[r]
(1)Chương 7
HÀN HỒ QUANG WOLFRAM - KHÍ TRƠ
Hà n hồ quang wolfram - khí trơ q trìn h tro n g nguồn n h iệt hồ quang tạo th n h điện cực wolfram không tiêu hủy chi tiế t gia công, hồ quang vũng chảy kim loại bảo vệ ô n h iễm khí (oxy nitơ) bằn g lớp k h í trơ bảo vệ, argon, heli, hỗn hợp argon-heli Kim loại điền đầy, cần th iế t, đưa vào hồ quang từ bên dạng dây trầ n Quá trìn h h n thường v iế t t ắ t TIG (Tungsten Inert-G as Arc W elding), v iết t ắ t GTAW (Gas Tungsten Arc W elding - h n hồ quang wolfram - khí trơ)
Q trìn h h n n y chủ yếu áp dụng để h n hợp kim nhôm, m anhê, đồng, H àn hồ quang tay không k h ả dụng, lớp bọc điện cực có xu hướng h ú t ẩm (tạo rỗ xốp cho mối hàn), có nguy gây cháy chi tiế t mỏng H àn hồ quang h n thường có nguy ch ất trợ dung th â m n h ậ p vào mối hàn, làm giảm k h ả n ăn g chống ă n mòn mối hàn H àn (h àn oxy - acethylene) trìn h chậm có th ể gây biến dạng khơng th ể kiểm soát N h iệ t tậ p tru n g trìn h h n TIG cho phép tă n g tốc độ hàn, giảm biến dạng, tă n g c h ất lượng mối hàn
TRANG THIỀT B| c BẢN
T rang th iế t bị b ả n h n TIG nêu trê n H ình 7-1 Các p h ậ n gồm: (a) nguồn điện h n th iế t k ế để cung câp điện AC, DC, hai; (b) mỏ h àn với điện cực wolfram làm nguội nước khí; (c) nguồn cung cấp khí trơ; (d) điều k h iển
Bộ p h ậ n quan trộ n g n h ấ t th iế t bị h n TIG tạo tầ n sô" cao (HF), điện áp cao tầ n số cao tác dụng lên dịng điện hàn Do điều này, khí bảo vệ (Ar, He,
hỗn hợp Ar-He) ion hóa Các diện tử giải phóng tro n g q trìn h ion hóa tạo th n h đường d ẫn chi tiế t gia công điện cực wolfram (H ình 7-2) Hồ quang có th ể b ắ t đầu x u ất h iệ n k h ô n g cần tiếp xúc trực tiếp điện cực w olfram với chi tiế t gia công C ần phải tr n h mồi hồ quang cách chạm điện cực w olfram vào chi tiế t gia công ô n h iễm m ịn đầu điện cực, wolfram có th ể lẫ n vào m ối h n , làm giảm tín h c h ất kim loại mối hàn
(A) Điện cực (-)
Protor\ j J o ' © rá
/ 0 / tự
^ Chi tiết V V
(B)
Điên cực (+) Ụ
Protop r
/ © tử
© O ' tự S \ Chi tiết ' \ ^
a) Dòng điện tử (-) từ điện cực đến chi tiết
b) Dòng proton (+) từ chi tiết đến điện cực
c) Chi tiế t nhận 66% tổng lượng nhiệt, diện cực nhận 33% lượng nhiệt
a) Dòng điện tử (-) từ chi tiết đến điện cực
b) Dòng proton (+) từ diện cực đến chi tiết
c) Chi tiế t nhận 33% tổng lượng nhiệt, diện cực nhận 66% lượng nhiệt
(2)Trong trư ng hợp h n TIG dòng điện m ột chiều, xuất h iện hồ quang, có th ể khơng cần chồng chập HF Tuy nhiên, tro n g trường hợp h n TIG dòng đ iện xoay chiều, cần phải có chồng chập H F liê n tục để cải th iệ n tín h ổn định hồ quang, tụ lọc, thường gọi triệ t DC, m ắc nối tiế p với m ạch điện để tăn g tín h ổn đ ịn h hồ quang Để hiểu rõ chức n ă n g tụ lọc h n TIG dòng đ iện xoay chiều, cần hiểu rõ tượng ch ỉn h lưu hồ quang
S ự ch in h lưu hồ q u a n g: Dòng điện thường th eo m ộ t chiều dễ dàng so với chiều k ia điện cực wolfram chi tiế t gia công Sự c h ên h lệch dòng điện r ấ t rõ rà n g m ột số kim loại hợp kim, ch ẳn g h n Al, Mg Thứ hai, điện trở theo m ột chiều (tương tự h o t động diode) lớn có lớp m àng oxide bề m ặt kim loại n ền , đặc b iệt oxide nhơm (nói cách khác, tro n g m ột chu kỳ AC, điện trở nửa chu kỳ dương lớn so với nửa chu kỳ âm ) Điều n ày làm xuất chỉnh lưu dòng d iện AC
Điện áp tái tạo hổ quang
hổ quang/ hổ puang
Điện áp hở mạch \
Thời gian / Nửa chu kỳ âm
Khoảng dừng hổ quang
Khoảng dừng dòng điệnx^
Dịng điện hồ quang
Hình 7-4 Tỉnh không ổn định hồ quang thành phần DC hàn TIG dịng điện AC.
Khí ion điện tích dương, gọi proton, bị h ú t vào chi tiế t gia cơng có điện tích âm, va đập lên bề m ặ t với lực đủ để p h ân hủy lớp oxide C ần ý, tác dụng p h ân hủy oxide với khí Ar m ạn h so với khí He, Ar thường dùng làm khí bảo vệ h àn nhôm
T h àn h p h ầ n DC tro n g dòng điện AC gây d ạn g sóng AC khơng cân (Hình 7-3), làm giảm tín h ổn định hồ quang (H ình 7-4) Do d ạn g sóng AC không cân bằng, k hoảng th i gian nửa chu kỳ dương giảm K hoảng thờ i gian rấ t quan trọ n g nhôm hợp kim nhôm, chúng tạo m àn g oxide tr ê n bề m ặt, nửa chu kỳ dương giúp p h â n hủy màng oxide Sự p h â n hủy m àn g oxide giải th íc h n h sau:
Trong nửa chu kỳ dương, dịng khí ion (điện tích dương) từ đ iện cực đến chi tiế t gia cơng v dịng điện tử tự (do ion hóa khí) từ chi t iế t gia công đến điện cực
Hình 7-3 Dạng sóng AC khơng cân thành phẩn DC.
Do đó, giảm k h o ản g thời gian nửa chu kỳ dương d ạn g sóng khơng cân bằng, tác động làm lớp oxide bị giảm hiệu quả, tín h ổn địn h hồ quang bị giảm Ngoài ra, th n h p h ầ n DC, chỉnh lưu hồ quang, có th ể gây bão hịa từ lõi biến áp chính, làm b iến dạng dịng điện sơ cấp có th ể gây nhiệt
Có th ể giảm th n h p h ầ n DC cách mắc nối tiếp tụ điện với điện dung đủ lớn vào m ạch điện hàn Các tụ n ày tích điện nửa chu kỳ âm , đ iện tích tụ điện phóng nửa chu kỳ dương, điều tạo d ạn g sóng cân b ằn g đốí xứng T h àn h p h ần DC tro n g dòng điện AC lọc tr iệ t bỏ b ằ n g tụ điện đó, m ạch có tụ gọi tụ lọc tr iệ t DC
H iện tượng chỉnh lưu hồ quang tín h chất th a hưởng từ kim loại nền, có th ể xảy yếu tố khác, giải thích đây:
(3)Đ iện áp cần th iế t để kích h o ạt hồ quang, phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
1 N h iệt độ điện cực wolfram N h iệt độ chi tiế t gia công
3 C h ất lượng bề m ặ t chi tiế t gia công Khí bảo vệ/lưu lượng
Khi điện áp hồ quang đ ạt zero sau qua nửa chu kỳ dương, tá i tạo hồ quang tương đối dễ dàng Điều n ày p h át xạ điện tử từ điện cực w olfram nóng có ph ân cực âm Ngoài ra, m ột lượng nhỏ thorium (1-2%) đưa vào điện cực wolfram để cải th iệ n tín h c h ấ t p h t xạ điện tử
Tuy n h iên , điện áp hồ quang đ ạt giá trị zero sau qua nửa chu kỳ âm, điện cực có tín h p h ân cực âm không p h át xạ điện tử Khi chi tiế t gia cơng có n h iệt độ th ấp , không th ể p h t xạ điện tử Điện áp tá i tạo hồ quang cao k h i điện áp hồ quang đ t giá tr ị zero sau qua nửa chu kỳ âm Các th n g h iệm cho th ấ y dòng điện đổi chiều, th ay đổi từ điện cực âm sang điện cực dương, cần p h ả i có điện áp 100-450V để tá i tạo hồ quang N hư vậy, tro n g trường hợp n ày tá i tạo hồ quang tương đối khó, hồ quang bị t ắ t m ột p h ầ n toàn nửa chu kỳ dương, làm xuất chỉnh lưu hồ quang, hồ quang h n trở n ên không ổn định, bị nhiễu, bị gián đoạn, ản h hưởng xấu đ ến c h ấ t lượng mối hàn
Nói chung, m áy h n AC th iế t k ế để h n hồ quang kim loại tay có điện áp danh đ ịn h khoảng 70-80 V, không đủ để tá i tạo hồ quang tro n g nửa chu kỳ dương Việc tă n g điện áp n ày lên trê n 80 V không phép lý an tồn
Nếu sử dụng th iế t bị phụ thích hợp, xung điện áp cao có th ể cung cấp cho m ạch điện h n dòng điện điện áp qua điểm zero, hồ quang trở n ên ổn định hơn, trìn h h n đ t c h ấ t lượng cao Trong thực tế xung tầ n số cao (tần số vô tuyến) đ iện áp cao đưa vào m ạch điện h n bằn g cách sử dụng m ạch dao động Việc sử dụng H F có h ưu điểm:
□ Khi xung điện áp cao đ ạt tầ n số vô tuyến, công su ấ t tru n g bình
xung r ấ t nhỏ, r ấ t an tồn người sử dụng k h ô n g ả n h hưởng đến n h iệ t cung cấp cho môi hàn
□ Các xung điện áp cao tầ n số cao, tạo va chạm gia tóc liên tiế p nguyên tử khí bảo vệ, làm tă n g q trìn h ion hóa Các đ iện tử tự từ q trìn h ion hóa tạo th n h đường d ẫn điện cực chi tiế t gia cơng giúp trì hồ quang dễ dàng
Để dễ tạo hồ quang tro n g h n TIG dòng điện DC, cần p h ải có m ạch điện tạo HF, tro n g h n TIG b ằ n g dịng điện AC, cần phải có hệ th ố n g cân bằn g sóng (tụ lọc tr iệ t DC) hệ th ố n g ổn định hồ quang (m ạch HF) Các h ệ th ố n g n ày tích hợp tro n g điều k h iển h n TIG
Ngoài ra, điều k h iể n chẳng h ạn dịng khí trước h àn , dòng điện dốc lên, van điều k h iển lưu lượng khí, dịng điện dốc xuống, dịng khí sau hàn , sử dụng th iế t bị điều k h iển h iện đại C ần p h ải có dịng khí trước h n để tă n g ch ất lượng h n TIG, dịng khí n ày dẩy h ế t khơng khí khỏi ống d ẫn mỏ h n trước tạo hồ quang, bảo đảm bảo vệ điện cực chi tiế t gia công trước h àn Các điều k h iể n dòng đ iện dốc lên dốc xuống r ấ t hữu ích tro n g ứng dụng h àn khí hóa Sự dốc lên dịng điện n g ăn cản đỉnh dòng đ iện ban dầu, dốc xuống giảm h ìn h th n h v ế t lõm cuối đường h àn Dịng khí sau h n r ấ t quan trọng, bảo vệ cuối đường hàn , tr n h ô nhiễm kh n g khí, bảo vệ đầu nóng điện cực k h ô n g bị oxy hóa Các điều k h iển an to àn có th ể bao gồm:
1 T h iế t bị an toàn điều k h iể n áp suất Ilư u lượng nước, bảo vệ mỏ h n làm nguội bằn g nước, h o t động với lưu lượng áp su ất nước Ưu
(4)Nguôn điện
Nguồn điện cung cấp thường máy biến áp, m áy chỉnh lưu, động - m áy phát, tùy theo ứng dụng cụ th ể Đặc tín h nguồn điện cho phép sử dụng th iế t bị hàn hồ quang tay tru y ền th ố n g để h n TIG Đế bảo đảm hồ quang ổn định, đ iện áp danh định nguồn điện p h ả i tro n g khoảng 70-80 V
M ỏ hản TIG
Chức n ăn g mỏ h n TIG dẫn dòng điện khí trơ vào vùng hàn Điện cực wolfram dẫn đ iện giữ chắn mỏ h n đai giữ với vít lắp bên th â n mỏ h n Các đai n ày có kích cỡ phù hợp đường k ín h d iện cực Khí cung cấp vào vùng h n qua dầu phun có chén sứ Các chén k h í có re n lắp vào đầu mỏ hàn, điều k h iể n chiều p h ân phối khí bảo vệ Bộ điều k h iể n khí đơi lắp vào đầu phun để tr n h cuộn xoáy dịng khí, cuộn xốy n y có th ể làm ô nhiễm mối h àn Bộ điều k h iể n khí có vịng chắn lưới th é p k h ô n g rỉ đồng tâm lắp vào đầu phun H ìn h 7-5 m in h họa tiế t diện mỏ h n làm nguội b ằ n g nước, H ình 7-6 m inh họa mỏ h n có đầu phun điều kh iển khí
Khi cuộn xốy dịng khí tối thiểu, có th ể h n với đầu p h u n cách chi tiế t gia công khoảng 25mm, cho p h ép thợ h àn quan s t vũng hàn, có th ể h n góc phía
Các mỏ h n TIG b ằn g tay mỏ hàn TIG tự động có cấu tạo tương tự nhau, mỏ h n TIG ta y có cán cầm với nút điều khiển, cịn mỏ h n tự động khơng có cán, th iế t k ế để k ẹp c h ặ t vào giá hàn
Hình 7-5 Tiết diện mỏ hàn làm nguội nước.
có bảo vệ
Hình 7-6 Mỏ hàn TIG sử dụng lưới mịn để giảm sự cuộn xốy dịng khỉ bảo vệ.
THIỀT BỊ THÔNG DỤ N G
T h iết bị h àn TIG th ô n g dụng thường cung cấp theo ba dạng:
1 Các điều k h iển TIG
2 Hệ thống h n TIG AC DC đầy đủ Bộ h àn TIG AC/DC k ế t hợp
Các bộ điều khiển TIG: Bộ điều k h iển dùng cho xưởng cần tậ n dụng th iế t bị h àn hồ quang AC DC để h àn TIG Bộ điều k h iể n có th ể kiểu AC/DC kiểu DC Kiểu AC/DC dùng cần h àn Al, Mg, v hợp kim chúng, phải sử dụng với nguồn AC, tức biến áp h àn Bộ điều k h iển DC sử dụng h àn hợp kim s ắ t hợp kim khơng có sắ t, trừ AI Mg, dùng với nguồn DC, ch ẳn g h n m áy p h t chỉnh lưu
Trong thực tế, kh ác b iệ t kiểu AC/ DC DC kiểu AC/DC có th êm tr iệ t DC Có th ể sử dụng th iế t bị AC/DC để h àn hợp kim s ắ t b ằn g cách m ắc vào nguồn DC, phải n g ắ t nối k ế t tr iệ t DC
Bộ điều k h iển n ày bao gồm:
a Bộ điều kh iển với công tắc từ, HF, tá i tu ần hòa nước (nếu làm nguội nước), tr iệ t DC (đối với kiểu AC/DC) Bộ tá i tu ần h o àn nước có giải n h iệ t làm nguội b ằn g q u ạt đồng trục Đường ống nước có công tắc áp suất nước để bảo vệ mỏ h n , trá n h bị nhiệt
(5)c Bộ p h ụ tù n g: C áp h àn , ống d ẫn khí, lưu lượng k ế điều tiế t khí bảo vệ, nón găng tay h n , điện cực wolfram, Trong điều k h iển này, hệ thống d ẫn khí trước v sau h n điều k h iển b ằng v an solenoid điện từ để bảo đảm lớp khí bảo vệ h o àn hảo bảo vệ đầu điện cực với mối h àn Các thao tác cần th iế t thực h iệ n th ô n g qua điều khiển công tắc mỏ hàn Công tắc mỏ h n có phần trước p h ầ n sau Mỏ h n , điều khiển, phụ tù n g tạo th n h hệ th ố n g ON/ OFF bốn đường, v ậ n h n h sau:
B đẩu hàn
• N h ấn p h ầ n sau:
dịng khí h o t động (b đầu d ẫ n khí) • N h ấn p h ầ n trước:
công tắc h n h o t động, HF h o t dộng,
khí h o ạt động • N p h ầ n trước:
H F không h o t động (trường hợp dùng DC)
• Thao tác h n b ắ t đầu thực
Dừng hàn
• N h ấn p h ầ n sau: h n dừng lại, dịng khí v ẫn h o t dộng
• N p h ầ n sau: dịng khí dừng lại
có điều k h iển nêu tr ê n nguồn điện thích hợp Hệ th ố n g h n TIG, bao gồm điều k h iển kiểu AC/DC, m áy biến áp hàn, có th ể dùng dể h n Al, Mg, hợp kim chúng Hệ th ô n g h n TIG DC có điều k h iển kiểu DC, ch ỉn h lưu hàn , dùng cho hợp kim s ắ t hợp kim không sắt, trừ AI Mg
Bộ hàn TIG AC/DC kết hỢp: Hệ thống biến áp ch ỉn h lưu AC/DC k ế t hợp diều k h iển h n TIG, cho ph ép chuyển đổi dễ dàng từ AC san g DC, có th ể dùng cho ứng dụng h n hợp kim sắ t và không sắt
Bộ n ày h iện cung cấp với ba kiểu, dòng điện h n n đây, thường kèm theo mỏ h n phụ tùng
Model D òng d iện h n (A)
AC DC
B ảng 7-1 tr ìn h bày cường độ dòng điện điều k h iể n tiêu chuẩn, sử dụng nguồn diện m ột ph a, 50 Hz, 230 V Bộ điều k h iển AC/DC nêu tr ê n H ìn h 7-7
Hệ thống hàn TIG đầy đủ: hệ th ô n g
Bảng 7-1 Cường độ dòng điện điểu khiển TIG tiêu chuẩn.
Dòng điện định mức
Kiểu Model AC, chu kỳ tải DC, chu kỳ tải 60% 100% 60% 100%
A A A A
11/15 115 90 150 110
A C /D C 5/30 25 180 300 230
45/50 45 350 350 330
15 150 110
DC 30 300 230
50 500 380
AD-150 25-150 25-120
AD-350 35-350 35-280
AD-500 40-500 40-400
Các đặc tín h bao gồm:
a T h iế t bị cung cấp k h í trước sau h n th ô n g qua v an solenoid đ iện từ b Bộ H F tr iệ t DC
(6)Bảng 7-2 Các đặc tính kỹ thuật hệ thống hàn AC/DC kết hợp
A D -1 A D -3 A D -500
Đ iện áp hở mạch (V) /7 80 /7 80 /7
Đ iện áp vận hành (V) 10-16 10-24 10-30
D òng điện hàn m ax (A) 150-200 /2 500/400
D òng điện liên tục m ax @chu kỳ tải 0% (A) @chu kỳ tải 100% (A)
115/90 90 /7
2 /2 0 /1
380/300 285/220
Tỷ su ấ t max (K V A ) 13.5 31.5 45
@chu kỳ tải % K V A 10.5 24 34
C ách nhiệt (cấp) B B B
Làm nguội (kiểu) Khí cưỡng Khí cưỡng Khí cưỡng
N guồn điện o
Đ iện áp (V) 38 /4 380/415 380/415
Pha Ba pha
Tần số (Hz) 50 50 50
Loại công tắc nên dùng
C ầu chì (A) DP 35 DP 85 DE 120
Mỏ hàn (kiểu) B T G -1 -3 BTVV-30-5 BTVV-50-5
Làm nguội mỏ hàn (kiểu) Khí Nước Nước
Bảng 7-3 Các đặc tính kỹ thuật mỏ hàn TIG.
Model Kiểu
làm nguội
Dịng điện định mức
Đường kính điện
cực, mm
Chiểu dài điện cực, mm
Chiều dài Ống dẫn tiêu chuẩn,
m AC, chu kỳ tải DC, chu kỳ tải
60% 100% 60% 100%
A Khí 115 90 150 110 1.6, 2.4 &
3.2 75 3
B Nước 270 195 300 225 1.6, 2.4,
3.2, & 4 150 5
c Nước 400 310 450 350
1.6, 2.4, 3.2, 4, 4.8, &6.3
150 5
d Công tắc áp su ấ t nước bơ" tr í đường d ẫn nước B ảng 7-2 trìn h bày đặc tính kỹ th u ậ t ba kiểu nêu
Các mỏ hàn TIG: chúng loại làm nguội b ằn g nước khí Đầu mỏ h n nối với dây dẫn Đầu nối ghép để nôi mỏ h àn với điều k h iển Các mỏ h àn cung cấp với phụ tùng, ln ln có diều k h iển cơng tắc, k ế t hợp với điều k h iển phụ tù n g tạ o th n h hệ th ố n g ON/OFF bôn đường nêu trê n B ản g 7-3 trìn h bày đặc tín h kỹ th u ậ t mỏ h n tiê u chuẩn
KHÍ TRƠ
Ar khí m ột nguyên tử (phân tử chứa m ột nguyên tử) tríc h từ k h í phương p h áp hóa lỏng khơng khí tin h ch ế đến độ tin h k h iế t 99.9% Khí n ày dược cung cấp tro n g b ìn h áp su ấ t cao d ạn g lỏng với n h iệ t độ -184°c tro n g th ù n g chứa lớn
He khí m ộ t ngun tử, có trọng lượng riên g k hoảng 1/10 so với Ar, tríc h từ khí tự n h iên , có nh iều số nước He có n h iệ t độ h ó a lỏng r ấ t thấp (-272°C), thường chứa b ìn h áp su ấ t cao He có tín h d ẫ n n h iệ t cao địi hỏi điện áp hồ quang lớn so với Ar
Độ tin h k h iế t c ủ a A r Các tạ p ch ất Ar có th ể gây v ấ n đề k h i h n TIG, Ar tiêu chuẩn phải có độ tin h k h iế t sau:
Ar 99.967%
0 10 ppm (p h ần triệu)
n2 300 ppm
h2 ppm
c o ppm
Hơi nước 0.005 mg/1
Tỷ trọ n g Ar 1.33 lầ n so với không khí 10 lầ n so với He Sau khỏi mỏ h àn , Ar tạo th n h lớp bảo vệ phía trê n vùng h àn Do n h ẹ hơn, H e có xu hướng d ân g lên tạo th n h cuộn xoáy xung quanh hồ quang Đê bảo vệ hiệu quả, lưu lượng He p h ải gấp 2-3 lầ n so với Ar
Đặc tín h quan trọ n g k h ác He đòi hỏi điện áp hồ quang cao với chiều dài hồ quang dòng điện so với Ar (H ình 7-8) Do n ă n g lượng hồ quang tín h theo cơng thức V X A (với V điện áp
(7)D òng đ iệ n hổ quang, A
Hình 7-8 Quan hệ điện áp - dòng điện với khỉ bảo vệ Ar He.
Điểm khác b iệ t Ar cung cấp tín h ổn định hồ quang n h dòng điện AC DC, tá c dụng làm tố t với dòng điện AC He tạo hồ quang r ấ t ổn định với dịng điện DC, tín h ổn định hồ quang tác dụng làm với dòng điện AC tương đối th ấp Do k h i cần h n Al, Mg dòng d iện AC, b n n ê n dùng Ar
Các hỗn hợp A r He với hàm lượng He đến 75% sử dụng cần cân đặc tín h hai loại khí
H ỗn hợp A r-H2 Việc bể sung hydro vào argon làm tă n g đ iện áp hồ quang ưu điểm tương tự heli H ỗn hợp với 5% H2 làm tăn g độ mối h n TIG tay H ỗn hợp với 15% H2 sử dụng để h n khí hóa tốc độ cao cho mốì h àn đâu mí với th é p k h ô n g rỉ dày đến 1.6 mm, ngồi cịn dùng để h n th ù n g bia th é p k h ô n g ri ống, hợp kim Ni H ỗn hợp 35% H2 có th ể dùng cho th ép không ri với chiều dày, khe hở đáy dường h n tro n g p h ạm vi 0.25-0.50 mm K hơng n ê n dùng nhiều H2, có th ể gây rỗ xốp mối h àn Việc sử dụng hỗn hợp n ày h n ch ế cho hợp kim Ni, Ni-Cu, th é p k h ô n g ri
N itơ. N itơ đưa vào argon để h n Cu hợp kim Cu, N2 tin h k h iế t dùng làm khí bảo vệ để h àn th ép khơng ri
CÁC ĐIỆN CỤC WOLFRAM
W olfram dùng làm đ iện cực có tín h chịu n h iệ t cao, n h iệ t độ nóng chảy cao
(3410°C), p h t xạ đ iện tử tương đối tố t, làm ion hóa hồ quang trì tín h ổn địn h hồ quang W olfram có tín h chống oxy h ó a rấ t cao Khi sử dụng cẩn th ậ n , đ iện cực wolfram hầu n h ln ln ổn định, gọi đ iện cực không p h â n hủy Tuy n h iên , oxy h ó a có th ể xảy n h iệ t độ r ấ t cao xuất h iệ n ở gốc hồ quang, trừ bảo vệ b ằ n g khí trơ B ảng 7-4 giới th iệu th n h p h ầ n h ó a học n ă m loại điện cực theo tiê u chuẩn AWS A 5.12-80
Bảng 7-4 Thành phần hóa học điện cực wolfram.
Tiêu chuẩn
AWS
w (min)
%
Th
%
Zr
%
Tổng tạp chất (max)
%
EW P 99.5 — — 0.5
EW Th-1 98.5 0.8-1.2 — 0.5
E W Th-2 97.5 1.7-2.2 — 0.5
E W Th-3 98.95 -0 5 — 0.5
E W Zr 99.2 - -0 0.5
Các điện cực w olfram thường cung cấp với đường k ín h 0.25 - 6.35 m m , dài 76 - 610 mm, có bề m ặ t làm m ài Bề m ặt làm có n g h ĩa sau kéo dây th a n h , tạ p c h ất bề m ặ t loại bỏ b ằn g dung dịch th ích hợp Bề m ặt m ài n g h ĩa tạ p c h ấ t bề m ặ t loại bỏ b ằ n g phương p h áp m ài
Đ iện cực w olfram tin h k h iế t tương đối rẻ, có k h ả n ă n g d ẫn điện k h ô n g cao, chống n hiễm b ẩn không tố t, thường dùng ứng dụng h n th ô n g thường
Đ iện cực w olfram có th êm th o ri (Th), có tín h p h t xạ đ iện tử cao hơn, d ẫ n điện tô t hơn, chống n h iễm b ẩ n cao hơn, mồi hồ quang tố t hồ quang ổn đ ịn h
Đ iện cực w olfram có th êm zircon (Zr) có tín h ch ất tru n g g ian đ iện cực w và điện cực W-Th
(8)Bảng 7-5 Khoảng dịng điện điện cực wolfram3
Đường kính đ iệ n
cực
DC, am p AC, am p
Phân cực th u ậ n
P hân cực
ngược S óng kh ơn g cân Sóng cân
EWP EWTh-1 EW Th-2 EW Th-3
EWP EWTh-1 EW Th-2 EW Th-3
EWP
EWTh-1 EWTh-2 EWZr
EWTh-3 EWP
EWTh-1 EW Th-2 EW Zr
EWTh-3
0.26 Lên đến 15 b Lên đến 15 Len den 15 b Lên đến 15 Lên đến 15 b
0.51 5-20 b 5-15 5-20 b 10-20 5-20 10-20
1.02 15-80 b 10-60 15-80 10-80 20-30 20-60 20-60
1.59 70-150 10-20 50-100 70-150 50-150 30-80 60-120 30-120
2.38 150-250 15-30 100-160 140-235 100-235 60-130 100-180 60-180
3.18 250-400 25-40 150-210 225-325 150-325 100-180 160-250 100-250
3.97 400-500 40-55 200-275 300-400 200-400 160-240 200-320 160-320
4.76 500-750 55-80 250-350 400-500 250-500 190-300 290-390 190-390
6.35 750-1000 80-125 325-450 500-630 325-630 250-400 340-525 250-525
a T ất giá trị dựa k h í A r b Các kết hợp sử dụng
là dương Điều n ày 66% tổ n g lượng n h iệt hồ quang tạo cực dương (anode) có 33% cực âm (cathode) (H ình 7-2) Điều n ày có n g h ĩa điện cực có th ể d ẫ n dịng điện, k h n g bị n h iệt, có p h â n cực âm cao so với p h â n cực dương W olfram có độ d ẫ n điện r ấ t th ấp , tích tụ n h iệ t k h i dịng điện qua Khi h n với điện cực w, dầu hồ quang phải p h ầ n nóng n h ấ t điện cực này, p h ầ n lại p h giữ nguội mức cao n h ấ t cho phép M ột phương p háp tr n h n h iệ t điện cực p h ầ n đ iện cực phía ngồi đai giữ p h ải đủ n gắn Nếu p h ần dài, kể dòng điện tương đối th ấp , làm cho điện cực bị n h iệ t có th ể bị nóng chảy đầu hồ quang Ngược lại, m ật độ dòng đ iện th ấp , hồ quang khơng ổn định
B ạn có th ể sử dụng điện cực đường k ín h nhỏ với kho ản g cường độ dịng điện tương đơi rộng bằn g cách định h ìn h tạo h ìn h cho đầu điện cực B ảng 7-6 hướng d ẫn chuẩn bị đầu điện cực với bốn kích cỡ điện cực th n g dụng cường độ dòng điện phổ biến
Các đề nghị chung cho phép sử dụng ưu điện cực wolfram
a C ần chọn dịng đ iện th íc h hợp (kiểu cường độ) kích cỡ điện cực sử dụng Dòng điện cao làm hư
h ại đầu điện cực, dòng điện th ấ p gây ă n m òn, n h iệ t độ th ấ p hồ quang không ổn định
b Đầu điện cực p h ải m ài hợp lý theo hướng d ẫn n h cung cấp để tr n h n h iệ t cho đ iện cực
c Đ iện cực p h ải sử dụng bảo quản cẩn th ậ n tr n h n h iễm bẩn
d Dịng khí bảo vệ p h ải trì khơng tro n g k h i h n m sau n g hồ quang cho đ ến nguội điện cực Khi điện cực nguội, đầu hồ quang có dạn g sá n g bóng, làm nguội khơng chuẩn, đầu n ày có th ể bị oxy hóa có m àng m àu, không loại bỏ ả n h hưởng đ ến c h ất lượng môi hàn Mọi k ế t nối, nước khí, phải kiểm tr a cẩn th ận
Bảng 7-6 Hình dạng đầu điện cực w và dịng điện
Đường kính đ iệ n cực
Đường kính đ ỉn h ,
mm
G óc n g h iê n g ,
độ
K h o ả n g ổn đ ịn h DC, đ iệ n cực (+)
A
Khoảng dòn g điện
xung A
1.04 0.125 12 2-15 2-25
1.04 0.25 20 5-30 5-60
1.60 0.5 25 8-50 8-100
1.60 0.8 30 10-70 10-140
2.4 0.8 35 12-90 12-180
2.4 1.1 45 15-150 15-250
3.2 1.1 60 20-200 20-300
(9)e P h ầ n điện cực p h ía ngồi mỏ hàn vùng k hí bảo vệ phải giữ mức n g ắn n h ấ t, tù y theo ứng dụng th iế t bị, để bảo đảm bảo vệ tố t dịng khí trơ
f C ần tr n h n h iễ m bẩn điện cực, tiế p xúc điện cực nóng với kim loại n ền th a n h h n , trì khí bảo vệ không đủ, gây nhiễm bẩn g T h iết bị, đặc b iệ t đầu phun khí bảo
vệ, p h ải v k h n g dính vệt hàn Đầu phun bị b ẩ n ả n h hưởng đến khí bảo vệ, ả n h hưởng đến hồ quang h àn , giảm c h ấ t lượng mối hàn
Sự khí Ar: K hi h n tấ m mỏng, m ặ t đường h n có th ể nóng đến mức bị oxy hóa làm ả n h hưởng đến đường hàn Khí Ar từ mỏ h n đủ để bảo vệ phần trê n kim loại n ền , không bảo vệ p h ần m ặ t sau Để bảo đảm ch ất lượng cao, cần p h ả i có lớp khí bảo vệ dưới, diều n ày thự c h iện cách dùng lót có rã n h s t mối h àn , cho phép k hí bảo vệ qua để bảo vệ m ặ t sau đường h n (H ình 7-9, 7-11)
Hình 7-9 Rảnh thốt khí Ar.
CÁC QUY TRỈNH HÀN
Thép khơng rỉ: Quy tr ìn h TIG r ấ t thích hợp để h n loại th é p không ri, th àn h p h ần hóa học kim loại điền đầy không th a y đổi k h i đưa vào mối h àn Khi khơng có c h ấ t trợ dung h n khí h o ạt tín h , p h ả n ứng khí - kim loại xỉ- kim loại tro n g hồ quang không xảy ra, dó mối h n k h ơng chứa tạ p ch ất phi kim loại
Các nguyên tố hợp kim hóa từ kim loại điền đầy chuyển to n qua hồ quang đến kim loại h n k ể Ti dùng làm ch ất ổn định hóa (Ti k h n g th ể vào mối h n th ô n g qua hồ quang trìn h h n sử dụng c h ấ t trợ dung, nguyên tố n ày có lực r ấ t cao với oxy, thường vào
xỉ dạng oxide) C h ất lượng mối h n thép không ri phụ thuộc ch ặt chẽ vào th n h p h ần hóa học, h n TIG quy tr ìn h lý tưởng tro n g n h iều trường hợp
H n TIG dùng cho chiều dày kim loại khơng q 6.4 mm, có th ể sử dụng cho vị tr í h àn Dòng điện m ột chiều từ nguồn dòng đ iện không đổi sử dụng với điện cực âm để h àn mối h n hẹp với độ ngấm sâu
Để mồi hồ quang, cần trá n h nhấp điện cực, p h ải sử dụng mồi hồ quang tầ n số cao Đ iện cực thường dùng loại EW Th - (chứa 2% Th) có độ d ẫ n điện tố t tín h ổn địn h hồ quang cao Trong h àn , dầu điện cực k hông dược phép tiế p xúc với vũng chảy, khí bảo vệ Ar
B ảng 7-7 m in h họa th iế t k ế mối h n th ô n g số h n để h n th é p k h ông ri au sten ite với chiều dày 1.6 - 12.7 mm
Hợp k im chịu n h iệ t: Các hợp kim n ày có th ể dược chia th n h bốn nhóm
a Hợp kim Ni dung dịch rắn , chẳng h ạn H astelloys, Inconel 600, 601, 625
b Hợp kim Ni hóa bền tiế t pha, chẳng h n Inconel 700, 702, 706, 722, hợp kim Rene 41, U dim et 700
c Hợp kim Fe-N i-Cr Fe-Cr-Ni, chẳng h n Incoloy 800, 801, 802, 901
d Hợp kim Co, chẳng h n HS-21, 25, 31, 188
(10)Bảng 7-7 Quy trình hàn TỈG dùng cho thép không r ỉ
A- Đâu mí vng khơng có khe hở đáy
t (m ax)
K—
B- Đâu mí vng khe hở đáy =
F- Đường hàn lõm cho mối ghép chổng mí
Đâu mí V-ơơn m ặt rãnh = 1.6 mm khơng có khe hở đáy
G- Đường hàn lổl cho mối ghép chổng mí D- Đ ả u m íV -k é p
mặt đáy = mm
H- Đâu mí vng
trong đường hàn góc
Đâu mí vng với mối hàn góc, khe hở đáy =
K- Đâu mí V-đơn
trong mối hàn góc
« 50*
Kiểu nối ghép hàn
Đường kính điện
cực, mm
Dòng điện hàn, điện cực âm TỐC độ hổ quang m m /phút
Đường kính thanh
hàn, mm
Lưu lượng argon, lít/phút
F V 0
Kim loại nển: t = 1.6 mm
Đâu mí, A B 1.6 80 -100 70-90 70-90 305 1.6 4.7
Chổng mí, F G 1.6 100 -120 80-10 80-100 255 1.6 4.7
Góc, H 1.6 80 -100 70- 90 70-90 305 1.6 4.7
T góc, E J 1.6 90 -100 80-10 80-100 255 1.6
Kim loại nển: t = 2.4 mm
Đâu mí, A B 1.6 100 - 120 90-110 90-110 305 1.6, 2.4 4.7
Chổng mí, F G 1.6 110 - 130 100-120 100-120 255 1.6 2.4 4.7
Góc, H 1.6 100 - 120 90-110 90-110 305 1.6 2.4 4.7
T góc, E J 1.6 110 - 130 100-120 100-120 255 1.6, 2.4 4.7
Kim loại nển: t = 3.2 mm
Đâu mí, A B 1.6 120 - 140 110-130 105-125 305 2.4 4.7
Chổng mí, F G 1.6 130 - 150 120-140 120-140 255 2.4 4.7
Góc, H 1.6 - 140 110-130 115-135 305 2.4 4.7
T hốc góc, E J 1.6 130 - 150 115-135 120-140 255 2.4 4.7
Kim loại nển: t = 4.8 mm
Đâu mí, A B 2.4 200 - 250 150-200 150-200 255 2.4, 3.2
Chổng mí, G 2.4, 3.2 225 - 275 175-225 175-225 203 2.4, 3.2
Góc, H 2.4 200 - 250 150-200 150-200 225 2.4, 3.2
T góc, E J 2.4, 3.2 225 - 275 175-225 175-225 203 2.4, 3.2
Kim loại nển: t = 6.3 mm
Đâu mí, B c 3.2 275 - 350 200-250 200-250 127 -
Chổng mí, G 3.2 300 - 375 225-275 225-275 127 -
G óc, H 3.2 275 - 350 200-250 200-250 127 -
T góc, E K 3.2 300 - 375 225-275 225-275 127 2.4 -4
Kim loại nền: t = 12.7 mm
Đâu mí, c hoăc D 3.2, 4.8 350-450 225-275 225-275 76 3.2 - 6.3
C hồng mí, G 3.2, 4.8 375-475 230-280 230-280 76 -
(11)Bảng 7-8 Quy trình hàn TỈG dùng cho hợp kim chịu nhiệt
Kim loại nển T,
mm
Đường kính dây hàn, mm
Đường kính diện cực, mm
Khí bảo vệ
LƯU
lượng, Irt/phút
Dòng diện A
0.25 0.50 1.0-1.5 Ar 5.6 đến 10-15
0.50 0.75 1.5 Ar 5.6 đến 15-25
0.75 0.75; 1.15 1.5 Ar 5.6 đến 25-35
1.15 1.15 1.5 Ar 5.6 đến 40-50
1.27 1.15 1.5 Ar 5.6 đến 45-55
1.52 1.15 1.5 Ar 5.6 đến 55-65
2.0 1.52 1.5 Ar 5.6 đến 75-85
2.54 1.52; 2.3 2.35 Ar He 5.6 đến 95-105
3.3 1.53; 2.3 2.35 Ar He 5.6 đến 110-135
6.3 1.52; 2.3 2.35 Ar He 5.6 đến 130-200
phải tẩ y sơn, mỡ, dầu, m àng oxide, vảy rỉ sét Khi tạ p chất có chứa s và Pb tr ê n bề m ặt, cấp n h iệ t có th ể gây rạ n n ứ t khuếch tá n nguyên tô" n ày vào kim loại
Các hợp kim nhóm (a) (loại Ni-Cr Ni- Mo) h n trạ n g th i ủ không cần n h iệ t luyện sau k h i h àn Các hợp kim nhóm (b) cần n h iệ t luyện trước sau h n để tr n h rạ n n ứ t mối hàn Hợp kim nhóm (c) có th ể h n dễ dàng quy tr ìn h TIG k h ông cần n h iệ t luyện, tiêu thụ lượng n h iệ t tương dối th ấ p với chiều dày kim loại n ền dường k ín h kim loại điền đầy sử dụng Đối với hợp kim Co (nhóm d), đường k ín h đ iện cực W- 2% Th nhỏ đủ d ẫn điện cho trìn h h àn Để tă n g độ b ền m ối h àn , lưu lượng Ar phải tương đối cao (7-11.8 1/min), cần bảo vệ m ặ t sau đường h n , n ê n tă n g thêm lưu lượng Ar khoảng 2.4-4.8 1/min
Khi h n AI p h ải sử dụng dịng điện AC, có th ể k ế t hợp tố t khả n ăn g d ẫn điện, tín h điều k h iể n hồ quang, tác động làm hồ quang Nguồn điện thường biến áp h n m ột pha với điện p hở m ạch 80-100 V, tương đương h n hồ quang kim loại b ằn g tay Lớp oxide nảy sinh ch ỉn h lưu hồ quang nửa chu kỳ p h â n cực ngược chu kỳ AC, làm giảm tín h ổn định hồ quang có th ể gây n h iệ t cho m áy b iến áp Để khắc phục v ấn đề này, tụ lọc (bộ triệ t DC) m ắc nối tiế p vào m ạch điện nguồn
Các điện cực th ích hợp loại w và W- Zr Loại W-Zr dùng rộ n g rã i bị nhiễm có độ d ẫn điện cao Đầu điện cực phải có h ìn h b n cầu (H ìn h 7-10) Đầu n ày chuẩn bị b ằn g cách sử dụng điện cực kích cỡ lớn so với yêu cầu dối với dịng điện hồ quang, m ài p h ần đỉn h tạo h ìn h b án cầu đầu b ằn g cách h n vài giây với dịng đ iện cao bình thường khoảng 20 A để đ iện cực th ẳ n g đứng Đôi điện cực bị n h iễ m b ẩ n Al Sự nhiễm b ẩn n h ẹ có th ể loại trừ cách dùng dòng d iện cao giữ hồ quang phía trê n kim loại h àn Sự n h iễ m b ẩn cao cần phải loại bỏ b ằ n g cách m ài cắt bỏ đầu điện cực gia công lại theo h ìn h dạng m ong m uốn (H ìn h 7-10) Ar thường khí bảo vệ, đơi k h i có th ể sử dụng hỗn hợp Ar-He cho p h ầ n môi h n dày với tốc độ cao
Các hợp k im n h ô m: Các hợp kim h n b ằn g q trìn h có khí trơ bảo vệ, tức h n TIG MIG, chúng k hông cần ch ất trợ dung bảo đảm c h ất lượng môi h n tố i ưu Khi h àn h n vảy với ch ất trợ dung, cặn trợ dung có th ể h iện hữu bề m ặ t trong, gây oxy hóa Ngồi việc k hơng cần sử dụng ch ất trợ dung, tr ìn h h n TIG cho phép h n ở mọi vị trí, khơng có xỉ
K hoảng chiều dày h n TIG 1-9.5 mm h n tay, 0.25 - 25 m m h n khí hóa
Khi áp dụng h n T IG cho hợp kim nhôm , có th ể x uất h iệ n v ệ t tr ắ n g dọc theo đường hàn P h â n tích h ó a học cho th ấ y v ệt n ày oxide nhôm , xạ điện tử từ bề m ặ t nhơm có tín h p h â n cực âm Nếu v ệ t trắ n g có chiều rộ n g k h ô n g 0.1 mm, lớp khí bảo vệ đủ, rộ n g hơn, lượng khí nhiều bị lãn g phí
(12)Bảng 7-9 Hàn đâu mí hợp kim nhỏm sử dụng nguổn AC - Ầ k - đ ế n m m
L— =
(FHVO )
_ x 60°x
1.6 m m i ^ ị (F B T i H - -
(r V.)
N ^ r °
—nan ¿ z (H)
C A - H K - -
0 -
6 °
16 m m V ^ j ' o đ ế n m >‘ 1 1
-, m m
2 m m 38 m m *1
(FV)
G Tương tự E, góc rãnh 90° H Tương tự F, góc rãnh 110°,
dảo ngược (O) để hàn trần
C hiểu dày kim loại,
mm
T h iế t kế m ối a p
Vị tr i hàn
Đường kính đ iệ n cực,
mm
Đường kính hàn,
mm
Argon D òng điện
AC, A
S ố hành trìn h Đường kính
đầu Dhun mm
LƯU lượng, l/o h ú t 1.6
A F 1.6 2.4 9.5 9.5 70
A H v 1.6 2.4 9.5 9.5 70
A O 1.6 2.4 9.5 11.8 60
2.4
A F 2.4 3.2 9,5 9.5 95
A H V 2.4 2.4 9.5 9.5 85
A O 2.4 2.4 9.5 11.8 90
3.2
A F 3.2 3.2 11.0 9,5 125
A H.v 2.4 3.2 9.5 9.5 115
A O 2.4 3.2 9.5 11.8 120
4.8
B F 3.2 4.0 11.0 11.8 175
c H 3.2 4.0 11.0 11.8 160
B V 3.2 _1 11.0 11.8 160
D _ O _ 3.2 4.0 11.0 14.0 170
6.3
B F 4.8 4.8 12.7 14.0 225
G — H _ 4.0 _4.8- _ 12.7 14.0 200
B V 4.0 4,8 12.7 14.0 200
D O 4.8 4.8 ^ 12.7 16.5 215
9.5
B — F _ 6.3 4.8 15.9 16.5 325
E F 6.3 4.8 15.9 16.5 360
F F 6.3 4.8 15.9 16.5 325
G H 4.8 4.8 15.9 16.5 250
E H 4.8 4.8 15.9 16.5 260
G H 4.8 4.8 15.9 16.5 250
B — V 4.8 4.8 15.9 16.5 250
E V _ 4.8 4.8 15.9 16.5 260
• F V 4*8 4.8 15.9 16.5 250
D O 4.8 4.8 15.9 19.0 275
H O 4.8 4.8 15.9 19.0 275
12.7
B F 6.3 4.8 15.9 16.5 350
E F 6.3 4.8 15.9 16.5 400
F F 6.3 4.8 15.9 16.5 350
c_ H 4.8 4~8 15.9 16.5 260
E H 4.8 4.8 15.9 16.5 270
c H 4.8 4.8 15.9 16.5 260
B V 4.8 4.8 15.9 16.5 260
E V 4.8 4.8 15.9 16.5 270
F V 4.8 4.8 15.9 16.5 260
_ D O 6.3 4.8 15.9 19.0 280
H O 6.3 4.8 15.9 19.0 280
(13)Bảng 7-10 Thông số hàn TIG cho mối hàn góc T chồng mí
Chiểu
Vị trí hàn
Đường Đường Argon Dịng Hàn
dày kim kính điện kính thanh Đường kính LƯU lượng, điện AC, Nung nóng Tốc độ S ố hành loại, mm cực, mm hàn, mm đầu phun, mm l/phút A trước, °c mm/phút trình
F 1.6 2.4 9.5 9.5 80 Không 200
1.6 H,v 1.6 2.4 9.5 9.5 80 Không 200
0 1.6 2.4 9.5 11.8 70 Không 200
F 3.2 2.4 9.5 9.5 120 Không 200
2.4 H, V 2.4 2.4 9.5 9.5 100 Không 200
0 2.4 2.4 9.5 11.8 110 Không 200
F 3.2 3.2 11.0 9.5 150 Không 250
3.2 H,v 2.4 3.2 9.5 9.5 120 Không 200
0 2.4 3.2 9.5 11.8 135 Không 200
F 4.0 4.0 12.7 11.8 215 Không 200
4.8 H ,v 3.2 4.0 11.0 11.8 180 Không 200
0 4.0 4.0 11.0 14.0 190 Khônq 200
F 4.8 4.8 12.7 14.0 260 Tùy ý 200
6.3 H ,v 4.8 4.8 12.7 14.0 235 Tùy ý 200
0 4.8 4.8 12.7 16.5 240 Tùy ý 200
F 6.3 4.8 15.9 16.5 345 <200 200
9.5 H,v 4.8 4.8 15.9 16.5 290 <315 200
0 4.8 4.8 15.9 19.0 290 <315 200
F 6.3 4.8 15.9 16.5 375 <315 200
12.7 H,v 6.3 4.8 15.9 16.5 300 <315 200
0 6.3 4.8 15.9 19.0 310 <315 200
Nhơm có tín h d ẫn n h iệ t tố t, cần nung nóng trước cho kim loại n ề n có chiều dày lớn 6.3 mm Khi h n p h ẳn g chi tiế t có chiều dày 9.5 mm, n h iệ t độ nung trước
200°c Với vị trí h n k h ác cho chi tiế t dày 9.5 mm h n chi tiế t dày 12.7 m m vị trí, n h iệ t độ nung trước 315°c.
Các th ô n g số h n đâu mí với khoảng chiều dày 1.6-12.7 m m nêu B ảng 7-9, h n chồng mí h n góc T nêu trê n B ảng 7-10
Đồng hợp k im đ n g: TIG quy trìn h dùng rộng rã i để h n v ậ t liệu có m ậ t độ n h iệ t tậ p tru n g cao, dễ điều k h iển th ích hợp với việc h n có khơng có kim loại điền đầy Các tiế t diện có chiều dày đến 3.25 mm h n cách dễ dàng, tiế t diện đến 12.7 mm có th ể h n bảo đảm yêu cầu kỹ th u ật Chiều dày trê n 12.7 mm, thường h n quy trìn h MIG
Do tín h d ẫn n h iệ t cao loại v ậ t liệu này, quy trìn h TIG cho phép nóng chảy hồn to àn mơi ghép với lượng n h iệ t tối
th iểu từ xung quanh Khi h n hợp kim Cu h ó a b ền tiế t pha, r ã n h h n p h ả i r ấ t hẹp, có th ể sử dụng quy tr ìn h TIG
Các tiế t diện chiều dày đ ế n 3.25 mm h n đâu mí k h ô n g cần dùng kim loại đ iền đầy nung nóng trước Đối với chiều dày lớn hơn, cần p h ải dùng kim loại điền đầy nung nóng trước Đ iện cực âm nguồn DC sử dụng, có k h ả n ă n g sử dụng điện cực đường k ín h nhỏ với cường độ dịng điện v ngấm mối h n tố t Đối với hợp k im Cu-Be đồng th au nhôm , nguồn AC ổn địn h tầ n số cao sử dụng để tr n h h ìn h th n h m àng oxide tr ê n bề m ặ t hợp kim
K hoảng hợp kim Cu hợp kim Cu biến d ạn g có th ể h n b ằ n g quy tr ìn h TIG nêu tr ê n B ảng 7-11
(14)Bảng 7-11 Tính hàn hợp kim đóng quy trình TIG
Tên hợp kim Thành phần hóa học Tính
hàn Đồng OF ETP
Đống không oxy (OF) 99.95 Cu G
Đổng điện phân (ETP) 99.90 Cu, 0.04 02 F
Đổng khử oxy
Đồng khử oxy-P, P-thấp (DLP) 99.9 Cu, 0.008 p E
Đồng khử OXV-P, P-cao (DHP) 99.9 Cu, 0.02 p E
Đổng Be
Đồng Be dẫn diện cao, 0.06% 96.9 Cu, 0.6 Be, 2.5 Co F
Đồng Be dộ bền cao, 1.75% 98.3 Cu, 1.7 Be G
Đổng Be độ bền cao cao, 1.9% 98.1 Cu, 1.9 Be G
Đổnc Zn thấp
Đổng, 95% 95 Cu, 5Zn G
Đổng thanh, 90% 90 Cu, 10Zn G
Đổng đỏ, 85% 85 Cu, 15Zn G
Đổng thấp, 80% 80 Cu, 20Zn G
Đồng Zn cao
Đổng vỏ dạn, 70% 70 Cu, 30 Zn F
Đống vàng, 65% 65 Cu, 35 Zn F
Đống thanh, 60% 60 Cu, 40 Zn F
Đổng Sn
Đổng hàng hải 71 Cu, 38 Zn, Sn F
Đổng 60 Cu, 39.25 Zn, 0.75 Sn F
Đổnc đặc biệt
Đồng thau Mn 58.5 Cu, 39 Zn, 1.4 Fe, Sn, 0.1 Mn F
Đổng thau AI As 77.5 Cu, 20.5 Zn, AI (0.06 As) F
Bạc Ni
Bạc Ni 65-10 65 Cu, 25 Zn, 10 Ni F '
Bạc Ni 65-18 65 Cu, 17 Zn, 18 Ni F
Bạc Ni 65-15 65 Cu, 20 Zn, 15 Ni F
Bạc Ni 65-12 65 Cu, 23 Zn, 12 Ni F
Bạc Ni 55-18 55 Cu, 27 Zn, 18 Ni F
Đổng thau p
Đổng thau p, 1.25% E 98.7 Cu, 1.3 Sn (0.2 P) G
Đổng thau p, 5% A 95 Cu, Sn (0.2 P) G
Đổng thau p, 8% c 92 Cu, Sn (0.2 P) G
Đổng thau p, 10% D 90 Cu, 10 Sn (0.2 P) G
Đổng thau nhôm
Đổng thau nhôm D, ổn định Sn 89 Cu, AI, 3.5 Fe(0.35 Sn) G
Đồng thau nhôm D 91 Cu, 6-8 AI, 1.5-3.5 Fe, 1Mn (max) G
Đổng Si
Đổng thau Si thấp B 98.5 Cu, 1.5 Si E
Đồng thau Si cao A 97 Cu, Si E
Đổng Ni
Đồng Ni, 10% 88.6 Cu, 9-11 Ni, 1.4 Fe, 1.0 Mn E
Đồng Ni, 30% 70 Cu, 30 Ni E
Photpho k ế t hợp với oxy hấp thụ tro n g tr ìn h h àn , n g ăn cản h ìn h th n h oxide đồng
Các hợp kim đồng chứa phụ gia để dễ gia công cắt gọt, chẳng h n Pb, Tl, s, làm cho chúng n h y với giòn nóng h àn Sự có m ặt Zn tro n g đồng th a n h , Ag-Ni làm giảm tín h h n chúng Hơi Zn có tín h độc cao, thợ h n p h ải bảo vệ h àn Sn tro n g đồng th a n h thiếc, đồng th au p (đến 10%), không ả n h hưởng đến tín h h àn , chúng độc
Be, Al, Ni tạo th n h m àng oxide bền vững trê n bề m ặt, cần làm trước hàn Sự h ìn h th n h oxide tr ê n bề m ặt n h iệ t cần p h ả i kiểm sốt b ằn g k hí bảo vệ ch ất trợ dung k ế t hợp với việc sử dụng điện AC Hợp kim Cu-Be độ bền cao chứa 1.7-1.9% Be có tín h h n cao so với hợp kim d ẫn điện Cu-Be
Các đồng th au chứa AI Si có tín h h n r ấ t cao, tương đối dễ h n tá c dụng khử oxy tín h trợ dung Si, ngồi tín h dẫn n h iệ t đồng thau Si tương đối th ấp
Fe Mn thường có lượng r ấ t nhỏ tro n g hợp kim đồng, không ả n h hưởng đến tín h hàn
Các th n g số h àn , kiểu mốì ghép h n dùng cho hợp kim đồng thương m ại, nêu trê n B ảng 7-12 Các th a m số h àn , kích cỡ mối
ghép vị trí h n dùng cho đồng thau Si nêu trê n B ảng 7-13
Đổng thau p h o h o: hợp kim
(15)Bảng 7-12 Các điều kiện danh định để hàn TIG hợp kim Cu thương mại
Chiều dày chỉ tiết, mm
Khoảng mở đáy,
mm
Đường kính điện
cực, mm
Đường kính thanh hàn,
mm
Khí bảo vệ
LƯU lượng l/phút
Dòng điện, A
Tốc độ hành trình
Số hành trình
N hiệt độ nung nóng
trước, °c Mối ghép đâu mí - rãnh vuông
1.6 1.6 Khồng yêu cầu Ar 7.0 110-140 600 Không
3.2 2.4 Không yêu cẩu Ar 7.0 175-225 550 Không
3.2 3.2 2.4 2.4; 3.2 Ar 7.0 175-225 550 1 Không
4.8 4.8 3.2 3.2 He 14.0 190-225 500 95
Mối ghép đâu mí V-đơn 60°, mặt đáy 1.6 mm
6.3 1.6 max 3.2 3.2 He 14.0 225-260 450 1 150
9.5 1.6 max 4.8 4.8 He 19.0 280-320 - 260
Mối ghép chổng mí - hàn đắp
1.6 1.6 1.6 Ar 7.0 130-150 500 Không
3.2 2.4 2.4, 3.2 Ar 7.0 200-250 450 1 Không
4.8 3.2 3.2 He 14.0 205-250 400 1 95
6.3 3.2 3.2 He 14.0 250-280 350 1 150
9.5 4.8 4.8 He 19.0 300-340 — 260
Mối ghé p góc ngồi - rãnh vng
3.2 1.6 max 2.4 2.4, 3.2 Ar 7.0 175-225 550 Không
4.8 4.8 max 3.2 3.2 He 14.0 190-225 500 1 95
6.3 4.8 max 3.2 3.2 He 14.0 225-260 450 1 150
9.5 6.3 max 4.8 4.8 He 19.0 280-320 - 260
Mối ghép góc ngồi - rãnh vát 50°, mặt đáy 1.6 mm
4.8 1.6 max 3.2 3.2 He 14.0 205-250 400 95
6.3 1.6 max 3.2 3.2 He 14.0 250-280 350 150
9.5 1.6 max 4.8 4.8 He 19.0 300-340 — 260
Mối ghép góc - rãnh vng, hàn đắp
3.2 3.2 max 2.4 2.4, 3.2 Ar 7.0 200-250 450 Không
Mối ghép T - hàn đắp
3.2 1.6 max 2.4 2.4, 3.2 Ar 7.0 200-250 450 1 Không
4.8 1.6 max 3.2 3.2 He 14.0 205-250 400 1 95
6.3 1.6 max 3.2 3.2 He 14.0 250-280 350 1 150
9.5 1.6 max 4.8 4.8 He 19.0 300-340 - 260
h àm lượng Sn từ 5% trở lên có độ d ẫn n h iệ t tương đối th ấ p , có th ể h n k hơng cần nung nóng trước tiế t d iện có chiều dày đến 3.2 mm Hợp kim chứa 1.3% Sn có tín h dẫn n h iệ t gấp lầ n hợp kim nêu trê n , đòi hỏi dòng điện cao tốc độ h n th ấ p
Đ ồng thau n h ô m: hợp kim n ày có th ể h n TIG đ ến chiều dày 9.5 mm, quy trìn h n ày có th ể dùng để sửa chữa v ậ t đúc Fe, Mn, N i có tro n g kim loại n ền kim loại điền đầy cho phép giảm rỗ xốp m ối h àn Do tín h dẫn n h iệ t hợp kim g ần n h tương đương th ép carbon, yêu cầu n h iệ t không cao, không cần nung nóng trước chiều dày tiế t diện khơng q 9.5 mm
Cùng với Ar, có th ể sử dụng c h ấ t trợ dung đặc b iệt dọc theo đường h n để tă n g tín h chảy lỗng cho mối h n tr n h oxy hóa kim loại n ề n n h iệ t tro n g k hi h n Nói chung, thường sử dụng đ iện AC ổn đ ịn h hóa b ằn g tầ n số cao
Các th ô n g số h n đồng th au nh ô m nêu tr ê n B ảng 7-14, với chiều dày khơng u cầu nung nóng trước
Hợp k im N i. Hầu h ế t hợp kim Ni kiểu dung dịch rắ n kiểu h ó a bền t iế t pha, chẳng h n Monel 404 (55 N i, 44 Cu), Monel 400 (66 Ni, 31.5 Cu, 0.9 M n, 1.3 Fe), Monel K-500, Monel 502, hợp k im Ni-Cu với Ti Al
(16)Bảng 7-13 Các điều kiện danh định để hàn TIG hợp kim thau Si
Chiều dày chi tiế t, mm
D òng đ iệ n A
Đường kính d iệ n cực, mm
ĩ ố c độ hành trình, m m /phút
Đường kính th a n h hàn,
mm
Lưu lượng khí
bảo vệ, l/p h ú t Sơ hành trìn h HÀN H ỏ QUANG TAY
M ôi g h é p đ â u m í v u ỏ n q , vi trí p h ẳ n g
1.6 100 - 120 1.6 600 1.6 7.0
3.2 -1 1.6 600 2.4 7.0
4.8 150 - 200 2.4 _ 3.2 9.5
6.3 250 - 300 _ 3.2, 4.8 9.5
6.3 150 - 200 2.4 — 3.2 4.8 9.5
M ô i g h é p đ â u m í vu ô n g , vi tri đ ứ n g n g a
1.6 - 1 1.6 — 1.6 7.0
3.2 120 - 140 1.6 - 2.4 7.0
M ối g h é p đ u m í V-đơn ( f, vi trí p h ẳ n q
9.5 230 - 280 3.2 _ 3.2, 4.8 9.5 3 -4
12.7 250 - 300 3.2 — 3.2 4.8 9.5 -5
19.0 300 - 350 3.2 — 4.8 9.5 -10
25.4 300 - 350 3.2 - 4.8, 6.3 9.5 13
M ối g h é p c h n g mi, v i trí p h ẳ n g
1.6 110 - 130 1.6 500 1.6 7.0
3.2 140 - 160 1.6 2.4 500 2.4 7.0
4.8 175 -2 2.4 — 3.2 9.5 1
6.3 175 -2 2.4 _ 3.2 4.8 9.5 3
9.5 250 - 300 3.2 _ 3.2, 4.8 9.5
12.7 275 - 325 3.2 — 3.2 4.8 9.5
19.0 300 - 350 3.2 — 4.8 9.5 12
25.4 325 - 350 3.2 - 6.3 9.5 16
M ỏ i g h é p c h ố n g m í, vị trí đ ứ n g n g a
1.6 100 - 120 1.6 - 1.6 7.0 1
3.2 130 - 150 1.6 2.4 - 2.4 7 0 1
M ôi g h ẻp g ó c ngồi, r ã n h v u n g
1.6 100 - 130 600 1.6 7.0
3.2 130 - 150 1.6 600 2.4 7.0
4.8 150 - 200 2.4 — 3.2 9.5
M ố i g h é p g ó c n gồi, rà n h v u n g , vi trí đ n g n g a
1.6 - 1 1.6 _ 1.6 7.0
3.2 120 - 140 1.6 — 2.4 7.0
M i g h é p g ó c n goài, rã n h v t 5CP, p h ẳ n g
6.3 175 -2 2.4 _ 3.2 4.8 9.5 3
9.5 230 - 280 3.2 _ 3.2, 4.8 9.5
12.7 275 - 325 3.2 _ 3.2 4.8 9.5 7
19.0 300 - 350 3.2 _ 4.8 9.5 14
25.4 325 - 350 3.2 _ 4.8, 6.3 9.5 20
M ối g h é p g ó c trong, rã n h v u ô n g , p h ẳ n g
1.6 110 - 130 1.6 500 1.6 7.0
3.2 140 - 150 1.6 500 2.4 7.0
4.8 175 -2 2.4 — 3.2 9.5 1
M ối g h é p T, p h ẳ n g
1.6 110 - 130 1.6 500 1.6 7.0
3.2 140 - 160 1.6 2.4 500 2.4 7.0
4.8 -2 2.4 — 3.2 9.5 1
6.3 175 - 225 2.4 — 3.2, 4.8 9.5 3
9.5 230 - 280 2.4 — 3.2, 4.8 9.5 3
12.7 275 - 325 2.4 — 3.2, 4.8 9.5
19.0 300 - 350 2.4 — 4.8 9.5 14
(17)Bảng 7-14 Thông số hàn TIG đồng thau nhôm
Kim loại nển t,
mm
Khe đáy, mm
Đường kính điện
cực, mm
Kích cỡ
hàn, mm
LƯU lượng
Ar, l/p hú t
D òng đ iệ n
A
Số hành trìn h M ối g p đâu mí vng
1.6 max 1.6 1.6 9.5-14 25-80
1.6, 3.2 1.6 max 2.4 3.2 9.5-14 60-175
3.2 3.2 max - 4.8 14 210
M ối g p đâu mí V-70°
9.5 - 4.8 14 210-330
M ối g p g ó c tro n g , rãnh vuông T 9.5 đồi với T
9.5 max góc - 4.8 2.4 14 225
dầu mỡ, sơn, v ết b ú t chì mực đánh dấu, ch ất bôi trơ n dùng tạo hình, dung dịch bơi trơ n k h i cắt gọt, bụi có chứa kim loại nóng chảy th ấ p Bi, nguyên tố Pb, s, p, gây tín h giịn h n nung nóng Vùng hai bên đường h n p h ải làm cẩn th ận , thường rửa nh iều lần với chất acetone, m ethylene chloride, chất kiềm, nước nóng, alcohol, tùy theo chất tạ p ch ất bề m ặt
Các hợp kim kiểu dung dịch rắ n có th ể h n r ấ t dễ d àn g quy trìn h TIG, MIG, h n hồ quang kim loại tay tương tự th é p khơng ri austenite
Các hợp kim hóa b ền tiế t pha cần phải xem x ét cẩn th ậ n h n chúng r ấ t n h ạy với rạ n nứt Các vết nứt có th ể xảy s t đường h n hóa già làm việc n h iệ t độ cao n h iệt độ hóa già ứng su ấ t dư h àn ứng su ất trìn h tiếp pha gây Các chi tiế t bị biến dạng nhiều lần trìn h tạo h ìn h cần p h ải ủ trước h àn , tr ìn h ủ thực h iện lị có khí bảo vệ để giảm oxy hóa bề m ặt Các hợp kim p h ả i khử ứng suất (n h iệt luyện) sau k hi h n trước hóa bền tiế t pha (tơi) Điều địi hỏi nung nóng tương đối n h a n h đường h àn đến n h iệt độ xử lý dung dịch tro n g lò để trá n h tiếp xúc lâu với n h iệ t độ khoảng hóa bền tiế t pha
Các hợp kim n ày có th ể h n trạ n g th i hóa già, mối h àn phải dung dịch hóa tá i hóa già
quá trìn h sử dụng chúng làm việc k h o ản g n h iệ t độ hóa bền tiế t pha Các hợp kim hóa bền tiế t p h a thường h n quy trìn h TIG Với mối h n n h iều đường chồng chập, cần p h ả i sử dụng đường h n kiểu xoắn T rên đường h n thường có lớp m àn g oxide, cần loại bỏ phương pháp m ài phun cát Nếu không thực h iện điều này, m àng oxide sau đường h n tích tụ làm giảm ch ất lượng, giảm độ b ề n mối h àn , có th ể gây v ế t n ứ t ă n m òn - ứng suất
Nói chung, k h i h n TIG hợp kim Ni, cần p hải dùng đ iện cực âm Mỏ h n phải n g h iên g 90° so với chi tiế t h n , n ên chọn kích cỡ đầu phun khí lớn n h ấ t có th ể Khí bảo vệ Ar, He, hỗn hợp chúng Ar với 5% H2 sử dụng cho mối h n m ột đường tr ê n Ni tin h k h iế t để trá n h rỗ xốp Đối với m ỏng, cần sử dụng đồ gá đ ịnh vị thích hợp, th a n h đồng lót phía có rã n h d ẫn khí T h an h lót nêu trê n H ình 7-11
Các v ậ t đúc b ằn g hợp k im Ni cần p hải ủ trước h n , n h iệ t độ 95-220°C tùy theo trọ n g lượng v ậ t đúc v đường hàn
(18)Các hợp k im Mg. Các hợp kim thường h n b ằn g quy tr ìn h TIG MIG H àn TIG thích hợp cho mối ghép có chiều dày đến 12.7 mm M ột số hợp kim có tín h h àn r ấ t tốt, có th ể đ t hiệu suất mối ghép 100% Số khác có tín h hàn h n chế, hiệu su ất mốì ghép th ấ p 100% cao 60%
Trong nhóm hợp kim Mg-Al-Zn, hàm lượng AI đến 10% làm tă n g tín h hàn cách cải th iệ n cấu trú c h t, hàm lượng Zn trê n 1% gây giịn nóng hàn Hợp kim Mg 1.5% AI r ấ t nhạy với ă n m òn - ứng su ất, k hi tiếp xúc với môi trường ă n mịn, p h ả i khử ứng suất cho mối hàn
Sự lắp ghép môi h n p h ải xác, cần trá n h k hoảng hở đáy đường hàn Các đồ gá dịnh vị h n cần sử dụng để trá n h biến dạng h n tấ m mỏng Để trá n h bị cháy, có th ể sử dụng tấ m lót th ép , Mg, Al, Cu, có rã n h nhỏ lót đường h àn Các c ạn h tấ m m ỏng phải khơng có oxide bụi trước k h i hàn, điều bảo dảm b ằ n g cách làm với bàn chải nhôm th é p k hông rỉ, vải nhám , ngồi có th ể làm bế hóa chất, rửa lại b ằn g nước n ó n g để khơ khơng khí Các mối ghép tương đối rộng khơng địi hỏi cấp n h iệ t trước hàn, mối ghép m ỏng chịu lực cao cần phải cấp n h iệt trước h àn Các hợp kim có h àm lượng Zn cao cần p h ả i nung nóng sơ để trá n h rạ n nứ t mối h àn
Các v ậ t đúc b ằn g hợp kim Mg cần n h iệ t luyện trước sau k hi h àn Sự ram mối h àn p h ải điều k h iể n trước sau hàn
Hình 7-12 Góc điện cực kim loại hàn hàn Mg.
B ả n g 7-15 Hàn đâu mí cho hợp kim Mg
C hiều dày kim
loại nến, mm
Mối ghép
Số hành trìn h
Đường kính điện cực,
mm
D òng (AC) Am p
Lưu lượng argon l/p h ú t
Đường kính kim loại
hàn, mm
1.2 A 1.6 35 5.5 2.4
1.6 A 2.4 50 5.5 2.4
2.0 A 2.4 75 5.5 2.4
2.5 A 2.4 100 5.5 2.4
3.2 A 2.4 125 5.5 3.2
4.8 A 3.2 160 7.0 3.2
6.3 B 4.0 175 9.5 3.2
9.5 B 4.0 175 9.5 4.0
9.5 c 4.8 200 9.5 3.2
12.7 c 4.8 250 9.5 3.2
G hi chú:
A: Hàn đâu m í vng, khơng có khe hở đáy. B: Hàn đâu m í rãnh V-đơn 60°, m ặt đáy 2.4
m m khơng có khe hở đáy.
C: Hàn đâu m í rãnh V-kép 60°, m ặt đáy 2.4 mm khơng có khe hở đáy.
Điện cực W-Th cần dòng d iện cao hơn khoảng 20%.
Nguồn điện h n hợp kim Mg loại AC với tẳ n số cao Chiều dài hồ quang phải mm, góc mỏ h n kim loại điền đầy nêu trê n H ìn h 7-12 Các mối h n đâu mí, phải sử dụng đường h n xoắn với tốc độ không đổi Đối với mối h n góc hàn đắp, tạo đường h n có th ể kết hợp với chuyển động sóng chuyến động quay, c ầ n tr n h gián đoạn hồ quang h n , dừng mối hàn, phải bắt đầu lại cách đầu cuối mối h àn khoảng 12 mm Các th ô n g số h n đâu mí hợp kim Mg nêu tr ê n B ảng 7-15
Ti hợp k im Ti. Quy trìn h h àn TIG r ấ t thích hợp cho loại v ậ t liệu này, đồng thời phải có khảo s t đặc biệt, chúng có hai dặc tín h riên g (a) ô nhiễm ở vùng h n làm tăn g độ rỗ xốp mối h àn , (b) nung nóng tr ê n 540°c, bị oxy hóa n h an h , oxide th ấ m sâu vào mối h n gây giòn
(19)kim loại n ền trước h n tiếp xúc với n h iệt độ cao 540°c, lớp oxide dày cần phải loại bỏ cẩn thận
Để trá n h làm giòn mối h n vùng bị ản h hưởng n h iệ t (HAZ), trước đây, trìn h h n thực h iện buồng kín, sử dụng khí trơ ch ân khơng để bảo vệ Khi dùng khí trơ, dịng khí Ar phun liên tục vào khơng khí Trong trường hợp n ày cần p h ải có hộp khí trơ suốt để bảo vệ vũng chảy tầ m n h ìn tố t cho thợ hàn Nếu sử dụng ch ân không, chi tiế t gia công với mỏ h n TIG kim loại điền đầy đ ặ t tro n g buồng, sau khử chân khơng hồn to àn cung cấp khí Ar H àn TIG tay khí hóa thực h iện bên tro n g buồng Mỏ h n khơng cần có th êm nguồn cung cấp khí trơ, cần ống dẫn nước vào để làm nguội Buồng chân không tra n g bị cửa nhỏ có găng tay h n m ột phía để thợ hàn có th ể thao tác mỏ h n kim loại điền đầy Các cổng quan s t buồng chân không để thợ h n quan s t q trìn h hàn Có th ể đ t c h ất lượng h n r ấ t cao thực h iện buồng ch ân không Tuy nhiên, buồng chân không gây trở ngại lớn thợ h àn , h n chế tầm nhìn chuyển động tro n g thao tác hàn Để cải th iệ n tầm n h ìn , có th ể sử dụng buồng với tường b ằn g nhựa suốt, sử dụng khí Ar Để tă n g tín h linh hoạt h n cho thợ h àn , có th ể khơng cần dùng buồng kín, dùng khí bảo vệ với ba giai đoạn: sơ cấp, th ứ cấp bảo vệ sau hàn Bảo vệ sơ cấp có nghĩa bảo vệ bề m ặt mối h n vùng xung quanh Bảo vệ th ứ cấp bảo vệ đường h n k ết tin h nguội d ần sau tr ìn h tạo hồ quang Bảo vệ sau h n dùng cho p h ần kim loại nóng b ên đường h n ở m ặt đối diện với mỏ hàn
Sự bảo vệ sơ cấp thực mỏ h n kích cỡ hợp lý, có chén điều khiển khí kích cỡ 12.7-19 m m lớn không cản trở tầ m nhìn
Bảo vệ th ứ cấp đ t cách sử dụng th iế t bị chuyên dùng (H ình 7-13), cung cấp dịng khí Ar khuếch tá n qua đường h n nóng k ế t tin h , chiều dài đường
Hình 7-13 Thiết bị bảo vệ thứ cấp hàn tự động hợp kim Ti.
khuếch tá n n ày điều chỉnh theo lượng hồ quang tốc độ dịch chuyển hồ quang
Sự bảo vệ th ứ cấp khơng th íc h hợp với quy trìn h h n b ằ n g tay, thường d ù n g trìn h h n khí hóa Đối v ố i h n tay, mỏ h n tra n g bị đầu p h u n để tăn g th êm lượng khí A r (H ình 7-14) Sự bảo vệ th ứ cấp có th ể bị tác động th ô n g qua cổng th a n h giữ (H ình 7-15)
Hình 7-14 Đầu mỏ hàn với cấc vịng cung cấp khỉ bảo vệ khuếch tán hàn TIG bằmg tay.
(20)Ti không hợp kim h óa thường có hàm lượng 98.5-99.5% Ti, tương đối dễ hàn ở
trạn g th i ủ, không phép hàn ở
trạn g th gia công nguội
Các hợp kim Ti chia thành ba nhóm: alpha, alpha-beta, beta Các hợp kim alp h a có tín h h àn tố t hàn trạ n g th i ủ Các hợp kim alpha-beta, đặc biệt loại ổn định hóa b e ta có độ dẻo mối hàn tương đối th ấ p chuyển biến pha vùng h àn dọc theo biên đường hàn T ính dẻo mơi h n cải th iện cách sử dụng kim loại điền đầy Ti tin h k h iế t hợp kim Ti-alpha, việc sử dụng chúng không làm giảm tín h giịn dọc theo b iên đường hàn Hợp kim alpha-beta loại T i-6 Al-4 V hợp kim ổn định h óa b eta khơng cao, thường có độ giịn th ấ p tín h h n cao
H ầu h ế t hợp kim b eta h àn trạ n g th i ủ n h iệ t luyện, có mối h àn tương đối dẻo độ bền không cao, sau h n thường không n h iệ t luyện Một sơ" hợp kim beta, có mơi h n bị giịn hóa già biến cứng, thường h n trạn g th i ủ, mối h àn th ích hợp với lực gia cơng nguội, sau to n mối h n n h iệt luyện hóa già, quy trìn h n ày bảo đảm tín h dẻo mơi h n đ t yêu cầu
Các chỉnh lưu DC dùng nhiều động - m áy p h t, điều khiển dòng điện tố t hơn, bảo đ ảm ngấm mối h n Đ iện cực âm dùng để thu hẹp đường h n với chiều sâu ngấm tốt Do hợp kim Ti cần bảo vệ cao so với kim loại khác n ên p h ả i dùng đầu phun cỡ lớn Đ iện cực đường k ín h 0.8 mm cần dùng đầu phun có đường k ín h 15 mm, điện cực đường k ín h 1.6 m m sử dụng đầu phun 19 mm K hông n ê n dùng đầu phun c h ấ t dẻo d ẫn x u ất phenol, chúng có th ể làm n h iễm mơi h n với carbon Mỏ h n phải có vịng đồng tâ m phía ngồi
Các quy trìn h h n tương tự hàn thép không ri austenite K hơng cần nung nóng sơ nung nóng tru n g gian đường h àn Sự rạ n nứt mối h n thường nhiễm , việc nung nóng trước khơng ngăn chặn điều
Các tiế t diện có chiều dày đến 2.5 mm h n đâu mí khơng cần dùng kim loại điền đầy Đối với tiế t diện dày hơn, cần phải tạo rã n h h n với kim loại điền đầy Tốc độ h n n h a n h có th ể gây rỗ xốp cho mơi h n khí khồng kịp th o át khỏi vũng chảy
Hầu h ế t câu trú c h n phải khử ứng suất để t r n h nứ t mối hàn , giảm độ nhạy đốì với n ứ t ă n mòn - ứng suất, tă n g độ b ề n mỏi
Sự lắn g đ ọ n g đư ng đ y trong c c ốn g đường kính nhỏ
Khi cần đường h n đáy đòi hỏi ch ất lượng cao dùng cho ống p su ất cao thép carbon trung bình, th é p hợp kim thấp, thép hợp kim cao, th é p không ri, quy trìn h tối ưu h n TIG Các đặc tín h quy trìn h bao gồm:
1 C hất lượng mối h n tố t có th ể đ t cho hầu h ế t kim loại công nghiệp Hầu không cần làm sau
hàn
3 Hồ quang vũng chảy tương đối dễ quan sát
4 Kim loại điền đầy không qua hồ quang, k h n g có văng tóe Có th ể h àn vị trí
6 Khơng hình th n h xỉ tro n g hàn Các mối h n đáy tro n g ống có bề m ặt
bên tương đối m ịn, làm giảm cuộn xốy mơi c h ấ t lưu động bên hệ thống ống T rong nhiều trường hợp, đặc b iệt hệ th ố n g ống ở n h m áy điện h t n h ân , yếu tố r ấ t quan trọng
8 Do lớp bảo vệ khí trơ, kim loại điền đầy k h ô n g bị th ay đổi hóa học Bằng cách lựa chọn kim loại điền đầy hợp lý, có th ể đ t mối h àn với tín h ch ất v ậ t lý, kim loại học, th n h p hần h óa học tương đồng với v ật liệu làm ống