Hiểu các chế độ truyền cho GMAW

Ảnh hưởng như thế nào đến việc lựa chọn kim loại phụ

Quá trình hàn hồ quang kim loại khí (GMAW) sử dụng bốn chế độ cơ bản để chuyển kim loại từ điện cực sang phôi. Mỗi chế độ truyền phụ thuộc vào quy trình hàn, nguồn điện hàn và vật tư tiêu hao, và mỗi chế độ có các đặc điểm và ứng dụng riêng biệt.

Một số biến quyết định loại chuyển giao mà bạn sử dụng, bao gồm số lượng và loại dòng điện hàn, hóa chất điện cực, bề mặt điện cực, đường kính điện cực, khí bảo vệ và khoảng cách từ đầu đến điểm tiếp xúc. Chế độ truyền cũng ảnh hưởng đến sự lựa chọn của bạn về kim loại phụ được sử dụng.

Chế độ nào phù hợp với bạn? Lựa chọn khôn ngoan có thể ảnh hưởng lớn đến hiệu quả và năng suất của bạn.

Chuyển giao ngắn mạch

Trong quá trình chuyển đổi ngắn mạch, điện cực chạm vào công việc và đoản mạch, khiến kim loại chuyển động do ngắn mạch. Điều này xảy ra với tốc độ từ 20 đến hơn 200 lần mỗi giây.

Ưu điểm của truyền ngắn mạch là năng lượng thấp. Phương pháp này thường được sử dụng trên vật liệu mỏng ¼ inch trở xuống và đối với các đường truyền gốc trên đường ống không có lớp lót. Nó có thể được sử dụng để hàn ở tất cả các vị trí.

Chế độ truyền này thường yêu cầu các điện cực có đường kính nhỏ hơn, chẳng hạn như 0,023, 0,030, 0,035, 0,040 và 0,045 in. Dòng điện hàn phải đủ để làm chảy điện cực, nhưng nếu quá mức, nó có thể gây ra sự phân tách mạnh điện cực bị đoản mạch, dẫn đến bắn tóe quá mức. Sử dụng các điều khiển độ dốc và độ tự cảm có thể điều chỉnh được có thể tăng cường quá trình truyền để giảm thiểu bắn tóe và thúc đẩy mặt cắt hàn phẳng hơn. Điều chỉnh độ dốc giới hạn cường độ dòng điện ngắn mạch, trong khi điều chỉnh độ tự cảm kiểm soát thời gian cần thiết để đạt cường độ dòng điện tối đa. Việc điều chỉnh thích hợp hai yếu tố này có thể tạo ra bề ngoài hạt tuyệt vời và rất cần thiết cho quá trình truyền ngắn mạch bằng các điện cực bằng thép không gỉ.

Các điện cực bằng thép không gỉ rắn chiếm ưu thế nhất là ER308L, ER309L và ER316L. Các điện cực này cũng có sẵn ở loại Si, chẳng hạn như 308LSi. Các loại LSi chứa nhiều silicon hơn, làm tăng tính lưu động của vũng hàn và giúp vũng hàn thấm ướt tốt hơn so với các hợp kim tiêu chuẩn. Mặc dù có thể cần điều chỉnh nguồn điện nhỏ, cả hai loại đều có thể được sử dụng thành công miễn là thông số kỹ thuật cho vật liệu hàn cho phép.

Đối với các điện cực bằng thép carbon, việc phân loại điện cực quyết định mức độ silicon. ER70S-3 và ER70S-6 được sử dụng rộng rãi nhất. Đối với các ứng dụng đường ống, ER70S-2, ER70S-4 và ER70S-7 đôi khi được sử dụng cho công việc mở gốc vì chúng cung cấp mức silicon thấp hơn. Lớp silicon thấp hơn tạo ra vũng nước cứng hơn và cho phép bạn kiểm soát nhiều hơn cấu hình hạt phía sau. Trong mối hàn hở, bạn có thể sử dụng điện cực loại S-6 có độ tự cảm thấp hơn điện cực loại S-2 vì loại S-6 có hàm lượng silicon cao hơn và vũng chảy lỏng hơn.

Việc duy trì khoảng cách liên tục từ đầu đến điểm làm việc trong quá trình truyền ngắn mạch là rất quan trọng để duy trì quá trình truyền trơn tru.

Khí bảo vệ phổ biến nhất cho chế độ truyền ngắn mạch cho các điện cực thép cacbon là 75 phần trăm argon/25 phần trăm CO ₂ . Nhiều hỗn hợp khí bảo vệ ba phần cũng có sẵn cho thép carbon và thép không gỉ cho phương thức vận chuyển này.

chuyển cầu

Truyền hình cầu có nghĩa là kim loại mối hàn truyền qua hồ quang thành các giọt lớn, thường lớn hơn đường kính của điện cực được sử dụng. Chế độ truyền này thường chỉ được sử dụng trên thép carbon và sử dụng khí bảo vệ 100% CO ₂ . Phương pháp này thường được sử dụng để hàn ở các vị trí bằng phẳng và nằm ngang vì kích thước giọt hàn lớn và sẽ khó kiểm soát hơn nếu được sử dụng ở các vị trí thẳng đứng và trên cao so với truyền hồ quang ngắn mạch. Chế độ này tạo ra nhiều tia lửa nhất; tuy nhiên, khi dòng điện cao hơn được sử dụng với tấm chắn CO ₂ và hồ quang bị chôn vùi, hiện tượng bắn tóe có thể giảm đáng kể. Bạn phải thận trọng với một vòng cung bị chôn vùi vì điều này có thể dẫn đến việc gia cố quá mức nếu tốc độ di chuyển không được kiểm soát.

Các điện cực GMAW bằng thép không gỉ thường không được sử dụng trong chế độ truyền này vì hàm lượng niken và crôm của chúng (9 đến 14 phần trăm niken và 19 đến 23 phần trăm crôm) tạo ra điện trở cao hơn các điện cực bằng thép cacbon. Ngoài sự khác biệt về điện trở, việc sử dụng 100 phần trăm CO ₂ làm khí bảo vệ có thể gây bất lợi cho khả năng chống ăn mòn của các điện cực bằng thép không gỉ. Thép carbon ER70S-3 và ER70S-6 nói chung là các điện cực được lựa chọn.

Chế độ truyền phun

Truyền phun được đặt tên cho việc phun các giọt nóng chảy nhỏ qua vòng cung, tương tự như tia phun ra từ vòi tưới vườn khi lỗ mở bị hạn chế. Truyền phun thường nhỏ hơn đường kính của dây và sử dụng tốc độ hoặc cường độ dòng điện và điện áp tương đối cao. Không giống như truyền ngắn mạch, một khi hồ quang được thiết lập, nó sẽ luôn luôn bật. Phương pháp này tạo ra rất ít tia bắn tóe và thường được sử dụng trên các kim loại dày ở các vị trí bằng phẳng và nằm ngang.

Truyền phun đạt được với tỷ lệ argon cao trong khí bảo vệ, thường tối thiểu là 80 phần trăm. Còn được gọi là phun dọc trục, chế độ này sử dụng mức hiện tại cao hơn mức được mô tả là dòng chuyển tiếp. Dòng chuyển tiếp sẽ khác nhau tùy thuộc vào đường kính điện cực, tỷ lệ phần trăm hỗn hợp khí bảo vệ và khoảng cách từ đầu đến điểm tiếp xúc. Khi mức dòng điện cao hơn dòng điện chuyển tiếp, điện cực sẽ chuyển sang công việc dưới dạng các giọt rất nhỏ có thể hình thành và tách ra với tốc độ vài trăm giọt mỗi giây. Cần có đủ điện áp hồ quang để đảm bảo rằng những giọt nhỏ này không bao giờ chạm vào vật liệu, giúp mối hàn không bị bắn tóe. Truyền phun cũng tạo ra một cấu hình thâm nhập giống như ngón tay.

Chế độ truyền này được sử dụng chủ yếu ở các vị trí phẳng và nằm ngang vì nó tạo ra vũng hàn lớn. Tỷ lệ lắng đọng cao có thể đạt được so với các chế độ truyền tải khác. Do chiều dài hồ quang được sử dụng nên nó cũng dễ bị ảnh hưởng bởi từ trường hơn. Nếu điều này không được kiểm soát, cấu hình thâm nhập, hình dạng hạt và mức độ bắn tung tóe có thể bị ảnh hưởng tiêu cực.

Yếu tố chính trong việc lựa chọn điện cực thép cacbon đôi khi là số lượng đảo silicat còn lại trên bề mặt mối hàn. Điều này đặc biệt đúng nếu bạn cần giảm thiểu thời gian làm sạch sau khi hàn hoặc nếu sản phẩm hoàn chỉnh sẽ được sơn. Vì lý do này, bạn có thể chọn điện cực ER70S-3, ER70S-4 hoặc ER70S-7. Với các điện cực bằng thép không gỉ, có rất ít sự khác biệt về hình dạng hạt trong các loại Si vì năng lượng sử dụng trong chế độ truyền này cao hơn. Ưu điểm tác động làm ướt của các loại Si là không cần thiết, và nếu chúng được sử dụng thì đó thường là vấn đề ưu tiên. Ảnh hưởng của hóa chất đối với dòng chuyển tiếp là tối thiểu, nhưng có thể cần điện áp cao hơn với một hợp kim so với hợp kim khác để đạt được tia phun thực sự.

Truyền xung-phun

Ở chế độ truyền xung-phun, nguồn điện luân chuyển giữa dòng truyền phun cao và dòng điện nền thấp. Điều này cho phép làm mát cực đại vũng hàn trong chu kỳ nền, làm cho nó hơi khác so với chuyển phun thực sự. Lý tưởng nhất là trong mỗi chu kỳ, một giọt dịch chuyển từ điện cực sang vũng hàn. Do dòng điện nền thấp, chế độ truyền này có thể được sử dụng để hàn lệch vị trí trên các phần dày với năng lượng cao hơn so với truyền ngắn mạch, do đó tạo ra dòng điện trung bình cao hơn và sự hợp nhất thành bên được cải thiện. Ngoài ra, nó có thể được sử dụng để giảm nhiệt đầu vào và giảm biến dạng khi không cần hoặc không thể đạt được tốc độ di chuyển cao do hạn chế về thiết bị hoặc thông lượng.

Nói chung, các loại khí bảo vệ tương tự được sử dụng để truyền phun cũng được sử dụng cho chế độ phun xung.

Với tất cả các chế độ truyền, loại dây sẽ có một số ảnh hưởng đến cài đặt máy. Ngoài ra, bề mặt dây sẽ ảnh hưởng đến việc chuyển giao. Các nhà sản xuất sử dụng các loại chất ổn định hồ quang khác nhau trên bề mặt dây để tăng cường chuyển giao trơn tru. Đây là lý do tại sao phải thực hiện các điều chỉnh nhỏ khi hàn với cùng loại điện cực từ các nhà sản xuất khác nhau.