modun hàn TIG cơ bản cao đẳng nghề

Hàn TIG (tungsten inert gas) là quá trình hàn bằng điện cực không nóng chảy, trong môi trường khí bảo vệ là khí trơ (Ar, He hoặc hỗn hợp của Ar + He) có tác dụng ngăn cản những tác động có hại của ôxy và nitơ trong không khí và ổn định hồ quang. Vũng hồ quang trong hàn 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 được bổ sung từ que hàn phụ. Phương pháp hàn này thông thường được thao tác bằng tay và có thể tự động hóa hai khâu di chuyển hồ quang cũng như cấp dây hàn phụ. 2. Phạm vi ứng dụngHàn TIG được áp dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất, đặc biệt thích hợp trong hàn thép hợp kim cao, kim loại màu và hợp kim của chúng...phương pháp này thông thường được thao tác bằng tay và có thể tự động quá trình di chuyển hồ quang cũng như cấp dây hàn phụ. Hàn được các kim loại, hợp kim khó hàn như titan, đồng đỏ và hợp kim đồng, hàn nhôm, magie, niken và hợp kim niken, inox, các loại thép cacbon thấp có độ dày khác nhau.

Bài 1: Những kiến thức cơ bản khi hàn TIG (15LT)MỤC TIÊU CỦA BÀI

- Giải thích đúng nguyên lý, công dụng của phương pháp hàn TIG

- Trình bày đầy đủ các loại khí bảo vệ, các loại dây hàn

- Liệt kê các loại dụng cụ thiết bị dùng trong công nghệ hàn TIG

- Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn TIG

- Trình bày ảnh hưởng của quá trình hàn hồ quang tới sức khoẻ công nhân hàn

- Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng

NỘI DUNG

I Nguyên lý và phạm vi ứng dụng của phương pháp hàn TIG

1 Nguyên lý hàn TIG

Hàn TIG (tungsten inert gas) là quá trình hàn bằng điện cực không nóng chảy, trong

môi trường khí bảo vệ là khí trơ (Ar, He hoặc hỗn hợp của Ar + He) có tác dụng ngăn cản những tác động có hại của ôxy và nitơ trong không khí và ổn định hồ quang

Vũng hồ quang trong hàn 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

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý hàn TIG

Hình 1.2 Vùng hàn và vũng chảy

gấp mép, hoặc được bổ sung từ que hàn phụ Phương pháp hàn này thông thường được thao tác bằng tay và có thể tự động hóa hai khâu di chuyển hồ quang cũng như cấp dây hàn phụ.

2 Phạm vi ứng dụng

Hàn TIG được áp dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất, đặc biệt thích hợp trong hàn thép hợp kim cao, kim loại màu và hợp kim của chúng phương pháp này thông thường được thao tác bằng tay và có thể tự động quá trình di chuyển hồ quang cũng như cấp dây hàn phụ Hàn được các kim loại, hợp kim khó hàn như titan, đồng đỏ và hợp kim đồng, hàn nhôm, magie, niken và hợp kim niken, inox, các loại thép cacbon thấp có

a Khí Argon (Ar): là khí không màu, không mùi, không vị và không độc Nó không

hình thành hợp chất hóa học với bất cứ vật chất nào khác ở mọi nhiệt độ hoặc áp suất

Ar được trích từ khí quyển bằng phương pháp hóa lỏng không khí và tinh chế đến độ tinh khiết 99,9% có tỷ trọng với không khí là 1,33 Ar được cung cấp trong các bình áp suất cao hoặc ở dạng khí hóa lỏng với nhiệt độ - 1840C trong các bồn chứa

Trong công nghiệp hiện nay sản xuất ba loại Ar có độ tinh khiết khác nhau:

Loại A : Dùng để hàn kim loại có hoạt tính hoá học mạnh như : Titan, Zircon, Niobi và hợp kim của chúng

Loại B : Dùng để hàn kim loại nhôm, magiê và hợp kim của chúng

Loại C : Dùng để hàn thép không gỉ, thép đặc biệt

b Khí Heli (He): là loại khí trơ không màu, mùi, vị Tỷ trọng so với không khí là 0,13

được khai thác từ khí thiên nhiên có nhiệt độ hóa lỏng rất thấp -2720C, thường chứa trong các bình áp suất cao

Nhiệt độ hồ quang thấp hơn Nhiệt độ hồ quang cao hơn

Bảo vệ tốt hơn do nặng hơn Bảo vệ kém hơn do nặng hơn

Lưu lượng cần thiết thấp hơn Lưu lượng sử dụng cao hơn

Điện áp hồ quang thấp hơn nên năng

lượng hàn thấp hơn

Điện áp hồ quang cao hơn nên năng lượng hàn lớn hơn

Chiều dài hồ quang ngắn, mối hàn hẹp Chiều dài hồ quang dài, mối hàn rộng

Có thể hàn chi tiết mỏng Thường dùng hàn chi tiết dày, dẫn điện tốt

Sự pha trộn hai khí Ar và He có ý nghĩa thực tiễn lớn, nó cho phép kiểm soát chặt chẽ năng lượng hàn cũng như hình dạng của tiết diện mối hàn Khi hàn chi tiết dày hoặc tản nhiệt nhanh, sự trộn Ar và He cải thiện đáng kể quá trình hàn.

c Hỗn hợp Ar – H 2 : việc bổ sung H2 vào Ar làm tăng điện áp hồ quang và các ưu điểm tương tự He Hỗn hợp với 5%H2 đôi khi làm tăng độ làm sạch của mối hàn bằng tay Hỗn hợp với 15% được sử dụng để hàn cơ khí hóa tốc độ cao cho các mối hàn giáp mối với thép không gỉ dày đến 1,6mm Ngoài ra còn được dùng để hàn các thùng bia bằng thép không gỉ với mọi chiều dày, với khe hở đáy của đường hàn từ 0.25 - 0.5mm, không nên dùng nhiều H2 do có thể gây rỗ xốp ở mối hàn Việc sử dụng hỗn hợp này chỉ hạn chế cho các hợp kim Ni, Ni – Cu, thép không gỉ

Bảng 2 Lựa chọn khí bảo vệ phụ thuộc vào vật liệu

Thép hợp kim và hợp kim thấp Argon 100% Argon 100%

Thép hợp kim cao bền nhiệt, axit, thép

hợp kim cao và dai lạnh

N2 90% + H2 10%

Ar 90% + H2 10%

Nhôm và hợp kim Nhôm,Đồng và hợp

kim Đồng, Niken và hợp kim Niken

Tungsten (Wolfram) được dùng làm điện cực do tính chịu nhiệt lớn, nhiệt độ nóng chảy cao ( 34100C) phát xạ điện tử tương đối tốt, làm ion hóa hồ quang và duy trì tính

ổn định hồ quang, cótính oxy hóa rất cao

a Phân loại

- Tungsten nguyên chất (EWP) chứa 99,5% tungsten nguyên chất, giá rẻ song có mật độ dòng cho phép thấp, khả năng chống nhiễm bẩn thấp, dùng khi hàn với dòng xoay chiều (AC) áp dụng khi hàn nhôm hoặc hợp kim nhẹ

- Tungsten thorium (EWTh) : có khả năng bức xạ electron cao do đó dòng hàn cho phép cao hơn và tuổi thọ được nâng cao đáng kể Khi dùng điện cực này hồ quang dễ mồi và cháy ổn định, tính năng chống nhiễm bẩn tốt, dùng với dòng một chiều áp dụng khi hàn thép hoặc inox

- Tungsten zirconium (EWZr) có đặc tính hồ quang và mật độ dòng hàn định mức

trung gian giữa tungsten pure và tungsten thorium, thích hợp với nguồn hàn AC khi hàn Al

- Tungsten cerium (EWCe): nó không có tính phóng xạ, hồ quang dễ mồi và ổn

định, có tuổi bền cao hơn, dùng tốt với dòng DC hoặc AC

- Tungsten Lathanum (EWLa) có tính năng tương tự tungsten cerium

Các điện cực tungsten thường được cung cấp với đường kính 0.25 – 6.35 mm, dài

từ 70 – 610 mm, có bề mặt đã được làm sạch hoặc được mài

Bảng 3 Phân loại và thành phần điện cực theo tiêu chuẩn AWS A5.12

Bảng 4 Bảng mã màu điện cực tungsten

Bảng 5 Chọn dòng điện ứng với kích thước điện cực

EWLa-1EWTh-2EWTh-1EWZr-1

EWLa-1EWTh-2EWTh-1EWZr-1

1.6 9.5 70 – 150 10 – 20 50 – 100 70 – 150 30 – 80 60 – 1202.4 12.7 150 – 250 15 – 30 100-160 140-235 60-130 100-180

b Một số yêu cầu khi sử dụng điện cực W:

- Cần chọn dòng điện thích hợp với kích cỡ điện cực được sử dụng Dòng điện quá

cao sẽ làm hỏng đầu điện cực, dòng quá thấp sẽ gây ra sự ăn mòn, nhiệt độ thấp

và hồ quang không ổn định

- Đầu điện cực phải được mài hợp lý theo các hướng dẫn kèm theo điện cực

- Điện cực phải sử dụng và bảo quản cẩn thận tránh nhiễm bẩn

- Dòng khí bảo vệ phải được duy trì không chỉ trước 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 phải được giữ ở mức ngắn nhất, tùy theo

ứng dụng và thiết bị để đảm bảo được 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

- Thiết bị đặc biệt là chụp khí phải được bảo vệ và làm sạch Đầu chụp khí bẩn sẽ

ảnh hưởng tới khí bảo vệ, ảnh hưởng tới hồ quang hàn

3 Que hàn phụ

Que hàn phụ có các kích thước tiêu chuẩn theo ISO/R564 như sau: chiều dài từ 500mm – 1000mm với đường kính 1,2 ; 1,6 ; 2 ; 2,4 ; 3,2mm Có các loại: đồng và hợp kim đồng, thép không gỉ Cr cao và Cr – Ni, nhôm và hợp kim nhôm, thép cacbon thấp, thép hợp kim thấp…

III Thiết bị dụng cụ hàn TIG.

Trang thiết bị sử dụng trong hàn TIG bao gồm:

- Bộ nguồn hàn DC hoặc AC (khi hàn Al là AC)

- Mỏ hàn (có hoặc không có hệ thống làm mát bằng nước) với cáp hàn bắt sẵn

- Bình khí bảo vệ gắn van giảm áp, lưu lượng kế và ống dẫn khí

- Cung cấp khí bảo vệ vào làm nguội điện cực

- Bảo đảm dòng điện hàn liên tục và ổn định

Hình 1.5 Cấu tạo mỏ hàn

Hàn TIG sinh nhiệt lớn, dây dẫn thường có đường kính nhỏ chịu được mật độ dòng thấp do vậy phải làm nguội dây dẫn khi hàn với dòng cao và chu kỳ hàn lớn Thông thường có thể các mỏ hàn khô được thiết kế sao cho lưu lượng khí đi bao quanh dây dẫn điện để vừa làm nguội dây vừa nung nóng khí Khi hàn với dòng lớn hơn từ 150 ÷ 500A thì nhất thiết phải dùng mỏ hàn giải nhiệt bằng nước

Chiều dài điện cực (mm)

Chiều dài ống dẫn (m)

AC, chu kì tải DC, chu kì tải

Mỏ hàn làm mát bằng nước

Mỏ hàn sử dụng ống hội tụ để giảm

sự cuộn xoáy của dòng khí bảo vệ

Chụp khí có ba loại:

- Loại bằng gốm ceramic (màu hồng hoặc nâu sáng)

- Loại bằng oxit nhôm (màu hồng)

- Loại bằng oxit silic (màu trắng)

Đường kính trong của chụp khí đồng thời là chỉ số và lưu lượng khí cần hiệu chỉnh

Bảng 7 Chọn mỏ phun theo dòng hàn Dòng hàn, A Đường kính trong của mỏ phun, mm

b Van giảm áp và lưu lượng kế

Khí trơ được đóng chai và cung cấp tới mỏ hàn thông qua hệ thống van giảm áp, lưu lượng kế và ống dẫn

- Loại dùng vật nổi: Khi lưu lượng khí tăng, viên bi chỉ thị được đẩy lên cao hơn

trên thang đo, từ đó ta biết được lưu lượng khí qua đồng hồ là bao nhiêu L/min Một chiếc đồng hồ khác được dùng để đo lượng khí còn lại trong chai giống như trong hàn khí

6

Hình 1.6 Van giảm áp dùng vật nổi

1 Đồng hồ đo áp suất chai

c Nguồn điện hàn

Nguồn điện cung cấp cho hàn TIG thông qua bộ nguồn, nó có nhiệm vụ biến đổi điện áp, nắn dòng, tạo xung và các cơ cấu điều khiển khác Nguồn điện hàn cung cấp dòng hàn một chiều hoặc xoay chiều hoặc cả hai Tùy theo ứng dụng, nó có thể là biến

áp, chỉnh lưu, máy phát hàn Nguồn điện hàn cần có đường đặc tính ngoài dốc Để tăng tốc độ ổn định hồ quang, điện áp không tải khoảng 70 – 80V Bộ phận điều khiển thường được bố trí chung với nguồn điện hàn, bao gồm contacto ngắt dòng, bộ gây hồ quang tần số cao, bộ điều kiển tuần hoàn nước làm mát (nếu có) với hệ thống cánh tản nhiệt và quạt làm mát, bộ khống chế thành phần dòng một chiều

- Nguồn điện xoay chiều (AC):

Thích hợp cho hàn nhôm, magie và hợp kim của chúng Khi hàn, nửa chu kỳ dương của điện cực có tác dụng bắn phá lớp màng oxit trên bề mặt và làm sạch nó, nửa chu kỳ

âm nung kim loại cơ bản Hiện nay có hai loại nguồn xoay chiều chính dùng hàn bằng điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ

Loại có dòng hàn dạng sóng sin, điều khiển dòng hàn bằng cảm kháng bão hòa Nó

có ưu điểm là hồ quang cháy êm Nhược điểm là phải thường xuyên gián đoạn công việc khi hàn cần thay đổi cường 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 tượng tự chỉnh lưu của hồ quang đặc biệt khi hàn dòng nhỏ nên cần dùng kèm

bộ cản thành phần dòng một chiều (mắc nối tiếp bộ acquy có điện dung lớn, bộ tụ điện

có điện dung lớn) nhưng lại có thể gây lẫn W vào mối hàn Vì khi điện cực ở cực dương

để khử màng oxit nhôm, thì nó có thể bị nung nóng quá mức nếu bộ cảm kháng bão hòa không được 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 – 300W, điện áp 2 – 3kV, tần số 250 – 1000kHz đảm bảo 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 quá trình hàn

Hình 1.7 Van giảm áp dùng đồng hồ áp suất

Loại có dòng hàn dạng sóng vuông cho phép giảm biên độ tối đa của dòng hàn so

với dạng sóng sin (khoảng 30%) có cùng công suất nhiệt Do đó ít có khả năng lẫn W vào mối hàn Một số máy hàn còn cho phép điều chỉnh được thời gian tác động của từng bán chu kỳ của dạng sóng vuông, do đó có thể làm sạch oxit nhôm hoặc đạt tới chiều sâu chảy như mong muốn Một lợi thế nữa là nó có thể duy trì được hồ quang mà không cần tiếp tục sử dụng bộ ổn định hồ quang tần số cao vì tần số đổi chiều của dòng điện hàn là cao hơn nhiều so với dòng hàn dạng sóng sin

- Nguồn điện một chiều (DC):

Không gây lẫn W vào mối hàn hay hiện tượng tự nắn dòng (như khi hàn nhôm bằng dòng xoay chiều) Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý khi sử dụng nó là việc gây hồ quang và khả năng cho dòng hàn sẽ tối thiểu Hầu hết máy hàn một chiều sử dụng phương pháp nối thuận nên 2/3 lượng nhiệt của hồ quang đi vào vật hàn Điện cực W tinh khiết như trong trường hợp máy xoay chiều ít được dùng để hàn một chiều cực thuận vì khó gây hồ quang Thay vào đó là điện cực W + 1,5 đến 2% ThO2 hoặc ZrO2

hoặc oxit đất hiếm LaO Nếu dùng dòng một chiều nối nghịch thì dòng điện tử sẽ bắn phá mạnh điện cực (2/3 nhiệt của hồ quang đi vào điện cực) và có khả năng làm nóng chảy đầu điện cực Vì vậy đường kính điện cực phải lớn hơn so với hàn bằng dòng một chiều nối thuận (6,4mm so với 1,6mm khi I = 125A) Dòng một chiều nối nghịch cho mối hàn nông và rộng hơn so với nối thuận

Công dụng chủ yếu của nối nghịch là dùng để làm tròn đầu cho hàn bằng máy hàn xoay chiều Việc gây hồ quang cũng dùng cùng bộ cao tần như với máy xoay chiều (khi gây được hồ quang nó tự cắt chế độ tần số cao vì không cần nữa)

Hình 2.6 Dòng hàn dạng sóng sin Hình 2.7 Dòng hàn dạng sóng vuông

Hình 2.8 Ảnh hưởng của cách đấu dây đến hình dạng mối hàn

Loại dòng điện DCEN DCEP AC

Hướng đi của các

electron và ion

Đặc tính vũng hàn

Cân bằng nhiệt 70% chi tiết

30% điện cực

30% chi tiết70% điện cực

50% chi tiết50% điện cực

- Tạo ra mối hàn có chất lượng cao đối với hầu hết kim loại và hợp kim

- Nhiệt tập trung cao cho phép tăng tốc độ hàn, giảm biến dạng.

- Khó bảo vệ mối hàn trong môi trường có gió

- Giá thành cao do năng suất thấp, thiết bị và nguyên vật liệu đắt

V Các khuyết tật của mối hàn TIG.

1 Rỗ khí

Lưu lượng khí bảo vệ không đủ Điều chỉnh đúng lưu lượng khí bảo vệ

Hàn môi trường có gió Che chắn khi hàn

Cỡ chụp khí quá lớn hoặc quá nhỏ Chọn số hiệu chụp khí phù hợp với lưu

lượng khí bảo vệ

2 Mối hàn lẫn W

Đầu điện cực chạm vào bể hàn Không để đầu điện cực chạm vào bể hànĐầu que hàn phụ chạm vào đầu điện cực Không để đầu que hàn chạm vào đầu điện

cực

3 Mối hàn lẫn oxit

Bề mặt mép hàn không được mài sạch Mài sạch bề mặt mép hàn

Đầu que hàn bị bọc oxit Bảo quản que hàn tránh tiếp xúc với oxiĐầu que hàn ra ngoài vùng khí bảo vệ khi

hàn

Không để đầu que hàn ra ngoài vùng bảo

vệ của khí khi hànKhông làm sạch giữa các lớp hàn Sau mỗi lớp hàn phải làm sạch bề mặt

mối hàn

VI Những ảnh hưởng tới sức khoẻ của người công nhân khi hàn TIG

1 An toàn đối với ánh sáng hồ quang

Trong quá trình hàn phát sinh tia hồ quang với nhiết lượng lớn và các tia bức xạ

có thể gây hại cho mắt và da người Do đó để đảm bảo đối với tia hồ quang cần thực hiện đúng các yêu cầu sau:

- Đeo mặt nạ hoặc đội mũ hàn có kính lọc ánh sáng để tránh gây hại cho da mặt và mắt người khi hàn hoặc quan sát vùng hàn

- Đeo kính bảo hộ đúng chủng loại quy định và nên được che hai bên mắt

- Sử dụng các tấm màn che hoặc các tấm chắn để tránh ảnh hưởng của các tia sáng hồ quang cho những người xung quanh khi nhìn vào hồ quang

- Quần áo bảo hộ, giầy bảo hộ và găng tay phải được làm từ vật liệu bền, chống cháy

2 An toàn với khói hàn và khí hàn:

Khi hàn sẽ sinh ra khói hàn và khí hàn Khi hít ngửi phải các khói và khí đó có thể gây nguy hiểm tới sức khỏe của con người Do đó cần chú ý:

- Khi hàn giữ cho đầu người thợ ở ngoài vùng khói hàn tránh hít phải khói hàn

- Khu vực làm việc cần được thông gió hoặc dùng các thiết bị hút lọc khí để loại bỏ khói và khí hàn

- Nếu thông gió không tốt cần sử dụng bình thở theo đúng qui định

- Không được hàn ở vùng dính dầu mỡ hoặc sơn Nhiệt của hồ quang làm cho các chất này cháy sinh ra hơi độc và các khí gây kích thích da

- Khi làm việc ở những nơi kín, chật hẹp cần được thông gió tốt hoặc phải sử dụng bình thở

3 An toàn khi sử dụng chai khí:

Chai khí bảo vệ chứa khí với áp suất lớn, nếu bị hỏng có thể gây nổ Vì vậy phải cẩn thận xử lý bất cứ một chi tiết nào:

- Sử dụng đúng loại chai khí, đồng hồ đo, ống dẫn được thiết kế riêng biệt cho từng loại khí bảo vệ Bảo quản chúng với điều kiện tốt nhất

- Tránh các chai khí áp suất cao bị quá nóng, va chạm mạnh và phát sinh tia lửa điện

- Cần giữ cho chai khí ở vị trí đứng và dùng dây xích buộc cố định chai khí trên xe đẩy hoặc trên giá đỡ để tránh chai khí bị rơi

- Cần giữ cho chai khí không chạm vào mạch điện hàn hoặc mạch điện khác

- Nghiêm cấm không được chạm điện cực hàn vào chai khí

- Đọc kỹ cách sử dụng chai khí và an toàn cơ bản

- Khi mở van chai khí cần tránh cho mặt đối diện với đầu phun khí ra của van

- Cần có nắp bảo vệ phía trên của van chai khí, trừ khi chai khí đang được nối ra sử dụng

§2 Vận hành thiết bị hàn TIG (1LT + 4TH)MỤC TIÊU CỦA BÀI

- Mô tả các bộ phận của máy hàn TIG

- Vận hành sử dụng thành thạo dụng cụ thiết bị hàn TIG, tháo lắp điện cực, chụp khí, van giảm áp chính xác đảm bảo kỹ thuật

- Mài sửa chữa đầu điện cực đúng góc độ

- Mồi hồ quang và duy trì hồ quang cháy đều

- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp

NỘI DUNG CỦA BÀI

I Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy hàn TIG

1 Cấu tạo

2 Nguyên lý làm việc

Khi ấn công tắc mỏ hàn, chu trình hàn sẽ được thực hiện như sau:

Hình 2.1 Chu trình hàn TIG

Hàn xung là phương pháp hàn TIG cải tiến, sử dụng dòng điện DC có chu trình gián đoạn ở dạng xung Giá trị của cường độ dòng điện hàn lần lượt thay đổi giữa hai mức cao và thấp với khoảng thời gian nhất định lặp đi, lặp lại trong suốt quá 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 thể Sự nóng chảy xảy ra khi cường độ dòng điện mức cao, vũng hàn kết tinh cường độ dòng điện hàn ở mức thấp Điều này tạo ra sự nóng chảy gián đoạn dọc theo đường hàn và dãy các điểm nóng chảy xếp chồng lên nhau Quy trình này thích hợp khi tự động hóa quá trình hàn TIG ở mọi vị trí cho các mối hàn theo chu vi thực hiện trên các ống thành mỏng Nó có một số đặc điểm nổi bật là:

- Không đòi hỏi chặt chẽ về dung sai gá lắp như khi hàn không có xung

- Thích hợp khi hàn chi tiết quan trọng như đường hàn lót mối hàn ống nhiều lớp, hàn các chi tiết chiều dày không đồng nhất, hàn các kim loại khác nhau

- Lực điện từ mạnh của các xung điện cho phép bạn hạn chế rỗ xốp trong các mối hàn

và tăng chiều sâu ngấu

II Vận hành sử dụng thiết bị hàn TIG

1 Đấu nối thiết bị

a Đấu nối nguồn điện

- Đấu nguồn điện cho máy, trước khi đấu phải đảm bảo là máy đã tắt

- Bật công tắc và quan sát đèn tín hiệu xem điện đã vào máy chưa

- Nối bộ điều khiển từ xa

- Nối cáp hàn, lưu ý là tất cả các mối nối điện đều phải sạch và kín, cáp dẫn phải

được bố trí ở vị trí an toàn tránh tia lửa hồ quang, không vướng đường của thợ hàn để tránh bị giẫm lên

b Nối thiết bị cung cấp khí

- Lắp ống dẫn khí vào đầu dẫn khí ra trên đồng hồ đo lưu lượng khí, lắp van giảm

áp vào chai khí, trước khi lắp đảm bảo là các van đã đóng

- Lắp ống dẫn với máy, kiểm tra lại tất cả hệ thống cung cấp khí

- Điều chỉnh thông số lưu lượng khí

- Ấn nút TEST để kiểm tra

2 Mở máy

- Đóng cầu dao điện

- Kiểm tra đèn báo nguồn

- Bấm công tắc mỏ hàn để xả hết lượng khí còn dư trong máy hàn ra ngoài

- Đóng van chỉnh lưu lượng khí

- Tắt công tắc trên máy và ngắt cầu dao điện

4 Điều chỉnh chế độ hàn

- Điều chỉnh dòng điện

- Điều chỉnh loại dòng AC, DC hay xung

- Điều chỉnh thời gian phun khí

Điều chỉnh kiểu bấm công tắc hay giữ công tắc Cách điều chỉnh trên máy hàn TIG rất khác nhau đối với từng model máy Về nguyên tắc, bất kì máy hàn TIG cũng phải có ba thông số sau đây cần phải được điều chỉnh: dòng điện hồ quang, lưu lượng khí bảo vệ

và lưu lượng khí làm mát Các thông số này phải có khả năng điều chỉnh độc lập trên bảng điều khiển của máy hoặc trên bộ điều khiển từ xa

- Điều chỉnh Ih

- Điều chỉnh dòng DC, AC hay xung

- Điều chỉnh thời gian phun khí bảo vệ trước và sau khi hàn

- Điều chỉnh kiểu bấm công tắc (2T, 4T, repeat)

III Kỹ thuật mài điện cực

Tùy thuộc vào ứng dụng, vật liệu, bề dày, loại mối hàn mà ta có các dạng mài khác nhau Khi hàn với dòng AC ta chọn điện cực lớn hơn và mài vê tròn thay vì mài nhọn như khi hàn với dòng DCEN

Hình dạng và cách mài điện cực có ảnh hưởng quan trọng đến sự ổn định và tập trung của hồ quang hàn Điện cực được mài trên đá có cỡ hạt mịn và mài theo hướng trục Với dòng DCEN, đầu điện cực được mài nhọn, góc mài từ 30 – 600, góc mài càng lớn hồ quang càng phân tán, góc mài càng nhỏ thì độ ngấu sâu của vũng chảy càng lớn,

bề rộng vũng chảy càng hẹp Khi mài xong cần làm tù đầu một chút để bảo vệ điện cực khỏi sự phá hủy của mật độ dòng điện quá cao

Góc côn (độ)

Phân cực DCEN Liên tục Dòng xung

Hình 2.3 Cách mài điện cực Hình 2.4 Chọn loại đầu điện cực

Hình 2.5 Kích thước đầu điện cực, DC

Với dòng AC hoặc DCEP thì đầu điện cực có dạng bán cầu Để có được mũi điện

cực thích hợp ta dùng dòng AC hoặc DCEP kích hoạt hồ quang trên tấm vật liệu dày với

tư thế trục điện cực thẳng góc với tấm vật liệu Sở dĩ chúng ta phải dùng mũi điện cực bán cầu là vì khi hàn với dòng AC hoặc DCEP thì điện cực bị đốt nóng nhiều hơn do vậy cần bề mặt lớn hơn để giảm mật độ dòng nhiệt

Đặc biệt khi hàn nhôm, lớp oxit nhôm bám trên mũi điện cực có vai trò tăng cường bức xạ electron và bảo vệ điện cực Với

điện cực bằng Zr mũi điện cực tự động

hình thành dạng bán cầu khi hàn với

dòng AC song khi đó ta phải chấp nhận

sự cháy không ổn định của hồ quang

V Mồi hồ quang

Có hai cách mồi hồ quang : không tiếp xúc (bằng cao tần) và tiếp xúc

1 Mồi hồ quang không tiếp xúc

Phương pháp này áp dụng cho cả dòng một chiều và xoay chiều:

- Bật mỏ hàn: giữ mỏ hàn ở tư thế nằm ngang cách bề mặt vật hàn khoảng 5mm

- Quay nhanh đầu điện cực trên mỏ hàn về phía vật hàn cho tới khoảng cách chừng 3mm, tạo thành góc khoảng 750, hồ quang sẽ tự hình thành do hoạt động của bộ gây

hồ quang tần số và điện áp cao có sẵn trong thiết bị

2 Mồi hồ quang tiếp xúc

Khi hàn bằng dòng một chiều, đặc biệt khi hàn trong khu vực mà tần số cao dễ gây nhiễu cho các thiết bị điện tử nhạy cảm thì có thể gây hồ quang bằng cách cho tiếp xúc trực tiếp nhanh với bề mặt hàn hoặc tấm mồi hồ quang (không được làm bằng graphit)

Bộ phận điều khiển tự động trong thiết bị hàn sẽ tăng dần dòng điện từ lúc bắt đầu có hồ quang lên giá trị dòng điện hàn đã chọn

Hình 2.7 Các bước gây hồ quang kiểu tiếp xúc

Hình 2.6 Kích thước đầu điện cực, AC