Giới thiệu
MIG (hoặc MAG) là quá trình hàn hồ quang điện với một điện cực tiêu hao dưới lớp bảo vệ khí, sử dụng dây rắn làm điện cực và khí trơ (MIG) hoặc khí hoạt động (MAG) làm tấm chắn khí. Còn được gọi là hàn hồ quang kim loại khí (hoặc GMAW).
Quá trình hoạt động như thế nào
Hàn MIG / MAG sử dụng nhiệt của hồ quang điện được thiết lập giữa điện cực trần được nạp liên tục và kim loại cơ bản để nung chảy đầu điện cực và bề mặt của kim loại cơ bản tại mối nối được hàn.Việc bảo vệ hồ quang và vũng hàn nóng chảy hoàn toàn đến từ khí được cấp từ bên ngoài, khí này có thể trơ, hoạt tính hoặc hỗn hợp của những chất này. Do đó, tùy thuộc vào khí, chúng ta có thể có các quá trình sau:
• Quá trình MIG (METAL INERT GAS): phun khí trơ. Khí có thể là:
- argon
- heli
• Quá trình MAG (METAL ACTIVE GAS): phun khí hoạt động hoặc hỗn hợp khí làm mất đặc tính trơ khi một phần của kim loại cơ bản bị oxy hóa. Các loại khí được sử dụng là:
- 100% CO2
- CO2 + 5 đến 10% O2
- argon + 15 đến 30% CO2
- argon + 5 đến 15% O2
- argon + 25 đến 30% N2
Xỉ được hình thành trong quá trình hàn điện cực phủ và hàn hồ quang chìm, không được hình thành trong quá trình hàn MIG / MAG, vì chất trợ dung không được sử dụng trong các quá trình này. Tuy nhiên, một màng thủy tinh (trông giống như thủy tinh) silica hình thành từ các điện cực silicon cao, phải được coi như xỉ.
Hình dưới đây cho thấy quá trình hàn MIG / MAG hoạt động như thế nào.
- Tốc độ lắng đọng cao hơn so với hàn điện cực phủ.
- Ít khí và khói từ hàn.
- Tính linh hoạt cao.
- Khả năng ứng dụng lớn.
- Hàn được nhiều loại vật liệu và độ dày khác nhau.
Trong quy trình bán tự động, điện cực được cấp tự động thông qua một ngọn đuốc (hoặc súng lục). Thợ hàn kiểm soát độ nghiêng và khoảng cách giữa mỏ hàn và chi tiết, cũng như tốc độ di chuyển và xử lý hồ quang.
Quá trình hàn MIG / MAG cũng có thể được sử dụng cho lớp phủ bề mặt.
Thiết bị hàn
Thiết bị hàn MIG / MAG cơ bản bao gồm các yếu tố sau: súng hàn (hay còn gọi là mỏ hàn), nguồn điện hàn, bình khí che chắn và hệ thống truyền động dây.Hình dưới đây mô tả các thiết bị cơ bản cần thiết cho quá trình hàn MIG / MAG.
Mỏ hàn chứa một ống tiếp xúc để truyền dòng điện hàn đến điện cực và một vòi phun khí để dẫn khí bảo vệ đến vùng lân cận của hồ quang và vũng hàn. Bộ cấp dây bao gồm một động cơ dòng điện một chiều nhỏ và một bánh xe truyền động.
Lưu lượng của khí che chắn được điều chỉnh bởi lưu lượng kế và bộ điều chỉnh giảm áp. Những điều này cho phép cung cấp khí liên tục vào vòi của súng với tốc độ dòng chảy đặt trước.
Hầu hết các ứng dụng hàn MIG / MAG yêu cầu nguồn điện một chiều của cực ngược (DC +, điện cực được kết nối với cực dương). Trong tình huống này, bạn có một hồ quang ổn định hơn, truyền ổn định, ít bắn tung tóe và các đặc điểm hạt hàn tốt.
Dòng điện một chiều trong phân cực trực tiếp không thường được sử dụng, và dòng điện xoay chiều không được sử dụng trong quá trình này cho đến gần đây. Ngày nay đã có khả năng hàn nhôm bằng dòng điện xoay chiều.
Các loại chuyển kim loại phụ
Trong hàn với các điện cực tiêu hao, chẳng hạn như hàn MIG / MAG, kim loại nóng chảy ở đầu dây phải được chuyển vào vũng hàn. Các yếu tố ảnh hưởng chính là:- Cường độ và loại dòng điện.
- Điện áp hồ quang.
- Mật độ hiện tại.
- Bản chất của dây điện cực.
- Mở rộng điện cực thanh ra.
- Khí che chắn.
- Đặc điểm nguồn điện.
Hình cầu
Nó xảy ra với một dòng điện thấp liên quan đến máy đo (đường kính) của điện cực. Kim loại chuyển từ điện cực sang phôi dưới dạng các hạt cầu, mỗi hạt có đường kính lớn hơn điện cực. Các hạt cầu chuyển sang vũng nước mà không theo nhiều hướng và sự xuất hiện của tia nước là khá rõ ràng.Bằng cách phun chuyển
Xảy ra ở dòng cao. Kim loại phụ nóng chảy chuyển qua hồ quang dưới dạng các giọt nhỏ. Với truyền phun, tốc độ lắng đọng có thể lên đến 10 kg / h. Tuy nhiên, tỷ lệ lắng đọng này hạn chế phương pháp ở vị trí.Bằng cách chuyển mạch ngắn
Sự hợp nhất bắt đầu hình cầu và sự sụt giảm kích thước tăng dần cho đến khi nó chạm vào vùng nóng chảy, tạo ra ngắn mạch và dập tắt hồ quang. Dưới tác dụng của một số lực nhất định, vật rơi được chuyển sang bộ phận. Quá trình này cho phép hàn ở mọi vị trí và là một quá trình năng lượng tương đối thấp, hạn chế việc sử dụng nó cho độ dày lớn hơn.
Bằng cách hàn hồ quang xung
Nó duy trì một hồ quang dòng điện thấp như một phần tử nền và đưa các xung dòng điện cao vào dòng điện thấp này. Sự chuyển giao của kim loại phụ là do phản lực giọt trong các xung này. Đặc tính này của dòng hàn làm cho năng lượng hàn thấp hơn, do đó có thể hàn ở vị trí thẳng đứng do sử dụng dây có đường kính lớn.
Nhược điểm là nó yêu cầu một máy hàn cụ thể để kiểm soát các xung. Một bất lợi khác là việc tạo ra một gốc rễ, vì người ta tin rằng mức độ dòng điện thấp dẫn đến thiếu khuyết tật nhiệt hạch.
Hầu hết hàn MIG / MAG phun được thực hiện ở vị trí bằng phẳng. Hồ quang xung và truyền ngắn mạch Mối hàn MIG / MAG thích hợp hàn ở mọi vị trí. Khi hàn ở vị trí trên cao, các điện cực có đường kính nhỏ được sử dụng với phương pháp truyền ngắn mạch. Truyền phun có thể được sử dụng với dòng điện một chiều xung.
Chế độ ngắn mạch đã được sử dụng rộng rãi vì sự tiện lợi của nó nhưng có một nhược điểm là do nhiệt lượng đầu vào nó tạo ra thấp. Nhiệt lượng nhỏ này có thể tạo ra sự thiếu nhiệt hạch và vì lý do đó, nó đang bị hạn chế bởi một số công ty.
Các loại và chức năng của vật tư tiêu hao - khí và điện cực
Mục đích chính của khí che chắn trong hàn MIG / MAG là để bảo vệ mối hàn khỏi bị nhiễm bẩn trong khí quyển. Khí che chắn cũng ảnh hưởng đến kiểu truyền, độ sâu thâm nhập và hình dạng hạt.Argon và heli là khí che chắn được sử dụng để hàn hầu hết các kim loại đen. CO2 được sử dụng rộng rãi để hàn thép cacbon thấp (trước đây được gọi là thép "nhẹ"). Khi lựa chọn khí bảo vệ, yếu tố quan trọng nhất cần ghi nhớ là khí càng đặc thì khả năng bảo vệ hồ quang của nó càng hiệu quả.
Các điện cực để hàn MIG / MAG có thành phần tương tự hoặc giống hệt với các quy trình hàn khác sử dụng điện cực trần, và đối với trường hợp cụ thể của hàn MAG, chúng chứa các nguyên tố khử oxy như silicon và mangan theo tỷ lệ nhất định.
Nói rõ hơn, nguyên tố khử oxy là nguyên tố lấy oxy ra khỏi bể nóng chảy hoặc biến nó thành một thứ ít độc hại hơn. Nếu bạn để ôxy trong vũng nước, nó sẽ bị mắc kẹt trong mối hàn sau khi đông đặc ở dạng các lỗ rỗng (hoặc độ xốp).
Theo quy định, thành phần điện cực và kim loại cơ bản càng giống nhau càng tốt, và đặc biệt đối với quy trình MAG, việc bổ sung các phần tử khử oxy phải được tính đến (vì việc làm sạch mối nối không cẩn thận như trong quy trình MAG).
Hành vi của bầu không khí hoạt động trong quá trình MAG
Bởi bầu không khí hoạt động có nghĩa là phun khí che chắn tích cực, có nghĩa là, có khả năng oxy hóa kim loại trong quá trình hàn. Để thuận tiện cho việc lập luận về các hiện tượng liên quan, chúng ta hãy lấy ví dụ, việc phun khí cacbonic (CO2).
FeO + C - & gt; Fe + CO
Có thể xảy ra trường hợp không có thời gian để cacbon monoxit (CO) rời khỏi vũng hàn, điều này sẽ gây ra các vết rỗ hoặc rỗ trong kim loại mối hàn.
Vấn đề được giải quyết bằng cách thêm các nguyên tố khử oxy như mangan. Mangan phản ứng với oxit sắt, tạo ra oxit mangan, không phải là khí, đi đến xỉ (FeO + Mn - + MnO).
Mangan, tuy nhiên, phải được thêm vào một lượng tương thích với FeO được tạo thành. Mn dư thừa sẽ làm cho một phần của nó được kết hợp vào mối hàn, dẫn đến độ cứng của kim loại mối hàn lớn hơn và do đó, xác suất nứt lớn hơn. Tóm lại, do đó, các phản ứng sau xảy ra:
• Trong bầu không khí hoạt động:
CO2 & gt; CO + ½ O2
Fe + ½ O2 & gt; FeO
• Khi chuyển thể lỏng / rắn:
FeO + C & gt; Fe + CO
• Với việc bổ sung các yếu tố khử oxy:
FeO + Mn> Fe + MnO (MnO chuyển sang xỉ)
Về lý thuyết GMAW không tạo ra xỉ nhưng trong thực tế nó có thể tạo thành xỉ thủy tinh (như có thể thấy ở trên). Một khả năng khác là MnO vẫn ở trong mối hàn như một chất bao gồm.
Luôn luôn thuận tiện khi chú ý đến các chi tiết sau khi hàn với môi trường hoạt động (quy trình MAG và tất cả các quy trình khác với môi trường hoạt động):
- Khi tốc độ đông đặc tăng lên, khả năng xuất hiện các lỗ rỗng và độ xốp càng lớn;
- Quá trình oxy hóa có thể gây ra lỗ chân lông và độ xốp. Khử oxy quá mức, bằng cách tăng độ bền kéo cơ học của mối hàn, làm tăng độ cứng của nó (làm cứng bằng xử lý nhiệt). Nguy cơ nứt vỡ sẽ lớn hơn.
Tính năng và công dụng
Quá trình hàn MIG / MAG tạo ra mối hàn chất lượng cao với quy trình hàn phù hợp.Vì không sử dụng chất trợ dung nên khả năng có xỉ tương tự như điện cực phủ hoặc quá trình hồ quang chìm là tối thiểu, và mặt khác, có thể xảy ra hiện tượng xỉ thủy tinh đặc trưng của quá trình này nếu quá trình làm sạch khe nối không được thực hiện. Đúng. Thực tế không tồn tại hydro trong thuốc hàn.
Hàn MIG / MAG là một quá trình hàn tất cả các vị trí tùy thuộc vào điện cực và khí hoặc các loại khí được sử dụng. Nó có thể hàn hầu hết các kim loại và thậm chí có thể được sử dụng để lắng đọng các lớp phủ bề mặt.
Nó có khả năng hàn độ dày lớn hơn 0,5 mm với sự truyền ngắn mạch. Tốc độ lắng đọng có thể đạt 15 kg / h tùy thuộc vào điện cực, chế độ truyền và khí được sử dụng.
Sự gián đoạn do quá trình gây ra
Trong hàn MIG / MAG, những trường hợp gián đoạn sau có thể xảy ra:Thiếu sự hợp nhất
Nó có thể xảy ra trong hàn MIG / MAG với chuyển giao ngắn mạch. Nó cũng xảy ra với truyền phun hoặc phun dọc trục khi sử dụng dòng điện thấp.Thiếu thâm nhập
Sự xuất hiện của nó có nhiều khả năng xảy ra với quá trình truyền ngắn mạch (do đầu vào nhiệt thấp).Xỉ xỉ
Ôxy có trong chính kim loại cơ bản, hoặc được thu giữ trong quá trình hàn trong điều kiện thiếu bảo vệ, tạo thành ôxít trong vũng hàn. Hầu hết thời gian các oxit này trôi nổi trong vũng hàn, nhưng chúng có thể bị mắc kẹt dưới kim loại mối hàn, làm phát sinh xỉ.Mảnh vỡ, uốn cong, lớp phủ kép và vết nứt giữa các vì sao
Chúng có thể xuất hiện bề mặt hoặc xuất hiện trong các mối hàn với mức độ hạn chế cao.Undercuts (Tương tự như một vết cắn)
Khi họ làm vậy, đó là do sự bất lực của thợ hàn.Độ xốp
Như chúng ta đã thấy, các lỗ rỗng và độ xốp là do khí bị mắc kẹt trong mối hàn khi hàn MIG / MAG, cơ chế sau được xác minh: khí che chắn được bơm vào mà không tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật nhất định có thể thay thế bầu không khí bao quanh nó, có chứa oxy và nitơ.Oxy và nitơ từ khí quyển có thể hòa tan trong vũng hàn, làm phát sinh các lỗ rỗng và độ xốp trong kim loại mối hàn.
Chồng chéo
Nó có thể xảy ra với sự chuyển giao ngắn mạch.Vết nứt
Các vết nứt có thể xảy ra khi hàn với kỹ thuật kém, chẳng hạn như sử dụng kim loại phụ không phù hợp. Không thích hợp, ý tôi là sự lựa chọn hoặc đặc điểm kỹ thuật của vật tư tiêu hao (trách nhiệm của kỹ sư)Điều kiện bảo vệ cá nhân
Trong hàn MIG / MAG, sự phát ra bức xạ cực tím cao. Ngoài ra còn có vấn đề về hình chiếu kim loại. Người thợ hàn phải đeo các thiết bị an toàn thông thường như găng tay, quần yếm, kính bảo vệ mắt, v.v.Khi hàn trong những khu vực hạn chế, chúng ta không thể quên sự cần thiết của hệ thống thông gió cưỡng bức, cũng như loại bỏ khỏi khu vực các thùng chứa dung môi có thể phân hủy thành khí độc do tác động của tia cực tím.
Tìm hiểu về Hàn
Bạn có muốn tìm hiểu thêm về hàn? Ghé thăm của tôi Khóa học nhanh.
Trích dẫn
Khi bạn cần phải bao gồm một thực tế hoặc mảnh thông tin trong một bài tập hoặc bài luận, bạn cũng nên bao gồm ở đâu và làm thế nào bạn tìm thấy rằng mảnh thông tin (Hàn MIG, MAG hoặc GMAW là gì).
Điều đó mang lại sự tín nhiệm cho bài báo của bạn và đôi khi nó được yêu cầu trong giáo dục đại học.
Để làm cho cuộc sống của bạn (và trích dẫn) dễ dàng hơn chỉ cần sao chép và dán các thông tin dưới đây vào bài tập hoặc bài luận của bạn:
Luz, Gelson. Hàn MIG, MAG hoặc GMAW là gì?. Vật chất Blog. Gelsonluz.com. dd mmmm yyyy. URL.
Bây giờ thay thế dd, mmmm và yyyy với ngày, tháng, và năm bạn duyệt trang này. Cũng thay thế URL cho url thực tế của trang này. Định dạng trích dẫn này dựa trên MLA.
Ý kiến