Hàn điện tiếp xúc là một phương pháp hàn tiên tiến, không cần sử dụng que hàn hay chất trợ dung, đảm bảo mối hàn chất lượng cao. Phương pháp này đã được cơ khí hóa và tự động hóa, phù hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối. Bài viết này sẽ đi sâu vào khái niệm, nguyên lý hoạt động, các phương pháp hàn điện tiếp xúc và ứng dụng của chúng trong sản xuất công nghiệp.
 

1. Khái niệm và nguyên lý hoạt động

• Khái niệm:
  • Hàn điện tiếp xúc là phương pháp hàn dựa trên nguyên lý phát nhiệt khi dòng điện đi qua điện trở, đốt nóng chỗ hàn bằng nguồn nhiệt Jun-Lenxo (Q = RIt), sau đó ngắt dòng điện và ép với một lực thích đáng để nối hai chi tiết cần hàn lại với nhau.
  • Dòng điện sử dụng trong hàn điện tiếp xúc là dòng điện xoay chiều, điện áp và cường độ được điều chỉnh tùy theo kích thước vật hàn.
• Nguyên lý hoạt động:
  • Khi dòng điện có cường độ lớn đi qua điểm tiếp xúc giữa hai chi tiết cần hàn, điện trở tại điểm tiếp xúc này sẽ sinh ra nhiệt lượng lớn.
  • Nhiệt lượng này làm nóng chảy hoặc làm dẻo kim loại tại điểm tiếp xúc.
  • Sau đó, một lực ép được tác động lên hai chi tiết, ép chúng lại với nhau để tạo thành mối hàn.
  • Thời gian đốt nóng chỗ hàn rất nhanh, chỉ vài phần trăm giây, nhờ sử dụng dòng điện có cường độ rất lớn.

2. Các phương pháp hàn điện tiếp xúc

• Hàn đối đầu (hàn giáp mối) (hình 79a):
  • Chia thành hàn điện trở (không chảy) và hàn chảy.
  • Hàn điện trở:
    • Các đầu chi tiết hàn được tiếp xúc với nhau với một lực ép nhẹ và được đốt nóng bằng dòng điện tới trạng thái dẻo.
    • Sau đó, ngắt dòng điện và ép cho hai chi tiết dính lại với nhau thành một khối.
    • Thích hợp cho hàn thép ít carbon hoặc kim loại màu có bề mặt đã được làm sạch, diện tích mặt cắt không quá 1000 mm².
  • Hàn chảy:
    • Các mặt hàn được áp lại gần nhau, dòng điện đi qua các điểm tiếp xúc nhỏ, đốt nóng chảy kim loại.
    • Kim loại nóng chảy loang ra, các điểm tiếp xúc khác lại nóng chảy, tạo thành lớp kim loại mỏng bao phủ mặt hàn.
    • Dùng lực lớn ép lại, đẩy kim loại nóng và xỉ bẩn ra ngoài, gắn chắc vật hàn.
    • Có thể hàn các loại thép đặc biệt mà hàn điện trở không thực hiện được.
    • Hàn chảy liên tục dùng để hàn thanh ray, ống mỏng, dụng cụ dập, vật liệu khác nhau.
    • Hàn chảy gián đoạn dùng khi công suất máy không đủ, đưa vật hàn tiếp xúc, tách rời, áp lại vài lần rồi ép nhanh.
• Hàn điểm (hình 79b):
  • Các chi tiết hàn được ghép gối lên nhau và hàn tại từng điểm riêng biệt.
  • Các chi tiết được ép lại bằng hai điện cực, nung nóng chỗ tiếp xúc và làm chảy lớp mỏng trên bề mặt kim loại.
  • Sau đó, ngắt điện và ép các điện cực lại để hàn.
  • Sử dụng máy hàn điểm chuyên dùng, có thể là máy hàn một điểm hoặc nhiều điểm, cố định hoặc lưu động, truyền dẫn bằng bàn đạp hoặc cơ khí hóa, tự động hoặc bán tự động.
  • Vật liệu điện cực thường là đồng điện phân cán nguội, đồng đen pha coban và catmi, hợp kim vonfram.
• Hàn đường (hình 79c):
  • Là phương pháp hàn tạo ra mối hàn liên tục dọc theo đường hàn.
  • Thường được dùng để hàn các chi tiết dạng tấm hoặc dạng ống.

3. Ưu điểm của hàn điện tiếp xúc

• Năng suất cao, phù hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối.
• Mối hàn chất lượng tốt, độ bền cao.
• Không cần sử dụng que hàn hay chất trợ dung, tiết kiệm vật liệu.
• Dễ dàng cơ khí hóa và tự động hóa.
• Thời gian hàn nhanh, giảm thời gian sản xuất.
• Có thể hàn được nhiều loại vật liệu khác nhau.

4. Ứng dụng của hàn điện tiếp xúc

• Ngành chế tạo ô tô, máy kéo, máy bay.
• Chế tạo dụng cụ đo, dụng cụ cắt.
• Hàn đường ray, toa xe lửa.
• Sản xuất hàng tiêu dùng (máy làm lạnh, xe đạp).
• Xây dựng (hàn cốt thép xây dựng).
• Chế tạo các sản phẩm từ thép tấm, hợp kim đồng và nhôm.

Hàn điện tiếp xúc là phương pháp hàn tiên tiến và hiệu quả, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Việc lựa chọn phương pháp hàn phù hợp với từng ứng dụng cụ thể sẽ giúp nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế.