STT焊接工艺的介绍和应用

STT（表面张力过渡）焊接方法利用电弧本身作为传感器来检测电弧电压，根据电压来判断熔滴过渡的瞬时形态，进而根据检测到的电弧电压的变化，按照STT的要求控制瞬时电弧电流的变化，利用表面张力的作用达到熔滴平稳过渡的目的。

图5.3-48 可焊接头间隙范围比较

图5.3-49 熔深与焊接速度的关系

1.理论波形

STT电源是基于短路液桥表面张力过渡理论，利用逆变焊机的高速可控性，采用波形控制的一种新型逆变电源，可减少飞溅，保证焊缝成形。STT电源工作为短路过渡方式，其电流输出是受电弧状态控制的，如图5.3-50所示。

图5.3-50 表面张力过渡示意图

a）电弧电压波形 b）焊接电流波形

I₀—最低短路电流 I₁—基值电流 I₂—短路初值电流 I₃—短路峰值电流 I₄—燃弧电流 U₀—燃弧电压 W—燃弧脉冲宽度 T_d—尾拖时间

2.STT焊接参数

STT焊接主要的参数有：基值电流、峰值电流、送丝速度、尾拖、气体流量、热引弧参数等。主要参数的作用及对焊接质量的影响如下。

（1）基值电流 基值电流的作用是可以控制焊缝形状，它影响到焊缝总体热输入。根焊时，基值电流太大会形成如图5.3-51所示的焊缝形状；基值电流太小会形成如图5.3-52所示的焊缝形状，一般基值电流选为50～55A，基值电流数值应当根据焊件厚度的增加而有所增加，具体情况见表5.3-20。

图5.3-51 基值电流太大时的焊缝形状

图5.3-52 基值电流太小时的焊缝形状

表5.3-20 基值电流与焊件厚度变化关系(www.xing528.com)

（2）峰值电流 峰值电流的作用是建立电弧长度和保证较佳的熔化效果。当峰值电流达到430～440A时，会形成如图5.3-53所示的向下凹陷的焊缝形状。当峰值电流为360～380A，形成如图5.3-54所示的焊缝形状，焊缝与坡口之间的夹角，会形成一定的死角，在进行填充、盖面焊时，会产生坡口未熔合。实际焊接时，峰值电流的设置应满足最小的飞溅和熔池搅拌作用。一般峰值电流为410～430A，最佳约为420A。

图5.3-53 峰值电流太大时的焊缝形状

图5.3-54 峰值电流太小时的焊缝形状

（3）焊丝伸出长度 焊接时要求保持焊丝伸出长度为6～8mm。焊接导电嘴可以伸出焊接喷嘴10mm，以便深入坡口内部。焊丝和导电嘴伸出长度如图5.3-55所示。

图5.3-55 STT焊丝和导电嘴 伸出长度示意图

（4）焊接运弧STT根焊时，要求作半月形运弧，并要求在焊缝坡口一侧起弧，作半月形横向摆动时在焊接电弧坡口两侧不作任何停留，直接作焊接横向摆动有助于增加焊接熔深；停弧时要求在焊缝坡口壁上停弧，而不是焊缝坡口中间。STT半自动根焊起弧、运弧、收弧如图5.3-56所示。

图5.3-56 STT半自动根焊半月形起弧、运弧、收弧示意图

（5）错口处的处理技巧 在管道施工中，错口无法避免且为标准所容许，STT根焊时，采用如图5.3-57所示方法可有效避免根焊未熔合。

图5.3-57 STT根焊错口处理技巧

通过了解焊接参数对根焊质量的影响，制定表5.3-21的焊接参数，并且在工程中得到了成功应用。

表5.3-21 焊接参数