1. TIG là viết tắt của từ gì?
TIG là viết tắt của Tungsten Inert Gas và là một quy trình hàn còn được gọi là GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Loại quy trình hàn này sử dụng điện cực không tiêu hao (làm bằng Tungsten) để tạo ra mối hàn, bằng cách cung cấp dòng điện cho hồ quang hàn. Được coi là quy trình hàn nóng chảy.
Khí trơ (thường là argon hoặc heli) có mục đích bảo vệ cả vùng hàn và điện cực khỏi quá trình oxy hóa và ô nhiễm khí quyển. Khí trơ cũng phải làm mát mối hàn. Trong hầu hết các trường hợp, cần có một số kim loại phụ.
Khi hàn TIG, người vận hành cầm mỏ hàn bằng một tay trong khi đưa que hàn vào vũng hàn bằng tay kia. Điều khá quan trọng là phải giữ điện cực vonfram tách biệt với phôi. Nếu điện cực chạm vào phôi, sẽ thấy âm thanh và màu sắc khác, chứng tỏ điện cực đã bị nhiễm bẩn. Nếu điều đó xảy ra, phải dừng mối hàn và vệ sinh điện cực trước khi bắt đầu lại.
Vì điện cực không chạm vào phôi nên hồ quang có thể duy trì ổn định và mối hàn tạo ra thường có tính thẩm mỹ. Trong mọi trường hợp, điện cực vonfram sẽ bị mòn theo thời gian, vì vậy cuối cùng, nó cũng phải được coi là vật tư tiêu hao.
Máy hàn TIG có thể sử dụng dòng điện một chiều (DC) hoặc dòng điện xoay chiều (AC), tùy thuộc vào kim loại cần hàn.
2. Lịch sử của hàn TIG
Năm 1890, Charles Coffin, đến từ Detroit, Michigan đã cấp bằng sáng chế cho một quy trình hàn sử dụng khí trơ, nhưng trong trường hợp kim loại màu, các mối hàn vẫn có chất lượng kém do độ xốp. Vài năm sau, vào những năm 1930, khí trơ đóng chai bắt đầu được sử dụng để bảo vệ khu vực hàn khỏi ô nhiễm. Điều này dẫn đến quy trình bảo vệ bằng khí một chiều, là cơ sở cho TIG ngày nay. Nó xuất hiện như một giải pháp cho hàn magiê trong ngành công nghiệp máy bay.
Ban đầu, quy trình này được đặt tên là Heliarc vì Russell Meredith, một trong những nhà phát triển của quy trình này, đã sử dụng điện cực vonfram và heli làm khí bảo vệ. Ngày nay, tên này hiếm khi được sử dụng vì argon hoặc hỗn hợp argon chủ yếu được sử dụng làm khí bảo vệ.
Mặc dù các mỏ hàn làm mát bằng không khí và làm mát bằng nước mới đã được phát triển, điện cực vonfram vẫn có xu hướng quá nhiệt và đôi khi thậm chí tan chảy, để lại các hạt trong vũng hàn. Để khắc phục điều này, cực tính của điện cực đã được đảo ngược từ dương sang âm. Điều này đã giải quyết được vấn đề nhưng khiến quy trình không phù hợp với vật liệu không chứa sắt.
Sau này, khi máy hàn điện xoay chiều ra đời, hồ quang hàn được ổn định và có thể thực hiện được các mối hàn nhôm và magie chất lượng cao.
Vào năm 1953, quy trình hàn hồ quang plasma (PAW, dựa trên TIG) đã được phát minh nhưng vẫn là phương pháp chủ yếu tự động cho đến nay. Cũng như bất kỳ quy trình nào khác, hàn TIG đã không ngừng phát triển và hiện nay có nhiều biến thể khác nhau, như dòng điện xung, dây nóng, v.v.
3. Máy hàn TIG đã phát triển như thế nào trong những thập kỷ qua
Giống như những gì đã xảy ra với bất kỳ quy trình hàn nào khác, các nguồn điện TIG đã phát triển đáng kể trong vài năm trở lại đây. Ban đầu, tất cả chúng đều là thiết bị hàn dựa trên công nghệ biến đổi, thực sự cồng kềnh và nặng. Hiện nay, máy hàn biến tần đang chiếm ưu thế trong phổ TIG.
Máy hàn TIG đầu tiên sử dụng heli làm khí bảo vệ và đèn khò nóng quá nhanh. Một số cải tiến về đèn khò được thực hiện bởi Linde Division của Union Carbide, chủ sở hữu bằng sáng chế.
Sau đó, CK Worldwide tiếp tục cải tiến mỏ hàn và sản xuất nhiều phụ kiện khác, như máy mài vonfram và bộ tiết kiệm khí, đáp ứng nhu cầu của quy trình hàn này.
Sau đó, Weldcraft quyết định đầu tư vào việc sửa chữa và phát triển mỏ hàn. Những cải tiến của họ mang lại sự an toàn hơn và kéo dài tuổi thọ hữu ích của mỏ hàn. Vào những năm 1970, Miller đã giới thiệu tính năng dạng sóng vuông, mang lại khả năng kiểm soát tốt hơn.
Vào những năm 1990, theo xu hướng, họ bắt đầu chế tạo máy hàn TIG có bảng mạch. Máy hàn biến tần ra đời. Ngày nay, hầu như mọi chuyên gia hàn TIG đều sử dụng máy biến tần để giải quyết công việc của mình.
Một trong những phát triển gần đây nhất trong hàn TIG là chức năng xung. Nhiều máy hàn hiện nay có chức năng này. Chức năng xung này làm giảm tác động của nhiệt lên vật liệu, giúp có thể hàn các tấm kim loại rất mỏng.
3. Hàn TIG hoạt động như thế nào?
Trong quy trình hàn TIG, chúng ta có ít nhất 4 yếu tố chính: Điện cực vonfram, mỏ hàn, kim loại phụ và khí bảo vệ. Chúng ta hãy cùng xem xét từng yếu tố này.
Điện cực vonfram
Khí vonfram có nhiệm vụ dẫn hồ quang điện đến vũng hàn. Nhiệt không phải là vấn đề đối với điện cực vonfram, vì nhiệt độ nóng chảy của nó là 3422°C hoặc 6191,6°F. Trên thực tế, điện cực nóng hơn sẽ hoạt động tốt hơn, vì nó sẽ tạo ra hồ quang ổn định hơn.
Trong hầu hết các trường hợp, điện cực được làm bằng vonfram ở mức 99%. Phần còn lại có thể là oxit kim loại được thêm vào để tăng hiệu suất và độ phát xạ điện tử của điện cực. Điều này có nghĩa là có nhiều loại điện cực vonfram và bạn cần chọn loại phù hợp với kim loại bạn sẽ hàn.
Một ưu điểm khác của điện cực vonfram là có thể định hình. Bạn có thể sử dụng một thiết bị đơn giản để mài sắc điện cực, nhằm điều chỉnh lượng nhiệt đầu vào và nồng độ. Cài đặt này có thể thay đổi khi cần. Nếu hàn bằng dòng điện xoay chiều, hãy sử dụng đầu tròn. Nếu sử dụng dòng điện một chiều, hãy sử dụng đầu nhọn.
Đèn hàn
Mỏ hàn TIG là vật giữ điện cực. Hồ quang hàn được tạo ra bên trong mỏ hàn, với sự trợ giúp của ống kẹp.
Trong suốt quá trình vận hành của mỏ hàn, hồ quang điện, khí bảo vệ và, trong trường hợp mỏ hàn TIG làm mát bằng nước, nước vào và nước trở về. Mỏ hàn làm mát bằng nước chỉ cần thiết khi dòng điện hàn vượt quá 250 AMP. Điều này ngăn không cho mỏ hàn bị cháy do quá nhiệt.
Một số mỏ hàn có công tắc ở tay cầm để bật và tắt. Khi mỏ hàn được kích hoạt, dòng điện tần số cao được sử dụng để gây ra sự đánh lửa hồ quang. Bây giờ, khi tắt mỏ hàn, dòng điện sẽ được hạ dần cho đến khi hoàn tất. Việc hạ dần dòng điện này làm giảm các vết nứt hố thông thường hình thành trong các quy trình hàn khác.
Kim loại phụ
Ngay cả trong một số trường hợp, có thể không cần thiết, kim loại hàn rất phổ biến trong hàn TIG vì nó tạo ra mối hàn chắc hơn.
Trong hàn TIG, kim loại phụ được thêm vào bằng một tay trong khi mỏ hàn được cầm bằng tay kia. Điều này đòi hỏi người vận hành phải có nhiều kỹ năng và sự tập trung vì kim loại phụ và điện cực không được chạm vào nhau.
Một số kim loại hàn phổ biến nhất được sử dụng trong hàn TIG là:
· Thép (dòng ER70S)
· Thép không gỉ (dòng ER308, ER309 và ER316)
· Nhôm (ER4043 và ER5356)
· Ống dẫn nước Chrome Moly (ER70S-2 và ER805-D2)
· Titan (ERTi-2, ERTi-3, ERTi-5, ERTi-7, ERTi-9, ERTi-9ELI và ERTi-23)
Khí bảo vệ
Mục đích của khí trong hàn TIG là bảo vệ cả vũng hàn và điện cực khỏi sự nhiễm bẩn từ môi trường xung quanh. Nếu không có khí, hàn TIG sẽ không hoạt động.
Vào thời kỳ đầu của hàn TIG, heli là khí bảo vệ gần như được sử dụng độc quyền, nhưng điều đó đã sớm thay đổi vì nó không hoạt động với mọi loại kim loại. Ngày nay, các loại khí được sử dụng nhiều nhất là argon, heli, hydro hoặc hỗn hợp của tất cả các loại này. Loại khí được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là argon (hoặc hỗn hợp argon).
Tùy thuộc vào loại kim loại bạn sẽ hàn, lưu lượng khí có thể được thiết lập. Thường là khoảng từ 4 đến 12 lít mỗi phút.
4. Máy hàn TIG được sử dụng để làm gì?
Do tính chất của nó, hàn TIG chủ yếu được sử dụng để hàn thép không gỉ và kim loại màu như magie, nhôm, crom, hợp kim niken cũng như hợp kim đồng.
Chất lượng cao do hàn TIG mang lại cũng có nghĩa là hoạt động này có thể chậm hơn các quy trình hàn khác và người vận hành - nếu là người thợ thủ công - phải được đào tạo bài bản để thành thạo. TIG được sử dụng rộng rãi trong kim loại mỏng, hàn chuyên dụng và các bản vẽ nghệ thuật. Khi chất lượng hoặc hình thức không phải là yếu tố quan trọng nhất, quy trình hàn MIG được sử dụng thay thế.
Ví dụ, trong sản xuất xe đạp, hàn TIG đóng vai trò trung tâm. Điều này có thể được áp dụng bằng phương tiện tự động cũng như thủ công. Trên thực tế, một số robot hàn có thể hàn cả quy trình MIG và TIG, chỉ bằng cách thay đổi nguồn điện và mỏ hàn bằng bộ chuyển đổi công cụ.
Một trong những lý do chính để sử dụng hàn TIG là tính thẩm mỹ. Tất nhiên, chùm tia hàn TIG không cần phải vệ sinh sau đó, tùy thuộc vào kỹ năng của thợ hàn. Vì nó đòi hỏi sự tập trung như vậy từ người vận hành, rõ ràng là quá trình này chậm hơn so với hàn MIG.
Một yếu tố quan trọng khi hàn TIG là dòng điện phải ổn định nhất có thể.
Khi hàn magiê và nhôm
Hàn AC TIG được sử dụng rộng rãi để có được chất lượng mối hàn tốt nhất khi hàn magiê và nhôm. Trên thực tế, nó được ưa chuộng hơn hàn MIG trong vấn đề này. Tất nhiên, nó đòi hỏi kỹ năng từ người vận hành trong việc thiết lập sự cân bằng và cường độ dòng điện phù hợp cho phôi.
5. Các vấn đề liên quan đến hàn TIG
Không có gì trên thế giới này là hoàn hảo, kể cả hàn TIG. Bây giờ chúng ta có thể thành thật tiết lộ một số vấn đề mà quy trình này có thể gặp phải, cùng với giải pháp.
Đó là một quá trình phức tạp
Không còn nghi ngờ gì nữa, hàn TIG khó thành thạo hơn bất kỳ quy trình nào khác. Nhìn chung, cần nhiều năm luyện tập và tập trung cao độ mỗi khi bạn định tạo mối hàn.
Hiện nay, các máy hàn TIG mới hơn bao gồm một số chức năng có thể tự động thiết lập để giúp người vận hành mới được đào tạo dễ dàng hơn. Với sự kiên nhẫn và thực hành, những gì tưởng chừng như là một công việc không thể vượt qua, sẽ trở thành một hoạt động hàng ngày.
Đây là một quá trình hàn chậm
So với MIG, hàn TIG có thể được coi là một quá trình chậm, làm giảm năng suất và lợi nhuận. Chúng ta có thể thấy 2 quá trình này khác nhau về tốc độ như thế nào khi so sánh lưu lượng khí. Thông thường, MIG sử dụng 35 đến 50 feet khối mỗi giờ trong khi TIG sử dụng 15 đến 25 feet khối lưu lượng khí bảo vệ mỗi giờ. Ngoài ra, do nhiệt sinh ra, hàn TIG chậm hơn MIG.
Ngay cả khi không có giải pháp trực tiếp cho vấn đề này, đây vẫn là tình huống mà các nhà sản xuất có thể phải chịu đựng, vì đôi khi hàn TIG chỉ đơn giản là quy trình hàn phù hợp để sử dụng, bất kể tốc độ.
Hàn ngoài trời
Vì trong quá trình hàn TIG, vũng hàn được bảo vệ bằng khí (argon hoặc hỗn hợp) thoát ra từ mỏ hàn, nên khi có gió, lớp bảo vệ này sẽ bị thổi bay, khiến mối hàn không được bảo vệ và dễ bị nhiễm bẩn bởi các yếu tố trong khí quyển.
Giải pháp cho vấn đề này là hàn trong nhà. Bất cứ khi nào không thể thực hiện được, màn chắn hàn có thể che phủ khu vực để gió không thể thổi bay khí bảo vệ. Có thể hiểu được rằng hầu hết các nơi làm việc hàn TIG đều là khu vực khép kín.
Khi hàn thép không gỉ
Một vấn đề thường xảy ra khi hàn thép không gỉ bằng TIG là thép quá nóng. Điều này có thể dẫn đến kết tủa cacbua, khiến vật liệu mất khả năng chống ăn mòn. Để tránh điều đó, bạn cần kiểm soát nhiệt chính xác, giống như những gì đạt được bằng phương pháp hàn TIG xung.
Các vấn đề khác và giải pháp của chúng
Khi được hỏi về hàn TIG, một số chuyên gia thừa nhận rằng chất lượng mối hàn có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều biến số, như tốc độ, cài đặt xung, cường độ dòng điện đầu ra, vonfram chưa định hình, v.v. Điều này có nghĩa là thợ hàn cần kiểm tra lại nhiều chi tiết trước khi bắt đầu.
6. Các dòng hàn Tig Datyso
Thiết bị TIG mới nhất là máy hàn biến tần cho phép bạn thiết lập nhiều thông số để có được kết quả chính xác mà bạn đang tìm kiếm. Một số tính năng và chức năng của chúng như sau:
- Tần số xung
- Xung mỗi giây
- Dòng điện cơ sở
- Dòng điện đỉnh
- Thời gian xung (dựa trên cả dòng điện cơ sở và dòng điện đỉnh)
- Đánh dấu
- Hàn điểm
- Hàn khâu
7. Kết Luận
Hàn TIG là một chủ đề thu hút sự quan tâm của tất cả thợ hàn cơ khí. Đây có lẽ là quy trình hàn được sử dụng nhiều nhất khi nói đến chất lượng hoàn thiện.
Cho dù bạn chưa từng nghe đến hàn TIG hay bạn là chuyên gia trong lĩnh vực này, chúng tôi hy vọng bạn sẽ tìm thấy thông tin hữu ích trong bài viết này.
THÔNG TIN LIÊN HỆ
☎ 0969.561.288
📍 Địa chỉ: Miền Bắc: Số 245 Phố Thú Y – Đức Thượng – Hoài Đức – Hà Nội.
Miền Nam: 1054b Lê Văn Khương, P, Quận 12, Thành phố Hồ Chí Minh
