Hàn là một phương pháp quan trọng trong gia công cơ khí và có nhiều phương pháp hàn khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào công việc và vật liệu cụ thể. Trong bài viết này, Thành Tiến sẽ giới thiệu với bạn những phương pháp hàn kim loại phổ biến nhất được áp dụng trong các công ty cơ khí hiện nay.
Nội dung bài viết
Hàn kim loại là gì?
Hàn kim loại là quá trình kết nối các chi tiết kim loại bằng cách nung chảy hoặc áp lực cao mà không cần nhiệt độ nóng chảy. Quá trình này thường sử dụng nhiệt độ cao hoặc hệ thống điện để nung chảy các vùng tiếp xúc của kim loại, sau đó chúng được làm nguội và đông lại để tạo thành mối nối cứng và chắc chắn. Có nhiều phương pháp hàn kim loại khác nhau như hàn điểm, hàn que, hàn MIG/MAG, hàn TIG và các phương pháp khác, mỗi phương pháp có ứng dụng riêng trong ngành công nghiệp và xây dựng.
4 phương pháp hàn kim loại phổ biến nhất
Hàn MIG
Hàn MIG, hay còn được gọi là Gas Metal ARC Welding, là một phương pháp hàn kim loại phổ biến. Phương pháp này sử dụng hồ quang nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ để tạo ra nguồn nhiệt hàn. Quá trình này giữa điện cực nóng chảy và kim loại nóng chảy được bảo vệ khỏi tác động của O2 và N2 trong môi trường khí trơ hoặc khí có tính khử (Argon, He).
Ưu điểm:
- Chất lượng hàn tốt, mối hàn ít bị cong vênh và không có xỉ.
- Tốc độ hàn cao hơn so với các phương pháp khác.
- Có thể hàn trên nhiều chất liệu và độ dày khác nhau.
- Thao tác hàn đơn giản và dễ thực hiện.
- Điều kiện lao động tốt hơn so với hàn hồ quang tay, không phát sinh khí độc.
Nhược điểm:
- Thiết bị sử dụng trong hàn MIG có chi phí cao.
- Chỉ phù hợp để hàn 1G, 2G, 3G và F. Không thích hợp để hàn 4G trở lên vì kim loại sẽ bị chảy xệ.
- Khó di chuyển do tính linh hoạt kém.
- Bức xạ nhiệt cao và có thể gây bắn tóe kim loại. Mối hàn có thể bị bẩn.
- Chiều sâu ngấu ít. Muốn có độ ngấu nhiều cần phải vát C.
- Khí bảo vệ có thể bị thổi lệch do gió, gây ra lỗ rỗ và khó sử dụng trên các công trường. Do đó, hàn MIG thích hợp hơn cho việc hàn trong nhà máy và xưởng sản xuất hơn là ngoài trời.
Hàn MAG
Hàn MAG là một phương pháp hàn bán tự động có dây bù, tương tự như hàn MIG, nhưng khác biệt ở khí sử dụng và dây bù. Phương pháp hàn MAG sử dụng khí bảo vệ hoạt hóa, thường là khí CO2 hoặc Argon pha trộn với khí Oxy hoặc khí Hydro. Thường thì khí CO2 được sử dụng nhiều vì nó dễ kiếm, dễ sản xuất và giá thành thấp. Do đó, phương pháp này còn được gọi là phương pháp hàn hồ quang trong môi trường CO2.
Trong quá trình hàn MAG, nguồn hàn thường là DC phân cực dương và dây hàn liên tục được đưa vào (dây bù). Khí CO2 được cung cấp từ bên ngoài và liên tục thổi vào xung quanh hồ quang để bảo vệ mối hàn và không làm hỏng bể hàn.
Ưu điểm của hàn MAG:
- Năng suất cao.
- Mối hàn đẹp, ít cong vênh và ít sỉ.
- Dễ tự động hóa.
- Có thể hàn các mối dài mà không bị ngắt quãng.
- Chi phí hàn thấp vì sử dụng chủ yếu khí CO2.
- Không yêu cầu kỹ thuật hàn cao như hàn TIG.
- Không phát sinh khí độc trong quá trình hàn.
Nhược điểm:
- Thường chỉ sử dụng để hàn các loại thép kết cấu có hàm lượng Cacbon thấp và trung bình.
- Góc hàn hạn chế so với hàn TIG và hàn que.
- Có nguy cơ bắn tóe khi hàn và chiều sâu ngấu ít. Để có độ ngấu nhiều, cần vát C.
- Chất lượng mối hàn có thể bị ảnh hưởng bởi tốc độ gió xung quanh. Vì vậy, ít được sử dụng trong các công trình hàn.
Hàn Laser
Hàn laser là phương pháp hàn tiên tiến nhất trong các phương pháp hàn kim loại hiện nay. Đây là một phương pháp hàn nóng chảy đặc biệt, trong đó kim loại tại vị trí hàn được nung chảy bằng tia laser và sau đó kết tinh để tạo ra mối hàn. Hàn laser thường được sử dụng để nối các chi tiết lắp ở những vị trí khó tiếp cận hoặc để hàn các chi tiết nhỏ hoặc các vật liệu có độ chảy cao như gốm.
Ưu điểm của hàn laser:
- Hàn được đa dạng vật liệu kim loại và phi kim như chất dẻo, gốm, vv.
- Mối hàn có đường hàn mịn, đảm bảo tính thẩm mỹ của sản phẩm và ít cần làm sạch mối hàn.
- Tốc độ hàn cao và dễ thực hiện tự động hóa trong cơ khí.
- Tốc độ nung và làm nguội nhanh, giới hạn vùng ảnh hưởng nhiệt, làm cho hàn laser phù hợp cho các vị trí hàn liên kết với các bộ phận nhạy cảm với nhiệt.
Nhược điểm:
- Không thích hợp cho các vị trí hàn khó tiếp cận.
- Các vật liệu có khả năng phản xạ ánh sáng cao có thể làm lệch tia laser và làm giảm hiệu suất hàn.
- Tốc độ làm nguội nhanh có thể gây rỗ khí và làm mối hàn trở nên giòn.
- Đầu tư ban đầu đòi hỏi chi phí lớn.
- Đào tạo thợ vận hành mất nhiều thời gian, làm hạn chế sự phổ biến rộng rãi của công nghệ này.
Hàn que (hàn hồ quang tay)
Hàn que (hay còn gọi là hàn hồ quang tay) là một phương pháp hàn kim loại được phát minh từ năm 1907. Trong quá trình này, sử dụng điện cực dạng que để tạo ra nhiệt và nung chảy kim loại, không sử dụng khí bảo vệ. Các thao tác như thay que hàn, di chuyển que hàn và tạo hồ quang đều được thợ hàn thực hiện bằng tay.
Ưu điểm:
- Hàn được nhiều loại kim loại có độ dày khác nhau.
- Mối hàn có độ sâu ngấu.
- Hàn được ở tất cả các tư thế và vị trí trong không gian.
- Không cần khí bảo vệ do tự cung cấp môi trường hàn.
- Khả năng chống gió tốt hơn so với phương pháp hàn TIG/MIG với khí bảo vệ.
- Chi phí đầu tư thiết bị thấp, sử dụng đơn giản và linh hoạt.
- Ứng dụng rộng rãi trong cơ khí chế tạo và kết cấu thép trong cơ khí dân dụng.
Nhược điểm:
- Tốc độ hàn chậm, quá trình bị gián đoạn vì cần dừng lại để thay que hàn.
- Tiêu thụ nguyên vật liệu hàn nhiều.
- Dễ bị tạo xỉ, yêu cầu làm sạch xỉ sau khi hàn.
