简单分析Fronius伏能士CMT冷金属过渡电弧工艺原理

13年前，奥地利伏能士焊接技术国际有限公司Fronius International GmbH发布了CMT冷金属过渡电弧工艺，这个新的MIG/MAG焊接工艺使原来认为完全不可能的钢铁和铝材的温控连接成为可能。

CMT自其诞生至今，创造出了完美的焊接效果及无穷的潜能，可焊接薄至0.3mm的超轻板材。从本期开始，让我们一起走近CMT，去详细了解它的原理、优势、衍生的电弧工艺及不同应用。

CMT名称的由来



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。

CMT原理介绍

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。

CMT原理：



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。

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。