Chuong 1 - Han TIG

Hàn TIG là quá trình nóng chảy trong đó nguồn nhiệt điện cực cung cấp bởi hồ quang đợc tạo thành giữa điện cực không nóng chảy vào vũng hàn.. nhiên nên khi sử dụng cùng một vật liệu cùng

5

HàN TIG

1.1 Hàn TIG là gì?

Hàn TIG là quá trình nóng chảy trong đó nguồn nhiệt điện cực cung cấp bởi hồ quang đợc tạo thành giữa điện cực không nóng chảy vào vũng hàn Vùng hồ quang

đợc bảo vệ bằng môi trờng khí trơ (Ar, He hoặc Ar + He) để ngăn cản những tác

động có hại của oxi và nitơ trong không khí Điện cực không nóng chảy dùng là Volfram, nên phơng pháp này tiếng anh gọi là TIG (Tungten Insert Gas)

H.F.

Mỏy phỏt

-1.2 Các lĩnh vực ứng dụng của hàn TIG

1.3 Vật liệu hàn đợc

 Thép Cacbon

 Thép không gỉ và chịu nhiệt

 Nhôm và hợp kim

 Magiê và hợp kim

 Đồng không oxi hóa và một số hợp kim (Cu – Sn, Cu – Ni)

 Titan

 Nicken và hợp kim của chúng (Ni – Cu; Ni – Cr – Fe)

1.4 Khí hàn

 Argon, Argon U, Arcal 1

 Hêli, Hêli U

 Hỗn hợp Argon + Hêli

1.4.1 Vai trò của khí

 Vai trò của khí Argon sau khi ra khỏi mỏ hàn, Argon tạo thành lớp khí bảo vệ phía trên vũng hàn Argon có trọng lợng riêng lớn gấp 10 lần Hêli đợc lấy từ tự

nhiên nên khi sử dụng cùng một vật liệu cùng một dòng điện, lu lợng của Argon kém 2 đến 3 lần lu lợng của Heli

 Vai trò của khí Hêli: Hêli là một khí nhẹ nên có xu hớng dâng lên tạo thành một cuộn xoáy xung quanh hồ quang Hồ quang của Hêli nóng hơn hồ quang của Argon nên hêli thờng đợc dùng để hàn các vật liệu có chiều dày lớn, có độ dẫn nhiệt cao (nh Cu) hoặc nhiệt độ nóng chảy cao

1.4.2 Tác dụng của các loại khí

Argon cho tính ổn định hồ quang nh nhau đối với cả dòng xoay chiều (AC) và dòng một chiều (DC) và riêng với dòng xoay chiều thì Argon có tác dụng làm sạch tốt Khi cần hàn Al, Mg bằng dòng xoay chiều thì nên dùng khí Argon

Hêli tạo hồ quang ổn định với dòng một chiều (DC) nhng tính ổn định hồ quang và tác dụng làm sạch với dòng xoay chiều (AC) tơng đối thấp

Van khí

Hình 1 - Van khớ

 Van điều chỉnh lu lợng giúp chúng ta có thể điều chỉnh đợc tốc độ khí ở

đầu ra Điều khiển đợc một cách dễ dàng trong quá trình hàn vì vật hàn luôn thay đổi nên lu lợng khí cũng luôn thay đổi theo cho phù hợp

1.5 Que hàn

1.5.1 Vai trò của que hàn

Cũng nh que hàn của các loại máy hàn khác que hàn TIG cũng có tác dụng là phần kim loại bổ sung cho mối hàn và làm hợp kim hóa mối hàn

Que hàn đợc tiêu chuẩn theo ISO/R564 là chiều dài từ 500mm-1000mm với các

đờng kính khác nhau 1,2; 1,6; 2,0; 2,4; 3,2 tùy từng loại vật liệu và dòng điện để sử dụng que hàn cho hợp lý Que hàn gồm có đồng và hợp kim của đồng, thép không

gỉ Cr, CaO và Cr-Ni, nhôm và hợp kim nhôm, thép cácbon thấp, thép hợp kim thấp

1.5.2 Điện cực

Trong hàn TIG que hàn không đóng vai trò là điện cực mà nó có một điện cực riêng, điện cực này đợc dùng là Vonfram có tính chịu nhiệt cao, nhiệt độ nóng chảy là 3410OC

Áp suất khớ trong chai tớnh

bằng bar

Lưu lượng khớ ra của miệng tớnh

bằng lớt/phỳt

.Hàn TIG dùng đợc trong cả hai trờng hợp dòng một chiều và dòng xoay chiều

và ứng với mỗi dòng điện có các dạng điện cực khác nhau

 Dòng một chiều

 Điện cực thôri 2% đợc đánh dấu một đầu đỏ

 Điện cực Lantan 2% đợc đánh dấu một đầu xanh

 Điện cực Cerxi 2% đợc đánh dấu một đầu xám

Tính toán các thông số liên quan về dòng một chiều

Cứ 1mm điện cực ta phải cung cấp một dòng điện tối đa là 70A Vậy 

điện cực dc = Ih /70 vì điện cực có kích cỡ cố

định nên khi tính toán ra kết quả thì tùy kết quả mà chọn điện cực cho phù hợp

 Ih đối với inox : Ih = 20 # 25A trên 1mm chiều dày vật hàn

 Ih đối với thép cacbon thông thờng : Ih = 30 # 35A trên 1mm chiều dày vật hàn

30°

Cách tính đờng kính mỏ khí:

mỏ khí = S.4 nếu S # 2mm với S là chiều dày vật hàn

mỏ khí = S.3 nếu S # 3mm với S là chiều dày vật hàn

Lu lợng khí bằng với đờng kính mỏ khí nhng là L/P

Ví dụ : Vkhí = mỏ khí (L/P)

Udòng= 10 + 0,04.Idc

 Dòng xoay chiều

Que hàn Vonfram nguyên chất đánh đấu một đầu xanh

Không có lỗ trên khối hàn trừ trờng hợp đặc biệt tạo nên một bán cầu hàn bằng đờng kính mối hàn

Tính toán các thông số của dòng xoay chiều

Đối với nhôm nguyên chất : I = 40 # 45A trên một mm chiều dày vật hàn

Đối với hợp kim : I = 30 # 35A trên một mm chiều dày vật hàn

Tính đờng kính mỏ khí :

mỏ khí = S.4 nếu S # 2mm với S là chiều dày vật hàn mỏ khí = S.3 nếu S # 3mm với S là chiều dày vật hàn Dòng xoay chiều không dùng mỏ khí DIRISAF

Tính đờng kính điện cực : 1mm đờng kính điện cực ứng với dòng điện tối đa là 40A

điện cực = Ih / 40 mm vì điện cực có kích cỡ cố định nên khi tính toán ra kết quả thì tùy kết quả mà chọn điện cực cho phù hợp

 Các kiểu mồi

Có 3 kiểu mồi:

 Mồi bằng cao tần (HF)

H×nh 2 - Måi cao tÇn

 Måi ch¹m (HÖ thèng P.A.C)

H×nh 3 - Måi ch¹m

 Måi n¹o

+

Gaz

Miệng

Vùng nóng chảy

Hồ quang Cao tần

+

Miệng

Chi tiết anôt

+

Hình 4 - Mồi nạo

1.6 Công nghệ hàn

1.6.1 Chuẩn bị trớc khi hàn

 Các dạng liên kết: trong hàn TIG có các dạng liên kết cơ bản là liên kết giáp mối, liên kết chồng, liên kết góc, liên kết cùng mép và liên kết chữ T Tất cả các liên kết trớc khi hàn đều phải làm sạch bề mặt bằng các phơng pháp nh hóa học, cơ học Sau đó tiến hành vát mép đối với các chi tiết hàn

có kích thớc dày

Hình 5 - Các kiểu vát mép

 Lót đáy mối hàn: tấm lót đáy nhằm tác dụng bảo vệ mặt sau của mối hàn tấm mỏng tránh khỏi những ảnh hởng có hại của không khí và ngăn kim loại lỏng chảy sụt khỏi mối hàn.Có thể lót đáy bằng tấm kim loại sử dụng

điện thuốc hàn hoặc đa khí trơ vào bề mặt dới của mối hàn hoặc phối hơp cả hai phơng pháp trên

 Kiểm tra thiết bị máy móc trớc khi hàn

+

Chiều d y tày t ừ 0,6 đến 4 mm

Vỏt Chiều d y tày t ừ 4 đến 6 mm

2 - 2.5mm

90 - 120°

Vỏt

Kiểm tra độ kín của hệ thống cung cấp khí và tình trạng hoạt động của van khí Kiểm tra cờng độ dòng điện và lu lợng khí bảo vệ Chọn kích cỡ chụp khí, đờng kính và góc vát đầu điện cực hàn thích hợp, kiểm tra việc đấu điện

1.6.2 Chế độ hàn TIG

 Cờng độ dòng điện: thời gian tăng cờng độ dòng điện lên giá trị đã chọn

 Thời gian giảm cờng độ dòng điện hàn đến khi tắt hồ quang với mục đích tránh lõm cuối đờng hàn

 Tốc độ hàn

 Đờng kính điện cực W, que hàn phụ

 Lu lợng khí bảo vệ và kích cỡ chụp khí

 Thời gian mở và đóng khí bảo vệ trớc khi gây hồ quang và tắt hồ quang

 Hàn tích bằng xung điện: là phơng pháp sử dụng dòng điện một chiều (DC) có chu trình gián đoạn ở dạng xung Giá trị cờng độ dòng điện hàn lần lợt thay đổi giữa hai mức cao và thấp với khoảng thời gian nhất định lặp đi lặp lại trong suốt quá trình hàn Còn chu kỳ và biên độ của hai mức dòng điện này có thể thay đổi một cách độc lập để phù hợp với chu trình

cụ thể Sự nóng chảy xảy ra khi cờng độ dòng điện ở mức cao (đỉnh), vũng hàn kết tinh khi cờng độ dòng điện ở mức thấp (chậm) Điều này dẫn đến

sự nóng chảy gián đoạn dọc theo đờng 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 ghép theo chu vi thực hiện trên các ống thành mỏng Phơng pháp này không

đòi hỏi chặt chẽ về dung sai gá lắp nh khi hàn không có xung Cho phép hàn các tấm mỏng dới 1mm Dễ hàn ở mọi t thế, chất lợng mối hàn đợc cải thiện đáng kể Không đòi hỏi trình độ tay nghề của thợ hàn thật cao

 Hàn thép không gỉ Phơng pháp hàn TIG rất thích hợp cho hàn các loại thép không gỉ Do đợc bảo vệ tốt, tránh đợc các tác nhân có hại của môi tr-ờng không khí nên hàn không chứa các tạp chất phi kim loại

Chiều d y < 0,3mmày t

H

Mộp cao H = 2,5 e

Mộp cao H = (3 – 4)e

Chiều d y tày t ừ 0,3 đến 3mm

Chiều d y >3mmày t

70°

70

° g

g = Kim loại bổ sung sau khi đỏnh dấu

H×nh 6 - Qu¸ tr×nh chuÈn bÞ cho hµn Inox

 Hµn nh«m: khi hµn nh«m ph¶i sö dông dßng xoay chiÒu (AC) do cã thÓ kÕt hîp tèt kh¶ n¨ng dÉn ®iÖn, tÝnh ®iÒu khiÓn hå quang vµ t¸c dông lµm s¹ch cña hå quang Nguån ®iÖn hµn thêng lµ biÕn ¸p hµn 1 pha kh«ng t¶i 80-100V

1.6.3 Kü thuËt hµn TIG

Kü thuËt hµn bao gåm viÖc g©y vµ kÕt thóc hå quang, thao t¸c má hµn vµ d©y hµn phô ë c¸c t thÕ hµn kh¸c nhau

1.6.4 C¸c vÞ trÝ hµn trong kh«ng gian

H×nh 7 - Hµn ph¼ng

Hàn liền kề Trên mối nối góc ngoài

Trên mối nối bao phủ Trên mối nối góc trong

Trên mối nối góc ngoài Trên mối nối liền kề

H×nh 8 - H n leo àn leo

H×nh 9 - H n ngang àn leo

Trên mối nối góc trong Trên mối nối bao phủ

Trên mối nối liền kề

Hình 10 - Hàn trần

1.6.5 ảnh hởng của hớng hàn đến chất lợng của mối hàn

Ta có hai hớng chính sau :

 Hớng hàn mà mỏ hàn đi trớc que hàn đi sau Trong trờng hợp này thì mỏ hàn luôn luôn hớng vào kim loại hàn nhiệt tập trung vào việc làm chảy kim loại do đó trong quá trình hàn áp suất của ngọn lửa làm kim loại lỏng của mối hàn luôn luôn đợc xáo trộn đều Làm tăng chiều sâu ngấu của mối hàn

và tạo điều kiện cho xỉ nổi lên tốt hơn T thế hàn này thì khí hàn bọc đợc mối hàn một cách tốt hơn nên mối hàn đợc bảo vệ tốt và mối hàn nguội chậm hơn làm tăng cơ tính của mối hàn Hớng hàn này thờng dùng để hàn các phôi có bề dày lớn

 Hớng hàn mà mỏ hàn đi sau que hàn đi trớc Phơng pháp này ngọn lửa không hớng trực tiếp vào vũng hàn Nhiệt độ tập trung vào mũi hàn ít độ sâu ngấu của vũng hàn giảm, chiều rộng của mối hàn tăng Do đó kim loại trong vũng hàn ít đợc xáo trộn xỉ khó nổi lên vì thế xỉ khó bong khỏi mối hàn Khí bảo vệ vũng hàn kém, tốc độ nguội của kim loại tăng nhanh ứng suất và biến dạng hàn sinh ra lớn Hớng hàn này thích hợp để hàn những kim loại có bề dày bé Hớng hàn này giúp cho ngời hàn dễ quan sát vũng hàn hơn nên mối hàn đều và đẹp hơn



Trờn mối nối gúc trong Trờn mối nối liền kề

1.7 ThiÕt bÞ hµn

1.7.1 Sơ đồ mạch điện

1.7.2 C¸c thiÕt bÞ liªn quan

 Má hµn

H×nh 11 - Má hµn

 C¸c d¹ng má hµn

H×nh 12 - C¸c d¹ng má hµn

MIỆNG MỐI NỐI

NÚT VẶN CỰC MỒI

THÂN MỎ GAIN

Có nút vặn

Có chốt

Có cực mồi

Chốt kép

 CÊu t¹o má hµn

H×nh 13 - CÊu t¹o má hµn

1.7.3 B¶ng ®iÒu khiÓn

B¶

QUE HÀN

NÚT KẸP QUE HÀN

Chu kỳ hàn

Ampe mét

An toàn nhiệt

Lựa chọn hàn Chọn dòng điện

Bắt đầu Cân bằng

Tuỳ chọn xung