatnog servomotora u pištolj za zavarivanje i ugradnju međuspremnika žice tzv. „wire-buffer“ koji kompenzira povrat žice elastičnom deformacijom .

Šematski prikaz povratnog gibanja žice

Još jedna bitna komponenta sistema za CMT zavarivanje je sami pištolj za zavarivanje. Pištolj za CMT je prava revolucija kada se govori o opremi za zavarivanje, kako u veličini, tako i u masi i funkciji.

Motor u pištolju za zavarivanje je AC-servomotor, koji je opremljen bez zupčanika, jer bi se zupčanik prebrzo pokvario pri mijenjanju smjera gibanja frekvencijom od 70 Hz. Kako su namotaji motora direktno uključeni u kućište pištolja, veličina pištolja može biti ekstremno mala. Gibanje žice u pištolju može biti izvedeno jako precizno jer je rotacija motora kontrolirana digitalno.

Pištolj za zavarivanje CMT postupkom

Specifikacije koje CMT razlikuju od konvencionalnog MIG/MAG zavarivanja :

1. Gibanje žice izravno sudjeluje u kontroli procesa zavarivanja. Prije razvoja CMT-a, brzina dobave žice za vrijeme zavarivanja je bila prethodno namještena, odnosno tačno predodređena. Kod CMT-a se žica giba prema radnom komadu dok ne dođe do kratkog spoja, a u tom trenutku žica mijenja smjer gibanja, odmiče se od radnog komada. Kada se prekine kratki spoj, smjer gibanja žice se opet mijenja, žica se opet giba prema radnom komadu i proces se ponavlja. Nema predodređenog gibanja žice, nego pojava i prekid kratkih spojeva određuje brzinu i smjer gibanja žice.
2. Sami prijenos metala odvija se pri vrlo niskim strujama, dok se kod konvencionalnog MIG/MAG zavarivanja kratkim spojevima javljaju visoke struje za vrijeme kratkih spojeva. Kod CMT-a struja više nije odgovorna za otkidanje kapljice i ponovno uspostavljanje električnog luka. Taj nedostatak konvencionalnih postupaka je riješen upravo povratnim hodom žice.
3. Odmicanje žice od radnog komada potpomaže prijenosu metala uslijed površinske napetosti taline. Zbog toga struja kratkog spoja može biti niska, čime se smanjuje unos topline, što je konačno i treća razlika CMT-a u odnosu na konvencionalne postupke.

 Prednosti CMT zavarivanja 

• Kod konvencionalnih postupaka zavarivanja kratkim spojevima javljaju se velike struje za vrijeme kratkih spojeva kako bi se omogućilo otkidanje kapljice i ponovno uspostavljanje električnog luka. Kratki spoj se pri tome prekida nekontrolirano i uslijed toga dolazi do prskanja tipičnog za prijenos metala kratkim spojevima.
• Pri CMT procesu struja kratkog spoja se može držati vrlo nisko. Uz to, kratki spoj se ne prekida nekontrolirano, nego se odvija u kontroliranim uvjetima što je omogućeno povratnim hodom žice. Te dvije činjenice rezultiraju zavarenim i zalemljenim spojevima praktički bez pojave prskanja.
• Sljedeća bitna prednost CMT-a je mogućnost tačnog i kontroliranog upravljanja dužinom električnog luka. Pri CMT-u žica se giba prema radnom komadu dok ne dođe do kratkog spoja, što odgovara dužini luka jednakoj nuli. Nakon toga žica se vraća u suprotnom smjeru određenom brzinom neko određeno vrijeme. Iz toga se da zaključiti da je dužina luka izravan produkt brzine i vremena. Pri CMT-u dužina električnog luka nije kontrolisana preko napona nego mehanički namještena nakon svakog kratkog spoja. Ako je prosječna frekvencija povratnog hoda žice 70 Hz, onda se isto tako dužina električnog luka namješta 70 puta u sekundi. Čak i promjenom slobodnog kraja žice dužina luka je i dalje konstantna. Isto tako, dužina luka ne mijenja se za različite brzine zavarivanja, što je uobičajeno kod konvencionalnih postupaka.
• Treća bitna značajka CMT-a u odnosu na konvencionalne postupke je premostivost velikih žlijebova. Problem kod tankih limova i velikih žlijebova kod konvencionalnih postupaka je relativno visok unos topline. Pri tome se tanki limovi istope prije nego se stigne popuniti žlijeb.

Nedostaci  CMT zavarivanja 

• Kao i svaki drugi postupak zavarivanja, CMT ima svoja ograničenja.Slika ispod prikazuje područje primjenjivosti čistog CMT-a (bez dodavanja strujnih impulsa) u dijagramu napon-struja: 

Dijagram napon-struja koji obuhvaća klasične načine prijenosa metala i CMT prijenos

Gornja granica CMT-a nalazi se tamo gdje počinje pojava prijelaznog luka, jer CMT je moguće provoditi isključivo kratkim spojevima. Pri većim strujama pri kojima prestaje prijenos metala kratkim spojevima CMT se više ne može provoditi, i to se može shvatiti kao nedostatak CMT postupka. Donja granica je niža u odnosu na konvencionalni prijenos metala kratkim spojevima, što znači da se razvojem CMT-a proširio raspon zavarivanja. Iz dijagrama se isto tako može jasno vidjeti da je snaga, a samim time i unesena toplina pri CMT zavarivanju manja u usporedbi s konvencionalnim postupcima.

Primjene CMT zavarivanja 

Tri su osnovna područja primjene CMT-a:

•          MIG tvrdo lemljenje bez prskanja
•           Zavarivanje tankih limova (Al, nelegirani čelik, nehrđajući čelik)
•           spajanje aluminija i pocinčanog lima

 Svi poznati osnovni i dodatni materijali za primjenu kod konvencionalnog MIG/MAG-a mogu se koristiti i za CMT. Isto tako, sve geometrije spojeva i nagibe pištolja korištene kod MIG/MAG-a moguće je koristiti i za CMT.

Projekat Metron Automation d.o.o.

Ćelija za zavarivanje aluminijskih barijera pomoću CMT konfiguracije i robotske ruke Fanuc model 120id/12L.

PRATITE NAS