Giáo trình Mô đun 34: Hàn TIG 1G;2G;3G;4G

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ

GIAO THÔNG VẬN TẢI TRUNG ƯƠNG II

---------o0o---------

GIÁO TRÌNH

Mô đun: HÀN TIG 1G;2G;3G;4G

Mã số: MĐ 34

NGHỀ HÀN

Trình độ: CAO ĐẲNG NGHỀ

(LƯU HÀNH NỘI BỘ)

Hải phòng, tháng 12 năm 2011

. Nguyên lý.

Hàn TIG ( Tungsten Inert gas) còn có tên gọi khác là hàn hồ quang bằng điện cực

không nóng chảy (tungsten) trong môi trường khí bảo vệ - GTAW ( Gas Tungsten

Arc Welding ) thường được gọi với tên hàn Argon hoặc WIG ( Wonfram Inert

Gas).

Hình 1 : Sơ đồ nguyên lý hàn TIG

− Hồ quang cháy giữa điện cực tungsten không nóng chảy và chi tiết hàn được bảo vệ

bởi dòng khí thổi qua mỏ phun, sẽ cung cấp nhiệt làm nóng chảy mép chi tiết, sau đó có

hoặc không dùng que đắp tạo nên mối hàn.

− Kim loại đắp (que hàn có đường kính Ø 0,8 mm đến Ø 4,0 mm) được bổ sung vào

vũng chảy bằng tay hoặc nhờ thiết bị tự động khi dùng dây cuộn (cuộn dây có đường

kính từ Ø 0,8 mm đến Ø 2,0 mm) .

− Vũng chảy được bảo vệ bằng dòng khí trơ (lưu lượng 5 đến 25 lit/phút) Argon hoặc

Argon + Hélium, khi hàn tự động có thể dùng Argon + H2 .

2. Đặc điểm và công dụng.

Đặc điểm

− Điện cực không nóng chảy.

− Không tạo xỉ do không có thuốc hàn.

− Hồ quang, vũng chảy quan sát và kiểm soát dễ dàng.

− Nguồn nhiệt tập trung và có nhiệt độ cao.

Ưu điểm

− Có thể hàn được kim loại mỏng hoặc dày do thông số hàn có phạm vi điều chỉnh rộng

( từ vài ampe đến vài trăm ampe).

− Hàn được hầu hết các kim loại và hợp kim với chất lượng cao.

− Mối hàn sạch đẹp, không lẫn xỉ và văng tóe.

− Kiểm soát được độ ngấu và hình dạng vũng hàn dễ dàng.

Nhược điểm

− Năng suất thấp.

− Đòi hỏi thợ có tay nghề cao.

− Giá thành tương đối cao do năng suất thấp, thiết bị và nguyên liệu đắt tiền.

Công dụng

− Là phương pháp hiệu quả khi hàn nhôm, inox và hợp kim nicken.

− Thường dùng hàn lớp ngấu trong qui trình hàn ống áp lực.

− Hàn các kim loại, hợp kim khó hàn như titan, đồng đỏ.

3. Vật liệu trong hàn TIG.

3.1. Khí bảo vệ

Bất kỳ loại khí trơ nào cũng có thể dùng để hàn TIG, song Argon và Heli được ưa

chuộng hơn cả vì giá thành tương đối thấp, trử lượng khí khai thác dồi dào.

Argon là loại khí trơ không màu, mùi, vị và không độc. Nó không hình thành hợp chất

hóa học với bất cứ vật chất nào khác ở mọi nhiệt độ hoặc áp suất. Ar được trích từ khí

quyển bằng phương pháp hóa lỏng không khí và tinh chế đến độ tinh khiết 99,9 %, có tỷ

trọng so với không khí là 1,33. Ar được cung cấp trong các bình áp suất cao hoặc ở

dạng khí hóa lỏng với nhiệt độ -- 184 0C trong các bồn chứa.

Heli là loại khí trơ không màu, mùi, vị. Tỷ trọng so với không khí là 0,13 được khai thác

từ khí thiên nhiên, có nhiệt độ hóa lỏng rất thấp – 272 0C, thường được chứa trong các

bình áp suất cao.

Hình 2 : So sánh hai loại khí bảo vệ

Argon

Heli

Dễ mồi hồ quang do năng lượng ion thấp

Nhiệt độ hồ quang thấp hơn

Khó mồi hồ quang do năng lượng ion hóa cao

Nhiệt độ hồ quang cao hơn

Bảo vệ kém hơn do nhẹ hơn

Bảo vệ tốt hơn do nặng hơn Lưu lương

cần thiết thấp hơn

Lưu lượng sử dụng cao hơn

Điện áp hồ quang thấp hơn nên năng

lượng hàn thấp hơn

Điện áp hồ quang cao hơn nên năng lượng hàn lớn

hơn

Giá thành rẻ hơn

Giá thành đắt hơn

Chiều dài hồ quang ngắn, mối hàn hẹp

Chiều dài hồ quang dài, mối hàn rộng

Thường dùng hàn các chi tiết dây, dẫn nhiệt tốt

Có thể hàn chi tiết mỏng

Phần 2

Sự trộn hai khí Ar và He có ý nghĩa thực tiển rất lớn. nó cho phép kiểm soát chặc chẻ

năng lượng hàn cũng như hình dạng của tiết diện mối hàn. Khi hàn chi tiết dày, hoặc tản

nhiệt nhanh, sự trộn He vào Ar cải thiện đáng kể quá trình hàn.

Nitơ ( N2 ) đôi khi được đưa vào Ar để hàn đồng và hơp kim đồng, Nitơ tinh khiết đôi khi

được dùng để hàn thép không rỉ.

Hổn hợp Ar – H2 việc bổ sung hydro vào argon làm tăng điện áp hồ quang và các ưu

điểm tương tự heli. Hổn hợp với 5% H2 đôi khi làm tăng độ làm sạch của mối hàn TIG

bằng tay. Hổn hợp với 15% được sử dụng để hàn cơ khí hóa tốc độ cao cho các mối

hàn giáp mí với thép không rỉ dày đến 1,6 mm, ngoài ra còn được dùng để hàn các

thùng bia bằng thép không rỉ với mọi chiều dày, với khe hở đáy của đường hàn từ 0,25

– 0,5 mm. không nên dùng nhiều H2 , do có thể gây ra rỗ xốp ở mối hàn. Việc sử dụng

hổn hợp này chỉ hạn chế cho các hợp kim Ni, Ni – Cu, thép không rỉ.

Hình 3 : Quan hệ V – I với khí bảo vệ Ar và He

Lựa chọn khí bảo vệ

Không có một quy tắc nào khống chế sự lựa chọn khí bảo vệ đối với một công việc cụ

thể. Ar , He hoặc hổn hợp của chúng đều có thể sử dụng một cách thành công đối với

đa số các công việc hàn, với sự ngoại lệ là khi hàn trên những vật cực mỏng thì phải sử

sụng khí Ar. Ar thường cung cấp hồ quang êm hơn là He. Thêm vào đó, chi phí đơn vị

thấp và những yêu cầu về lưu lượng thấp của Ar đã làm cho Ar được ưa chuộng hơn từ

quan điểm kinh tế.

3.2. Điện cực tungsten

Tungsten ( Wolfram) được dùng làm điện cực do tính chịu nhiệt cao, nhiệt độ nóng chảy

cao (3410 0C), phát xạ điện tử tương đối tốt, làm ion hóa hồ quang và duy trì tính ổn

định hồ quang, có tính chống oxy hóa rất cao.

Hai loạI điện cực sử dụng phổ biến trong hàn TIG :

− Tungstène nguyên chất (đuôi sơn màu Xanh lá) : chứa 99,5% tungsten nguyên

chất, giá rẻ song có mật độ dòng cho phép thấp, khả năng chống nhiểm bẩn thấp, dùng

khi hàn với dòng Xoay chiều (AC) áp dụng khi hàn nhôm hoặc hợp kim nhẹ.

− Tungstène Thorium (chứa 1 đến 2 % thorium {ThO2} - đuôi sơn màu đỏ) : có khả

năng bức xạ electron cao do đó dòng hàn cho phép cao hơn và tuổi thọ được nâng cao

đáng kể. Khi dùng điện cực này hồ quang dễ mồi và cháy ổn định, tính năng chống

nhiểm bẩn tốt, dùng với dòng một chiều (DC) áp dụng khi hàn thép hoặc inox.

Ngoài ra còn có :

− Tungstène zirconium (0,15 đến 0,4% zirconium { ZrO2} - đuôi sơn màu nâu ) có đặc

tính hồ quang và mật độ dòng hàn định mức trung gian giữa tungsten pure và tungsten

thorium, thích hợp với nguồn hàn AC khi hàn nhôm. Ưu điểm khác của điện cực là

không có tính phóng xạ như điện cực thorium.

− Tungstène Cerium ( 2% cerium { CeO2} - đuôi sơn màu cam ) : nó không có tính

phóng xạ, hồ quang dễ mồi và ổn định, có tuổi bền cao hơn, dùng tốt với dòng DC hoặc

AC.

− Tungsten Lathanum { La2O3} có tính năng tương tự tungsten cerium.

Bảng 1: mã màu điện cực tungsten

EWP = pure tungsten

EWCe – 2 = tungsten + 2% cerium

EWLa – 1 = tungsten + 1% lathanum

EWLa – 1.5 = tungsten + 1.5% lathanum

EWLa – 2 = tungsten + 2% lathanum

EWTh – 1 = tungsten + 1% thorium

EWTh – 2 = tungsten + 2% thorium

EWZr – 1 = tungsten + 1% zirconium

EWG = tungsten + nguyên tố hợp kim không xác định

Phần 3

Bảng 2 : phân loại và thành phần điện cực tungsten theo AWS A5.12

Kích thước và mài điện cực

Các điện cực tungsten thường được cung cấp với đường kính 0,25 ÷ 6,35 mm, dài từ

70 ÷ 610 mm, có bề mặt đã được làm sạch hoặc được mài. Bề mặt đã được làm sạch

có nghĩa là sau khi kéo dây hoặc thanh, các tạp chất bề mặt được loại bỏ bằng các dung

dịch thích hợp. Bề mặt được mài có nghĩa là các tạp chất được loại bỏ bằng phương

pháp màl.

Tùy thuộc vào ứng dụng, vật liệu, bề dày, loại mối nối mà ta có các dạng mài khác nhau.

Khi hàn với dòng AC ta chọn điện cực lớn hơn và mài vê tròn thay vì mài nhọnnhư khi

hàn với dòng DCEN.

Hình 4 : Các dạng mài điện cực

Bảng 3 : kích thước chi tiết khi mài điện cực

Đường kính điện

Đường kính phần

Góc côn

Phân cực DCEN

cực

mũi

mm

Độ

Liên tục (A) Dòng xung

(A)

1.0

1.6

2.4

3.2

0.125

0.25

0.5

0.8

1.1

1.5

12

20

25

30

35

45

60

90

2 – 15

5 – 30

8 – 50

10 – 70

12 – 90

15 – 150

20 – 200

25 – 250

2 - 25

5 – 60

8 – 100

10 – 140

12 – 180

15 – 250

20 – 300

25 – 350

Phần 4

Các giá trị trong bảng 3 ứng dụng cho khí Argon. Các giá trị dòng điện khác có thể dùng

tùy thuộc loại khí bảo vệ, loại thiết bị.

Hình 5 : cách

mài điện cực

Hình dạng và cách mài điện cực có ảnh hưởng quan trọng đến sự ổn định và tập

trung của hồ quang hàn. Điện cực được mài trên đá mài có cở hạt mịn và mài theo

hướng trục như hình vẽ.

Nói chung chiều cao mài tốt nhất là từ 1,5 đến 3 lần đường kính điện cực.

Khi mài xong phần côn thì cần làm tù đầu côn một chút để bảo vệ điện cực khỏi

sự phá hủy của mật độ dòng điện quá cao. Cách thức ưa chuộng là làm phẳng mũi

điện cực. Qui tắc chung là : Góc mài càng nhỏ (Điện cực càng nhọn) thì độ ngấu sâu

của vũng chảy càng lớn và bề rộng vũng chảy càng hẹp

Khi hàn với dòng xoay chiều (AC) hoặc dòng một chiều (DCEP) thì đầu điện cực

cần có dạng bán cầu .

Đặc biệt khi hàn trên nhôm , lớp oxýt nhôm bám trên mũi điện cực có vai trò

tăng cường bức xạ electron và bảo vệ điện cực.

Với điện cực bằng zirconium mũi điện cực tự động hình thành dạng bán cầu khi

hàn với dòng AC. Song khi đó ta phảI chấp nhận sự cháy không ổn định của hồ

quang hàn .

Đề nghị dưới đây cho phép sử dụng tối ưu các điện cực

tungsten.

* Cần chọn dòng điện thích hợp ( kiểu và cường độ) đối với kích cở điện cực

được sử dụng. Dòng điện quá cao sẽ làm hư hại đầu điện cực, dòng điện quá thấp

sẽ gây ra sự ăn mòn, nhiệt độ thấp và hồ quang không ổn định.

* Đầu điện cực phải được mài hợp lý theo các hướng dẫn của nhà cung cấp để tránh

quá nhiệt cho điện cực.

* Điện cực phải được sử dụng và bảo quản cẩn thận tránh nhiểm bẩn.

* Dòng khí bảo vệ phải được duy trì không chỉ trong khi hàn mà còn sau khi ngắt hồ

quang cho đến khi nguội điện cực. khi các điện cực đã nguội, đầu điện cực sẽ có

dạng sáng bóng, nếu làm nguội không chuẩn, đầu này có thể bị oxy hóa và có

mảng màu, nếu không loại bỏ sẽ ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn. Mọi kết nối,

cả nước và khí, phải được kiểm tra cẩn thận.

* Phần điện cực ở phía ngoài mỏ hàn trong vùng khí bảo vệ phải được giử ở mức

ngắn nhất, tùy theo ứng dụng và thiết bị, để bảo đảm được bảo vệ tốt bằng khí trơ.

* Cần tránh sự nhiểm bẩn điện cực. Khi sự tiếp xúc giữa điện cực nóng với kim loại

nền hoặc que hàn, sự duy trì khí bảo vệ không đủ, sẽ gây ra sự nhiểm bẩn.

* Thiết bị, đặc biệt là đầu phun khí bảo vệ, phải sạch và không dính các vệt hàn. Đầu

phun bị bẩn sẽ ành hưởng đến khí bảo vệ, ảnh hưởng đến hồ quang, do đó giãm

chất lượng mối hàn.

Phương pháp hàn TIG có thể hàn không dùng que đắp, tùy thuộc vào dạng mối nối và

kim loại hàn. Đồng thời khi hàn trên vật liệu mỏng có thể dùng kiểu mối hàn bẻ mí

và hàn không que . Cũng có thể áp dụng cách hàn này cho các mối hàn kiểu bẻ gờ

(Edge) hoặc các mối hàn góc ngoài.

Chọn kim loạI đắp :

Thành phần của que đắp cần phải phù hợp tốt nhất với thành phần của kim loại

hàn để bảo đảm mối hàn đồng nhất , mà không có các cấu trúc bất lợi về mặt luyện kim.

Que đắp được dùng phải là loại đáp ứng được các yêu cầu của phương pháp

TIG : Que phảI được bọc một lớp vật liệu chống oxýt hóa (Đồng / Nickel …) đủ dày

để bảo vệ que hàn mà không gây ra các tác động bất lợi về mặt luyện kim như rỗ khí ,

ngậm oxýt / silic.

Kim loại đắp và kim loại hàn hòa tan vào nhau khi hàn , tỉ lệ này thay đổi theo độ

ngấu sâu của vũng chảy vào vật liệu hàn và đôi khi độ ngấu thiếu hoặc thái quá cũng

gây ra các cấu trúc bất lợi cho thành phần kim loại của mối hàn. Mặt khác phải đảm bảo

que hàn được tẩy sạch dầu mỡ, bụi/ rỉ khi hàn để hạn chế bọt, rỗ khí.

ER : dây hàn, que hàn rắn dùng cho hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ

70 : độ bền kéo Ksi

S : dây rắn

1,2,3,4,5,6,7 : loại khí bảo vệ

G, D … : thành phần hóa học của kim loại dây hàn

4. Trang thiết bị :

.

Bộ nguồn CC Một chiều (DC) hoặc Xoay chiều (AC) (Nhất thiết phải là AC

khi hàn nhôm).

.

Bộ giải nhiệt dùng nước được làm lạnh (Chu trình kín ) áp dụng khi hàn với

dòng hàn lớn

.

Chai chứa khí bảo vệ gắn van giảm áp và lưu lượng kế và ống dẫn khí

Đuốc hàn (có hoặc không có hệ thống làm nguội dùng nước ) với dây cáp hàn bắt

sẳn

.

Kẹp mass và dây dẫn

Mặt nạ hàn với kính lọc chi số 10 -:- 13

.

Găng tay và áo choàng da

Bàn chải sắt / Inox (khi hàn nhôm hoặc Inox )

Máy mài cầm tay chạy điện hoặc khí nén.

Hai tấm chắn gió

.

Hệ thống hút khí cục bộ

Phần 5

4.1 Đuốc hàn và mỏ phun :

Chọn đuốc hàn : Đuốc hàn có ba nhiệm vụ chính

Kẹp giữ điện cực tungstène.

Cung cấp khí bảo vệ và làm nguội điện cực.

Bảo đảm dòng điện hàn liên tục và ổn định.

Phương pháp hàn TIG sinh nhiệt khá lớn , dây dẫn điện thường có đường kính

nhỏ chịu được mật độ dòng thấp do vậy phải làm nguội dây dẫn khi hàn với dòng

cao và chu kỳ hàn lớn.

Thông thường có thể các đuốc hàn khô được thiết kế sao cho lưu lượng khí đi

bao quanh dây dẫn điện để vừa làm nguội dây vừa nung nóng khí.

Khi hàn với dòng 150 đến 500A, nhất thiết phảI dùng đuốc hàn giải nhiệt bằng

nước

Hình 7: đuốc hàn giải nhiệt bằng nước

Bảng 7: các đặc tính kỹ thuật của đuốc hàn TIG

Chọn mỏ phun :

Đường kính trong của mỏ phun cũng là số và lưu lượng khí(lít/phút) cần

hiệu chỉnh

Hình 8 : đuốc hàn giải nhiệt bằng không khí

Hình 9 : đuốc hàn giải nhiệt bằng nước

Hình 10 : đuốc hàn sử dụng ống hội tụđể giảm sự cuộn xoáy của dòng khí bảo vệ

4.2 Nguồn hàn

TIG dùng nguồn điện hàn có đặc tính dòng không đổi (CC). Ngoài ra còn có các yêu

cầu khác như độ dốc đặc tính, dòng xung hoặc không xung … Chúng ta không thể

dùng nguồn hàn có đặc tính áp không đổi (CV) cho hàn TIG bởi vì dòng ngắn mạch

quá lớn sẽ gây nhiều nguy hiểm khi điện cực bi ngắn mạch, ngoài ra độ tăng dòng quá

lớn khi áp thay đổi cũng không thích hợp cho phương pháp này.

Nguồn hàn TIG thường có cầu trúc biến áp hàn – nắn điện để có thể sử dụng nguồn

AC khi hàn nhôm. Hiện nay các loại máy hàn thường được thiết kế đa tính năng, nghĩa

là có thể chọn đặc tính ngoài CC hoặc CV.

Bộ nguồn hàn TIG thường được thiết kế sao cho đặc tính V – I ở đạon công tác gần

thẳng đứng và có trang bị thêm mạch cao tần (HF) để mồi hồ quang, cũng như các van

đóng mở khí và nước bằng điện và bộ định thì để mở gas sớm tắt gas trể. Các thiết

bị hàn TIG thường là loại điều chỉnh dòng hàn vô cấp, đôi khi được trang bị thêm

thiết bị chỉnh dòng bằng bàn đạp chân.

Phần 6

. Hiệu chỉnh thông số hàn TIG:

5.1 Chiều dài hồ quang

Chiều dài hồ quang là khoảng cách từ mũi điện cực đến bề mặt vũng chảy. Đại

lượng này thường phụ thuộc vào cường độ hàn và sự ổn định hồ quang, độ chính

tâm của điện cực trong mỏ phun cũng có ảnh hưởng đến thông số này. Khi hàn ta

cố gắng giữ chiều dài hồ quang không đổi. Nếu chiều dài hồ quang quá lớn, vùng

hồ quang sẽ trải rộng và công suất nhiệt tăng lên đáng kể (do đặc tính dốc đứng của

thiết bị) còn nếu nhỏ quá, điện cực dễ bị dính và độ ngấu tăng lên. Qui tắc là khi hàn

ta chọn chiều dài hồ quang cở 0,5 ÷ 3mm.

Khi hàn tôn mỏng dưới 1mm thì Lh = 0,025 in ( khoảng 0,6mm) do vậy không

dùng que đắp.

Khi hàn tôn dày (nhỏ hơn 4mm) hoặc hàn ngấu thì Lh = 0,082 in ( khoảng 2mm)

5.2 Tốc độ hàn

Tốc độ hàn là tốc độ di chuyển điện cực phụ thuộc vào tốc độ điền đầy vũng

chảy và bề dày chi tiết hàn. Tốc độ thường từ 100 đến 250mm/ phút.

5.3 Dòng điện hàn

Dòng điện hàn chịu ảnh hưởng bởi loại vật liệu và bề dày chi tiết hàn, tốc độ

hàn và thành phân khí bảo vệ cũng ảnh hưởng đến việc chọn cướng độ hàn thích

hợp. thực nghiệm cho thấy cường độ hàn tốt nhất là 1A cho 0,0001 in bề dày (

khoảng 40A/mm) ứng với tốc độ hàn 250mm/ phút. Thường khi hàn thủ công rất khó

đạt được tốc độ hàn như thế và khi giảm tốc độ hàn thì ta phải giảm dòng điện tương

ứng. Ví dụ: để hàn với tốc độ 100mm/ phút thì nên chọn cường độ Ih = 40x100/250 =

16A/mm bề dày.

Khi hàn cường độ dòng điện được xác định trên cơ sở bề dày và chủng loại vật

liệu hàn . đường kính điện cực , và đường kính que hàn được chọn phù hợp với

phạm vi dòng điện hàn và ứng dụng.

Nói chung , nếu dòng hàn nhỏ trong khi điện cực lớn sẽ làm điện cực "quá

nguội" độ bức xạ electron kém làm hồ quang khó ổn định , mặt khác kích cở vũng

chảy ( phụ thuộc vào cở điện cực và chiều dài hồ quang) tăng lên làm giảm mật độ

nhiệt khiến cho độ ngấu giảm tốc độ nguội của vũng chảy tăng cao gây ra các chuyển

biến bất lợi .

Cở que đắp cũng vậy , que quá nhỏ làm tăng tốc độ cấp que dễ gây ra hiện tượng

cấp que thiếu làm mối hàn lõm , thiếu kích thước và "quá nóng" ; trong khi que quá lớn

khiến cho việc cấp que khó khăn (dễ chạm vào điện cực) và làm cho mối hàn "quá

nguội" .

Các thông số tham khảo khi hàn trên thép carbon

Bề dày (mm)

1,6

2,4

1,6

3,2

2,4

4,8

2,4

6,4

3,2

12,7

3,2

Đường kính điện cực (mm)

Dòng điện hàn (A)

100÷140

12

100÷160

12

120÷200

12

150÷250

12

150÷250

12

150÷300

12

Điện áp hàn (V)

Đường kính dây hàn (mm)

Tốc độ hàn min (mm)

Đường kính mỏ phun (mm)

Lưu lượng khí bảo vệ min (lít)

1,6

2,4

3,2

250

9,5

250

9,5

200

9,5

200

9,5

12,5

12

12,5

12

10

Các thông số tham khảo khi hàn trên Inox ( hợp kim thấp)

Bề dày (mm)

Đường kính điện cực (mm)

Dòng điện hàn (A)

1,6

100÷140

12

2,4

1,6

100÷160

12

3,2

2,4

120÷200

12

4,8

2,4

150÷250

12

6,4

3,2

150÷250

12

12,7

3,2

150÷300

12

Điện áp hàn (V)

Đường kính dây hàn (mm)

Tốc độ hàn min (mm)

Đường kính mỏ phun (mm)

Lưu lượng khí bảo vệ min (lít)

1,6

250

9,5

1,6

250

9,5

1,6

250

9,5

10

2,4

200

9,5

3,2

200

12,5

12

3,2

200

12,5

12

10

6. Kỹ thuật hàn :

Các lo ại mối hàn đều có thể thực hiện bằng phương pháp hàn TIG. Các đặc trưng

của mối hàn được xác lập theo các yêu cầu kỹ thuật. các mối hàn cơ bản gồm : giáp

mối (butt), chồng mí (lap), hàn góc (corner), mối hàn bẻ gờ (edge), mối hàn chữ T (tee).

Hình 11: chuẩn bị mối hàn TIG

MốI hàn TIG chất lượng có các đặc trưng sau:

− Tiết diện ngang mốI hàn

− Bề mặt Chắc và mịn đẹp; hơi lồi

− Vảy hàn phẳng đều ;

− Biên hàn nóng chảy tốt và không bị khuyết .

Muốn được như vậy, chi tiết hàn cần phải tẩy sạch bằng bàn chải thích hợp ,

hoặc bằng phấn thạch hoặc dung dịch tẩy thích hợp .

Sử dụng các vật liệu hàn phù hợp với kim loại hàn .

Điện cực phải chuẩn bị , chọn chủng loại , kích cở phù hợp với ứng dụng:

• Để hàn vớI dòng một chiều (DCEN) đầu điện cực phải mài đúng qui cách dạng

cône góc côn từ 30 đến 60°

• Để hàn vớI dòng xoay chiều (AC) hoặc một chiều (DCEP) đầu điện cực được

định hình có dạng bán cầu .

Chiều dài từ đầu contact tip đến mũi điện cực tốt nhất nên để mũi điện cực

nhô ra khỏi mỏ phun khoảng 1 lần đường kính điện cực . Trong trường hợp hàn góc

cho phép nhô ra nhiều hơn để bảo đảm hồ quang quét qua được cạnh đáy của góc

hàn (tất nhiên khi đó phải chọn điện cực có cở lớn hơn để tránh điện cực quá nóng .

Bảo vệ vùng hàn phải bảo đảm vùng hàn được bảo vệ tốt bằng dòng khí bằng

cách chọn cở mỏ phun và lưu lượng khí hợp lý .Mỏ có đường kính lớn phun khí nhiều

, bảo vệ tốt hơn song khó quan sát và đưa vũng chảy sâu vào rãnh hàn nếu không

kéo dài phần nhô ra ra của điện cực . Trong trường hợp như thế điện cực sẽ quá

nóng và dễ hỏng . Trường hợp dùng cở mỏ phun bé cần hiệu chỉnh lưu lượng phun

khí thích ứng không tạo nên dòng chảy rối khiến cho việc bảo vệ vũng chảy kém hiệu

quả và điện cực dễ bị oxýt hóa làm cho hỏng.

− Khi hàn trên các loại thép và vật liệu nhạy cảm với oxy , hydro cần bố trí khí

bảo vệ phía lưng mối hàn và trong nhiều trường hợp bảo vệ cả mối hàn trong quá

trình đông rắn và nguội lại .Biện pháp này đặc biệt quan trọng khi hàn ống.

- Khi hàn các tấm mỏng với mối hàn đâu mí , ngấu hoàn toàn trên các vật liệu

nhạy cảm chúng ta có thể dùng các bộ gá chuyên dụng.

− Khi hàn Inox, có thể dùng các tấm gá bằng đồng và dùng khí Argon bảo vệ

mặt sau mối hàn sẽ cho chất hàn cao

- Khi hàn ống đường kính nhỏ cần thiết phải thổi khí bảo vệ mặt trong của ống.

− Khi hàn các ống đường kính lớn thì chế tạo các nút chặn , có cơ cấu nạp và

thoát khí để bảo vệ. Có thể dùng các băng dán chuyên dụng để bảo vệ mặt lưng mối.

Phần 7

6.1 Mối hàn giáp mối.

Mối hàn giáp mối không vát có thể áp dụng cho vật liệu dày dưới 2mm. Khi hàn

mối hàn cần ngấu toàn phần thì phải hàn với kim loại đắp. Mối ghép được hàn đính để

có khe hở đều và có kích thước xác định. Khi hàn trên kim loại mỏng thường bẻ gờ

và thổi chảy chứ không dùng que đắp. Khi hàn các tấm dày hơn 3mm phải vát mép,

thông thường chọn kiểu vát V hoặc J. Kiểu V đôi hoặc J đôi được dùng khi bề dày lớn

hơn 25mm. Khi mối hàn có thể hàn từ hai phía thì nên chọn kiểu vát đôi để giảm

lượng đắp và có hiệu quả kinh tế hơn.

Thực tế khi hàn trên tấm dày, chỉ có lớp lót là thực hiện bằng phương pháp hàn TIG

còn các lớp phủ sẽ được thực hiện bằng phương pháp hàn que hoặc phương pháp

hàn MIG-MAG. Yếu tố quan trọng bậc nhất để chọn kiểu vát và phương pháp hàn là

chất lượng yêu cầu của mối hàn và vật liệu hàn. Khi hàn trên thép carbon thường và

thép hợp kim thấp thì phương pháp hàn que và phương pháp hàn MIG-MAG hoàn toàn

đáp ứng được các yêu cầu về chất lượng mối hàn. Khi hàn trên thép inox và các hợp

kim nicken thì phương pháp hàn TIG lại phù hợp và hiệu quả hơn.

6.2 Mối hàn chồng mí.

Mối hàn chồng mí có ưu điểm là không cần chuẩn bị mối hàn, đặc biệt là khi hàn

trên tấm mỏng. yếu tố quan trọng nhất khi chuẩn bị mối hàn chồng mí là phải bảo

đảm sự tiếp xúc giữa hai mép trên toàn bộ mối hàn. Các mồi chồng mí trên tấm có bề

dày nhỏ hơn 3mm thường được hàn chảy không đắp que hàn. Cần phải hiệu chỉnh

các thông số hàn sao cho bảo đảm nóng chảy không đánh thủng và làm cháy mặt

bên kia của mối ghép. Mối hàn chông mí có bề dày từ 3 đến 6mm sẽ phải đắp

thêm que hàn và hàn với 1 hoặc nhiều lớp hàn.

6.3 Mối hàn góc.

Độ ngấu của mối hàn góc phụ thuộc vào bề dày vật liệu. Khi hàn tấm mỏng, các mép

hàn góc được đặt sát nhau sao cho mép này gối lên mép kia chút ít. Thường thì phải

có bộ gá hàn để bảo vệ mặt lưng mối hàn không bị cháy và bảo đảm mép hàn không bị

biến dạng quá lớn khi hàn. Vùng mối hàn nhất thiết phải làm sạch và bảo đảm không

dính dầu mở, bụi, rỉ sét, ... kỹ thuật được ưa chuộng là thổi chảy que đắp. Tuy nhiên,

trong trường hợp đó nên có thanh lót phía sau để hạn chế thủng. Các tấm dày cần

được vát V hoặc J để đảm bảo ngấu hoàn toàn. Công việc vát mép được thực hiện

cẩn thận, bảo đảm các cạnh vát đều đặn và khe hở được định vị chắc chắn. Mối hàn

này thường được thực hiện tối thiểu hai lớp, lớp ngấu và lớp phủ. Bề dày chân (rood

face) mối hàn cần xác định sao cho hàn không thủng vẫn bảo đảm ngấu đều.

6.4 Mối hàn chữ T.

Loại mối hàn này thường hàn với que hàn đắp. Tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật

mà hàn liên tục trên một mặt hoặc hai mặt, hoặc không liên tục phân bố đối xứng

hoặc xen kẻ. Khi yêu cầu ngấu chân không đặt ra thì mép hàn để vuông không mài.

Ngược lại, nếu có yêu cầu ngấu thì phài mài trên mép của tấm đứng, nhất là khi bề

dày lớn hơn 6mm, thường thì phài mài vát cả hai phía và mối hàn được thực hiện

luân phiên giữa hai phía để hạn chế biến dạng.

6.5 Mối hàn bẻ gờ.

Các mối hàn bẻ gờ thường được áp dụng trên tấm mỏng. Không dùng que đắp vì

mép hàn sẽ nóng chảy và bổ sung vào mối hàn. Mối hàn này thường được áp dụng vào

hàn nắp các thùng kín. Mối hàn này có nhược điểm là vùng chân mối hàn rất dễ bị ăn

mòn, do vậy khi hàn các thiết bị áp lực, qui trình hàn phải được thẩm định chắc chắn.

Giáo trình Mô đun 34: Hàn TIG 1G;2G;3G;4G - Nghề Hàn