Mọi người đều quen thuộc với hàn đồng như là quá trình nối kim loại trong đó một ngọn lửa khò nóng chảy và nối các bộ phận kim loại. Quá trình đó được gọi cụ thể là hàn đồng khò, một trong nhiều phương pháp được sử dụng để hàn đồng. Ngoài ra, còn có nhiều loại hàn khác, mỗi loại sử dụng một nguồn nhiệt khác nhau—hàn đồng cảm ứng, hàn điện trở, hàn nhúng, hàn lò và hàn hồng ngoại. Bài viết này đề cập đến các loại hàn chính và quy mô mà mỗi kỹ thuật được sử dụng ở cấp độ công nghiệp. Đọc tiếp để làm quen với tất cả các phương pháp hàn đồng.
Hàn đồng là gì?
Hàn đồng là một quá trình nối kim loại trong đó kim loại phụ nóng chảy lấp đầy các bề mặt tiếp xúc (faying) của các phôi kim loại được nối. Trong quá trình này, kim loại cơ bản không nóng chảy. Chỉ có chất độn nóng chảy và làm tăng cường mối nối. Mặc dù độ bền mối nối của mối nối hàn đồng có thể thấp hơn hàn, nhưng hàn đồng có một số lợi thế chính so với hàn. Ví dụ, nó có thể nối hai kim loại không giống nhau và các bộ phận có thành mỏng không thể hàn được. Hàn đồng có nhiều ứng dụng khác nhau trong các ngành công nghiệp khác nhau. Nó được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô để nối các ống và đường ống, trong ngành công nghiệp thiết bị điện để nối dây và để chế tác đồ trang sức.
6 loại hàn chính
Quá trình hàn được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, được gọi là quy trình hoặc loại hàn. Hàn có sáu loại chính dựa trên nguồn nhiệt được sử dụng để làm nóng kim loại phụ [1, 2].
1. Hàn khò: Một phương pháp đáng tin cậy và khéo léo để nối kim loại
Hàn khò là một trong những loại hàn được sử dụng nhiều nhất. Chất trợ dung được áp dụng cho hai bề mặt nối thông qua một ngọn lửa khò trong quá trình hàn này. Ngọn lửa khò có ngọn lửa khử để ngăn ngừa quá trình oxy hóa. Ngọn lửa này thường được đốt bằng axetilen hoặc propylen, trong khi vật liệu độn ở dạng dây hoặc thanh. Hàn khò thường được thực hiện thủ công, do đó đòi hỏi công nhân được đào tạo để định hình ngọn lửa và vận hành đèn khò cầm tay. Phương pháp này chủ yếu phù hợp với công việc sửa chữa, trong đó cần có mức độ kiểm soát cao để đạt được kết quả mong muốn. Nó cũng có thể được sử dụng trong các tình huống sản xuất, trong đó hầu hết các nhiệm vụ được thực hiện thủ công.
2. Hàn lò: Một phương pháp linh hoạt và hiệu quả cho sản xuất trung bình và cao
Hàn lò là phương pháp sử dụng lò thương mại để cung cấp nhiệt. Vì sử dụng bình chứa nhiệt nên phương pháp này rất phù hợp với nhu cầu sản xuất quy mô vừa và lớn. Đối với sản xuất quy mô vừa, quy trình bắt đầu bằng cách nạp các thành phần và kim loại hàn theo từng đợt nhỏ vào lò. Tiếp theo, lò được nung nóng đến nhiệt độ hàn cần thiết. Sau khi quá trình nung nóng hoàn tất, các thành phần được làm nguội và lấy ra khỏi lò. Các hoạt động sản xuất cao sử dụng lò nung chảy, trong đó các bộ phận được đặt trên băng tải và vận chuyển qua các phần gia nhiệt và làm mát khác nhau. Kiểm soát nhiệt độ và khí quyển là rất quan trọng trong quá trình hàn lò, với khí quyển yêu cầu môi trường trung tính hoặc khử. Trong một số trường hợp, lò chân không cũng có thể được sử dụng.
3. Hàn cảm ứng: Phương pháp gia nhiệt nhanh cho sản lượng từ thấp đến cao
Hàn cảm ứng hoạt động theo nguyên lý sinh nhiệt thông qua điện trở. Trong phương pháp hàn này, các bộ phận được nạp kim loại phụ, được đặt bên trong cuộn cảm ứng mang dòng điện xoay chiều tần số cao. Điểm quan trọng cần lưu ý là cụm bộ phận chỉ được đặt bên trong. Không có kết nối vật lý nào với cuộn cảm ứng. Tần số AC được sử dụng trong hàn cảm ứng có phạm vi từ 5 kHz – 5 MHz. Tần số cao hơn được mong muốn để làm nóng bề mặt trước, trong khi tần số thấp hơn khiến nhiệt thâm nhập sâu hơn vào phôi. Hàn cảm ứng thường được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu sản xuất từ thấp đến cao. Ngoài ra, phương pháp này cung cấp phương pháp gia nhiệt nhanh để tạo ra các mối hàn chất lượng cao trong các bộ phận kim loại.
4. Hàn điện trở: Phương pháp gia nhiệt trực tiếp cho các bộ phận nhỏ
Hàn điện trở là phương pháp thu nhiệt từ điện trở của phôi kim loại khi dòng điện chạy qua chúng. Trong quy trình này, các bộ phận, cùng với kim loại phụ ở giữa, được giữ giữa các điện cực. Sau đó, áp suất cao và dòng điện chạy qua các điện cực. Phương pháp hàn điện trở tuân theo cùng nguyên tắc như hàn cảm ứng. Tuy nhiên, có một điểm khác biệt. Trong trường hợp này, các mảnh kim loại là một phần của vòng điện thay vì được đặt bên trong vòng đó. Điều thú vị là thiết bị được sử dụng trong quy trình này tương tự như thiết bị được sử dụng trong hàn điện trở. Tuy nhiên, thiết bị hàn tiêu thụ ít điện năng hơn nhiều so với hàn. Vì cả hàn cảm ứng và hàn điện trở đều cung cấp các chu kỳ nhanh nên chúng hữu ích trong các đơn vị sản xuất quy mô nhỏ.
5. Hàn nhúng: Phương pháp làm nóng nhanh cho nhiều bộ phận
Hàn nhúng là một quá trình trong đó sử dụng bồn kim loại nóng chảy hoặc bồn muối nóng chảy để gia nhiệt. Như tên của quá trình, các bộ phận lắp ráp được nhúng trong bồn nước nóng và quá trình đông đặc diễn ra khi các bộ phận được tháo ra. Trong phương pháp bồn muối, hỗn hợp nóng chảy, thành phần trợ dung và kim loại hàn được đặt trong cụm lắp ráp trước. Trong khi ở trong bồn kim loại, kim loại hàn nóng chảy đóng vai trò là môi trường gia nhiệt và được kéo vào mối nối bằng tác động mao dẫn trong quá trình ngâm. Giống như hai phương pháp trước, hàn nhúng cũng cung cấp các chu kỳ nhanh. Nhưng, nó có ưu điểm là hàn nhiều mối nối trên một thành phần duy nhất hoặc thậm chí nhiều thành phần cùng một lúc.
6. Hàn bằng tia hồng ngoại: Phương pháp hiện đại để hàn các phần mỏng
Trong hồng ngoại, nhiệt để hàn được cung cấp thông qua đèn IR cường độ cao. Những đèn này có thể tạo ra khoảng 5.000 W nhiệt, khi chiếu vào các bộ phận kim loại, khiến chúng tan chảy và sau đó được hàn. Quá trình này mất thời gian và chậm hơn so với các phương pháp hàn đã giải thích trước đó. Vì vậy, trường hợp sử dụng của nó chỉ giới hạn ở việc nối và hàn các phần kim loại mỏng.
Phần kết luận
Có sáu loại hàn chính, mỗi loại có một nguồn nhiệt khác nhau và một số ưu điểm. Hàn khò là phương pháp đáng tin cậy, có tay nghề cao thường được sử dụng cho công việc sửa chữa. Hàn lò, bao gồm lò nung, phù hợp với các ứng dụng sản xuất trung bình đến cao. Hàn cảm ứng và hàn điện trở, sử dụng nhiệt điện trở, là phương pháp gia nhiệt nhanh phù hợp nhất cho các bộ phận nhỏ. Hàn nhúng là phương pháp nhanh để hàn nhiều mối nối, trong khi hàn hồng ngoại chỉ giới hạn ở các mối nối mỏng sử dụng tia IR. Tóm lại, mỗi trong sáu phương pháp hàn đều có trường hợp sử dụng cụ thể và việc lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào ứng dụng, quy mô sản xuất và kết quả mong muốn.
Tài liệu tham khảo:
[1] MP Groover, Cơ sở sản xuất hiện đại: Quy trình và hệ thống , ấn bản lần thứ 5. Wiley. [2] Hiệp hội hàn Hoa Kỳ. Ủy ban hàn đồng thau và hàn thiếc, Sổ tay hàn đồng thau , ấn bản lần thứ 3. Miami: Hiệp hội hàn Hoa Kỳ, 1976, trang ix, 309 trang.
