niệm chung

Phương pháp này có tên gọi là hàn hồ quang kim loại trong môi trường

khí bảo vệ. Hoặc tên thông dụng là hàn dây, hàn CO2. tên gọi quốc tế là

GMAW (Gas Metal Arc Welding).

Các thuật ngữ:

MIG (Metal inert gas): khí "trơ" sử dụng khi hàn thép hợp kim và kim loại màu.

MAG (Metal active gas): khí "hoạt hóa" khi hàn thép thường, thép hợp kim

thấp.

Khí trơ : Chủ yếu là Argon hoặc Hélium (khí dùng pha trộn thêm).

Khí hoạt hóa : Thường là (CO2) ,hoặc Argon có trộn thêm Oxy (O2) , đôi khi

Hydro(H2).

Khí hoạt hóa là khí CO2 hoặc khí trộn có chỉ số oxy hóa lớn hơn 2 .

4. Vật liệu hàn dùng trong MIG – MAG

4.1. Khí bảo vệ

Nhìn chung mọi kim loại đều có xu hướng kết hợp với Oxy để tạo nên

các oxyt kim loại . Một số ít lại kết hợp với nitơ tạo ra các nitric kim loại. Oxy

cũng kết hợp với carbon để tạo ra khí monoxide carbon. Tất cả các phản ứng

này là trở ngại chính cho công việc hàn bởi chúng hình thành nên các khuyết

tật như rỗ khí, làm giòn kim loại hàn. Mặc khác không khí lại chứa 80% nitơ và

20% oxy nên lẽ tự nhiên là không thể tiến hành hàn mà không có biện pháp

nào để bảo vệ vũng chảy. Nhiệm vụ của khí bảo vệ trong hàn GMA là tạo ra

khí quyển có tính trơ hoặc khử để ngăn chặn các khí có hại từ không khí vào

trong vũng hàn.

Đồng thời khí bảo vệ còn đảm nhiệm các vai trò sau:

- Mồi hồ quang dễ dàng và hồ quang cháy ổn định

- Tác động đến các kiểu chuyển dịch kim loại trong hồ quang hàn

- Ảnh hưởng đến độ ngấu và tiết diện ngang của mối hàn

- Tốc độ hàn

- Khả năng tạo ra các khuyết biên (undercut)

- Tẩy sạch bề mặt và biên đường hàn

Khí trơ sử dụng trong hàn GMA có argon và heli.

Heli có độ dẫn nhiệt lớn hơn argon và tạo ra cột hồ quang có năng

lượng phân tán đều hơn. Heli cho mối hàn sâu, rộng và tiết diện ngang hình

parabol trong khi argon thì cho tiết diện hàn hình núm vú.

Với bất kỳ tốc độ cấp dây nào thì điện áp của hồ quang argon cũng

thấp hơn đáng kể so với hồ quang heli. Có nghĩa là hồ quang argon cháy ổn

định hơn hồ quang heli. Hồ quang argon sẽ có chuyển dịch phun dọc trục ở trị

số ngay trên trị số dòng điện quá độ. Hồ quang heli có xu thế tạo ra kiểu

chuyển dịch giọt cầu kích thước lớn ở khoảng dòng điện trung bình do đó hồ

quang heli cho nhiều tia văng tóe hơn, bề mặt đường hàn xấu gồ ghề hơn so

với hồ quang argon.

Sự pha trộn argon và heli, thường được áp dụng khi hàn kim loại

không chất sắt và inox cũng như thép hợp kim thấp. Khi đó nâng cao được

tính hợp lý của tiết diện ngang mối hàn đồng thời không đánh mất các ưu việt

của đặc tính hồ quang argon.

Sự pha trộn oxy và CO2 vào argon và heli. Argon và heli không là

môi trường bảo vệ tốt nhất khi hàn trên thép, với heli hồ quang chuyển dịch

khó kiểm soát do các giọt văng tóe, còn argon thì đường hàn rất dễ khuyết

biên. Thêm vào argon từ 1 – 5% oxy hoặc từ 3 – 10% CO2 sẽ cải thiện chất

lượng hàn đáng kể.

Carbon dioxide, khí CO2 là khí hoạt hóa được áp dụng rộng rải trong

hàn GMA trên thép carbon và thép hợp kim thấp. đây là loại khí không trơ duy

nhất được dùng một mình để bảo vệ vũng hàn. Đặc trưng của quá trình hàn

CO2 là tốc độ hàn cao, độ ngấu sâu.

Khi hàn với khí CO2 chỉ có hai kiểu chuyển dịch là ngắn mạch và cầu.

chuyển dịch phun dọc trục là đặc điểm riêng của hàn trong môi trường khí

argon. Kiểu chuyển dịch cầu có năng lượng tương đối cao và hồ quang mạnh

nên văng tóe nhiều hơn.

So sánh với hàn trong môi trường giàu khí argon thì hàn CO2 cho mối

hàn ngấu sâu, gồ ghề, hiệu quả làm sạch biên và bề mặt đường hàn kém

hơn. Kim loại đắp sít rất chặt song mối hàn kém dẻo do hồ quang vẫn có tính oxy hoa

4.2. Dây hàn

Dây hàn thép carbon là dây rắn có hàm lượng hợp kim thấp, được kéo

với độ chính xác cao có đường kính từ Ø 0,6 mm đến Ø 2,4 mm. Dây hàn

được quấn thành cuộn 15 đến 20 kg Hoặc chứa sẳn trong thùng (trường hợp

hàn tự động. Dây hàn được mạ một lớp đồng để dẫn điện và chống oxýt hóa .

Thành phần dây hàn như sau: carbon (C : 0,06 đến 0,08 %), mangan

(Mn : 1,0 đến 1,5 %), silic (Si : 0,6 đến 0,9 %), Lưu hùynh (S : 0,025 %) và

phospho (P : 0,025 %).

Mật độ dòng điện :

Mật độ dòng điện là cường độ đi qua 1 mm 2 tiết diện dây hàn.

Ví dụ :

Cường độ 150 A sử dụng với dây đường kính Ø 0,8 mm so với Ø 1,6 mm

Như vậy dây Ø 0,8 mm. Cung cấp nhiều nhiệt hơn cho chi tiết và dây hàn quá

nóng. Nên chọn cở dây hàn thích hợp với cường độ hàn.

Tiêu chuẩn dây hàn theo AWS A5.18 gồm các loại phổ biến sau:

ER70S-2 : loại có chứa các chất khử đặc biệt. Cho mối hàn chất lượng

cao, tương thích hầu hết các loại mác thép carbon.

ER70S-3 : Dây hàn đa dụng. Silicon và mangan là hai thành phần khử

oxyt chủ yếu thích hợp cho công việc hàn ở vị trí nghịch với kiểu chuyển dịch

ngắn mạch dùng khí bảo vệ là Ar – CO2 . Hàn tốt trên thép cán và thép bị rỉ

sét với khí CO2 .

ER70S-6 : Hàm lượng các chất khử oxyt mangan và silicon cao nhất,

cho phép hàn trong CO2 với dòng điện cao nhất. Đồng thời cũng có thể hàn

với hổn hợp Ar – CO2 . Khả năng hàn bám tốt, thích hợp khi hàn các mối hàn

ở vị trí nghịch với kiểu chuyển dịch ngắn mạch.

5. Thông số hàn

Thông số hàn gồm các thông số sau:

- Tốc độ đắp – tốc độ hàn

- Tốc độ cấp dây ( cường độ hàn)

- Điện áp hồ quang

- Độ nhú điện cực

Tốc độ đắp là lượng kim loại thực sự đắp vào mối hàn trong một đơn

vị thời gian. Đơn vị là kg/h. Cần cân bằng tốc độ đắp và vận tốc hàn bởi vì sự

cân bằng tốt sẽ giúp tốc độ đắp đạt giá trị tối ưu. Các yếu tố sau đây sẽ ảnh

hưởng đến sự cân bằng giữa tốc độ hàn và tốc độ cấp dây:

Kích thước mối hàn

Kiểu mối nối

Số lượng các lớp hàn

Tốc độ hàn tối đa khoảng 600 mm/phút (25 in/phút). Nhìn chung tốc độ hàn

càng cao thì mối hàn có kích thước càng nhỏ.

Dòng điện hàn – Tốc độ cấp dây , sau khi xác định tốc độ đắp tối ưu,

bước kế tiếp là xác định tốc độ cấp dây và độ nhú điện cực. Cường độ dòng

điện được xác lập thông qua các thông số này. Khi hàn thì chúng ta xác định

tốc độ đắp thông qua tốc độ cấp dây và dòng điện hàn là giá trị danh nghĩa.

CÔNG NGHỆ HÀN MIG - MAG

Created by Đặng Trung Dũng - 14 -

Điện áp hàn liên quan chặc chẻ đến chiều dài hồ quang xác lập khi

cháy ổn định. Chúng ta cần chọn điện áp hàn phù hợp với tốc độ cấp dây để

hạn chế văng tóe.

Stick out còn gọi là độ nhú điện cực. Các thông số cơ bản khi hàn

với dây hàn có điện trở lớn phụ thuộc rỏ ràng vào độ nhú điện cực. Sự thay

đổi độ nhú sẽ thay đổi sự cân bằng điện trên hồ quang hàn. Khi tăng độ nhú

dây hàn bị đốt nóng do điện trở sẽ làm thay đổi tốc độ chảy của dây ở trị số

dòng điện xác lập. Sự cân bằng giữa tốc độ chảy và tốc độ cấp dây thay đổi

sẽ thay đổi điều kiện hàn. Giữ độ nhú không đổi cũng như góc điện cực không

đổi là một kỹ năng của thợ hà