Hàn hồ quang Tập 41 Khí bảo vệ và cách xử lý (2) của Ryuhei Takagi

Ngày 6 tháng 1 năm 2016

Các loại và lựa chọn khí bảo vệ (1)

Theo tiêu chuẩn JIS hiện hành, hàn MAG bao gồm cả hàn CO2 và hàn khí hỗn hợp Ar+CO2, và cả khí CO2 và khí MAG đều được phân loại là khí hoạt tính. Bảng 041-01 thể hiện tính chất vật lý của khí. Các tính chất vật lý của N2 cũng được thể hiện, nhưng chúng không áp dụng được cho hàn trong hầu hết các trường hợp và chỉ nên được xem là giá trị tham khảo.

Vai trò của khí trong hàn bảo vệ bằng khí được xem xét như sau:

1) Bảo vệ kim loại nóng chảy khỏi khí quyển

2) Sự kết hợp thích hợp giữa dây hàn và khí hàn đảm bảo mối hàn sạch và đẹp

3) Cải thiện hồ quang hàn và chuyển giao giọt

a. Hình thành và ổn định điểm phát hồ quang (điểm catốt)

b. Đảm bảo tập trung hồ quang

c. Tác động đến việc truyền giọt

4) Tác động và ảnh hưởng đến mối hàn và độ thâm nhập

a. Khả năng tạo hạt

b. Hình dạng hàn

c. Phòng ngừa sự bay hơi kẽm và các biện pháp chống rỗ, lỗ thủng khi hàn các tấm thép mạ kẽm, v.v.

Theo cách này, khí có liên quan sâu sắc đến khả năng hàn, chẳng hạn như lỗ thoát hơi trên kim loại mối hàn và tính chất cơ học, khả năng hàn, chẳng hạn như độ ổn định của hồ quang và bắn tóe, và chất lượng hàn, chẳng hạn như hình dạng mối hàn và hình dạng ngấu. Đây là lý do tại sao việc hiểu được tác động và ảnh hưởng của khí lại quan trọng đến vậy.

Để biết thông tin chi tiết về mục 1) và 2) ở trên, vui lòng tham khảo Tập 3, “Sự phát triển và nguyên lý của hàn hồ quang CO2”. 4) sẽ được giải thích ở bài đăng tiếp theo. Dưới đây, chúng tôi sẽ giải thích 3).

3) Cải thiện hồ quang hàn và chuyển giao giọt

a. Hình thành và ổn định điểm phát hồ quang (điểm catốt)

Trong hàn hồ quang kim loại bảo vệ bằng khí, dây hàn thường được kết nối với cực dương (dương) và kim loại cơ bản được kết nối với cực âm (âm). Do đó, các ion (dương) di chuyển từ phía dương đến kim loại cơ bản, và các electron (âm) di chuyển từ kim loại cơ bản đến dây dẫn, tức là cực dương, tạo thành dòng điện hàn. Lúc này, các ion (dương) được tạo ra để tìm kiếm các oxit hình thành trong vật liệu cơ bản. Các đốm catốt có xu hướng hình thành ở nơi có oxit và chúng di chuyển xung quanh bề mặt vật liệu cơ bản để tìm kiếm oxit. Vì lý do này, việc thêm một vài phần trăm oxy (O2) hoặc carbon dioxide (CO2) vào khí argon để ổn định điểm catốt sẽ tạo ra trạng thái hồ quang ổn định và hình dạng hạt tốt. (Xem Hình 041-01).

b. Đảm bảo tập trung hồ quang

Hồ quang được tạo ra giữa dây điện cực và vật liệu cơ bản, nhưng nó dễ bị uốn cong và dao động do áp suất khí gây ra bởi sự giãn nở của khí xung quanh và điện từ tạo ra bởi dòng điện hàn. “Hiệu ứng kẹp nhiệt” gây ra bởi nhiệt độ phân ly khí sẽ chống lại các hiện tượng này và đảm bảo sự tập trung của hồ quang. Ví dụ, khí CO2 phân ly dưới nhiệt độ cao của hồ quang và loại bỏ 283KJ năng lượng khỏi hồ quang, như thể hiện trong CO2 = CO+O-283KJ. Theo quy luật tự nhiên, hồ quang giữ diện tích bề mặt của nó càng nhỏ càng tốt để tránh mất nhiệt. Đây chính là điều được gọi là sự co lại (tập trung). Giống như khí CO2, khí O2 cũng thể hiện “hiệu ứng kẹp nhiệt”, do đó nếu khí xung quanh có chứa khí O2, hồ quang có khả năng tập trung nhiều hơn (xem Hình 041-01). Xin hãy hiểu rõ sự thật này. Đặc biệt, khi hàn thép mềm, bao gồm thép không gỉ, các thành phần oxy như CO2, O2 hoặc CO2+O2 được trộn vào khí để ổn định điểm catốt và đảm bảo nồng độ hồ quang.

c. Tác động đến việc truyền giọt

Trong hàn CO2, hiện tượng chuyển cầu được quan sát thấy ở dòng điện trung bình khoảng 220-230A hoặc cao hơn. Sự chuyển giao giọt, đúng như tên gọi của nó, được biết là xảy ra dưới dạng những giọt lớn. Tại sao các giọt nước lại vón cục và tại sao quá trình chuyển đổi trơn tru lại bị cản trở? Người ta cho rằng điều này là do “lực phản ứng hồ quang” xảy ra khi sử dụng khí CO2, đẩy các giọt nước lên trên. Trong trường hợp khí argon, lực phản ứng nhỏ, do đó các giọt nước không bị đẩy lên trên. Điều này cho phép để phun nước đều và nhẹ nhàng với lực nhỏ (xem Hình 041-02).

Trong bài viết tiếp theo, chúng tôi sẽ tiếp tục giải thích về 4) Mối hàn, tác động của chúng đến khả năng thâm nhập và nhiều thông tin khác.