Chọn góc mài kim hàn cho hàn quỹ đạo orbital

Hàn hồ quang khí vonfram (GTAW) còn được gọi là hàn TIG, hàn hồ quang là một trong những kiểu hàn chính xác và dễ kiểm soát nhất hiện có. Trong số các kiểu hàn hồ quang phổ biến được sử dụng trên các công trường xây dựng hoặc trong các nhà máy sản xuất, hàn TIG cung cấp các mối hàn sạch nhất cho đến nay. Phần lớn khả năng kiểm soát và độ chính xác đó có được là nhờ vào việc lựa chọn loại điện cực vonfram hàn TIG. Kim loại mà điện cực vonfram được tạo hợp kim sẽ thay đổi cách điện cực khởi tạo hồ quang, cách xử lý nhiệt độ và chất lượng của mối hàn cuối cùng.

Tuy nhiên, việc lựa chọn góc mài kim hàn vonfram cũng rất quan trọng. Độ sâu của mối hàn, chiều rộng của mối hàn và lượng vật liệu cơ bản bị ảnh hưởng bởi nhiệt đều được xác định bởi góc mài kim hàn. Trong hàn TIG theo quỹ đạo (orbital), trong đó chất lượng là mối quan tâm hàng đầu, việc kết hợp đúng loại que hàn (kim hàn/ điện cực) với góc mài chính xác là rất quan trọng.

Kim hàn TIG được lắp trong đầu hàn orbital

Khái niệm cơ bản về điện cực vonfram hàn TIG

Cân nhắc cơ bản nhất để chọn góc mài của điện cực vonfram là lượng nhiệt mà một góc mài cụ thể có thể chịu được trước khi nó bắt đầu bị chảy ra. Khi một điện cực vonfram chảy ra, các vonfram tự do kết hợp trong vũng nóng chảy, tạo ra sự tạp chất vonfram trong mối hàn. Các tạp chất vonfram nên tránh trong bất kỳ dự án hàn TIG nào, nhưng trong các lĩnh vực đòi hỏi khắt khe như hàng không vũ trụ, sản xuất điện hạt nhân và sản xuất chất bán dẫn, đặc biệt, chúng không được chấp nhận.

Việc tạo một hồ quang sẽ khó khăn hơn với các góc mài vonfram cùn và hồ quang cũng có thể nhiễu động nhiều hơn trong quá trình hàn.

Trong hàn TIG thủ công, nguyên tắc chung là góc mài vonfram càng nhọn hoặc càng hẹp thì càng dễ bị chảy ra. Độ nhọn của đỉnh có nghĩa là có ít diện tích bề mặt hơn mà nhiệt có thể tiêu tan. Mức nhiệt cao hơn này ở khu vực tập trung hơn cho phép cường độ dòng điện sử dụng thâm nhập tốt hơn. Tuy nhiên, nhiệt tập trung này cũng có nghĩa là các gờ còn lại từ việc mài vonfram có thể tan chảy tự do và tạo thành các tạp chất vonfram trong mối hàn. Ở cường độ dòng điện rất cao, nhiệt tập trung thậm chí có thể làm cho điểm nóng chảy ra và trở thành một tạp chất vonfram lớn. Do đó, các góc mài vonfram sắc nét thường được dành cho hàn cường độ thấp.

Các góc mài vonfram cùn có thể phân phối nhiệt trên một khu vực rộng hơn, ít bị bắn ra hơn và có thể chịu được nhiều nhiệt hơn. Nhiều người cho rằng chúng có khả năng xuyên thấu tốt hơn, nhưng điều này thực sự là do khả năng chịu nhiệt cần thiết để đạt được độ xuyên thấu lớn hơn. Các góc mài vonfram cùn cũng có những nhược điểm riêng. Khó đánh hồ quang hơn và hồ quang cũng có thể đi lệch 2 bên nhiều hơn trong quá trình hàn, trong khi nhiệt cũng ảnh hưởng đến một khu vực rộng hơn nhiều xung quanh mối hàn.

Các góc mài điện cực vonfram phổ biến

Trong hàn TIG thủ công, các điện cực cùn thường được sử dụng trong các trường hợp cần cường độ dòng điện cao hơn. Các vật liệu có độ dày mỏng, hoặc các công việc có cường độ dòng điện thấp hơn khác, nơi cần hạn chế hiệu ứng nhiệt, cần có góc mài vonfram sắc nét hơn. Điều này quyết địnhh cho hầu hết các lựa chọn điện cực vonfram để hàn thủ công. Có bốn góc mài vonfram thường được sử dụng, từ cùn đến khá sắc.

Những điểm mạnh và bất lợi của các góc mài phổ biến này được liệt kê dưới đây:

Góc mài 60°: 

Góc mài 30°: 

Góc mài 30° được làm tù đầu: 

Góc mài  15°: 

Góc mài kim hàn được sử dụng bởi thợ hàn sẽ thay đổi tùy theo sở thích của từng thợ hàn và những gì họ cảm thấy thoải mái khi làm việc. Tuy nhiên, hàn quỹ đạo orbital là một quy trình hàn được cơ giới hóa di chuyển với tốc độ có thể dự đoán được và phụ thuộc vào điện cực vonfram được mài chính xác để hàn có thể kết quả tốt có thể tính toán được trước.

Góc vonfram tốt nhất cho hàn quỹ đạo

Hầu hết những người quen thuộc với hàn TIG thủ công có thể ngạc nhiên rằng góc mài kim hàn vonfram tốt nhất để hàn quỹ đạo là một góc sắc ( dưới 30 độ). Khoảng 18 đến 30 độ là góc mài vonfram tối ưu để sử dụng trong các mối hàn đối đầu quỹ đạo orbital. Các góc mài vonfram khác có thể hoạt động tốt hơn ở các mối hàn góc, nhưng đối với phần lớn các mối hàn quỹ đạo là hàn đối đầu, góc mài sắc này mang lại khả năng thâm nhập ngấu sâu trong khi vẫn giữ cường độ dòng điện thấp và vùng ảnh hưởng nhiệt thu hẹp. Góc mài không sắc (hơn 30 độ) sẽ cho phép thâm nhập sâu hơn, nhưng cũng sẽ mở rộng khu vực bị ảnh hưởng nhiệt vào các thành bên xung quanh mối hàn. Cường độ dòng điện tăng lên được sử dụng để đạt được độ xuyên thấu này với góc mài rộng ( hơn 30 độ) có nguy cơ làm phôi gia công quá nóng và gây ra biến dạng hoặc thậm chí cháy xuyên.

Đầu của điện cực kim hàn được làm tù phẳng (không nhọn) cũng giúp giảm thiểu rủi ro khi hàn với cường độ cao.

Nguy cơ tạp chất vonfram do góc mài vonfram quá sắc mang lại có thể được giảm thiểu bằng cách mài kim chất lượng. Điện cực vonfram chất lượng cao dược mài trước sử dụng công nghệ điều khiển số (CNC) bằng máy tính sẽ có đầu nhẵn hơn, ít ba via. Đầu của điện cực được làm tù phẳng cũng giúp giảm thiểu rủi ro khi hàn với cường độ cao. Hợp kim vonfram với các tác nhân khác như thori, xeri hoặc oxit lantan có thể làm cho vonfram chịu nhiệt tốt hơn và cũng có thể cung cấp cho vonfram các đặc tính khác có thể làm cho nó phù hợp hơn với một ứng dụng cụ thể. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng các tác nhân hợp kim này trở thành một yếu tố động trong vonfram khi có dòng điện. Oxit của các nguyên tố này sẽ hình thành và di chuyển từ vùng lạnh hơn của vonfram về phía đầu nóng hơn, và điều này sẽ thay đổi một cách tinh vi các đặc tính của điện cực vonfram khi nó được sử dụng.

Vì lý do này, điều quan trọng là điện cực vonfram chất lượng được sử dụng khi hàn quỹ đạo; nó phải có sự phân bố và mật độ đồng đều của các tác nhân hợp kim này. Điều này sẽ giúp đảm bảo sự di chuyển đều của các oxit khi hàn và hiệu suất điện cực ổn định. Điện cực vonfram chất lượng cao cũng sẽ có đầu được gia công rất chính xác để ngăn tạp chất vonfram và tránh tạo ra diện tích bề mặt lớn mà oxit có thể bay hơi qua và rút ngắn tuổi thọ của điện cực. Cũng quan trọng như việc chọn góc mài vonfram tối ưu cho hàn quỹ đạo orbital là chọn điện cực chất lượng hỗ trợ góc mài đó.

Tuổi thọ kim hàn ( điện cực hàn)

Ngay cả khi chúng ta nói rằng hàn Tig nói chung là hàn với điện cực vonfram không nóng chảy, thì kim hàn Tig cũng không hoạt động vĩnh viễn và tuổi thọ của nó phụ thuộc vào các điều kiện sử dụng. Để có tuổi thọ tối ưu, bạn sẽ phải cân nhắc những điều sau:

•   Loại kim hàn vonfram theo loại dòng điện được sử dụng trong quá trình hàn và theo vật liệu được hàn
•  Đường kính và đầu tù theo dòng hàn đang sử dụng.
•  Đảm bảo thời gian thổi khí argon trước và sau hàn, cũng như lưu lượng khí và chỉ số độ tinh khiết của chúng.
•  Chất lượng làm sạch của phôi (không có dầu, chất bôi trơn, oxydes, sơn, v.v.)
•  Phải thay điện cực nếu đầu kim hàn bị oxy hóa, móp méo, gãy hoặc cong
•  Dấu hiệu đầu tiên của điện cực đã qua sử dụng là: khó đánh hồ quang, thiếu ổn định hồ quang, tạo hồ quang nhiễu…

3N Tech Vietnam cung cấp máy móc và bí quyết chuyên môn cần thiết để phát triển các giải pháp hàn quỹ đạo orbtital GTAW cho hàn ống tự động ống inox vi sinh. Mọi thắc mắc về sản phẩm, vui lòng liên hệ info@3ntechvietnam.com hoặc gọi điện 0917 726 192