ỘNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chế ựộ chắnh tới hình dạng và kắch thước mối hànỢ.
3.3.1.Dòng ựiện, ựiện áp hàn và lưu lượng khắ plasma.
Sự hòa tan dẫn ựến tăng hàm lượng nguyên tố hợp kim (chủ yếu là sắt) từ kim loại cơ bản vào kim loại ựắp, dẫn ựến giảm ựộ cứng, khả ăng chống mài mòn hoặc chống rỉ của lớp ựắp. Các nguyên tố khuếch tán tập trung trong lớp kim loại ựắp ở chiều sâu 0,2 Ờ 0,5 mm gần với vùng viền chảy. Với giả thiết là sự bay hơi của các nguyên tố hợp kim là không ựáng kể, sự chuyển biến của các pha bất lợi có thể ựược kiểm soát bằng phương pháp hàn ựắp plasma bột.
Khi tiến hành hàn với cùng một lượng bột hàn, tốc ựộ hàn và các thông số chế ựộ khác, nếu ta tăng dòng hồ quang plasma sẽ dẫn ựến làm tăng chiều sâu ngấu và tăng lượng kim loại cơ bản khuếch tán vào lớp ựắp. Ảnh hưởng của dòng ựiện tới sự hòa tan gần như một ựường tuyến tắnh (Hình 3-1).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật 28
Hình 3-3: Ảnh hưởng của dòng ựiện plasma, lưu lượng khắ plasma, tỷ lệ bột hàn tới sự hòa tan của kim loại mối hàn.
Tuy nhiên có sự khác biệt khi khuếch tán giữa các ựường hàn. Sự tác ựộng qua lại giữa lưu lượng khắ và dòng ựiện hồ quang plasma là rất rõ ràng. Khi tăng lưu lượng khắ, thì dòng ựồng thời cũng phải tăng dòng ựiện và kéo theo sự hòa tan cũng tăng nhanh hơn. Vì vậy, ảnh hưởng của lưu lượng khắ tới sự hòa tan giống với ảnh hưởng của dòng ựiện. Khi tăng lượng bột hàn sẽ làm giảm sự hòa tan của lớp ựắp, bởi vì ta cần nhiều năng lượng hơn ựể làm nóng chảy bột kim loại.
đường kắnh của chụp khắ plasma cũng ảnh hưởng tới lưu lượng khắ. Khi thay ựổi chụp khắ với những kắch thước khác nhau, lưu lượng khắ plasma cũng thay ựổi theo. Với lưu lượng của khắ plasma hoặc khắ dẫn quá lớn sẽ gây ra chảy rối và sinh ra rỗ khắ và lẫn oxit vào trong lớp ựắp. Hồ quang plasma với lưu lượng khắ lớn tác ựộng mạnh vào bể kim loại nóng chảy, do ựó lớp ựắp có thể mỏng hơn tại tâm của ựường hàn (hình 3-3). Chắnh vì ảnh hưởng này, nên lưu lượng khắ plasma thường chỉ trong khoảng từ 2-6 lắt /phút.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật 29
Hình 3-4: Ảnh hưởng của lưu lượng khắ lên hình dạng lớp ựắp và sự hòa tan kim.
Theo nhiều nghiên cứu, dòng hàn plasma là yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất tới sự hòa tan kim loại. Kắch thước của bể kim loại nóng chảy và chiều dày của ựường hàn có những ảnh hưởng lên quá trình kiểm soát. Rắc rối xảy ra khi kiểm soát nếu bể kim loại nóng chảy di chuyển giữa hồ quang plasma và kim loại cơ bản. Bởi vậy, khả năng giữ hình dạng chiều sâu ngấu của hồ quang biến mất. Tuy nhiên, dòng hồ quang có ảnh hưởng rất lớn ựến sư khuyếch tán. Cách ựơn giản nhất ựể kiểm soát ựược sự hòa tan ựó là ựiều chỉnh dòng hàn plasma. Ngoài ra chiều sâu ngấu và sự hòa tan ựều có thể ựạt ựược bằng cách nghiêng mỏ hàn plasma so với hướng hàn.
điện áp hồ quang thay ựổi ắt hơn so với dòng ựiện hàn. Nó ảnh hưởng tới hình dạng và ựộ rộng của ngọn lửa hồ quang. điện áp càng cao thì ngọn lửa hồ quang càng rộng và dẹt. Phải tránh ựiện áp quá cao vì nó gây ra nứt gãy. điện áp thấp sinh ra hồ quang hẹp hơn, xuyên sâu hơn.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật 30
Hình 3-5: Ảnh hưởng của ựiện áp và dòng ựiện ựến nhiệt ựộ hồ quang plasma.
điện áp và dòng hồ quang có quan hệ tương ựối với nhau và chúng ảnh hưởng trực tiếp ựến việc tạo ra hồ quang và ựặc trưng là nhiệt ựộ tại các ựiểm tạo hồ quang ở ựầu hàn.
Hồ quang plasma tỏa ra một phần nhỏ bên cạnh hồ quang tập trung tại trung tâm của ựầu hàn. Vùng nhiệt ựộ 10 000 Ờ 16 000ồK ựược truyền tới vật hàn bằng chùm tia tập trung
đường ựẳng nhiệt trong sơ ựồ ở trên cho biết năng lượng ựược phân bổ khác nhau như thế nào trong hồ quang plasma:
- Vùng nhiệt ựộ 16.000 ựến 24.000ồK mở rộng vượt quá ựầu hàn - Vùng nhiệt ựộ 10.000 ựến 16.000ồK ựược truyền toàn bộ tới chi tiết.