Giải pháp hàn Hồ Quang xung

Giải pháp hàn hồ quang xung với điện cực nóng chảy

Chúng tôi nghiên cứu và thiết kế hệ thống hàn hồ quang xung sử dụng điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ Argon-CO2, với mục tiêu tạo ra dòng điện hàn xung có tần số và biên độ kiểm soát chính xác. Hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ cấp điện cực, đảm bảo độ ngấu sâu và ổn định hồ quang, giúp hàn các vị trí khe hẹp sâu hoặc vật liệu dày mà không cần vát mép, giảm chi phí sản xuất.
Tần số và biên độ xung được điều chỉnh linh hoạt tùy theo vật liệu hàn, kiểm soát nhiệt độ mối hàn, giảm vùng HAZ và biến dạng. Công nghệ hàn hồ quang xung còn giúp giảm bắn tóe và tạo mối hàn mịn hơn nhờ tần số xung cao.
Quá trình hàn được thực hiện qua các thực nghiệm hàn mối hàn khe hẹp sâu (1G, 1F), và đánh giá chất lượng mối hàn qua phương pháp Macro và phương pháp uốn.

Nguyên lý hoạt động của hàn hồ quang xung:

Hệ thống sử dụng nguồn điện hàn điều khiển số (MCU), tạo ra xung điện với tần số từ 30Hz đến 400Hz, giúp điều chỉnh quá trình chuyển giọt kim loại, cải thiện tính ổn định của hồ quang và chất lượng mối hàn. Các thông số như tần số xung, biên độ xung, và dòng điện cơ bản được kiểm soát để tối ưu hóa quá trình hàn.

A: Dòng đỉnh: đốt chảy dây hàn
B: Dòng nền: duy trì hồ quang
C: Bề rộng xung ; cường độ dòng điện mổi xung
D: Số xung trên giây:~ 30hz tới 400hz và biên độ được kiểm soát.

Tần số càng cao thì độ rộng xung càng nhỏ
Độ rộng của xung càng nhỏ thì nhiệt trên vật càng thấp
*Tần số xung được cài đặt trên máy khi ta chọn vật liệu hàn.

Ưu điểm của công nghệ hàn hồ quang xung

Công nghệ hàn hồ quang xung tích hợp chế độ điều chỉnh hồ quang thông minh, cho phép tự động điều chỉnh chiều rộng hình nón hồ quang để kiểm soát quá trình chuyển giọt kim loại lỏng (QTCDGKLL).

Điều này mang lại sự ổn định cao trong quá trình hàn, đặc biệt khi hàn các góc hẹp và sâu, mà không yêu cầu người hàn phải giữ hồ quang đều. Hệ thống tự động điều chỉnh chiều dài hồ quang, giúp người hàn không phải thay đổi phương pháp hàn.
Khác với các công nghệ hàn truyền thống, nơi người hàn cần tinh chỉnh volt và tốc độ cấp điện cực, công nghệ hàn hồ quang xung chỉ yêu cầu người dùng điều chỉnh tốc độ cấp điện cực.

Các thông số khác, như dòng điện và tần số xung, được hệ thống tự động điều chỉnh để đảm bảo chất lượng mối hàn ổn định, giảm thiểu bắn tóe và tối ưu hóa quá trình hàn.
Nhờ vậy, công nghệ hàn hồ quang xung không chỉ giúp tiết kiệm thời gian và công sức cho người hàn mà còn cải thiện hiệu quả và chất lượng mối hàn, đặc biệt trong các công việc đòi hỏi độ chính xác cao và khó khăn như hàn khe hẹp, vị trí khó hoặc vật liệu dày.

Dựa trên nguyên lý hoạt động và yêu cầu của hàn hồ quang xung, đội ngũ chuyên gia và kỹ sư trong dự án đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các mạch điều khiển lập trình MCU cho bộ cấp dây điện cực và bộ nguồn hàn.

Sau khi hoàn thiện, hệ thống đã được thử nghiệm thành công trong phòng lab, đảm bảo hiệu quả và ổn định khi hàn các vật liệu và vị trí khó.

Test hàn góc hẹp, sâu 21-25mm

Quá trình hàn MIG xung trên thép của máy Hồng Ký trong không gian hẹp (khoảng cách 21-25mm) cho phép hàn ở khe hẹp 45 độ, mang lại lợi thế trong việc giải quyết các vấn đề kết cấu. Tốc độ hàn nhanh giúp cải thiện khả năng thâm nhập vật liệu hàn.

Vùng Ảnh hưởng nhiệt (HAZ)

Quá trình Hàn mig xung trên thép của máy Hồng ký ảnh hưởng tới chuyển biến nhiệt độ bề mặt.
Quá trình hàn MIG xung ảnh hưởng đến vùng kim loại base với nhiệt độ thấp dưới 200°C, ổn định các hạt Ferrit và Perlit trong vùng HAZ, giúp mối hàn bền hơn.

Tốc độ hàn tăng giảm nhiệt độ bề mặt, cho phép hàn lớp thứ hai ngay mà không cần chờ nguội xuống 200°C, cải thiện năng suất so với hàn MIG thường. Tuy nhiên, nhiệt độ thấp sau mỗi lớp hàn có thể ảnh hưởng đến liên kết với lớp tiếp theo, yêu cầu WPS rõ ràng.

Test hàn giáp mối thử uốn

Ưu điểm:

Hàn MIG xung trên thép phù hợp mối hàn khe hẹp (khoảng cách bép hàn đến root 21-25mm), không cháy chân, không tạo vùng HAZ, đảm bảo chất lượng. Thời gian hàn nhanh, có thể thực hiện lớp kế tiếp với đường hàn dưới 200mm.

Nhược điểm:

Tốc độ hàn ảnh hưởng lớn đến chất lượng, cần tuân thủ WPS, không phụ thuộc hoàn toàn vào kinh nghiệm thợ hàn.

Kết quả nghiên cứu thiết kế chế tạo máy hàn MIG xung đã đạt được những thành công bước đầu, đặc biệt qua thử nghiệm thực tế cho thấy hiệu quả đáng khích lệ.

Tuy nhiên, để ứng dụng vào sản xuất đại trà và đạt chất lượng cao hơn, việc nghiên cứu hoàn thiện máy là cần thiết.

Nhóm nghiên cứu Hồng Ký nhận thấy nâng cấp máy hàn MIG/MAG xung lên ngang tầm các thiết bị tiên tiến quốc tế đòi hỏi kinh phí lớn và cần sự hỗ trợ từ các cấp nhà nước hoặc thành phố để đăng ký đề tài nghiên cứu khoa học.

Đồng thời, để tối ưu hiệu quả ứng dụng, cần đầu tư vào công nghệ, đào tạo nhân lực, và phát triển vật liệu, thiết bị.

Phương pháp hàn MIG xung rất tiềm năng cho các ngành công nghiệp như ô tô, đóng tàu, kết cấu, và hàng không, nơi yêu cầu chất lượng mối hàn cao. Doanh nghiệp nên cân nhắc tích hợp công nghệ này vào dây chuyền sản xuất tự động (robot) và hợp tác với các tổ chức nghiên cứu để phát triển.

Việc bảo trì thiết bị thường xuyên sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao năng lực cạnh tranh.