Gas Metal Arc Hàn (GMAW): Thiết lập và ứng dụng
Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về: - 1. Giới thiệu về Hàn kim loại khí (GMAW) 2. Mạch hàn và thiết lập cho GMAW 3. Vận hành và kỹ thuật 4. Thiết kế chung 5. Ứng dụng.
Giới thiệu về hàn hồ quang kim loại khí (GMAW):
Với sự ra đời của GTAW, có thể dễ dàng hàn nhôm và thép không gỉ và các mối hàn có chất lượng rất cao có thể thu được. Tuy nhiên, GTAW là một quá trình chậm do đó nhu cầu sản xuất tốc độ cao dẫn đến sự phát triển của hàn hồ quang kim loại khí (GMAW) trong đó điện cực vonfram không tiêu thụ của GTAW được thay thế bằng dây phụ có thể tiêu thụ có đường kính nhỏ và thành phần tương thích với vật liệu làm việc.
Nó cũng được tìm thấy để làm việc hiệu quả hơn với độ sâu cung cấp hành động làm sạch mong muốn, do vị trí cực âm di động, trên phôi. Do đó, nó không chỉ dẫn đến tốc độ lắng cao mà còn dẫn đến phân cực điện cực mong muốn.
Bằng cách sử dụng quy trình GMAW, có thể hàn tất cả các kim loại có dây điện cực. Vì ban đầu, quá trình này được sử dụng chủ yếu để hàn nhôm và thép không gỉ với lớp khí trơ che chắn, nó được biết đến phổ biến hơn là hàn khí trơ kim loại (MIG).
Tuy nhiên, việc mở rộng tiếp theo của việc sử dụng quá trình này với các kim loại màu và kim loại màu khác đã dẫn đến việc sử dụng CO 2, nitơ cũng như các hỗn hợp của argon, helium, oxy, hydro, CO 2 và tương tự. Khi chỉ sử dụng CO 2 làm khí bảo vệ, quá trình này được gọi là hàn CO 2 . Một thuật ngữ khác được sử dụng để bao gồm việc sử dụng khí bảo vệ hoạt động là hàn khí hoạt động kim loại (MAG). Không chịu được các thuật ngữ này, tất cả các biến thể của quy trình đều được bao phủ bởi thuật ngữ GMAW.
Thiết bị được sử dụng cho tất cả các quy trình này là tương tự nhau ngoại trừ khí che chắn và sắp xếp cho ăn có liên quan có thể khác nhau. Ví dụ, trong hàn CO 2, không chỉ bộ điều chỉnh và lưu lượng kế khác với các quy trình với các loại khí bảo vệ khác, nó cũng cần bố trí gia nhiệt để tránh chặn khí thoát ra ở xi lanh, do sự hình thành của CO 2 rắn 'băng khô'.
Mạch hàn và thiết lập cho GMAW:
Hình 10.1 cho thấy mạch điện cùng với hệ thống cấp khí và nước che chắn:
Hình 10.1 Sơ đồ mạch cho GMAW với súng điện cực làm mát bằng nước
Hình 10.2 cho thấy sơ đồ nguyên lý cho một hệ thống GMAW thông thường:
Vận hành và Kỹ thuật của GMAW:
Điện áp mạch mở, tốc độ nạp dây và tốc độ dòng khí được đặt trước khi sử dụng súng GMAW để bắt đầu hoạt động hàn. Dòng hàn được vẽ bởi hệ thống phụ thuộc vào sự tương tác của các thông số khác nhau có thể bao gồm tốc độ nạp dây, điện áp hồ quang và điện cực. Điện cực là một thông số quan trọng để đạt được sự thâm nhập nhất quán, điều cần thiết là duy trì nó không đổi.
Tốc độ dòng khí sẽ được duy trì để có được các mối hàn không có khuyết tật. Nếu dòng khí không đủ hạt xốp được đặt trong khi tốc độ dòng khí quá mức có thể gây ra thổi ra kim loại từ bể hàn. Tốc độ dòng khí được liên kết với khoảng cách từ vòi đến nơi làm việc; khoảng cách này dài hơn tốc độ dòng khí cần thiết để bảo vệ kim loại nóng chảy đúng cách. Đặt rễ chạy dày và hàn trong không gian hạn chế đòi hỏi vòi phun có kích thước nhỏ.
Vị trí thích hợp của kết nối công việc là điều cần thiết để tránh thổi hồ quang đặc biệt đối với vật liệu sắt từ như thép. Tốt nhất là hàn theo hướng ra khỏi kết nối dẫn công việc.
Góc điện cực để làm việc có thể ảnh hưởng đến hình dạng và cấu hình hạt. Thông thường áp dụng hàn trái tay cho tấm dày hơn và hàn thuận tay cho tấm. Tuy nhiên, như đã chỉ ra trước đó, nếu thay đổi đáng kể về kích thước hạt, có nghĩa là sự thâm nhập, được dự định thì tốt nhất là thao tác các tham số điện thay vì chỉ riêng góc điện cực để làm việc.
Các ống tiếp xúc bị hao mòn khi sử dụng vì vậy phải được thay thế định kỳ để duy trì tiếp xúc điện tốt giữa điện cực và ống. Một tiếp xúc lỏng lẻo sẽ dẫn đến không chỉ sự không nhất quán trong hình dạng hạt mà còn gây ra sự nóng lên quá mức của dầu bôi trơn. Tùy thuộc vào ứng dụng, ống tiếp xúc có thể ở bên trong, xả nước hoặc mở rộng ra ngoài vòi phun khí.
Nó thường được yêu cầu đặt các mối hàn hạt thử nghiệm để thiết lập các thông số hàn phù hợp viz., Điện áp hồ quang và tốc độ cấp dây. Các biến khác như độ dốc của độ tăng hoặc độ tự cảm hiện tại hoặc cả hai nên được điều chỉnh để đạt được khởi đầu hồ quang dễ dàng và vận hành hồ quang trơn tru với độ tán xạ tối thiểu.
Chuyển động điện cực có lẽ là điều khiển vận hành chính cuối cùng để đạt được các mối hàn chất lượng tốt trong GMAW. Phương pháp di chuyển vòng cung được sử dụng nhiều nhất là mô hình hạt kéo hoặc stringer trong đó súng được di chuyển theo đường thẳng mà không dao động. Tuy nhiên, trong mô hình kéo hàn vị trí có thể không được tìm thấy thỏa đáng.
Trong trường hợp như vậy, thợ hàn được yêu cầu điều khiển súng theo sở thích của mình; các mẫu thường được sử dụng là roi da, C, U và lười 8. Ba mẫu đầu tiên được tìm thấy phù hợp để hàn công việc ngoài vị trí đặc biệt là để thao tác hồ hàn ở các vị trí ngang, dọc và trên cao. Một mẫu 8 lười biếng cho chiều rộng mối hàn gấp 3 đến 7 lần so với nắp trong công việc đường ống.
Để dừng công việc, thường phải rút súng hàn theo cách kéo dài vòng cung ở cuối đường chạy để đạt được việc lấp đầy miệng hố thích hợp.
Thiết kế chung trong GMAW:
Tất cả năm loại cơ bản viz., Mông, phi lê, góc, vòng và cạnh (Hình 10.15) và các biến thể của chúng có thể được thực hiện ở tất cả các vị trí bằng GMAW. Đường kính dây trong GMAW nhỏ, thường được khuyến nghị sử dụng các góc rãnh nhỏ hơn Hun, các góc tương ứng được sử dụng cho 5MAW, một ví dụ như vậy trong trường hợp hàn mông Vee đơn lẻ được thể hiện trong hình 10.16. Góc rãnh giảm vẫn cho phép điện cực được dẫn đến gốc của mối hàn để tạo điều kiện cho mối hàn xuyên thấu hoàn toàn.
Hình 10.15 Các loại thiết kế chung khác nhau được sử dụng cho GMAW
Đối với GMAW của kim loại màu, cũng nên thiết kế mối hàn tiêu chuẩn cho SMAW. Tương tự, thiết kế chung cho công việc đường ống cũng thuộc loại được sử dụng để hàn hồ quang kim loại được che chắn của đường ống.
Các ứng dụng của GMAW:
Tất cả khả năng hàn vị trí, chế độ bán tự động, không có từ thông, sự phù hợp cho cả kim loại màu và kim loại màu, độ sạch và trường hợp cơ giới hóa là những tính năng hấp dẫn chính của GMAW. Theo nhiều cách, GMAW là đối thủ cạnh tranh trực tiếp với quy trình SMAW. Nó nhanh hơn trong các ứng dụng tương tự nhưng chi phí thiết bị và vật tư tiêu hao cao hơn nhiều. Chất lượng của các mối hàn là tương đương và việc lựa chọn thường chỉ dựa trên chi phí tương đối.
GMAW có lẽ là quá trình được sử dụng rộng rãi nhất về phạm vi kim loại và ứng dụng nếu không nói về lượng kim loại lắng đọng. GMAW đã mở ra các lĩnh vực công việc mới trong ngành công nghiệp kim loại tấm mà SMAW không phù hợp, ví dụ, nó hữu ích trong sản xuất thân xe, nơi tự do thay đổi điện cực thường xuyên và nhu cầu loại bỏ thông lượng là những cân nhắc sản xuất quan trọng.
Ngay cả đối với hàn tấm dày, tỷ lệ lắng cao của nó cũng hữu ích trong việc giảm chi phí sản xuất. GMAW tìm thấy việc sử dụng rộng rãi trong chế tạo các cấu trúc, đóng tàu, bình chịu áp lực, xe tăng, đường ống, thiết bị trong nước, kỹ thuật điện nói chung và nặng và các ngành công nghiệp sản xuất động cơ máy bay.
Nó cũng được sử dụng thành công cho việc chế tạo toa xe lửa và trong ngành công nghiệp ô tô nơi sử dụng các mối hàn tốc độ cao, dài của các phần khá nặng. Việc hàn các khung xe tải là một ví dụ về ứng dụng GMAW chuyển nhúng.
GMAW có thể được sử dụng một cách thỏa đáng kết hợp với hàn robot do đó việc sử dụng nó trong tương lai chắc chắn sẽ tăng lên. Mặc dù hầu hết tất cả các kim loại có sẵn dây điện cực đều có thể được hàn, tuy nhiên quá trình này được sử dụng rộng rãi chủ yếu để hàn các hợp kim nhôm, carbon và thép hợp kim thấp và thép không gỉ.
