0.3.1  Khái niệm

 10.3.1.1 Bản chất

Hàn điện hồ quang là phương pháp phổ biến nhất hiện nay để hàn các chi tiết lại với nhau. Nguồn nhiệt để hàn là hồ quang điện. Hồ quang là hiện tượng phóng điện qua môi trường khí giữa hai điện cực. Hồ quang phát ra một nguồn sáng và nguồn nhiệt rất lớn, nguồn nhiệt có nhiệt độ tập trung rất cao dùng để làm nóng chảy kim loại (đến 60000C)

10.3.1.2  Đặc điểm

   Ưu điểm:

+ Có thể hàn các chi tiết từ đơn giản đến phức tạp, các chi tiết có kích thước khác nhau.

+ Có thể hàn các mối hàn ở vị trí khác nhau trong không gian.

+ Có thể hàn trong các môi trường khác nhau ( khí bảo vệ, nước, chân không...)

+ Trang thiết bị hàn đơn giản

  Nhược điểm:

+ Năng suất thấp

+ Chất lương mối hàn phụ thuộc nhiều vào tay nghề người thợ

0.3.5.1  Nguồn điện hàn

Nguồn điện để cung cấp cho hồ quang  có thể là nguồn xoay chiều  hay nguồn một chiều.

Nguồn điện xoay chiều có ưu điểm sau: máy biến thế hàn đơn giản, dễ chế tạo nên giá thành rẻ. Nhưng hàn bằng nguồn điện xoay chiều thì khó gây hồ quang và hồ quang cháy không ổn định nên chất lượng mối hàn không cao.

          Nguồn điện hàn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

        - Điện thế không tải UO phải đủ lớn để gây hồ quang nhưng không gây nguy hiểm khi sử dụng.

                    Với dòng xoay chiều UO = 55 ¸80 vôn.

                    Với dòng một chiều UO = 30 ¸ 55 vôn

        - Cường độ dòng ngắn mạch phải nhỏ nhằm nâng cao tuổi thọ của máy hàn. Thường chỉ cho phép:

                                  Iđ = (1,3 ¸ 1,4)Ih

                  Iđ: Dòng điện ngắn mạch.

                  Ih: Dòng điện hàn khi hồ quang cháy ổn định.

6  Điện cực và que hàn

          Điện cực để hàn hồ quang có hai loại: Điện cực nóng chảy và điện cực không nóng chảy.

10.3.6.1  Điện cực không nóng chảy

         Được chế tạo bằng vonfram, than hoặc grafit. Loại điện cực không nóng chảy ngày nay ít được sử dụng.

10.3.6.2  Điện cực nóng chảy (còn gọi là que hàn).

       Que hàn là những dây kim loại thẳng cắt thành từng đoạn có chiều dài từ 250¸ 450mm; những đoạn này gọi là lõi que hàn.

       Que hàn điện thường dùng có hai loại:

                - Que hàn không thuốc bọc (que hàn trần) thường dùng trong hàn tự động.

   Lớp thuốc bọc ngoài lõi là một hỗn hợp gồm nhiều chất khoáng khác nhau nhằm mục đích: tạo xỉ hàn; sinh ra lớp khí bảo vệ mối hàn; hợp kim hóa mối hàn (bổ xung một số nguyên tố hợp kim cho mối hàn); làm ổn định sự cháy của hồ quang.

    Vật liệu kim loại chế tạo lõi que hàn có thể chia làm ba nhóm chính

                + Que hàn chế tạo bằng thép các bon.

                + Que hàn chế tạo bằng thép hợp kim.

                + Que hàn chế tạo bằng thép hợp kim cao hoặc hợp kim đặc biệt.

  Lõi que hàn phải đảm bảo các yêu cầu:

              + Đảm bảo yêu cầu về cơ tính và thành phần hoá học để bổ sung cho mối hàn.

                + Dễ gây hồ quang, hồ quang cháy ổn định

                + Nóng chảy đều, ít bị bắn toé ra xung quanh.

   Cấu tạo của que hàn tay được trình bày trên hình 10.180.3.5.2  Máy hàn hồ quang tay

ờng dùng một số loại máy hàn sau:

          a) Máy hàn xoay chiều:

         Thực chất là một biến áp để chuyển từ điện áp cao (220V h0ặc 380V) xuống dưới 90V. Trong máy được ghép thêm một số bộ điều khiển để điều chỉnh cường độ dòng điện hàn. Dưới đây là nguyên lí cấu tạo của hai loại máy thường gặp:+ Sơ đồ nguyên lí máy hàn điện xoay chiều một pha có bộ tự cảm riêng.  Hình 10.14Yêu cầu đối với máy hàn hồ quang tay:Ta có thể điều chỉnh được dòng điện ngắn mạch và dòng điện hàn bằng hai cách:

                + Thay đổi số vòng quấn của bộ tự cảm Wtc.

                + Thay đổi từ trở bộ tự cảm Rt. Muốn thay đổi Rt ta thay đổi khe hở không khí a trong bộ tự cảm. Tăng a thì Rt tăng, L giảm nên Xtc và Utc giảm, do đó cường độ dòng điện hàn tăng. Khi giảm a thì cường độ dòng điện hàn giảm xuống.+ Sơ đồ nguyên lí máy hàn điện xoay chiều một pha có lõi từ di động.  Hình 10.15õi di động nằm giữa hai cuộn sơ cấp và thứ cấp, tạo ra sự phân nhánh từ thông sinh ra trong lõi của máy. Nhờ đó có thể điều chỉnh vô cấp dòng điện.

            b) Máy hàn điện một chiều:

            Nguồn điện một chiều được tạo ra bằng cách: chỉnh lưu dòng điện xoay chiều hoặc dùng máy phát điện một chiều.+ Sơ đồ nguyên lí máy hàn điện một chiều một pha, chỉnh lưu bằng Điode. Hình 10.16

Ưu điểm của của loại máy dùng chỉnh lưu này là kết cấu đơn giản nhưng nhược điểm là dòng điện hàn không lớn ( phụ thuộc vào Điôde)+ Sơ đồ nguyên lí máy phát điện hàn  một chiều. Hình 10.17 Các loại máy phát điện hàn này thường có giá thành cao, khi sử dụng có độ ồn lớn, phức tạp trong sửa chữa.

        - Điện thế nguồn hàn phải thay đổi nhanh phù hợp với sự thay đổi điện trở hồ quang nhằm ổn định sự cháy của hồ quang. Hình 10.13

        - Máy hàn phải điều chỉnh được cường độ dòng điện thích hợp với đường kính que hàn khác nhau.

        - Khối lương và kích thước máy đảm bảo gọn nhẹ, cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng, giá  thành rẻ.