Blandade pulser klarar tjockare plåt
Som åskådare vid en CMT-svetsning märker man snart att den inte skapar något svetssprut som annars måste tas bort efter svetsningen. Verkstädernas danska systertidning rapporterade nyligen från en demonstration av svetsning kant mot kant av två rostfria plåtar med 10 mm tjocklek, och med tillfredsställande inträngning. Syftet med demonstrationen var att visa att man med en systemmässig "turboladdning" kan öka energin hos pulsbågen och därmed ändå få CMT-svetsningens fördelar vid svetsning av tjockare plåt, såsom låg värmetillförsel och liten deformation, stabil båge, styrd droppövergång, minimerat svetssprut och möjlighet att sammanfoga olika metaller och plåttjocklekar. CMT-metoden har snabbt vunnit insteg i fordonsindustrin, där tyska biltillverkare som bl a Volkswagen anammat tekniken. Verkstäderna har beskrivit CMT tidigare, men för att få Puls-mixfunktionen i rätt sammanhang kan en repetition vara bra. CMT är en MIG/MAG kortbågs svetsprocess med en kort ljusbåge som smälter en oscillerande svetstråd som förs fram och åter med samma frekvens som ljusbågen tänder och släcker. Och det går fort. En CMT-cykel kan vara under typiskt 14,3 millisekunder eller 70 CMT-cykler i sekunden. Inom en CMT-cykels fyra faser förs tråden mot svetsstället och tänds ljusbågen i den första fasen. I andra fasen smälts en del av tråden över till fogens smältbad och den elektriska spänningen faller snabbt samtidigt som ljusbågen släcks. I den tredje fasen drar sig tråden tillbaks efter att levererat en noga utportionerad stump smält material till fogen, utan sprut eller stänk eftersom spänningen är låg. Och i den fjärde fasen startas det hela upp igen. Målet för utvecklingen av den här metoden har varit att skapa en bättre metod för tunnplåtssvetsning än vad som redan fanns på marknaden. Problemen har varit betydande med att styra den oscillerande trådstyrningen som drivs med en elmotor. Men även framstegen har varit stora: - en mer än fördubblad svetshastighet, - svetsning utan sprut, - tunnplåt ner till 0,3 mm tjocklek kan sammanfogas, - olika tjocka plåtar kan sammanfogas, - man kan svetsa olika material mot varann, såsom aluminium mot galvaniserat stål, - utföra MIG-svetsning på galvaniserad plåtyta utan att skada zinkskiktet, - reducera deformation som orsakas av svetsvärmen. Klart är att CMT-svetsningen sker med mindre värmeutveckling och -överföring till svetsstället, eftersom det är en process som tänder och släcker ljusbågen. Strömbegränsningen vid kortbågsvetsning är ca 200 ampere och därför är denna metod begränsad till tunnplåtsvetsning. Men det har länge funnits ett önskemål att använda den fördelaktiga CMT-tekniken även för tjockare material. Det har tillverkaren Fronius gjort möjligt genom en "turbofunktion", som består i att lägga elektriska spänningsimpulser "ovanpå" den pulserande kortbågen och därmed öka strömstyrkan till ca 350 Ampere. Fronius kallar den här funktionen för Puls-Mix, och den kan regleras i många små steg i förhållande till CMT-sekvenserna. Man kan börja med relationen 3:1, vilket betyder en extrapuls på tre CMT-cykler, upp till förhållande 1:30, som tolkas som 30 extrapulser per CMT-cykel. Det höjer tjockleksområdet till 4 mm. Men den ger fler möjligheter. Fronius berättar om styrning av värmetillförseln mellan CMT och pulsbågsområdet, och på sätt kontrolleras zonen med materialuppblandning liksom att styra fogens tvärsnitt och form. Turbofunktionen ökar både spänning, strömförbrukning och trådhastigheten och därmed den totala effekten. Den ökade effektutvecklingen vid CMT med Puls-Mix öppnar för dess användning vid en rad nya applikationer. I tidskriften Industrie Magasin nr 50, 2008, omtalas t ex svetsning av ett rör som skulle förses med en tjockare gängad stos för en lambdasond i ett avgasrör. Här förekommer mycket stora temperatursvängningar vid användningen. Stosen med sin gänga var gjord i ett högkromhaltigt material och svårt att svetsa. Avgasröret hade 1,5 mm tjocklek. Med en spalt på 1 mm svetsades de båda detaljerna samman med CMT och Puls-Mix, med ett tillfreddställande resultat. Enligt Fronius finns denna turbofunktion med många synergilinjer redan i alla nya CMT databaser. Man kan t ex använda en synergilinje för CrNi 19-9 rostfritt stål till vanligt kolstål G3Si tilllsatsmaterial för att utnyttja CMT Puls-Mix funktionens turbofördelar. Fronius själva har gjort tester med 0,5 till 3,0 mm tjockt CrNi-stål och aluminiumlegeringar. Lyckade svetsprover utfördes med stum- och kälfog samt hörn och fals. Källor: Jern og Maskinindustrien, danska Löwener, das Industrie Magazin samt Axson AB.