Hàn khí và hàn điện là hai phương pháp hàn cơ bản, mỗi phương pháp có các nguyên tắc, thiết bị và ứng dụng riêng biệt. Hiểu được sự khác biệt của họ là chìa khóa để chọn kỹ thuật phù hợp cho một nhiệm vụ nhất định, vì chúng khác nhau đáng kể về hiệu quả, độ chính xác và sự phù hợp cho các vật liệu và môi trường khác nhau.
Nguyên tắc làm việc cốt lõi
Sự khác biệt cơ bản nhất nằm ở cách chúng tạo ra nhiệt để làm tan chảy kim loại. Hàn khí dựa vào quá trình đốt cháy khí nhiên liệu (thường là acetylen, propan hoặc khí tự nhiên) trộn với oxy. Khi được đốt cháy, hỗn hợp này tạo ra ngọn lửa nhiệt độ- cao - đạt tới 3.100 độ cho acetylene - kết hợp oxy - làm tan chảy vật liệu cơ bản và chất làm đầy. Quá trình này không yêu cầu điện, làm cho nó độc lập với các nguồn điện.
Ngược lại, hàn điện sử dụng điện để tạo ra nhiệt. Nó tạo ra một vòng cung điện giữa một điện cực (một dây có thể tiêu thụ hoặc không phải là - thanh vonfram có thể tiêu thụ) và phôi. Vòng cung, có thể đạt đến nhiệt độ vượt quá 5.000 độ, làm tan chảy kim loại ở khớp. Vòng cung này được duy trì bởi một dòng điện (dòng điện xoay chiều, AC hoặc dòng điện trực tiếp, DC) được cung cấp bởi máy hàn, làm cho hàn điện phụ thuộc vào nguồn điện.
Yêu cầu thiết bị
Thiết bị hàn gas tương đối đơn giản và di động. Nó bao gồm các xi lanh khí (một cho khí nhiên liệu và một cho oxy), bộ điều chỉnh áp suất để điều khiển dòng khí, một ngọn đuốc có vòi để trộn và đốt cháy các khí, và các ống nối các xi lanh với ngọn đuốc. Thanh phụ có thể được sử dụng để thêm vật liệu vào mối hàn, nhưng chúng không phải lúc nào cũng cần thiết. Việc thiếu các thành phần điện phức tạp làm cho thiết lập nhẹ và dễ vận chuyển, mặc dù nhu cầu của xi lanh khí bổ sung một số số lượng lớn.
Hàn điện yêu cầu một nguồn năng lượng - Thông thường, một máy hàn chuyển đổi năng lượng điện thành dòng điện cao cần thiết cho cung. Các thiết bị cụ thể thay đổi theo loại: MIG (khí trơ kim loại) sử dụng bộ nạp dây và đèn pin với nguồn cung cấp khí bảo vệ (trong hầu hết các trường hợp); Hàn TIG (Khí trơ vonfram) sử dụng một điện cực vonfsten tiêu thụ không - và một thanh phụ riêng biệt; Hàn dính (SMAW) sử dụng từ thông có thể tiêu thụ - Điện cực được phủ. Cáp kết nối máy với phôi (kẹp đất) và giá đỡ điện cực và một số loại (như MIG) yêu cầu thêm xi lanh khí để che chắn, thêm vào độ phức tạp của thiết bị.
Khả năng tương thích vật chất
Hàn khí có hiệu quả nhất đối với các thép carbon mỏng, thấp -, cũng như không - kim loại màu như đồng, đồng thau và nhôm. Đầu vào nhiệt thấp hơn và tốc độ gia nhiệt chậm hơn làm giảm nguy cơ làm cong vật liệu mỏng, và ngọn lửa có thể dễ dàng điều chỉnh để phù hợp với điểm nóng chảy của kim loại. Tuy nhiên, nó đấu tranh với các thép cường độ- cao hoặc các phần dày, vì ngọn lửa không thể tạo ra đủ nhiệt để đạt được sự thâm nhập sâu một cách hiệu quả.
Hàn điện là linh hoạt hơn nhiều trên các vật liệu. MIG hàn hoạt động tốt cho thép carbon, thép không gỉ và nhôm (với khí bảo vệ bên phải); TIG hàn vượt trội tại công việc chính xác trên nhôm, titan và hợp kim kỳ lạ; Gắn Hàn tay cầm bằng thép carbon dày và thậm chí là kim loại bị rỉ hoặc bẩn. Cường độ nhiệt cao hơn của các cung điện cho phép thâm nhập sâu hơn, làm cho nó phù hợp với các vật liệu dày (10 mm trở lên) và cao - kim loại cường độ mà hàn khí không thể tham gia một cách đáng tin cậy.
Độ chính xác và kiểm soát
Hàn khí cung cấp sự kiểm soát lớn hơn đối với đầu vào nhiệt, vì thợ hàn có thể điều chỉnh kích thước và cường độ ngọn lửa bằng cách điều chỉnh lưu lượng khí. Điều này làm cho nó lý tưởng cho các công việc tinh tế như sửa chữa đồ trang sức, lắp ống hoặc tham gia các tấm kim loại mỏng, trong đó quản lý nhiệt chính xác ngăn chặn Burn - qua. Tuy nhiên, quá trình gia nhiệt chậm có thể gây ra sự biến dạng nhiệt nhiều hơn trong các phôi lớn hơn và việc đạt được sự thâm nhập đồng đều trong kim loại dày là khó khăn.
Hàn điện cung cấp độ chính xác cao hơn trong hầu hết các ứng dụng công nghiệp. Nhiệt cô đặc của vòng cung cho phép các hạt hàn hẹp hơn và sự thâm nhập sâu hơn, phù hợp hơn. Đặc biệt, Hàn TIG cung cấp điều khiển đặc biệt - Máy hàn có thể điều chỉnh dòng điện, chiều dài hồ quang và tốc độ di chuyển để tạo ra các khớp sạch, chính xác, khiến nó trở thành lựa chọn cho các thành phần hàng không vũ trụ hoặc thiết bị y tế. MIG hàn, với nguồn cấp dữ liệu dây tự động, mang lại kết quả nhất quán trong sản xuất hàng loạt, giảm lỗi của con người.
Những hạn chế về môi trường và thực tế
Hàn khí là tốt - phù hợp cho các vị trí ngoài trời hoặc từ xa, vì nó không yêu cầu điện. Nó thực hiện một cách đáng tin cậy trong điều kiện gió (với kỹ thuật đuốc thích hợp) và thường được sử dụng trong sửa chữa hiện trường, chẳng hạn như sửa chữa thiết bị nông nghiệp hoặc cấu trúc kim loại ở các khu vực không có điện. Tuy nhiên, ngọn lửa mở gây ra nguy cơ hỏa hoạn gần vật liệu dễ cháy và các bình gas phải được xử lý cẩn thận để tránh rò rỉ hoặc nổ.
Hàn điện phụ thuộc vào nguồn điện, hạn chế việc sử dụng nó ở các khu vực xa mà không cần truy cập vào điện (trừ khi sử dụng máy phát điện). Nó cũng nhạy cảm với các yếu tố môi trường: gió có thể phá vỡ khí che chắn trong hàn MIG hoặc TIG, đòi hỏi các rào cản gió và độ ẩm cao có thể ảnh hưởng đến độ ổn định hồ quang. Tuy nhiên, nó an toàn hơn trong các không gian kín (với thông gió thích hợp) so với hàn khí, vì nó tạo ra khói ít độc hơn từ quá trình đốt cháy khí.
Hiệu quả và chi phí
Hàn khí chậm hơn, đặc biệt là đối với các vật liệu dày, do sản lượng nhiệt thấp hơn. Điều này làm cho nó kém hiệu quả hơn đối với việc sản xuất quy mô lớn- nhưng chi phí - có hiệu quả cho các công việc nhỏ. Chi phí thiết bị ban đầu là thấp, nhưng chi phí liên tục cho các lần nạp gas tăng lên theo thời gian - acetylene, đặc biệt, tương đối đắt tiền.
Hàn điện nhanh hơn, với tỷ lệ lắng đọng cao hơn (lượng kim loại hàn được thêm vào mỗi phút), làm cho nó lý tưởng cho sản xuất hàng loạt. Mặc dù khoản đầu tư ban đầu vào máy hàn cao hơn, hàn điện thường có chi phí thời hạn - thấp hơn, vì điện thường rẻ hơn so với khí nhiên liệu để sử dụng thường xuyên. Vật tư tiêu thụ như điện cực hoặc dây cũng có giá -, mặc dù các khí che chắn (đối với MIG/TIG) thêm một số chi phí.
Kết luận
Hàn khí và hàn điện khác nhau về cơ bản trong việc phát nhiệt, thiết bị và ứng dụng. Hàn khí, với ngọn lửa - dựa trên nhiệt và tính di động, là tốt nhất cho các kim loại mỏng, sửa chữa từ xa và khối lượng thấp -, công việc tinh tế. Hàn điện, được cung cấp bởi các cung và phụ thuộc vào điện, cung cấp tốc độ lớn hơn, độ chính xác và tính linh hoạt của vật liệu, làm cho nó trở thành xương sống của sản xuất công nghiệp, hàn cấu trúc và tham gia kim loại cường độ- cao.
Sự lựa chọn giữa chúng phụ thuộc vào các yếu tố như độ dày vật liệu, tiếp cận với sức mạnh, nhu cầu di động và khối lượng sản xuất. Mặc dù hàn khí vẫn có giá trị cho các nhiệm vụ cụ thể, hiệu quả và khả năng thích ứng của hàn điện đã khiến nó trở thành phương pháp thống trị trong hầu hết các ứng dụng hàn hiện đại.
