Giáo trình Công nghệ tạo phôi nâng cao

Nội dung text: Giáo trình Công nghệ tạo phôi nâng cao

1. Simpo PDFGiáo Merge trình :and Công Split nghệ Unregistered tạo phôi nâng Version cao - 10 phục các khuyết tật nh− lõm khuyết, bắn toé và hình dạng mối hàn không đồng đều. CO2 đ−ợc dùng rộng rãi để hàn thép C trung bình do giá thành thấp, mối hàn ổn định, cơ tính của liên kết hàn đạt yêu cầu, tốc độ hàn cao và độ ngấu sâu. Nh−ợc điểm của hàn trong khí bào vệ CO2 là gây bắn toé kim loại lỏng. Bảng 1-3 giới thiệu một số loại khí và hỗn hợp khí bảo vệ. Một số loại khí bảo vệ t−ơng ứng với kim loại cơ bản Bảng 3-3 Khí bảo vệ Kim loại cơ bản Ar (He) Kim loại và hợp kim không có sắt. Ar + 1% O2 Thép austenit Ar + 2% O2 Thép ferit (hàn đứng từ trên xuống) Ar + 5% O2 Thép ferit (hàn tấm mỏng, hàn đứng từ trên xuống) Ar + 20% CO2 Thép ferit và austenit (hàn ở mọi vị trí) Ar + 15% CO2 + 5% O2 Thép ferit và austenit (hàn ở mọi vị trí) CO2 Thép ferit (hàn ở mọi vị trí) e Thiết bị hàn Hệ thống thiết bị cần thiết dùng cho hàn hồ quang nóng chảy trong môi tr−ờng khí bảo vệ bao gồm: nguồn điện hàn, cơ cấu cấp dây hàn tự động, mỏ hàn hay súng hàn đi cùng các đ−ờng ống dẫn khí, dẫn dây hàn và cáp điện, chai chứa khí bảo vệ kèm theo bộ đồng hồ, l−u l−ợng kế và van khí. Mỏ hàn (súng hàn) bao gồm bép tiết diện để chuyển dòng điện hàn đến dây hàn, đ−ờng dẫn khí và chụp khí để h−ớng dòng khí bảo vệ bao quanh vùng hồ quang, bộ phận làm nguội có thể bằng khí hoặc n−ớc tuần hoàn, công tắc đóng ngắt đồng bộ dòng điện hàn, dây hàn và dòng khí bảo vệ. Hình 1.8. Mỏ hàn cổ cong, làm nguội bằng khí Nguồn điện hàn thông th−ờng là nguồn điện một chiều DC. Nguồn điện xoay chiều AC không thích hợp do hồ quang bị tắt nửa chu kỳ và sự chỉnh l−u chu kỳ phân cực nguội làm cho hồ quang không ổn định. Tr−ờng đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng
2. Simpo PDFGiáo Merge trình :and Công Split nghệ Unregistered tạo phôi nâng Version cao - 11 Đặc tính ngoài của nguồn điện hàn thông th−ờng là đặc tính cứng (điện áp không đổi). Điều này đ−ợc dùng với tốc độ cấp dây hàn không đổi, cho phép điều chỉnh tự động chiều dài hồ quang. 1.2.3- Công nghệ hàn hồ quang nóng chảy trong môi tr−ờng khí bảo vệ a) Chuẩn bị liên kết tr−ớc khi hàn Các yêu cầu về hình dáng, kích th−ớc, bề mặt liên kết trong ph−ơng pháp hàn hồ quang nóng chảy trong môi tr−ờng khí bảo vệ t−ơng tự nh− ở các ph−ơng pháp hàn khác. Tuy nhiên, do đ−ờng kính của dây hàn nhỏ hơn so với hàn d−ới lớp thuốc bảo vệ nên góc vát mép sẽ nhỏ hơn (th−ờng khoảng 45 ữ 600) do dây hàn có khả năng ăn sâu vào trong rãnh hàn. b) Các dạng truyền kim loại lỏng vào vũng hàn c Truyền kim loại dạng cầu Giọt kim loại hình thành chậm trên điện cực và l−u lại ở đây lâu. Nếu kích th−ớc giọt kim loại lỏng đủ lớn, giọt kim loại lỏng sẽ chuyển vào vũng hàn theo các h−ớng khác nhau (đồng trục hoặc lệch trục dây hàn) do trọng lực hoặc do sự đoản mạch. Kích th−ớc giọt kim loại lỏng dạng cầu phụ thuộc vào loại khí sử dụng, vào vật liệu và kích th−ớc điện cực, điện áp hồ quang, c−ờng độ dòng điện và cực tính. Khi điện áp hồ quang và kích th−ớc điện cực tăng thì đ−ờng kính giọt tăng. C−ờng độ dòng điện tăng sẽ làm giảm đ−ờng kính giọt. Quá trình hàn với sự truyền kim loại dạng cầu đ−ợc ứng dụng chủ yếu cho các liên kết hàn bằng. d Truyền kim loại dạng phun ở dạng này, kim loại đi qua hồ quang ở dạng giọt rất nhỏ đ−ợc định h−ớng đồng trục. Đ−ờng kính giọt kim loại bằng hoặc nhỏ hơn đ−ờng kính điện cực. Hàn hồ quang kiểu phun rất thích hợp để hàn các chi tiết t−ơng đối dày với dòng điện cao và hàn ở vị trí hàn đứng từ trên xuống. e Truyền kim loại dạng ngắn mạch hoặc nhỏ giọt Kỹ thuật hàn hồ quang ngắn mạch hoặc nhỏ giọt thích hợp khi hàn các tấm mỏng ở các vị trí hàn khác nhau. Kỹ thuật hàn truyền kim loại dạng nhỏ giọt sử dụng dây hàn đ−ờng kính nhỏ (0,8 ữ 1,6mm), điện áp hồ quang thấp (16 ữ 22V), dòng điện thấp (60 ữ 180A). Kỹ thuật hàn này ít gây ra bắn toé giọt kim loại lỏng. c) Chế độ hàn c Dòng điện hàn Tr−ờng đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng
3. Simpo PDFGiáo Merge trình :and Công Split nghệ Unregistered tạo phôi nâng Version cao - 12 Dòng điện hàn đ−ợc chọn phụ thuộc vào kích th−ớc điện cực (dây hàn), dạng truyền kim loại và chiều dày của liên kết hàn. Khi dòng điện quá thấp sẽ không đảm bảo ngấu hết chiều dày liên kết, giảm độ bền của mối hàn. Khi dòng điện quá cao sẽ làm tăng sự bắn toé kim loại, gây ra rỗ xốp, biến dạng, mối hàn không ổn định. Với loại nguồn điện có đặc tính ngoài cứng (điện áp không đổi) dòng điện hàn tăng khi tăng tốc độ cấp dây vàng−ợc lại. d Điện áp hàn Đây là thông số rất quan trọng trong hàn GMAW, quyết định dạng truyền kim loại lỏng. Điện áp hàn sử dụng phụ thuộc vào chiều dày chi tiết hàn, kiểu liên kết, kích cỡ và thành phần điện cực, thành phần khí bảo vệ, vị trí hàn Để có đ−ợc giá trị điện áp hàn hợp lý, có thể phải hàn thử vài lần, bắt đầu bằng giá trị điện áp hồ quang theo tính toán hay tra bảng, sau đó tăng hoặc giảm theo quan sát đ−ờng hàn để chọn giá trị điện áp thích hợp. e Tốc độ hàn Tốc độ hàn phụ thuộc rất nhiều vào trình độ tay nghề của thợ hàn. Tốc độ hàn quyết định chiều sâu ngấu của mối hàn. Nếu tốc độ hàn thấp, kích th−ớc vũng hàn sẽ lớn và ngấu sâu. Khi tăng tốc độ àn, tốc độ cấp nhiệt của hồ quang sẽ giảm, làm giảm độ ngấu và thu hẹp đ−ờng hàn. f Phần nhô của điện cực hàn Đó là khoảng cách giữa đầu điện cực và mép bét tiết diện (hình 1.9). Khi tăng chiều dài phần nhô, nhiệt nung nóng đoạn dây hàn này sẽ tăng, dẫn tới l;àm giảm c−ờng độ dòng điện hàn cần thiết để nóng chảy điện cực theo tốc độ cấp dây nhất định. Khoảng cách này rất quan trọng khi hàn thép không gỉ, sự biến thiên nhỏ cũng có thể làm tăng sự biến thiên dòng điện một cách rõ rệt. Chiều dài phần nhô quá lớn sẽ làm d− kim loại nóng chảy ở mối hàn, làm giảm độ ngấu và lãng phí kim loại hàn. Tính ổn định của hồ quang cũng bị ảnh h−ởng. Nếu chiều dài phần nhô quá nhỏ sẽ gây ra sự bắn toe, kim loại lỏng dính vào mỏ hàn, chụp khí làm cản trở dòng khí bảo vệ, gây ra rỗ xốp trong mối hàn. Dòng điện hàn (A) 250 Dây hàn đ−ờng Chụp khí Bép tiết diện 200 kính 1,2 mm Khoảng cách Phần nhô điện cực hàn 150 chụp khí- chi tiết Dây hàn đ−ờng Khoảng cách bép 100 kính 0,8mm tiết diện- chi tiết 50 0 Chiều dài hồ quang 3,15 6,4 9,5 12,7 15,9 19 22,2 Phần nhô điện cực (mm) a) b) Hình 1.9- Chiều dài điện cực phía ngoài mỏ hàn (a) và quan hệ dòng điện - phần nhô điện cực (b) Tr−ờng đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng
4. Simpo PDFGiáo Merge trình :and Công Split nghệ Unregistered tạo phôi nâng Version cao - 13 d) Kỹ thuật hàn Khi hàn một phía, cần phải có đệm lót thích hợp ở d−ới đ−ờng hàn. Đôi khi có thể thực hiện đ−ờng hàn chân (hàn lót) bằng kỹ thuật ngắn mạch để có độ ngấu đồng đều, sau đó các lớp tiếp theo đ−ợc thực hiện bằng kỹ thuật truyền kiểu phun với dòng điện cao. Cũng nh− với mọi ph−ơng pháp hàn hồ quang khác, góc độ và vị trí mỏ hàn và điện cực với đ−ờng hàn có ảnh h−ởng rõ rết tới độ ngấu và hình dạng mối hàn. Góc mỏ hàn th−ờng nghiêng khoảng 10 ữ 200 so với chiều thẳng đứng. Độ nghiêng của mỏ hàn hoặc vật hàn quyết định hình dạng của mối hàn nh− trên hình 1.10. Kỹ thuật giữ mỏ hàn vuông góc th−ờng dùng chủ yếu trong hàn SAW; không nên dùng trong hàn GMAW do chụp khí làm hạn chế tầm nhìn của thợ hàn. 1.3- hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi tr−ờng khí trơ 1.3.1- Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng Hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi tr−ờng khí trơ (GTAW) là qúa trình hàn nóng chảy, trong đó nguồn nhiệt cung cấp bởi hồ quang đ−ợc tạo thành giữa điện cực không nóng chảy và vũng hàn (hình 3.13). Vùng hồ quang đ−ợc bảo vệ bằng môi tr−ờng khí trơ (Ar, He hoặc Ar+He) để ngăn cản những tác động có hại của ôxy và nitơ trong không khí. Điện cực không nóng chảy th−ờng dùng là Volfram nên ph−ơng pháp hàn này tiếng Anh gọi là TIG (Tungsten Inert Gas). Vũng hồ quang đ−ợc chỉ ra trên hình 3.14. Hồ quang trong àn TIG có nhiệt độ rất cao, có thể đạt tới hơn 61000C. Kim loại mối hàn có thể tạo thành chỉ từ kim loại cơ bản khi hàn những chi tiết mỏng với liên kết gấp mép, hoặc đ−ợc bổ sung từ que hàn phụ. Toàn bộ vũng hàn đ−ợc bao bọc bởi khí trơ thổi ra từ chụp khí. Hình 1.11- Sơ đồ nguyên lý hàn hồ quang nóng chảy trong môi tr−ờng khí trơ. Tr−ờng đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng
5. Simpo PDFGiáo Merge trình :and Công Split nghệ Unregistered tạo phôi nâng Version cao - 14 Ph−ơng pháp này có một số −u điểm đáng chú ý: - Tạo mối hàn có chất l−ợng cao đối với hầu hết kim loại và hợp kim. - Mối hàn không phải làm sạch sau khi hàn. - Hồ quang và vũng hàn có thể quan sát đ−ợc trong khi hàn. - Không có kim loại bắn toé. - Có thể hàn ở mọi vị trí trong không gian. - Nhiệt tập trung cho phép tăng tốc độ hàn, giảm biến dạng liên kết hàn. Ph−ơng pháp hàn TIG đ−ợc áp dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất, đặc biệt rất thích hợp trong hàn thép hợp kim cao, kim loại màu và hợp kim của chúng Ph−ơng pháp hàn này thông th−ờng đ−ợc thao tác bằng tay và có thể tự động hoá hai khâu di chuyển hồ quang cũng nh− cấp dây hàn phụ. Hình 1.12- Vùng hồ quang và vũng hàn. 1.3.2- Vật liệu và thiết bị hàn TIG a) Vật liệu Vật liệu sử dụng trong ph−ơng pháp hàn TIG bao gồm: khí bảo vệ, điện cực Wolfram và que hàn phụ. c Khí bảo vệ (khí trơ) Ar là khí đ−ợc điều chế từ khí quyển bằng ph−ơng pháp hoá lỏng không khí và tinh chế đến độ tinh khiết 99,99%. Khí này đ−ợc cung cấp trong các bình d−ới áp suất cao hoặc ở dạng lỏng với nhiệt độ d−ới -1840C trong các thùng chứa lớn. He có trọng l−ợng riêng bằng hoảng 1/10 so với Ar đ−ợc lấy từ khí tự nhiên, th−ờng đ−ợc chứa trong các bình d−ới áp suất cao. Sau khi ra khỏi chụp khí ở mỏ hàn, Ar tạo thành lớp bảo vệ phía trên vùng hàn. Do nhẹ hơn, He có xu h−ớng dâng lên tạo thành cuộn xoáy xung quanh hồ quang. Để bảo vệ hiệu quả, l−u l−ợng He phải gấp 2 ữ 3 lần so với Ar. Đặc tính quan trọng khác của He là đòi hỏi điện áp hồ quang cao hơn với cùng Tr−ờng đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng
6. Simpo PDFGiáo Merge trình :and Công Split nghệ Unregistered tạo phôi nâng Version cao - 15 chiều dài hồ quang và dòng điện so với Ar. Hồ quang He nóng hơn so với Ar; He th−ờng dùng để hàn các vật liệu có chiều dày lớn, có độ dẫn nhiệt cao (nh− Cu) hoặc nhiệt độ nóng chảy cao. Điểm khác biệt nữa là Ar cho tính ổn định hồ quang nh− nhau đối với dòng điện xoay chiều (AC) và một chiều (DC) và có tác dụng làm sạch tốt với dòng AC. Trong lúc đó, He tạo hồ quang ổn định với dòng điện DC nh−ng tính ổn định hồ quang và tác dụng làm sạch với dòng AC t−ơng đối thấp. Do đó khi cần hàn Al, Mg bằng dòng AC thì nên dùng Ar. Các hỗn hợp Ar và He với hàm l−ợng He đến 75% đ−ợc sử dụng khi cần sự cân bằng giữa các đặc tính của hai loại khí này. Có thể bổ sung H2 vào Ar khi hàn cáchk Ni, Ni-Cu, thép không gỉ. d Điện cực Wolfram Wolfram đ−ợc dùng làm điện cực do có tính chịu nhiệt cao (nhiệt độ nóng chảy là 34100C), phát xạ điện tử t−ơng đối tốt, làm iôn hoá hồ quang và duy trì tính ổn định hồ quang. Wolfram có tính chống ôxy hoá rất cao. Bảng 3-7 giới thiệu thành phần hoá học của một số loại điện cực Wolfram theo tiêu chuẩn AWS A5.12-80. Thành phần hoá học của một số loại điện cực Volfram Bảng 3-7 Tiêu chuẩn AWS W (min) Th Zr Tổng tạp chất % % % (max) % EWP 99,5 - - 0,5 EWTh-1 98,5 0,8 ữ 1,2 - 0,5 EWTh-2 97,5 1,7 ữ 2,2 - 0,5 EWTh-3 98,95 0,35 ữ 0,55 - 0,5 EWZr 99,2 - 0,15 ữ 0,40 0,5 Các điện cực Wolfram có đ−ờng kính 0,25 ữ 6,4 mm với chiều dài 76 ữ 610 mm. Các điện cực Wolfram có thêm Thori (Th) có tính phát xạ điện tử, dẫn điện và chống nhiễm bẩn tốt, mồi hồ quang tốt hơn và hồ quang ổn định hơn. Các điện cực Wolfram có thêm Zircon (Zr) có các tính chất trung gian giữa điện cực W và điện cực W-Th. Bảng 3-8 chỉ ra một số đặc điểm nhận diện của các loại điện cực theo tiêu chuẩn AWS. Màu nhận diện một số loại điện cực thông dụng Bảng 3-8 Ký hiệu Thành phần Màu nhận diện EWP Wolfram tinh khiết Xanh lá cây EWCe-2 97,3% W, 2% oxit ceri Da cam EWLa-1 98,3% W, 1% oxit lantan Đen EWTh-1 98,3% W, 1% oxit thori Vàng Tr−ờng đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng
7. Simpo PDFGiáo Merge trình :and Công Split nghệ Unregistered tạo phôi nâng Version cao - 16 EWTh-2 97,3% W, 2% oxit thori Đỏ EWZa-1 99,1% W, 0,25% oxit zircon Nâu EWG 94,5% W Xám Một số yêu cầu khi sử dụng điện cực Wolfram: - Cần chọn dòng điện thích hợp với kích cỡ điện cực đ−ợc sử dụng. Dòng điện quá cao sẽ làm hỏng đầu điện cực, dòng điện quá thấp sẽ gây ra sự ăn mòn, nhiệt độ thấp và hồ quang không ổn định. - Đầu điện cực phải đ−ợc mài hợp lý theo h−ớng dẫn kèm theo điện cực. - Điện cực phải đ−ợc sử dụng và bảo quản cẩn thận, tránh nhiễm bẩn. - Dòng khí bảo vệ phải đ−ợc duy trì không chỉ tr−ớc và trong khi hàn mà cả sau khi ngắt hồ quang cho đến khi điện cực nguội. - Phần nhô điện cực ở phía ngoài mỏ hàn (chụp khí) phải đ−ợc giữ ở mức ngắn nhất, tùy theo ứng dụng và thiết bị để dảm bảo đ−ợc bảo vệ tốt bằng dòng khí trơ. - Cần tránh sự nhiễm bẩn điện cực, sự tiếp xúc giữa điện cực nóng với kim loại mối hàn. - Thiế bị, đặc biệt là chụp khí phải đ−ợc bảo vệ và làm sạch. Đầu chụp khí bị bẩn sẽ ảnh h−ởng tới khí bảo vệ, ảnh h−ởng tới hồ quang hàn; do đó làm giảm chất l−ợng mối hàn. e Que hàn phụ Que hàn phụ có các kích th−ớc tiêu chuẩn theo ISO/R564 nh− sau: chiều dài từ 500 ữ 1000 mm với đ−ờng kính 1,2; 1,6; 2; 2,4; 3,2 mm. Các loại que hàn phụ gồm có: đồng và hợp kim đồng, thép không gỉ Cr cao và Cr-Ni, nhôm và hợp kim nhôm, thép C thấp, thép hợp kim thấp b) Thiết bị dùng cho hàn TIG Thiết bị dùng cho hàn TIG có các bộ phận chính sau (hình 1.13): - Nguồn điện hàn, bao gồm cả hệ thống điều khiển khí bảo vệ, n−ớc làm mát, dòng điện và điện áp hàn. - Mỏ hàn. - Chai chứa khí trơ và van điều khiển l−u l−ợng khí. c Mỏ hàn TIG Chức năng của mỏ hàn TIG là dẫn dòng điện và khí trơ vào vùng hàn. Điện cực Wolfram dẫn điện đ−ợc giữ chắc chắn trong mỏ hàn bằng đai giữ với các vít lắp bên trong thân mỏ hàn (hình 1.14). Các đai này có kích th−ớc phù hợp với đ−ờng kính điện cực. Khí đ−ợc cung cấp vào vùng hàn qua chụp khí. Chụp khí có ren đ−ợc lắp vào đầu mỏ hàn để h−ớng và phân phối dòng khí bảo vệ. Tr−ờng đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng
8. Simpo PDFGiáo Merge trình :and Công Split nghệ Unregistered tạo phôi nâng Version cao - 17 Mỏ hàn có các kích th−ớc và hình dáng khác nhau phù hợp với từng công việc hàn cụ thể. Hình 1.14- Cấu tạo mỏ hàn TIG. a) Mỏ hàn TIG làm mát bằng n−ớc; b) Mỏ hàn TIG có ống hội tụ khí. Mỏ hàn TIG đ−ợc phân làm 2 loại theo cơ cấu làm mát: - Mỏ hàn làm mát bằng khí - t−ơng ứng với c−ờng độ dòng điện hàn nhỏ hơn 120A. - Mỏ hàn làm mát bằng n−ớc - t−ơng ứng với c−ờng độ dòng điện hàn lớn hơn 120A. d Nguồn điện hàn Nguồn điện hàn cung cấp dòng hàn một chiều hoặc xoay chiều, hoặc cả hai. Tùy ứng dụng, nó có thể là biến áp, chỉnh l−u, máy phát điện hàn. Nguồn điện hàn cần có đ−ờng đặc tính ngoài dốc (giống nh− cho hàn hồ quang tay). Để tăng tốc độ ổn định hồ quang, điện áp không tải khoảng 70 ữ 80V. Bộ phận điều khiển th−ờng đ−ợc bố trí chung với nguồn điện hàn và bao gồm bộ contactơ đóng ngắt dòng hàn, bộ gây hồ quang tần số cao, bộ điều khiển tuần hoàn n−ớc làm mát (nếu có) với hệ thống cánh tản nhiệt và quạt làm mát, bộ khống chế thành phần dòng một chiều (với máy hàn xoay chiều, một chiều). * Nguồn điện hàn xoay chiều: thích hợp cho hàn nhôm, magiê và hợp kim của chúng. Khi hàn, nửa chu kỳ d−ơng (của điện cực) có tác dụng bắn phá lớp màng ôxit trên bề mặt và làm sạch bề mặt đó. Nửa chu kỳ âm nung kim loại cơ bản. Hiện nay có hai loại nguồn xoay chiều chính dùng cho hàn bằng điện cực không nóng chảy trong môi tr−ờng khí bảo vệ. - Loại nguồn xoay chiều thứ nhất có dòng hàn dạng sóng hình sin, điều khiển dòng hàn bằng cảm kháng bão hoà (cổ điển). Nó có −u điểm là hồ quang cháy êm. Nh−ợc điểm là phải th−ờng xuyên gián đoạn công việc hàn khi cần thay đổi c−ờng độ dòng hàn do có nhu cầu giảm dòng hàn xuống tối thiểu khi hàn để vũng hàn kết tinh chậm (không có điều khiển từ xa). Với hàn nhôm, do có hiện t−ợng tự chỉnh l−u của hồ quang, đặc biệt khi hàn dòng nhỏ nên cần dùng kèm bộ cản thành phần dòng một chiều (mắc nối tiếp bộ ắcquy có điện dung lớn, bộ tụ điện có điện dung lớn) nh−ng lại có thể gây lẫn W vào Tr−ờng đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng
9. Simpo PDFGiáo Merge trình :and Công Split nghệ Unregistered tạo phôi nâng Version cao - 18 mối hàn vì khi điện cực ở cực d−ơng để khử màng ôxít nhôm thì nó có thể bị nung quá mức nếu bộ cảm kháng bão hoà không d−dợc thiết kế thích hợp để hạn chế biên độ tối đa dòng hàn xoay chiều, làm nó bị xói mòn thành các vụn nhỏ dịch chuyển vào vũng hàn. Phải sử dụng bộ cao tần (công suất nhỏ 250 ữ 300W, điện áp 2 ữ 3kV, tần số cao 250 ữ 1000kHz bảo đảm dòng điện này chỉ có tác dụng trên bề mặt, an toàn với thợ hàn) để gây hồ quang không tiếp xúc (khoảng 3mm) và tạo ổn định hồ quang trong suốt qúa trình hàn. - Loại nguồn xoay chiều thứ hai có dòng hàn dạng sóng vuông cho phép giảm biên độ tối đa của dòng hàn so với dạng sóng hình sin (khoảng 30%) có cùng công suất nhiệt. Do đó ít có khả năng làm lẫn W vào mối hàn. Một số máy hàn còn cho phép điều chỉnh đ−ợc thời gian tác động của từng bán chu kỳ dạng sóng vuông, do đó có thể làm sạch ôxít nhôm hoặc đạt tới chiều sâu chảy nh− mong muốn. Một lợi thế nữa là nó có thể duy trì đ−ợc hồ quang mà không cần tiếp tục sử dụng bộ ổn định hồ quang tần số cao (chỉ cần để gây hồ quang) vì tần số đổi chiều của dòng điện hàn cao hơn nhiều so với dòng hàn dạng sóng hình sin. * Nguồn điện hàn một chiều: không gây ra vấn đề lẫn W vào mối hàn hay hiện t−ợng tự nắn dòng (nh− khi hàn nhôm bằng nguồn hàn xoay chiều). Tuy nhiên, điều quan trọng cần l−u ý khi sử dụng nó là việc gây hồ quang và khả năng cho dòng hàn sẽ tối thiểu. Hầu hết máy một chiều đều sử dụng ph−ơng pháp nối thuận (nên 2/3 l−ợng nhiệt của hồ quang đi vào vật hàn). Điện cực W tinh khiết nh− trong tr−ờng hợp máy xoay chiều ít đ−ợc dùng để hàn một chiều cực thuận vì khó gây hồ quang. Thay vào đó là điện cực W + 1,5 ữ 2%ThO2 hoặc ZrO2 hoặc oxít đất hiếm LaO Nếu dùng dòng một chiều nối nghịch thì dòng điện tử sẽ bắn phá mạnh điện cực (2/3 l−ợng nhiệt của hồ quang đi vào điện cực) và có khả năng làm nóng chảy đầu điện cực. Vì vậy, đ−ờng kính điện cực phải lớn hơn so với tr−ờng hợp hàn bằng dòng một chiều nối thuận (6,4 mm so với 1,6 mm khi I = 125A). Dòng một chiều nối nghịch cho mối hàn nông và rộng hơn so với nối thuận. Công dụng chủ yếu của dòng một chiều nối nghịch là dùng để làm tròn đầu điện cực cho hàn bằng máy xoay chiều (thực hiện bên trên bề mặt tấm đồng để tránh nhiễm W vào vật hàn). Việc gây hồ quang cũng dùng cùng bộ cao tần nh− với máy xoay chiều (sau khi đã gây đ−ợc hồ quang, nó tự tắt chế độ tần số cao vì không cần nữa). Các nguồn điện hàn TIG thông dụng ởViệt Nam là máy hàn TG 160 của hãng WIM (Malaysia), máy hàn KEPMI 2500 của hãng Kempi (Phần Lan). 1.3.3- Công nghệ hàn TIG a) Chuẩn bị tr−ớc khi hàn Công việc chuẩn bị tr−ớc khi hàn bao gồm: - Xác định dạng liên kết. - Lót đáy mối hàn (nếu có). - Kiểm tra thiết bị. Tr−ờng đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng
10. Simpo PDFGiáo Merge trình :and Công Split nghệ Unregistered tạo phôi nâng Version cao - 19 - Chuẩn bị khí bảo vệ, que hàn phụ c Dạng liên kết Các dạng liên kết cơ bản trong hàn TIG là liên kết giáp mối, liên kết chồng, liên kết góc, liên kết cùng mép và liên kết chữ T. Các chi tiết hàn cần phải đ−ợc làm sạch bề mặt bằng ph−ơng pháp cơ học hoặc hoá chất. Làm sạch về mỗi bên mối hàn khoảng 30 ữ 50mm. Sau khi vát mép (nếu có) và gá lắp có thể thực hiện các mối hàn đính. Kích th−ớc và số l−ợng mối hàn đính phụ thuộc vào chiều dày và các kích th−ớc khác của chi tiết hàn. d Dạng lót đáy mối hàn Tấm lót đáy có tác dụng bảo vệ mặt sau của mối hàn tấm mỏng tránh khỏi những ảnh h−ởng có hại của không khí và ngăn kim loại lỏng chảy sụt khỏi mối hàn (có tác dụng đỡ vũng hàn). Có thể lót đáy bằng tấm kim loại, sử dụng đệm thuốc hàn hoặc đ−a khí trơ vào bề mặt d−ới của mối hàn, loại phối hợp cả hai ph−ơng pháp trên. e Kiểm tra thiết bị tr−ớc khi hàn - Kiểm tra độ kín hệ thống cung cấp khí, tình trạng hoạt động của van khí. - Kiểm tra c−ờng độ dòng điện hàn, chế độ dòng điện hàn và l−u l−ợng khí bảo vệ đã đặt. - Chọn kích cỡ chụp khí, đ−ờng kính và góc vát đầu điện cực hàn thích hợp. - Kiểm tra l−u l−ợng n−ớc làm mát mỏ hàn (nếu có). - Kiểm tra việc đấu điện nh− chất l−ợng tiếp xúc điện và cực tính. b) Chế độ hàn TIG Chế độ hàn TIG gồm bộ thông số công nghệ sau: - C−ờng độ dòng điện hàn. - Thời gian tăng c−ờng độ dòng điện hàn lên giá trị đã chọn. - Thời gian giảm c−ờng độ dòng điện hàn đến khi tắt hồ quang với mục đích trãnh lõm cuối đ−ờng hàn. - Tốc độ hàn. - Đ−ờng kính điện cực W, que hàn (dây hàn) phụ. - L−u l−ợng khí bảo vệ và kích cỡ chụp khí. - Thời gian mở, đóng khí bảo vệ tr−ớc khi gây hồ quang và tắt hồ quang Hình 3.19 giới thiệu chu trình cơ bản của hàn TIG: * Hàn TIG bằng xung điện: đay là ph−ơng pháp hàn TIG cải tiến, sử dụng dòng đienẹ hàn một chiều có chu trình gián đoạn ở dạng xung (hình 3.20). Giá trị của c−ờng độ dòng điện hàn lần l−ợt thay đổi giữa hai mức cao và thấp với khoảng thời gian nhất định lặp đi lặp lại trong suốt qúa trình hàn. Chu kỳ và biên độ của hai mức dòng điện này có thể thay đổi một cách độc lập để phù hợp với từng chu trình hàn cụ Tr−ờng đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng