nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ hàn đến độ bền mối hàn giáp mối của kết cấu tấm vỏ tàu thép bằng phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG






NGÔ HÙNG



NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CHẾ ĐỘ HÀN ĐẾN ĐỘ
BỀN MỐI HÀN GIÁP MỐI CỦA KẾT CẤU TẤM VỎ
TÀU THÉP BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN TỰ ĐỘNG
DƯỚI LỚP THUỐC





LUẬN VĂN THẠC SĨ





Khánh Hòa - 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

NGÔ HÙNG



NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CHẾ ĐỘ HÀN ĐẾN ĐỘ
BỀN MỐI HÀN GIÁP MỐI CỦA KẾT CẤU TẤM VỎ
TÀU THÉP BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN TỰ ĐỘNG
DƯỚI LỚP THUỐC


Ngành đào tạo: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Mã số: 62520116

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Huỳnh Văn Vũ







Khánh Hòa - 2013

i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả ghi trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.

Tác giả



Ngô Hùng

ii

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô Trường Đại Học Nha Trang.
Xin chân thành cám ơn TS.Huỳnh Văn Vũ, giảng viên Khoa Kỹ thuật giao
thông của Trường Đại Học Nha Trang là người hướng dẫn tôi thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cám ơn:
- Viện Nghiên cứu chế tạo tàu thủy - Trường Đại Học Nha Trang.
- Trường Trung cấp nghề Ninh Hòa - Khánh Hòa.
- Công ty Hyundai - Vinashin tỉnh Khánh Hòa.
Đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi để hoàn thành mục tiêu và nội dung đặt ra
cho đề tài.
Người thực hiên

Ngô Hùng

iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ viii
CÁC THUẬT NGỮ x
CÁC THUẬT NGỮ x
CÁC KÝ HIỆU x
LỜI NÓI ĐẦU 1
Chương 1 TỔNG QUAN 3
1.1. Tổng quan về phương pháp hàn kim loại 3
1.1.1. Định nghĩa 3
1.1.2. Đặc điểm của hàn kim loại 3
1.2 Nguyên lý hình thành mối hàn 4

1.3. Phân loại các phương pháp hàn 5
1.4. Giới thiệu phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc 7
1.5. Thực tế áp dụng công nghệ hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc trong điều
kiện Việt Nam hiện nay: 9
1.6. Đối tượng nghiên cứu 10
1.7. Mục đích, phương pháp nghiên cứu 10
1.8. Giới hạn nội dung nghiên cứu 11
Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP
THUỐC 12
2.1. Khái niệm chung 12
2.2. Thiết bị và vật liệu hàn tự động dưới lớp thuốc 13
2.2.1. Thiết bị hàn hồ quang dưới lớp thuốc 13
2.2.2. Vật liệu dùng trong hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc 13
2.2.2.1. Bản chất của thuốc hàn 13
2.2.2.2. Các dây điện cực 14
2.3. Chế độ hàn 14

iv

2.3.1. Dòng điện hàn 14
2.3.2. Điện áp hồ quang 15
2.3.3. Tốc độ hành trình hồ quang 15
2.3.4. Kích cỡ điện cực 15
2.3.5. Khoảng đầu điện cực 16
2.3.6.Tốc độ cấp nhiệt 16
2.4.Các phương pháp kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn 17
2.4.1. Phương pháp kiểm tra mối hàn 17
2.4.2. Đánh giá chất lượng mối hàn 17
Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 19
3.1. Kết quả nghiên cứu lý thuyết 19

3.1.1 Tính các thông số hàn tự động dưới thuốc 19
3.1.2 Tiêu chuẩn của hiệp hội hàn Hoa Kỳ 20
3.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm 20
3.2.1. Các thông số đầu vào 20
3.2.2. Mẫu thí nghiệm 21
3.2.3. Kiểm tra độ bền uốn và kéo của vật liệu cơ bản trước khi hàn 25
3.2.4. Quy trình hàn trên mẫu thí nghiệm 29
3.2.5. Các thông số đầu ra 30
3.3. Kết quả thực nghiệm 31
3.3.1. Với loạt mẫu thứ nhất (X
1
) 31
3.3.2. Với loạt mẫu thứ hai (X
2
) 36
3.3.3. Với loạt mẫu thứ ba (X
3
) 40
3.3.4. Với loạt mẫu thứ tư (X
4
) 43
3.3.5. Với loạt mẫu thứ năm (X
5
) 47
3.3.6. Với loạt mẫu thứ sau (X
6
) 52
3.3.7. Với loạt mẫu thứ bảy (X
7
) 56

3.4. Kết quả nghiên cứu mô phỏng bằng Abaqus 60
3.4.1. Giới thiệu phần mềm Abaqus 60
3.4.2. Phân tích nhiệt trong abaqus 62
3.4.3 Bài toán mô phỏng biến dạng nhiệt 62
3.4.3.1 Trình tự mô phỏng trong Abaqus 63

v

3.4.3.2. Thông số của bài toán mô phỏng bằng Abaqus 63
3.4.3.3 Kết quả biến dạng hàn 65
3.4.4 Bài toán mô phỏng sự truyền nhiệt 69
3.4.4.1 Chọn kích thước phần tử, kiểu phần tử và chia lưới 69
3.4.4.2 Thông số nhập vào 71
3.4.4.3. Kết quả ứng suất nhiệt sinh ra trong và sau khi hàn 72
Chương 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73
4.1. Kết luận 73
4.1.1. Với loạt mẫu thứ nhất (X
1
) 73
4.1.2. Với loạt mẫu thứ hai (X
2
) 73
4.1.3. Với loạt mẫu thứ ba (X
3
) 73
4.1.4. Với loạt mẫu thứ tư (X
4
) 74
4.1.5. Với loạt mẫu thứ năm (X
5

) 74
4.1.6. Với loạt mẫu thứ sáu (X
6
) 74
4.1.7. Với loạt mẫu thứ bảy (X
7
) 75
4.1.8. Kết luận chung 75
4.2. Kiến nghị 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79
PHỤ LỤC


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng1.1. Phân loại các phương pháp hàn 6
Bảng 2.1. Khoảng đầu điện cực, tốc độ lắng đọng kim loại, sự tiêu thụ chất trợ
dung tương ứng 16
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của kim loại cơ bản 22
Bảng 3.2. Thành phần hóa học của điện cực (% trọng lượng) 24
Bảng 3.3. Thành phần % hóa học của thuốc hàn 24
Bảng 3.4. Thông số giá trị độ bền kéo của mẫu vật liệu thép cơ bản 25
Bảng 3.5.Thông số giá trị độ bền uốn của mẫu vật liệu thép cơ bản 27
Bảng 3.6. Các đại lượng cần khảo sát 30
Bảng 3.7. Điều kiện thí nghiệm đối với các mẫu 30
Bảng 3.8. Các yếu tố khảo sát với các nhóm thí nghiệm 30
Bảng 3.9. Các yếu tố đầu ra của thí nghiệm cần khảo sát 30
Bảng 3.10. Thông số giá trị độ bền kéo của mẫu X

1
33
Bảng 3.11. Thông số giá trị độ bền uốn của mẫu X
1
34
Bảng 3.12. So sánh giá trị độ bền giữa kim loại cơ bản và mẫu thử X
1
35
Bảng 3.13. Thông số giá trị độ bền kéo của mẫu X
2
37
Bảng 3.14. Thông số giá trị độ bền uốn của mẫu X
2
38
Bảng 3.15. So sánh giá trị độ bền giữa kim loại cơ bản và mẫu thử X
2
39
Bảng 3.16. Kết quả thông số độ bền kéo của mẫu X
3
41
Bảng 3.17. Thông số giá trị độ bền uốn của mẫu X
3
42
Bảng 3.18. So sánh giá trị độ bền giữa kim loại cơ bản và mẫu thử X
3
43
Bảng 3.19. Thông số giá trị độ bền kéo của mẫu X
4
45
Bảng 3.20. Thông số giá trị độ bền uốn của mẫu X

4
46
Bảng 3.21. So sánh giá trị độ bền giữa kim loại cơ bản và mẫu thử X
4
47
Bảng 3.22. Thông số độ bền kéo của mẫu X
5
49
Bảng 3.23. Thông số độ bền uốn của mẫu X
5
50
Bảng 3.24. So sánh giá trị độ bền giữa kim loại cơ bản và mẫu thử X
5
51
Bảng 3.25. Thông số giá trị độ bền kéo của mẫu X
6
53
Bảng 3.26. Thông số độ bền uốn của mẫu X
6
54
Bảng 3.27. So sánh giá trị độ bền giữa kim loại cơ bản và mẫu thử X
6
55

vii

Bảng 3.28. Thông số giá trị độ bền kéo của mẫu X
7
57
Bảng 3.29. Thông số độ bền uốn của mẫu X

7
58
Bảng 3.30. So sánh giá trị độ bền giữa kim loại cơ bản và mẫu thử X
7
59
Bảng 3.31. Kết quả so sánh biến dạng giữa kết quả thực nghiệm và mô phỏng Abaqus 68
Bảng 4.1. Tổng hợp kết quả của các mẫu thí nghiệm 75

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

1. Hình vẽ
Hình 1.1. Cơ chế hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc 12
Hình 2.1. Thiết bị hàn hồ quang dưới lớp thuốc. 13
Hình 3.1. Mẫu thí nghiệm 22
Hình 3.2. Thiết bị hàn DW-S43G (KOBELCO) 23
Hình 3.3. Dây hàn thép cácbon, ký hiệu AWS- A5.17 - EH14 đường kính φ 4.0mm 23
Hình 3.4. Thuốc bảo vệ AN-348-A 24
Hình 3.5. Kết quả thử kéo trên phôi mẫu cơ bản 26
Hình 3.6. Kết quả thử uốn phôi mẫu cơ bản 28
Hình 3.7. Kết quả hàn thực nghiệm trên mẫu X
1
32
Hình 3.8. Biến dạng của mẫu X
1
thực nghiệm 32
Hình 3.9. Vị trí cắt các mẫu thử trên phôi hàn [10] 33
Hình 3.10. Kết quả hàn thực nghiệm trên mẫu X
2

36
Hình 3.11. Biến dạng của mẫu X
2
thực nghiệm 37
Hình 3.12. Kết quả hàn thực nghiệm trên mẫu X
3.
40
Hình 3.13. Biến dạng của mẫu X
3
thực nghiệm 41
Hình 3.14. Kết quả hàn thực nghiệm mẫu X
4
44
Hình 3.15. Biến dạng của mẫu X
4
thực nghiệm 45
Hình 3.16. Kết quả hàn thực nghiệm trên mẫu X
5
48
Hình 3.17. Biến dạng của mẫu X
5
thực nghiệm 49
Hình 3.18. Kết quả hàn thực nghiệm trên mẫu X
6
52
Hình 3.19. Biến dạng của mẫu X
6
thực nghiệm 53
Hình 3.20. Kết quả hàn thực nghiệm trên mẫu X
7

56
Hình 3.21. Biến dạng của mẫu X
7
thực nghiệm 57
Hình 3.22. Phần tử 3D Stress - C3D8R 62
Hình 3.23. Biểu tượng khởi động phần mềm Abaqus 63
Hình 3.24. Giao diện ABAQUS/CAE 63
Hình 3.25. Biến dạng tấm X
1
được mô phỏng bằng phần mềm Abaqus 65
Hình 3.26. Biến dạng tấm X
2
được mô phỏng bằng phần mềm Abaqus 65
Hình 3.27. Biến dạng tấm X
3
được mô phỏng bằng phần mềm Abaqus 66

ix

Hình 3.28. Biến dạng tấm X
4
được mô phỏng bằng phần mềm Abaqus 66
Hình 3.29. Biến dạng tấm X
5
được mô phỏng bằng phần mềm Abaqus 67
Hình 3.30. Biến dạng tấm X
6
được mô phỏng bằng phần mềm Abaqus 67
Hình 3.31. Kết quả biến dạng mô phỏng bằng phần mềm Abaqus của mẫu X
7

67
Hình 3.32. Vị trí các đường xác định giá trị biến dạng trên phôi hàn 68
Hình 3.33. Phần tử Heat transfer - DC3D8. 69
Hình 3.34. Kết quả mô phỏng ứng suất nhiệt tương đương của các nút phần tử
sinh ra trong khi hàn. 72
Hình 3.35. Kết quả mô phỏng ứng suất nhiệt tương đương của các nút phần tử
sinh ra sau khi hàn. 72
2. Đồ thị
Đồ thị 3.1. Giá trị độ bền kéo trên mẫu thử thép cơ bản 25
Đồ thị 3.2. Giá trị độ bền uốn trên phôi mẫu cơ bản 27
Đồ thị 3.3. Gái trị độ bền kéo của mẫu hàn X
1
34
Đồ thị 3.4. Giá trị độ bền uốn của mẫu hàn X
1
35
Đồ thị 3.5. Giá trị độ bền kéo của mẫu hàng X
2
38
Đồ thị 3.6. Giá trị độ bền uốn của mẫu hàn X
2
39
Đồ thị 3.7. Giá trị độ bền kéo của mẫu hàn X
3
42
Đồ thị 3.8.Giá trị độ bền uốn theo thực nghiệm của mẫu X
3
(đường số 2) 43
Đồ thị 3.9. Giá trị độ bền kéo của mẫu hàn X
4

46
Đồ thị 3.10. Giá trị độ bền uốn của mẫu hàn X
4
(đường số 1) 47
Đồ thị 3.11. Giá trị độ bền kéo của mẫu hàn X
5
50
Đồ thị 3.12. Giá trị độ bền uốn của mẫu hàn X
5
51
Đồ thị 3.13. Giá trị độ bền kéo của mẫu hàn X
6
54
Đồ thị 3.14. Giá trị độ bền uốn của mẫu hàn X
6
55
Đồ thị 3.15. Giá trị độ bền kéo của mẫu hàn X
7
58
Đồ thị 3.16. Giá trị độ bền uốn của mẫu hàn X
7
59
Đồ thị 4.1. Mối tương quan giữa U, V với các thông số hình học r, h, A 76
Đồ thị 4.2. Mối tương quan giữa U, I, V với các thông số độ bền Rm, Re, Fm 76



x

CÁC THUẬT NGỮ
SAW : Submerged - Arc Welding: Hàn hồ quang dưới lớp thuốc.
AC : Alternating Current: Dòng xoay chiều.
DC : Direct Current: Dòng một chiều.
DCRP : Direct Current Reverse Polarity: Dòng một chiều điện áp không đổi.
DCEP : Direct Current Elictrode Polarite: Dòng một chiều điện áp biến thiên.

CÁC KÝ HIỆU
R
p
: Giới hạn dẻo quy ước với độ kéo dài không tỷ lệ.
E : Modun đàn hồi.
A : Phần trăm độ giãn dài.
Z : Độ thắt tương đối.
b : Chiều rộng phần song song của mẫu thử phẳng.
L
o
: Chiều dài khoảng đo ban đầu.
L
u
: Chiều dài khoảng đo sau khi kéo.
L
e
: Chiều dài cữ cho máy đo độ giãn.
S
o
: Tiết diện chịu kéo.
F
m
: Lực uốn, kéo lớn nhất.

R
m
: Độ bền kéo.
R
eL
: Giới hạn chảy dưới.
R
eH
: Giới hạn chảy trên.
D : Chiều dày uốn.


1

LỜI NÓI ĐẦU
Những năm gần đây, kỹ thuật hàn có những bước phát triển rất mạnh để đáp
ứng những yêu cầu về công nghệ chế tạo chi tiết và phục hồi các chi tiết máy. Sự xuất
hiện của các phương pháp hàn mới và được áp dụng rộng rãi trong sản xuất. Do đó các
công nghệ hàn cũ ngày càng trở nên lạc hậu. Các công nghệ hàn mới đáp ứng được
yêu cầu về năng suất chất lượng cao, chính vì thế đã giảm giá thành sản phẩm, mang
lại hiệu quả kinh tế cao.
Công nghệ hàn là một trong các lĩnh vực phức tạp, cần phải có sự phối hợp của
các lĩnh vực khoa học khác như: Vật lý, hoá học, luyện kim, cơ khí, tự động hóa, kỹ
thuật điện và điện tử. Chính vì thế chất lượng mối hàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố
khách quan, chủ quan, trong khi chế tạo các sản phẩm bằng phương pháp hàn. Trong
các phương pháp hàn khác nhau, các yếu tố công nghệ cũng có những ảnh hưởng rất
khác nhau. Công nghệ hàn hồ quang dưới lớp thuốc hay còn gọi là hàn hồ quang chìm
(SAW Submerged-Arc Welding) là phương pháp hàn dây điện cực nóng chảy dưới lớp
thuốc bảo vệ đã được sử dụng rất rộng rãi.
Tuy nhiên ở Việt Nam nói chung và trong các nhà máy đóng tàu nói riêng và

đặc biệt là trong các cơ sở dạy nghề, công nghệ này của tỉnh Khánh Hòa còn khá mới
ban đầu có tính thăm dò, chưa hình thành qui trình ổn định và phát triển mạnh.Vì vậy
phương pháp hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc mới được áp dụng trong thời gian
gần đây khi ngành công nghiệp đóng tàu trong nước phát triển.
Việc lựa chọn chế độ hàn trước đây chủ yếu dựa theo yêu cầu của nhà sản xuất
hoặc chí ít cũng là kinh nghiệm được du nhập từ những nước có nền đóng tàu phát
triển và cá biệt có những trường hợp không được coi trọng. Điều này rõ ràng chưa phù
hợp với điều kiện môi trường, con người, thiết bị,… tại Việt Nam và ảnh hưởng không
tốt đến chất lượng sản phẩm.
Sau thời gian tham gia trực tiếp sản xuất, đào tạo công nhân hàn qua đặt hàng của các
cơ sở đóng tàu trong việc cung cấp nguồn nhân lực về vấn đề này và qua tìm hiểu những
nghiên cứu trước, tác giả nhận thấy việc lựa chọn các chế độ hàn hợp lý nhằm đảm bảo chất
lượng các mối hàn chưa được đặt ra và quan tâm một cách đúng mức. Đặc biệt trong những
trường hợp hàn có yêu cầu chất lượng cao như hàn các kết cấu tàu thép.
Trong khuôn khổ một đề tài tốt nghiệp cao học, nghiên cứu lựa chọn hợp lý chế
độ hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc sử dụng trong hàn tấm kết cấu tàu thép, có
mục đích như đã định rõ trong tên gọi của đề tài, trên cơ sở các nội dung chính bao gồm:

2

Xem xét ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chất lượng, tạo dáng mối
hàn và ảnh hưởng tới quá trình hàn. Dựa trên các tài liệu đã có trong nước và nước
ngoài, của các hãng thiết bị hàn trên thế giới đã thu thập và tập hợp được các thông số
tối ưu về lý thuyết. Từ đó bằng thực nghiệm nghiên cứu trên các mẫu và phần mền mô
phỏng tác giả đã lựa chọn được các thông số thực nghiệm cho phù hợp với điều kiện
của Việt Nam. Trong quá trình hàn khi khảo sát một yếu tố thì các yếu tố khác được giữ
nguyên. Từ đó cho các yếu tố đầu ra: hình dạng mối hàn, độ bền mối hàn và biến dạng hàn .
Dựa trên các kết quả thí nghiệm và bằng phần mềm mô phỏng đánh giá được
rằng khi các thông số hàn thay đổi thì hình dạng mối hàn, độ bền mối hàn và biến dạng
hàn thay đổi thế nào, dẫn đến cơ tính của chúng bị tác động ra sao. Từ đó đi đến kết

luận về việc lựa chọn các thông số cơ bản của công nghệ hàn hồ quang dưới lớp thuốc
(SAW) một cách tối ưu, để đảm bảo chất lượng mối hàn tốt nhất áp dụng trong đào tạo
và sản xuất tại Việt Nam.
Do lĩnh vực nghiên cứu còn khá mới mẽ, điều kiện thiết bị thực nghiệm cho đề
tài tại khoa Cơ Khí Trường Trung cấp Nghề Ninh Hòa cũng mới trang bị, mặt khác
thời gian có hạn, nên việc nghiên cứu gặp nhiều khó khăn. Mặc dầu vậy, đến nay tác
giả cũng đã hoàn thành cơ bản nội dung của luận văn này.
Nội dung luận văn bao gồm bốn chương:
Chương 1: Tổng quan.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết của công nghệ hàn tự động dưới lớp thuốc (SAW).
Chương 3: Kết quả nghiên cứu.
Chương 4: Kết luận và kiến nghị.
Nhân đây, cũng xin tỏ lòng cám ơn Thầy
TS. HUỲNH VĂN VŨ
cùng các đồng
nghiệp, các cơ sở trong và ngoài trường đã giúp đỡ trong thời gian qua.
Dù đã có nhiều cố gắng, nhưng vì điều kiện thời gian, trình độ bản thân có hạn
nên chắc chắn luận văn có nhiều thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp, chỉ bảo của
thầy cô và đồng nghiệp cùng quan tâm đến vấn đề này.
Xin chân thành cảm ơn!
Nha trang, ngày tháng năm 2013



Ngô Hùng



3

Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về phương pháp hàn kim loại
1.1.1. Định nghĩa
Hàn kim loại là quá trình nối hai đầu của một chi tiết hoặc nhiều chi tiết kim
loại với nhau bằng cách nung nóng chúng đến trạng thái chảy hay dẻo. Khi hàn ở trạng
thái chảy thì ở chỗ nối của vật hàn chảy ra và sau khi đông đặc lại nhận được mối hàn.
Khi hàn ở trạng thái dẻo thì chỗ nối được nung nóng đến trạng thái mềm dẻo, khi ấy
khả năng thẩm thấu và chuyển động các phần tử của kim loại hàn tăng lên tạo điều
kiện cho chúng có thể liên kết lại với nhau. Nếu chỉ nung nóng chỗ nối đến trạng thái
dẻo thì vẫn chưa đảm bảo được mối hàn đủ bền, do vậy đối với dạng trạng thái này cần
gia tăng áp lực lên chỗ nối.
1.1 .2. Đặc điểm của hàn kim loại
Với định nghĩa trên nhận thấy rằng các điều kiện cơ bản của quá trình hàn là sự
nung nóng hoặc biến dạng chảy hay dẻo cục bộ bề mặt đối tiếp của ít nhất hai tấm kim
loại. Đặc điểm của phương pháp hàn là đốt nóng lực liên kết nguyên tử. Thực tế cho
thấy, trong các phương pháp hàn, sự tẩy sạch hoạt hóa cũng như sự bảo vệ hai bề mặt
đối tiếp khi tiến hành hàn lại có vai trò rất quan trọng.
Ta có các bảng sau:
Hóa năng Cơ năng Điện năng
Chùm hạt
năng lượng
cao
Chùm tia bức
xạ điện từ
. Hàn OA ( Oxy
acetylene)
(Welding Oxy-
fuel welding)
. Hàn nhiệt

nhôm
. Hàn
Exothermic
. Hàn ma sát
(Friction
welding)
. Hàn siêu âm
(Utrasonic
welding)
. Hàn ma sát
xoáy (Friction
strỉing welding)
. Hàn rèn
(Forge
welding)
. Hàn điện trở
(Resistance
welding)
. Hàn điện xỉ
(Electroslag
welding)
. Hàn hồ quang
(Arc welding)
. Hàn điện khí
(Electrogas
welding)
. Hàn plasma
(Plasma arc
welding)
. Hàn tia

(Electron beam
welding)
. Hàn laser
(Laser beam
welding)


4

Mỗi phương pháp chung liệt kê ở bảng trên còn có phương pháp cụ thể sau:
Hàn hồ quang carbon (Carbon arc welding)
Hàn que (Manual metal arc wwelding – Shieldel metal
arc welding)
Hàn TIG (Gas tungsten arc welding)
Hàn MIG-MAG (Gas metal arc welding)
HÀN HỒ QUANG
Hàn dây lỗi thuốc (Flux cored arc welding)
Hàn điểm (Spot welding)
Hàn đường (Seam welding)
Hàn nối (Upset butt welding)
Hàn cấy (Flash welding)
HÀN ĐIỆN TRỞ
Hàn điện cực giả (Prọection welding)

Nói chung nếu liệt kê đầy đủ thì ta sẽ có một danh sách khá dài. Ngoài việc tìm
kiếm nhóm phương pháp mới thì giải pháp tổng hợp hoặc ‘lai ghep’ các phương pháp
đã có để cho ra một phương pháp hàn mới thỏa mãn nhu cầu công nghệ đang là một
hướng đem lại hiệu quả cao.
1.2 . Nguyên lý hình thành mối hàn.
Có hai cách tạo liên kết phân tử.

+ Cách thứ nhất là nung nóng chảy hai bề mặt đối tiếp, thêm vào đó một lượng
kim loại nóng chảy khác sau đó chờ chúng đong rắn lại để hình thành nên mối hàn.
+ Cách thứ hai là tạo khả năng khếch tán của các nguyên tử giữa hai bề mặt đối
tiếp. Để thực hiện được việc này, đầu tiên chúng ta phải làm nóng cục bộ vùng bề mặt
cần hàn, có thể bằng nung nóng, bằng hiệu ứng nhiệt Jun của dòng điện khi đi qua bề
mặt tiếp xúc, bằng dòng cảm ứng … Hoặc bằng năng lượng nhiệt sinh ra do ma sát,
biến dạng … Tất nhiên là nhiệt độ vùng bị nung nóng phải đạt tới trị số giới hạn nào đó.
Thông thường, nhiệt độ này ở vào khoảng từ 0,3-0,4 nhiệt độ nóng chảy của
kim loại cần hàn, ở nhiệt độ này trong cấu trúc kim loại có sự sắp xếp lại, còn gọi là
nhiệt độ kết tinh lại. Nhiệt độ, áp lực nén giữa hai bề mặt cần hàn và thời gian là ba
thông số cơ bản trong công nghệ hàn có áp lực.
Đối với quá trình hàn vảy thì sự thể hiện diễn ra khác đi chút ít, sự khuếch tán
bây giờ chỉ được thực hiện từ phía vảy hàn bị nóng chảy vào kim loại rắn và nhiều
trường hợp phải nhờ cậy đến chất trợ dung (còn gọi là thuốc hàn- Flux). Thuốc hàn
như đảm nhiệm các nhiệm vụ như tẩy sạch lớp oxyt bề mặt dễ khuếch tán vảy hàn

5

nóng chảy. Khi các nguyên tử của kim loại nóng chảy xâm nhập được vào bề mặt rắn
của kim loại hàn, chúng hình thành pha kim loại trung gian liên kết giữa vảy hàn và
kim loại hàn. Vảy hàn đông rắn và mối hàn được thực hiện.
Nếu gọi: - T
h
là nhiệt độ hàn.
- T
ch
là nhiệt độ chảy của kim loại hàn.
- T
R
là nhiệt độ kết tinh lại.

- T
v
là nhiệt độ nóng chảy của vảy hàn thì ta có cách phân loại
như sau:


Hàn nóng chảy
T
h ≥
T
ch

Hàn áp lực
T
ch ≥
T
h ≥
T
R

Hàn vảy
T
ch

≥
T
h ≥
T
v

1.3. Phân loại các phương pháp hàn
Theo công bố của AWS (Amercan Welding Sociate), thì các phương pháp hàn
được phân loại theo bảng 1.1 dưới đây.

6

Bảng1.1. Phân loại các phương pháp hàn
HÀN HỒ QUANG
Hàn nguyên tử hydrogen
Hàn hồ quang trần
Hàn hồ quang carbon
- Có khí bảo vệ
- Bảo vệ bằng thuốc bọc

- Hồ quang gián tiếp
AHW
BMAW
CAW
CAW-G
CAW-S
CAW-T

Hàn dây thuốc
Hàn điện khí
Hàn MIG-MAG
- Hàn dòng xung
- Hàn chuyển dịch
ngắn mạch
-Hàn TIG

FCAW
BGW
GMAW
GMAW-P
GMAW-S

GTAW

Hàn dòng xung
Hàn plasma
Hàn que
Hàn cấy hồ quang
Hàn hồ quang chìm
- Hàn nhiều dây
- Hàn dây dẹp
GTAW-P
PAW
SMAW
SW
SAW
SAW-S
SAW-B


HÀN Ở TRẠNG THÁI RẮN
Hàn ép(Coextrusion) CEW
Hàn nguội CW
Hàn khuếch tán DEW
Hàn nỗ EXW
Hàn rèn FOW

Hàn ma sát FRW
Hàn khí nóng áp lực HPW
Hàn cán ROW
Hàn siêu âm
UWS

HÀN VẢY
Hàn vảy hồ quang AE
Hàn vảy toàn khối BE
Hàn vảy HQ carton CAE
Hàn vảy khuếch tán DFB
Hàn vảy nhúng DB
Hàn vảy dòng nhiệt FLB
Hàn vảy trong lò FB
Hàn vảy cảm ứng IB

HÀN VẢY MỀM
Hàn nhúng DS
Hàn trong lò FS
Hàn cảm ứng IS
Hàn hồng ngoại IRS
Hàn bằng mỏ hàn INS
Hàn điện trở RS
Hàn bằng ngọn lửa TS
Hàn b
ằng sóng điện từ
WS

PHƯƠNG PHÁP HÀN KHÁC
Hàn tia lửa điện EBW

- trong chân không EBW-HV
- trong áp suất thấp EBW-MV
- trong môi trường
khí bảo vệ EBW-NV
Hàn xỉ điện ESW
Hàn dòng điện FLOW
Hàn cảm ứng IW
Hàn laser LEW
Hàn va đập(Percussion) FEW
Hàn nhi
ệt(phản ứng)
TW

HÀN ĐIỆN TRỞ
Hàn phòng hồ quang(flash) FW
Hàn điện cực giả(projection) PW
Hàn đường RSEW
- Cao tần RSEW-HF
- Cảm ứng RSEW-1
- Hàn điểm RSW
)
UW

HÀN KHÍ
Hàn acetylen-không khí AAW
Hàn oxy-acetylen OAW
Hàn oxy-hydrogen OHW
Hàn khí-áp lực PGW
PHUN KIM LOẠI
Phun bằng hồ quang EASP

Phun bằng ngọn lửa FLSP
Phun b
ằng plasma
PSP

Cắt bằng thuốc FOC
Cắt bằng bột sắt POW
Cắt bằng ngọn lửa OFC
-Oxy acetylen OFC-A
-Oxy hydrogen OFC-H
-Oxy natural gas OFC-N
-Oxy propane OFC-P
Cắt hồ quang –Oxy AOC
Dùi bằng Oxy LOC
KEO DÁN ABD
(Adhsive bonding)

Cắt bằng carbon không khí
AAC

Cắt bằng điện cực carbon CAC
Cắt hồ quang kim loại khí GMAC
Cắt hồ quang tungsten khíGTAW
Cắt bằng que hàn SMAC
Cắt plasma PAC
Cắt bằng hồ quang kim loại MAC

PHƯƠNG PHÁP CẮT KHÁC
Cắt bằng tia laser LBC
Cắt bằng tia electron EBC

CÁC
PHƯƠNG
PHÁP HÀN
PHUƠNG
PHÁP
HÀN
TUƠNG
CẬN

CÂN BẰNG
NHI
ỆT


7

Về mặt công nghệ, các phương pháp phát triển từ:


Với công nghệ Robotic, các thông số hàn và các chuyển động hàn được lập
trình trước để điều chỉnh quá trình hàn. Trong khi với công nghệ Synergic, các thông
số, các chuyển động của quá trình hàn được theo dõi liên tục và xử lý can thiệp bằng
các thông tin mà máy có được trước đó.
1.4. Giới thiệu phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc
Trong các phương pháp hàn kim loại thì hàn hồ quang là phương pháp thông
dụng nhất hiện nay. Phương pháp hàn kim loại bằng phương pháp hồ quang có những
ưu điểm cơ bản như hàn được các chi tiết có độ dày khác nhau, hình dáng kết cấu có
mức độ phức tạp khác nhau, có thể hàn được trong nhiều môi trường khác nhau như
trong môi trường khí bảo vệ, dưới nước, trong chân không…
Hàn hồ quang có thể thực hiện bằng các phương pháp khác nhau như hàn hồ

quang tay, hàn tự động và bán tự động. Hiện nay các ngành công nghiệp chế tạo máy,
giao thông vận tải, xây dựng, dầu khí và nhất là trong công nghệ đóng tàu sử dụng các
phương pháp hàn hồ quang truyền thống và tiên tiến. Các công nghệ hàn hiện đại như
TIG, MIG-MAG, hàn có thuốc bảo vệ… cho phép nâng cao chất lượng mối ghép, đáp
ứng được yêu cầu kỹ thuật khắt khe của các kết cấu, công trình.
Đặc biệt, hàn tự động dưới lớp thuốc cho chất lượng tốt nhất, ít phụ thuộc vào
tay nghề công nhân. Thật sự hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc là quá trình hàn hồ
quang kín trong đó hồ quang cháy giữa mút dây điện cực và vật hàn được bảo vệ khỏi
sự xâm nhập của không khí nhờ lớp vật liệu hạt (thuốc hàn). Một phần thuốc hàn nóng
chảy do tác dụng của nhiệt hồ quang tạo thành màng xỉ lỏng bảo vệ vùng hồ quang và
bể kim loại lỏng.
Khi hồ quang hàn di chuyển, dây hàn, các mép vật hàn (kim loại cơ bản) và các
phần thuốc mới nóng chảy. Khi nguồn nhiệt giảm, bể kim loại đông đặc tạo thành mối
hàn, thuốc lỏng đông đặc tạo thành lớp xỉ bảo vệ kim loại mối hàn khỏi oxy hóa và
nitơ hóa.
Hàn tự đông dưới lớp thuốc là quá trình hàn trong đó đã tự động hóa cả hai
khâu đẩy dây điện cực vào vùng hồ quang và chuyển động hồ quang theo khe hở.
Hàn tự động dưới lớp thuốc thường được ứng dụng ở tư thế hàn bằng trong các
nhà máy và công trường, với kim loại có chiều dày lớn.
Thủ công Bán tự động Hàn tự động Robotic Synertic

8

Ở các tư thế hàn ngang hoặc hàn đứng vẫn có thể áp dụng phương pháp này với
các đồ gá hỗ trợ cần thiết. Tuy nhiên năng suất không cao so với các phương pháp hàn khác.
Hàn dưới lớp thuốc có thể ứng dụng dòng xoay chiều hay một chiều. Khi hàn tự
động dưới lớp thuốc dùng dây hàn đường kính (1,8-6)mm, cường độ dòng điện
(150÷1500)A và điện thế (26÷46)V.
 Một số đặc điểm của phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc.
• Nhiệt lượng hồ quang tập trung và nhiệt độ rất cao, cho phép hàn với tốc độ lớn.

• Hàn dưới lớp thuốc có thể hàn kim loại với chiều dày khá lớn không cần
phải vát mép cạnh.
• Lượng kim loại chảy lớn.
• Hệ số chảy tăng 8-12g/A.h trong hàn thủ công, và tăng lên 14-18g/A.h trong
hàn dưới lớp thuốc.
• Không bắn tóe, làm giảm công lao động để đánh sạch bề mặt vật hàn sau khi hàn.
 Chất lượng mối hàn rất cao:
• Bảo vệ tốt kim loại mối hàn khỏi bị tác dụng của ôxy và nitơ của không khí
xung quanh.
• Kim loại mối hàn đồng nhất về thành phần hóa học, lớp thuốc và xỉ bên trên
làm mối hàn nguội chậm hơn nên ít bị thiên tích.
• Mối hàn có hình dạng tốt, nhẵn, kích thước đều đặn, ít sinh ra khuyết tật như
không ngấu, rỗ khí, …
• Quá trình hàn diễn ra liên tục vì không cần phải thay cực hàn.
• Giảm tiêu hao kim loại điện cực và điện năng.
• Phần kim loại điện cực trong mối hàn chỉ khoảng 1/3, còn 2/3 là kim loại cơ
bản (trong phương pháp hàn thủ công bằng que hàn có lớp thuốc bọc 70% kim loại
mối hàn là kim loại que hàn).
• Điều kiện lao động tốt: Thợ hàn không bị hồ quang làm hại mắt và da.
Lượng khí độc sinh ra trong quá trình hàn ít so với hàn thủ công bằng que có lớp bọc.
• Dễ cơ khí hóa và tự động hóa quá trình hàn.
 Nhược điểm của quy trình này là:
Hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc ít được dùng cho vị trí hàn đứng hoặc
hàn trần.

9

Rõ ràng do có nhiều ưu điểm hơn nên phương pháp hàn ngày nay ngày càng
được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như: đóng tàu, chế tạo máy, giao
thông vận tải, xây dựng và dầu khí…

1.5. Thực tế áp dụng công nghệ hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc trong điều
kiện Việt Nam hiện nay:
Với yêu cầu của thị trường lao động hiện nay, đòi hỏi phải đào tạo được đội ngũ
công nhân có trình độ tay nghề chất lượng cao, có thể sử dụng được các máy móc thiết
bị hiện đại, đặc biệt trong trường hợp đào tạo công nhân hàn chất lượng cao, thì việc
nâng cao chất lượng các loại sản phẩm hàn cao cấp dùng kim loại màu là nhu cầu cấp
thiết và nóng bỏng hiện nay.
Chính vì thế nên công nghệ hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc được sử dụng
rất nhiều trong các xưởng chế tạo các thiết bị và bồn chứa đắt tiền như: Bồn chứa hóa
chất, tàu chở hóa chất và các hầm ướp lạnh hải sản
So với các công nghệ hàn hồ quang thông thường thì hàn hồ quang tự động
dưới lớp thuốc vượt trội hơn, cụ thể như:
- Tăng thời gian hàn, tăng năng suất và giảm sự mệt mỏi của người thợ.
- Sau khi hàn không cần gõ xỉ, khu vực làm sạch sẽ.
- Thuốc hàn

là loại khí dễ kiếm, dễ sản xuất và giá thành thấp.
- Năng suất hàn

cao, gấp hơn 17 lần so với hàn hồ quang tay.
- Chất lượng hàn cao. Sản phẩm hàn ít bị cong vênh do tốc độ hàn cao, nguồn
nhiệt tập trung, hiệu suất sử dụng nhiệt lớn, vùng ảnh hưởng nhiệt hẹp.
- Điều kiện lao động tốt hơn so với hàn hồ quang tay và trong quá trình hàn
không phát sinh khí độc.
- Đào tạo kỹ năng hàn dễ dàng.
Trong điều kiện công nghiệp đang phát triển ở Việt Nam, công nghệ hàn tự
động dưới lớp thuốc chiếm một vị trí rất quan trọng. Nó không những hàn các loại
thép kết cấu thông thường, mà còn có thể hàn thép không rĩ, thép chiệu nhiệt, thép bền
nóng, các hợp kim đặc biệt, các hợp kim nhôm, magiê, niken, đồng, các hợp kim có ái
lực mạnh với ôxy.

Công nghệ hàn này có thể sử dụng với chiều dày vật hàn có chiều dày khác
nhau từ 1.6mm – 60mm và với chiều dày này có thể vát mép hoặc không vát mép với
cường độ dòng điện từ 200A- 2000A.
Tuy nhiên đối với trường hợp cụ thể tại Trường Trung cấp nghề Ninh Hòa thì

10

chưa có nghiên cứu nào để xác định cụ thể các thông số hàn trong điều kiện cơ sở vật
chất, trình độ tay nghề, điều kiện môi trường, … để có được quy trình hàn đạt chất
lượng cao nhất. Chính vì vậy, mục tiêu chính của đề tài là để giải quyết vấn đề này.
1.6. Đối tượng nghiên cứu
Có rất nhiều thông số đầu vào ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn hay cụ thể
hơn là chất lượng của quy trình hàn, như: cường độ dòng điện, hiệu điện thế, tốc độ
hàn, tầm với điện cực, nhiệt độ môi trường, chuẩn bị mối hàn, … Như vậy nếu điều
kiện nghiên cứu cho phép thì việc xét đến ảnh hưởng của tất cả các yếu tố kể trên đến
chất lượng mối hàn là điều cần thiết. Tuy nhiên như vậy thì số lượng mẫu nghiên cứu
sẽ rất lớn và khó hội tụ, cũng như kinh phí không cho phép và thật ra cũng không cần
thiết phải nghiên cứu tất cả các thông số đấy.
Chính vì vậy, xét trong điều kiện của Trường Trung cấp nghề Ninh Hòa, yêu cầu
của cơ sở sản xuất đối với trình độ tay nghề công nhân hàn, tác giả chỉ giới hạn đối
tượng nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu ảnh hưởng của ba thông số cơ bản là:
Cường độ dòng điện hàn I(A), điện áp hàn U(V), tốc độ hàn V(m/h) đến chất lượng
của mối hàn giáp mối có cùng chiều dày. Mối hàn được thực hiện bằng công nghệ hàn
hồ quang tự động dưới lớp thuốc trên máy hàn KOBECO - DW-S43G sẵn có tại Trường.
1.7. Mục đích, phương pháp nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu của đề tài là đánh giá ảnh hưởng của 3 thông số U(V),
I(A), V(m/h) đến chất lượng mối hàn giáp mối ở tư thế hàn bằng. Từ đó đề xuất các giá
trị hợp lý của 3 thông số U(V), I(A), V(m/h) để đạt được mối hàn có chất lượng tốt nhất.
Với mục đích như vậy, tác giả sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:
- Nghiên cứu lý thuyết: sử dụng các công thức đã công bố để tính chọn giá trị

của 3 thông số cơ bản ảnh hưởng tới chất lượng mối hàn xảy ra trong khi hàn hồ quang
tự động dưới lớp thuốc.
- Nghiên cứu thực nghiệm: lựa chọn 21 mẫu hàn thực nghiệm theo kích thước
quy định của Đăng kiểm ABS, lần lượt thay đổi các giá trị của 3 thông số U(V), I(A),
V(m/h) trên máy hàn tự động dưới lớp thuốc KOBECO DW-S43G. Sau đó cắt các
mẫu thử tại các vị trí quy định để đánh giá chất lượng mối hàn thông qua phương pháp
kiểm tra phá hủy (độ bền kéo, uốn, độ giãn dài) và không phá hủy (hình dạng mối hàn,
biến dạng hàn, khuyết tật bên ngoài) tại Viện Nghiên cứu và Chế tạo tàu thủy - Trường
Đại học Nha Trang.

11

- Nghiên cứu mô phỏng: sử dụng phần mềm thương mại Abaqus để mô phỏng
quy trình hàn giáp mối rồi so sánh kết quả với mẫu thực nghiệm. Từ đó xác định được
các giá trị ứng suất nhiệt, biến dạng nhiệt, sự truyền nhiệt, … mà trong thực nghiệm
không kiểm tra được.
1.8. Giới hạn nội dung nghiên cứu
Để giải quyết những vấn đề cho mục đích đặt ra, luận văn chỉ nghiên cứu các
yếu tố cơ bản U(V), I(A), V(m/h) ảnh hưởng tới sự hình thành mối hàn của công nghệ
hàn hồ quang dưới lớp thuốc. Khảo sát thực tế ở những nhà máy đóng tàu cũng như
đào tạo công nhân hàn tại Trường Trung Cấp nghề Ninh Hòa đã sử dụng công nghệ
hàn hồ quang dưới lớp thuốc, nhận dạng phân tích những khuyết tật và nguyên nhân từ
đó tiến hành thực nghiệm, kiểm tra đối chiếu, so sánh để đề xuất chế độ hàn hợp lý nhất.
Do một số điều kiện nhất định, luận văn này chỉ tập trung nghiên cứu mối hàn
giáp mối (đấu đầu) ở vị trí hàn bằng, đó cũng chính là vị trí phổ biến và được ứng
dụng nhiều nhất trong kết cấu vỏ tàu. Vật liệu dùng để nghiên cứu là thép các bon có
độ bền cao AH36, loại vật liệu thường dùng nhiều nhất hiện nay trong đóng tàu.

12

Chương 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ HÀN TỰ ĐỘNG
DƯỚI LỚP THUỐC


2.1. Khái niệm chung
Phương pháp hàn hồ quang dưới lớp thuốc có tên thông dụng là hàn hồ quang
chìm và tên gọi quốc tế là SAW (Submerged- Arc Welding).
Trong quá trình hàn theo phương pháp SAW, nhiệt hồ quang đồng thời làm
nóng chảy đầu dây điện cực và một phần chất trợ dung. Đầu điện cực và vùng hàn
luôn luôn được bảo vệ bằng chất trợ dung nóng chảy, phía trên là chất trợ dung chưa
nóng chảy. Khi hồ quang tiến dọc theo mối ghép, kim loại nóng chảy sẽ lắng xuống,
thuốc hàn nóng chảy nổi lên trên và tạo thành xỉ. Kim loại hàn có nhiệt độ nóng chảy

cao hơn, sẽ kết tinh trước khi lớp xỉ đông đặc ở phía trên. Xỉ đông đặc sẽ tiếp tục bảo
vệ mối hàn còn nóng. [11]
Quy trình SAW tự động dòng điện từ biến áp hàn, máy phát hoặc bộ chỉnh lưu
đi qua ống tiếp điểm đến dây điện cực. Dây này được nạp liên tục qua ống tiếp điểm
và qua lớp trợ dung đến mối ghép bằng con lăn dẫn hướng. Dây được cuộn trên tang
hoặc trống quay. Chất trợ dung tập trung trên mối ghép phía trước hồ quang từ phểu
qua ống phân phối chất trợ dung. Sau khi kim loại hàn kết tinh, chất trợ dung không
nóng chảy được loại bỏ bằng tay hoặc bằng hệ thống hút chân không, có thể được sàng
lọc và tái sử dụng. Tấm lót mối hàn được sử dụng để chạy dọc đường hàn, các cữ chặn
cho phép tránh các khuyết tật có thể xảy ra khi bắt đầu và kết thúc đường hàn.

Hình 1.1. Cơ chế hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc

13

2.2. Thiết bị và vật liệu hàn tự động dưới lớp thuốc
2.2.1. Thiết bị hàn hồ quang dưới lớp thuốc
• Bộ phận nạp dây điện cực, truyền động điện đến các chi tiết gia công qua
ống tiếp điểm của mỏ hàn hoặc đầu hàn.
• Nguồn điện cung cấp dòng điện cho điện cực qua tiếp điểm.
• Hệ thống nạp chất trợ dung phía trước hồ quang.
• Cơ cấu truyền động dọc và ngang đường hàn.

Hình 2.1. Thiết bị hàn hồ quang dưới lớp thuốc.
Trong thiết bị tự động, tốc độ nạp dây và chiều dài hồ quang được điều khiển tự
động, hành trình hồ quang với tốc độ mong muốn dọc theo đường hàn cũng được điều
khiển tự động.
2.2.2. Vật liệu dùng trong hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc
Thuốc hàn và dây hàn là hai vật liệu chính của quá trình hàn tự động dưới lớp thuốc.
2.2.2.1. Bản chất của thuốc hàn

Để nhận được mối hàn chất lượng cao, hồ quang hàn và vùng kim loại nóng
chảy phải được bảo vệ chống ảnh hưởng có hại của không khí và trong một số trường
hợp kim loại mối hàn cần được hợp kim hóa và xử lý luyện kim.
Thuốc hàn dùng để bảo vệ kim loại nóng chảy ở vùng hàn khỏi bị tác dụng của
các khí có hại trong không khí, đồng thời làm ổn định hồ quang trong quá trình hàn và
tạo hình mối hàn. Xỉ này còn làm sạch kim loại hàn (khử oxy và loại bỏ tạp chất).
 Chính vì vậy yêu cầu chung cho các thuốc gồm:
• Đảm bảo tính ổn định hồ quang và quá trình hàn.
• Đảm bảo các tính chất và thành phần hóa học của mối hàn.