Khái niệm và phân loại hàn hồ quang MIG
Phương pháp hàn hồ quang sử dụng điện cực nóng chảy, với khí bên ngoài làm môi trường hồ quang và bảo vệ giọt kim loại, hàn hồ quang nóng chảy và kim loại nhiệt độ cao trong vùng hàn được gọi là hàn hồ quang MIG. Theo các vật liệu dây hàn và khí bảo vệ khác nhau, có thể chia thành các phương pháp sau, như trong hình minh họa.
Theo phân loại dây hàn có thể chia thành hàn dây đặc và hàn dây lõi thuốc. Hàn hồ quang khí trơ (Ar hoặc He) với dây lõi thuốc được gọi là hàn hồ quang MIG (Metal Inert Gas Arc Welding); Hàn hồ quang khí giàu Argon với dây lõi thuốc được gọi là hàn MAG (Metal Active Gas Arc Welding). Hàn khí CO2 với dây lõi thuốc được gọi là hàn CO2. Trong trường hợp dây lõi thuốc, hàn hồ quang có thể sử dụng hỗn hợp CO2 hoặc CO2+Ar làm khí bảo vệ được gọi là hàn bảo vệ khí dây lõi thuốc. Nó cũng có thể được thực hiện mà không cần khí bảo vệ, được gọi là hàn hồ quang tự bảo vệ.
Sự khác biệt giữa hàn MIG/MAG thông thường và hàn CO2
Đặc điểm của hàn CO2 là: chi phí thấp và hiệu quả sản xuất cao. Tuy nhiên, có nhược điểm là lượng bắn tóe lớn và tạo hình kém, vì vậy một số quy trình hàn sử dụng phương pháp hàn MIG/MAG thông thường. Hàn MIG/MAG thông thường là phương pháp hàn hồ quang được bảo vệ bằng khí trơ hoặc khí giàu argon, nhưng hàn CO2 có tính oxy hóa mạnh, điều này quyết định sự khác biệt và đặc điểm của hai phương pháp. Những ưu điểm chính của hàn MIG/MAG so với hàn CO2 như sau:
1) Lượng bắn tóe giảm hơn 50%. Hồ quang hàn dưới sự bảo vệ của khí argon hoặc khí giàu argon ổn định, không chỉ hồ quang ổn định trong quá trình chuyển tiếp giọt và chuyển tiếp tia, mà hồ quang còn có tác dụng đẩy lùi ít hơn đối với giọt trong quá trình chuyển tiếp ngắn mạch của hàn MAG dòng điện nhỏ, do đó đảm bảo lượng bắn tóe trong quá trình chuyển tiếp ngắn mạch của hàn MIG/MAG giảm hơn 50%.
2) Hình thành mối hàn đồng đều và đẹp. Bởi vì quá trình chuyển tiếp giọt hàn MIG/MAG đồng đều, mịn, ổn định, do đó hình thành mối hàn đồng đều và đẹp.
3) Có thể hàn nhiều kim loại hoạt động và hợp kim của chúng. Quá trình oxy hóa của khí quyển hồ quang rất yếu, thậm chí không có quá trình oxy hóa, hàn MIG/MAG không chỉ có thể hàn thép cacbon, thép hợp kim cao mà còn có thể hàn nhiều kim loại hoạt động và hợp kim của chúng, chẳng hạn như: nhôm và hợp kim nhôm, thép không gỉ và hợp kim của nó, magiê và hợp kim magiê.
4) Cải thiện đáng kể quá trình hàn, chất lượng hàn và hiệu quả sản xuất.
Sự khác biệt giữa hàn MIG/MAG xung và hàn MIG/MAG thông thường
Dạng chuyển tiếp giọt chính của hàn MIG/MAG thông thường là chuyển tiếp tia ở dòng điện cao và chuyển tiếp ngắn mạch ở dòng điện thấp, do đó dòng điện nhỏ vẫn có những nhược điểm là bắn tóe lớn và tạo hình kém, đặc biệt là một số kim loại hoạt động không thể hàn ở dòng điện thấp, chẳng hạn như nhôm và hợp kim, thép không gỉ, v.v. Do đó, hàn MIG/MAG xung được phát triển và chuyển tiếp giọt của nó được đặc trưng bởi một chuyển tiếp giọt cho mỗi xung dòng điện, về bản chất thuộc về chuyển tiếp giọt. So với hàn MIG/MAG thông thường, các tính năng chính của nó như sau:
1) Dạng chuyển tiếp giọt tốt nhất của hàn MIG/MAG xung là chuyển tiếp một xung thành một giọt. Theo cách này, bằng cách điều chỉnh tần số xung, số giọt trong quá trình chuyển tiếp giọt nóng chảy trên một đơn vị thời gian có thể thay đổi, tức là tốc độ nóng chảy của dây hàn.
2) Do sự giảm xung của quá trình chuyển tiếp giọt, đường kính giọt gần bằng đường kính của dây hàn, khi đó nhiệt hồ quang giọt thấp, tức là nhiệt độ giọt thấp (so với quá trình chuyển tiếp tia và quá trình chuyển tiếp giọt lớn). Do đó, hệ số nóng chảy của dây hàn được cải thiện, tức là hiệu suất nóng chảy của dây hàn được cải thiện.
3) Do nhiệt độ rơi thấp, khói hàn ít hơn. Theo cách này, một mặt giảm tổn thất do cháy của các thành phần hợp kim, mặt khác cải thiện môi trường thi công.
So với phương pháp hàn MIG/MAG thông thường, ưu điểm chính của phương pháp này như sau:
1) Lượng bắn tóe khi hàn rất nhỏ hoặc thậm chí không có.
2) Định hướng hồ quang tốt, thích hợp cho hàn ở mọi tư thế.
3) Mối hàn được định hình tốt, chiều rộng nóng chảy lớn, đặc tính độ sâu nóng chảy dạng ngón tay yếu và chiều cao còn lại nhỏ.
4) Hàn hoàn hảo kim loại hoạt động (như nhôm và hợp kim của nhôm) bằng dòng điện nhỏ.
Phạm vi dòng điện của quá trình chuyển đổi tia hàn MIG/MAG được mở rộng. Trong hàn xung, dòng điện hàn có thể ổn định từ dòng điện tới hạn của quá trình chuyển đổi tia tới phạm vi dòng điện lớn hơn hàng chục ampe.
Từ những điều trên, chúng ta có thể thấy được những đặc điểm và ưu điểm của MIG/MAG xung, nhưng không có gì là hoàn hảo. Những nhược điểm so với MIG/MAG thông thường như sau:
1) Hiệu suất sản xuất hàn thường có cảm giác hơi thấp.
2) Yêu cầu chất lượng cao đối với thợ hàn.
3) Hiện nay, giá thiết bị hàn cao hơn.
Việc lựa chọn hàn MIG/MAG xung chủ yếu được xác định bởi quy trình
Theo kết quả so sánh trên, tuy hàn MIG/MAG xung có nhiều ưu điểm mà các phương pháp hàn khác không thể thực hiện và so sánh được, nhưng cũng có những vấn đề như giá thành thiết bị cao, hiệu suất sản xuất hơi thấp và thợ hàn khó nắm bắt. Do đó, việc lựa chọn hàn MIG/MAG xung chủ yếu được xác định bởi yêu cầu quy trình hàn. Theo tiêu chuẩn quy trình hàn trong nước hiện hành, các phương pháp hàn sau về cơ bản phải sử dụng hàn MIG/MAG xung.
1) Thép cacbon. Những trường hợp có yêu cầu cao về chất lượng và hình thức mối hàn chủ yếu là trong ngành bình chịu áp lực, chẳng hạn như nồi hơi, bộ trao đổi nhiệt hóa học, bộ trao đổi nhiệt điều hòa không khí trung tâm và vỏ tua bin tua bin trong ngành thủy điện.
2) Thép không gỉ. Sử dụng dòng điện nhỏ (dưới 200A gọi là dòng điện nhỏ, dưới cũng vậy) và chất lượng mối hàn, yêu cầu về ngoại quan cao hơn, chẳng hạn như đầu máy xe lửa, bình chịu áp suất công nghiệp hóa chất, v.v.
3) Nhôm và hợp kim của nhôm. Sử dụng dòng điện nhỏ (dưới 200A gọi là dòng điện nhỏ, dưới cũng vậy) và chất lượng mối hàn, yêu cầu về ngoại hình của những dịp cao hơn, chẳng hạn như xe tốc độ cao, công tắc điện áp cao, tách khí và các ngành công nghiệp khác. Đặc biệt, xe tốc độ cao, bao gồm xe Sifang của Tập đoàn CSR, Nhà máy xe Tangshan và Changke và các nhà sản xuất nhỏ khác để gia công ngoài. Theo tin tức trong ngành, đến năm 2015, tất cả các thủ phủ và thành phố của tỉnh có dân số hơn 500,000 đã hiện thực hóa tàu cao tốc, điều này cho thấy nhu cầu lớn về tàu cao tốc và nhu cầu lớn về khối lượng công việc hàn và thiết bị hàn.
4) Đồng và hợp kim của nó. Theo hiểu biết hiện tại, đồng và hợp kim của nó về cơ bản là hàn MIG/MAG xung (trong phạm vi hàn bảo vệ khí MIG).
