Mặc dù chỉ là một phần của hệ thống lớn hơn nhiều, đầu tiếp xúc trong cả súng hàn hồ quang kim loại khí bán tự động (GMAW) đều đóng vai trò quan trọng trong việc mang lại chất lượng mối hàn tốt. Nó cũng có thể ảnh hưởng đáng kể đến năng suất và lợi nhuận của hoạt động hàn của bạn—thời gian ngừng hoạt động do thay đổi quá mức có thể gây bất lợi cho năng suất cũng như chi phí nhân công và hàng tồn kho.
Chức năng chính của đầu tiếp xúc là dẫn hướng dây hàn và truyền dòng điện hàn sang dây khi nó đi qua lỗ khoan. Mục đích là để dây dẫn qua đầu tiếp xúc được trơn tru trong khi vẫn duy trì được tiếp xúc tối đa. Để có được kết quả tốt nhất, điều quan trọng là phải sử dụng đúng kích cỡ đầu tiếp xúc —hoặc đường kính trong (ID) — cho ứng dụng. Dây hàn và quá trình hàn đều ảnh hưởng đến việc lựa chọn (Hình 1).
Tác động của dây hàn đến kích thước đầu tiếp xúc
Ba đặc điểm của dây hàn ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn đầu tiếp xúc cho một ứng dụng cụ thể:
▪ Loại dây
▪ Đúc dây
▪ Chất lượng dây
Kiểu-Các nhà sản xuất đầu tiếp xúc thường khuyến nghị các đầu tiếp xúc có kích thước tiêu chuẩn (mặc định) cho các dây tương ứng, chẳng hạn như đầu tiếp xúc xxx-xx-45 cho dây 0,045 inch. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, có thể nên đặt kích thước đầu tiếp xúc nhỏ hơn hoặc quá lớn so với đường kính dây.
Dung sai tiêu chuẩn của dây hàn khác nhau tùy theo loại. Ví dụ: mã của Hiệp hội hàn Hoa Kỳ (AWS) 5.18 cho phép ± 0,001-in. dung sai cho 0,045-in. dây đặc và ± 0,002-in. dung sai cho 0,045-in. dây hình ống. Dây dạng ống và nhôm, mềm, hoạt động tốt nhất với các đầu tiếp xúc tiêu chuẩn hoặc quá khổ cho phép chúng đi qua với lực nạp tối thiểu và không bị vênh hoặc xoắn bên trong bộ cấp liệu hoặc súng hàn.
Ngược lại, dây rắn cứng hơn nhiều, điều đó có nghĩa là ít vấn đề về tiếp xúc hơn, cho phép chúng được ghép nối với các đầu tiếp xúc có kích thước nhỏ hơn.
Dàn diễn viên-Lý do kích thước đầu tiếp xúc quá lớn và quá nhỏ không chỉ liên quan đến loại dây mà còn liên quan đến vật liệu đúc và vòng xoắn của nó. Vật đúc đề cập đến đường kính của vòng dây khi một đoạn dây dài được lấy ra khỏi gói và đặt trên một bề mặt phẳng— về cơ bản là độ cong của dây. Ngưỡng điển hình cho bó bột là 40 đến 45 inch; nếu dây đúc nhỏ hơn mức này thì không sử dụng đầu tiếp xúc có kích thước nhỏ hơn.
Đường xoắn ốc đề cập đến mức độ dây tăng lên so với bề mặt phẳng đó và nó không được lớn hơn 1 inch ở bất kỳ vị trí nào.
AWS đặt ra các yêu cầu đối với dây đúc và dây xoắn dưới dạng kiểm soát chất lượng nhằm đảm bảo rằng các nguồn cấp dây có sẵn theo cách có lợi cho hiệu suất hàn tốt.
Một cách gần đúng để có được số lượng lớn dây đúc là dựa vào kích thước của gói hàng. Dây được đóng gói trong các gói số lượng lớn, chẳng hạn như trống hoặc cuộn, có thể duy trì được vật đúc lớn hơn hoặc đường viền thẳng hơn so với dây được đóng trong ống cuộn hoặc cuộn.
"Dây thẳng" là điểm bán hàng phổ biến của dây đóng gói số lượng lớn, vì dây thẳng dễ cấp hơn dây cong. Một số nhà sản xuất còn xoắn dây khi đóng gói vào trống, điều này dẫn đến việc dây tạo thành sóng hình sin thay vì dạng vòng khi lấy ra khỏi gói. Những dây này có dây đúc rất lớn (100 inch trở lên) và có thể được ghép nối với các đầu tiếp xúc có kích thước nhỏ hơn.
Tuy nhiên, dây được cấp từ một ống cuộn nhỏ hơn có xu hướng đúc rõ hơn—khoảng 30 inch. hoặc đường kính nhỏ hơn—và thường yêu cầu kích thước đầu tiếp xúc tiêu chuẩn hoặc lớn hơn để cung cấp các đặc tính cấp liệu thích hợp.
Hình 1
Để có được kết quả hàn tốt nhất, điều quan trọng là phải có kích thước đầu tiếp xúc phù hợp cho ứng dụng. Dây hàn và quá trình hàn đều ảnh hưởng đến việc lựa chọn.
Chất lượng-Chất lượng của dây cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn đầu tiếp xúc. Những cải tiến trong kiểm soát chất lượng đã làm cho đường kính ngoài (OD) của dây hàn chính xác hơn so với những năm trước, do đó chúng đi vào trơn tru hơn. Ví dụ, dây đặc chất lượng cao có đường kính và vật đúc ổn định, cũng như lớp phủ đồng đồng nhất trên bề mặt; dây này có thể được sử dụng kết hợp với đầu tiếp xúc có ID nhỏ hơn vì ít lo ngại hơn về hiện tượng vênh hoặc xoắn dây. Dây dạng ống chất lượng cao cũng mang lại những lợi ích tương tự, cùng với các đường may mịn, chắc chắn giúp dây không bị bung ra khi cho ăn.
Dây chất lượng kém không được sản xuất theo tiêu chuẩn nghiêm ngặt có thể dẫn đến việc cấp dây kém và hồ quang thất thường. Các đầu tiếp xúc có kích thước nhỏ không được khuyến khích sử dụng với dây có đường kính ngoài thay đổi rộng.
Để phòng ngừa, bất cứ khi nào bạn thay đổi sang loại hoặc nhãn hiệu dây khác, điều quan trọng là phải đánh giá lại kích thước đầu tiếp xúc để đảm bảo bạn đạt được kết quả mong muốn.
Ảnh hưởng của quá trình hàn
Trong những năm gần đây, những thay đổi trong ngành chế tạo và chế tạo đã dẫn đến những thay đổi trong quy trình hàn cũng như kích thước của đầu tiếp xúc được sử dụng. Ví dụ, trong ngành công nghiệp ô tô nơi các OEM đang sử dụng vật liệu mỏng hơn (và bền hơn) để giúp giảm trọng lượng xe và cải thiện hiệu suất sử dụng nhiên liệu, các nhà sản xuất thường sử dụng các nguồn điện có dạng sóng tiên tiến, chẳng hạn như đoản mạch dạng xung hoặc biến đổi. Những dạng sóng tiên tiến này giúp giảm sự bắn tóe và tăng tốc độ hàn. Kiểu hàn này, thường được sử dụng trong các ứng dụng hàn robot, có khả năng chịu sai lệch kém hơn trong quy trình và yêu cầu các đầu tiếp xúc có thể truyền dạng sóng đến dây hàn một cách chính xác và đáng tin cậy.
Trong quy trình hàn xung điển hình sử dụng 0,045 inch. dây rắn, dòng điện cực đại có thể lớn hơn 550 amps và tốc độ tăng tốc hiện tại có thể lớn hơn 1 x 106 amp/giây. Kết quả là, giao diện đầu dây tiếp xúc hoạt động như một công tắc ở tần số xung, từ 150 đến 200 Hz.
Tuổi thọ của đầu tiếp điểm trong hàn xung thường chỉ bằng một phần nhỏ so với hàn GMAW hoặc hàn điện áp không đổi (CV). Nên chọn đầu tiếp xúc có ID nhỏ hơn một chút cho dây đang sử dụng để đảm bảo điện trở tiếp xúc giữa đầu/dây đủ thấp để không xảy ra hiện tượng hồ quang mạnh. Ví dụ: dây đặc có đường kính 0,045 inch sẽ rất phù hợp với đầu tiếp xúc có ID từ 0,049 đến 0,050 inch.
Các ứng dụng hàn thủ công hoặc bán tự động yêu cầu những cân nhắc khác nhau khi chọn kích thước đầu tiếp xúc phù hợp. Súng hàn bán tự động thường dài hơn nhiều và có đường nét phức tạp hơn súng robot. Thường thì cổ hàn cũng có độ uốn cong lớn hơn, điều này cho phép người thợ hàn tiếp cận mối hàn một cách thoải mái. Cổ có góc uốn lớn tạo ra lực đúc chặt hơn trên dây khi nó được đưa qua. Do đó, bạn nên chọn đầu tiếp xúc có ID lớn hơn một chút để có thể cấp dây trơn tru. Đây thực sự là cách phân loại truyền thống về kích thước đầu tiếp xúc. Hầu hết các nhà sản xuất súng hàn đều đặt kích thước đầu tiếp xúc mặc định theo ứng dụng bán tự động. Ví dụ: 0,045-in. dây đặc có đường kính sẽ khớp với đầu tiếp xúc có ID từ 0,052 đến 0,055 in.
Hậu quả của việc kích thước đầu tiếp xúc không chính xác
Kích thước đầu tiếp xúc không chính xác, dù quá lớn hay quá nhỏ so với loại, vật đúc và chất lượng của dây đang sử dụng, đều có thể gây ra việc cấp dây thất thường hoặc hiệu suất hồ quang kém. Cụ thể hơn, các đầu tiếp xúc có ID quá nhỏ có thể khiến dây bị vướng vào bên trong lỗ khoan, dẫn đến cháy nổ (Hình 2). Nó cũng có thể gây ra hiện tượng lồng chim, tức là tình trạng dây bị rối trong các cuộn truyền động của bộ cấp dây.
Hình 2
Burnback (kẹt dây) là một trong những tình trạng hỏng hóc phổ biến nhất của đầu tiếp xúc. Nó bị ảnh hưởng đáng kể bởi đường kính trong (ID) của đầu tiếp xúc.
Ngược lại, các đầu tiếp xúc có ID quá lớn so với đường kính dây có thể khiến dây bị lệch khi đi qua. Sự dịch chuyển này dẫn đến độ ổn định hồ quang kém, tia nước bắn ra nhiều, sự kết dính không hoàn toàn và mối hàn không thẳng hàng trong mối nối. Những hiện tượng này đặc biệt quan trọng trong hàn xung mạnh; tỷ lệ lỗ khóa (Hình 3) (tốc độ mài mòn) của đầu tiếp xúc quá khổ có thể gấp đôi so với đầu tiếp xúc có kích thước nhỏ hơn.
Những cân nhắc khác
Điều quan trọng là phải hiểu đầy đủ về quy trình hàn trước khi chọn kích thước đầu tiếp xúc cho công việc. Hãy nhớ rằng chức năng thứ ba của đầu tiếp xúc là đóng vai trò là cầu chì của hệ thống hàn. Bất kỳ vấn đề nào trong hệ thống truyền động của vòng hàn trước tiên đều (và phải được) thể hiện dưới dạng lỗi đầu tiếp xúc. Nếu đầu tiếp xúc bị lỗi khác hoặc sớm ở một ô so với phần còn lại của cây, thì ô đó có thể cần được tinh chỉnh.
Bạn cũng nên đánh giá khả năng chịu đựng rủi ro của hoạt động của mình; tức là chi phí là bao nhiêu khi một mẹo liên lạc không thành công. Ví dụ, trong một ứng dụng bán tự động, người vận hành hàn có thể nhanh chóng xác định bất kỳ vấn đề nào và thay thế đầu tiếp xúc bị hỏng một cách kinh tế. Tuy nhiên, chi phí cho sự cố đầu tiếp xúc không mong muốn trong hoạt động hàn bằng robot cao hơn nhiều so với hàn thủ công. Trong trường hợp này, bạn cần các mẹo liên hệ hoạt động đáng tin cậy trong khoảng thời gian giữa các lần thay đổi mẹo liên hệ đã lên lịch, chẳng hạn như một ca. Thông thường, trong hầu hết các hoạt động hàn robot, tính nhất quán của chất lượng được cung cấp bởi đầu tiếp xúc quan trọng hơn thời gian tồn tại của nó.
Hãy nhớ rằng đây chỉ là những quy tắc chung để chọn kích thước đầu tiếp xúc. Để xác định kích thước chính xác, điều quan trọng là phải kiểm tra các đầu tiếp xúc bị hỏng trong nhà máy. Nếu hầu hết các đầu tiếp xúc không thành công đều có dây bị kẹt bên trong thì ID đầu tiếp xúc quá nhỏ.
Nếu hầu hết các đầu tiếp xúc bị hỏng đều không có dây, nhưng quan sát thấy hồ quang thô và chất lượng mối hàn kém, thì việc chọn các đầu tiếp xúc có kích thước nhỏ hơn có thể có ích.
Hình 3
Lỗ khóa quá mức cũng là một trong những chế độ hỏng hóc phổ biến nhất của đầu tiếp xúc. Nó cũng bị ảnh hưởng đáng kể bởi đường kính trong (ID) của đầu tiếp xúc.
Thời gian đăng: Jan-02-2023
