Quá trình Hàn Mig, Tig, Hàn Xung

 Khái niệm MIG xung:

Một cách đơn giản, MIG xung là phương pháp dịch chuyển không tiếp xúc giữa điện cực (dây hàn) và vũng hàn. Nghĩa là ở phương pháp này không có thời gian để dây hàn chạm vũng hàn. Điều này đựợc thực hiện thông qua biến thiên tốc độ cao của dòng điện đầu ra của máy hàn. Hàn MIG xung với quy trình ít bắn tóe và sinh nhiệt ít hơn so với phương pháp dịch chuyển phun hoặc dịch chuyển giọt cầu.

Quy trình hàn MIG xung hoạt động bởi sự hình thành giọt kim loại nóng chảy tại đầu dây hàn tương ứng với từng xung. Khi đó, một lượng dòng bổ sung đẩy giọt kim loại qua hồ quang đi vào vũng hàn. Sự chuyển dịch những giọt kim loại này xảy ra qua vùng hồ quang, với mỗi giọt tương ứng với một xung.

Để hiểu quy trình này một cách chi tiết, hãy xem xét một dạng sóng. Không như chế độ CV (điên áp không đổi) dòng hàn là một đường thẳng, dòng MIG xung giảm tại các thời điểm không cần bổ sung năng lượng , vì vậy làm nguội quy trình. Đây là giai đoạn “làm nguội” cho phép MIG xung hàn tốt hơn vật liệu mỏng, kiểm soát được biến dạng nhiệt và có tốc độ cấp dây thấp hơn. Trong quá trình này, dòng hàn tăng tới đỉnh khi giọt kim loại hình thành. Khi đó, ở pha dòng cơ sở, dòng hàn giảm đi để để giảm nhiệt tích lũy tổng thể.

Các ưu điểm có được khi sử dụng máy hàn xung:

Tiết kiệm dây hàn và khí bảo vệ
Máy hàn MIG xung cung cấp một phạm vi ứng dụng rộng hơn vì khả năng mở rộng giới hạn từ thấp đến cao cho mỗi đường kính dây hàn. Chẳng hạn,với máy hàn MIG thông thường, thợ hàn phải sử dụng các loại dây hàn đường kính 0.8mm, 1.2mm, 1.32 mm, cho các ứng dụng hàn khác nhau theo độ dầy vật hàn hoặc vị trí hàn, nhưng với máy hàn MIG xung, chỉ cần dây hàn 1.2mm có thể đáp ứng được toàn bộ ứng dụng đó. Điều này có nghĩa là thay vì phải sử dụng hai hoặc ba loại dây hàn có đường kính khác nhau, thợ hàn chỉ cần một loại dây. Chỉ cần một loại dây sẽ giảm thiểu chi phí tồn kho và tiết kiệm thời gian cho việc chuyển đổi khi thay dây hàn. Điều này cũng đúng với khí bảo vệ - một loại khí có thể đáp ứng được các giới hạn từ thấp đến cao của ứng dụng. Thêm nữa, nhu cầu mua và dự trữ các loại phụ kiện tiêu hao (mỏ hàn, đầu bép hàn, ống dẫn dây,v.v…) cũng giảm do đó tiết kiệm thêm chi phí.

Giảm khói hàn và bắn tóe
So với hàn MIG thông thường, hàn MIG xung ít bắn tóe và ít khói hàn hơn. Sự giảm thiểu bắn tóe tiết kiệm đáng kể vì dây hàn nóng chảy tham gia vào kim loại hàn tối đa, ít bắn tóe lên bề mặt sản phẩm hoặc các đồ gá xung quanh, do đó cũng cần ít thời gian làm sạch sau khi hàn. Giảm thiểu khói hàn cũng tạo cho môi trường làm việc trong nhà xưởng an toàn hơn và ít bị ô nhiễm hơn.

Giảm nhiệt tích lũy
Dòng hàn xung giảm thiểu được nhiệt tích lũy khi hàn nên hạn chế biến dạng nhiệt và cải thiện chất lượng tổng thể do đó giảm các lỗi của sản phẩm. Điều này rất quan trọng khi vật liệu chi tiết hàn là thép không gỉ, thép nickel và các hợp kim khác nhạy cảm với nhiệt.

Cải thiện năng suất hàn
Hàn MIG xung cho tỷ lệ đắp cao. Ngoài ra, vì các dòng máy mới đơn giản hơn và tính thích nghi cao, sử dụng máy hàn MIG với chế độ hàn xung dễ dàng hơn các phương pháp dịch chuyển hồ quang khác, không mất nhiều thời gian cho đào tạo.

Chất lượng hàn cao hơn
Tất cả các ưu điểm của phưong pháp hàn MIG xung đề cập trên đây cho chất lượng hàn cuối cùng tốt hơn và hồ quang ổn định hơn. Thêm nữa, thợ hàn có điều kiện làm việc tốt hơn trong môi trường ít khói hàn, đồng thời vì bắn tóe ít nên thời gian dành cho việc làm sạch hoặc mài chi tiết sau hàn không đáng kể. Ngoài ra, một lợi ích nữa là nguồn hàn synergic cho phép đạt được mối hàn chất lượng cao kể cả với thợ hàn ít kinh nghiệm.

Một vài gợi ý lựa chọn thiết bị cho ứng dụng hàn Pulsed MIG:

1 Chọn thiết bị có khả năng làm việc trên phạm vi mở rộng mới các quá trình hàn
Nếu trước đó thợ hàn sử dụng máy hàn CV với dòng 300A thì cũng không nhất thiết phải lựa chọn máy MIG xung 300A. Do khả năng ứng dụng rộng hơn đối với máy MIG xung, có thể chọn máy 400A có cường độ dòng hàn cao hơn để mở rộng phạm vi tốc độ cấp dây.

2 Sử dụng bộ điều khiển synergic tiên tiến
Như đã trình bày ở trên, máy hàn synergic tiên tiến cung cấp giao diện sử dụng đơn giản cho phép giảm thiểu thời gian đào tạo cho thợ hàn mới.

3 Cẩn thận khi chọn kích cỡ mỏ hàn
Quy trình MIG xung có thể thực hiện tại phạm vi cao hơn và có dòng xung lớn, và hoạt động “nóng hơn” các quy trình MIG truyền thống. Vì lý do này, thợ hàn nên chọn mỏ hàn làm mát bằng nước nếu có thể và chọn cỡ mỏ phù hợp với dòng hàn.

4 Cân nhắc lựa chọn tính năng cảm biến điện áp hàn nếu vị trí hàn ở xa nguồn hàn.
Một vài loại nguồn hàn có tính năng cảm biến điện áp làm việc giúp tăng cường hiệu năng xung khi khoảng cách giữa vị trí hàn và nguồn hàn lớn. Thông thường, máy cảm biến điện áp tại các điểm đầu ra – môt là tại vật hàn và điểm khác là bộ cấp dây hàn. Với tính năng tùy chọn này, thợ hàn có thể thao tác đầu ra tách biệt với vật hàn.

Lưu ý khi thiết lập thông số cho máy thiết lập thông số hàn cho máy hàn MIG xung có một chút khác biệt với máy hàn MIG thông thường. Hãy cẩn thận để đảm bảo rằng các hướng dẫn phù hợp tuân thủ theo các quy định an toàn trong vận hàn.
1 Dòng xung lớn hơn đòi hỏi nối mát tốt hơn, thợ hàn phải đảm bảo tiếp nối điện tốt trước khi hàn. 
2 Chiều dài cáp nên giảm thiểu để giảm cảm kháng. Chiều dài cáp không nên dài hơn 15 mét. Nếu phải sử dụng cáp dài, dễ xảy ra cuộn cáp lên là tăng điện cảm. Điện cảm làm phẳng xung và giảm hiệu lực của chúng. Ngoài ra, để ý không để cáp tạo thành các vòng lớn hoặc vòng lặp xung quanh các vật dẫn điện. Những yếu tố này sẽ cho đặc tính hàn tốt hơn, đặc biệt là với hàn MIG xung. 

Vây để tiết kiệm chi phí, chất lượng tốt hơn, cải thiện năng suất và dễ vận hành… tất cả những yếu tố này làm cho MIG xung là một lựa chọn không thể bỏ qua. Mặc dù giá cao có thể làm cho bạn e ngại và cân nhắc cẩn thận khi đầu tư ban đầu nhưng các lợi ích đem lại trong dài hạn sẽ đưa đến kết luận rằng sử dụng máy hàn MIG xung là giải pháp tiết kiệm. 

Chi Tiết Quá trình Hàn TIG (Tungsten inert gas) hay hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi trường khí trơ (Gas tungsten arc welding -GTAW) là quá trình hàn nóng chảy, trong đó nguồn nhiệt điện cung cấp bởi hồ quang được tạo thành giữa điện cực không nóng chảy và vũng hàn. Vùng hồ quang được bảo vệ bằng môi trường khí trơ ( khí Argon, He hoặc Ar + He) để ngăn cản những tác động có hại của oxi và nitơ trong không khí

Thực tế thì hàn TIG có thể sử dụng các khí, hỗn hợp khí sau:

- Khí Argon tinh khiết (phổ biến)

- Hỗn hợp Khí Argon và Khí Heli (trong đó Heli có thể chiếm đến 75% hỗn hợp) được sử dụng khi các chi tiết hàn dày hoặc kim loại có độ dẫn nhiệt cao như là Cu.

- Hỗn hợp khí Ar + Khí H2 thường dùng hàn thép không gỉ, hợp kim Ni, Ni-Cu cơ khí hóa tốc độ cao. Hỗn hợp khí sử dụng có thể chứa 35%H2.

- Hỗn hợp khí Ar + Khí N2 đôi khi được sử dụng để hàn Cu và hợp kim Cu trong trường hợp này N2 có tác dụng thay thế He vì nó có tính chất tương tự nhưng rẻ hơn He.

- Hỗn hợp khí N2+H2 với tỷ lệ 9:1 có thể sử dụng để thay khí Argon làm khí bảo vệ mặt sau mỗi hàn (backing gas).

Hàn TIG nếu không sử dụng khí bảo vệ, hoặc khí bảo vệ hoạt tính như Khí CO2 thì sẽ làm cháy điện cực rất nhanh và làm hỏng mối hàn.

Câu hỏi thứ hai về loại máy hàn que sử dụng để hàn mối hàn inox mỏng 0.7 đến 2mm 
Weldcom xin trả lời:

Hàn Que sử dụng hàn Inox chỉ thích hợp với các mối hàn có độ dày từ 2 đến 7mm với độ dày mỏng anh nên lựa chọn phương pháp hàn TIG để đảm bảo được mối hàn chất lượng tốt. Anh có thể tham khảo bài viết Máy hàn inox, cách chọn máy hàn inox

So sánh giữa sử dụng khí CO2 và sử dụng hỗn hợp khí 80%argon/20%CO2 khi hàn thép 1.5mm hoặc dày hơn

- Khi sử dụng hỗn hợp khí 80%argon/20%CO2 cho chúng ta hồ quang ổn định, dễ điều chỉnh mỗi hàn gọn đều (mối hàn bên phải). Khi sử dụng hỗn hợp khí 100%CO2 cho hồ quang ít ổn định hơn mối hàn bị giật xuất hiện các hạt xỉ nóng chảy  như hình bên trái mặt khác hồ quang cũng sáng hơn so với khi sử dụng hỗn hợp khí bảo vệ là argon.

So sánh giữa sử dụng khí CO2 và sử dụng hỗn hợp khí Argon/CO2 đối với thép 0.8mm đến 1.2mm

- CO2 không duy trì hồ quang tốt bằng sử dụng hỗn hợp khí Argon/Co2. Đối với điện áp thấp dây hàn có xu hướng đóng cục trên bề mặt và không ngấu kim loại. Hồ quang không tự động được mồi cho đến khi chạm điện cực hàn. Các thiết lập tốc độ cấp dây không mang lại nhiều hiệu quả. Do đó đơn giản không nên sử dụng khí CO2 khi hàn với điện áp thấp.

- Khi sử dụng hỗn hợp khí Argon-CO2 tại mối hàn bên phải cho ta một hồ quang ổn định, đều. Hồ quang có thể được duy trì tại điện áp thấp khi hàn thép từ 0.8mm đến 1.2mm.

So sánh giữa sử dụng hỗn hợp 80%argon/20%Co2 so với 93%argon/5%CO2/2%oxy

Không có nhiều sự khác biệt trong hàn MIG khi sử dụng hai loại khí trên làm khí bảo vệ. Oxy trong hỗn hợp khí giúp cải thiện độ ướt làm cho mối hàn êm hơn, mịn hơn. Hai loại khí trên thường được sử dụng tương đương nhau đặc biệt là khi hàn các tấm mỏng theo một cách hiểu nào đó thì 2% Oxy là như tương đương với 15%CO2. Hỗn hợp chứa Oxy thường được sử dụng châu Âu, trong khi hỗn hợp có khí CO2 thường được sử dụng tại Mỹ.

Hàn MIG khi sử dụng với thuần khí Argon

Thuần khí argon thường được sử dụng trong hàn nhôm hơn là hàn thép. Hồ quang do nó sinh ra thường nhẹ và tản mát hơn nhiều so với hàn hỗn hợp CO2/argon và gây khó khăn khi thao tác mỏ hản chính xác đặc biệt là khi hàn với tấm mỏng.

Vảy hàn thường cao hơn so với khi sử dụng các khí khác. Xuất hiện nhám quang vũng hàn

Việc sự dụng khí hoặc hỗn hợp khí Argon và khí CO2 là cần thiết trong quá trình hàn công nghệ