Hàn plasma là gì?

Khái niệm cơ bản về quy trình hàn dẫn điện cao và nó khác với hàn thông thường như thế nào

Plasma là một chất khí nóng, bị ion hóa bao gồm số lượng xấp xỉ bằng nhau của các ion tích điện dương và các electron tích điện âm. Các đặc tính của plasma khác biệt đáng kể so với các đặc tính của khí trung tính thông thường, đó là lý do tại sao nó được coi là trạng thái vật chất thứ tư riêng biệt.

Nói một cách đơn giản, plasma là một loại khí đã được làm nóng quá mức đến mức trở nên dẫn điện cao. Trong các quy trình hàn và cắt, điều này cho phép truyền dòng điện. Nhiệt độ của hồ quang plasma có thể đạt tới 30.000 độ F.

Hàn plasma, lần đầu tiên được giới thiệu như một quy trình hàn vào đầu những năm 1960, được sử dụng trong các ứng dụng dòng điện thấp đặc biệt (microplasma) từ 0,5 amp trở xuống, hoặc các ứng dụng lên đến 500 amp cho ngành công nghiệp nặng.

Mặc dù được coi là một quy trình hàn kỳ lạ trong môi trường sản xuất ngày nay, nhưng hàn plasma vẫn được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp mà khối lượng sản xuất, tính nhất quán và thời gian ngừng hoạt động tối thiểu là yếu tố then chốt. Dưới đây là một số thông tin cơ bản về hàn plasma và nó khác với các quy trình chính thống, thông thường hơn như thế nào.

Vòng cung tập trung

Một trong những lợi ích chính của quy trình PAW là vòng cung tập trung được tạo ra thông qua lỗ đầu. Bạn có thể tăng hoặc giảm kích thước lỗ để phù hợp với yêu cầu cường độ dòng điện của mình và cũng để phù hợp với các ứng dụng cụ thể. Ưu điểm của hồ quang tập trung bao gồm:

• Thâm nhập sâu
• Giảm vùng ảnh hưởng nhiệt
• Tốc độ di chuyển nhanh
• Ít vòng cung đi lang thang
• Độ chính xác trong các ứng dụng tự động/robot

Những đặc điểm này có ích khi sản xuất những thứ như bình chịu áp lực, linh kiện hàng không vũ trụ, cảm biến lưu lượng, ống thổi hàn cạnh, pin và thiết bị y tế.

Điện cực được bảo vệ

Không giống như trong hàn TIG, nơi điện cực vonfram tiếp xúc với khí quyển sau chu trình hàn, điện cực trong quy trình plasma được tách biệt bên trong buồng mỏ hàn và được bảo vệ bởi tấm chắn khí. Điều này cho phép điện cực giữ nguyên tình trạng trong thời gian dài hơn. Trong các ứng dụng tự động, điều này giúp cải thiện đáng kể năng suất vì giảm nhu cầu dừng quy trình hàn để mài sắc điện cực.

Truyền hồ quang không có tần số cao

Để tránh nhiễm bẩn trong quá trình TIG, cần sử dụng tần số cao để truyền hồ quang từ điện cực sang phôi. Trong một số trường hợp, điều này tạo ra sự cố trong các ứng dụng tự động khi tần số cao có thể gây nhiễu và làm gián đoạn thiết bị điều khiển. Phương pháp truyền này cũng có thể làm mòn điện cực sớm, đặc biệt là trong các mối hàn có khối lượng lớn, thời gian hàn ngắn, khiến bạn cần phải dừng quy trình để mài sắc điện cực vonfram.

Mặt khác, hàn plasma sử dụng hồ quang thí điểm không đổi cho phép truyền hồ quang mà không cần tần số cao. Điều này giúp loại bỏ sự can thiệp của hệ thống điều khiển và cho phép chuyển giao chính xác, đáng tin cậy cho các chu kỳ sản xuất dài hơn.

Kiểm soát hồ quang

Ngoài các chức năng có sẵn trên nguồn điện hàn plasma như điều khiển dòng điện, điều khiển khí kỹ thuật số (duy trì dòng khí trong phạm vi cài đặt cường độ dòng điện), đồng thời định thời điểm và xung, mỏ hàn plasma có thể giúp bạn tinh chỉnh các đặc tính của hồ quang . Chúng bao gồm những điều sau đây:

• Kích thước lỗ đầu
• lùi điện cực
• Tốc độ dòng khí
• khả năng đa khí

Điều này cho phép rất nhiều tính linh hoạt để nâng cao hơn nữa quy trình cho phù hợp với nhiều ứng dụng.

Lựa chọn khí

Bạn có thể sử dụng nhiều loại khí để tăng cường quá trình hàn. Ví dụ: bạn có thể sử dụng argon trộn với 2% đến 5% hydro làm khí plasma hoặc làm khí bảo vệ kết hợp với argon tinh khiết.

Khí plasma argon kết hợp với khí bảo vệ argon/hydro . Đầu vào nhiệt tăng lên từ khí bảo vệ làm giảm sức căng bề mặt của vật liệu và cho phép tốc độ di chuyển nhanh hơn.

Khí plasma argon/hydro kết hợp với khí bảo vệ argon tinh khiết. Tập trung nhiệt trong dòng plasma để tăng khả năng thâm nhập (chế độ lỗ khóa).

Tốc độ

Hồ quang tập trung và nồng độ nhiệt cao cho phép bạn đạt được tốc độ di chuyển nhanh hơn trong một số ứng dụng.

Đây có thể được coi là một lợi ích ngay lập tức trong các ứng dụng lặp đi lặp lại, nơi yêu cầu sản xuất số lượng lớn.

Nhiều chế độ hoạt động

Hai chế độ hoạt động của hàn plasma thường được gọi là plasma mềm và lỗ khóa .

Sự khác biệt giữa chế độ lỗ khóa và chế độ plasma mềm (không lỗ khóa) về cơ bản là việc thiết lập vật tư tiêu hao của mỏ hàn và các thông số. Ở chế độ lỗ khóa, điện cực được đặt lùi lại so với lỗ đầu, cho phép tập trung nhiệt từ hồ quang plasma ở một khu vực nhỏ hơn. Trong chế độ này, có thể thiết lập các thông số và cấu hình của mỏ hàn để cho phép dòng plasma xuyên qua các vật liệu dày tới 0,39 inch, đạt được độ xuyên thấu hoàn toàn mà không cần chuẩn bị mối nối.

Ở chế độ không lỗ khóa (plasma mềm), điện cực được đặt gần lỗ đầu hơn. Điều này làm giảm tiêu điểm hồ quang và kết hợp với cường độ dòng điện, khí plasma và tốc độ dòng chảy đã chọn, bạn có thể đạt được tất cả các lợi ích của quy trình plasma mà không yêu cầu các mối hàn ngấu hoàn toàn.