Khái niệm và phân loại hàn hồ quang kim loại trong khí bảo vệ (GMAW)
Dựa trên loại dây hàn, hàn có thể được phân thành hàn dây đặc và hàn dây lõi thuốc. Hàn hồ quang sử dụng dây đặc với khí trơ (Ar hoặc He) làm khí bảo vệ được gọi là hàn hồ quang kim loại trong khí trơ, hay hàn MIG; hàn hồ quang sử dụng dây đặc với hỗn hợp khí giàu argon làm khí bảo vệ được gọi là hàn hồ quang kim loại trong khí hoạt tính, hay hàn MAG. Hàn hồ quang sử dụng dây đặc với khí CO2 làm khí bảo vệ được gọi là hàn CO2. Khi sử dụng dây lõi thuốc, hàn hồ quang với khí bảo vệ là CO2 hoặc hỗn hợp CO2+Ar được gọi là hàn hồ quang dây lõi thuốc. Cũng có thể thực hiện hàn mà không cần khí bảo vệ; phương pháp này được gọi là hàn tự bảo vệ.
Sự khác biệt giữa hàn MIG/MAG tiêu chuẩn và hàn CO2
Đặc điểm của hàn CO2 là chi phí thấp và hiệu suất sản xuất cao. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm như văng toé kim loại nhiều và hình dạng mối hàn kém. Do đó, một số quy trình hàn sử dụng phương pháp hàn MIG/MAG thông thường. Hàn MIG/MAG thông thường là phương pháp hàn hồ quang sử dụng khí trơ hoặc khí bảo vệ giàu argon, trong khi hàn CO2 có tính oxy hóa mạnh, điều này quyết định sự khác biệt và đặc điểm giữa hai phương pháp. So với hàn CO2, những ưu điểm chính của hàn MIG/MAG như sau:
1) Lượng văng toé giảm hơn 50%. Dưới lớp bảo vệ khí argon hoặc khí giàu argon, hồ quang hàn ổn định. Không chỉ ổn định trong quá trình chuyển dịch giọt kim loại và chuyển dịch phun, mà ngay cả trong quá trình chuyển mạch ngắn ở hàn MAG dòng thấp, lực đẩy của hồ quang đối với các giọt kim loại nóng chảy cũng nhỏ hơn, do đó đảm bảo giảm lượng văng toé hơn 50% trong quá trình chuyển mạch ngắn của hàn MIG/MAG.
2) Đường hàn đều đặn và có tính thẩm mỹ cao. Nhờ quá trình chuyển dịch giọt kim loại đồng đều, mịn và ổn định trong hàn MIG/MAG, đường hàn trở nên đều đặn và đẹp về mặt thẩm mỹ.
3) Có thể hàn được nhiều kim loại phản ứng mạnh và hợp kim của chúng. Môi trường hồ quang có tính oxy hóa rất yếu hoặc thậm chí không có tính oxy hóa. Hàn MIG/MAG không chỉ hàn được thép cacbon và thép hợp kim cao, mà còn hàn được nhiều kim loại phản ứng mạnh và hợp kim của chúng, như nhôm và hợp kim nhôm, thép không gỉ và các hợp kim của nó, magie và hợp kim magie, v.v.
4) Cải thiện đáng kể tính công nghệ hàn, chất lượng mối hàn và hiệu suất sản xuất.
Sự khác biệt giữa hàn MIG/MAG xung và hàn MIG/MAG thông thường
Các chế độ chuyển dịch giọt chính trong hàn MIG/MAG thông thường là chuyển dịch phun ở dòng điện cao và chuyển dịch ngắn mạch ở dòng điện thấp. Do đó, việc hàn ở dòng điện thấp vẫn còn tồn tại các nhược điểm như văng tóe kim loại nhiều và hình dạng mối hàn kém, đặc biệt đối với một số kim loại phản ứng mạnh không thể hàn ở dòng điện thấp, ví dụ như nhôm và hợp kim của nó, cũng như thép không gỉ. Điều này đã dẫn đến sự phát triển của phương pháp hàn MIG/MAG xung, trong đó đặc trưng chuyển dịch giọt là mỗi xung dòng điện sẽ chuyển một giọt kim loại; về bản chất, đây là dạng chuyển dịch giọt kiểu phun.
So với hàn MIG/MAG thông thường, các đặc điểm chính của phương pháp này như sau:
1) Chế độ chuyển dịch giọt tối ưu trong hàn MIG/MAG xung là một giọt cho mỗi xung. Bằng cách điều chỉnh tần số xung, có thể thay đổi số lượng giọt được chuyển trong một đơn vị thời gian, từ đó thay đổi tốc độ nóng chảy dây hàn.
2) Do chuyển giao phun một giọt một xung, đường kính giọt kim loại khoảng bằng đường kính dây hàn, dẫn đến nhiệt hồ quang ở giọt kim loại thấp hơn, tức là nhiệt độ giọt kim loại thấp hơn (so với chuyển giao phun và chuyển giao giọt lớn). Điều này cải thiện hệ số nóng chảy của dây hàn, từ đó nâng cao hiệu suất nóng chảy của dây hàn.
3) Do nhiệt độ giọt kim loại thấp, lượng khói hàn sinh ra ít hơn. Điều này làm giảm tổn thất cháy của các nguyên tố hợp kim và cải thiện môi trường làm việc.
So với phương pháp hàn MIG/MAG thông thường, ưu điểm chính của nó bao gồm:
1) Bắn tóe hàn thấp, hoặc thậm chí không có bắn tóe.
2) Hướng hồ quang tốt, phù hợp với hàn ở mọi vị trí.
3) Hình dạng mối hàn tốt, chiều rộng mối hàn lớn hơn, giảm đặc tính thâm nhập dạng ngón tay, và phần lồi của mối hàn nhỏ.
4) Hàn hoàn hảo các kim loại phản ứng (như nhôm và hợp kim của nó) ở dòng điện thấp. Nó mở rộng dải dòng điện sử dụng được của phương pháp chuyển dịch phun trong hàn MIG/MAG. Trong hàn xung, có thể đạt được sự chuyển dịch giọt phun ổn định trong một dải dòng rộng, từ gần dòng tới hạn của chuyển dịch phun đến các dòng điện tương đối cao lên tới hàng chục ampe.
Từ những điều trên, các đặc điểm và ưu điểm của phương pháp hàn MIG/MAG xung đã rõ ràng, nhưng không có gì là hoàn hảo.
So với hàn MIG/MAG thông thường, nhược điểm của phương pháp này như sau:
1) Hiệu suất sản xuất hàn thường được nhận định là hơi thấp hơn.
2) Yêu cầu trình độ thợ hàn cao hơn.
3) Hiện tại, thiết bị hàn đắt hơn. Việc lựa chọn hàn MIG/MAG xung chủ yếu được xác định bởi yêu cầu quy trình hàn.
Dựa trên so sánh nêu trên, mặc dù hàn MIG/MAG xung có nhiều ưu điểm mà các phương pháp hàn khác không thể đạt được hoặc sánh kịp, nhưng nó cũng có những nhược điểm như chi phí thiết bị cao, hiệu suất sản xuất hơi thấp và độ khó trong việc làm chủ kỹ thuật đối với thợ hàn. Do đó, việc lựa chọn hàn MIG/MAG xung chủ yếu được xác định bởi yêu cầu quy trình hàn.
Theo tiêu chuẩn quy trình hàn trong nước hiện hành, các ứng dụng hàn sau đây về cơ bản yêu cầu phải sử dụng hàn MIG/MAG xung:
1) Thép cacbon. Các ứng dụng yêu cầu chất lượng và hình thức mối hàn cao, chủ yếu trong ngành bình chịu áp lực, như nồi hơi, thiết bị trao đổi nhiệt hóa chất, thiết bị trao đổi nhiệt điều hòa trung tâm và vỏ tua-bin cho tua-bin thủy điện.
2) Thép không gỉ. Các ứng dụng sử dụng dòng điện thấp (dưới 200A, gọi tắt là dòng điện thấp ở dưới) và yêu cầu chất lượng và hình thức mối hàn cao, chẳng hạn như đầu máy xe lửa và các bình chịu áp lực trong ngành công nghiệp hóa chất.
3) Nhôm và các hợp kim của nó. Các ứng dụng sử dụng dòng điện thấp (dưới 200A, được gọi tắt là dòng điện thấp bên dưới) và yêu cầu chất lượng mối hàn cũng như hình thức cao, chẳng hạn như tàu cao tốc, công tắc điện áp cao và thiết bị tách khí. Đặc biệt là các tàu cao tốc, bao gồm CSR Sifang Rolling Stock, Nhà máy Xe hơi Đường sắt Tangshan, và Changchun Railway Vehicles, cũng như các nhà sản xuất nhỏ cung cấp dịch vụ gia công thuê ngoài cho họ. Theo nguồn trong ngành, đến năm 2015, tất cả các thủ phủ tỉnh và các thành phố có dân số trên 500.000 người tại Trung Quốc sẽ được kết nối bằng đường sắt cao tốc, cho thấy nhu cầu khổng lồ đối với tàu cao tốc và nhu cầu tương ứng về công việc hàn cũng như thiết bị hàn.
4) Đồng và các hợp kim của nó. Dựa trên hiểu biết hiện tại, đồng và các hợp kim của nó cơ bản sử dụng phương pháp hàn MIG/MAG xung (trong phạm vi hàn hồ quang kim loại dùng khí bảo vệ).
EN
Tin nóng