Hàn hồ quang là một trong những phương pháp mạnh mẽ nhất đã thực sự thay đổi cách thức liên kết kim loại. Do đó, nó tạo thành nền tảng cho các ngành công nghiệp như xây dựng, ô tô và sản xuất. Bản chất của hàn hồ quang liên quan đến nhiệt lượng do hồ quang điện tạo ra, có khả năng làm nóng chảy kim loại và liên kết kim loại nóng chảy.
Đây là một quá trình mà bạn có thể đã từng gặp, dù là trong khung của một tòa nhà chọc trời cao chót vót, trong các mối hàn mịn trên ô tô của bạn hay trong các chi tiết phức tạp của một bộ phận kim loại tùy chỉnh.
Điều hấp dẫn nhất về hàn hồ quang là tính linh hoạt về mặt công nghệ. Có nhiều loại hàn hồ quang khác nhau, mỗi loại được thiết kế cho các vật liệu, điều kiện và nhu cầu khác nhau trong các dự án.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu các loại hàn hồ quang khác nhau và giải thích cách thức hoạt động của hàn hồ quang, đồng thời làm rõ điểm khác biệt giữa từng loại. Cho dù bạn là thợ hàn/nhà sản xuất có kinh nghiệm hay chỉ đơn giản muốn tìm hiểu cách thức hoạt động của chúng, hướng dẫn này sẽ cung cấp cho bạn một bức tranh rõ ràng về nghề cơ bản này.
Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về thế giới hàn hồ quang và khám phá nhiều loại hình tạo nên phân ngành rộng lớn này.
Loại hàn hồ quang
Có nhiều loại hàn hồ quang, mỗi loại nhắm đến các tình huống ứng dụng và yêu cầu vật liệu cụ thể. Chúng ta hãy cùng đi sâu vào chi tiết của từng loại: giải thích cách thức hoạt động, ưu điểm, ứng dụng phổ biến và hạn chế của chúng.
1. Hàn hồ quang kim loại có bảo vệ (Hàn que)
Hàn que
Hàn hồ quang kim loại có lớp bảo vệ, thường được gọi là hàn que, là một trong những phương pháp hàn hồ quang cổ xưa và đơn giản nhất. Trong quy trình hàn này, điện cực tiêu hao được phủ một lớp thuốc hàn thường được sử dụng để hàn, và lớp thuốc hàn được phủ lên điện cực nóng chảy, không chỉ tạo ra lớp khí bảo vệ mà còn ngăn ngừa hiệu quả mối hàn bị nhiễm bẩn bởi tạp chất.
Cách thức hoạt động:
Người thợ hàn tạo ra hồ quang giữa điện cực và vật hàn. Nhiệt sinh ra làm nóng chảy cả điện cực và kim loại, giúp chúng kết nối chắc chắn với nhau.
Ứng dụng：
Trong số tất cả các ứng dụng, hàn que được ứng dụng nhiều nhất trong các công trình xây dựng, sửa chữa và bảo trì máy móc hạng nặng.
Sản phẩm lý tưởng cho công việc ngoài trời và tại chỗ vì có thể hoạt động trong điều kiện gió và bụi bẩn.
Thuận lợi:
- Di động và dễ dàng cài đặt.
- Có thể sử dụng với nhiều loại kim loại: thép, gang, thép không gỉ và nhiều loại khác.
- Rẻ và dễ dàng cho người mới bắt đầu.
Nhược điểm:
- Có xỉ được tạo ra cần phải được làm sạch.
- Không hiệu quả với vật liệu mỏng.
- Đây là một kỹ năng cần có thời gian để học.
2. Hàn hồ quang kim loại bằng khí (Hàn MIG hoặc MAG)
Trong thực tế hiện đại, hàn hồ quang kim loại bằng khí hay MIG/MAG sử dụng dây hàn liên tục và khí bảo vệ để tạo ra mối hàn sạch và hiệu quả.
Hoạt động:
Một cuộn dây được đưa qua súng hàn. Hồ quang điện làm nóng chảy dây và kim loại nền. Khí bảo vệ (khí trơ cho MIG, hoạt động cho MAG) bảo vệ mối hàn khỏi nhiễm bẩn.
Ứng dụng:
Rất phổ biến trong sửa chữa và sản xuất ô tô cũng như trong các dự án tự làm.
Thuận lợi:
- Mối hàn sạch sẽ, chất lượng cao.
- Nhanh hơn nhiều so với nhiều phương pháp khác.
- Thích hợp với nhiều loại kim loại, bao gồm cả nhôm.
Hạn chế:
- Thiết bị đắt hơn.
- Yêu cầu bề mặt làm việc sạch sẽ.
- Vì loại khí bảo vệ này khá nhạy cảm nên không lý tưởng để sử dụng ngoài trời.
3. Hàn hồ quang lõi thuốc
Hàn hồ quang lõi thuốc
Hàn hồ quang lõi thuốc (FCAW) tương tự như hàn MIG, ngoại trừ loại hàn lõi thuốc này sử dụng dây hàn không cần khí bảo vệ bên ngoài.
Cách thức hoạt động:
Chất trợ dung bên trong dây sẽ tan chảy và giải phóng khí để bảo vệ mối hàn, do đó có thể sử dụng ngoài trời hoặc nơi có gió.
Ứng dụng:
Thích hợp cho các công việc nặng nhọc như đóng tàu, đường ống và hàn kết cấu.
Thuận lợi:
- Phát triển tốt ở ngoài trời.
- Phù hợp với vật liệu dày.
- Nhanh hơn và hiệu quả hơn với các dự án lớn.
Nhược điểm:
- Nó tạo ra các tia lửa và xỉ.
- Cần phải có kỹ năng để đạt được độ chính xác.
4. Hàn hồ quang điện cực khí Tungsten (Hàn TIG)
Hàn hồ quang khí vonfram (hàn TIG) là phương pháp hàn điện rất chính xác thường được sử dụng cho các dự án kim loại mỏng hoặc các dự án yêu cầu mối hàn sạch, chất lượng cao.
Cách thức hoạt động:
Điện cực vonfram không tiêu hao tạo ra hồ quang, nhưng thanh hàn được cung cấp riêng để nối các kim loại. Khí bảo vệ, thường là argon, bảo vệ mối hàn.
Ứng dụng:
Rất phổ biến trong ngành hàng không vũ trụ, ô tô và điêu khắc nghệ thuật.
Thuận lợi:
- Tạo ra mối hàn chất lượng cao nhất mà không bị bắn tóe.
- Thích hợp cho kim loại mỏng hoặc tinh xảo.
- Kiểm soát tuyệt vời cho công việc phức tạp.
Nhược điểm:
- Cần rất nhiều kỹ năng và sự kiên nhẫn.
- So với các phương pháp khác thì phương pháp này chậm hơn đáng kể.
- Thiết bị có thể đắt tiền.
5. Hàn hồ quang Plasma
Hàn hồ quang Plasma
Hàn hồ quang plasma sử dụng hồ quang hẹp để tạo ra tia plasma nhiệt độ rất cao nhằm xử lý các quy trình như vậy một cách chính xác.
Cách thức hoạt động:
Plasma được tạo ra bằng cách đẩy khí qua một vòi phun nhỏ, ion hóa khí và sử dụng nó để làm nóng kim loại cơ bản.
Ứng dụng:
Được sử dụng trong các ngành công nghiệp chính xác như hàng không vũ trụ và điện.
Ưu điểm:
- Thao tác chính xác cho các mối hàn có chi tiết.
- Hoạt động trên nhiều loại vật liệu khác nhau.
- Hiệu quả và tốc độ cao hơn.
Nhược điểm:
- Cần có thiết bị chuyên dụng.
- Hoạt động này rất tốn kém.
6. Hàn hồ quang carbon
Hàn hồ quang carbon
Một trong những loại hàn hồ quang lâu đời nhất là hàn hồ quang carbon, sử dụng điện cực carbon để tạo ra hồ quang.
Cách thức hoạt động:
Hồ quang được tạo ra giữa điện cực carbon và kim loại cần hàn. Để làm cho mối hàn dày hơn, có thể thêm vật liệu độn thủ công.
Ứng dụng:
Do kém rắn chắc hơn MIG nên phương pháp này chủ yếu được sử dụng để sửa chữa và hàn gang và thép cacbon cao.
Thuận lợi:
- Rẻ tiền và đơn giản.
- Vật liệu có hàm lượng carbon cao có thể được hàn bằng cách này.
Hạn chế:
- Do sinh nhiệt rất cao nên hiện tượng cong vênh xảy ra
- Cần phải vệ sinh nhiều hơn sau khi hàn.
7. Hàn hồ quang chìm
Hàn hồ quang chìm sử dụng điện cực liên tục và một lớp thuốc hàn dạng hạt để bảo vệ mối hàn.
Cách thức hoạt động:
Hồ quang được bao phủ bởi một lớp thuốc hàn để ngăn ngừa ô nhiễm và đảm bảo chất lượng cao.
Ứng dụng:
Phổ biến trong đóng tàu, đường ống và các ứng dụng công nghiệp nặng.
Thuận lợi:
- Tỷ lệ lắng đọng cao.
- Tạo ra mối hàn sạch và chắc chắn.
- Ít bắn tóe.
Hạn chế:
- Chỉ ở vị trí phẳng hoặc nằm ngang.
- Không sử dụng trên vật liệu mỏng.
8. Hàn nguyên tử hydro
Hàn hydro nguyên tử
Quá trình này sử dụng hydro làm khí bảo vệ để tạo ra hồ quang nhiệt độ rất cao, lý tưởng để hàn các hợp kim cứng.
Cách thức hoạt động:
Một hồ quang được đánh giữa hai điện cực vonfram trong bầu khí quyển hydro sẽ tạo ra nhiệt lượng lớn.
Ứng dụng:
Thường được sử dụng cho các vật liệu khó hàn, bao gồm vonfram và thép cường độ cao.
Thuận lợi:
- Tạo ra mối hàn cực kỳ sạch sẽ
- Nhiệt độ cao để tạo liên kết tốt
Hạn chế:
- Ít phổ biến hơn vì có thiết bị chuyên dụng
- Đắt tiền và mất thời gian
9. Hàn điện xỉ
Hàn điện xỉ được sử dụng để ghép các vật liệu dày theo phương thẳng đứng.
Cách thức hoạt động:
Một hồ quang được tạo ra giữa điện cực và kim loại cơ bản, nhưng thuốc hàn nhanh chóng tan chảy tạo thành xỉ dập tắt hồ quang và duy trì quá trình bằng cách chống lại nhiệt.
Ứng dụng:
Hàn chịu lực cao các tấm thép dày trong xây dựng
Thuận lợi:
- Có tác dụng cực tốt trên các mối nối thẳng đứng.
- Nhanh chóng và hiệu quả cho vật liệu dày
Hạn chế:
- Chỉ giới hạn ở các ứng dụng theo chiều dọc
- Cần có người vận hành có tay nghề
10. Hàn đinh tán hồ quang kéo (DA)
Hàn đinh tán hồ quang kéo
Đây là một quá trình rất nhanh chóng và hiệu quả để gắn đinh tán hoặc chốt vào bề mặt kim loại.
Cách thức hoạt động:
Một thanh chốt được ép vào bề mặt kim loại, và một hồ quang được đánh giữa chúng để làm nóng chảy phần đế của thanh chốt và bề mặt. Hai phần này được hợp nhất khi thanh chốt được rèn vào đúng vị trí.
Ứng dụng:
Thường được sử dụng trong các ứng dụng xây dựng, ô tô và đóng tàu.
Thuận lợi:
- Nhanh chóng và chính xác.
- Mối hàn có độ bền cao.
- Có thể gia công được nhiều loại kim loại khác nhau.
Hạn chế:
- Chỉ giới hạn ở một số ứng dụng ốc vít nhất định.
- Đòi hỏi phải thiết lập thiết bị chính xác.
Hàn hồ quang hoạt động như thế nào
Hàn hồ quang nghe có vẻ khá phức tạp. Tuy nhiên, quy trình thực tế có thể được chia nhỏ thành một loạt các bước để cho thấy thao tác này thực sự đơn giản và nhanh chóng như thế nào. Việc đánh giá đúng mức độ linh hoạt và hiệu quả của hàn hồ quang thực sự đến từ sự hiểu biết về cách thức hoạt động của nó.
Tổng quan về một cung
Tên gọi hàn hồ quang bắt nguồn từ hồ quang điện – một dòng điện liên tục phóng ra giữa hai điểm. Trong hàn hồ quang, hồ quang thường được tạo ra giữa điện cực và vật hàn.
Nhiệt lượng cực lớn sinh ra trong hồ quang – 6.500°F (3.600°C) hoặc cao hơn – khiến kim loại cơ bản và điện cực nóng chảy và tạo thành vũng hàn nóng chảy.
Khi hồ nóng chảy nguội đi và đông cứng lại, nó tạo ra mối nối chắc chắn giữa các mảnh được ghép lại với nhau.
Điện cực như một chất dẫn điện
Điện cực có chức năng kép: Nó dẫn điện để tạo ra hồ quang và trong hầu hết các quy trình, nó nóng chảy để cung cấp chất độn.
Điện cực có thể là loại tiêu hao (được sử dụng trong quá trình hàn, như hàn que hoặc hàn MIG) hoặc không tiêu hao (như hàn TIG, trong đó hồ quang được tạo ra giữa điện cực vonfram và phôi, và vật liệu hàn được cung cấp bởi một thanh riêng biệt).
Bảo vệ mối hàn
Trong quá trình hàn, vũng hàn nóng chảy dễ bị nhiễm bẩn bởi các khí trong khí quyển như oxy và nitơ, những khí này có xu hướng làm yếu mối hàn hoặc gây ra hiện tượng đứt gãy. Một số kỹ thuật che chắn được áp dụng để tránh điều này:
- Khí bảo vệ
Các quy trình như hàn MIG và TIG sử dụng khí trơ hoặc khí hoạt tính dưới dạng lớp vỏ bao quanh vũng hàn như argon, heli hoặc carbon dioxide.
- Lớp phủ thuốc hoặc dây lõi
Trong quá trình hàn hồ quang kim loại có vỏ bọc, hay còn gọi là hàn hồ quang lõi thuốc, thuốc hàn trên điện cực hoặc bên trong lõi dây sẽ nóng chảy, tạo ra khí bảo vệ và lớp xỉ phủ lên mối hàn. Lớp xỉ này sau đó được gọt bỏ sau khi hàn để tạo ra bề mặt sạch.
- Thông lượng hạt
Hàn hồ quang chìm sử dụng thuốc hàn dạng hạt bao phủ toàn bộ hồ quang, do đó bảo vệ hoàn toàn và tạo ra mối hàn chất lượng cao nhất với ít khuyết tật nhất.
Các loại nguồn điện và dòng điện
Hàn hồ quang liên quan đến việc tạo ra và duy trì hồ quang, đòi hỏi nguồn điện phù hợp. Loại dòng điện được sử dụng cho quy trình, dù là AC hay DC, đều có thể ảnh hưởng đến quy trình và kết quả.
- Dòng điện xoay chiều (AC)
Quy trình này thường được sử dụng trong hàn que và hàn TIG nhôm. Tuy nhiên, hàn AC tỏ ra ổn định hơn đối với một số loại mối hàn nhất định, chủ yếu trên các kim loại dễ bị oxy hóa.
- Dòng điện một chiều (DC)
Hầu hết các quy trình hàn hồ quang đều sử dụng dòng điện một chiều (DC) vì nó cho phép nhiệt độ ổn định và được kiểm soát. Đặc tính của hồ quang, về độ xuyên thấu và phân bố nhiệt, phụ thuộc vào cực tính của dòng điện một chiều.
Nhiệt và nóng chảy
Nhiệt độ cao sinh ra trong hồ quang làm nóng chảy cả điện cực và phôi tại điểm tiếp giáp. Vùng vật liệu nóng chảy này được gọi là vũng hàn và tạo nền tảng cho mối hàn. Để tạo ra mối hàn chính xác, nhiệt lượng đầu vào phải được kiểm soát cẩn thận:
- Nhiệt độ cao cho vật liệu dày
Các quy trình như hàn hồ quang chìm và hàn điện xỉ được thiết kế để giải quyết cụ thể các vấn đề về vật liệu dày, nặng bằng cách quản lý nhiệt độ cao để thâm nhập sâu.
- Nhiệt độ chính xác cho vật liệu mỏng
Hàn TIG và hàn hồ quang plasma sử dụng nhiệt tập trung để gia công chính xác các vật liệu mỏng hoặc tinh xảo.
Kết hợp kim loại
Khi vũng hàn đã xuất hiện, thợ hàn sẽ tiếp tục thao tác điện cực hoặc vật liệu hàn để phân phối kim loại nóng chảy một cách hợp lý trong mối hàn. Điều này có thể được thực hiện bằng nhiều kỹ thuật khác nhau, tùy thuộc vào quy trình. Ví dụ bao gồm:
- Cấp dây liên tục
Trong quá trình hàn MIG, vật liệu hàn liên tục được đưa vào hồ quang thông qua một ống cuộn được điều khiển bằng động cơ.
- Thêm chất độn thủ công
Với phương pháp hàn TIG, thợ hàn sẽ tự tay đưa que hàn vào hồ quang nóng chảy, giúp kiểm soát mối hàn một cách chính xác.
- Không có vật liệu độn
Trong quá trình hàn hồ quang cacbon, kim loại cơ bản được kết hợp mà không cần thêm vật liệu nào khác.
Làm mát và đông đặc
Khi hồ quang bị dập tắt, vũng hàn nóng chảy bắt đầu nguội và đông đặc. Quá trình nguội này là một quá trình rất quan trọng vì nó tạo nên độ bền và tính toàn vẹn của mối hàn. Tốc độ nguội, cùng với các xử lý sau hàn khác – ví dụ như loại bỏ xỉ hoặc làm sạch mối hàn – là những biến số rất quan trọng quyết định kết quả.
- Làm mát nhanh
Có thể tạo ra mối hàn giòn với ứng suất dư ở một số kim loại.
- Làm mát có kiểm soát
Nhiều loại được sử dụng trong công nghiệp để tạo ra mối hàn đồng đều và mạnh mẽ.
Các biến thể hàn hồ quang
Các nguyên tắc cơ bản vẫn giữ nguyên, nhưng mỗi kỹ thuật hàn hồ quang đều khác nhau về một số tính năng làm thay đổi chức năng của nó:
- Hàn que cung cấp điện cực hàn thủ công với thuốc hàn che chắn. Có thể rất phù hợp nếu điều kiện không lý tưởng.
- Máy hàn MIG sử dụng cơ cấu cấp liệu liên tục cho phép hàn nhanh chóng và hiệu quả. Máy được sử dụng trong các dự án lớn có nhiều mối hàn.
- TIG cực kỳ chính xác vì điện cực và vật liệu hàn vẫn tách biệt, do đó cho phép tạo ra mối hàn gọn gàng và có kiểm soát.
- Hàn hồ quang plasma là phương pháp sử dụng tia plasma tốc độ cao để cắt hoặc hàn kim loại trong điều kiện cực kỳ chính xác.
Kết luận
Hàn hồ quang là một trong những phương pháp tiên tiến và khéo léo đã định hình thế giới hiện đại. Hàn hồ quang có khả năng kết hợp kim loại theo cách vừa mạnh mẽ vừa chính xác.
Do đó, nó rất quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Điều thực sự làm nên sự tuyệt vời của hàn hồ quang là khả năng thích ứng với nhiều công việc khác nhau, dù là xây dựng nặng, nghệ thuật phức tạp hay sửa chữa hàng ngày.
Các loại phương pháp hàn hồ quang cho phép thích ứng với bất kỳ vật liệu hoặc môi trường mong muốn nào. Sử dụng kỹ thuật và kiến thức phù hợp, hàn hồ quang không chỉ có thể nối các mảnh kim loại mà còn tạo ra các liên kết bền vững.
Nó hình thành nên nền tảng vững chắc cho việc xây dựng các công trình, công cụ và nhiều sáng tạo liên quan đến cuộc sống của chúng ta.
THÔNG TIN LIÊN HỆ CỦA CHÚNG TÔI:
CÔNG TY CỔ PHẦN DIMEC
Đường dây nóng: 0966.92.0404
Facebook: Máy hàn cắt Dimec
Trang web: dimec.vn
Địa chỉ Trụ sở chính: Số 285 Phúc Lợi, P. Phúc Lợi, Q.Long Biên, TP.Hà Nội
CN Đà Nẵng: Số 20, đường Nguyễn Sinh Sắc, P. Hoà Minh, Q. Liên Chiểu, TP. Đà Nẵng
CN Hồ Chí Minh: Số 84 Đường 10, KĐT Vạn Phúc, P. Hiệp Bình Phước, TP. Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh
Quý khách hàng quan tâm sản phẩm vui lòng xem thêm thông tin chi tiết Tại đây.
