Hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ là phương pháp hàn tiên tiến, sử dụng khí bảo vệ để bảo vệ mối hàn khỏi bị oxy hóa và nitơ hóa. Bài viết này sẽ đi sâu vào khái niệm, nguyên lý hoạt động, các loại khí bảo vệ và ứng dụng của phương pháp hàn này.
 

1. Khái niệm và nguyên lý hoạt động

• Khái niệm:
  • Hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ là phương pháp hàn sử dụng khí bảo vệ để đẩy không khí ra khỏi vùng hồ quang, ngăn chặn kim loại nóng chảy tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài.
  • Khí bảo vệ tạo ra một môi trường trơ hoặc khử, bảo vệ mối hàn khỏi bị oxy hóa và nitơ hóa, đảm bảo chất lượng mối hàn cao.
• Nguyên lý hoạt động:
  • Hồ quang điện được tạo ra giữa điện cực (dây hàn hoặc điện cực vonfram) và vật liệu hàn.
  • Khí bảo vệ được dẫn qua mỏ hàn, bao quanh hồ quang và vũng hàn, đẩy không khí ra khỏi vùng hàn.
  • Kim loại nóng chảy được bảo vệ bởi lớp khí bảo vệ, không bị tác động bởi oxy và nitơ trong không khí.
  • Mối hàn được hình thành khi kim loại nóng chảy đông đặc.

2. Các loại khí bảo vệ

• Khí khử oxy:
  • Hydro (H₂): Có khả năng khử oxy mạnh, tạo ra mối hàn sạch, độ ngấu sâu.
  • Carbon monoxide (CO): Có tính khử oxy, nhưng có thể tạo ra khí độc.
  • Methane (CH₄): Có tính khử oxy, nhưng ít được sử dụng do tạo ra nhiều khói.
• Khí trơ:
  • Argon (Ar): Khí trơ phổ biến nhất, không phản ứng với kim loại nóng chảy, tạo ra mối hàn chất lượng cao.
  • Helium (He): Khí trơ có nhiệt độ hồ quang cao, thích hợp cho hàn các kim loại có độ dẫn nhiệt cao.
• Khí hoạt tính carbon dioxide (CO₂):
  • Khí hoạt tính, có thể phản ứng với kim loại nóng chảy, nhưng được sử dụng rộng rãi do giá thành thấp.
  • Thường được sử dụng trong hàn MAG (Metal Active Gas) với dây hàn nóng chảy.

3. Các phương pháp hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ

• Hàn trong khí hydro (hình 77):
  • Sử dụng hồ quang xoay chiều giữa hai điện cực vonfram hoặc than.
  • Khí hydro được dẫn đến vùng hàn, tạo môi trường khử oxy.
  • Thích hợp cho hàn thép và hợp kim nhẹ có chiều dày từ 2 đến 10 mm trong các kết cấu quan trọng.
• Hàn hồ quang argon (hình 78):
  • Hàn TIG (Tungsten Inert Gas): Sử dụng điện cực vonfram không nóng chảy.
  • Hàn MIG (Metal Inert Gas): Sử dụng điện cực dây nóng chảy.
  • Khí argon bảo vệ kim loại nóng chảy khỏi bị oxy hóa.
  • Có năng suất cao, hàn được nhiều loại kim loại, mối hàn sạch, độ ngấu sâu.
• Hàn MAG (Metal Active Gas):
  • Sử dụng khí CO₂ làm khí bảo vệ và dây hàn nóng chảy.
  • Phương pháp hàn có năng suất cao, giá thành thấp, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.

4. Ưu điểm của hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ

• Bảo vệ mối hàn khỏi bị oxy hóa và nitơ hóa, đảm bảo chất lượng mối hàn cao.
• Có thể hàn được nhiều loại kim loại khác nhau, kể cả các kim loại khó hàn.
• Năng suất hàn cao, tiết kiệm thời gian và chi phí.
• Mối hàn sạch, không cần làm sạch xỉ hàn.
• Có tính linh hoạt cao, có thể hàn trong nhiều vị trí khác nhau.
• Độ ngấu sâu, mối hàn chắc chắn.

5. Ứng dụng của hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ

• Hàn thép không gỉ, hợp kim nhôm, hợp kim magie, hợp kim titan.
• Hàn các kết cấu quan trọng làm việc dưới tải trọng động, áp suất cao, trong chân không.
• Hàn các chi tiết máy móc, thiết bị công nghiệp.
• Hàn trong ngành đóng tàu, ô tô, hàng không vũ trụ.

Hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ là phương pháp hàn tiên tiến và hiệu quả, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Việc lựa chọn loại khí bảo vệ và phương pháp hàn phù hợp sẽ giúp đảm bảo chất lượng mối hàn và hiệu quả công việc.