Giải thích về hàn TIG

Hàn TIG là một quy trình hàn hồ quang ổn định sử dụng điện cực vonfram không tiêu hao và khí trơ trong hồ quang hàn để tạo ra mối hàn chất lượng cao. Nó đã trở thành một thành công mang tính đột phá trong những năm 1940 khi lần đầu tiên được sử dụng để hàn hợp kim nhôm và magiê trong ngành hàng không vũ trụ.

Mặc dù ban đầu là một giải pháp để sản xuất máy bay, hàn TIG cuối cùng đã trở thành một chất xúc tác trong các ngành công nghiệp khác nhau mang lại chất lượng vô song. Rất nhiều tiến bộ và đổi mới trong công nghệ đã được thực hiện kể từ đó và quy trình này đã trở nên không thể thay thế trong nhiều trường hợp.

Hàn TIG là gì?

Hàn khí trơ Tungsten, còn được gọi là hàn hồ quang khí Tungsten (GTAW), là một quy trình hàn nối các mảnh kim loại lại với nhau thông qua dòng điện hàn. Một loại khí trơ được cung cấp cho mỏ hàn chạy dọc theo hồ quang hàn để bảo vệ kim loại khỏi bị oxy hóa và hình thành các khoảng hở tròn nhỏ. Một điện cực Tungsten được lắp ráp bên trong mỏ hàn, có điểm nóng chảy cao hơn hầu hết các kim loại.

Hàn TIG đôi khi bị nhầm lẫn với hàn MIG. Mặc dù chúng có những điểm tương đồng, nhưng có một số điểm khác biệt chính cần được chỉ ra.

Sự khác biệt giữa hàn TIG và hàn MIG

Sự khác biệt chính giữa quy trình hàn MIG và hàn TIG là hàn TIG sử dụng điện cực không tiêu hao và vật liệu độn riêng (tùy chọn). Trong khi MIG sử dụng điện cực dây liên tục, tiêu hao được tự động đưa vào súng hàn.

Hàn TIG thường được thực hiện nhất khi nối ống và vật liệu mỏng. Điều này là nhờ đầu vào nhiệt thấp, giúp bảo toàn cấu trúc vi mô của kim loại. Khi nói đến vật liệu dày hơn, hàn MIG (khí trơ kim loại) được ưa chuộng hơn. Do chi phí thấp hơn so với các quy trình hàn khác và khả năng hàn tốc độ cao, nhiều người sử dụng MIG hoặc hàn điểm để sản xuất hàng loạt.

TIG hiếm khi tạo ra bắn tóe và thường chỉ cần đánh bóng nhẹ để loại bỏ bất kỳ sự đổi màu nào. Về mặt thẩm mỹ, nó có lợi thế hơn so với mối hàn MIG và do đó, nó được ưa chuộng hơn khi phôi không được phủ hoặc sơn, như thường xảy ra khi hàn thép không gỉ và nhôm. Điều này không có nghĩa là mối hàn MIG không thể đẹp về mặt thẩm mỹ nhưng mối hàn MIG thường được sơn.

Tùy thuộc vào dự án, việc sử dụng kim loại phụ là tùy chọn cho hàn TIG. Khi đưa que hàn phụ vào hồ hàn, thợ hàn TIG phải dùng cả hai tay và đồng thời kiểm soát lượng nhiệt đầu vào bằng bàn đạp. Tất cả những điều này khiến hàn TIG trở thành một quy trình khó khăn hơn nhiều so với hàn MIG, trong đó dây hàn phụ được tự động đưa vào từ mỏ hàn. Hầu hết thợ hàn thường bắt đầu với tư cách là người vận hành MIG và sau đó chuyển sang hàn TIG.

Hàn TIG không chỉ đơn giản là một quy trình cắm và chạy. Sự khác biệt chính khiến máy hàn TIG khác biệt so với các máy khác là nhiều tính năng có thể điều chỉnh, chẳng hạn như dòng ampe, lượng xung, đầu ra AC/DC và dòng khí trơ. Với tất cả các chức năng tùy chỉnh này, quy trình hàn TIG khá linh hoạt.

Quy trình hàn TIG

Bước đầu tiên trong quy trình hàn TIG là điều chỉnh máy theo đúng cài đặt, chẳng hạn như dòng điện và điện áp, thông qua các núm xoay trên máy. Tiếp theo, áp suất chính xác cho khí trơ trong bình cung cấp phải được thiết lập thông qua bộ điều chỉnh lưu lượng kế. Mỏ hàn TIG cũng phải được điều chỉnh theo yêu cầu của dự án bằng cách chọn điện cực có đường kính chính xác, kẹp TIG và các bộ phận khác. Trên hết, hãy ưu tiên sử dụng đồ bảo hộ sạch để có tầm nhìn rõ ràng khi hàn.

Sau khi hoàn tất mọi công đoạn chuẩn bị, đã đến lúc hàn các kim loại lại với nhau. Cần cân nhắc một số điều để đảm bảo quá trình hàn diễn ra suôn sẻ: chiều dài hồ quang, tốc độ di chuyển, góc mỏ hàn và các biện pháp phòng ngừa khác. Mối hàn TIG có thể chạy hạt hàn mà không cần vật liệu độn, chỉ làm nóng chảy kim loại cơ bản, nhưng bạn có thể sử dụng nó với que độn hoặc cuộn kim loại nếu dự án yêu cầu.

Mặc dù internet tràn ngập các video và hình ảnh được gọi là hàn lạnh TIG, nhưng phương pháp này không liên quan gì đến quy trình hàn lạnh thực tế. Phương pháp này tập trung vào hình thức của mối hàn nhưng thực tế lại không có sự liên kết do lượng nhiệt đầu vào giảm đáng kể và không hiệu quả trong việc tạo ra các mối hàn bền chắc, lâu dài.

Chi tiết quan trọng khi làm việc

1. Cần có góc nghiêng thích hợp khi sử dụng mỏ hàn để tránh tích tụ túi khí tạo ra độ xốp trong mối hàn.
2. Chiều dài hồ quang ngắn nên được duy trì để kiểm soát tối ưu. Hồ quang điện sẽ mở rộng khi chiều dài hồ quang tăng lên.
3. Tốc độ di chuyển nhất quán là chìa khóa để duy trì mối hàn nhất quán. Tăng tốc độ sẽ khiến mối hàn hẹp lại.
4. Tránh chạm vào vũng hàn bằng điện cực vonfram.
5. Kích thước của kim loại phụ phải chính xác và quá trình đưa kim loại phụ vào mối hàn phải được thực hiện với sự kiểm soát thích hợp.
6. Hình dạng của đầu điện cực vonfram phải luôn nhất quán. Nó có thể được mài lại trên đá mài.

Vật liệu trong hàn hồ quang khí Tungsten

Máy hàn TIG có thể sử dụng nhiều loại vật liệu. Một số vật liệu cơ bản được liệt kê cho hàn hồ quang khí trơ Tungsten là:

• Nhôm
• Đồng thau
• Đồng thau
• Thép cacbon
• Đồng
• Vàng
• Magie
• Thép mềm
• Niken
• Thép không gỉ
• Thép titan
• Các hợp kim khác nhau

Bạn cần lưu ý rằng quy trình hàn TIG cho từng vật liệu có đôi chút khác biệt. Các sửa đổi có thể dao động từ kích thước đường kính điện cực cho đến hồ quang điện được áp dụng trong vật liệu. Điều quan trọng là điện cực phải có đường kính chính xác và cường độ dòng điện được áp dụng phải chính xác. Dòng điện càng thấp, góc đầu và đường kính của điện cực càng nhỏ.

Điện cực Tungsten không tiêu hao

Vonfram được sử dụng trong quy trình này vì nguyên tố kim loại hiếm này có nhiệt độ nóng chảy cao (3422°C) khi so sánh với các kim loại khác (ví dụ: thép không gỉ có nhiệt độ nóng chảy từ 1400 đến 1530°C). Vonfram có độ dẫn điện tuyệt vời mà không bị tiêu thụ. Tuy nhiên, sự xói mòn vẫn có thể xảy ra ở đầu trong quá trình hàn hồ quang kim loại được bảo vệ.

Điện cực vonfram cũng có thể được hợp kim hóa để cải thiện các đặc tính của chúng tùy thuộc vào loại mối hàn. Sau đây là một số ví dụ phổ biến:

• Điện cực vonfram nguyên chất (màu xanh lá cây) – Chúng cung cấp độ ổn định hồ quang tốt khi sử dụng dòng điện xoay chiều. Được sử dụng cho kim loại nhẹ vì chúng giữ đầu tròn, sạch. Đây cũng là loại rẻ nhất và được sử dụng cho mục đích chung.
• Điện cực thori (1% thori vàng; 2% đỏ; 3% tím) – Khá phổ biến trong lĩnh vực hàn vì chúng là loại đầu tiên đánh bại điện cực vonfram nguyên chất về hiệu suất hồ quang hàn DC. Chúng có khả năng dẫn dòng điện cao và duy trì hình dạng của đầu lâu hơn. Tuy nhiên, thori phát ra bức xạ alpha, có thể gây hại cho hệ hô hấp. Cần có hệ thống hút bụi để thu gom bụi trong quá trình mài đầu.
• Điện cực lanthan (1% lanthan đen, 1,5% vàng, 2% xanh) – Điện cực không phóng xạ hợp kim với oxit lanthan. Đặc trưng bởi tính chất ổn định hồ quang tuyệt vời với tốc độ xói mòn thấp. Ít hiệu quả hơn một chút so với điện cực thoriated.
• Điện cực ceriated (2% cerium xám) – Điện cực không phóng xạ hợp kim với oxit xeri. Các điện cực này có khả năng bắt đầu hồ quang tuyệt vời nhưng khả năng chịu dòng điện kém hơn so với điện cực lanthan.
• Điện cực ceriated (0,7-0,9% zirconium trắng, 0,15-0,5% nâu) – Các điện cực này kết hợp vonfram với oxit zirconium. Hợp kim này có khả năng chống ô nhiễm cao và tuổi thọ điện cực dài hơn. Tạo ra hồ quang cực kỳ ổn định, do đó được sử dụng khi cần chất lượng cao nhất.
• Điện cực cerium lanthan (màu hồng) – Sự kết hợp giữa điện cực ceriated và lanthaned cung cấp khả năng đánh lửa hồ quang đơn giản với tuổi thọ dài.

Khí trơ

Khí bảo vệ trơ được đưa vào mỏ hàn TIG để giữ cho vũng hàn không bị nhiễm bẩn trong khi dòng điện được cung cấp cho hồ quang hàn. Lưu lượng khí bảo vệ rất cần thiết để bảo vệ vũng hàn khỏi quá trình oxy hóa và tạp chất từ ​​khí quyển trong khi kim loại được nấu chảy và kết dính cùng với thanh hàn.

Khí bảo vệ phổ biến nhất được sử dụng cho quy trình này là argon. Các kết hợp khác của hydro và argon và hỗn hợp heli và argon được sử dụng khi các yếu tố khác được xem xét (ví dụ: kim loại cần hàn, tốc độ hàn, độ thâm nhập vật liệu, v.v.).

Mỏ hàn

Mỏ hàn là một dụng cụ cơ khí chuyên dùng để nấu chảy và nung chảy kim loại. Mỏ hàn có một số loại tùy thuộc vào mục đích sử dụng:

• Mỏ hàn TIG làm mát bằng không khí chỉ có một đầu vào khí và dễ bị quá nhiệt hơn, không giống như mỏ hàn TIG làm mát bằng nước. Công dụng chính của các mỏ hàn này là cho kim loại có thành mỏng và các dự án nhỏ.
• Mỏ hàn TIG làm mát bằng nước có đầu vào khí trong khi có đầu vào và đầu ra cho đường ống nước. Đây là một lợi thế cho các dự án lớn hơn cần làm mát nhanh. Tuy nhiên, điều này đi kèm với giá của nó, vì phải lắp đặt hệ thống làm mát bằng nước.

Nguồn điện

Nguồn điện trong hàn hồ quang khí vonfram phải giảm dần và không đổi. Điều này cho phép nhiệt đầu vào ổn định và nhất quán. Bạn cũng có thể chuyển đổi giữa nguồn điện xoay chiều (AC) sang nguồn điện một chiều (DC) tùy thuộc vào loại vật liệu và đầu ra mối hàn mà bạn mong muốn.

Nguồn điện AC so với DC

Có ba tùy chọn cho dòng điện hàn cùng với các mục đích sử dụng riêng của nó:

• Hàn AC sử dụng dòng điện xoay chiều giữa cực dương và cực âm, duy trì nhiệt mà không làm quá nhiệt vật liệu cơ bản. Các vật liệu thường được sử dụng là nhôm và magiê.
• Điện cực nguồn DC cực âm sử dụng cực âm trên mỏ hàn để xác định chính xác luồng năng lượng đến vật liệu, giống như vòi phun nước vào một khu vực mục tiêu. Điều này làm cho nó hấp dẫn hơn đối với tất cả các kim loại, ngoại trừ nhôm và magiê.
• Điện cực DC dương hiếm khi được sử dụng trong hàn TIG vì dòng điện chạy về phía điện cực, khiến nó bị vón cục do nhiệt độ đầu vào tăng nhanh. Điểm cộng duy nhất của DCEP là có “hoạt động làm sạch” trong đó các oxit trên bề mặt vũng hàn tạo ra vẻ sáng bóng.
• Một yếu tố khác cần lưu ý là tần số Hz được áp dụng. Tần số thấp hơn tạo ra mối hàn rộng hơn với độ thâm nhập tốt, trong khi tần số cao hơn cho phép kiểm soát và thâm nhập tốt hơn vào vùng hàn.

Ưu điểm của hàn TIG

1. Hàn TIG có thể được thực hiện trên nhiều loại kim loại và hợp kim khác nhau.
2. Máy hàn TIG có nhiều chức năng tùy chỉnh, hoàn hảo cho các hoạt động cụ thể.
3. Áp dụng cho nhiều loại độ dày kim loại và hàn kim loại phức tạp. Mặc dù đối với kim loại thực sự dày, hàn MIG hoặc hàn que được ưa chuộng hơn.
4. Điện cực không tiêu hao và hồ quang ổn định cho phép kiểm soát tốt hơn và tạo ra mối hàn TIG chất lượng cao.
5. Các loại khí an toàn được sử dụng trong quy trình hàn hồ quang kim loại bằng khí này, do đó, nó có ít khuyết tật mối hàn hơn.
6. Hàn TIG có thể được thực hiện ở các góc khó. Một ví dụ là ứng dụng của nó trong các phần nhô ra của mối hàn, nơi mỏ hàn phải ở một vị trí độc đáo.
7. Dễ dàng quan sát phôi vì khí bảo vệ không màu và tạo ra ít khói.

Nhược điểm của hàn TIG

1. Hàn TIG đòi hỏi người vận hành phải có nhiều kỹ năng.
2. Thời gian hàn dài hơn đáng kể so với các kỹ thuật hàn khác.
3. Sử dụng sai cực có thể dễ dàng làm nhiễm bẩn mối hàn.
4. Độ bền mối hàn tổng thể giảm khi không kiểm soát được lượng nhiệt đầu vào. Điều này cũng ảnh hưởng tiêu cực đến cấu trúc vi mô của kim loại.
5. Nếu không có môi trường được kiểm soát, chủ yếu là môi trường không có gió, thì có thể khó duy trì luồng khí liên tục qua khu vực hàn.
6. So với các kỹ thuật hàn khác, thiết bị và khí trơ đắt hơn.

Những điểm quan trọng cần nhớ

Hàn TIG tạo ra các mối hàn chính xác và đẹp mắt với độ xuyên thấu tốt. Đây là phương pháp được ưa chuộng để hàn hợp kim nhôm và magiê, cùng với nhiều kim loại khác bao gồm thép không gỉ. Phương pháp này đắt hơn một chút và chậm hơn khi so sánh với một số loại hàn khác nhưng không thể thay thế khi tạo ra các mối hàn chất lượng cao hơn.

Tính nhất quán và tính linh hoạt của nó cho phép nó trở nên cực kỳ hấp dẫn trong hầu hết mọi ngành công nghiệp, từ những người chuyên nghiệp đến những người yêu thích. Mặc dù quy trình TIG có thể được tự động hóa bằng cách sử dụng rô-bốt hàn, nhưng quy trình hàn thủ công vẫn có đường cong học tập khá dốc và để đạt được kết quả tốt nhất, quy trình này thường được thực hiện bởi những người thợ hàn có kinh nghiệm.

Nếu bạn cần thiết bị lường đo điện chính hãng, uy tín

Lidinco là công ty cung cấp các loại thiết bị đo lường điện uy tín nhập khẩu trực tiếp với giá cạnh tranh. Các sản phẩm đều được bảo hành theo chính sách hãng, tư vấn kỹ thuật tận tình.

Ngoài ra, Lidinco còn cung cấp các loại thiết bị phân tích, đo lường viễn thông, vật tư nhà máy, công nghiệp, thiết bị giáo dục, thiết bị SMT và các loại thiết bị chuyên dụng khác.

Công Ty TNHH Đầu Tư Phát Triển Cuộc Sống
Địa chỉ: 487 Cộng Hòa, Phường 15, Quận Tân Bình, TPHCM, Việt Nam
Điện thoại: 028 3977 8269 / 028 3601 6797
Di động: 0906 988 447
Email: sales@lidinco.com

Xem thêm: Giải thích về hàn MIG