Máy hàn hồ quang chìm là thiết bị hàn tự động sử dụng phương pháp hàn dưới lớp thuốc bảo vệ, giúp tạo ra mối hàn chắc chắn, đều và ít bắn tóe. Nguyên lý hoạt động dựa trên hồ quang điện tạo nhiệt làm nóng chảy dây hàn và kim loại cơ bản, đồng thời lớp thuốc bảo vệ dạng hạt phủ lên vùng hàn để ngăn ngừa oxy hóa, bảo vệ mối hàn và tạo lớp xỉ dễ dàng tách ra sau khi hàn. Máy hàn hồ quang chìm thường được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nặng như đóng tàu, chế tạo cơ khí và xây dựng nhờ hiệu suất cao và chất lượng mối hàn vượt trội.

Giới thiệu về máy hàn hồ quang chìm (SAW)

Máy hàn hồ quang chìm, còn được gọi là Submerged Arc Welding (SAW) trong tiếng Anh, là một phương pháp hàn tự động cao cấp được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nặng. Đây là kỹ thuật hàn đặc biệt khi hồ quang điện được tạo ra giữa điện cực và vật liệu cơ bản nhưng hoàn toàn bị “chìm” dưới lớp thuốc hàn dạng hạt (flux).

Điểm đặc trưng nhất của công nghệ hàn hồ quang chìm chính là quá trình hàn diễn ra dưới lớp thuốc bảo vệ, khác biệt hoàn toàn so với các phương pháp hàn thông thường như hàn que (SMAW), hàn MIG/MAG (GMAW) hay hàn TIG (GTAW). Trong khi các phương pháp hàn truyền thống có hồ quang điện tiếp xúc trực tiếp với không khí và cần đến khí bảo vệ riêng, máy hàn hồ quang chìm sử dụng lớp thuốc hàn dạng bột để che chắn toàn bộ quá trình, tạo ra mối hàn chất lượng cao với tốc độ ấn tượng.

Máy hàn hồ quang chìm thường được áp dụng cho các dự án quy mô lớn đòi hỏi mối hàn dài, liên tục và có độ bền cao. Công nghệ này đặc biệt phù hợp với việc hàn các tấm kim loại dày từ 5mm trở lên và có thể tạo ra mối hàn có độ sâu ngấu tới 10-15mm chỉ trong một lần thực hiện.

Nguyên lý hoạt động của máy hàn hồ quang chìm

Máy hàn hồ quang chìm hoạt động dựa trên nguyên lý tạo ra hồ quang điện giữa dây hàn (điện cực) và vật liệu cơ bản trong môi trường được bảo vệ hoàn toàn bởi lớp thuốc hàn. Quá trình này có thể được mô tả qua các bước cụ thể sau:

• Đầu tiên, lớp thuốc hàn dạng hạt (flux) được rải lên bề mặt vật liệu cần hàn, tạo thành một lớp phủ dày khoảng 20-30mm. Dây hàn liên tục được đưa vào khu vực hàn bởi hệ thống cấp dây tự động, trong khi đầu hàn di chuyển dọc theo đường hàn với tốc độ ổn định.
• Khi dòng điện được cấp vào, hồ quang điện phát sinh giữa đầu dây hàn và vật liệu cơ bản, tạo ra nhiệt lượng cực cao lên đến 5.000-6.000°C. Nhiệt độ này đủ để nóng chảy cả dây hàn và kim loại cơ bản, tạo thành vũng kim loại lỏng. Đồng thời, một phần thuốc hàn cũng nóng chảy, tạo thành lớp xỉ bảo vệ cho kim loại lỏng bên dưới.
• Điểm đặc biệt của quá trình này là toàn bộ hồ quang điện đều bị “chìm” dưới lớp thuốc hàn, không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Lớp thuốc hàn này đóng vai trò quan trọng, vừa bảo vệ vũng hàn khỏi oxy hóa, vừa tạo ra môi trường hóa học thuận lợi cho mối hàn, đồng thời hấp thụ bức xạ hồ quang và giảm thiểu khói hàn phát sinh.
• Khi quá trình hàn di chuyển tiếp, kim loại lỏng dần nguội lại và đông đặc, hình thành mối hàn chắc chắn. Lớp xỉ đông đặc phía trên có thể dễ dàng loại bỏ sau khi hoàn thành, để lộ ra mối hàn mịn màng và chất lượng cao.
• Do đặc điểm tự động hóa cao, máy hàn hồ quang chìm cho phép điều khiển chính xác các thông số như dòng điện (thường từ 300-2000A), điện áp (25-40V), tốc độ cấp dây và tốc độ di chuyển đầu hàn. Sự phối hợp tối ưu của các thông số này tạo ra mối hàn có độ ngấu sâu, độ bền cao và ít khuyết tật.

Lợi ích của máy hàn hồ quang chìm

Máy hàn hồ quang chìm mang đến nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp hàn truyền thống, đặc biệt trong các ứng dụng công nghiệp quy mô lớn. Những lợi ích chính của công nghệ này bao gồm:

• Năng suất cao là một trong những ưu điểm nổi bật nhất của phương pháp hàn hồ quang chìm. Với tốc độ hàn có thể đạt 20-60 mét/giờ (tùy thuộc vào độ dày vật liệu), máy hàn hồ quang chìm giúp tiết kiệm đáng kể thời gian so với hàn que truyền thống chỉ đạt 1-2 mét/giờ. Khả năng làm việc liên tục trong thời gian dài không bị gián đoạn để thay điện cực như hàn que cũng góp phần nâng cao hiệu suất sản xuất.
• Chất lượng mối hàn xuất sắc là một lợi thế không thể phủ nhận. Máy hàn hồ quang chìm tạo ra mối hàn đồng đều, có độ ngấu sâu, độ bền cơ học cao và ít khuyết tật. Lớp thuốc hàn bảo vệ hoàn toàn vũng hàn khỏi tác động của môi trường, giúp giảm thiểu lỗi hàn như rỗ khí, ngậm xỉ hay nứt. Điều này đặc biệt quan trọng trong các kết cấu chịu lực cao như tàu biển, cầu cảng hay bồn chứa áp lực.
• Hiệu suất sử dụng vật liệu hàn cao cũng là một lợi thế lớn. Với phương pháp này, hiệu suất sử dụng dây hàn có thể đạt tới 99%, trong khi các phương pháp khác như hàn que chỉ đạt 65-85%. Thuốc hàn chưa nóng chảy có thể thu hồi và tái sử dụng, giúp tiết kiệm chi phí vật tư.
• Về mặt an toàn lao động, máy hàn hồ quang chìm cũng vượt trội hơn. Do hồ quang điện được che chắn hoàn toàn bởi lớp thuốc hàn, người vận hành không bị tiếp xúc trực tiếp với bức xạ tia UV, giảm khói hàn và giảm nguy cơ bỏng do tia lửa bắn. Tuy nhiên, vẫn cần tuân thủ các quy tắc an toàn chung khi làm việc với thiết bị hàn.
• Trong ngành công nghiệp, máy hàn hồ quang chìm được ứng dụng rộng rãi trong đóng tàu, sản xuất ống thép đường kính lớn, chế tạo dầm cầu, kết cấu thép công trình, bồn chứa áp lực, và nhiều cấu kiện công nghiệp nặng khác. Tại Việt Nam, công nghệ này đang được sử dụng ngày càng phổ biến trong các nhà máy đóng tàu lớn, các dự án cầu đường quy mô lớn và các nhà máy chế tạo kết cấu thép.

Cấu tạo và thông số kỹ thuật của máy hàn hồ quang chìm

Máy hàn hồ quang chìm là một hệ thống phức tạp gồm nhiều bộ phận chính phối hợp làm việc cùng nhau. Hiểu rõ cấu tạo và thông số kỹ thuật của thiết bị này sẽ giúp người sử dụng vận hành hiệu quả và an toàn.

Các bộ phận chính của máy hàn hồ quang chìm:

• Nguồn điện hàn: Đây là “trái tim” của hệ thống, cung cấp dòng điện một chiều (DC) hoặc xoay chiều (AC) với cường độ lớn cho quá trình hàn. Nguồn điện hàn SAW thường có công suất từ 600-1500A, điện áp hàn từ 25-40V, cho phép hàn liên tục với chu kỳ tải cao (duty cycle) lên đến 100% ở công suất định mức.
• Hệ thống cấp dây hàn: Bộ phận này đảm bảo cung cấp dây hàn liên tục với tốc độ ổn định và chính xác. Hệ thống bao gồm cuộn dây hàn, động cơ điều khiển, các con lăn dẫn hướng và đầu tiếp xúc dòng điện. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, đường kính dây hàn có thể từ 2.4-6.0mm, với tốc độ cấp dây điều chỉnh được từ 0.5-2.0 m/phút.
• Hệ thống cấp thuốc hàn: Gồm phễu chứa thuốc hàn và cơ cấu định lượng, đảm bảo rải thuốc hàn đều và đủ lượng trước khi hồ quang đi qua. Hệ thống này cũng thường kết hợp với bộ phận thu hồi thuốc hàn chưa sử dụng để tiết kiệm chi phí.
• Đầu hàn và cơ cấu di chuyển: Đầu hàn là nơi tập trung các bộ phận như vòi cấp dây, phễu cấp thuốc và các cảm biến điều khiển. Cơ cấu di chuyển có thể là loại xe chạy trên ray (tractor) hoặc loại cần treo (boom type), cho phép điều chỉnh tốc độ hàn từ 10-60 m/giờ tùy theo yêu cầu.
• Hệ thống điều khiển: Bao gồm bảng điều khiển với các nút bấm, màn hình hiển thị và hệ thống vi xử lý, cho phép cài đặt, giám sát và điều chỉnh các thông số hàn như dòng điện, điện áp, tốc độ cấp dây và tốc độ di chuyển. Các máy hiện đại còn tích hợp chức năng lưu trữ các chương trình hàn và kết nối với máy tính.

Thông số kỹ thuật quan trọng:

• Công suất hàn: Thông số này quyết định khả năng hàn vật liệu dày, thường từ 15-60 kW (kilowatt).
• Dòng điện hàn: Dao động từ 300-2000A tùy theo độ dày vật liệu và yêu cầu mối hàn.
• Điện áp hàn: Thường từ 25-45V, cao hơn so với các phương pháp hàn khác.
• Duty cycle (chu kỳ tải): Nhiều máy hàn hồ quang chìm công nghiệp có thể đạt 100% ở công suất định mức, nghĩa là có thể hàn liên tục không nghỉ.
• Tốc độ hàn: Có thể điều chỉnh từ 10-60 m/giờ tùy theo vật liệu và ứng dụng.
• Đường kính dây hàn tương thích: Thông thường từ 2.4-6.0mm.
• Độ ngấu sâu: Có thể đạt 10-15mm trong một lần hàn đơn.

Hiểu rõ các thông số kỹ thuật này sẽ giúp người sử dụng lựa chọn thiết bị phù hợp và thiết lập các thông số hàn tối ưu cho từng ứng dụng cụ thể. Ví dụ, để hàn tấm thép dày 20mm, có thể cần máy hàn với dòng điện từ 800A trở lên, điện áp khoảng 32-36V và tốc độ hàn khoảng 20-25 m/giờ để đảm bảo độ ngấu đủ sâu và chất lượng mối hàn.

Hướng dẫn sử dụng và bảo trì máy hàn hồ quang chìm

Vận hành đúng cách và bảo trì thường xuyên là yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu suất cao và tuổi thọ dài cho máy hàn hồ quang chìm. Dưới đây là hướng dẫn chi tiết về quy trình sử dụng và bảo trì thiết bị này.

Quy trình vận hành máy hàn hồ quang chìm:

Bước 1: Chuẩn bị vật liệu hàn

1. Đảm bảo bề mặt vật liệu cần hàn sạch, không dầu mỡ, gỉ sét hay tạp chất.
2. Vị trí mối hàn cần được chuẩn bị theo đúng yêu cầu kỹ thuật (vát mép, khe hở).
3. Cố định chắc chắn các phôi hàn, đảm bảo không bị dịch chuyển trong quá trình hàn.

Bước 2: Chuẩn bị thiết bị

1. Kiểm tra các kết nối điện, dây cáp và hệ thống làm mát (nếu có).
2. Lắp cuộn dây hàn đúng loại và đường kính theo yêu cầu kỹ thuật.
3. Đổ đầy thuốc hàn vào phễu chứa.
4. Kiểm tra đầu tiếp xúc dòng điện và thay thế nếu bị mòn.
5. Đặt thiết bị đúng vị trí trên đường hàn.

Bước 3: Thiết lập thông số hàn

1. Cài đặt dòng điện hàn dựa trên độ dày vật liệu và loại mối hàn (thông thường 100-125A cho mỗi mm đường kính dây hàn).
2. Điều chỉnh điện áp hàn (thường dao động từ 26-40V cho hàn DC, cao hơn cho hàn AC).
3. Thiết lập tốc độ cấp dây và tốc độ di chuyển đầu hàn.
4. Đối với máy hiện đại, có thể chọn chương trình hàn đã lưu trước đó cho các ứng dụng tương tự.

Bước 4: Thực hiện hàn

1. Rải một lớp thuốc hàn đủ dày (khoảng 25-30mm) tại điểm bắt đầu.
2. Đặt đầu dây hàn ở vị trí bắt đầu, đảm bảo khoảng cách đúng đến vật liệu.
3. Kích hoạt hệ thống và bắt đầu quá trình hàn.
4. Giám sát quá trình, đảm bảo lớp thuốc hàn luôn đủ dày và quá trình diễn ra ổn định.

Bước 5: Hoàn thiện

1. Sau khi hoàn thành, tắt nguồn và chờ mối hàn nguội.
2. Thu hồi thuốc hàn chưa sử dụng để tái sử dụng.
3. Loại bỏ lớp xỉ hàn đã đông đặc.
4. Kiểm tra mối hàn bằng mắt thường và các phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) nếu cần.

Quy trình bảo trì thiết bị:

Bảo trì hàng ngày:

1. Làm sạch đầu hàn, loại bỏ bụi thuốc hàn và xỉ.
2. Kiểm tra và làm sạch các con lăn dẫn dây, thay nếu bị mòn.
3. Kiểm tra đầu tiếp xúc dòng điện (contact tip) và thay nếu cần.
4. Kiểm tra hệ thống cấp thuốc hàn, đảm bảo không bị tắc nghẽn.
5. Kiểm tra các kết nối điện, đảm bảo chắc chắn và không bị oxy hóa.

Bảo trì định kỳ (hàng tháng):

1. Kiểm tra hệ thống làm mát (nếu có), đảm bảo dung dịch làm mát đủ và không bị rò rỉ.
2. Kiểm tra và làm sạch bộ lọc không khí của nguồn điện hàn.
3. Kiểm tra tình trạng của các dây cáp điện, đảm bảo không bị hư hỏng lớp cách điện.
4. Bôi trơn các bộ phận chuyển động theo khuyến cáo của nhà sản xuất.
5. Kiểm tra hệ thống di chuyển, đảm bảo ray dẫn hướng sạch và không bị mòn.

Bảo trì chuyên sâu (3-6 tháng):

1. Kiểm tra toàn diện nguồn điện hàn bởi kỹ thuật viên có chuyên môn.
2. Làm sạch bên trong tủ điện, loại bỏ bụi và kiểm tra các kết nối.
3. Kiểm tra hệ thống điều khiển và hiệu chuẩn các thiết bị đo nếu cần.
4. Thay thế các bộ phận tiêu hao theo khuyến cáo nhà sản xuất.
5. Kiểm tra và hiệu chỉnh các thông số hàn.

An toàn khi sử dụng máy hàn hồ quang chìm:

1. Luôn mặc đầy đủ thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE) bao gồm găng tay, kính bảo hộ, giày an toàn và quần áo bảo hộ lao động.
2. Đảm bảo khu vực hàn thông thoáng, không có vật liệu dễ cháy.
3. Không vận hành thiết bị khi bị ướt hoặc trong môi trường ẩm ướt.
4. Chỉ cho phép nhân viên đã qua đào tạo vận hành thiết bị.
5. Tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn điện và phòng chống cháy nổ.

Việc tuân thủ đúng quy trình vận hành và bảo trì không chỉ giúp kéo dài tuổi thọ của máy hàn hồ quang chìm mà còn đảm bảo chất lượng mối hàn ổn định và an toàn cho người vận hành. Nhớ rằng, mặc dù quá trình hàn được che chắn bởi lớp thuốc hàn, nhưng các biện pháp an toàn cơ bản vẫn cần được áp dụng nghiêm ngặt.

Các thương hiệu máy hàn hồ quang chìm nổi bật

Trên thị trường hiện nay, có nhiều thương hiệu sản xuất máy hàn hồ quang chìm với chất lượng và mức giá đa dạng. Việc lựa chọn thương hiệu phù hợp phụ thuộc vào quy mô ứng dụng, ngân sách và yêu cầu kỹ thuật cụ thể. Dưới đây là những thương hiệu nổi bật trong lĩnh vực này:

Lincoln Electric

Lincoln Electric là một trong những thương hiệu lâu đời và uy tín nhất trong ngành thiết bị hàn, có trụ sở tại Mỹ. Dòng sản phẩm nổi bật của họ là hệ thống Power Wave® AC/DC 1000® SD kết hợp với đầu hàn tự động NA-5. Thiết bị này nổi tiếng với khả năng hàn liên tục ở công suất cao, hệ thống điều khiển số tiên tiến và độ tin cậy xuất sắc.

Ưu điểm của thiết bị Lincoln Electric bao gồm công nghệ điều khiển hồ quang tiên tiến, khả năng tương thích với nhiều loại dây và thuốc hàn, cùng hệ thống hỗ trợ kỹ thuật toàn cầu. Tại Việt Nam, Lincoln Electric có mạng lưới đại lý rộng khắp và trung tâm bảo hành chuyên nghiệp, giúp người dùng an tâm khi đầu tư thiết bị có giá trị cao này.

ESAB

ESAB là thương hiệu có nguồn gốc từ Thụy Điển, nổi tiếng với các hệ thống hàn hồ quang chìm tự động hoàn toàn như ESAB A6S SAW và LAF 1250 DC. Các thiết bị của ESAB được đánh giá cao về sự ổn định, hiệu suất hàn đồng đều và khả năng làm việc trong môi trường công nghiệp nặng.

ESAB cũng cung cấp hệ thống tích hợp với các giải pháp tự động hóa cao, phù hợp cho các dây chuyền sản xuất quy mô lớn. Đặc biệt, họ còn có lợi thế là cung cấp toàn diện cả máy hàn, dây hàn và thuốc hàn, đảm bảo sự tương thích hoàn hảo giữa các thành phần trong hệ thống.

Miller Electric

Miller Electric là thương hiệu của Mỹ với lịch sử phát triển lâu dài, nổi bật với dòng sản phẩm SubArc Digital Series. Thiết bị của Miller được biết đến với giao diện người dùng thân thiện, hệ thống điều khiển kỹ thuật số thông minh và khả năng kết nối với hệ thống tự động hóa sản xuất.

Một trong những ưu điểm nổi bật của thiết bị Miller là công nghệ True Energy™, cho phép giám sát và kiểm soát chính xác năng lượng đầu vào trong quá trình hàn, đảm bảo chất lượng mối hàn ổn định ngay cả khi điều kiện nguồn điện không ổn định.

Fronius

Fronius là thương hiệu đến từ Áo, không chỉ nổi tiếng với các thiết bị hàn MIG/MAG hay TIG mà còn cung cấp các giải pháp hàn hồ quang chìm chất lượng cao như Fronius TransSub. Điểm mạnh của Fronius là công nghệ làm mát hiệu quả, giao diện số trực quan và thiết kế module hóa, cho phép mở rộng và nâng cấp dễ dàng.

Thiết bị của Fronius thường được đánh giá cao về hiệu suất năng lượng và độ bền, phù hợp với các xưởng sản xuất vừa và nhỏ cần sự linh hoạt trong vận hành.

Jasic

Jasic là thương hiệu đến từ Trung Quốc nhưng đã dần khẳng định vị thế trong lĩnh vực thiết bị hàn tại thị trường Việt Nam. Dòng sản phẩm hàn hồ quang chìm của họ như MZ-1000/1250 cung cấp giải pháp với chi phí hợp lý hơn so với các thương hiệu châu Âu hay Mỹ, đồng thời vẫn đảm bảo các tính năng cơ bản cần thiết.

Jasic phù hợp với các xưởng sản xuất vừa và nhỏ, các doanh nghiệp mới bắt đầu đầu tư vào công nghệ hàn hồ quang chìm mà chưa cần đến các tính năng cao cấp của thiết bị đắt tiền.

Riland

Tương tự như Jasic, Riland cũng là thương hiệu Trung Quốc đang dần chiếm lĩnh phân khúc thị trường giá rẻ và trung cấp tại Việt Nam. Các mẫu máy hàn hồ quang chìm như Riland MZ Series cung cấp các tính năng cơ bản với giá thành phải chăng, phù hợp cho các ứng dụng không yêu cầu độ chính xác cực cao.

Ưu điểm của Riland là chi phí đầu tư ban đầu thấp, phụ tùng thay thế dễ tìm và chi phí bảo trì hợp lý. Tuy nhiên, về độ bền và độ ổn định trong thời gian dài, các thiết bị này vẫn chưa thể so sánh với các thương hiệu cao cấp từ châu Âu và Mỹ.

Khi lựa chọn thương hiệu máy hàn hồ quang chìm, nên xem xét các yếu tố như quy mô sản xuất, độ phức tạp của ứng dụng, ngân sách đầu tư, và đặc biệt là dịch vụ hậu mãi tại địa phương. Máy hàn hồ quang chìm là thiết bị công nghiệp phức tạp, việc có được hỗ trợ kỹ thuật kịp thời khi cần là yếu tố quan trọng cần cân nhắc.

So sánh giữa máy hàn hồ quang chìm và các phương pháp hàn khác

Để lựa chọn công nghệ hàn phù hợp với từng ứng dụng, việc hiểu rõ những ưu điểm và hạn chế của máy hàn hồ quang chìm so với các phương pháp hàn khác là rất cần thiết. Dưới đây là phân tích so sánh chi tiết:

Máy hàn hồ quang chìm (SAW) so với hàn que (SMAW)

Năng suất và hiệu quả:

• SAW: Tốc độ hàn cao (20-60 m/giờ), hàn liên tục không gián đoạn.
• SMAW: Tốc độ hàn thấp (1-2 m/giờ), phải dừng để thay que hàn thường xuyên.

Chất lượng mối hàn:

• SAW: Mối hàn đồng đều, độ ngấu sâu cao, ít khuyết tật, độ bền và chất lượng ổn định.
• SMAW: Chất lượng mối hàn phụ thuộc nhiều vào tay nghề thợ hàn, dễ xảy ra các lỗi như lỗ khí, ngậm xỉ.

Tính linh hoạt:

• SAW: Chỉ phù hợp với vị trí hàn bằng hoặc hàn ngang, khó thực hiện ở các vị trí phức tạp.
• SMAW: Linh hoạt cao, có thể hàn ở mọi vị trí và trong không gian hẹp.

Chi phí đầu tư:

• SAW: Chi phí thiết bị cao, từ vài trăm triệu đến hàng tỷ đồng.
• SMAW: Chi phí thiết bị thấp, chỉ vài chục triệu đồng.

Máy hàn hồ quang chìm (SAW) so với hàn MIG/MAG (GMAW)

Độ ngấu và khả năng hàn vật liệu dày:

• SAW: Độ ngấu rất sâu (10-15mm trong một lần hàn), lý tưởng cho vật liệu dày từ 5mm trở lên.
• GMAW: Độ ngấu trung bình, phù hợp với vật liệu mỏng đến trung bình (0.5-6mm).

Bảo vệ môi trường hàn:

• SAW: Bảo vệ hoàn toàn bằng lớp thuốc hàn, không phát sinh khói, tia lửa và tia UV ra môi trường.
• GMAW: Bảo vệ bằng khí (Ar, CO2 hoặc hỗn hợp), vẫn phát sinh khói, tia lửa và tia UV.

Mức độ tự động hóa:

• SAW: Hoàn toàn tự động, ít phụ thuộc vào kỹ năng người vận hành.
• GMAW: Có thể bán tự động (phổ biến) hoặc tự động hoàn toàn, đòi hỏi kỹ năng người vận hành ở mức trung bình.

Tính linh hoạt:

• SAW: Chỉ phù hợp cho các ứng dụng cố định, sản xuất hàng loạt.
• GMAW: Linh hoạt hơn, có thể ứng dụng cho nhiều loại vật liệu và hình dạng khác nhau.

Máy hàn hồ quang chìm (SAW) so với hàn TIG (GTAW)

Tốc độ và hiệu suất:

• SAW: Tốc độ hàn rất cao, phù hợp với dự án quy mô lớn.
• GTAW: Tốc độ hàn chậm nhất trong các phương pháp, phù hợp với các chi tiết yêu cầu độ chính xác cao.

Chất lượng bề mặt mối hàn:

• SAW: Mối hàn mịn nhưng thường cần gia công hoàn thiện sau hàn.
• GTAW: Tạo ra mối hàn đẹp nhất, thường không cần gia công sau hàn.

Khả năng kiểm soát quá trình:

• SAW: Hồ quang bị che khuất hoàn toàn, người vận hành không thể quan sát trực tiếp.
• GTAW: Cho phép người hàn quan sát và kiểm soát trực tiếp quá trình hàn, điều chỉnh linh hoạt.

Ứng dụng vật liệu:

• SAW: Chủ yếu dùng cho thép các loại, ít khi dùng cho kim loại màu.
• GTAW: Phù hợp với nhiều loại kim loại, đặc biệt là nhôm, inox, titan và các kim loại đặc biệt.

Tình huống sử dụng phù hợp cho từng phương pháp:

Nên sử dụng máy hàn hồ quang chìm khi:

• Cần hàn các mối dài, liên tục trên vật liệu dày.
• Ứng dụng trong sản xuất hàng loạt với yêu cầu mối hàn đồng đều.
• Cần năng suất cao và chi phí vận hành thấp trong dài hạn.
• Làm việc với các kết cấu lớn như đóng tàu, cầu đường, ống dẫn đường kính lớn.
• Vị trí hàn bằng và có không gian rộng rãi để bố trí thiết bị.

Nên sử dụng các phương pháp hàn khác khi:

• Hàn SMAW: Làm việc tại hiện trường, không có điều kiện vận chuyển thiết bị lớn, cần hàn ở các vị trí khó.
• Hàn GMAW: Cần tốc độ cao nhưng vẫn đảm bảo tính linh hoạt, làm việc với vật liệu mỏng đến trung bình.
• Hàn GTAW: Yêu cầu mối hàn chính xác, đẹp, làm việc với kim loại đặc biệt hoặc các chi tiết tinh xảo.

Tóm lại, máy hàn hồ quang chìm không phải là giải pháp vạn năng cho mọi ứng dụng hàn. Đây là công nghệ chuyên biệt, phát huy tối đa hiệu quả trong các dự án công nghiệp quy mô lớn, đòi hỏi năng suất cao và chất lượng mối hàn ổn định. Việc cân nhắc giữa chi phí đầu tư ban đầu, yêu cầu kỹ thuật của ứng dụng và lợi ích lâu dài là cần thiết khi lựa chọn công nghệ hàn phù hợp.

Những câu hỏi thường gặp về máy hàn hồ quang chìm

1. Máy hàn hồ quang chìm có thể hàn những loại kim loại nào?

Máy hàn hồ quang chìm chủ yếu được sử dụng để hàn thép cacbon, thép hợp kim thấp và một số loại thép không gỉ. Đây là phương pháp đặc biệt hiệu quả với các kim loại có độ dày từ 5mm trở lên. Tuy nhiên, máy hàn hồ quang chìm ít khi được sử dụng để hàn kim loại màu như nhôm, đồng hay titan do đặc tính của quá trình hàn và yêu cầu về thuốc hàn đặc biệt.

2. Công suất tối thiểu cần thiết để vận hành máy hàn hồ quang chìm là bao nhiêu?

Để vận hành máy hàn hồ quang chìm một cách hiệu quả, hệ thống điện cần đáp ứng công suất tối thiểu từ 20kVA trở lên cho các máy cỡ nhỏ, và 50-100kVA cho các máy công suất lớn. Nguồn điện cần ổn định, tốt nhất là hệ thống 3 pha, với điện áp 380-400V. Nhiều xưởng sản xuất cần lắp đặt thêm máy ổn áp hoặc máy phát điện riêng để đảm bảo hoạt động ổn định cho thiết bị này.

3. Có thể sử dụng máy hàn hồ quang chìm ở mọi vị trí hàn không?

Không, đây là một hạn chế đáng kể của công nghệ hàn hồ quang chìm. Do nguyên lý hoạt động với thuốc hàn dạng hạt cần được giữ tại vị trí hàn bởi trọng lực, máy hàn hồ quang chìm chỉ phù hợp với vị trí hàn bằng (1G) và một số trường hợp hàn ngang (2G) có thiết bị đặc biệt. Không thể sử dụng để hàn ở vị trí đứng (3G), hàn trần (4G) hoặc các vị trí phức tạp khác.

4. Thuốc hàn (flux) có thể tái sử dụng không?

Có, đây là một trong những ưu điểm của công nghệ hàn hồ quang chìm. Thuốc hàn chưa nóng chảy (khoảng 60-70% tổng lượng sử dụng) có thể được thu hồi và tái sử dụng. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng thuốc hàn tái sử dụng phải được sàng lọc để loại bỏ tạp chất và đôi khi cần được sấy khô trước khi sử dụng lại để đảm bảo chất lượng mối hàn. Hầu hết các hệ thống hàn hồ quang chìm hiện đại đều tích hợp hệ thống thu hồi thuốc hàn tự động.

5. Sự khác biệt giữa máy hàn hồ quang chìm DC và AC là gì?

Máy hàn hồ quang chìm DC (dòng một chiều) tạo ra mối hàn có độ ngấu sâu hơn, kiểm soát vũng hàn tốt hơn và ít bị rỗ khí. Đây là lựa chọn phổ biến cho hầu hết các ứng dụng, đặc biệt khi hàn thép cacbon và thép hợp kim thấp.

Máy hàn hồ quang chìm AC (dòng xoay chiều) có ưu điểm ở khả năng chống hiện tượng từ hóa (magnetic blow) khi hàn vật liệu có tính từ cao, tốc độ đắp cao hơn và ít nguy cơ nứt nóng trong mối hàn. Tuy nhiên, độ ngấu sâu thường kém hơn so với hàn DC.

Nhiều máy hiện đại cung cấp cả hai chế độ (DC và AC) hoặc thậm chí công nghệ sóng vuông AC, cho phép người sử dụng linh hoạt lựa chọn phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.

6. Làm thế nào để chọn loại dây hàn và thuốc hàn phù hợp?

Việc lựa chọn dây hàn và thuốc hàn phải dựa trên nhiều yếu tố:

1. Loại vật liệu cơ bản cần hàn (thành phần hóa học, độ dày)
2. Yêu cầu về cơ tính của mối hàn (độ bền kéo, độ dai va đập)
3. Vị trí hàn và hình dạng mối hàn
4. Điều kiện làm việc của kết cấu (nhiệt độ, môi trường ăn mòn)

Thường có bảng đối chiếu do nhà sản xuất cung cấp để lựa chọn sự kết hợp dây-thuốc phù hợp. Nguyên tắc chung là dây và thuốc phải tương thích với nhau và với vật liệu cơ bản. Ví dụ, khi hàn thép Q345, có thể sử dụng dây hàn H08A kết hợp với thuốc hàn HJ431 để đạt được mối hàn có đặc tính cơ học tương đương với vật liệu cơ bản.

7. Chi phí vận hành của máy hàn hồ quang chìm như thế nào so với các phương pháp hàn khác?

Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cao, nhưng xét về dài hạn, máy hàn hồ quang chìm có chi phí vận hành thấp hơn nhiều so với các phương pháp hàn khác cho khối lượng công việc tương đương. Cụ thể:

• Tiết kiệm vật liệu hàn: Hiệu suất sử dụng dây đạt tới 99% (so với 65-85% của hàn que).
• Thuốc hàn có thể tái sử dụng, giảm chi phí vật tư.
• Năng suất cao: Hàn được nhiều mét trong một giờ, giảm chi phí nhân công.
• Ít phải sửa chữa và làm lại do chất lượng mối hàn ổn định.
• Tiết kiệm điện năng: Mặc dù công suất lớn nhưng thời gian hoàn thành công việc ngắn hơn nhiều.

Theo tính toán thực tế tại nhiều nhà máy tại Việt Nam, khi áp dụng cho các dự án lớn, chi phí trên mỗi mét hàn của phương pháp hàn hồ quang chìm có thể thấp hơn 30-50% so với hàn que và 15-30% so với hàn MIG/MAG cho cùng loại và độ dày vật liệu.

8. Làm thế nào để khắc phục các lỗi thường gặp trong quá trình hàn hồ quang chìm?

Lỗi rỗ khí trong mối hàn:

• Nguyên nhân: Thuốc hàn bị ẩm, bề mặt vật liệu bẩn, tốc độ hàn quá nhanh.
• Khắc phục: Sấy khô thuốc hàn (150-300°C), làm sạch bề mặt vật liệu, giảm tốc độ hàn.

Lỗi ngậm xỉ:

• Nguyên nhân: Dòng điện không phù hợp, góc hàn không đúng, thiết kế mối hàn không hợp lý.
• Khắc phục: Điều chỉnh dòng điện, góc hàn, và chuẩn bị mép hàn thích hợp.

Lỗi không ngấu (lack of fusion):

• Nguyên nhân: Dòng điện thấp, tốc độ hàn quá nhanh, khe hở không đủ.
• Khắc phục: Tăng dòng điện, giảm tốc độ hàn, chuẩn bị mép hàn đúng kỹ thuật.

Lỗi cháy thủng (burn through):

• Nguyên nhân: Dòng điện quá cao, tốc độ hàn quá chậm, khe hở quá lớn.
• Khắc phục: Giảm dòng điện, tăng tốc độ hàn, điều chỉnh khe hở phù hợp.

9. Các tiêu chuẩn an toàn cần tuân thủ khi sử dụng máy hàn hồ quang chìm?

Mặc dù máy hàn hồ quang chìm tạo ra ít bức xạ và khói hàn trực tiếp hơn so với các phương pháp khác, nhưng vẫn cần tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt:

• Tuân thủ TCVN 8642:2013 về an toàn trong hàn cắt kim loại.
• Người vận hành phải được đào tạo chuyên nghiệp và có chứng chỉ phù hợp.
• Trang bị đầy đủ PPE: kính bảo hộ, găng tay, giày an toàn, quần áo bảo hộ.
• Đảm bảo thông gió tốt tại khu vực làm việc.
• Thiết bị phải được nối đất đúng cách, đảm bảo an toàn điện.
• Có sẵn thiết bị chữa cháy phù hợp gần khu vực làm việc.
• Kiểm tra thường xuyên thiết bị để phát hiện hư hỏng, rò rỉ.
• Cách ly khu vực hàn khỏi các hoạt động khác và vật liệu dễ cháy.

10. Máy hàn hồ quang chìm có phù hợp với các xưởng sản xuất nhỏ không?

Máy hàn hồ quang chìm thường ít phù hợp với các xưởng sản xuất nhỏ vì một số lý do:

• Chi phí đầu tư ban đầu cao.
• Yêu cầu không gian lắp đặt lớn.
• Cần nguồn điện công suất cao và ổn định.
• Hiệu quả kinh tế chỉ đạt được khi có khối lượng công việc lớn và liên tục.
• Hạn chế về vị trí hàn và tính linh hoạt.

Tuy nhiên, nếu xưởng sản xuất nhỏ chuyên về các sản phẩm yêu cầu mối hàn dài, chất lượng cao và sản xuất lặp lại (như sản xuất cấu kiện cầu thang, khung thép, bồn chứa), việc đầu tư máy hàn hồ quang chìm cỡ nhỏ vẫn có thể mang lại hiệu quả. Trong trường hợp này, có thể cân nhắc các máy của thương hiệu Trung Quốc với giá thành hợp lý hơn nhưng vẫn đáp ứng được yêu cầu cơ bản.

Thay thế cho việc mua máy mới, các xưởng nhỏ có thể cân nhắc thuê ngoài các công đoạn hàn đặc biệt hoặc mua máy đã qua sử dụng từ các công ty lớn để tiết kiệm chi phí ban đầu.

Liên hệ ngay chúng tôi để được tư vấn miễn phí:

Địa chỉ cửa hàng: 544 Trường Chinh, phường Tân Hưng Thuận, Quận 12, Tp. HCM

Hotline: 0933 960 585

Website: www.jasicvietnam.com