Giải thích hàn lạnh

Hàn nguội là một quá trình hàn ở trạng thái rắn, cần ít hoặc không cần nhiệt để nối hai hoặc nhiều bề mặt kim loại lại với nhau. Bằng chứng khoa học đầu tiên về hàn nguội được ghi nhận vào năm 1724 khi hai quả cầu chì được nối với nhau bằng cách xoắn chúng sau khi tiếp xúc. Vào những năm 1940, quá trình hàn nguội được chính thức công nhận là một hiện tượng vật liệu chung trong đó hai bề mặt kim loại sạch được ép vào nhau sẽ dính vào tiếp xúc trong chân không.

Trong khi hàn nguội phải mất nhiều năm để làm quen, nó đã trở thành một kỹ thuật không thể thay thế đối với một số ngành công nghiệp, là một quy trình đơn giản nhưng khéo léo.

Hàn lạnh là gì?

Hàn nguội hay còn gọi là hàn áp lực lạnh hay hàn tiếp xúc là một quá trình hàn nối hai bề mặt kim loại sạch với nhau bằng cách sử dụng một áp suất đủ lớn để tạo ra liên kết kim loại. Không giống như các quy trình hàn khác sử dụng nhiệt và vật liệu nóng chảy để kết hợp các kim loại lại với nhau, hàn lạnh có khả năng nối các kim loại mà không cần năng lượng nhiệt để tạo ra một liên kết gần như hoàn hảo giữa các vật liệu.

Trong điều kiện khí quyển bình thường, bề mặt kim loại phản ứng với oxy tạo ra một lớp oxit. Lớp oxit này hoạt động như một rào cản ngăn cản các nguyên tử hình thành liên kết. Để làm sạch kim loại dùng cho hàn nguội, lớp oxit được loại bỏ bằng cách cắt, chải hoặc sử dụng các phương pháp cơ học và hóa học khác.

Các kim loại ít nhất phải hơi dẻo và không bị cứng nghiêm trọng. Một hạn chế khác của quá trình này là các kim loại không thể chứa bất kỳ carbon nào. Hàn lạnh hoạt động tốt nhất khi nó được tiến hành trong chân không, nơi không có oxy.

Một số người không quen với hàn nguội, vì đây là một quy trình hàn độc đáo và khác với ý tưởng chung về hàn có sử dụng nhiệt. Tốt nhất bạn nên hiểu một số cái gọi là kỹ thuật hàn lạnh thực chất là các quy trình hàn nóng sử dụng điện cực hoặc bề mặt dẫn điện.

Chuyển kim loại lạnh

Truyền kim loại lạnh là một quá trình hàn hồ quang tổng hợp sử dụng hồ quang điện để tạo ra các mối hàn. Quy trình hàn MIG này bị gọi nhầm là hàn lạnh vì nhiệt áp dụng trong vũng hàn thấp hơn 90% so với quy trình MIG thông thường.

Hàn lạnh TIG

Cái gọi là mối hàn nguội TIG đạt được bằng cách giảm đáng kể nhiệt đầu vào và áp dụng chính xác hồ quang điện vào một điểm nhỏ chỉ trong một phần giây. Nhiệt lượng tỏa ra nhanh chóng, do đó phương pháp này thiếu nhiệt hạch và chỉ hiệu quả khi nối các tấm kim loại mỏng.

Quá trình hàn lạnh

Là điều kiện tiên quyết của quá trình hàn nguội, các kim loại được làm sạch bằng cách loại bỏ các lớp oxit trên bề mặt bằng cách chải dây hoặc cắt bề mặt. Sau khi loại bỏ ô nhiễm bề mặt, các kim loại sau đó có thể được ép lại với nhau dưới áp suất cao bằng máy công nghiệp.

Quy trình hàn này hoạt động ở cấp độ cấu trúc vi mô giữa các nguyên tử kim loại, vì các electron sẽ chuyển giữa hai bề mặt sạch tiếp xúc. Liên kết hàn nguội bền với ít tạp chất và các mảng thô nhưng cũng có thể yếu hơn đáng kể nếu có chất bẩn hoặc bề mặt không đều.

Ngoài ra, thời gian giữa quá trình chuẩn bị làm sạch kim loại và quá trình hàn nguội thực tế là rất quan trọng. Cửa sổ thời gian này ngắn khi các nguyên tử trên bề mặt kim loại sạch bắt đầu phản ứng với khí quyển. Tiếp xúc kéo dài có thể để lại một lượng tạp chất đặc biệt sẽ ảnh hưởng đến độ bền của liên kết sau này. Những tạp chất này có thể được tiết lộ bằng cách sử dụng các phương pháp kiểm tra không phá hủy khác nhau .

Chỉ cần một số dụng cụ nhỏ cho phương pháp hàn tương đối đơn giản này, bàn chải sắt để loại bỏ lớp oxit bề mặt và máy hàn áp suất lạnh để tiếp xúc với khí quyển kim loại mới tiếp xúc.

Máy hàn áp lực lạnh