Tìm Hiểu Về Công Nghệ Hàn | CNSG

Công nghệ hàn được sử dụng phổ biến trong hầu hết mọi lĩnh vực sản xuất của đời sống, ngày càng được cải tiến để ghép nối các bề mặt kim loại, chi tiết các

Công nghệ hàn được sử dụng phổ biến trong hầu hết mọi lĩnh vực sản xuất của đời sống, ngày càng được cải tiến để ghép nối các bề mặt kim loại, chi tiết các cấu tạo của xe nâng hàng, khung sắt thép, kết cấu xây dựng,…

Công nghệ hàn là gì?

Công nghệ hàn là quá trình sử dụng công nghệ sản xuất và những kỹ thuật nhằm thực hiện được các kết cấu vững chắc, không tháo được của vật liệu kim loại bao gồm kim loại, hợp kim và một số loại vật liệu khác.

Công nghệ hàn nóng cho phép con người hàn ghép nối các thanh kim loại với độ rộng, chiều dài, chiều dày bất kỳ, đồng thời còn có thể liên kết được các kim loại và hợp kim không đồng nhất. 

Nguyên lý hàn

• Công nghệ hàn thực hiện hàn nóng chảy kim loại hoặc vật liệu bổ sung chuyển đổi từ thể rắn, rất cứng sang thể lỏng để tạo được độ kết dính và ghép nối các thanh kim loại lại với nhau. 
• Vị trí hàn nóng kim loại thường ở góc hoặc mép của các tấm, thanh kim loại. 
• Khi thực hiện công nghệ hàn có thể dùng nhiệt độ lớn hàn trực tiếp tại vị trí cần ghép nối hoặc thêm các vật liệu bổ sung khác. 
• Với công nghệ hàn, các kim loại sau khi nóng chảy thành dạng lỏng sẽ được rót trực tiếp vào bề mặt cần hàn và tẩm ướt các thanh kim loại, phần từ cần ghép. 
• Phần kim loại lỏng này sẽ nguội sau một khoảng thời gian ngắn và đông đặc, kết tinh tạo thành một cấu trúc liên kết 2 hoặc nhiều chi tiết làm một với các mối hàn nguyên khối. 

Xem thêm: 5 Công nghệ đúc phổ biến

Ưu nhược điểm của công nghệ hàn

Ưu điểm 

• Công nghệ hàn ngày nay được ứng dụng rộng rãi với mục đích phục hồi các chi tiết và chế tạo, phục hồi được kết cấu nhanh chóng, tiết kiệm nhiều thời gian.
• Công nghệ hàn tốn ít kim loại, có thể sửa chữa kết cấu hư hỏng ban đầu, mất độ kết dính mà không cần thay thế hoặc bổ sung những thanh kim loại mới. 
• Nhờ sự hỗ trợ của công nghệ hàn cũng hiệu quả giúp giảm chi phí lao động do công việc thực hiện đơn giản, chỉ cần 1-2 người đã có thể thực hiện ghép nối chi tiết kim loại rất nhanh chóng.
• Hiệu quả hàn chi tiết nhanh cũng rút ngắn được thời gian thực hiện quy trình sản xuất sản phẩm, hàng tiêu dùng kịp thời cung ứng ra thị trường.

Nhược điểm

• Các mối nối được ghép bằng công nghệ hàn cần có thêm thời gian để mài nhẵn vì không có tính thẩm mỹ cao.
• Một số nguyên tố của kim loại bị oxi hóa trong quá trình hàn vì bị thay đổi đột ngột về nhiệt độ và sự chuyển đổi của các trạng thái lỏng rắn. 
• Khi các thành phần nguyên tố bị thay đổi cũng gây ra các hiệu ứng làm sai lệch về hình dáng, kích thước của mối hàn, ảnh hưởng đến độ bền, chắc chắn của mối ghép các chi tiết. 

Xem thêm: Thông tin về công nghệ OLED

Một số khái niệm thường gặp

Hồ quang 

Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực, hiện tượng hồ quang khi áp dụng công nghệ hàn thường xảy ra trong điều kiện chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp và giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. 

Hồ quang thường phát sáng và tỏa nhiệt độ lớn, mạnh khi xuất hiện.

Plasma

Plasma là chất khí cách điện tốt khi được đặt ở trạng thái bình thường, trở thành chất khí tích điện khi có nguồn phát sinh ở hiện tượng ion hóa chất khí. 

Nếu chất khí được đốt nóng tới nhiệt độ cao thì tất cả các quá trình ion hoá sinh ra đồng thời trong khí, chất khí ion hoá xảy ra dẫn điện như vậy gọi là Plasma.

Inverter

Inverter trong công nghệ hàn giúp biến đổi dòng điện bằng tần số, biến đổi dòng xoay chiều thành một chiều.

Phân loại các kỹ thuật hàn

Hàn hồ quang trong môi trường không có khí bảo vệ

Trong môi trường không có khí bảo vệ, công nghệ hàn que (hàn hồ quang tay) là phương pháp hàn phổ biến. 

Để bảo vệ hồ quang hàn, điện cực nóng chảy  thường được bọc thuốc khi dùng ở dạng que hàn mối hàn mà không cần dùng thêm khí bảo vệ.

Máy hàn que ít dùng với kim loại màu, thường được sử dụng phổ biến đối với các loại kim loại đen.

Khi hàn hồ quang, thợ hàn cũng có thể dùng bàn nâng điện giúp nâng hạ các thiết bị, vật liệu cần hàn nhanh chóng, dễ dàng hơn.

Hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ

Trong môi trường có nhiều không khí, các mối hàn muốn đảm bảo hạn chế được oxy hóa thành phần, tạo được mối hàn chất lượng cao cần được bảo vệ trong các chất khí. 

Các loại khí chủ yếu dùng bảo vệ phổ biến như He, Ar, Ar + He dùng với mục đích khí bảo vệ mối nối khi dùng công nghệ hàn hồ quang khi kim loại nóng chảy. 

Loại khí này được xếp vào loại khí trơ nên thường không tác dụng với kim loại lỏng khi hàn hoặc khí hoạt tính (CO2,  CO2 + Ar CO2 + O2,…) có tác dụng với kim loại lỏng.
Hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ được chia thành 3 kỹ thuật chính, gồm:

• Hàn TIG: sử dụng điện cực không nóng chảy Wolfram và khí bảo vệ là khí trơ như He, Ar,…; đặc điểm nguyên lý áp dụng công nghệ hàn TIG: đốt nóng chảy kim loại cơ bản tại các mép hàn, khi nguội sẽ đông đặc – kết tinh.
• Hàn MIG: sử dụng điện cực nóng chảy và khí bảo vệ là khí trơ (Ar, He…) và sử dụng bộ cấp dây; đặc điểm nguyên lý: kỹ thuật hàn này được bổ sung thêm bộ cấp dây hàn có tác dụng hỗ trợ cùng với kim loại cơ bản nóng chảy sau đó đông đặc kết tinh tạo mối hàn.
• Hàn MAG (Hàn CO2): sử dụng điện cực nóng chảy và khí bảo vệ là khí hoạt tính (CO2…), sử dụng bộ cấp dây hàn, dây bột.

Hàn cắt Plasma

Các đặc điểm kỹ thuật hàn Plasma

• Nhiệt độ hồ quang trong công nghệ hàn Plasma thường rất cao lên tới 15.000 – 200.000 độ C.
• Hồ quang trong hàn Plasma có khả năng xuyên sâu vào bể hàn do có dạng hình trụ, nên khi hàn các mép hàn vật dày không cần vát mép lớn.
• Hàn hồ quang Plasma có thể kết nối các kim loại đen và kim loại màu khác nhau như: hợp kim titan, nhôm, thép carbon thấp và thép không gỉ, đồng thau, đồng, niken và các vật liệu không đồng dạng với chúng…
• Các phương pháp cắt thông thường như cắt hồ quang điện, cắt oxy,… chỉ cho phép cắt thép hợp kim thấp và thép carbon thấp, không thể cắt được thép hợp kim cao, gang, nhôm đồng và các hợp kim của chúng, nhưng máy cắt Plasma có thể thực hiện được điều này. 
• Nguyên lý cắt Plasma dựa trên tốc độ chuyển động lớn của khí từ miệng phun của đầu Plasmatron và sự tận dụng nhiệt độ rất cao để làm nóng chảy và thổi kim loại khỏi rãnh cắt.
• Thông thường, máy cắt Plasma sử dụng hỗn hợp khí có tỉ lệ được tính toán là 65% Ar + 35% H2; 20% H2+ 80% N2 .
•  Khi ứng dụng chế độ thích hợp, mép cắt bề mặt có tính thẩm mỹ cao, phẳng, không sần sùi. Để tạo mép cắt vuông góc, người thợ cần ghim tốc độ cắt.
• Chất lượng cắt khi áp dụng công nghệ hàn Plasma phụ thuộc vào khí sử dụng, cường độ dòng điện, tốc độ cắt và khoảng cách từ vật tới đầu Plasmatron.
• Công nghệ hàn cắt Plasma có thể dùng trong sản xuất các dòng xe nâng với chất liệu là  thép hợp kim cao, gang, nhôm đồng,…tạo thành những chi tiết chiếc xe nâng vững chắc, có tính thẩm mỹ cao nên vận chuyển được hàng hóa lên đến hàng tấn, phục vụ cho mọi nhu cầu sản xuất của đời sống.