Hàn hồ quang điện là một quá trình hàn sử dụng hồ quang để tạo ra nhiệt làm nóng chảy và nối kim loại. Nguồn điện cơ bản sử dụng dòng điện một chiều (DC) hoặc xoay chiều (AC).
Hàn hồ quang điện hoạt động như thế nào?
Hàn hồ quang là một quá trình hàn điện nóng chảy được sử dụng để nối kim loại. Hồ quang điện từ nguồn điện AC hoặc DC tạo ra một nhiệt lượng cực lớn khoảng 6500 ° F làm nóng chảy kim loại ở phần nối giữa hai chi tiết gia công.
Hồ quang có thể được dẫn hướng bằng tay theo đường của mối nối, trong khi điện cực chỉ đơn giản mang dòng điện hoặc dẫn dòng điện và nóng chảy vào vũng hàn cùng một lúc để cung cấp kim loại phụ cho mối nối.
Do các kim loại phản ứng hóa học với oxy và nitơ trong không khí khi được hồ quang nung nóng đến nhiệt độ cao, nên một lớp khí hoặc xỉ bảo vệ được sử dụng để giảm thiểu sự tiếp xúc của kim loại nóng chảy với không khí. Sau khi nguội, các kim loại nóng chảy rắn lại để tạo thành một liên kết gọi là đường hàn hoặc mối hàn, phần vỏ bảo vệ bên ngoài gọi là xỉ hàn.
Hàn hồ quang điện có các tên gọi khác như: hàn hồ quang tay hoặc hàn que.
Đặc điểm của kỹ thuật hàn hồ quang điện, hồ quang tay
- Hàn được ở mọi tư thế trong không gian.
- Dùng được cả dòng một chiều(DC) và xoay chiều(AC)
- Năng suất thấp do cường độ hàn bị hạn chế
- 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.
- Bề rộng vùng ảnh hưởng nhiệt tương đối lớn do tốc độ hàn nhỏ
- Điều kiện làm việc của thợ hàn mang tính độc hại – do tiếp xúc gần với bức xạ, khí độc
- Dễ tạo khuyết tật nên chất lượng mối hàn không cao
Phạm vi ứng dụng hàn hồ quang điện, hồ quang tay
- 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 sửa chữa, chết tạo và phục hồi bảo dưỡng.
- 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 và gang dẻo. Ít phổ biến cho hàn kim loại màu: Niken,Đồng, nhôm và hợp kim của chúng.
Thiết bị và dụng cụ để hàn hồ quang tay
- Hàn hồ quang có thể dùng dòng điện một chiều (DC), hoặc xoay chiều (AC).
- Ưu điểm của dòng một chiều là hồ quang có tính ổn định cao và có thể đổi cực để điều chỉnh mức độ đốt nóng vật hàn.
- Tuy nhiên trong thực tế, người ta thường hàn hồ quang với dòng điện xoay chiều. Ưu điểm của dòng xoay chiều là thiết bị rẻ hơn, nhỏ, gọn nhẹ, cơ động hơn, vận hành cũng đơn giản, hiệu suất cao, tiêu hao điện năng ít hơn so với thiết bị dòng điện một chiều.
Máy hàn điện – thiết bị hàn
- Máy hàn điện một chiều, máy hàn 1 chiều (hay còn gọi là máy hàn DC dùng chỉnh lưu), được sản xuất dưới 2 loại máy là: một pha 220V và ba pha 380V. Loại máy hàn này khi hàn thường xảy ra hiện tượng ngắn mạch, nên cần phải trang bị thêm bộ phận ngăn ngừa cường độ ngắn mạch quá lớn.
Hàn bằng dòng điện 1 chiều tuy được sử dụng máy hàn đắt tiền nhưng dễ gây hồ quang, dễ hàn và chất lượng mối hàn cao.
Nối thuận: Que hàn được nối với cực âm của nguồn điện, còn vật hàn nối với cực dương của nguồn. Do nhiệt độ của vật hàn lớn nên dùng để hàn thép có chiều dày lớn. Khi dùng điện cực không nóng chảy thì nên dùng cách nối này để điện cực đỡ bị mòn
Nối nghịch trong hàn điện hồ quang là gì: Que hàn được nối với cực dương của nguồn điện, vật hàn nối với cực âm. Cách nối này được dùng khi hàn các vật mỏng, kim loại màu hoặc gang bằng que hàn thép. - Máy hàn điện xoay chiều, máy hàn xoay chiều (hay còn gọi là máy hàn AC) sử dụng dòng điện xoay chiều để giảm điện áp của nguồn điện xuống nhằm phù hợp với cường độ dòng hàn và điện áp trong khi hàn. Máy hàn AC cũng được chia thành 2 loại là máy hàn 220V và máy hàn xoay chiều 3 pha 380V.
- Vật liệu hàn – Que hàn: lựa chọn phù hợp cho từng loại yêu cầu vật liệu khác nhau như, hàn thép đen, hàn inox, hàn đồng, gang …
Trang bị dụng cụ để hàn hồ quang điện – hồ quang tay
Giật điện, nhiễm độc khói, gas, cháy nổ, bỏng do tiếp xúc với kim loại nóng, tiếp xúc với tia cực tím, tiếng ồn và một số nguyên nhân khác… là những tai nạn rủi ro mà các công nhân hàn thường phải đối mặt. Do đó, các trang bị bảo hộ đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trình làm việc của người thợ hàn.
- Mũ hàn – mặt nạ hàn, là trang bị bảo hộ không thể thiếu cho công nhân hàn. Mũ hàn sẽ bảo vệ khỏi ảnh hưởng của tia cực tím, tia hồng ngoại lên mắt và da vùng mặt, bảo vệ khỏi xỉ hàn nóng chảy bắn tóe.
- Quần áo bảo vệ, cũng giống như mũ hàn, quần áo cũng cần đáp ứng các yêu cầu bảo vệ, và đảm bảo tính thoải mái cho công nhân hàn. Chất liệu quần áo thường làm bằng da hoặc vải amiang, nhưng cũng cần chú ý đến sự thoải mái thuận tiện cho người thợ hàn.
- Giày – bao tay bảo hộ, cũng cần phải đáp ứng kép về bảo vệ cũng như dễ hoạt động, sự chủ quan trong quá trình làm việc, công nhân hàn thường không quan tâm đến các trang bị bảo hộ. Do đó dễ dẫn đến tai nạn xảy ra có thể gây các hậu quả nghiêm trọng. Vì vậy hãy học thói quen mang đồ bảo vệ cho mình khi tham gia vào quá trình hàn để tránh các tai nạn đáng tiếc.
- Kính hàn trắng – đen, đây là chi tiết cực kỳ quan trọng nhằm bảo vệ đôi mắt của thợ hàn tránh những tia xỉ bắn tóe và tránh sự phản xạ quang tuyến gây ảnh hưởng tới sức khỏe của những người ở gần nơi hàn.
- Kìm hàn que để cặp điện cực (que hàn)
- Kẹp mát, đầu cặp nối với vật hàn để tiếp thông dòng điện với vật hàn – tiếp mass
- Những phụ tùng khác như thùng đựng que hàn, búa gõ xỉ hàn, bàn chải sắt vệ sinh mối hàn, dụng cụ gá lắp…
Tổng kết
Kỹ thuật hàn hồ quang điện, hồ quang tay là phương pháp hàn phổ biến nhất hiện nay trên toàn thế giới, từ các xưởng cơ khí cho đến những thợ sửa chữa máy móc nhỏ cũng sử dụng phương pháp này. Do tính linh hoạt ,sự đơn giản của thiết bị và quy trình hoạt động của máy hàn hồ quang tay cũng như chi phí dẻ dễ dàng đầu tư, dễ dàng sử dụng với đại đa số các công việc hàn thông dụng.
Xem thêm các quy trình kỹ thuật, phương pháp hàn khác