Hàn MIG-MAG

Chia sẻ: Nguyễn Thìn | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

188
lượt xem 29
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu "Hàn MIG-MAG" dưới đây để nắm bắt được các kiểu chuyển dịch kim loại trong hàn MIG, phân loại, đặc điểm của thép không gỉ, inox, phân loại thép không gỉ, cấu tạo mỏ hàn MIG, MAG bán tự động, khí oxy tính chất và ứng dụng,... Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn chuyên ngành Cơ khí - Chế tạo máy.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hàn MIG-MAG

Hàn MIGMAG Định nghĩa hàn MIG/MAG Nguyên lý hàn MIG Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ ( Gas metal arc welding – GMAW) phân thành 2 loại MAG (Metal active gas welding) và MIG (metal inert gas welding) là quá trình hàn nóng chảy trong đó nguồn nhiệt hàn được cung cấp bởi hồ quang tạo ra giữa điện cực nóng chảy (dây hàn) và vật hàn: hồ quang và kim loại nóng chảy được bảo vệ khỏi tác dụng của oxi và nitơ trong môi trường xung quanh bởi một loại khí hoặc một hỗn hợp khí.Nguyên Lý Hàn MIG Khí bảo vệ có thể là khí trơ (Ar, He hoặc hỗn hợp Ar + He) không tác dụng với kim loại lỏng trong khi hàn hoặc là các loại khí hoạt tính (CO2; CO2 + O2; CO2 + Ar, …) có tác dụng chiếm chỗ và đẩy không khí ra khỏi vùng hàn để hạn chế tác dụng xấu của nó. Khi điện cực hàn hay dây hàn được cấp tự động vào vùng hồ quang thông qua cơ cấu cấp dây, còn sự dịch chuyển hồ quang dọc theo mối hàn được thao tác bằng tay thì gọi là hồ quang bán tự động trong môi trường khí bảo vệ. Có 4 phương pháp dịch chuyển kim loại vào xũng hàn:hình cầu,ngắn mạch,phun và xung phun,mỗi dạng có đặc tính khác biệt riêng. Phân loại và đặc điểm: Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí trơ (Ar, He) tiếng Anh gọi là phương pháp hàn MIG (Metal Inert Gas). Vì các loại khí trơ có giá thành cao nên không được ứng dụng rộng rãi, chỉ dùng để hàn kim loại mầu và thép hợp kim. Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí hoạt tính (CO2, CO2 + O2, …) tiếng Anh gọi là phương pháp hàn MAG (Metal Active Gas). Phương pháp hàn MAG sử dụng khí bảo vệ CO2 được ứng dụng rộng rãi do có rất nhiều ưu điểm: ◉ CO2 là loại khí dễ kiếm, dễ sản xuất và giá thành thấp; ◉ Năng suất hàn trong CO2 cao, gấp hơn 2,5 lần so với hàn hồ quang tay; ◉ Tính công nghệ của hàn trong CO2 cao hơn so với hàn hồ quang dưới lớp thuốc vì có thể tiến hành ở mọi vị trí không gian khác nhau;
◉ Chất lượng hàn cao. Sản phẩm hàn ít bị cong vênh do tốc độ hàn cao, nguồn nhiệt tập trung, hiệu suất sử dụng nhiệt lớn, vùng ảnh hưởng nhiệt hẹp; ◉ Điều kiện lao động tốt hơn so với hàn hồ quang tay và trong quá trình hàn không phát sinh khí độc. Phạm vi ứng dụng: ◉ Nó không những có thể hàn các loại thép kết cấu thông thường, mà còn có thể hàn các loại thép không gỉ, thép chịu nhiệt, thép bền nóng, các hợp kim đặc biệt, các hợp kim nhôm, magiê, niken, đồng, các hợp kim có ái lực hóa học mạnh với ôxi. ◉ Phương pháp hàn này có thể sử dụng được ở mọi vị trí trong không gian. ◉ Chiều dày vật hàn từ 0,4 ¸ 4,8 mm thì chỉ cần hàn một lớp mà không phải vát mép, từ 1,6 ¸ 10mm thì hàn một lớp có vát mép, còn từ 3,2 ¸ 25mm thì hàn nhiều lớp. ◉ Không thích hợp cho hàn ngoài trời ,bởi vì sự chuyển động của không khí xung quanh có thể làm ảnh hưởng tới khí bảo vệ và mối hàn .Nên sử dụng trong trong ngành xây dựng khá hạn chế. ◉ Được dùng phổ biến trong hàn tự động và bán tự động. Lịch sử phát triển: ◉ Năm 1920 tiên phong cho GMAW được phát minh bởi P.O.Nobel ◉ Năm 1948 cuối cùng đã được phát triển bởi Viện Battelle Memorial,nhưng nó có chi phí cao do sử dụng lượng lớn khí trơ. ◉ Năm 1953,sử dụng khí các bon làm cho hàn GMAW ngày càng sử dụng rộng rãi. ◉ Năm 19581959,hồ quang ngắn mạch trong GMAW tăng tính linh hoạt và hàn các vật liệu mỏng . ◉ Năm 1960 ,đã thêm vào khí bảo vệ một lượng nhỏ OXY. Gần đây hồ quang xung được áp dụng và ngày càng phát triển. Các kiểu chuyển dịch kim loại trong hàn MIG Chuyển dịch giọt kim loại trong hàn MIG được chia thành 3 loại chính: Chuyển dịch tia, chuyển dịch cầu và chuyển dịch ngắn mạch. Ngoài ra còn có chuyển dịch hỗn hợp hay mezzospray transfer. Chuyển dịch tia Trong chuyển dịch tia dây hàn nóng chảy chuyển dịch nhỏ giọt nhanh và liên tục vào bể hàn. Trong kiểu hàn này kim loại nóng chảy trên đầu dây hàn bị kéo theo chiều dọc và chuyển qua hồ quang thành giọt nhỏ hơn nhiều so với đường kính của dây hàn. Độ ngấu trong kiểu chuyển dịch này sâu hơn khi hàn bằng que hàn song lại thấp hơn chuyển dịch cầu có năng lượng hàn cao hơn.
Chuyển dịch tia trong hàn MIG Chuyển dịch cầu Chuyển dịch cầu xảy ra khi dòng điện thấp hơn dòng điện tới hạn. Chuyển dịch này cho thấy trạng thái các giọt bằng hoặc lớn hơn đường kính dây hàn hình thành và chuyển dịch từ đầu dây hàn vào vũng hàn, mức độ bắn tóe trong chuyển dịch này cũng cao hơn so với các chuyển dịch khác. Đặc trưng của hồ quang này là đường hàn mấp mô hơn so với các chuyển dịch khác. Bởi vì hồ quang bị nhúng chìm vào vũng chảy, nên đường hàn có độ ngấu rất sâu, hiệu quả làm sạch biên mối hàn kém hơn. Chuyển dịch cầu trong hàn MIG Chuyển dịch ngắn mạch Chuyển dịch ngắn mạch xảy ra tại chế độ hàn có mức năng lượng thấp. Kim loại dịch chuyển hoàn toàn từ điện cực vào vũng hàn khi điện cực tiếp xúc với bề mặt vũng hàn tạo ra sự ngắn mạch tức thời sau đó mật độ dòng điện hàn
tăng làm cho hồ quang hình thành. Chu kỳ này lặp lại với tần số từ 50 đến 250 Hz. Với chế độ dịch chuyển này năng lượng nhiệt thấp chiều sâu chảy nhỏ. Chuyển dịch ngắn mạch trong hàn MIG Chuyển dịch hỗn hợp Chuyển dịch này nằm ở khoảng giữa của chuyển dịch ngắn mạch và chuyển dịch tia. Kiểu chuyển dịch này thường dùng trong hàn nhôm và hợp kim của nó. Phân loại, đặc điểm của thép không gỉ – inox Thép không gỉ (hay còn gọi là inox) là một loại hợp kim của sắt trong đó chứa tối thiểu 10,5% Crom. Inox ít bị ăn mòn và biến màu trong các môi trường như không khí hay nước… Inox được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp và đời sống. Các thiết bị, đồ dùng, dụng cụ bằng Inox đã và đang trở lên rất gần gũi với mỗi chúng ta. Ngoài Crom người ta còn bổ sung thêm một số nguyên tố kim loại khác để làm tăng khả năng làm việc của thép trong các điều kiện khác nhau. Chẳng hạn, Niken làm tăng khả năng chống ăn mòn axit và làm mềm thép, Nito tạo sự ổn định cho thép không gỉ khi làm việc ở môi trường lạnh… Inox có khả năng chống sự ôxy hoá và ăn mòn rất cao, tuy nhiên sự lựa chọn đúng chủng loại và các thông số kỹ thuật của chúng để phù hợp vào từng trường hợp cụ thể là rất quan trọng.
Thép không gỉ Phân loại thép không gỉ Austenitic Austenitic là loại thép không gỉ thông dụng nhất. Các mác thép nổi bật SUS 301, 304, 304L, 316, 316L, 321, 310s… Loại này có chứa tối thiểu 7% ni ken, 16% crôm, carbon (C) 0.08% max. Thành phần như vậy tạo ra cho loại thép này có khả năng chịu ăn mòn cao trong phạm vi nhiệt độ khá rộng, không bị nhiễm từ, mềm dẻo, dễ uốn, dễ hàn. Loại thép này được sử dụng nhiều để làm đồ gia dụng, bình chứa, ống công nghiệp, tàu thuyền công nghiệp, vỏ ngoài kiến trúc, các công trình xây dựng khác… Ferritic Ferritic: là loại thép không gỉ có tính chất cơ lý tương tự thép mềm (thép carbon thấp), nhưng có khả năng chịu ăn mòn cao hơn thép mềm. Thuộc dòng này có thể kể ra các mác thép SUS 430, 410, 409… Loại này có chứa khoảng 12% – 17% crôm. Loại này, với 12%Cr thường được ứng dụng nhiều trong kiến trúc. Loại có chứa khoảng 17%Cr được sử dụng để làm đồ gia dụng, nồi hơi, máy giặt, các kiến trúc trong nhà… AusteniticFerritic (Duplex) AusteniticFerritic (Duplex): Đây là loại thép có tính chất trung hòa giữa 2 loại Ferritic và Austenitic có tên gọi chung là DUPLEX. Thuộc dòng này có thể kể ra LDX 2101, SAF 2304, 2205, 253MA. Loại thép duplex có chứa thành phần Ni ít hơn nhiều so với loại Austenitic. DUPLEX có đặc tính tiêu biểu là độ bền chịu lực cao và độ mềm dẻo được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp hoá dầu, sản xuất giấy, bột giấy, chế tạo tàu biển… Trong tình hình giá thép không gỉ leo thang do niken khan hiếm thì dòng DUPLEX đang ngày càng được ứng dụng nhiều hơn để thay thế cho một số mác thép thuộc dòng thép Austenitic như SUS 304, 304L, 316, 316L, 310s… Martensitic Martensitic: Loại này chứa khoảng 11% đến 13% Cr, có độ bền chịu lực và độ cứng tốt, chịu ăn mòn ở mức độ tương đối. Được sử dụng nhiều để chế tạo cánh tuabin, lưỡi dao… Đặc điểm chung của thép không gỉ: So với thép cacbon thấp thì thép không gỉ có một số đặc tính như sau: ☀ Tốc độ hóa bền rèn cao
☀ Độ dẻo cao hơn ☀ Độ cứng và độ bền cao hơn ☀ Độ bền nóng cao hơn ☀ Chống chịu ăn mòn cao hơn ☀ Độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp tốt hơn ☀ Phản ứng từ kém hơn (chỉ với thép austenit) ☀ Các cơ tính đó thực ra đúng cho họ thép austenit và có thể thay đổi khá nhiều đối với các mác thép và họ thép khác. Các cơ tính đó liên quan đến các lĩnh vực ứng dụng thép không gỉ, nhưng cũng chịu ảnh hưởng của thiết bị và phương pháp chế tạo. Cấu tạo mỏ hàn MIG, MAG bán tự động Đối với hàn MIG bán tự động, mỏ hàn có hình dạng tương tự cây súng ngắn, có cổ cong hoặc cổ thẳng cấu tạo cơ bản gồm ống tiếp điểm để chuyển dòng điện hàn đến dây điện cực, đường dẫn khí và ống dẫn để hướng dòng khí bảo vệ quanh hồ quang và vũng hàn, bộ phận làm nguội bằng khí hoặc nước tuần hoàn, công tắc để đóng và ngắt dòng điện hàn, nạp dây và dòng khí bảo vệ. Cấu tạo mỏ hàn MIG – MAG Cấu tạo mỏ hàn MIG ☀ Nozzle: Chụp khí giúp hướng dòng khí bảo vệ quanh hồ quang và vũng hàn. ☀ Contact tip: Bộ phận dùng để cố định, giữ, định hướng dây hàn. ☀ Insulated neck: Cổ cong giúp súng hàn có thể tiếp cận dễ dàng các vị trí hàn. ☀ Trigger: Công tắc giúp đóng ngắt dòng điện hàn, nạp dây, dòng khí bảo vệ
☀ Tourch body: Thân súng được bao phủ bởi lớp cách điện. ☀ Gas supply tube: Ống cấp khí. ☀ Torch liner guiding filler wire: Ống dẫn dây hàn. ☀ Armoured tourch cable: Cáp chứa bảo vệ các ống cấp dây hàn, cấp khí, hoặc nước làm mát. Trong một số thiết kế một cơ cấu nạp dây có thể được lắp đặt vào mỏ hàn kéo dây qua một ống mềm từ cuộn dây ở xa hoặc kết hợp với bộ nạp dây bình thường tạo thành hệ thống nạp dây kiểu đẩy kéo. Loại súng hàn này có thể làm việc với các dây hàn thép hoặc nhôm có đường kính nhỏ ( 0.81.6mm). Khí oxy tính chất và ứng dụng Khí Oxy là nguyên tố hóa học ký hiệu là O có số thứ tự là 8 trong bảng tuần hoàn Mendeleev. Ở điều kiện bình thường Oxy là khí không màu không mùi không vị. Trong công nghệ hàn Oxy là một trong các khí hoạt tính thông dụng thường được sử dụng với tỷ lệ từ 15%. Tính chất của khí Oxy Oxy là nguyên tố hóa học phổ biến nhất trái đất, trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn, oxi là một chất khí dưới dạng phân tử với công thức hóa học là O2. Oxy là chất oxy hóa mạnh chỉ đứng sau Flo. Oxy có thể tác dụng được với đa số các kim loại để tạo thành oxit. Oxy có các dạng thù hình là O2, O3 ( Ozon) và hai dạng mới được phát hiện O4 và O8. Quy trình sản xuất khi oxy Oxy được sử dụng nhiều trong hóa học làm chất oxy hóa, làm thành phần nhiên liệu của tên lửa đẩy. Trong công nghệ hàn khi muốn khí bảo vệ có tính oxy hóa người ta thường bổ sung thêm Oxy vào hỗn hợp khí. Điều này sẽ giúp tăng tính thấm ướt, tránh được sự lõm khuyết và rỗ xốp trong mối hàn. Oxy và CO2 có thể bổ sung cho Heli hoặc hỗn hợp khí Argon Heli trong kỹ thuật hàn cung DC hoặc kỹ thuật ngắn mạch.
Quy trình sản xuất khí Oxy Điều chế và bảo quản khí Oxy Oxy lỏng thông thường được trưng cất tách ra từ không khí hóa lỏng. Oxy được bảo quản trong các bình thép có sơn màu xanh gia trời và có chữ màu đen. Ngoài việc cung cấp oxy dạng chai, khi cần với số lượng lớn oxy sẽ được cung cấp ở dạng hóa lỏng trong các bình chứa siêu lạnh. Khí cacbonic tính chất và ứng dụng Khí CO2 được sử dụng rộng rãi để hàn thép C trung bình, do khí này tương đối rẻ tiền, mối hàn ổn định với các tính chất cơ học đạt yêu cầu ở tốc độ cao và độ ngấu đường hàn tương đối sâu. Tính chất của Cacbonic: Cacbonic (CO2) là một hợp chất, ở điều kiện bình thường có dạng khí trong khí quyển bao gồm một nguyên tử Cacbon và hai nguyên tử Oxi. Khí cacbonic có thể tồn tại ở trạng thái khí, lỏng, rắn. Khí cacbonic là một loại khí phổ biến trong tự nhiên, là sản phẩm của các quá trình cháy, hô hấp. Khí cacbonic trong điều kiện bình thường là khí không màu, mùi và có vị chua nhẹ hòa tan tốt trong nước nặng gấp 1,524 lần không khí. Khí CO2 không tham gia các phản ứng cháy và hóa lỏng tại nhiệt độ 78 độ C. Khí CO2 có thể bị phân hủy tại nhiệt độ cao 2000 độ C thành CO và O2. Ứng dụng của CO2:
Băng khô CO2 được sử dụng trong làm lạnh thực phẩm, làm sạch bề mặt thay cho cát, gây mưa nhân tạo. Khí CO2 được sử dụng nhiều trong ngành sản xuất nước giải khát và bia rượu. Trong công nghệ hàn CO2 được sử dụng làm khí bảo vệ trong một số phương pháp hàn: Máy hàn MIG sử dụng khí CO2 CO2 được sử dụng rộng rãi để hàn thép cacbon trung bình trong hàn MAG, tuy nhiên nhược điểm của CO2 là sự truyền kim loại kiểu phun không đồng trục và truyền kiểu cầu hồ quang không ổn định thường gây ra sự văng tóe kim loại nỏng. Khí CO2 có tính oxy hóa trong hồ quang do phản ứng phân hủy thành CO và O2, do đó để đảm bảo mối hàn không rỗ xốp, điện cực phải chứa các chất khử oxy thích hợp (Al, Ti, Si, Zr). CO2 được sử dụng trong một số hỗn hợp khí như sau: Hỗn hợp ArCO2 với 2050%CO2 được dùng để hàn thép C trung bình, cũng có thể được sử dụng cho thép không gỉ. Hỗn hợp phản ứng gồm 90% He – 7,5% Ar – 2,5% CO2 thường được dùng cho thép không gỉ. Thép hợp kim thấp được sử dụng với hỗn hợp thông dụng 6070% He 2535%Ar và 45%CO2. Điều chế và bảo quản khí CO2 Trong công nghiệp khí CO2 được điều chế từ các khí sinh ra khi lên men rượu bia, phân hủy chất béo, từ các khí thu được trong sản xuất hóa chất, như sản xuất amoniac hoặc tổng hợp methanol, từ khói các nhà máy công nghiệp đốt than. Khí CO2 được chứa trong các bình sơn đen có chữ màu vàng, khi được cung cấp với số lượng lớn thì chứa trong các tec chứa siêu lạnh. Chú ý khi sử dụng: Khí CO2 không độc, không gây cháy nổ, tuy nhiên khi nồng độ quá cao sẽ gây nguy hại đến sức khỏe con người vì nó nặng hơn không khí nên có thể tích tụ tại các nơi kín khí. Một đặc điểm là khí CO2 trong bình chứa thường ở thể lỏng, khi chuyển sang thể khí cần được cấp nhiệt. Do đó các van điều tiết khí CO2 phải được gắn thêm bộ phận sấy nhiệt nếu không CO2 sẽ đóng băng bịt kín đường cấp khí. Khí nito tính chất và ứng dụng Khí Nito cũng được xếp là một trong những loại khí hoạt tính được sử dụng trong công nghệ hàn. Khí Nito có đặc tính khá trơ, do đó trong một số trường hợp nó thay thế cho khí Heli trong quá trình hàn MIG để tạo hỗn hợp khí với Argon giúp hàn các mối hàn dày hoặc hàn đồng, vì nó cung cấp nhiệt lượng lớn hơn và rẻ hơn Heli.
Tính chất của Nito Nito (N) là một nguyên tố hóa học có thứ tự là 7 trong điều hiện bình thường nó là một chất khí không màu, không mùi, không vị và khá trơ, không tham gia các phản ứng hóa học ở nhiệt độ phòng. Nito chiếm khoảng 78,09% khí quyển trái đất. Các hợp chất của Nito: N2 là khí không cháy và trơ đến mức đã từng được coi là loại khí không có thể tham gia các phản ứng hóa học. Tuy nhiên trong tự nhiên nó có thể chuyển hóa rất chậm chạp thành các hợp chất sinh học và công nghiệp. Công nghiệp hóa chất hiện đại cũng đã chuyển hóa được Nito sang amoniac tới lượt mình amoniac lại chuyển hóa thành các loại hóa chất quan trọng khác như thuốc nổ, các loại phân bón, axit nitric. Ứng dụng của Nito Qui trình sản xuất khí nito Nito là một chất quan trọng dùng để sản xuất các loại phân bón, các hợp chất oxy hóa, nhiên liệu lỏng cho các tên lửa. Nito phân tử sử dụng nhiều trong công nghệ bảo quản chống lại sự oxi hóa và là chất làm lạnh phổ biến. Nito cũng được sử dụng trong sản xuất các link kiện điện tử, sản xuất thép không gỉ, bơm vào lốp oto và máy bay, sử dụng trong các thiết bị làm lạnh, sử dụng làm nguốn làm mát để tăng tốc CPU, GPU hay các dạng phần cứng khác. Trong công nghệ hàn: Nito được dùng để hàn đồng và hợp kim đồng thay thế Heli do có giá thành thấp hơn và lượng nhiệt cung cấp cao hơn. Điều chế và bảo quản Nito Nito lỏng được sản xuất theo quy mô công nghiệp bằng cách hóa lỏng không khí và tách từ không khí lỏng. Nito sau sản xuất được phân thành hai loại Nito thông thường có tỷ lệ N2 lớn hơn hoặc bằng 99,95% và Nito có độ sạch cao
có tỷ lệ N2 lớn hơn 99,9998%. Nito được bảo quản trong bình thép. Nếu vận chuyển với số lượng lớn Nito được cung cấp dưới dạng hóa lỏng trong các bình chứa siêu lạnh. Các bình Nito thường có vỏ màu đen, chữ màu vàng.