Máy hàn là gì? Có bao nhiêu loại máy hàn và ứng dụng như thế nào?

Máy hàn là gì?

Máy hàn là một loại máy móc dùng để nối các chi tiết với nhau thành liên kết không tháo rời được, mang tính liên tục ở phạm vi nguyên tử hoặc phân tử, bằng cách đưa chỗ nối tới trạng thái nóng chảy, thông qua việc sử dụng một trong hai yếu tố là nhiệt và áp lực, hoặc kết hợp cả hai yếu tố đó. Khi hàn, có thể sử dụng hoặc không sử dụng vật liệu phụ bổ sung.

Máy hàn cơ Hyundai và máy hàn que Bamboo
Máy hàn cơ Hyundai và máy hàn que Bamboo

Các phương pháp hàn

Hàn gió đá (còn gọi là hàn khí): Hàn gió (Oxy) đá (Acetylen hay gas)(gas welding).

kỹ thuật hàn gió đá
Kỹ thuật hàn gió đá hay còn gọi là hàn khí

Phương pháp này sử dụng các khí trên để gia nhiệt cho chi tiết hàn đạt tới trạng thái nóng chảy và liên kết với nhau. Khi hàn có thể dùng vật liệu để điền thêm (filler rod) vào vị trí hàn hoặc không.

Hàn hồ quang điện (arc welding), gọi tắt là Hàn điện hay Hàn que. Phương pháp này dùng hồ quang điện được tao ra bởi que hàn để làm nóng chảy kim loại hàn và que hàn để điền vào vị trí hàn.

Hàn hồ quang dưới khí bảo vệ T.I.G: Tungsten Inert Gas. Phương pháp này dùng hồ quang được tạo ra bởi điện cực Tungsten và dùng khí trơ (khí Argon) để bảo vệ mối hàn.

kỹ thuật hàn tig
Kỹ thuật hàn hồ quang dưới khí bảo vệ TIG

Hàn hồ quang dưới khí bảo vệ M.I.G: Metal Inert Gas. Thay vì dùng que hàn, người ta dùng 01 cuộn dây kim loại có kích thước từ 0.6 mm – 1.6 mm hoặc lớn hơn làm điện cực hàn.

Điện cực này cũng là dạng điện cực nóng chảy nhưng được cung cấp một cách liên tục nhưng vẫn được người thợ hàn điều khiển nên còn gọi là hàn bán tự động. Trong phương pháp này, người ta dùng khí hoạt tính (CO2) hay khí trơ (Argon) để làm khí bảo vệ mối hàn.

Hàn Plasma, đây là một dạng biến thể của hàn hồ quang.

Hàn Laser là công nghệ hàn cao cấp sử dụng năng lượng của các nguồn laser.

hệ thống hàn bằng laser
Hệ thống hàn laser

Hàn chùm tia điện tử (Electron beam welding – EBW) là quá trình hàn nóng chảy, sử dụng năng lượng siêu cao của chùm tia điện tử hội tụ ở mật độ lớn để làm nóng chảy mép hàn, sau khi đông đặc ta thu được liên kết hàn.

Các quá trình hàn đặc biệt khác: hàn nổ, hàn TIG điện cực nén.

Máy hàn que

Máy hàn que hay còn được gọi là máy hàn hồ quang tay hoạt động dựa trên nguyên lý hàn hồ quang tay. Các tên gọi khác :

  • SNAW (Shielded metal arc welding)
  • MMA (Mannual metal arc)
  • Flux shielded arc welding
  • Stick welding
Máy hàn que Oshima
Máy hàn que Oshima và bộ phụ kiện

Đây là quá trình hàn điện nóng chảy sử dụng điện cực dưới dạng các que hàn thường có vỏ bọc và không có khí bảo vệ, trong đó tất cả các thao tác để hàn đều do người thợ hàn thực hiện bằng tay.

Cấu tạo cơ bản máy hàn que

Chính vì không sử dụng khí bảo vệ trong quá trình hàn nên máy hàn que có cấu tạo khá đơn giản gồm các bộ phận sau :

  • Máy hàn
  • Kềm hàn nối với cực âm của máy hàn
  • Kẹp mass nối với cực dương của máy hàn
  • Que hàn

Máy hàn có nhiệm vụ cung cấp và điều chỉnh cường độ dòng điện thích hợp giúp tạo hồ quang đốt cháy làm nóng chảy que hàn kim loại.

Kềm hàn dùng để gắn que hàn nối với cực âm của máy hàn, kẹp mass nối với cực dương của máy hàn được kẹp vào vật hàn.

Khi que hàn chạm vào vật hàn thì dòng điện khép kín tại nơi giao nhau (đầu que hàn và vật hàn) phát sinh hồ quang điện có nhiệt độ cực lớn làm nóng chảy que hàn đắp vào rãnh nứt trên vật hàn.

Ưu điểm máy hàn que

  • Hàn được ở mọi tư thế trong không gian.
  • Dùng được cả dòng một chiều(DC) và xoay chiều(AC).
  • Vỏ bọc que hàn tự cung cấp môi trường bảo vệ cho quá trình hàn.
  • Không sử dụng khí bảo vệ nên ít bị tác động từ gió.
  • Thiết bị có giá thành rẻ, đầu tư đơn giản và có tính cơ động cao.
  • Kỹ thuật hàn que có thể áp dụng trên nhiều kim loại với tất cả các vị trí hàn từ chiều dày lớn nhất đến mỏng nhất.

Nhược điểm máy hàn que

  • Năng suất thấp do cường độ hàn bị hạn chế, phải dừng lại để thay que hàn .
  • Hình dạng, kích thước và thành phần hóa học mối hàn không đồng đều do tốc độ hàn bị dao động, làm cho phần kim loại cơ bản tham gia vào mối hàn thay đổi.
  • Chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt tương đối lớn do tốc độ hàn nhỏ.
  • Bắn tóe kim loại lớn và phải đánh xỉ.
  • Điều kiện làm việc của thợ hàn mang tính độc hại (do tiếp xúc bức xạ, hơi, khí độc).

Phạm vi ứng dụng máy hàn que

  • Do tính linh hoạt, sự đơn giản của thiết bị và quy trình hoạt động của hàn hồ quang tay, nên nó là phương pháp hàn phổ biến nhất trên thế giới.
  • Thích hợp cho hàn các chiều dày nhỏ và trung bình ở mọi tư thế trong không gian.
  • Chiếm ưu thế so với phương pháp hàn khác trong công nghiệp sữa chữa và phục hồi.
  • Sử dụng rộng rãi trong xây dựng kết cấu thép và chế tạo công nghiệp.
  • Thường hàn thép các bon, thép hợp kim cao và thấp, thép không gỉ, gang xám gang dẻo.
  • Hàn que ít phổ biến cho hàn kim loại màu: niken, đồng, nhôm và hợp kim của chúng.

Máy hàn que dùng điện một chiều

Cấu tạo cơ bản

Máy hàn que điện tử: bộ nguồn, biến áp sung, dios sung, chỉnh lưu.

Máy hàn hồ quang (hàn cơ): nguồn, biến áp, chỉnh lưu, chỉnh dòng.

Nguyên lý hoạt động

Máy hàn điện tử dùng điện một chiều là loại máy phát điện một chiều nhưng tính năng của nó không hoàn toàn giống máy phát điện. Vì khi hàn thường xảy ra hiện tượng ngắn mạch, cho nên nó phải có bộ phận ngăn ngừa cường độ ngắn mạch quá lớn.

Muốn dễ tạo tia hồ quang thì điện áp gây tia hồ quang phải đủ lớn (80V), sau khi đã có hồ quang xuất hiện thì lập tức điện áp giảm ngay xuống điện áp hàn (15 – 45V).

Mặt khác, do tính chất và điều kiện hàn khác nhau (nguyên liệu, chiều dày vật hàn, que hàn to hay nhỏ) nên cùng một điện áp hàn lại cần có những cường độ dòng điện hàn khác nhau, do đó cường độ hàn nên điều chỉnh trong phạm vi thích hợp.

Ưu điểm khi dùng máy hàn điện một chiều so với phương pháp trực tiếp dùng điện một chiều là điện hàn được cung cấp độc lập, không bị hạn chế bởi sự ngừng trệ do những nguyên nhân khác, đồng thời có thể thường xuyên phối hợp với nhu cầu trong công tác hàn.

Máy hàn que dùng điện xoay chiều

Cấu tạo cơ bản

Máy hàn que điện tử: bộ nguồn, biến áp sung, dios sung, chỉnh lưu.

Máy hàn hồ quang (hàn cơ): nguồn, biến áp, chỉnh dòng.

Nguyên lý hoạt động

Máy hàn điện dùng điện xoay chiều là máy biến áp giảm điện áp của nguồn điện xoay chiều xuống. Loại máy biến áp này cũng phải phù hợp với yêu cầu quan hệ cường độ dòng điện và điện áp trong lúc hàn, nên cấu tạo của nó cũng khác với máy biến áp thông thường. Muốn thỏa mãn điều kiện này, máy biến áp phải dùng các phương pháp dưới đây.

  • Điều chỉnh điện áp để điều chỉnh cường độ hàn.
  • Dùng cuộn dây cảm ứng để điều chỉnh cường độ hàn.

Hiệu suất của máy biến áp hàn (80 – 90%) so với máy hàn điện một chiều (50 – 70%), như vậy hiệu suất máy biến áp hàn tốt hơn, tổn thất không tải chừng 2% cho nên dùng điện xoay chiều tương đối thuận lợi.

Máy hàn TIG

Máy hàn TIG là viết tắt của Tungsten Inert Gas là quá trình hàn hồ quang trong môi trường bảo vệ là khí trơ bằng điện cực Vonfram.

máy hàn tig và các phụ kiện đi kèm
Máy hàn Tig Hyundai TIG-200 và các phụ kiện đi kèm

Để tránh sự xâm nhập của không khí bên ngoài, mối hàn được khí trơ bảo vệ. Nhiệt lượng do hồ quang tạo ra giữa điện cực và vật hàn giúp kim loại nóng chảy. Trong quá trình hàn Tig có thể sử dụng khí trơ hoặc hỗn hợp khí trơ.

Cấu tạo máy hàn Tig

Mỗi nhà sản xuất thiết kế máy hàn theo nhiều kiểu khác nhau, nhưng 1 chiếc máy hàn Tig cơ bản có cấu tạo gồm các bộ phận chính sau :

Bình khí và van điều áp : được sử dụng làm khí bảo vệ trong hàn TIG thường có 5 loại khí và hỗn hợp khí sau :

  • Argon tinh khiết
  • Heli tinh khiết
  • CO2 tinh khiết
  • Hỗn hợp Argon + Heli
  • Hỗn hợp Argon + CO2

Bộ biến dòng

Mỏ hàn và kẹp mass

Các bộ phận khác : bộ phận làm mát, dây dẫn, các nút điều khiển.

Đặc điểm máy hàn Tig

  • Phương pháp hàn điện cực không nóng chảy.
  • Không tạo xỉ trong quá trình hàn do không sử dụng thuốc hàn.
  • Dễ dàng kiểm soát trong quá trình hàn do hồ quang, vũng chảy dễ quan sát.
  • Nhiệt độ cao và nguồn nhiệt tập trung.

Ưu điểm máy hàn Tig

  • Hàn được trên mọi chiều dày vì biên độ điều chỉnh rộng (từ 5 – 600A, điện áp 10 – 35V).
  • Ứng dụng được trên tất cả các kim loại và hợp kim.
  • Cho mối hàn chất lượng cao.
  • Mối hàn không bị bắn tóe, sạch đẹp.
  • Dễ dàng kiểm soát hình dạng vũng hàn và độ ngấu của mối hàn.

Nhược điểm máy hàn Tig

  • Năng suất không cao.
  • Đòi hỏi về tay nghề của người thợ hàn.
  • Tốn nhiều kinh phí để đầu tư trang thiết bị và nguyên vật liệu.

Ứng dụng máy hàn Tig

  • Ứng dụng tốt để hàn các kim loại và hợp kim khó hàn như Titan, đồng đỏ.
  • Để hàn các lớp ngấu trong quy trình hàn ống áp lực.
  • Rất hiệu quả để hàn nhôm, hợp kim niken và inox.

Máy Hàn MIG

Máy hàn Mig là máy hàn điện tử dùng phương pháp hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí bảo vệ (Argon hoặc Heli) mà điện cực chính là dây hàn nóng chảy được cấp tự động vào vật hàn, đặc biệt được bổ sung bộ cấp dây để cùng với kim loại nóng chảy đông đặc kết tinh tạo mối hàn.

máy hàn mig và các phụ kiện đi kèm
Máy hàn MIG Hyundai MIG-180 và các phụ kiện đi kèm

Loại máy hàn này hiện được sử dụng phổ biến trong sản xuất bàn ghế, khung xe, mô tô, các hàng cơ khí …..vv. Ngoài ra, máy hàn Mig còn có khả năng tự động hóa để ứng dụng trong hàn lắp ráp robot, các thiết bị hàn tự động.

Cấu tạo máy hàn Mig

Súng hàn MIG

Được sử dụng để chuyển dây hàn vào vùng hàn, có thân cách nhiệt bên ngoài và cho phép truyền điện cực dây, khí và dòng hàn.

Tay cầm của nó chứa nút điều khiển để bật nguồn cấp điện, khi bóp cò súng thì dây hàn chạy ra nhờ mô tơ đẩy, đồng thời khí sẽ được thoát ra ở đầu ngọn súng.

Dây hàn

Làm nhiệm vụ dẫn dòng điện tới hồ quang và cung cấp một phần kim loại nóng chảy cho bể hàn.

Dưới tác dụng của hồ quang, tùy thuộc vào loại khí bảo vệ được sử dụng và thông số hàn, kim loại nóng chảy trong bể hàn thay đổi thành phần do kết hợp với khí và do một số thành phần hợp kim loại bị cháy.

Khí bảo vệ

Khí hoạt tính (CO2): khí CO2 được dùng rộng rãi để hàn thép Cacbon trung bình, mối hàn ổn định, tốc độ hàn cao và độ ngấu sâu. Nhược điểm hàn trong khí bảo vệ CO2 là gây bắn tóe kim loại mỏng​.

Khí trơ (Ar, He): Khí Argon (Ar) tinh khiết thường dùng các vật liệu kim loại mầu hoặc thép trắng. Khí Heli (He) tinh khiết thường được dùng các loại vật liệu có tính dãn nở nhiệt cao như AI, Mg, Cu.

Khí trộn: (Khí trộn: CO2, Ar + CO2, Ar + O2 + CO2) là sự kết hợp của các loại khí bảo vệ, khí trộn cho chất lượng mối hàn tốt khi hàn các vật liệu thép carbon thấp. Tuy nhiên giá thành loại khí này khá đắt.

Nguồn điện hàn

Nguồn năng lượng của phương pháp hàn trong môi trường khí bảo vệ là hồ quang do dòng điện tạo ra. Trong quá trình này tác dụng nhiệt và tác dụng từ của dòng điện được sử dụng.

Chỉnh lưu hàn

Có nhiệm vụ biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.

Thiết bị chuyển dây hàn

Kéo dây hàn từ cuộn dây và chuyển một cách đều đặn vào thiết bị ống dẫn để chuyển tới vòi hàn. Tốc độ chuyển dây có thể điều chỉnh được trong phạm vi từ 1 đến 18m/phút. Tốc độ này được giữ cố định trong suốt quá trình hàn.

Mỏ hàn

Cấu tạo mỏ hàn gồm thân mỏ hàn, vòi phun, ti hàn, ống nối chụp khí, chụp khí.

Kẹp mass

Ưu điểm máy hàn Mig

  • Tốc độ hàn nhanh, liên tục, tiếp kiệm vật liệu hàn.
  • Chất lượng mối hàn thì không cần bàn cãi so với hàn que thông thường, mối hàn phẳng, bóng, không thấy mối hàn, tiêu thụ ít điện năng.
  • Hàn được hầu hết các kim loại.
  • Dễ tự động hóa.
  • Mối hàn dài có thể thực hiện sẽ không bị ngắt quãng.
  • Yêu cầu kỹ năng hàn thấp vẫn đạt được mối hàn chất lượng cao đạt độ thẩm mỹ theo yêu cầu.
  • Trong quá trình hàn sẽ giảm được khói hàn và bắn tóe, giảm nhiệt tích lũy vì dây hàn nóng chảy tham gia vào hàn kim loại tối đa do đó mà tiếp kiệm được thời gian dọn sạch sau khi hàn, đảm bảo môi trường ít bị ô nhiễm.
  • Cải thiện năng suất hàn.
  • An toàn khi sử dụng.

Tham khảo bài viết trên hy vọng bạn đọc có được thông tin hữu ích mà bạn đang tìm kiếm. Nếu bạn quan tâm đến các loại máy hàn, bạn nên xem ngay những sản phẩm chất lượng của chúng tôi :