Giải pháp hàn MIG hai dây năng suất cao (HyperFill)

NỘI DUNG

HyperFill™ là công nghệ hàn MIG xung 2 dây một hồ quang, được phát triển bởi hãng Lincoln Electric, đây là một giải pháp công nghệ mang tính chất đột phá giúp tăng năng suất khi hàn các kết cấu lớn. Công nghệ hàn này được thiết kế để hàn bán tự động và ứng dụng robot hàn.

Hyperfill xác lập tốc độ đắp cao khi hàn, nó cho phép bạn có thể tạo ra được mối hàn lớn hơn, hàn nhanh hơn và dễ dàng hơn. Với việc cải tiến thiết kế sử dụng 2 dây hàn, Hyperfill cho tốc độ đắp lên tới 8kg/giờ khi hàn bán tự động và 10.9 kg/giờ khi hàn robot mà không cần phải đầu tư thêm hệ thống vận hành phức tạp hay yêu cầu cao về kỹ năng vận hành của thợ.

1. Giới thiệu chung (Introduction)

Trong ngành sản xuất công nghiệp nặng, nhu cầu về việc cải thiện năng suất và nâng cao chất lượng ngày càng trở thành mối quan tâm lớn của các doanh nghiệp. Trong sản xuất thực tế, đôi khi những liên kết hàn với chiều dày chi tiết không quá lớn, thì các phương pháp truyền thống như hàn MIG/MAG hoặc FCAW hoàn toàn có thể đáp ứng được. Còn đối với những liên kết hàn có chiều dày lớn thì Công nghệ hàn Power Wave của nguồn hàn dưới lớp thuốc AC/DC 1000SD hoàn toàn có thể đáp ứng. 

Tuy nhiên, không phải những chi tiết có chiều dày vừa và lớn lúc nào cũng có thể thích hợp để hàn dưới lớp thuốc (SAW). Một bài toán mà khách hàng đặt ra là, cần một giải pháp hàn đáp ứng được các tiêu chí sau:

1. Quá trình dễ thao tác và thực hiện.
2. Thợ hàn có thể dễ dàng điều chỉnh vũng kim loại lớn khi hàn với dòng điện cao.
3. Tăng năng suất đắp cao hơn so với quá trình GMAW truyền thống.
4. Đơn giản hóa thiết bị, ít phải nâng cấp.

Lincoln Electric đã nghiên cứu và đưa ra một giải pháp hàn đáp ứng được các tiêu chí nêu trên, đó là “Công nghệ hàn Hyperfill^TM”. Dưới đây sẽ giới thiêu chi tiết về giải pháp công nghệ hàn mới này.

2. Giải pháp công nghệ (Engineering Solution)

Mô tả quá trình hàn Hyperfill^TM

Thông thường với bài toán đẩy cao năng suất hàn, cách người ta thường nghĩ đến đều tiên đó là tăng đường kính dây hàn, kèm theo sẽ là tăng dòng điện, điện áp, do đó sẽ phải nâng cấp công suất của máy hàn. Tuy nhiên, một giải pháp khác mà Lincoln Electric đã sử dụng đó là, thay vì tăng đường kính dây hàn, họ đã giảm đường kính dây và tăng số lượng dây hàn.

Hyperfill^TM là một giải pháp hàn sử dụng 2 dây hàn đặc giống với quá trình hàn MIG, tuy nhiên, hai dây hàn này được đưa vào cùng một bép hàn có 02 lỗ (Hyperfill contact tip). Hai dây hàn được điều khiển thông qua 01 bộ cấp dây (Thường là Power Feed® 84) và một nguồn hàn (Power Wave® S500/S700). Bằng việc thay một dây hàn có đường kính lớn bằng 02 dây hàn có đường kính nhỏ hơn, quá trình hàn Hyperfill đã tăng được kích thước của giọt kim loại lỏng và kích thước của cột hồ quang, nhờ đó đã tăng được năng suất đắp trong khi vẫn duy trì được hồ quang hàn ổn định. Việc này giúp tăng đáng kể năng suất đắp so với quá trình hàn GMAW thông thường, đồng thời vẫn giúp thợ hàn dễ dàng điều khiển được hồ quang ổn định mặc dù vũng hàn nóng chảy lớn hơn. Hình 1 dưới đây mô tả dạng dòng điện xoay chiều sử dụng trong công nghệ hàn Hyperfill.

Hình 1: Bản chất sóng của dòng điện hàn (Waveform)

Đặc điểm quá trình hàn Hyperfill

• Sử dụng một nguồn hàn.
• Sử dụng một bộ cấp dây
• Sử dụng một súng hàn cho cả hai dây.
• Sử dụng 01 bép hàn cho cả hai dây.

• Hướng của dây hàn không làm ảnh hưởng đến đặc tính của hồ quang
• “Cầu kim loại lỏng” kết nối giữa hai dây hàn, tạo ra giọt kim loại lỏng lớn hơn và hình thành chỉ 01 hồ quang, cột hồ quang lớn hơn so với khi hàn một dây.

• Cột hồ quang có kích thước lớn hơn, giúp phân phối đều nhiệt hơn, nhờ đó người thợ dễ dàng kiểm soát nhiệt khi hàn.

• Có thể hàn được với điện áp thấp, nhờ đó tăng được năng suất đắp và giảm cháy cạnh.

So sánh quá trình hàn Hyperfill với quá trình hàn một dây thông thường

• Chiều sâu ngấu đều, cải thiện chất lượng mối hàn hơn so với khi hàn 1 dây. Năng suất đắp/ tốc độ đắp cao hơn khi hàn một dây.

Ứng dụng của công nghệ hàn Hyperfill

• Ứng dụng để hàn thép cacbon thấp (Mild Steel).
• Chỉ hàn với quá trình GMAW.
• Hàn mối hàn giáp mối và mối hàn góc (1G/1F, 2G/2F).
• Hàn bán tự động, năng suất đắp tối đa 9.1 kg/giờ.
• Hàn tự động, năng suất đắp tối đa 11.3 kg/giờ.

Một số nghiên cứu sâu hơn đang được tiến hành. Các thông số chế độ trên được đưa bởi Lincoln Electric tại thời điểm hiện tại.

Hệ thống thiết bị hàn Hyperfill

3. Bộ thông số công nghệ hàn Hyperfill

4. Khắc phục sự cố khi hàn hyperfill

5. Một số lưu ý:

• Các thông số quy trình đưa ra ở trên là những giá trị bắt đầu, cần có những điều chỉnh phù hợp tùy vào ứng dụng cụ thể.
• Góc mỏ hàn, vị trí điện cực, chất lượng phôi, độ chính xác gá đặt, kiểu liên kết… là những yếu tố cần phải chú ý tới trong mỗi ứng dụng cụ thể.
• Khi hàn với tốc độ lớn, việc gá đặt liên kết, vị trí dây hàn và chất lượng phôi đều trở thành những nhân tố ảnh hưởng lớn tới chất lượng mối hàn.
• Kết quả hàn ở tốc độ cao thường gây ra bắn tóe, ngấu ít, cháy cạnh, và đường hàn không đều. Tùy thuộc vào giới hạn/ yêu cầu của ứng dụng thực tế mà ta có thể lựa chọn giảm tốc độ hàn và tăng điện áp hàn.
• Khi tăng tốc độ hàn khi hàn tấm mỏng (1/4’’ tới 14 gauge), cần duy trì chiều dài hồ quang ngắn hơn để tạo vũng hàn phù hợp với hồ quang. Thợ hàn thường giảm chiều dài hồ quang thông qua giảm điện áp hàn. Khi hàn quá nhanh, đường hàn có xu hướng bị lồi (hoặc vón lại), gây ra hiện tượng không ngấu ở chân mối hàn. Một điểm cũng cần lưu ý là, khi hồ quang quá ngắn, sẽ dễ gây ra hồ quang không ổn định hoặc bị tắt. Đây là điều lưu ý gặp phải khi hàn với tốc độ cao.
• Những doanh nghiệp sử dụng công nghệ này cần chắc chắn rằng họ đã hiểu và điều chỉnh đúng theo ứng dụng cụ thể để đạt được mối hàn có năng suất đắp, biên dạng mối hàn phù hợp.

Trên đây là giải pháp hàn MIG hai dây năng suất cao được chia sẻ bởi DG Welding. Hy vọng nội dung này hữu ích đối với các bạn, nếu có bất kì thắc mắc nào hay cần tư vấn vui lòng liên hệ cho chúng tôi.

==============================================

QUYỀN SỞ HỮU VÀ BẢO MẬT: Báo cáo này căn cứ trên các kết quả thử nghiệm của hãng Lincoln Electric, và được biên tập bởi Double Good JSC – Nhà phân phối sản phẩm và Dịch vụ ủy quyền của Lincoln Electric tại Việt Nam. Không được phép sao chép, lưu chuyển, sử dụng tài liệu này với bất kỳ mục đích nào nếu không được sự cho phép bằng văn bản của Double Good JSC.

Ghi chú: Tính đa dạng trong thiết kế, chế tạo và điều kiện làm việc của các sản phẩm thực tế sẽ ảnh hưởng tới kết quả thực nghiệm. Vì vậy các bên tự cân nhắc và chịu trách nhiệm khi áp dụng các thông tin trong báo cáo này vào công việc của mình.