Bài 5 : Những kiến thức cơ bản về hàn hồ quang plasma
5.3. Thiết bị hàn hồ quang plasma
Vì hồ quang plasma được tạo nên bởi cấu tạo đặc biệt của mỏ hàn và bộ điều khiển hệ thống , nên có thể tạo nên thiết bị hàn hồ quang plasma bằng cách bổ xung chúng vào thiết bị hàn hồ quang bằng điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ.
Ngòai ra trên thị trường hiện nay còn có các thiết bị hàn và cắt plasma chuyên dụng.
Thiết bị hàn hồ quang bằng dòng plasma khác thiết bị hàn hồ quang bằng
điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ các bộ phận sau.
- Nguồn điện hàn
- Mỏ hàn
- Hệ thống lót đáy môi hàn
- Thiết bị bảo vệ
Thiết bị hàn plasma bap gồm: Nguồn điện hàn biến tần, bộ điều khiển ( có thể liền khối hoặc tách rời khỏi bộ nguồn hàn) bộ phận làm mát bằng nước lưu
thông, mỏ hàn plasma dụng cụ căn chỉnh mỏ hàn.
5.3.1 Nguồn điện hàn hồ quang plasma
Trong hầu hết các nguồn điện dùng trong hàn plasma là nguồn 1 chiều, và cũng như hàn hồ quang bằng điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ là nguồn có đặctính tuyến dốc.
Nguồn hàn loại này thích hợp cho cả hàn tự động và bán tự động( dòng điện hàn không thay đổi theo chiều dài hồ quang) để giảm thiệu lượng nhiệt trên điện cực dòng điện hàn thường là dòng một chiều cực thuận. Dòng một chiều
81
cực nghịch chỉ (dùng cho khi hàn nhôm) phải sử dụng mỏ hàn có cấu tạo đặc biệt có khả năng làm mát tốt.
Nguồn hàn dùng dòng xoay chiều thường không được sử dụng trong hàn hồ quang plasma vì khó có thể giữ cho hồ quang ổn định. Khi gây lại hồ quang thường gặp xuất hiện các vấn đề liên quan đến lỗ vòi phun, khoảng cách lớn nhất từ vật hàn đến điện cực và việc đầu điện cực bị biến dạng thành hình tròn
(khi mà điện cực ở bán chu kì dương) Tuy nhiên khi sử dụng dòng xoay chiều dạng sóng vuông (thiết bị hàn biến tần một chiều chuyển mạch ) và mỏ hàn được làm mát tốt có thể hàn được bằng dòng xoay chiều, với dòng hàn được đảo chiều nhanh nên dễ gây lại hồ quang.
Hệ thống plasma bao gồm:
Hệ thống cao tần đặc biệt để gây hồ quang (mồi hồ quang giữa catot và vòi phun). Hồ quang chuyển tiếp tới vật hàn (hồ quang trực tiếp) sẽ tự động hình
thành khi bắt đầu hàn.
5.3.2 Mỏ hàn hồ quang plasma.
Mỏ hàn hồ quang plasma có cấu tạo phức tạp hơn nhiều so với mỏ hàn hồ quang bằng điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ và cần được
chú ý đặc biệt khí đặt chế độ hàn ban đầu.
Vòi phun trong mỏ hàn plasma thông dụng, điện cực nằm sâu trong lỗ vòi phun bằng đồng được làm mát. Vì công suất của hồ quang plasma được xác định bởi mức độ nén của lỗ phun vòi phun, đường kính lỗ vòi phun được chọn theo cường độ dòng điện hàn và lưu lượng khí tạo plasma. Với plasma (mềm) thường
dùng cho hàn microplasma và hàn plasma dòng trung bình đường kính lỗ và vòi phun tương đối rộng nhằm giảm thiểu mức độ sói mòn lỗ vòi phun. Khi hàn
plasma lỗ khóa ở cường độ dòngcao, đường kính lỗ vòi phun, lưu lượng khí tạo plasma và cường độ dòng điện hàn được chọn để tạo ra hồ quang có mức độ nén cao và đủ công suất xuyên thủng vật liệu. Lưu lượng khí tạo plasma mang tính quyết định trong việc tạo ra hồ quang plasma có khả năng xuyên mạnh và trong việc ngăn xói mòn vòi phun.
Lưu lượng khí thấp quá sẽ gây nên hồ quang kép và nóng chảy vòi phun.
Các loại hồ quang plasma
- Microplasma (0 15A): So với hàn hồ quang bằng điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ ở dải cường độ thấp, chiều dài hồ quang
microplasma dài hơn nhiều, Hồ quang ổn định ở mức dòng thấp tạo ra tia plasma hình chiếc bút chì rất thích hợp cho hàn các tấm có chiều dày nhỏ. Hàn hồ quang microplasma cho các tấm mỏng đến 0,1mm như dây, lưới.
82
- Dòng plasma trung bình tương tự như hàn hồ quang bằng điện cực không nóng chảy bình thường , nhưng hồ quang này có đặc tính cứng hơn. Tuy có thể tăng lưu lượng khí plasma để tăng chiều sâu chảy nhưng khí và khí bảo vệ có thể lẫn vào hồ quang . Dòng hàn này cũng được dùng cho những ứng dụng đòi hỏi độ chính xác và chất lượng mối hàn cao.
- Plasma lỗ khóa (trên 100A) Hình thành do tăng cường độ dòng điện hàn và lưu lượng khí tạo plasma. Hồ quang plasma này có công suất rất lớn, tương tự như các tia lazer. Khi hàn hồ quang plasma xuyên thủng vật liệu và tạo ra một lỗ khóa với kim loại nóng chảy của vũng hàn bao quanh lỗ khóa để tạo ra kim loại mối hàn. Với dạng vận hành này có thể đạt được chiều xâu chảy lớn và tốc độ hàn cao.
83