CMT

Jako upravený postup MIG/MAG umožňuje metoda CMT poprvé provádět termické spojování oceli s hliníkem.

Moderní spojovací technika uspokojuje průběžně rostoucí nároky tohoto oboru. Některé z důležitých kritérií jsou stabilita procesu, jeho reprodukovatelnost a hospodárnost. V současné době slibuje zajímavé perspektivy kombinace specifických vlastností různých materiálů. Kombinace materiálů propůjčují příslušnému dílu nebo výrobku požadované vlastnosti více materiálů. Takovéto spoje byly dosud realizovatelné pouze mechanickými prostředky nebo jako lepené spoje. Daleko největší  pozornost však dnes budí termické spojování materiálů s různými vlastnostmi. Těžištěm jsou zde spoje ocele a hliníku, které na příklad ve výrobě motorových vozidel, vytvářejí předpoklady pro dosud netušené inovace.

Princip

Spojování nestejných materiálů vyžaduje mít podrobné znalosti jejich příslušných vlastností. Hliník přesvědčuje především svojí nízkou specifickou váhou a rovněž optimálními užitnými vlastnostmi i dobrou zpracovatelností. Přesto však se v mnoha oborech nemůžeme vzdát ocele z důvodů její pevnosti a nízké ceny. Další požadované konkrétní informace se týkají korozního chování, koeficientu tepelné roztažnosti a rovněž atomárních vlastností. Při spojování ocele a hliníku, které je doprovázené intenzivním působením tepla, vzniká v hraniční vrstvě obou materiálů tak zvaná intermetalická fáze. Čím větší je tepelné zatížení, tím větší rozsah má tato intermetalická fáze a tím hůře se utvářejí mechanicko-technologické vlastnosti spoje. Avšak také chemicko-fyzikální vlastnosti vyžadují odpovídající opatření. Tak třeba různé koeficienty tepelné roztažnosti obou materiálů vedou ke vzniku pnutí v oblasti spoje. Nezanedbatelná je rovněž znatelně zvýšená náchylnost ke korozi. Její příčinou je velký rozdíl potenciálů ocele vůči hliníku. Všechny technologie zabývající se spojováním ocele a hliníku jsou realizovatelné pouze pro určité geometrie spoje nebo s velkými nároky řídicí techniku. Pokud platilo u mnoha metalurgů obecné mínění o nemožnosti spojování ocele a hliníku vycházející ze svářečsko-technického hlediska, potvrdily naopak detailní výzkumné práce v oboru MIG/MAG svařování možnost spojování těchto materiálů pomocí elektrického oblouku. Metoda CMT vzniknula jako výsledek postupného přizpůsobování metody MIG/MAG potřebám spojování ocele s hliníkem. CMT umožňuje řízený, téměř bezproudový přenos materiálu. Hliníkový základní materiál se taví společně s hliníkovým přídavným materiálem, přičemž smáčí pozinkovaný ocelový materiál. Svařovací drát se přitom pohybuje v rychlých intervalech proti směru svého posuvu. Toto exaktně definované zpětné zatažení drátu má za následek kontrolované uvolnění kapky, což zajišťuje čistý, bezrozstřikový přechod materiálu. Tyto pohyby drátu probíhají při vysoké frekvenci a vyžadují rychle reagující bezpřevodový pohon drátu přímo na hořáku. Hlavní podavač drátu nemůže, jak zřejmo, tyto pohyby sledovat. Hadice zajišťující transport drátu je proto opatřená tzv. pufrem, tj vyrovnávacím členem (absorbérem), který vyrovnává (absorbuje) přídavné pohyby drátu v jednom i druhém směru. 

Přístrojová technika

Svařování CMT se provádí výhradně za použití plně digitalizovaných invertorových svařovacích zdrojů. V principu odpovídá svařovací systém CMT hardwarové sestavě systému MIG/MAG na nejnovější technické úrovni, avšak s respektováním specifických požadavků. Za zmínku přitom stojí především vysokodynamický posuv drátu, namontovaný přímo na svařovacím hořáku. Jakmile identifikuje svařovací zdroj zkrat, odstartuje se zpětný pohyb drátu se současným poklesem svařovacího proudu. Dojde k exaktně probíhajícímu uvolnění kapky bez nejmenších známek rozstřiku. Následně se rozběhne drát dopředu a cyklus se opakuje. Předpokladem absolutně kontrolovatelného přechodu materiálu jsou vysoká frekvence pohybů drátu a mimořádná preciznost. Posuv drátu na hořáku je navržený pouze na rychlost, avšak ne na vysoké tažné síly. Přísun drátu zajišťuje proto silnější, avšak z principu také pomaleji reagující (setrvačností zatížený), hlavní podavač. Pro vyrovnání superponovaných vysokofrekvenčních pohybů drátu a jejich přechod na lineární posuv slouží pufrovací (vyrovnávací) vložka v hadici pro transport drátu.

Produkty

TransPuls Synergic 2700 CMT         

TransPuls Synergic 2700 CMT MV    

TransPuls Synergic 3200 CMT MV    

TransPuls Synergic 3200 CMT R       

TransPuls Synergic 3200 CMT MV R 

TransPuls Synergic 4000 CMT MV 

TransPuls Synergic 4000 CMT R 

TransPuls Synergic 5000 CMT        

TransPuls Synergic 5000 CMT MV

TransPuls Synergic 5000 CMT MV R

TransPuls Synergic 2700 CMT MV 

TransPuls Synergic 3200 CMT 

TransPuls Synergic 3200 CMT MV 

TransPuls Synergic 3200 CMT MV R 

TransPuls Synergic 4000 CMT 

TransPuls Synergic 4000 CMT MV 

TransPuls Synergic 4000 CMT MV R 

TransPuls Synergic 5000 CMT MV

TransPuls Synergic 5000 CMT R

TransPuls Synergic 5000 CMT MV R

Aplikace a přednosti

Parádním kouskem CMT postupu je nepochybně spojování ocele s hliníkem. Přestože se při tomto tak zvaném „svarovém pájení“ základní ocelový materiál netaví, ale pouze smáčí, došlo při četných tahových zkouškách k porušení materiálu vždy v hliníku a nikoliv ve svarovém švu.

Vedle spojů ocel-hliník se CMT postup ukázal jako velice vhodný i pro řadu dalších aplikací. Velmi žádané je bez pochyby také prakticky bezrozstřikové pájení žárově nebo elektrolyticky zinkovaných plechů pomocí svařovacího drátu ze slitiny měď-křemík. Konkrétní zkoušky se zabývaly spojováním pozinkovaných plechů (0,8 mm) s černým materiálem (5 mm) při mimořádně nízké deformaci pozinkovaného plechu.    

Také svařování tenkých hliníkových plechů (0,3 – 0,8 mm)je bez dalších omezení možné. Přitom dovoluje nízké tepelné zatížení CMT postupu upustit od použití svarové podložky, aniž by se svar protavil. Stejně přesvědčivě probíhá svařování ušlechtilých ocelí a hořčíku.

Resumé

Proces CMT představuje snadno aplikovatelný postup spojování ocele s hliníkem. Mimoto disponuje CMT postup více než uspokojlivými mechanicko-technologickými vlastnostmi. V centru zájmu se nenachází pouze spojování ocele s hliníkem, ale též značně zajímavé spektrum dalších aplikací. Patří k nim bezrozstřikové pájení povlakovaných plechů, stejně tak jako spojování tenkých hliníkových plechů nebo svařování hořčíku. V současné době jsou v chodu četně pokusy. Při nich se ukáže, které další aplikace se použitím CMT postupu ještě odkryjí.

Smíšený spoj ocel-hliník.

Exaktní uvolnění kapky a kontrolovaný přechod materiálu zajištěný definovaným zpětným zatažením drátu.

Kompletně sestrojený svařovací zdroj CMT se CMT podavačem, hořákem, vsazeným vyrovnávacím dílem (pufrem) a chladicím modulem.

Vyrovnávací díl (pufr), který přerušuje mechanickou vazbu mezi oscilačním pohybem drátu vpředu na hořáku a plynulým dopředným posuvem na straně hlavního podavače.

Svařovací hořák CMT při spojování ocelového plechu s hliníkovým.

Tupý spoj dvou tenkých hliníkových plechů.