- Hàn MIG/MAG là phương pháp hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ. Nguồn nhiệt được cung cấp bởi hồ quang tạo ra giữa điện cực nóng chảy và vật hàn. Hồ quang và kim loại nóng chảy được bảo vệ khỏi tác dụng của không khí ở môi trường xung quanh bởi một loại khí hoặc hỗn hợp khí trơ hoặc khí hoạt tính cacbonic.
Hình 1- 24 Sơ đồ nguyên lý hàn MAG
- Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí hoạt tính (hàn MAG) có những đặc điểm như sau:
+ CO2 là loại khí dễ kiếm, dễ sản xuất và giá thành thấp. + Năng suất hàn cao gấp 2,5 lần so với hàn hồ quang tay.
+ Tính công nghệ của hàn MAG cao hơn so với hàn hồ quang dưới lớp thuốc vì nó có thể tiến hành ở mọi vị trí trong không gian khác nhau.
20
+ Chất lượng mối hàn cao, sản phẩm hàn ít bị cong vênh do tốc độ hàn lớn. Nguồn nhiệt tập trung, hiệu suất sử dụng nhiệt lớn, vùng ảnh hưởng nhiệt hẹp.
+ Điều kiện lao động được cải thiện tốt hơn so với hàn hồ quang tay và trong quá trình hàn không phát sinh khí độc.
- Hàn hồ quang nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ chiếm một vị trí rất quan trọng trong nền công nghiệp hiện đại. Nó không những có thể hàn các loại thép kết cấu thông thường mà còn có thể hàn các loại thép không gỉ, thép chịu nhiệt, thép bền nóng, các hợp kim đặc biệt, các hợp kim nhôm, Magiê, Niken, Đồng và các hợp kim có áp lực hoá học mạnh với với Ôxy. Phương pháp hàn này có thể sử dụng hàn được ở mọi vị trí trong không gian. Chiều dày vật hàn từ 0,6 † 4,8 mm thì chỉ cần hàn một lớp mà không phải vát mép. Từ 1,6 † 10mm thì hàn một lớp có vát mép. Từ 3,2 † 25 mm thì hàn nhiều lớp.
- Tuỳ theo loại khí hoặc hỗn hợp khí được sử dụng trong hàn hồ quang bán tự động người ta phân thành các loại như sau:
+ Hàn MIG (Metal Inert Gas) khí sử dụng là khí trơ Acgôn hoặc Hêli. Phương pháp này thông thường dùng để hàn thép không gỉ, hàn nhôm và hợp kim nhôm, hàn đồng và hợp kim đồng.
+ Hàn MAG (Metal Active Gas) khí sử dụng là khí hoạt tính CO2
phương pháp này thường dùng để hàn thép các bon và thép hợp kim thấp. Công nghệ hàn nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ CO2 ở nước ta đã trải qua một quá trình hơn 20 năm, Việc ứng dụng công nghệ hàn CO2 trong giai đoạn trước năm 1990 vào sản xuất chưa mang lại hiệu quả thiết thực, có thể có nhiều nguyên nhân chính xuất phát từ hai khía cạnh. Một là do thực tế sản xuất công nghiệp đang trong cơ chế quản lý quan liêu bao cấp nhưng chưa
21
có sự cạnh tranh gay gắt về năng suất lao động và chất lượng sản phẩm. Khả năng thứ 2 có thể căn bản hơn đó là sự nghiên cứu đầu tư làm chủ công nghệ hàn CO2 trong sản xuất còn ít, nên có nhiều khó khăn ách tắc nảy sinh. Đó là sự không ổn định trong quá trình hàn dẫn đến không ổn định chất lượng, và có thể đây chính là do ảnh hưởng của các yếu tố môi trường gây ra, nhưng do hạn chế về điều kiện kinh phí nên đã chưa được giải quyết đúng mức và vì vậy ta vẫn chưa ứng dụng đại trà công nghệ hàn CO2 vào sản xuất được .
22
Thực tế ngày nay, trên đất nước ta hiện nay đang sử dụng rất nhiều thiết bị hàn của các hãng nổi tiếng trên thế giới dùng công nghệ hàn CO2. Đặc biệt có nhiều loại thiết bị hiện đại như : XS 200 đến XS 600 của hãng OTC- DAIHEN; RF 200 đến RF 1000 của hãng Panasonic; các loại thiết bị mới của các hãng SAF; ESAB; LINCON cũng đang được chào bán trên thị trường n- ước ta.
Mấy năm qua, ở nước ta việc ứng dụng công nghệ hàn CO2 vào sản
xuất đã được đầu tư cả về công nghệ lẫn chất lượng và đã được áp dụng rộng rãi trong các cơ sở sản xuất trong nước và các công ty liên doanh với nước ngoài .
Trong quá trình sản xuất có thể áp dụng các phương pháp công nghệ tiên tiến như cơ khí hoá, tự động hoá. Điều đó giúp cho năng suất được cao hơn và điều kiện lao động được cải thiện rõ rệt. Đi đôi với việc tự động hoá trong công nghiệp cơ khí trên thế giới, ngành hàn ngày càng được tự động hoá để đáp ứng được kịp thời nhu cầu đòi hỏi của các ngành công nghiệp nói chung và ngành hàn nói riêng. Trên cơ sở tự động hoá, hàn được phát triển trên 2 lĩnh vực: hàn tự động và hàn bán tự động. Hàn tự động và bán tự động dưới lớp thuốc. Hàn tự động và bán tự động trong môi trường khí bảo vệ.
Phương pháp hàn tự động và bán tự động trong môi trường khí bảo vệ là một phương pháp có tính năng động nhất. Đối với hàn bán tự động thì có thể hàn đứng, hàn sấp , hàn trần . . . tốc độ hàn so với các phương pháp khác là rất nhanh và cho mối hàn đảm bảo. Hàn trong môi trường khí bảo vệ có hai phương pháp đó là hàn tự động và hàn bán tự động. Hai phương pháp hàn trên đều cho hiệu quả và chất lượng mối hàn như nhau, song phương pháp hàn tự động lại cho năng suất cao hơn , nhưng trong hàn bán tự động thì lại hàn được ở nhiều tư thế hơn.
23
Khí bảo vệ hàn có tính năng hơn hẳn các chất liệu bảo vệ mối hàn như: thuốc hàn, phương pháp hàn này khi hàn xong thì người thợ không cần có nguyên công gõ xỉ, như vậy đã làm tăng năng suất lao động mà mối hàn vẫn đạt được chất lượng như yêu cầu.Khí bảo vệ vùng hàn có hai loại cơ bản sau : khí hoạt tính CO2 và hỗn hợp của chúng CO2+ Ar.
Khí trơ bao gồm các khí như heli và Ar, các khí trơ là loại khí đắt tiền vì lí do khó chế tạo nên chỉ được dùng trong mối hàn quan trọng mang tính chất quyết định trong một kết cấu hàn cụ thể, nhưng trong thực tế sản xuất thì hầu hết các mối hàn không đòi hỏi mức độ cao, Ví dụ hàn các khung thép trong xây dựng, các loại thép dụng cụ, thép các bon trung bình. Do đó việc sử dụng khí trơ đại trà là một việc làm không kinh tế và việc sử dụng các loại khí hoạt tính đặc biệt là CO2 là cần thiết vì có hai lí do sau:
* Tính kinh tế :
So với các khí bảo vệ khác như He, Ar thì khí CO2 có tính kinh tế cao và sẵn có. Có thể lấy khí CO2 từ khí thải lò cao, từ quá trình lên men cồn rượu ,
bia .... trong công nghệ hoá học , từ quá trình chế biến dầu mỏ. Nói chung khí
CO2 là khí sẵn có và rẻ tiền hơn các khí khác dùng làm khí bảo vệ cũng như thuốc hàn khi hàn dưới lớp thuốc. Năng suất của phương pháp này khá cao .
* Tính kỹ thuật :
So với hàn hồ quang tay thì hàn trong môi trường khí bảo vệ CO2 có đặc điểm là vùng hàn nhỏ, tốc độ nguội lớn do tác dụng làm nguội của khí CO2 và lớp xỉ rất mỏng . Các mối hàn do vậy không cần phải gõ xỉ sau khi hàn. Chất lượng của mối hàn ổn định, tốt hơn nhiều so với hàn hồ quang tay và gần bằng với mối hàn tự động dưới lớp thuốc hàn. Mối hàn sau khi hàn xong không bị rò rỉ, vùng hàn nhỏ, mối hàn hình thành tốt ở mọi vị trí không gian.
24
Đối với các mối hàn đứng, hàn trần hoặc các đường hàn ngắn, cong nghiêng thì phương pháp hàn trong môi trường khí bảo vệ CO2 thể hiện rõ ưu điểm của mình do vận tốc nguội lớn và vùng hàn nhỏ nên vùng ảnh hưởng nhiệt của mối hàn trong môi trường khí bảo vệ CO2 nhỏ hơn 3 - 4 lần so với khí hàn bằng ngọn lửa khí O2 - C2H2 . Vì vậy ứng suất và biến dạng cũng giảm đáng kể. Khối lượng riêng của CO2 lớn hơn không khí 1,5 lần cũng tạo điều kiện tốt cho việc bảo vệ kim loại lỏng khỏi tác động của không khí bên ngoài. Chính vì vậy hàn trong môi trờng khí bảo vệ CO2 bằng điện cực nóng chảy được áp dụng rộng rãi trên thế giới.