Các biến thể chính của GTAW

Có một số biến thể của quy trình hàn hồ quang khí (GTAW) và một số biến thể phổ biến hơn bao gồm: 1. GTAW hiện tại xung 2. Dây nóng GTAW 3. Hàn hồ quang GTAW.

Biến thể # 1.Đăng ký GTAW hiện tại:

Trong dòng điện xung GTAW, dòng hàn được cung cấp theo xung chứ không phải ở cường độ không đổi. Điều này là do GTAW thông thường khi được sử dụng cho các tấm mỏng đòi hỏi dòng điện rất thấp, tùy thuộc vào bản chất của dòng điện, làm cho hồ quang đi từ điểm này sang điểm khác trên bề mặt của bể hàn và hoặc đầu điện cực. Sự ổn định của hồ quang có thể đạt được trong những trường hợp như vậy nếu dòng điện được cung cấp theo xung. Bản chất của sự thay đổi dòng hàn từ chế độ thông thường sang chế độ xung cho hồ quang dc và ac như trong hình 9.19.

Quá trình gia nhiệt và nhiệt hạch diễn ra trong các chu kỳ dòng xung trong khi quá trình làm mát và hóa rắn diễn ra trong các giai đoạn hiện tại nền. Các nguồn năng lượng xung GTAW được cung cấp với các thiết bị đặc biệt để đặt các dòng xung và nền này và khoảng thời gian của chúng. Khi các tham số này được điều chỉnh và đặt nguồn xung cung cấp dòng xung và dòng nền cho các khoảng thời gian tương ứng cho đến khi điều chỉnh mới được thực hiện cho một vật liệu hoặc công việc khác.

Xung dòng hàn cung cấp một phương pháp mạnh mẽ để tăng khả năng chịu đựng của GTAW đối với các biến thể phù hợp trong phôi. Hàn với kết quả dòng xung trong một loạt các điểm riêng biệt thường chồng lấp khoảng 50% đường kính điểm.

Khi đầu hàn được giữ cố định trong suốt chu kỳ xung, các điểm có hình dạng tròn và có độ xuyên tối đa cho các tham số hiện tại được đặt, như trong Hình 9.20. Khi đầu hàn được di chuyển với tốc độ liên tục thì các đốm trở nên thon dài với độ xuyên thấu ít hơn một chút.

Chuyển động liên tục này của đầu hàn là một phương pháp hàn được ưa thích. DCEN là nguồn cung cấp hiện tại được ưu tiên mặc dù ac được sử dụng trong đó hoạt động làm sạch catốt di động là một yêu cầu thiết yếu như trong hàn các hợp kim nhôm và nhôm đồng.

Nói chung, dòng xung được điều chỉnh ở mức 1-5 đến 2 lần dòng trạng thái ổn định bình thường được sử dụng cho cùng một công việc. Dòng điện nền được đặt ở mức 15 đến 25% cường độ dòng xung. Ví dụ: nếu dòng xung được đặt ở 200A thì dòng nền có thể được đặt trong khoảng từ 30 đến 50 ampe.

Khoảng thời gian cho các xung và dòng nền đều quan trọng như nhau vì cái trước quyết định kích thước của bể hàn và độ sâu thâm nhập trong khi dòng sau kiểm soát tốc độ hóa rắn của hạt nóng chảy. Nếu bể hàn trở nên quá lớn, khoảng thời gian xung sẽ giảm và nếu độ thâm nhập quá sâu thì cường độ dòng xung sẽ giảm.

Xung hình chữ nhật được tìm thấy thỏa đáng cho hầu hết các mục đích, tuy nhiên, nếu được yêu cầu, xung có hình dạng bất kỳ có thể được tạo ra để đạt được mục tiêu mong muốn. Ví dụ, hình 9.14 cho thấy một xung hỗn hợp cung cấp hoạt động lấp đầy miệng hố thỏa đáng và giúp kiểm soát sự phát triển của các vết nứt trong mối hàn. Tuy nhiên, trong khi các xung hình chữ nhật có thể thu được bằng cách kết hợp điện trở đơn giản với chuyển mạch qua trong mạch đầu ra của một bộ thông thường, để điều khiển bóng bán dẫn xung có hình dạng đặc biệt là cần thiết.

Sự biến dạng hoặc cong vênh, đặc biệt là trên các vật liệu mỏng, được giảm bằng cách sử dụng GTAW xung. Tuy nhiên, công dụng chính của xung GTAW là hàn các vật liệu khác nhau hoặc cùng một vật liệu có độ dày khác nhau. Một ứng dụng quan trọng khác là việc đặt gốc chạy trong hàn ống; điều này làm giảm sự tích tụ nhiệt và do đó sự thay đổi trong thâm nhập của rễ. Các mối hàn từ ống đến ống đặc biệt thích hợp cho GTAW xung vì chúng liên quan đến độ dày không giống nhau và các khớp chu vi.

GTAW hiện tại được sử dụng chủ yếu như một quy trình tự động nhưng nó cũng có thể được sử dụng thành công trong chế độ thủ công. Tuy nhiên, làm giảm dòng điện, làm giảm tốc độ hàn.

Biến thể # 2. Dây nóng GTAW:

Trong biến thể GTAW này, một mạch điện bổ sung được sử dụng để làm nóng dây phụ trước khi đưa nó vào bể hàn; ngoài ra thiết bị này tương tự như thiết bị được sử dụng để nuôi dây lạnh. Dây được làm nóng bằng cách đốt điện trở với điện áp thấp từ nguồn điện thế không đổi.

Khi quy trình GTAW dây nóng được sử dụng cho vị trí hàn hạ cấp, dây được cấp cơ học và lá chắn khí trơ được cung cấp để bảo vệ hồ hàn và dây nóng khỏi quá trình oxy hóa. Một hệ thống như vậy được chỉ ra trong hình 9.21.

Thông thường, hỗn hợp 75/25 He-Ar được sử dụng để che chắn điện cực vonfram, dây phụ và bể hàn.

GTAW dây nóng dẫn đến sự gia tăng đáng kể về tốc độ lắng đọng có thể tiếp cận với GMAW. So sánh giữa tốc độ lắng đọng đạt được của các quy trình GTAW dây nóng và dây lạnh được thể hiện trong hình.9.22

Dòng chảy để làm nóng dây Filler được bắt đầu bằng cách thiết lập một tiếp xúc giữa dây và bề mặt phôi ở cạnh bể hàn. Dây nóng được đưa ra phía sau vòng cung với góc 40 ° -60 ° giữa dây và điện cực vonfram. AC được sử dụng cho mạch sưởi dây để tránh thổi hồ quang.

Tuy nhiên, sử dụng ac để đốt nóng dây dẫn dao động của hồ quang vonfram dc theo hướng dọc đến mức 30 ° khi dòng gia nhiệt là 60% dòng hồ quang và dao động là 120 ° khi hai dòng điện bằng nhau. Để kiểm soát dao động, phương pháp tốt nhất là sử dụng dây Filler có đường kính tối đa b7 mm để hạn chế dòng nhiệt tới 60% so với dòng hồ quang.

Dây nóng GTAW đã được sử dụng thành công để hàn carbon và thép hợp kim thấp, thép không gỉ và hợp kim của đồng và niken. Làm nóng sơ bộ dây là không thỏa đáng đối với các vật liệu có độ dẫn cao như nhôm và đồng vì chúng đòi hỏi dòng điện nặng hơn để sưởi ấm dẫn đến sự nóng chảy không đều và hồ quang quá mức bên dưới. Một ứng dụng quan trọng khác của dây nóng GTAW được thực hiện trong bề mặt đặc biệt là để lắng đọng thép không gỉ trên đế thép carbon thấp.

Biến thể số 3. Hàn hồ quang GTAW:

Hàn điểm là một biến thể quan trọng của quá trình GTAW. Thiết bị được sử dụng về cơ bản giống như đối với GTAW thông thường ngoại trừ hệ thống điều khiển bao gồm thiết bị đo thời gian và vòi phun được sửa đổi.

Hàn điểm hồ quang có thể được thực hiện với ac hoặc dcen. Dòng điện trực tiếp với điện cực âm được sử dụng cho tất cả các vật liệu trừ nhôm mà ac với sự chồng chất liên tục của dòng điện tần số cao được sử dụng. Vòi phun được sử dụng để tạo áp lực để giữ các bộ phận được hàn tiếp xúc gần. Vòi được làm bằng đồng hoặc thép không gỉ và thường được làm mát bằng nước vì hồ quang được bao kín hoàn toàn trong vòi.

Thiết kế vòi phun quyết định điện cực đến khoảng cách phôi là rất quan trọng để đạt được mối hàn tốt. Vòi được cung cấp với các cổng thông hơi để ảnh hưởng đến dòng khí và thoát. Đường kính bên trong của vòi là đường kính của điện cực vonfram và thường khoảng 12 mm. Mỏ hàn cũng được cung cấp một công tắc kích hoạt để thực hiện chu trình hàn tại chỗ.

Khí bảo vệ được sử dụng là heli hoặc argon với tốc độ dòng chảy từ 2-5 đến 4-5 lit / phút. Các tiếp xúc bề mặt vòi phun để làm việc phải tốt để tránh dòng khí quá mức. Helium cung cấp một nugget mối hàn nhỏ với độ xuyên sâu lớn hơn trong khi argon tạo ra một mối hàn lớn hơn với độ xuyên thấu ít hơn.

Trình tự hoạt động bình thường là mỏ hàn điểm được ấn vào phôi nơi chế tạo mối hàn điểm. Công tắc bật kích hoạt đèn pin và bắt đầu dòng khí và nước chảy để thanh lọc hệ thống và ảnh hưởng đến việc làm mát. Vòng cung được bắt đầu bằng phóng điện HF mà mạch phác thảo được hiển thị trong Hình 9.23.

Vòng cung tiếp tục trong thời gian định sẵn và mối hàn tại chỗ đạt được. Tấm dự phòng bằng đồng được sử dụng để hàn điểm mỏng, ví dụ, độ dày 0, 5 mm. Tốt hơn là sử dụng chu kỳ thời gian ngắn hiện tại cao hơn là chu kỳ thời gian ngắn và hiện tại thấp. Quá nhiều hiện tại có thể dẫn đến bắn tung tóe. Việc kiểm soát độ dài hồ quang cũng rất cần thiết vì hồ quang dài dẫn đến quá nhiệt và quá nhiệt trong khi hồ quang ngắn thường dẫn đến ô nhiễm điện cực do ngắn mạch giữa đầu và kim loại nóng chảy.

Hàn điểm hồ quang GTAW được sử dụng cho độ dày tối đa là 1, 6 mm. Thông thường không sử dụng kim loại phụ nhưng khi được yêu cầu, nó được cho ăn với sự trợ giúp của các bộ cấp dây đặc biệt. Bổ sung dây Filler cải thiện cấu hình nugget và giúp khắc phục nứt miệng hố.

Hàn điểm GTAW được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận tự động, các bộ phận kim loại chính xác và các bộ phận cho các thiết bị và linh kiện điện tử. Nó đặc biệt hữu ích khi chỉ có thể truy cập vào khớp đùi từ một phía. Quá trình này chủ yếu được sử dụng trong chế độ bán tự động nhưng nó có thể được cơ giới hóa và thậm chí được điều khiển bởi hệ thống điều khiển số (NC) để đạt được tốc độ sản xuất cao.

Twin Electrode GTAW được sử dụng khi cần một mối hàn rộng mịn như trong sản xuất vỏ cáp từ dải. Hai điện cực vonfram được sử dụng với nguồn cung cấp pha riêng biệt từ máy biến áp hai pha Scott.

Do đó, hồ quang tấn công từ mỗi điện cực riêng biệt. Hai điện cực được di chuyển cạnh nhau dọc theo khớp để có được mối hàn mịn rộng mà không có bất kỳ đường cắt nào. Một sự sắp xếp như vậy có thể được sử dụng để đặt một mỹ phẩm chạy hoặc cho bề mặt.

Hướng dẫn sử dụng GTAW được lập trình có thể đạt được bằng cách sử dụng bộ biến trở điều khiển bằng chân để bắt đầu và hoàn thiện mối hàn. Đối với một số mối hàn cụ thể, cần phải thay đổi thêm dòng điện trong chu trình hàn được thực hiện thông qua các lập trình viên theo lệnh của công tắc.

Một công tắc ngón tay trên đèn pin GTAW có thể được sử dụng để chọn một chương trình cụ thể để đạt được mối hàn mong muốn. Công tắc cũng có thể được sử dụng để chấm dứt một chương trình hoặc lặp lại nó. Kiểu hàn với GTAW này được gọi là GTAW được lập trình thủ công và được sử dụng phổ biến để hàn ống-to-ống và hàn xuyên gốc trong công việc đường ống.