2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hàn
2.1.1. Sự hình thành hồ quang plasma
Ở trạng th i và iều ki n nh thƣờng, ph n t khí không ẫn i n. Nhƣng khi ị ion hóa, ph n t khí tăng t và va hạm vào nhau. Lự li n kết giữa hạt nh n nguy n t và i n t ị ph v . Khi ó, l tron ƣ gi i phóng và t h kh i hạt nh n nguy n t . Trong vùng khí ị ion hóa, ó ion mang i n tí h ƣơng và i n t tự o mang i n tí h m. Chúng ị ion hóa n n ó năng lƣ ng và vận t r t lớn, huyển ộng ó hƣớng ể tạo ra h quang plasma [50].
H nh 2.1. C ion mang i n tí h ƣơng (màu xanh) và i n t mang i n tí h m (màu vàng) trong ột h quang plasma [99]
Th o tài li u [9] và [50], d ng plasma mang i n tí h và ị nh hƣởng ởi từ trƣờng. Nhi t ộ trung nh ủa ột h quang plasma kho ng 15000-200000
C.
Qu tr nh hàn PTA thƣờng s ụng ng i n hàn một hiều ự thuận (DCEN). Ngu n i n thứ nh t ùng ể tạo h quang plasma, ự m ƣ n i với i n ự không nóng h y, n ự ƣơng ƣ n i với mi ng phun plasma. Ngu n i n thứ hai ùng ể tạo ra ng huyển ị h h quang plasma, ự m ƣ n i với i n ự không nóng h y, n ự ƣơng ƣ n i với vật hàn. Kết h p với ng khí tạo plasma, h quang plasma sẽ huyển ị h từ u i n ự , qua mi ng phun ến vật hàn. Khi h quang h nh thành, vật hàn trở thành một ộ phận không thể thiếu v nó ó vai tr khép kín mạ h i n. Khi ó, h quang plasma ƣ ẫn hƣớng và tập trung ph n lớn ngu n nhi t vào vật hàn.
H nh 2.2. Sơ hóa sự h nh thành h quang plasma [99]
H p kim ột sẽ ƣ ng khí vận huyển từ nh hứa ến u m hàn và i vào ột h quang plasma. Khi qua ột h quang plasma, ột h p kim ị nóng h y và phun vào trong vũng hàn. Sau ó, kim loại vũng hàn kết tinh tạo ra m i hàn tr n ề m t vật hàn [99]. Điều hỉnh ƣờng ộ ng hàn, t ộ hàn, lƣu lƣ ng khí tạo plasma và khí mang ột, hiều ao m hàn sẽ làm thay ổi ông su t h quang plasma, năng lƣ ng ƣờng, hiều s u ng u và h nh ạng ủa vũng hàn [70].
Ngô Hữu Mạnh 11 Vận t ng plasma nằm trong kho ng 60-200m/gi y khi t ộ p khí tạo plasma là 3.5 lít/phút. Vận t ng plasma sẽ tăng l n khi tăng t ộ p khí tạo plasma và gi m kí h thƣớ mi ng phun plasma [44], [50].
H nh 2.3. M i quan h giữa t ộ ng plasma với kí h thƣớ mi ng phun [50] Th o tài li u [84], t ộ ng plasma (V) ƣ x ịnh qua ông thứ sau:
) ( 2 ) (r P r V (2.1) Trong ó: ΔP(r) lự từ tính ủa ng i n ρ∞ là tỉ trọng ủa ng plasma l ng
Đƣờng kính ủa mi ng phun plasma nh hƣởng trự tiếp ến ƣờng ộ h quang plasma. Khi tăng ƣờng kính mi ng phun th ƣờng ộ h quang plasma gi m xu ng. Ngoài ra, ƣờng ộ h quang plasma ũng gi m xu ng khi tăng kho ng h giữa m hàn với vật hàn.
H nh 2.4. So s nh h nh ạng ột h quang khi hàn PTA và GTA [99]
Trong qu tr nh hàn PTA, h quang plasma nh và h p hơn so với qu tr nh hàn GTA. Đ u i n ự nằm ở phía n trong mi ng phun plasma, không nhô ra ngoài nhƣ qu tr nh hàn GTA. Do ó, nó ƣ o v t t hơn so với khi hàn GTA. Đ ng thời tạo iều ki n thuận l i ho qu tr nh h nh thành h quang plasma [50].
Ngô Hữu Mạnh 12 So với qu tr nh hàn GTA, PTA ó ột h quang h p hơn, nhi t tập trung hơn n n t ộ và năng su t hàn ao hơn. M t kh , ngu n nhi t hàn PTA hủ yếu tập trung làm nóng h y h p kim ột n n hạn hế kim loại nền tham gia vào m i hàn.