Nhiệ ột đ nóng ch y Al ả : 660°C; Al2O3: 2050°C Khối lượng riêng c a Al : 2,7 g/cmủ 3; Al2O3: 3,6 g/cm3
Khi hàn bằng các phương pháp hàn nóng chả b khuy t t t và khó hàn do ị ế ậ s t n t i c a màng oxit Alự ồ ạ ủ 2O3 như cạnh m i hàn khó nóng chố ảy, n t, r và l n x ứ ỗ ẫ ỉ
trong kim lo i m iạ ố ả ử ỏ b màng oxit
nhôm b ng m t trong các bi n pháp ằ ộ ệ sau đây : [6]
- Cơ học: mài dũa, chả ằi b ng bàn chải có sợi thép không g ... ỉ - Hóa học: thu c hàn t o thành các ch d ố ạ ất ễ bay hơi:
Thuốc 50% KCl + 15% NaCl + 35% Na3AlF3cho phả ứn ng Al2O3+ 6KCl 2AlCl3 + 3K2O. Dung dịch axit kiềm.
ồ
- H quang: hi u ng b n phá catot cồ ệ ứ ắ ủa hồ quang.
T i nhiạ ệt độ cao, độ ề b n gi m nhanh, làm nhôm b sả ị ụt khi hàn. Độ chảy loãng cao, nhôm d b ễ ị chảy ra kh i chân m i hàn. Ngoài ra nhôm không b i màu ỏ ố ị đổ khi hàn nên thợ hàn khó phân bi t ệ và điều chỉnh kích thước vũng hàn.
H s dãn n nhi t caoệ ố ở ệ , module đàn hồi th p, nhôm d b bi n d ng khi hàn ấ ễ ị ế ạ (c n ngu n nhi t l n và t p chung, ầ ồ ệ ớ ậ
Hydrô là ngu n gây r khí ch y u khi hàn nhôm, c n phồ ỗ ủ ế ầ ải loạ ỏi b các hợp chất ch a khí Hydrô trên b mứ ề ặt hàn. Độ hòa tan củ
rất cao nhưng giảm mạ ảy ra, trong b hàn nhiể ều hydro s hình thành "bong bóng" và b m c k t trong m i hàn t o thành r x pẽ ị ắ ẹ ố ạ ỗ ố
môi b [6].
Nhôm d n nhi t t t nên khi hàn ph i dùng ngu n nhi t có công su t l n hoẫ ệ ố ả ồ ệ ấ ớ ặc ngu n xung. ồ
Học viên: Đỗ Thanh Tùng - CNH15B 27 ứ
nhôm: ứt này xả ạ ẫi v n còn ở
nhiệ ột đ cao, thường xãy ra vùng HAZ. ở
1.3.3 ảy nhôm và h p kim nhôm ợ
Ngày nay công ngh hệ àn nhôm đã phát triển khá mạnh và phương pháp hàn nhôm cũng trở nên khá đa dạng. Trong đó các phương pháp hàn thường được s ử
d ng làụ ổ [6]
1.3.3.1. Hàn hồ
1.8.
Hàn hồ SMAW) là quá trình hàn điện nóng chảy
s dử ụng điện cực dướ ạng que hàn (thười d ng có v bỏ ọc), trong đó tất cả các thao tác (gây h quang, d ch chuy n que hàn, thay que hànồ ị ể ,...) đều do người th hàn thợ ực hi n b ng tay. ệ ằ
ng d ng vào hàn nhôm s có m t s i hàn
Khi ứ ụ ẽ ộ ố khó khăn là mố
không được liên t c do phụ ải thay que hàn, khi đó nguồn nhi t s b ệ ẽ ị gián đoạn gây ảnh hưởng t i chớ ất lượng mối hàn. Phương pháp hàn này gây bắn tóe nên cũng gây khó khăn cho khâu vệ sinh sau khi hàn.
Học viên: Đỗ Thanh Tùng - CNH15B 28 1.3.3.2. Hàn TIG (GTAW)
1.9. N
Hàn TIG hay còn g i là hàn h ọ ồ quang điện c c không nóng ch y (tungsten) ự ả trong môi trường khí trơ bảo v . ệ
ng d ng trong hàn nhôm khá nhi
Phương pháp này ứ ụ ề
ờng ch ng d ng trong hàn các t m m ng. ỉ ứ ụ ấ ỏ
Nhược điểm: Phương pháp TIG cho năng suất thấp và đòi hỏi tay ngh ề thợ ớn dẫn đến giá thành s n phả ẩm tăng.
1.3.3.3. Hàn MIG (GMAW)
1.10
Học viên: Đỗ Thanh Tùng - CNH15B 29 u Ư điểm [6]:
- Phương pháp này có đặc điểm là dây hàn được c p m t cách liên tấ ộ ục, do đó quá trình th c hi n b ng MIG/MAG s ự ệ ằ ẽ nhanh hơn so với quá trình hàn TIG hay SMAW.
- Nó có thểthực hiện được các liên kết hàn với chiều sâu ng u ch y l n. ấ ả ớ - Nó có thể hàn được cả ấ t m m ng l n t m dày. ỏ ẫ ấ
- Quá trình hàn MIG/MAG cho hệ ố đắ s p kim loại rất lớn.
- Quá trình này dễ dàng th c hiự ện (v n hành). ậ
- Không c n s d ng thu c hàn, s n phầ ử ụ ố ả ẩm hàn MIG/MAG mịn, đẹp, gọn
gàng, sạch làm s ch b mạ ề ặt sau hàn. Điều này
giúp cho làm gi m t ng chi phí hàn. ả ổ
- Có th hàn v i tể ớ ốc độ cao, VAHN nh , làm giỏ ảm nguy cơ biến d ng khi ạ hàn.
Nhược điểm [6]:
Các thông s ố(Uh, Ih, Vh,…) này đều yêu cầu được ki m soát, l a chể ự ọn đúng và k ỹ càng đểcó thể đưa ra được m t m i hàn có kộ ố ết quả ốt. t
- Thiết bị hàn thì khá là phức tạp, đắt tiền, tính ng th p. độ ấ
- Khí b o v có th d dàng phát tán nả ệ ể ễ ếu điều ki n che ch n ệ ắ không đượ ốt, c t do đó hàn MIG/MAG sẽ ặ g p r t nhiấ ều khó khăn trong điều ki n hàn ngoài tr i ệ ở ờ nếu không được che chắ ốt.n t
-Tốc độ ngu i c a kim loộ ủ ạ
1.3.3.4. Hàn plasma (PAW)
Quá trình hàn Plasma được xem là m t d ng c i ti n cộ ạ ả ế ủa quá trình hàn điện c c không nóng chự ảy trong môi trường khí b o v (GTAW). Gi ng v i quá trình ả ệ ố ớ GTAW, quá trình PAW cũng sử ụng điệ d n c c không nóng chự ảy, tuy nhiên, điểm
Học viên: Đỗ Thanh Tùng - CNH15B 30 khác biệt ở chỗ ỏ m hàn c a PAW t o ra m t buủ ạ ộ ồng khí nén xung quanh điện cực.
Nhiệ ủt c a h quang s ồ ẽ làm nóng dòng khí đi qua buồng nén nhiở ệt độ cao khi n ế cho các phân t khí b ion hóa và dử ị ẫn điện, tạo thành dòng Plasma. Dòng Plasma đi ra khỏi vòi phun có nhiệ ột đ kho ng 16700ả 0C, tạo thành d ng h quang nén [20 ạ ồ ].
Hình 1.11. Sơ đồ ỏ m hàn hàn h quang plasma ồ Ưu điểm:
- Mức đ ập trung năng lượng cao hơnộ t ;
- Độ ổn định h quang cao, ồ đặc biệt ởchế độ cường độ dòng điệ n hàn th p; ấ - Dòng khí plasma có tốc đ cao hơnộ ;
- Các thông s cố ủa vũng hàn ít phụthuộc và s ự thay đổi kho ng cách làm vi c; ả ệ - Không xảy ra hiện tượng nhi m vễ ật liệu điện c c vonfram vào v t hàn; ự ậ - Yêu cầu đố ới v k i ỹ năng thợ hàn thấp hơn khi hàn tay.
Nhược điểm
- Thiết bị đắ ền hơn t ti ; - Vòi phun có tuổi th ọthấp;
- Thợ hàn phải có hiểu biết sâu về quá trình hàn này;
- Mức độtiêu thụ khí b o v ả ệcao.
1.3.3.5. Hàn laser (LBW)
Học viên: Đỗ Thanh Tùng - CNH15B 31 c bi t thu c nhóm hàn nóng ch
Đây là phương pháp hàn đặ ệ ộ ảy, trong đó kim lo i ạ ở ch nỗ ối được nung ch y b ng tia laze t p trung công su t l n do máy phát ả ằ ậ ấ ớ lượng t quang h c t o ra. ử ọ ạ LBW thường dùng để ố n i các chi ti t l p nh ng ch ế ắ ở ữ ỗ khó ch m t i, hàn các chi tiạ ớ ết rất nh , hàn v t ỏ ậ liệu có độchảy cao (như gốm).
Hình 1.12. Sơ đồ ấ ạ c u t o và nguyên lý hoạ ột đ ng laze s d ng h ng ng c. ử ụ ồ ọ 1. B cung cộ ấp và điều khiển điện; 2. Buồng ph n x ả ạ ánh sáng; 3. Đèn phát xung;
4. Thanh hồng ngọc; 5.Gương phản x toàn ph n; 6. ạ ầ Gương phản x bán ph n; ạ ầ 7. Thấu kính hội tụ; 8. Chi tiết; 9. Bàn gá; 10. T ế bào quang điện.
Ưu điểm:
- Có th hàn lazer cho các m i hàn cùng ho c khác chể ố ặ ất liệu;
- Tia lazer có th kiể ểm soát được độ chính xác cao, điểm hàn cũng có thể đặt được chính xác;
- Tốc độ nung nóng cũng như làm nguội cao, vùng ảnh hưởng nhi t là nh do ệ ỏ đó hàn lazer tốt cho các v trí hàn có liên k t v i các b ph n d ị ế ớ ộ ậ ễ ảnh hưởng bởi nhiệt;
Học viên: Đỗ Thanh Tùng - CNH15B 32 - Quy trình hàn thu được mối hàn sạch và thường ít ph i làm s ch m i hàn. ả ạ ố
Nhược điểm:
- Tốc độ hàn ch m ( t ậ ừ25->250mm/phút );
- Tốc độ ngu i nhanh có th gây ra các vộ ể ấn đề ớ v i m i hàn thép cacbon cao; ỗ - Giá thành trong thiết bịlà cao so với các phương pháp hàn khác.
Tuy nhiên, với các phương pháp hàn nóng chả ạy t o ra mối hàn có cơ tính đạt được giá tr không cao, ch kho n 65% so vị ỉ ả ới cơ tính kim loại cơ bản, trong quá trình hàn, chi ti t hàn b bi n d ng khá lế ị ế ạ ớn. Do đó đòi ỏ, h i nghiên c u mứ ột phương pháp hàn phù hợp để tăng độ ề b n m i hàn và gi m bi n d ng. Hàn ma sát ngoáy là ố ả ế ạ phương pháp tối ưu nhất có th gi i quyể ả ết được những đòi hỏi trên, do đó, sau khi được phát minh năm 1991, FSW giành được s quan tâm c a r t nhi u nhà nghiên ự ủ ấ ề c u trên th gi ứ ế ới.