Hàn hồ quang chìm là gì? Có nên dùng phương pháp này?

Hàn hồ quang chìm nổi bật so với các phương pháp hàn truyền thống như hàn que, TIG hay MIG nhờ tính tự động hoàn toàn, không đòi hỏi sự can thiệp trực tiếp của người thợ. Vậy cơ chế hoạt động của phương pháp này có gì đặc biệt? Những ưu và nhược điểm của nó là gì? Hãy cùng Nam Vượng khám phá kỹ hơn trong bài viết dưới đây.

Hàn hồ quang chìm là gì?

Quy trình hàn hồ quang chìm (SAW), còn được biết đến là hàn hồ quang tự động, là một quá trình hàn nóng chảy trong đó hồ quang được tạo ra giữa điện cực và vật liệu hàn, được bao bọc dưới lớp trợ dung bảo vệ. Khác với các phương pháp hàn hồ quang hay hàn kim loại có vỏ bọc, trợ dung ở dạng hạt trong quy trình này được rải trên bề mặt khu vực mối hàn chưa hàn, đóng vai trò như một lớp bảo vệ hiệu quả.

Trong suốt quá trình hàn, dây hàn được cấp liên tục qua súng phun, và hồ quang cháy dưới lớp trợ dung bảo vệ. Công nghệ này được tự động hóa hoàn toàn, từ việc cấp dây, cấp trợ dung vào vùng hồ quang, đến việc di chuyển hồ quang dọc theo mối hàn. Điều này giúp loại bỏ sự cần thiết của người thợ hàn trực tiếp thao tác.

Cấu tạo của thiết bị hàn hồ quang chìm 

Thiết bị SAW thường được cấu hình cho hệ thống hàn với dây đơn, bao gồm các thành phần chính như: nguồn điện hàn, hệ thống điều khiển, bộ cấp dây và cáp nối.

Trong phương pháp SAW, điện cực dương với dòng một chiều thường được sử dụng rộng rãi nhờ khả năng thâm nhập sâu, dễ dàng khởi động hồ quang, cho hình dạng mối hàn đẹp và giảm thiểu tình trạng lỗ rỗng trong mối hàn.

Khi cần sử dụng các điện cực có đường kính lớn hơn, cực âm của dòng điện một chiều sẽ được áp dụng để tăng tốc độ lắng đọng của mối hàn. Tuy nhiên, điều này có thể dẫn đến các khuyết tật trong quá trình phản ứng kết hợp. Do đó, trong hàn hồ quang chìm, cả hai chế độ nguồn điện CV (điện áp không đổi) và CC (dòng điện không đổi) đều có thể được sử dụng. Vì SAW yêu cầu cả dòng điện và điện áp cao, các nguồn điện thường được thiết kế để cung cấp lên tới 1500 ampe, nhưng thực tế thường giới hạn ở 1000 ampe để tránh rủi ro quá tải hoặc cháy nổ trong quá trình hàn.

Nguyên lý hoạt động hàn hồ quang chìm 

Trong quá trình hàn hồ quang chìm, hồ quang được duy trì dưới lớp thuốc bảo vệ phủ lên khu vực vũng hàn. Nhiệt từ hồ quang làm chảy lớp thuốc, tạo thành xỉ. Đồng thời, nhiệt độ cao này cũng làm nóng chảy dây hàn và kim loại cơ bản, từ đó hình thành mối hàn. Xỉ nóng chảy sẽ phủ lên bề mặt mối hàn, bảo vệ mối hàn khỏi các tác động của môi trường.

Ứng dụng của hàn hồ quang chìm 

Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như hàn bình chịu áp lực, bể chứa, và các loại ống thẳng hoặc ống xoắn trong ngành công nghiệp đóng tàu. Đặc biệt, công nghệ này phù hợp nhất cho các mối hàn dọc và hàn theo chu vi. 

Một trong những ứng dụng then chốt của hàn SAW là hàn ống, trong đó các tấm thép được uốn cong và hàn theo đường nối thẳng hoặc dọc, đảm bảo sự chắc chắn và hoàn thiện của sản phẩm.

Ưu điểm và hạn chế của hàn hồ quang chìm 

Ưu điểm

Hàn hồ quang chìm, còn gọi là hàn hồ quang tự động, mang lại nhiều ưu thế vượt trội so với các phương pháp hàn MIG, TIG hoặc hàn que truyền thống. Dưới đây là những lợi ích nổi bật của công nghệ hàn SAW:

• Hiệu suất lắng đọng vật liệu cao.
• Không cần sử dụng khí bảo vệ bên ngoài.
• Mối hàn nhanh chóng và đạt chất lượng cao.
• Quá trình hàn được tự động hóa hoàn toàn, giảm thiểu sự can thiệp của con người.
• Bề mặt hạt hàn đồng đều, đảm bảo tính thẩm mỹ và độ bền.
• Không tạo ra mảnh vụn hay xỉ thừa.
• Thao tác dễ dàng, thuận tiện cho người vận hành.

Nhược điểm

• Do người vận hành không thể nhìn thấy quá trình hàn trực tiếp, việc đánh giá chất lượng mối hàn hoặc phát hiện khuyết tật trở nên khó khăn. Điều này đòi hỏi việc sử dụng thêm các thiết bị hỗ trợ như gá, con trỏ, và thanh dẫn con lăn để kiểm soát chất lượng.
• Phương pháp này chỉ phù hợp với các mối hàn theo phương ngang.
• Độ dày tối thiểu của kim loại cần hàn là 4.8mm. Nếu kim loại quá mỏng, nguy cơ bị cháy cao.
• Cạnh của vật liệu phải sạch và khít để đảm bảo lớp trợ dung bảo vệ hoạt động hiệu quả. Các cạnh không đều có thể dẫn đến hiện tượng cháy mép.
• Hàn hồ quang chìm không phù hợp với các vật liệu như gang, hợp kim nhôm, magiê và kẽm.

Có nên dùng phương pháp hàn hồ quang chìm không?

Việc có nên sử dụng phương pháp hàn hồ quang chìm (SAW) hay không phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của dự án và loại vật liệu bạn cần hàn. Theo đó, bạn nên cân nhắc sử dụng hàn hồ quang chìm nếu dự án yêu cầu năng suất cao, chất lượng mối hàn tốt và thực hiện trên các vật liệu dày. Tuy nhiên, nếu bạn cần hàn vật liệu mỏng, có hình dạng phức tạp hoặc cần tính linh hoạt cao, các phương pháp như máy hàn TIG hoặc máy hàn MIG có thể phù hợp hơn.

Trên đây là các thông tin liên quan về hàn hồ quang chìm. Hy vọng qua nội dung bài viết này, bạn sẽ có cái nhìn tổng quan hơn về hàn hồ quang chìm và biết cách ứng dụng sao cho phù hợp nhất.