Nếu bạn là người mới làm quen với hàn điện trở hoặc muốn hiểu rõ hơn về nó thì bạn chắc chắn cần phải đọc kỹ bài viết này. Bài viết này sẽ đưa bạn đi sâu vào thế giới của hàn điện trở. Cho dù bạn là người mới bắt đầu hay đang muốn mở rộng kiến thức, bài viết này sẽ cung cấp cho bạn những hiểu biết sâu sắc có giá trị.
Hàn điện trở là gì？
Hàn điện trở là phương pháp nối kim loại tốc độ cao, tiết kiệm. Kỹ thuật hàn này phù hợp cho các mối nối chồng, đối đầu hoặc các mối nối không yêu cầu độ kín khí, có độ dày dưới 6 mm đối với các kết cấu tấm mỏng. Tất nhiên, nó cũng có thể hàn các phôi kim loại dày hơn và lớn hơn, nhưng hiệu suất tổng thể của nó có thể không tốt bằng một số phương pháp hàn khác.
Định nghĩa và khái niệm cơ bản
Hàn điện trởlà phương pháp trong đó các phôi được nối được đặt giữa hai điện cực. Bằng cách cho dòng điện chạy qua các chi tiết gia công và các điểm tiếp xúc, hiện tượng gia nhiệt điện trở xảy ra, tạo ra nhiệt tại điểm nối của các chi tiết gia công. Sự gia nhiệt cục bộ này làm cho khu vực này tan chảy hoặc trở nên dẻo, trong khi áp suất từ hai điện cực liên kết kim loại lại với nhau.
Khi dòng điện chạy qua dây dẫn, nó tạo ra nhiệt do điện trở. Điện trở càng cao khi dòng điện không đổi thì nhiệt sinh ra càng nhiều. Tại thời điểm kim loại tiếp xúc, điện trở lớn hơn nhiều so với bên trong kim loại. Vì vậy, khi có dòng điện lớn đi qua phần tiếp xúc giữa kim loại và điện cực, kim loại nhanh chóng nóng lên do nhiệt lượng cực lớn. Tại thời điểm này, kim loại trở nên có độ dẻo cao và với áp suất tác dụng, hai mảnh kim loại liên kết chắc chắn với nhau.
Nguyên lý làm việc hàn điện trở
Nguyên lý hàn điểm điện trở và sự hình thành các mối nối được minh họa trong Hình 1-1. Kim loại A và kim loại B được đặt giữa hai điện cực và tác dụng một áp suất lên các điện cực. Một dòng điện mạnh được truyền giữa hai điện cực bằng máy biến áp của máy hàn điện trở. Các bề mặt tiếp xúc của phôi tạo thành một điểm tiếp xúc vật lý, điểm này dần dần mở rộng khi dòng điện làm nóng nó. Biến dạng dẻo và nhiệt liên tục kích hoạt các nguyên tử tại điểm tiếp xúc, dẫn đến hình thành lõi nóng chảy. Lõi nóng chảy phát triển dưới dạng tinh thể cột, đẩy các thành phần có nồng độ hợp kim cao hơn về phía nhau. Khi các điện cực của thợ hàn di chuyển ra xa bề mặt kim loại, kim loại nguội đi thì các phôi được hàn lại với nhau, tạo ra liên kết kim loại bền chặt. Bề mặt mối hàn biến mất, để lại mối hàn.
1-1
Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở hàn
Hàn điện trởlà phương pháp hàn sử dụng dòng điện để tạo ra nhiệt để nối các thành phần kim loại. Như đã đề cập trước đó, nguyên lý hàn điện trở chủ yếu xuất phát từ định luật nhiệt Joule, trong đó việc tạo ra nhiệt hàn chủ yếu được xác định bởi các thông số như dòng điện, điện trở và thời gian hàn. Nó có thể được thể hiện bằng công thức sau:
Q = I2Rt
Ý nghĩa của từng thông số hàn:
Q - Nhiệt (J)
I – Dòng điện hàn (A)
R - Điện trở (Ω)
t - Thời gian hàn (s)
Dòng điện hàn
Dòng điện có tác động đáng kể đến nhiệt sinh ra trong quá trình hàn, như thể hiện trong công thức. Giá trị bình phương của dòng điện ảnh hưởng đến nhiệt lượng, nghĩa là dòng điện càng cao thì nhiệt lượng sẽ tăng càng nhanh. Vì vậy, khi điều chỉnh thông số hàn trước khi hàn việc cài đặt dòng điện phù hợp là rất quan trọng. Nếu dòng hàn quá nhỏ, mối hàn sẽ không nóng chảy và không hình thành lõi nóng chảy. Nếu dòng điện quá lớn, lõi nhiệt hạch sẽ phát triển nhanh chóng, gây ra hiện tượng bắn tung tóe quá mức trong quá trình hàn và làm hỏng các điện cực.
Dòng điện hàn chủ yếu được chia thành dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC), như thể hiện trong sơ đồ bên dưới. cácmáy hàn điểmchúng tôi sử dụng cũng được chia thành máy hàn điểm dòng điện một chiều và máy hàn điểm dòng điện xoay chiều. Máy hàn điểm dòng điện một chiều sử dụng nguồn điện ba pha, đảm bảo phân bổ điện năng cân bằng, có thể đạt tần số hàn trên 1000 Hz nên độ chính xác hàn cao. Chúng còn có lợi thế là nhu cầu điện năng từ lưới điện thấp, khiến những máy hàn tiết kiệm năng lượng này ngày càng được các nhà sản xuất công nghiệp sản xuất ưa chuộng. Máy hàn điểm dòng điện xoay chiều có tần số đầu ra 50Hz một pha, khả năng chịu tải liên tục cao và yêu cầu cao đối với lưới điện. Ngoài ra, chúng có năng lượng hàn thấp, đòi hỏi thời gian hàn lâu hơn.
Điện trở tiếp xúc
Từ công thức dễ dàng nhận thấy điện trở tỉ lệ thuận với lượng nhiệt sinh ra. Điện trở càng cao thì nhiệt sinh ra trong quá trình hàn càng lớn. Điện trở được phân bố khắp các phần khác nhau của điện cực và phôi. Trong quá trình hàn, điện trở cao nhất xuất hiện tại điểm tiếp xúc của phôi, dẫn đến sinh nhiệt cao nhất. Tiếp theo là điện trở tại điểm tiếp xúc giữa phôi và điện cực. Tuy nhiên, do điện cực được làm mát bằng nước và nguội đi nhanh chóng nên nhiệt độ giảm nhanh. Mặt khác, điện trở tiếp xúc giữa các phôi tuy mất đi nhưng lại tản nhiệt kém dẫn đến nhiệt độ cao. Do đó, chỉ một khu vực nhỏ giữa các phôi có thể đạt đến nhiệt độ cần thiết để tạo thành lõi nhiệt hạch và hàn lại với nhau.
Ngoài ra, nhiệt độ và áp suất điện cực ảnh hưởng đến điện trở. Khi nhiệt độ tăng, cường độ chảy của kim loại giảm, làm tăng diện tích tiếp xúc giữa phôi và giữa phôi với điện cực, dẫn đến điện trở giảm. Tăng áp suất điện cực làm cho bề mặt phôi mịn hơn, mở rộng diện tích tiếp xúc và giảm điện trở. Kết quả là có hiện tượng trong quá trình hàn các vật liệu thông thường, điện trở tăng lên ngay sau khi bật nguồn và khi tắt nguồn và lõi nhiệt hạch hình thành, điện trở bắt đầu giảm.
Thời gian hàn
Thời gian hàn càng dài thì nhiệt sinh ra càng cao. Trong công thức này, dòng điện và thời gian có thể bổ sung cho nhau. Khi muốn mối hàn chắc chắn, bạn có thể đặt dòng điện cao trong thời gian ngắn để sinh nhiệt nhanh và tạo thành lõi nhiệt hạch để hoàn thành quá trình hàn. Ngoài ra, bạn có thể đặt dòng điện thấp trong thời gian dài hơn, nhưng phương pháp này có giới hạn. Nếu đặt thời gian quá lâu có thể dẫn đến hiện tượng bắn tung tóe quá mức và có thể khiến điện cực bị dính. Cho dù đó là hiện tại hay thời gian, đều có những hạn chế. Khi cài đặt thông số, bạn cần quan tâm đến vật liệu và độ dày của phôi cũng như công suất của máy hàn.
Thuộc tính vật liệu
Vật liệu của phôi ảnh hưởng phần lớn đến điện trở suất của nó, điện trở suất này đóng vai trò quan trọng trong việc sinh nhiệt hàn. Khi hàn thép không gỉ, loại thép có điện trở suất cao và độ dẫn nhiệt kém, dễ sinh nhiệt nhưng khó tiêu tán nhiệt hơn nên cần dòng điện nhỏ hơn. Khi hàn các hợp kim nhôm có điện trở suất thấp và dẫn nhiệt tốt thì khó sinh nhiệt hơn nhưng lại dễ tiêu tán nhiệt hơn nên cần dòng điện lớn hơn. Các kim loại như bạc và đồng có độ dẫn nhiệt cao và điện trở suất thấp nên ngay cả với dòng điện cao, chúng không tạo ra nhiều nhiệt nhưng có thể dẫn nhiệt đi. Vì vậy, những kim loại này không phù hợp để hàn điện trở nhưng có thể dùng làm vật liệu điện cực.
Thiết kế và hình học điện cực
Hình dạng và vật liệu của điện cực cũng ảnh hưởng đến quá trình sinh nhiệt. Diện tích tiếp xúc giữa điện cực và phôi ảnh hưởng đến mật độ dòng điện. Việc sử dụng điện cực thường xuyên có thể dẫn đến hao mòn và biến dạng, tăng diện tích tiếp xúc và giảm độ bền hàn. Vì vậy, chúng ta cần phải sửa chữa, thay thế đầu điện cực kịp thời. Độ dẫn nhiệt và điện trở của điện cực ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt. Vì vậy, chúng ta nên chọn những vật liệu có tính dẫn nhiệt tốt, điện trở suất thấp.
Chuẩn bị bề mặt
Hình dạng và vật liệu của các điện cực cũng ảnh hưởng đến quá trình sinh nhiệt. Diện tích tiếp xúc giữa điện cực và phôi ảnh hưởng đến mật độ dòng điện. Khi điện cực của chúng ta được sử dụng thường xuyên và bị mòn sẽ làm tăng diện tích tiếp xúc dẫn đến độ bền hàn giảm. Vì vậy, chúng ta cần phải sửa chữa, thay thế đầu điện cực kịp thời. Độ dẫn nhiệt và điện trở suất của các điện cực ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt. Vì vậy, chúng ta nên chọn những vật liệu có tính dẫn nhiệt tốt, điện trở suất thấp.
Các loại Resilập trường hàn
Do các thông số kỹ thuật và yêu cầu hàn khác nhau của sản phẩm, các quy trình hàn điện trở khác nhau được sử dụng để hoàn thành nhiệm vụ. Hàn điện trở có thể được chia thành hàn điểm, hàn chiếu, hàn đường may và hàn đối đầu dựa trên quá trình hàn.
Hàn điểm
Hàn điểmlà phương pháp hàn trong đó kim loại được ép lại với nhau bằng các điện cực trên và dưới và được hàn bằng dòng điện chạy qua nó. Đây là một hình thức hàn điện trở truyền thống, vận hành đơn giản và đòi hỏi trình độ kỹ năng tương đối thấp của công nhân. Do quy trình hàn độc đáo, hàn điểm là lựa chọn hàng đầu để hàn các bộ phận kim loại trong kỹ thuật hàng không vũ trụ và được sử dụng rộng rãi trong hàn thân ô tô và các bộ phận khác. Nó thường được sử dụng để hàn các tấm mỏng bằng thép cacbon thấp, nhôm, thép không gỉ, thép mạ kẽm và các tấm mỏng khác, thường dày khoảng 3 mm.
Đường hàn
Đường hànthường liên quan đến việc nối các cạnh của hai thành phần kim loại. Hai phôi kim loại được đặt giữa hai điện cực con lăn. Trong khi một điện cực cuộn và tạo áp suất, sự phóng điện liên tục hoặc gián đoạn sẽ xảy ra. Nhiệt sinh ra tại điểm lăn của điện cực làm nóng chảy các phôi và nối chúng lại với nhau, tạo thành đường hàn liên tục. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi để hàn các bộ phận kim loại cần có mối nối kín. Do diện tích hàn tương đối dài nên để tránh bị lệch, chúng ta thường sử dụng phương pháp hàn điểm để định vị trước khi hàn đường may.
Hàn chiếu
Hàn chiếulà một biến thể của hàn điểm, trong đó sự hình thành điểm hàn tương tự như hàn điểm, nhưng hàn chiếu thường được sử dụng cho các phôi có điểm nổi. Sự hiện diện của những điểm nâng cao này sẽ hạn chế diện tích mà dòng điện đi qua, làm tăng mật độ dòng điện trong khu vực hàn. Hệ thống sưởi tập trung này tạo điều kiện cho sự kết nối của khớp. Phương pháp hàn này được gọi là hàn chiếu. Hàn chiếu có thể tạo thành một hoặc nhiều lõi nhiệt hạch tại mối nối cùng một lúc. Trong quá trình hàn, dòng điện cần thiết để hàn chiếu tại cùng một điểm hàn nhỏ hơn so với hàn điểm. Tuy nhiên, trước khi mỗi hình chiếu bị nghiền nát, dòng điện cần làm tan hình chiếu; nếu không, có thể có một lượng lớn vết bắn tung tóe. Hàn chiếu có thể được sử dụng để hàn các loại hạt, bu lông hoặc tấm có điểm nâng và được sử dụng rộng rãi trong sản xuất linh kiện điện tử và ô tô.
Hàn mông
Hàn môngliên quan đến việc căn chỉnh các mặt cuối của hai phôi kim loại, đặt chúng giữa các điện cực, buộc chặt hai phôi một cách an toàn và sử dụng dòng điện cao để tạo ra nhiệt, làm nóng chảy bề mặt tiếp xúc của phôi và nối chúng lại với nhau. Hàn đối đầu được chia thành hàn đối đầu chớp nhoáng và hàn đối đầu điện trở.
Hàn giáp mối chớp nhoáng là một quá trình hàn nhanh sử dụng dòng điện cao để làm nóng chảy nhanh các phôi, tạo áp lực để tạo thành kết nối pha rắn. Nó thường được sử dụng để hàn các mặt cắt ngang lớn của thanh, tấm và ống kim loại, với diện tích tối đa đạt 20.000mm2 trở lên. Trong quá trình hàn phóng điện, tia lửa điện được tạo ra tại điểm tiếp xúc nên có tên là hàn đối đầu chớp nhoáng. Nó có thể hàn thép cacbon cao, thép không gỉ, hợp kim nhôm và cũng có thể hàn các kim loại khác nhau như đồng và nhôm.
Hàn giáp mép điện trở sử dụng nhiệt điện trở để đưa các mối nối phôi về trạng thái dẻo ở nhiệt độ cao, hoàn thiện quá trình hàn bằng lực rèn. Nó phù hợp để hàn các mối nối có tiết diện trong phạm vi 250mm2, thường được sử dụng để hàn các dây, thanh và dải kim loại có tiết diện nhỏ.
Tầm quan trọng trong sản xuất
- Hàn điện trở không cần bổ sung kim loại trong quá trình hàn, mang lại hiệu quả hàn cao và ô nhiễm tối thiểu.
- Do tính nhất quán và ổn định, hàn điện trở dễ dàng tự động hóa, tích hợp liền mạch với tự động hóa để nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất và tiết kiệm nhân công.
- So với các phương pháp hàn khác, hàn điện trở tiết kiệm chi phí hơn. Thứ nhất, chi phí thiết bị cho hàn điện trở tương đối thấp và thứ hai, lãng phí vật liệu trong quá trình hàn điện trở là tối thiểu. Điều này làm giảm đáng kể chi phí sản xuất cho các nhà sản xuất trong ngành sản xuất.
- Hàn điện trở được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau và đặc biệt không thể thiếu trong các lĩnh vực như hàng không vũ trụ, sản xuất ô tô, v.v.
- Hàn điện trở thích hợp để hàn nhiều loại kim loại khác nhau trong ngành sản xuất, bao gồm thép không gỉ, thép cacbon, nhôm, đồng, v.v., khiến nó trở nên linh hoạt trong ứng dụng.
Ứng dụng
Hàn điện trở được sử dụng rộng rãi, chủ yếu trong các ngành công nghiệp như linh kiện ô tô, hàng không vũ trụ, điện tử và công nghiệp nặng. Khi nhu cầu về các thành phần kim loại hàn trong các ngành công nghiệp khác nhau tiếp tục tăng lên, các tiêu chuẩn cao hơn về công nghệ hàn đã được đặt ra, thúc đẩy sự tiến bộ và phát triển của hàn điện trở.
Ứng dụng công nghiệp ô tô
Trong sản xuất ô tô, nơi mà sự an toàn và ổn định được đặt lên hàng đầu, hàn điện trở là phương pháp hàn được sử dụng phổ biến. Nó thường được sử dụng để nối các thành phần kim loại khác nhau trong thân xe, chẳng hạn như mái nhà, cửa ra vào, tấm kim loại và đai ốc kim loại. Hàn điện trở mang lại hiệu quả cao, chất lượng hàn ổn định và dễ dàng tự động hóa nên trở thành một quy trình không thể thiếu trong ngành sản xuất ô tô.
Ứng dụng công nghiệp hàng không vũ trụ
Hàn điện trở thường được sử dụng để kết nối các bộ phận kim loại trong máy bay và tên lửa, chẳng hạn như nối cánh và thân máy bay, cũng như các bộ phận kim loại nhỏ khác nhau. Các thành phần này phải có độ bền và độ bền cao, với các yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng của mối nối, đây là điểm hàn điện trở vượt trội. Hàn điện trở đóng một vai trò quan trọng trong ngành hàng không vũ trụ và những tiến bộ trong lĩnh vực này cũng được ngành hàng không vũ trụ tạo điều kiện thuận lợi.
Ứng dụng công nghiệp điện tử
Hàn điện trở thường được sử dụng cho các linh kiện điện tử và một số bộ phận kim loại trong các thiết bị điện tử. Nó mang lại độ chính xác hàn cao và phù hợp để kết nối các bộ phận thu nhỏ như chip điện tử và dây điện. Trong thời đại phát triển nhanh chóng của các thiết bị điện tử ngày nay, hàn điện trở giúp đẩy nhanh quá trình lắp ráp các linh kiện điện tử, thúc đẩy sự phát triển của ngành.
Ứng dụng công nghiệp nặng
Hàn điện trở thường được sử dụng để hàn các thành phần kim loại lớn trong cầu và tòa nhà, chẳng hạn như mặt bích đáy cầu và cốt thép. Nó cũng được sử dụng trong sản xuất máy móc lớn để kết nối các bộ phận kim loại. Với công nghệ hàn hiệu quả và ổn định, hàn điện trở đã trở thành một trong những phương pháp gia công quan trọng trong công nghiệp nặng. Nó đảm bảo sự an toàn của các thiết bị và công trình nặng.
Thiết bị và linh kiện
Máy hàn
Máy hàn điện trởđược chia thành bốn loại chính: máy hàn điểm, máy hàn chiếu, máy hàn đường may và máy hàn đối đầu, dựa trên các quy trình khác nhau. Chọn thiết bị hàn thích hợp theo đặc điểm của vật liệu và hình dạng.
Điện cực
cácđiện cựclà thành phần quan trọng đảm bảo chất lượng mối hàn. Vật liệu chính để làm điện cực hàn là: đồng crom zirconium, đồng oxit nhôm, đồng berili coban, vonfram, molypden, than chì, v.v. Tùy thuộc vào các phôi được hàn khác nhau, điện cực được chia thành điện cực phẳng, điện cực hình cầu, điện cực đai ốc, bu lông. điện cực, v.v. Thông thường, việc cố định điện cực bao gồm việc lắp côn, với tỷ lệ côn chủ yếu là 1:10 và 1:5.
Hệ thống làm mát
Trong quá trình vận hành, máy hàn điện trở cần có nước tuần hoàn để làm mát các bộ phận như điện cực, máy biến áp. Vì vậy chúng tôi lắp đặt hệ thống làm mát cho máy hàn điện trở. Nhiệt độ nước làm mát phải dưới 30°C. Nếu nhiệt độ quá cao, nó có thể gây ra hiện tượng tắt máy bảo vệ. Tốt nhất nên sử dụng nước làm mát không lẫn tạp chất để tuần hoàn để tránh bị ố nước và tắc nghẽn đường ống.
Làm thế nào để chọn quy trình hàn phù hợp?
Việc lựa chọn phương pháp hàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
Độ dày và hình dạng phôi: Khác nhauphương pháp hànthích hợp cho các phôi có độ dày và hình dạng khác nhau. Ví dụ, hàn điện trở thường chỉ thích hợp để hàn các tấm kim loại mỏng, trong khi các phôi có hình dạng kỳ lạ và dày thường được hàn bằng hàn hồ quang.
Yêu cầu về chất lượng hàn: Chất lượng hàn mong muốn cũng quyết định việc lựa chọn phương pháp hàn. Đối với các phôi đòi hỏi độ kín và độ bền mối nối cao, nên chọn phương pháp hàn đáp ứng các yêu cầu này.
Hiệu quả và chi phí sản xuất: Nếu cần khối lượng sản xuất hàng năm cao thì việc lựa chọn phương pháp hàn có hiệu quả cao là cần thiết. Các cân nhắc về chi phí cũng cần được tính đến.
Yếu tố môi trường: Một số phương pháp hàn tạo ra chất thải và khí thải, gây ô nhiễm môi trường. Do đó, cần phải tính đến các cân nhắc về môi trường khi lựa chọn phương pháp hàn.
Câu hỏi thường gặp:
Những hạn chế của hàn điện trở là gì?
Hàn điện trở không thích hợp để hàn các linh kiện kim loại lớn.
Làm thế nào để đảm bảo an toàn khi hàn điện trở?
Khi vận hành hàn điện trở, hãy đội mũ bảo hiểm và kính bảo hộ.
Làm thế nào tôi có thể được đào tạo về hàn điện trở?
Bạn có thể được đào tạo tại mộtnhà sản xuất hàn điện trở.
Các vấn đề chất lượng chính của mối hàn điện trở là gì?
Mối hàn nguội, cường độ không đủ, mối hàn biến dạng, oxy hóa.
Phương pháp kiểm tra mối hàn điện trở
Kiểm tra phá hủy, kiểm tra bằng kính hiển vi, kiểm tra trực quan, kiểm tra kim loại, kiểm tra siêu âm.
Thời gian đăng: 02-04-2024
