Hμn TIG lμ một quá trình hμn hồ quang mμ khí trơ đ−ợc sử dụng để bảo vệ vùng hμn khỏi không khí. Hồ quang hμn đ−ợc tạo ra giữa điện cực vonfram vμ kim loại cơ bản trong môi tr−ờng khí trơ bảo vệ (nh− khí Argon hoặc khí Hêli) lμm nóng chảy vật hμn. Điện cực vonfram, hồ quang vμ vũng hμn đ−ợc bảo vệ bởi khí trơ hoặc sự pha trộn của khí trơ. Dây hμn có thể đ−ợc bổ xung nếu cần thiết, bằng việc cấp vμo trong vũng hμn bằng ph−ơng pháp thủ công hoặc tự động.
Ưu điểm của quá trình hμn TIG lμ tạo ra mối hμn có chất l−ợng cao, vμ có thể hμn đ−ợc ở tất cả các vị trí cho hầu hết các kim loại vμ hợp kim, thậm chí các kim loại khác nhau cũng có thể hμn đ−ợc bằng cách sử dụng ph−ơng pháp nμy. Hμn TIG rất phù hợp cho việc hμn các tấm mỏng vμ hμn lớp lót cho tất cả các vật liệu.
Nh−ợc điểm của ph−ơng pháp hμn TIG lμ hiệu xuất công việc thấp vμ thợ hμn đòi hỏi phải có trình độ cao. Do vậy quá trình hμn nμy có chi phí cao hơn các quá trình hμn hồ quang khác. Phễu thuốc Dây hμn
Dây hμn Trục nạp dây hμn Mô tơ Đầu tiếp xúc Xe chuyển Cụm điều khiển Nguồn điện KL cơ bản Trục nạp dây hμn Thuốc hĂ Dây hμn H−ớng hμn õng rĩt thuõc Hó quang Hốc hμn Thuiốc hμn Xì
Kim loại nóng chảyXỉ nóng chảy Bể hμn
Đăng kiểm việt nam - 2005
68
Hình 1.5 Nguyên lý của hμn hμn TIG 4 Hμn MIG (Hμn hồ quang với dây hμn trong môi tr−ờng khí trơ)
Hμn MIG lμ một quá trình hμn của Hμn hồ quang kim loại trong môi tr−ờng khí bảo vệ.
Dây hμn đ−ợc cấp liên tục qua đầu của mỏ hμn trong môi tr−ờng khí trơ (nh− khí argon hoặc hêli) hoặc khí pha trộn để bảo vệ kim loại nóng chảy không bị tác dụng với môi tr−ờng không khí.
Nhiệt của hồ quang đ−ợc tạo ra giữa đầu dây hμn vμ kim loại cơ bản, nhiệt sinh ra phụ thuộc vμo dòng hμn, điện áp hμn, cảm ứng của mạch điện vμ loại khí bảo vệ. Nhiệt truyền tới kim loại cơ bản lμm nóng chảy phần của kim loại cơ bản. L−ợng kim loại nóng chảy phụ thụ thuộc vμo nhiệt l−ợng giáng lên trên một đơn vị chiều dμi mối hμn, đặc tính của kim loại cơ bản vμ việc gia nhiệt. Kim loại nóng chảy rơi từ dây hμn vμ kim loại cơ bản nóng chảy trộn với nhau tạo thμnh vũng nóng chảy vμ hình thμnh nên mối hμn.
Quá trình hμn MIG có thể sử dụng để hμn cho hầu hết tất cả các kim loại nh− thép cacrbon, thép hợp kim, thép không gỉ, hợp kim nhôm, magiê, đồng, titan, kẽm, niken.
Ưu điểm của quá trình hμn MIG:
- Dễ quan sát vùng hμn vμ vùng ảnh h−ởng nhiệt trong khi hμn. - Quá trình hμn đ−ợc thực hiện một cách liên tục.
- Không phải lμm sạch xỉ hμn. - Tốc độ đông đặc của kim loại cao. - Không tạo ra khói hμn.
- Chất l−ợng mối hμn cao. - Tốc độ hμn cao. - Giảm sự biến dạng hμn. - Có thể hμn đ−ợc ở tất cả các vị trí. Mỏ TIG Điện cực vônfram Khí bảo vệ Hồ quang
Kim loại mối hμn
Kim loại mối hμn nóng chảy
Dây hμn H−ớng hμn
Đăng kiểm việt nam - 2005 69 - Quá trình hμn nμy đ−ợc sử dụng rất hữu ích khi hμn vật liệu không có sắt, do có thể
kiểm soát một cách hiệu quả nhiệt l−ợng giáng lên mối hμn. Nh−ợc điểm của quá trình hμn MIG:
- Chi phí thiết bị cao.
- Do có sự bắn tóe kim loại do vậy hiệu xuất đông đặc thấp hơn so với hμn TIG.
- Không tạo xỉ hμn, lμm tốc độ nguội cao hơn tại vùng hμn. Do vậy khi hμn thép dễ bị biến cứng dễ bị nứt tại kim loại mối hμn.
- Quá trình hμn nμy yêu cầu phải đ−ợc che chắn tốt để tránh hiện t−ợng bị thổi tạt khí bảo vệ.
- Do c−ờng độ của tia hồ quang lớn, do vậy phải sử dụng kính hμn đặc biệt để chống lại các tia gama phát ra trong khi hμn.
Hình 1.6 Sơ đồ hμn MIG vμ máy hμn 5 Hμn hồ quang khí dioxide carbon (CO2) - Hμn MAG
Khi hμn CO2, vũng hμn vμ hồ quang đ−ợc khí CO2 bảo vệ để không bị ảnh h−ởng của môi tr−ờng không khí. Khí sử dụng phải bảo vệ hoμn toμn vùng hμn, vỳ nếu có một l−ợng nhỏ không khí xâm nhập vμo trong vùng hμn cũng có thể gây ra rỗ khí hoặc nhiễm bẩn kim loại mối hμn.
Đây lμ một dạng của quá trình hμn MIG. Dây hμn đ−ợc cấp liên tục trong môi tr−ờng khí CO2 tinh khiết để bảo vệ chống lại môi tr−ờng không khí.
Hμn MAG đ−ợc sử dụng để hμn thép carbon, thép hợp kim vμ thép chịu nhiệt. Con lăn nạp dây
Dây hμn Dòng một chiều (DC) Khí CO2 Đầu hμn Hồ quang KL cơ bản KL hμn đắp Nối đất Điều chỉnh l−ợng khí Nguồn điện A V AC 200V U V W Dòng sơ cấp Nối đất Bật/tắt Cáp điều khiển Dòng thứ cấp Nạp dây hμn Hộp điều khiển
Đăng kiểm việt nam - 2005
70
Ph−ơng pháp nμy đ−ợc sử dụng rộng do có những −u điểm sau: - Khí CO2 đ−ợc sử dụng lμm khí bảo vệ có giá thμnh thấp. - Độ thấu tốt vμ tốc độ nóng chảy cao lμm tăng hiệu xuất hμn.
- Có thể ứng dụng cho các liên kết hμn nh− mối hμn thẳng, mối hμn dμi. Nh−ợc điểm của ph−ơng pháp hμn nμy:
- Nếu khí hμn có chất l−ợng không tốt, mối hμn sẽ bị rỗ hoặc bị nhiễm bẩn.
- Nếu mối hμn không đ−ợc lμm sạch tốt, khi hμn có thể gây ra hiện t−ợng bắn tóe kim loại mối hμn.
Một ph−ơng pháp hμn nữa sử dụng khí CO2 bảo vệ lμ hμn hồ quang bằng dây hμn có lõi thuốc (FCAW). Thuốc trợ dung trong lõi dây hμn thực hiện các chức năng cần thiết nh− đối với thuốc bọc của que hμn, tuy nhiên khí CO2 đ−ợc sử dụng để tạo mối hμn có chất l−ợng tốt nhất. Ưu điểm của quá trình hμn FCAW :
- Kim loại bắn tóe ít, bề mặt mối hμn tốt.
- Tốc độ nguội chậm, do có xỉ hμn bao phủ bề mặt mối hμn do vậy hạn chế nứt trên bề mặt mối hμn.
- L−ợng khí tiêu hao trong quá trình hμn ít hơn so với qúa trình hμn MIG/CO2.
Hình 1.7 Nguyên lý hμn FCAW 6 Hμn xỉ điện
Hμn xỉ điện lμ ph−ơng pháp hμn phát triển của hμn hồ quang chìm đ−ợc sử dụng cho việc hμn các chi tiết dμy ở t− hế hμn leo.
Nhiệt hμn(Joule) đ−ợc tạo ra bởi điện trở trong xỉ hμn nóng chảy vμ đựợc sử dụng có hiệu quả đối với mối hμn dọc nh− ống góp nồi hơi có chiều dμy lớn, bồn chứa áp xuất cao vμ thân tμu.
Kim loại mối hμn nóng chảy Kim loại mối
hμn đông đặc
Xỉ đông đặc H−ớng hμn
Dây điều khiển
Dây hμn có lõi thuốc Khí
ống dẫn h−ớng dây
Mỏ hμn
Khí bảo vệ Hồ quang hμn
Đăng kiểm việt nam - 2005 71
Hình 1.8 Hμn xỉ điện 7 Hμn khí điện
Ph−ơng pháp nμy sử dụng khí CO2 hoặc khí trơ thay thế xỉ nóng chảy của ph−ơng pháp hμn xỉ điện. Ph−ơng pháp hμn nμy cũng đ−ợc sử dụng có hiệu quả cho các mối hμn theo chiều thẳng đứng với chiều dμy lớn nh− thân tμu.
Ưu điểm của ph−ơng pháp hμn nμy so với ph−ơng pháp hμn xỉ điện lμ nếu khi việc hμn dừng lại thì hμn khí điện dễ thực hiện lại việc tiếp tục hμn hơn. Tuy nhiên, nh−ợc điểm của ph−ơng pháp nμy lμ phải cần một nguồn khí bảo vệ từ bên ngoμi cung cấp trong quá trình hμn.
Hình 1.9 Hμn khí điện 8 Hμn khí Đầu dây dẫn Vật hμn Tấm chặn đồng đ−ợc lμm mát bằng n−ớc Dây hμn KL nóng chảy Đ−ờng hμn Tấm chặn đồng đ−ợc lμm mát bằng n−ớc ống n−ớc lμm mát Dây hμn Đầu dẫn dây Rãnh hμn KL nóng chảy Xỉ nóng chảy KL hμn đắp H−ớng hμn (mặt bên) Tấm chặn đồng đ−ợc lμm mát bằng n−ớc Trục nạp dây hμn Dây hμn Vật hμn Tấm chặn đồng đ−ợc lμm mát bằng n−ớc Khí CO2 H−ớng hμn N−ớc lμm mát Đ−ờng ra Đ−ờng vμo Đ−ờng hμn Vật hμn Hồ quang Xỉ nóng chảy KL chảy KL hμn đắp Khí CO2
Đăng kiểm việt nam - 2005
72
Đây lμ ph−ơng pháp hμn sử dụng nhiệt của sự cháy giữa khí O2 vμ axetylen. Chi phí thấp vμ thao tác đơn giản lμ −u điểm của ph−ơng pháp nμy, tuy nhiên do có sự biến dạng theo chu kỳ vμ hiệu xuất hμn thấp nên ph−ơng pháp nμy chỉ áp dụng cho việc hμn các tấm mỏng.
Hình 1.10 Hμn oxy-axêtylen 9 Hμn điểm
Hai tấm kim loại ghép chồng lên nhau vμ đ−ợc ép chặt với nhau bằng việc sử dụng cặp điện cực bằng đồng (hoặc hợp kim đồng) với việc sử dụng dòng điện có c−ờng độ lớn chạy qua trong thời gian ngắn.
Ưu điểm của ph−ơng pháp nμy lμ nhiệt của các vật liệu bị tác động trong thời gian ngắn vì vậy kim loại nóng chảy không bị ảnh h−ởng của Oxy vμ Nitro trong không khí. Do đó không cần bảo vệ vật liệu hμn khỏi khí tự nhiên. Ph−ơng pháp hμn nμy đ−ợc sử dụng chủ yếu cho các liên kết của máy bay, ôtô, các thiết bị điện dân dụng, v.v ...
Hình 1.11 Hμn điểm