3. Phương pháp hàn dây lỏi thuốc (FCAW)
3.3. Tác động của thơng số hàn
(8)Cường độ và điện áp hồ quang
Bảng 13 giới thiệu phạm vi cường độ và điện áp hàn ứng với các cở dây thông dụng.
Bảng - 13Hiệu chỉnh thơng số hàn FCAW
Cở dây Hàn phẳng Hàn vị trí nghịch
Dòng điện Điện áp Dòng điện Điện áp
1,2 1,6 2,0 2,4 150 – 225 175 – 275 200 – 375 300 – 450 22 – 26 25 – 28 26 – 30 25 – 32 125 – 200 150 – 200 175 – 225 22 – 25 24 – 27 25 – 29 (9)Tốc độ cấp dây
Giống như phương pháp GMAW cường độ dòng điện sẽ được quyết định bởi tốc độ cấp dây hàn. Đường kính dây càng lớn thì cường độ se tăng nhanh khi hiệu chỉnh tốc độ cấp dây và phạm vi điều chỉnh tốc độ cấp dây càng hẹp. Thực ra hàn dây lỏi thuốc (và các phương pháp GMAW khác) là phương pháp có đặc tính áp không đổi (CV) nên khi hàn việc hiệu chỉnh điện áp sẽ có tác động lớn ho8n so với việc hiệu chỉnh cường độ.
Hình - 28Tốc độ cấp d}y v| tốc độ chảy (FCAW)
(10) Cực tính
Khác với hàn GMAW chỉ luôn dùng cực tính DCEP , hàn dây lỏi thuốc có cực tính hàn tùy thuộc vào loại thuốc hàn chứa trong dây. Cực tính DCEN ( Dây hàn mang cực âm ) bị đốt nóng ít hơn và bề mặt chi tiết (cực dương) không có tác động tẩy sạch, các giọt kim loại lỏng khi chuyển dịch sang vũng chảy nhanh chóng bị nguội nên độ ngấu sâu thấp. Cực tính DCEP (Dây hàn mang cực dương ), dây hàn được đốt nóng nhiều hơn vật hàn làm cho nó chảy loãng hơn, cộng thêm với hiệu ứng tẩy sạch oxýt, lượng kim loại chuyển
dịch nhiều và độ ngấu mối hàn sẽ cao hơn. (hình 29). Hình 30 minh họa các tác động của cực tính khi hàn dây thuốc.
Hình - 30 T{c động của cực tính v| độ ngấu mối h|n (DCEP,AC,DCEN)
Hình - 31 Định nghĩa độ nhú
(11) Độ nhú (CTWD – Contact Tip Work Distance21 )
Trong hàn dây lỏi thuốc, độ nhú điện cực (CTWD – hình 31) có tác động mạnh đến quá trình hình thành mối hàn. Tác động của độ nhú như sau :
Tăng CTWD sẽ làm dây hàn nóng và dễ chảy hơn nên cường độ dòng hàn sẽ giảm và ngược lại
Tăng CTWD sẽ làm tăng điện áp hồ quang mối hàn có xu thế mô cao song do kim loại đắp chảy loãng tốt hơn nên hạn chế các rổ xỉ , rổ khí
Giãm CTWD sẽ làm dòng hàn và giảm điện áp hồ quang nên độ ngấu tăng lên Khi hàn nên theo các hướng dẫn của nhà sản xuất để chọn độ nhú thích hợp ( từ 30 – 90 MM tùy loại dây ) .
(12) Góc hàn
Trong phương pháp hàn dây thuốc, do có sự hình thành xỉ (dù rất ít ), nên thường áp dụng kỹ thuật hàn thuận (drag – kéo) , góc nghiêng từ 0 đến 85 o. hình 32.
Ở hình 33 cho thấy khi hàn thuận mối hàn ngấu và mô cao ít hơn. vũng chảy tiếp tục được bảo vệ (nếu có dùng khí bảo vệ) và nung nóng . Hàn nghịch (push – đẩy) có mối hàn hẹp ngấu sâu và mô cao hơn.
(13) Khí bảo vệ
Hình - 33 Ảnh hưởng khí bảo vệ v| gĩc hàn
Hàn dây lỏi thuốc có thể không cần dùng khí bảo vệ và đặc điểm này giúp hàn dây lỏi thuốc được ưa chuộng và mang lại nhiều hiệu quả kinh tế. Song khi hàn ( đặc biệt trên thép HSLA và hàn trên thép hợp kim) , việc dùng dây thuốc bảo vệ bằng khí (outter shielded) hoặc (dual shielded) sẽ giúp quá trình bảo vệ mối hàn tốt hơn và quan trọng hơn , dây hàn có giá thành thấp hơn. Khi đó các thành phần thuốc hàn chỉ chứa các thành phần cải thiện tính chất cơ lý của mối hàn. Quá trình bảo vệ và ổn định hồ quang do khí bảo vệ ngoài đảm nhiệm.
Các khí bảo vệ thường dùng khi hàn dây lỏi thuốc :
a. CO2 : thích hợp khi hàn thép carbon và thép hợp kim thấp. Khi hàm lượng carbon trong chi tiết hàn
thấp hơn 0,05 % thì quá trình hàn làm tăng lượng Carbon trong mối hàn có thể đến 0,10 % . Khi hàm lượng Carbon trong kim loại nền cao thì quá trình hàn xảy ra hiện tượng thoát Carbon làm ảnh hưởng đến độ cứng , tính thấm tôi cũng như có thể gây ra các vết nứt.
b. ATAL 22: là tên gọi hổn hợp khí 82% Ar + 18% CO2 . Với loại khí này chúng ta có
thể hàn với kiểu chuyển dịch cầu giọt nhỏ , thích hợp khi hàn ở các vị trí nghịch . Ngoài ra cơ tính mối hàn còn được nâng cao do sự mất mát Măng gan và Silic do quá trình khử Oxyt giãm.
c. CARGAL : là tên gọi hổn hợp khí 98,5% Ar + 1,5 % O2. Loại khí này rất thích
hợp khi hàn với chuyển dịch phun. Đặc biệt áp dùng khi hàn trên thép INOX
d. HELOXAL : là tên gọi hổn hợp khí 85% He + 15% O2 . Loại khí thích hợp khi
hàn trên thép INOX với chuyển dịch phun . Nó có ưu điểm là loại trừ sự hình thành Carbide Chrome gây tác hại đến sự ăn mòn tinh giới ở vùng biên của mối hàn .