5. 2M ối hàn chồng mớ
1.2 Bộ cung cấp khớ
36
Hỡnh 2. 3 Thiết bị cung cấp khớ bảo vệ
1.3 Nguồn điện hàn.
Hỡnh 2. 4 Một số loại nguồn điện hàn TIG thụng dụng
- Cung cấp dũng hàn một chiều hoặc xoay chiều, hoặc cả hai.
- Tựy ứng dụng, nú cú thể là biến ỏp hàn, chỉnh lưu, mỏy phỏt điện hàn. - Nguồn điện hàn cần cú đường đặc tớnh ngoài dốc (giống như cho hàn SMAW).
- Để tăng tốc độ ổn định hồ quang, điện ỏp khụng tải khoảng 70-80V.
- Bộ phận điều khiển thường được bố trớ chung với nguồn điện hàn và bao gồm bộ contactor đúng ngắt dũng hàn, bộ gõy hồ quang tần số cao, bộ điều khiển tuần hoàn nước làm mỏt (nếu cú) với hệ thống cỏnh tản nhiệt và quạt làm mỏt, bộ khống chế thành phần dũng một chiều (với mỏy hàn xoay chiều/ một chiều).
* Nguồn điện hàn xoay chiều
- Thớch hợp cho hàn Nhụm , Manhờ và hợp kim của chỳng. Khi hàn, nửa chu kỳ dương (của điện cực) cú tỏc dụng bắn phỏ lớp màng oxớt trờn bề
37
mặt và làm sạch bề mặt đú. Nửa chu kỳ õm nung núng kim loại cơ bản.
-Nguồn điện xoay chiều hỡnh sin : điều khiển dũng hàn bằng cảm ứng bóo hũa (cổ điển). Nú cú ưu điểm là hồ quang chỏy ờm. Nhược điểm là phải thường xuyờn giỏn đoạn cụng việc hàn khi cần thay đổi cường độ dũng hàn do cú nhu cầu giảm dũng hàn xuống tối thiểu khi hàn để vũng hàn kết tinh chậm (khụng cú điều khiển từ xa).
Với hàn Nhụm, do cú hiện tượng tự chỉnh lưu của hồ quang đặc biệt khi hàn dũng nhỏ nờn cần dựng kốm bộ cản thành phần dũng một chiều (mắc nối tiếp bộ ắc qui cú điện dung lớn, bộ tụ điện cú điện dung lớn), nhưng cụng việc này lại cú thể gõy ra lẫn W vào mối hàn. Nguyờn nhõn là do khi điện cực ở cực dương để khử màng oxit nhụm thỡ nú cú thể bị nung núng quỏ mức nếu bộ cảm khỏng bóo hũa khụng được thiết kế thớch hợp để hạn chế biờn độ tối đa dũng hàn xoay chiều, làm nú bị xúi mũn thành cỏc vụn nhỏ dịch chuyển vào vũng hàn).
Cần phải sử dụng bộ cao tần (cụng suất nhỏ 250-300W, điện ỏp 2-3 kV, tần số cao 250-1000 kHz bảo đảm dũng điện này chỉ cú tỏc dụng trờn bề mặt , an toàn với thợ hàn) để gõy hồ quang khụng tiếp xỳc (khoảng 3mm) và tạo ổn định hồ quang trong suốt quỏ trỡnh hàn.
- Nguồn điện xoay chiều cú súng hỡnh vuụng (xung) : cho phộp giảm biờn độ tối đa của dũng hàn so với dạng súng hỡnh sin (khoảng 30%) cú cựng cụng suất nhiệt. Do đú ớt cú khả năng làm lẫn W vào mối hàn. Ngoài ra nú cũn cú một số đặc điểm sau :
+ Giảm biến dạng do khống chế được cụng suất nhiệt (giảm sự tớch lũy nhiệt)
+ Dễ hàn ở mọi tư thế .
+ Khụng đũi hỏi tay nghề của thợ hàn thật cao. + Chất lượng mối hàn được cải thiện đỏng kể.
+ Thớch hợp cho cơ khớ húa, tự động húa quỏ trỡnh hàn.
+ Thớch hợp khi hàn cỏc chi tiết quan trọng như đường hàn lút mối hàn ống nhiều lớp , hàn cỏc chi tiết chiều dày khụng đồng nhất, hàn cỏc
38
kim loại khỏc nhau.
+ Lực điện từ mạnh của cỏc xung điện cho phộp hạn chế rỗ xốp trong cỏc mối hàn và tăng chiều sõu ngấu.
Một lợi thế nữa là nú cú thể duy trỡ được hồ quang mà khụng cần tiếp tục sử dụng bộ ổn định hồ quang tần số cao (chỉ cần để gõy hồ quang) vỡ tần số đổi chiều của dũng điện hàn là cao hơn nhiều so với dũng hàn dạng súng hỡnh sin. Một số mỏy hàn cũn cho phộp điều chỉnh được thời gian tỏc động của từng bỏn chu kỳ của dạng súng vuụng, do đú cú thể làm sạch oxit nhụm hoặc đạt tới chiều sõu ngấu như mong muốn.
Ở pha xung, vật liệu bị núng chảy trong khi ở pha chớnh lại tiến đến đụng đặc cũng như thu nhỏ bể hàn. Bờn cạnh tần số và cường độ dũng điện trong pha xung và pha chớnh thỡ thời gian và tỉ lệ thực giữa cỏc pha cũng cú thể được điều chỉnh.
Như vậy, việc đưa nhiệt vào vật liệu cơ bản cú thể biến đổi. Nhưng vỡ ở xung phải chỳ ý điều chỉnh giữa thụng số xung và tốc độ hàn, nờn phương phỏp này chủ yếu được thực hiện cơ khớ húa hoàn toàn.
* Nguồn điện hàn một chiều
- Khụng gõy ra vấn đề lẫn W vào mối hàn hay hiện tượng tự nắn dũng (như khớ hàn Nhụm bàng nguồn hàn xoay chiều). Tuy nhiờn, điều quan trọng cần lưu ý khi sử dụng nú là việc gõy hồ quang và khả năng cho dũng hàn sẽ tối thiểu.
Hầu hết mỏy một chiều đều sử dụng phương phỏp nối thuận (nờn 2/3 lượng nhioệt của hồ quang đi vào vật hàn).
- Điện cực W tinh khiết như trong trường hợp hàn với dũng xoay chiều ớt được dựng để hàn bằng dũng một chiều cực thuận vớ khú gõy hồ quang. Thay vào đúlà điện cực W + 1.5 đến 2% ThO2 hoặc ZrO2 hoặc oxit đất hiếm LaO,……
- Nếu dựng dũng một chiều nối nghịch thỡ dũng điện tử bắn phỏ mạnh điện cực (2/3 lượng nhiệt của hồ quang đi vào điện cực) và cú khả năng làm núng chảy đầu điện cực. Vỡ vậy đường kớnh điện cực phải lớn hơn so với
39
trường hợp hàn bằng dũng một chiều nối thuận (6,4 mm so với 1,6mm khi Ih = 125A).
- Dũng một chiều nối nghịch (DC+ hay DCEN) cho mối hàn nụng và rộng hơn so với nối thuận (DC -, hay DCEP).
- Cụng dụng chủ yếu của dũng một chiều nối nghịch là dựng để làm trũn đầu điện cực cho hàn bằng dũng xoay chiều (thực hiện trờn bề mặt tấm đồng để trỏnh nhiễm W vào mối hàn).
- Việc gõy hồ quang cũng dựng cựng bộ cao tần như với mỏy xoay chiều (sau khi đó gõy hồ quang , nú tự tắt chế độ tần số cao vỡ khụng cần nữa).
Mỏy hàn TIG sử dụng cụng nghệ hàn Thyristor bao gồm hai bộ phận: Biến ỏp(cuộn dõy) và mạch bỏn dẫn.
- Biến ỏp (transformer): là lừi biến thế với cuộn dõy tương ứng với dải điều chỉnh dũng hàn cho phộp.
- Mạch bỏn dẫn IGBT (Insulated Gate Bipolar Tranzitor): với bộ vi xử lý (processor), diụt, tụ (capacitor), nắn dũng (rectifier) cho phộp sử lý dũng điện từ dạng hỡnh sin đơn (hai chu kỳ) sang dạng sin một chu kỳ ( sin dạng súng nửa trờn) rồi chuyển thành xung súng vuụng và cuối cựng là dạng phẳng.
Dưới tỏc động của mạch bỏn dẫn, dũng hàn đi qua cú dạng phẳng, ờm nờn mối hàn cú độ thẩm mỹ và độ kết cấu cao, khụng xốp.
Mỏy hàn Thyristor cú đặc điểm:
- Do cú chu kỳ tải lớn nờn mỏy cú hiệu suất làm việc cao, thớch hợp với việc thi cụng cỏc cụng trỡnh cụng nghiệp trong cỏc lĩnh vực như y tế, húa dược; cỏc cụng trỡnh cơ khớ cú quy mụ lớn như hàn bồn Inox tấm dầy trong cỏc nồi hơi, nồi supze chịu ỏp suất cao, cỏc vật liệu chịu nộn cơ kộo lớn như cỏc chõn đế dàn khoan …và cỏc sản phẩm dõn dụng.
- Dải điều chỉnh dũng hàn rộng, thường từ nhỏ nhất là 5 A đến 600 A do vậy cú thể đỏp ứng đa dạng cỏc vật liệu hàn từ rất mỏng đến rất dầy tựy theo nhu cầu của cụng việc và độ kết cấu của vật liệu hàn.
40
kim loại mầu như nhụm, đồng, Niken do vậy mở rộng với vật liệu hàn đỏp ứng đa dạng nhu cầu cụng việc đũi hỏi.
- Mỏy hàn thyristor cú chế độ làm mỏt tốt, bỏo quỏ nhiệt, mỏy sẽ tự ngắt điện để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và mỏy nờn mối hàn đạt độ kết ngấu cần thiết.
- Tuy nhiờn do kớch thước lớn nờn tớnh cơ động khụng cao. Để khắc phục vấn đề này, mỏy được trang bị bộ điều khiển từ xa (remote manual controler), bỏnh xe hay mở rộng dõy kộo dài…
2. Kỹ thuật mài điện cực.
41
3.Kỹ thuật gõy hồ quang
Cú hai cỏch gõy hồ quang : bằng cao tần (khụng tiếp xỳc) và tiếp xỳc (TIG quẹt)
-Gõy hồ quang khụng tiếp xỳc :
Bật dũng điện hàn, giữ mỏ hàn ở tư thế nằm ngang cỏch bề mặt vật hàn khoảng 5 mm.
Quay nhanh đầu điện cực trờn mỏ hàn về phớa vật hàn cho tới khoảng cỏch chừng 3mm, tạo thành gúc khoảng 750, hồ quang sẽ tự hỡnh thành do hoạt động của bộ gõy hồ quang tần số và điện ỏp cao cú sẵn trong thiết bị.
-Gõy hồ quang tiếp xỳc :
Khi hàn bằng dũng một chiều , đặc biệt khi hàn trong khu vực mà tần số gõy nhiễu cho cỏc thiết bị điện tử nhạy cảm thỡ cú thể gõy hồ quang bằng cỏc cho tiếp xỳc trực tiếp nhanh với bề mặt hàn hoặc tấm mồi hồ quang. Bộ phận điều khiển tự động trong thiết bị hàn sẽ tăng dần dũng điện từ lỳc bắt đầu cú hồ quang lờn giỏ trị dũng hàn đó chọn.
+ Kết thỳc hồ quang
Chuyển nhanh điện cực về tư thế nằm ngang.
Chỳ ý: Thiết bị hàn cũng cú thể được trang bị điều khiển (bằng tay
hoặc chõn) để gõy hồ quang, để thay đổi cường độ dũng điện hàn và kết
thỳc hồ quang mà khụng cần thụng qua chuyển động của mỏ hàn. Trong hàn TIG hồ quang bị thổi lệch do cỏc nguyờn nhõn :
- Do từ trường
- Do đầu điện cực bị nhiễm cỏcbon. - Mật độ dũng điện thấp.
- Luồng khụng khớ bờn ngoài thổi …… + Hàn mối hàn giỏp mối
Sau khi gõy hồ quang , giữ mỏ hàn ở gúc 75o so với bề mặt vật hàn.
Nung điểm bắt đầu hàn bằng cỏch cho mỏhàn xoay trũn cho đến khi thấy xuất hiện vũng hàn. Đầu điện cực cần được giữ ở khoảng 3 mm so với bề mặt vật hàn.
42
Khi quan sỏt thấy vũng hàn sỏng và lỏng thỡ dịch chuyển chậm và đều mỏ hàn với tốc độ đủ tạo mối hàn cú chiều rộng cần thiết. Trường hợp khụng sử dụng dõy hàn phụ thỡ khụng cần dao động ngang mỏ hàn khi dịch chuyển theo chiều dài mối hàn.
Khi sử dụng dõy hàn phụ, dõy hàn được giữ ở gúc 150 so với bề mặt vật hàn, tạo với trục mỏ hàn một gúc khoảng 900 và cỏch điểm bắt đầu hàn khoảng 25mm. 4. Vận hành mỏy: 4.1. Đấu nối nguồn điện + Hướng dẫn sử dụng
- Đấu nguồn cho mỏy hàn, trước khi đấu phải xem hướng dẫn về nguồn sử dụng hiệu điện thế nào.
- Sau khi đấu bật cụng tắc và quan sỏt đốn xem điện đó vào mỏy hay chưa.
- Nối bộ điều khiển xa. - Nối mỏ hàn.