[Tóm tắt] Hàn khí trơ vonfram là phương pháp hàn rất quan trọng trong sản xuất công nghiệp hiện đại. Bài báo này phân tích ứng suất của bể hàn tấm thép không gỉ và biến dạng hàn của tấm mỏng, đồng thời giới thiệu những kiến thức cơ bản về quy trình hàn và ứng dụng thực tế của hàn tấm mỏng bằng khí trơ vonfram thủ công.
Giới thiệu
Với sự phát triển không ngừng của ngành sản xuất hiện đại, tấm thép không gỉ mỏng được sử dụng rộng rãi trong quốc phòng, hàng không, công nghiệp hóa chất, điện tử và các ngành công nghiệp khác, và việc hàn các tấm thép không gỉ mỏng 1-3mm cũng ngày càng gia tăng. Vì vậy, việc nắm vững các kiến thức cơ bản về quy trình hàn tấm mỏng inox là rất cần thiết.
Hàn khí trơ vonfram (TIG) sử dụng hồ quang xung, có đặc tính đầu vào nhiệt thấp, nhiệt tập trung, vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, biến dạng hàn nhỏ, đầu vào nhiệt đồng đều và kiểm soát năng lượng đường dây tốt hơn; luồng không khí bảo vệ có tác dụng làm mát trong quá trình hàn, có thể làm giảm nhiệt độ bề mặt của bể nóng chảy và tăng sức căng bề mặt của bể nóng chảy; TIG dễ vận hành, dễ quan sát trạng thái bể nóng chảy, mối hàn dày đặc, cơ tính tốt, tạo hình bề mặt đẹp. Hiện nay, TIG được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là hàn các tấm thép không gỉ mỏng.
1. Yếu tố kỹ thuật hàn khí trơ vonfram
1.1 Lựa chọn máy hàn khí trơ vonfram và phân cực điện
TIG có thể được chia thành xung DC và AC. TIG xung DC chủ yếu được sử dụng để hàn thép, thép nhẹ, thép chịu nhiệt, v.v. và TIG xung AC chủ yếu được sử dụng để hàn các kim loại nhẹ như nhôm, magie, đồng và các hợp kim của nó. Cả hai xung AC và DC đều sử dụng nguồn điện đặc trưng có độ dốc giảm. Hàn TIG tấm mỏng inox thường sử dụng kết nối dương DC.
1.2 Thông số kỹ thuật hàn khí trơ vonfram thủ công
1.2.1 Bắt đầu hồ quang
Khởi động hồ quang có hai hình thức: khởi động hồ quang ngắn mạch không tiếp xúc và khởi động hồ quang ngắn mạch tiếp xúc. Cái trước không có tiếp xúc giữa điện cực và phôi, phù hợp cho cả hàn DC và AC, trong khi cái sau chỉ thích hợp cho hàn DC. Nếu sử dụng phương pháp ngắn mạch để khởi động hồ quang thì không nên bắt đầu hồ quang trực tiếp trên mối hàn, vì dễ tạo ra kẹp hoặc bám dính vonfram với phôi, hồ quang không thể ổn định ngay lập tức và hồ quang dễ dàng để vượt qua vật liệu gốc. Vì vậy, nên sử dụng tấm khởi động vòng cung. Một tấm đồng nên được đặt cạnh điểm bắt đầu hồ quang. Đầu tiên, hồ quang phải được bắt đầu trên đó, sau đó đầu điện cực vonfram phải được làm nóng đến nhiệt độ nhất định trước khi di chuyển đến bộ phận được hàn. Trong thực tế sản xuất, TIG thường sử dụng máy khởi động hồ quang để khởi động hồ quang. Dưới tác động của dòng điện tần số cao hoặc dòng điện xung điện áp cao, khí argon bị ion hóa và hồ quang được bắt đầu.
1.2.2 Định vị hàn
Trong quá trình hàn định vị, dây hàn phải mỏng hơn dây hàn thông dụng. Do nhiệt độ thấp và nguội nhanh trong quá trình hàn điểm nên hồ quang tồn tại lâu nên dễ bị cháy. Khi thực hiện hàn vị trí cố định tại chỗ, dây hàn phải được đặt ở phần hàn điểm và hồ quang phải được chuyển đến dây hàn sau khi ổn định. Sau khi dây hàn nóng chảy và kết dính với vật liệu gốc ở cả hai bên, hồ quang sẽ nhanh chóng dừng lại.
Thiết bị hàn Xinfa có đặc tính chất lượng cao và giá thành thấp. Để biết chi tiết, vui lòng truy cập:Các nhà sản xuất hàn & cắt - Nhà máy và nhà cung cấp hàn & cắt Trung Quốc (xinfatools.com)
1.2.3 Hàn thông thường
Khi sử dụng TIG thông thường để hàn tấm thép không gỉ, dòng điện được lấy ở giá trị nhỏ. Tuy nhiên, khi dòng điện nhỏ hơn 20A, dễ xảy ra hiện tượng trôi hồ quang, nhiệt độ điểm catốt rất cao sẽ gây nóng, cháy vùng hàn và làm điều kiện phát xạ electron xấu đi, khiến điểm catốt nhảy liên tục. , gây khó khăn cho việc duy trì mối hàn bình thường. Khi sử dụng xung TIG, dòng điện cực đại có thể làm cho hồ quang ổn định và có tính định hướng tốt, giúp dễ dàng làm nóng chảy vật liệu gốc và tạo thành nó, đồng thời luân phiên theo chu kỳ để đảm bảo quá trình hàn diễn ra suôn sẻ, để có được mối hàn với hiệu suất tốt, ngoại hình đẹp và các hồ nóng chảy chồng chéo.
2. Phân tích khả năng hàn của tấm thép không gỉ
Tính chất vật lý và hình dạng tấm của tấm inox ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối hàn. Tấm thép không gỉ có độ dẫn nhiệt nhỏ và hệ số giãn nở tuyến tính lớn. Khi nhiệt độ hàn thay đổi nhanh chóng, ứng suất nhiệt sinh ra lớn và dễ bị cháy, cắt xén và biến dạng sóng. Hàn tấm thép không gỉ chủ yếu áp dụng phương pháp hàn đối đầu tấm phẳng. Bể nóng chảy chủ yếu bị ảnh hưởng bởi lực hồ quang, trọng lực của kim loại bể nóng chảy và sức căng bề mặt của kim loại bể nóng chảy. Khi thể tích, khối lượng và chiều rộng nóng chảy của kim loại bể nóng chảy không đổi thì độ sâu của bể nóng chảy phụ thuộc vào kích thước của hồ quang. Độ sâu nóng chảy và lực hồ quang có liên quan đến dòng hàn và chiều rộng nóng chảy được xác định bởi điện áp hồ quang.
Thể tích bể nóng chảy càng lớn thì sức căng bề mặt càng lớn. Khi sức căng bề mặt không thể cân bằng giữa lực hồ quang và trọng lực của kim loại bể nóng chảy sẽ khiến bể nóng chảy bị cháy. Ngoài ra, vật hàn sẽ bị nóng lên và làm nguội cục bộ trong quá trình hàn gây nên ứng suất, biến dạng không đều. Khi sự rút ngắn theo chiều dọc của mối hàn tạo ra ứng suất trên mép của tấm mỏng vượt quá một giá trị nhất định sẽ tạo ra biến dạng sóng nghiêm trọng hơn, ảnh hưởng đến chất lượng bề ngoài của phôi. Trong cùng một phương pháp hàn và các thông số quy trình, việc sử dụng các điện cực vonfram có hình dạng khác nhau để giảm lượng nhiệt cấp vào mối hàn có thể giải quyết các vấn đề như cháy nổ trong mối hàn và biến dạng phôi.
3. Ứng dụng hàn khí trơ vonfram thủ công trong hàn tấm inox
3.1 Nguyên lý hàn
Hàn khí trơ vonfram là hàn hồ quang mở với hồ quang ổn định và nhiệt tập trung. Dưới sự bảo vệ của khí trơ (argon), vũng hàn trong và chất lượng mối hàn tốt. Tuy nhiên, khi hàn thép không gỉ, đặc biệt là thép không gỉ austenit, mặt sau của mối hàn cũng cần được bảo vệ, nếu không sẽ gây ra hiện tượng oxy hóa nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hình thành mối hàn và hiệu suất hàn.
3.2 Đặc tính hàn
Việc hàn tấm thép không gỉ có các đặc điểm sau:
1) Độ dẫn nhiệt của tấm thép không gỉ kém và dễ bị cháy trực tiếp.
2) Không cần dây hàn trong quá trình hàn và vật liệu gốc được nung chảy trực tiếp.
Vì vậy, chất lượng hàn tấm inox có liên quan chặt chẽ đến các yếu tố như người vận hành, thiết bị, vật liệu, biện pháp thi công, môi trường bên ngoài trong quá trình hàn và phát hiện.
Trong quá trình hàn tấm thép không gỉ, không cần vật liệu hàn, nhưng các vật liệu sau phải tương đối cao: Thứ nhất, độ tinh khiết, tốc độ dòng chảy và thời gian chảy argon của khí argon, và thứ hai, điện cực vonfram.
1) Argon
Argon là một loại khí trơ và không dễ phản ứng với các vật liệu và khí kim loại khác. Do dòng khí của nó có tác dụng làm mát nên vùng ảnh hưởng nhiệt của mối hàn nhỏ và độ biến dạng của mối hàn nhỏ. Đây là loại khí bảo vệ lý tưởng nhất cho hàn hồ quang khí trơ vonfram. Độ tinh khiết của argon phải lớn hơn 99,99%. Argon chủ yếu được sử dụng để bảo vệ hiệu quả bể nóng chảy, ngăn không khí ăn mòn bể nóng chảy và gây ra quá trình oxy hóa trong quá trình hàn, đồng thời cách ly hiệu quả khu vực hàn với không khí, nhờ đó khu vực hàn được bảo vệ và hiệu suất hàn được cải thiện.
2) Điện cực vonfram
Bề mặt của điện cực vonfram phải nhẵn, phần cuối phải được mài sắc và độ đồng tâm tốt. Bằng cách này, hồ quang tần số cao tốt, độ ổn định hồ quang tốt, độ sâu nóng chảy sâu, bể nóng chảy có thể duy trì ổn định, mối hàn được hình thành tốt và chất lượng hàn tốt. Nếu bề mặt của điện cực vonfram bị đốt cháy hoặc có các khuyết tật như chất ô nhiễm, vết nứt, lỗ co ngót, v.v. trên bề mặt, hồ quang tần số cao khó khởi động trong quá trình hàn, hồ quang không ổn định, hồ quang bị trôi, vũng nóng chảy bị phân tán, bề mặt giãn nở, độ sâu nóng chảy nông, mối hàn hình thành kém và chất lượng hàn kém.
4. Kết luận
1) Hàn hồ quang khí trơ vonfram có độ ổn định tốt và hình dạng điện cực vonfram khác nhau có ảnh hưởng lớn đến chất lượng hàn của tấm mỏng thép không gỉ.
2) Hàn điện cực trơ vonfram đầu hình nón phẳng có thể cải thiện tốc độ hình thành hai mặt của hàn một mặt, giảm vùng ảnh hưởng nhiệt hàn, làm cho mối hàn đẹp và có tính chất cơ học toàn diện tốt.
3) Sử dụng đúng phương pháp hàn có thể ngăn ngừa hiệu quả các khuyết tật hàn.
Thời gian đăng: 21-08-2024
