PHƯƠNG PHÁP HÀN MIG MAG

Hàn Mig – Mag là phương pháp hàn thuộc nhóm phương pháp GMAW sử dụng nguồn nhiệt từ hồ quang cháy giữa dây điện cực rắn cấp liên tục nhờ một bộ cấp dây cú tốc độ không đổi.

Vũng chảy hình thành được bảo vệ bằng dòng khí trơ (MIG) hoặc dòng khí hoạt hóa (MAG). Phương pháp này cũng được gọi là hàn bán tự động, tuy nhiên tên gọi đó khụng chính xác.Trong công nghiệp hàn MAG với khí bảo vệ CO2 thường gọi là hàn dây hoặc hàn CO2.

Sơ đồ lắp thiết bị hàn (GMAW tổng quát) MIG – MAG điển hình

Trang bị quan trọng nhất là súng hàn nó đảm nhiệm các chức năng như cấp dòng điện hàn cho dây hàn thông qua ống tiếp xúc (tube contact) , khí bảo vệ qua mỏ phun (nozzle) và hệ thống giải nhiệt súng hàn khi cần thiết.

Trang bị thứ hai là bộ cấp dây hàn (wire feeder) có tốc độ ổn định ở các giá trị xác lập. Tùy loại dây hàn có thể dùng bộ cấp dây hai con lăn (2-rolls) hoặc bốn con lăn (4 – rolls). Bồ cấp dây có thể rời hoặc lắp sẳn vào nguồn điện hàn. Chức năng của bộ cấp dây là duy trì quá trình cháy tự động của hồ quang sau khi mồi.

Máy hàn dựng trong phương pháp GMAW thường cú đặc tính áp không đổi CV – constant Voltage. Khi hàn CO2để giảm văng toé và ổn định hồ quang thường lắp thêm các cuộn kháng để kiểm soát tốc độ và dòng ngắn mạch.

Đặc điểm

Hàn MIG – MAG núi riêng và hàn GMAW núi chung là phương pháp áp khụng đổi (CV) đặc trưng bằng các phương thức chuyển dịch kim loại trong hồ quang hàn

Các phương thức chuyển dịch kim loại GMAW

Dịch chuyển : Chuyển dịch cầu ,Chuyển dịch phun,Chuyển dịch xoáy(2),Chuyển dịch xung ,Chuyển dịch ngắm mạch,Chuyển dịch hồ quang ngắn (1),(1) thiết kế độc quyền của SAF (2)Chỉ ỏp dụng hàn tự động,Cường độ.Ba kiểu chuyển dịch cơ bản là ngắn mạch, cầu và phun .

Gần đây các kiểu chuyển dịch tiên tiến như chuyển dịch sức căng bề mặt , chuyển dịch xoáy đã được áp dụng trong các thiết bị GMAW tư động.Các kiểu chuyển dịch phụ thuộc vào các đặc trưng dây đắp và môi trường khí bảo vệ. Hình mô tả đặc trưng nóng chảy và các kiểu chuyển dịch của dây nhôm và thép khi hàn MIG (Chỉ số oxy hóa nhỏ hơn 2%).

 Đặc trưng chuyển dịch kim loại khi hàn MIG

Kiểu chuyển dịch kim loại khi hàn MIG – MAG

Chuyển dịch phun

Chuyển dịch phun có thể thực hiện được khi nồng độ khí trơ (argon) cao hơn 80%. Trong kiểu chuyển dịch này các giọt kim loại nóng chảy có kích thước nhỏ di chuyển nhanh sang vũng chảy do tác động mạnh của lực co thắt kết hợp với lực do áp suất hồ quang mạnh và sức căng bề mặt yếu. Kiểu chuyển dịch này ít văng tóe, mối hàn sạch mô cao ớt, độ ngấu sâu và bề mặt nhẵn đẹp.

Muốn đạt được chuyển dịch phun, ngoài yêu cầu môi trường giàu argon (>80%) dòng hàn cần vượt quan ngưõng giới hạn phụ thuộc vào đường kính và kim loại dây đắp.Chuyển dịch phun có năng suất đắp khá cao chỉ phù hợp khi hàn phẳng và góc ngang.

 Dòng tới hạn để có chuyển dịch phun (dây 1.6 – Ar + 1% O2)

 Chuyển dịch cầu

 Chuyển dịch phun và chuyển dịch cầu

Khi môi trường khí có tính oxy hoá (CO2) hoặc tính khử cao (Helium) thì chuyển dịch cầu chiếm ưu thế. Trong kiểu chuyển dịch này các giọt kim loại nóng chảy có dạng cầu kích thước bất định được tách ra từ dây hàn bay tự do sang vũng chảy do vậy hiện tượng văng tóe rất nghiêm trọng.

Có thể hạn chế văng tóe bằng cách hiệu chỉnh các thông số hàn thích hợp sao cho hồ quang gần như cháy ngầm trong vũng chảy (buried arc) bằng cách dựng khí trộn argon + CO2 ở tỉ lệ thích hợp. Khi hàn MIG thì helium cũng cú tác động như khí CO2 khi hàn MAG.

Kiểu chuyển dịch cầu có năng lượng hàn cao, độ ổn định hồ quang thấp, mối hàn rộng, ngấu sâu, tuy nhiên lượng văng tóe cao, mối hàn dễ bị bọt khí. Tăng tỉ lệ argon trong khí trộn là giải pháp cần thiết khi áp dụng kiểu chuyển dịch này. Chuyển dịch cầu chỉ phự hợp với tư thế hàn phẳng và hàn góc ngang.

Chuyển dịch ngắn mạch

Biến thiên dòng điện và điện áp hàn khi chuyển dịch ngắn mạch

Hàn MAG có ưu thế ứng dụng do có thể hiệu chỉnh để đạt được kiểu chuyển dịch ngắn mạch. Đặc trưng kiểu chuyển dịch này là năng lượng hàn thấp, ít văng tóe, phù hợp với các tư thế hàn nghịch.

Các giai đoạn chuyển dịch xung

Mặt khác chuyển dịch ngắn mạch có nhược điểm là mối hàn có bề rộng hẹp , độ ngấu nông , năng lượng hàn thấp nên rất thích hợp khi hàn thép có bề dầy mỏng. Khi hàn trên thép dày, nguy cơ thiếu năng lượng hàn rất cao dễ sinh ra các khuyết tật như nứt , thiếu chảy, thiếu ngấu do vậy việc áp dụng trên thép dày nhất thiết phải tăng cường tỉ lệ argon trong khí trộn (khụng nhỏ hơn 80%) và chuyển sang chuyển dịch phun khi có thể.

Các bạn có thể xem thêm bài viết : Phân biệt hàn Tig và hàn Mig

Chuyển dịch xung

Ba dạng chuyển dịch trên vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu ứng dụng (nhất là khi tự động hóa phương pháp GMAW). Hàn MIG – MAG với chuyển dịch xung được xếp thành nhóm phương pháp hàn riêng , định danh là GMAW-P. Phương pháp MIG – MAG dòng xung có các đặc điểm ưu việt và là phương pháp tiên tiến hơn phương pháp MIG – MAG cho các ứng dụng trên nhôm, Inox , Nickel < v| GMAW tự động hoá.

Để có được kiểu chuyển dịch này, thiết bị hàn cần có các đặc điểm riêng, có thể cung cấp dũng hàn ở hai ngưỡng , dòng nền và dòng đỉnh với tần số và phân bố thời gian cố định hoặc hiệu chỉnh được.

Trong chuyển dịch xung , kim loại chuyển dịch xung trong một xung thời gian ngắn với dòng hàn khá cao và ở nhịp kế tiếp dây hàn chỉ nung nóng quá trình hình thành giọt kim loại lỏng ở đầu dây hàn bị trì hoãn

Chuyển dịch xung chiếm ưu thế tuyệt đối cho các ứng dụng hàn trên nhôm ở tư thế nghịch do văng tóe tối thiểu, độ ngấu sâu, loại trừ nguy cơ thiếu chảy, chồng mép. Quan trọng nhất, kiểu chuyển dịch này dễ hiệu chỉnh và cho năng suất đắp khá cao.

Các thiết bị hàn GMAW dòng xung thường là loại inverter cú đặc tính (CC) dòng không đổi được tự động điều chỉnh ở tần số cao hơn 40 khz. Đặc tính CV của nguồn hàn thông thường không đáp ứng được. Ngoài ra súng hàn và bộ cấp dây có nhiều cải tiến để đáp ứng yêu cầu quán tính khi hiệu chỉnh tốc độ cấp dây ở tần số cao. Bộ cấp dây 4 con lăn và súng hàn có thiết bị kéo hỗ trợ (push – pull torche) là chọn lựa thích hợp nhất.

Chuyển dịch sức căng bề mặt Surface Tension Transfer™(STT)

Các giai đoạn chuyển dịch sức căng bề mặt

Khác với chuyển dịch xung – có thể hiểu là chuyển dịch phun được kiểm soát, chuyển dịch sức căng bề mặt (viết tắt STT) kiểm soát dòng hàn khi ngắn mạch để đạt được mức độ năng lượng tốt hơn, và lượng kim loại chuyển dịch đồng đều hơn.

Đặc trưng của chuyển dịch STT là : dòng hàn tức thời được điều chỉnh phù hợp với từng giai đoạn của quá trình ngắn mạch và tốc độ cấp dây được giữ ở giữ trị cố định độc lập với dòng hàn tức thời.

Các giai đoạn chuyển dịch (T1 – T2) dòng hàn ngưỡng trung bình để tách giọt kim loại và đốt nóng đầu dây hàn. (T3 – T5) dòng hàn giảm xuống để bớt tác động của lực co thắt, sao cho sức căng bề mặt chiếm ưu thế để kích thước giọt kim loại lỏng lớn lên cho đến khi ngắn mạch. (T5 – T6) dòng hàn tăng lên đột ngột để tách giọt kim loại. Trong quá trình thay đổi dòng hàn , tốc độ cấp dây giữ ở tốc độ không đổi.

Chuyển dịch STT thực chất là chuyển dịch ngắn mạch được kiểm soát nên rất phù hợp cho các ứng dụng hàn ở các tư thế nghịch, văng tóe tối thiểu , năng lượng hàn cần kiểm soát chặt chẽ. (hàn thép HSLA, Duplex, hợp kim bền nhiệt).