Hàn hồ quang kim loại được che chắn (viết tắt là SMAW).Nguyên tắc là: một hồ quang được tạo ra giữa điện cực được phủ và kim loại cơ bản, và phương pháp hàn sử dụng nhiệt hồ quang để làm nóng chảy điện cực và kim loại cơ bản.Lớp ngoài của điện cực được phủ chất hàn và tan chảy khi gặp nhiệt, có chức năng ổn định hồ quang, tạo thành xỉ, khử oxy và tinh chế.Vì yêu cầu thiết bị đơn giản và vận hành linh hoạt nên có thể dễ dàng hàn vào các mối hàn được hình thành bởi các vị trí và mối nối khác nhau trong không gian.Vì thế nó vẫn được sử dụng rộng rãi hiện nay.
Hình 1: Kết nối hàn hồ quang kim loại được bảo vệ
Hàn hồ quang bằng tay được thể hiện trong hình:
Trước khi hàn, nối phôi hàn và kẹp hàn vào hai cực của máy hàn điện và kẹp que hàn bằng kẹp hàn.Trong quá trình hàn, que hàn và phôi tiếp xúc tức thời, tạo thành đoản mạch, sau đó chúng cách nhau một khoảng nhất định (khoảng 2-4mm) và hồ quang được đốt cháy.
Hình 2: Quá trình hàn hồ quang kim loại được che chắn
Phôi dưới hồ quang ngay lập tức tan chảy tạo thành một bể nóng chảy hình bán bầu dục.Sau khi lớp phủ điện cực tan chảy, một phần của nó trở thành chất khí bao quanh hồ quang để cách ly nó với không khí, từ đó bảo vệ kim loại lỏng khỏi oxy và nitơ;một phần của nó trở thành xỉ nóng chảy, hoặc phun riêng vào bể nóng chảy, hoặc tan chảy cùng với lõi. Các giọt kim loại lỏng nóng chảy được phun vào bể nóng chảy cùng nhau.
Trong hồ quang và bể nóng chảy, kim loại lỏng, xỉ và khí hồ quang sẽ trải qua những thay đổi vật lý và hóa học nhất định với nhau, chẳng hạn như sự hòa tan khí thành kim loại lỏng và phản ứng oxy hóa khử.Khí và xỉ trong bể nóng chảy nổi lên do trọng lượng nhẹ.Khi loại bỏ hồ quang, nhiệt độ giảm xuống và kim loại và xỉ sẽ lần lượt đông cứng lại.Bằng cách này, hai miếng kim loại được nối với nhau bằng kim loại hàn nóng chảy và kết tinh.Do độ co ngót của xỉ khác với kim loại nên sẽ trượt trên vỏ xỉ và ranh giới kim loại, vỏ xỉ có thể tự động rơi ra hoặc rơi ra sau khi bị va đập, đường hàn kim loại có vảy cá có thể bị lộ.
Thiết bị chính của hàn hồ quang thủ công là máy hàn điện.Máy hàn điện là nguồn điện tạo ra hồ quang hàn, có 2 loại AC và DC.Hiện nay, có rất nhiều loại máy hàn điện được sản xuất tại Trung Quốc, có thể chia thành máy hàn điện xoay chiều và máy hàn điện một chiều theo cấu tạo của chúng.
Có hai phương pháp kết nối khác nhau cho máy hàn DC.Khi điện cực được kết nối với điện cực âm và phôi được kết nối với điện cực dương thì đó là phương pháp kết nối dương;ngược lại là phương thức kết nối ngược.Nói chung, khi hàn bằng điện cực kiềm có hàm lượng hydro thấp (chẳng hạn nhưE7018, E7016), để hồ quang cháy ổn định, quy định sử dụng phương pháp đấu nối ngược DC;khi sử dụng điện cực axit (chẳng hạn nhưE6013, J422) để hàn các tấm thép dày, phương pháp kết nối thuận được sử dụng, vì phần cực dương có nhiệt độ cao hơn phần cực âm và phương pháp kết nối thuận có thể có độ sâu xuyên thấu lớn hơn;khi hàn các tấm thép mỏng và kim loại màu, phương pháp kết nối ngược được sử dụng.Khi hàn bằng dòng điện xoay chiều, vì cực tính thay đổi luân phiên nên không cần chọn đấu nối cực tính.
Vật liệu hàn để hàn thủ công là que hàn điện, gồm có lõi thép và lớp phủ bên ngoài lõi thép(Xem thêmCấu tạo của điện cực hàn).
Lõi hàn
Vai trò của lõi thép (lõi hàn) chủ yếu là dẫn điện và tạo thành kim loại lắng đọng có thành phần nhất định ở đầu điện cực.Lõi hàn có thể được làm bằng nhiều loại thép khác nhau.Thành phần của lõi hàn ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần và tính năng của kim loại lắng đọng.Vì vậy, lõi hàn cần phải hạn chế tối đa hàm lượng các yếu tố có hại.Ngoài việc hạn chế S và P, một số que hàn còn yêu cầu lõi hàn phải khống chế As, Sb, Sn và các nguyên tố khác.
Hình 3: Que hàn Tianqiao E6013
Áo khoác thông lượng
Lớp phủ điện cực cũng có thể được gọi là sơn.Mục đích chính của việc phủ nó lên lõi là tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động hàn và đảm bảo rằng kim loại lắng đọng có thành phần và hiệu suất nhất định.Lớp phủ điện cực có thể được trộn với hàng trăm loại bột nguyên liệu thô như oxit, cacbonat, silicat, chất hữu cơ, florua, hợp kim sắt và các sản phẩm hóa học theo một tỷ lệ công thức nhất định.Các nguyên liệu thô khác nhau có thể được chia thành các loại sau theo vai trò của chúng trong lớp phủ điện cực:
1. Bộ ổn định giúp điện cực dễ dàng khởi động hồ quang và có thể giữ cho hồ quang cháy ổn định trong quá trình hàn.Bất kỳ chất nào dễ bị ion hóa đều có thể ổn định hồ quang.Thông thường, các hợp chất của kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ, chẳng hạn như kali cacbonat, natri cacbonat, đá cẩm thạch, v.v., được sử dụng.
2. Chất tạo xỉ có thể tạo thành xỉ nóng chảy với một số tính chất vật lý và hóa học nhất định trong quá trình hàn, bao phủ bề mặt kim loại nóng chảy, bảo vệ bể hàn và cải thiện hình dạng của mối hàn.
3. Chất khử oxy thông qua phản ứng hóa học luyện kim trong quá trình hàn để giảm hàm lượng oxy trong kim loại mối hàn và cải thiện tính chất cơ học của mối hàn.Các chất khử oxy chính là ferromanganese, ferrosilicon và ferro-titan.
4. Chất tạo khí có thể tách và giải phóng khí dưới tác dụng của nhiệt độ hồ quang cao để bảo vệ hồ quang và hồ nóng chảy, đồng thời ngăn chặn sự xâm nhập của oxy và nitơ trong không khí xung quanh.
5. Chất tạo hợp kim Nó được sử dụng để bù đắp cho sự đốt cháy của các nguyên tố hợp kim và sự chuyển đổi của các nguyên tố hợp kim sang mối hàn trong quá trình hàn để đảm bảo rằng kim loại mối hàn đạt được thành phần hóa học và hiệu suất cần thiết.
6. Dầu bôi trơn làm dẻo Tăng độ dẻo, độ trượt và tính lưu động của bột phủ trong quá trình ép que hàn để nâng cao chất lượng ép của que hàn và giảm độ lệch tâm.
7. Chất kết dính Làm cho bột phủ có độ nhớt nhất định trong quá trình phủ nén, có thể liên kết chắc chắn với lõi hàn và làm cho lớp phủ que hàn có độ bền nhất định sau khi sấy khô.
Thời gian đăng: 27-07-2021