Đề cương bài giảng lý thuyết hàn

Chương I: Khái niệm về hàn kim loại
1.1. Bản chất và đặc điểm hàn kim loại
a, Bản chất: Hàn là quá trình công nghệ nối hai hoặc nhiều phần tử (chi tiết, bộ phận)
thành một khối bền vững, bằng cách dùng nguồn nhiệt nung nóng chỗ cần nối đến
trạng thái hàn. Sau đó kim loại lỏng tự kết tinh (ứng với trạng thái lỏng) hoặc dùng
thêm ngoại lực ép chúng dính lại với nhau (ứng với trạng thái nguội, dẻo) để tạo thành
mối hàn.
+ Trạng thái hàn có thể là trạng thái lỏng, dẻo và thậm chí là nguội bình thường.
+ Khi hàn nếu kim loại đạt tới trạng thái lỏng , thì trong phần lớn các trường hợp, mối
hàn tự hình thành mà không cần lực ép. Việc tạo ra mối hàn có hình dạng và kích
thước cho trước có thể cần hoặc không cần kim loại bổ sung (thông qua vật hàn).
+ Nếu kim loại chỗ cần nối khi hàn có nhiệt độ thấp hoặc chỉ đạt tới trạng thái dẻo để
tạo ra mối hàn cần thiết phải có ngoại lực tác dụng.
+ Về bản chất hàn đắp, hàn vẩy và dán kim loại cũng tương tự như hàn. Vì thế trong kỹ
thuật chúng được coi là lĩnh vực riêng của hàn.
b, Đặc điểm
- Liên kết hàn được đặc trưng với tính liên tục và nguyên khối . Đó là liên kết “ cứng”
không tháo rời được.
- Với cùng khả năng làm việc so với các phương pháp nối ghép khác (bằng bu lông,
đinh tán,…) kết cấu hàn cho phép tiết kiệm 15 – 20% khối lượng kim loại
- So với Đúc, Hàn có thể tiết kiệm được 50% khối lượng kim loại
- Hàn cho phép chế tạo các kết cấu phức tạp, siêu trường, siêu trọng từ những vật liệu
cùng loại hoặc các vật liệu khác loại, hoặc các vật liệu có tính chất rất khác nhau. Phù
hợp với điều kiện và môi trường khác nhau.
- Hàn tạo ra các liên kết có độ bền và độ kín cao đáp ứng với yêu cầu làm việc của các
kết cấu quan trọng (vỏ tàu, bồn bể, nồi hơi, thiết bị áp lực,…).
- Hàn có tính linh động và có năng suất cao so với các công nghệ khác, đễ cơ khí hóa tự
động hóa quá trình sản suất.
- Mức độ đầu tư cho sản xuất hàn không cao (thiết bị đơn giản, rẻ tiền).
+ Nhược điểm:
- Tổ chức và tính chất kim loại tại vùng mối hàn và khu vực lân cận có thể thay đôi theo

chiều hướng xấu ( đặc biệt với vật liệu khó hàn). Làm giảm khả năng chịu lực của kết
cấu, đặc biệt là khi làm việc dưới tải trọng động.
- Trong kết cấu hàn thường tồn tại trạng thái ứng suất và biến dạng dư, ảnh hưởng đáng
kể đến hình dạng và kích thước, thẩm mỹ và khả năng làm việc của sản phẩm.
1.2. Phân loại các phương pháp hàn.
- có nhiều cách phân loại phương pháp hàn. Tuy nhiên, thông dụng nhất là cách phân
loại theo năng lượng sử dụng và theo trạng thái kim loại hàn tại thời điểm hàn.
1


a, Theo dạng năng lượng sử dụng: có các nhóm phương pháp hàn như sau
- Các phương pháp hàn điện: Gồm các phương pháp dùng điện năng biến thành nhiệt
năng để cung cấp cho quá trình hàn, ví dụ:
+Hàn điện hồ quang .
+Hàn điện tiếp xúc.
+Hàn điện xỉ
- Các phương pháp hàn cơ học: Gồm các phương pháp sử dụng cơ năng để biến dạng
kim loại tại khu vực cần hàn và tạo ra liên kết hàn.
Ví dụ: Hàn nguội, hàn ma sát, hàn siêu âm…
- Các phương pháp hàn hóa học: Gồm các phương pháp sử dụng năng lượng do các
phản ứng hóa học tạo ra để nung nóng chẩy kim loại mối hàn.
Ví dụ: Hàn khí, hàn hóa nhiệt,….
- Các phương pháp kết hợp: Sử dụng kết hợp các dạng năng lượng nêu trên.
b, Theo trạng thái kim loại mối hàn tại thời điểm hàn:
Chia tất cả các phương pháp hàn thành hai nhóm.
1, Hàn nóng chảy (Fusion welding)
+ Hàn khí
(Gas Welding)
+ Hàn điện xỉ (Electroslag Welding)
+ Hàn nổ

( Exploxsion Welding)
+ Hàn laze
(Laser Welding)
+ Hàn Plasma ( Plasma Welding)
+ Hàn hóa nhiệt
+Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chẩy (Arc welding using a consumable electrode)
+Hàn hồ quang bằng điện cực không nóng chảy (Arc welding using a non consumable
electrode)
+ Hàn trong môi trường khí bảo vệ ( Gas shielded arc welding)
- hàn hồ quang bằng điện cực Vonfram trong môi trường khí bảo vệ(Ar, He, Ar +He) :
GTAW (Gas tungsten Arc Welding); Hàn TIG (tungsten Inert Gas) Châu Âu)
- Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chẩy trong môi trường khí trơ bảo vệ (Ar, He, Ar+
He) : Hàn MIG (Metal Inert Gas ); GMAW (Gas Metal Arc welding )
- Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chẩy trong môi trường khí bảo vệ hoạt tính (thường
CO2): GMAW (Gas metal Arc Welding); MAG: (Metal Active Gas)
+Hàn bằng dây có lõi thuốc (Self shielded welding)
+ Hàn dưới lớp thuốc: SAW (Submerged arc welding)
2, Hàn áp lực (Pressure welding)
+ Hàn siêu âm (Utrasonic welding)
+Hàn nổ (Explosion welding)
+ Hàn nguội (Cold welding)
+ Hàn ma sát (Priction welding)
+ Hàn khuyếch tán (Diffusion welding)
+ Hàn cao tần (Induction welding)
2


+ Hàn rèn (forge welding)
+ Hàn điện tiếp xúc bao gồm: (Resistance welding)
- Hàn tiếp xúc giáp mối (đối đầu) Resistance butt welding

- Hàn tiếp xúc điểm (Spot welding)
- Hàn tiếp xúc đường (Resistance seam welding)
+ Hàn khí ép (Pressure gas welding)
c, Theo phương pháp hàn:
- Hàn hồ quang tay (Manual arc welding.)
- Hàn hồ quang tự động (Automatic arc welding)
- Hàn hồ quang bán tự động (Semi Automatic arc welding )
- Hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ (Gas shielded arc welding)
Với hàn nóng chảy: Yêu cầu các nguồn nhiệt phải có công suất đủ lớn
( Hồ quang hàn, ngọn lủa khí cháy, Plasma…) đảm bảo nung nóng cục bộ kim loại cơ
bản và vật liệu hàn tới trạng thái nóng chảy.
Với phương pháp hàn áp lực: Đa số quá trình hàn kim loại được thực hiện ở
trạng thái rắn, một số trường hợp một phần kim loại chỗ cần nối có thể nung tới trạng
thái chảy lỏng và mối hàn được hình thành bằng lực ép ( Khi ép có thể toàn thể kim loại
lỏng được đẩy ra xung quanh tạo thành ba via và mối hàn được tạo nên trên bề mặt tiếp
xúc của chi tiết ở trạng thái rắn hoặc phần kim loại lỏng tự kết tinh hình thành mối hàn
cung với lực ép).
chương II: Nguồn nhiệt hàn
2.1. Yêu cầu chung của nguồn nhiệt hàn.
- Hàn là nung nóng cục bộ vùng hàn đến nhiệt độ ở trạng thái hàn, nung nóng tới nhiệt
độ chảy hoặc nhiệt độ biến dạng dẻo. Trừ một số trường hợp không nung nóng.
- Hàn nóng chảy: (Fusion welding)
T0 nung chảy > T0 chảy của kim loại.
Chỉ có ở vùng biên giáp với kim loại rắn, nhiệt độ tối thiểu bằng nhiệt độ nóng chảy
kim loại hàn. Tại tâm nguồn nhiệt tác dụng,
nhiệt độ đạt đến trạng thái bốc hơi.

Hình 2.1. Sự phân bố nhiệt trong vũng hàn
3

- Hàn áp lực: (Pressure welding)
Tại bề mặt tiếp xúc hàn: TmTnc .
 h = h1 +h2
 d: đường kính điện cực.
H = 1 + 2
dD
Td Td : Nhiệt độ biến dạng dẻo kim loại.
- Nguồn năng lượng sử dụng trong hàn để nung kim koại vật hàn và điện cực
+ Hóa năng chuyển thành nhiệt năng thường thông qua các phản ứng hóa học
+ Cơ năng chuyển thành nhiệt năng
+ Điện năng chuyển thành nhiệt năng
Liên hợp giữa các nguồn năng lượng để tạo ra nhiệt lượng Q nung nóng vùng hàn,
nhiệt lượng hữu ích tạo ra mối hàn thường nhỏ hơn lượng nhiệt nguồn cung cấp do sự
hao tổn ra môi trường, do kim loại hàn có tính dẫn nhiệt, từ đó ta có:
Qhữu ích < Qtoàn phần = Qn



Qhi Qm

Qtp Qn

(hệ số hữu ích)

Qm = Cm.mm.Tm
Cm: Nhiệt dung riêng phần kim loại nóng chảy.
*Có ba loại nghiệt dung riêng:
- Nhiệt dung riêng khối lượng ký hiệu C (J/Kg. K0)

- Nhiệt dung riêng thể tích ký hiệu C’ (J/m3. K0)
- Nhiệt dung riêng Kilomol ký hiệu C (J/Kmol. K0)
- Quan hệ giữa 3 loại nhiệt dung: C = C’ = C / 
Tm: Nguồn nhiệt
mm: Khối lượng kim loại được nung
Qn = Cn.mn.Tn



Qm C m .mm .Tm

Qn C n .m m .Tn .

Qm< Qn  Tm< Tn




Qm Qn  Q0
Q

 1 0
Qn
Qn
Qn

  1;

Qo  Qn

  1 Khi không mất mát nhiệt

Trong tực tế một số phương pháp hàn nhiệt độ trên bề mặt kim loại nóng chảy cao hơn
nhiệt độ nguồn nhiệt 700C -1000C .
Tvh = Tnc + (700C -1000C)

4


Nhiệt độ do nguồn nhiệt cấp mất đi do tiếp xúc với môi trường. Một số trường hợp
nhiệt độ bề mặt nóng chẩy lớn hơn Tnc từ 300 - 4000C
Tm = Tnc +{(700C -1000C ) ÷ (300 - 4000C )}
+Yêu cầu đối với nguồn nhiệt hàn
- Phải giảm mất mát nhiệt
- Công suất nguồn nhiệt phải đủ lớn để giảm mất mát không cần thiết đủ để nung nóng
bề mặt hàn đến trạng thái hàn.
2.2. Nguồn nhiệt của ngọn lửa khí cháy với O2 .
- Khí H2 cháy với O2
H2 + O2  H2O +Q H2O
Điện phân H2O  H2+O2 (mỏ hàn)
- C cháy với O2
C + O2  CO
+2900 cal/mol.
CO +

1
O2  CO2 +68200 cal/mol.
2

Qn = Cn.mn.Tn  Tn 

TH 2O 

Q
 C .m
n

m

Q
 Cn.m
n

n

 5300 0 C

n

Nhiệt độ cao xẩy ra phản ứng nghịch
H2 O  H2 +

1
O2 - Q H2O
2

Gọi x: mức độ phân ly của H2O
Gọi y: mức độ phân ly của O2
Gọi z: mức độ phân ly của H2
Nhiệt độ cháy của O2 với H2 là:
Tn 

(1  x)Q H 2O - z Q H 2 - yQ O2
x
(1  x)CTH 2O  ( x  z )CTH 2  2 zCTH  (  y )COT2  2 yC0T
2

QH2 Hiệu ứng nhiệt tạo ra phần tử H2  103 800cal
QO2 Hiệu ứng nhiệt tạo ra phần tử O2 111 700cal =
544,3 KJ
(1-x) khối lượng hơi nước sau khi được phân ly x
phần
(x-z) khối lượng phân tử H2 không phân ly.
(x/2 –y) khối lượng phân tử O2 không phân ly.
2y : Khối lượng nguyên tử O
2z : Khối lượng nguyên tử H
Hình 2.2. Nhiệt độ lý thuyết và thực tế

5


T
CTH2O , CTH2 , CO2 , CTH , C0T là nhiệt dung của nước, phân tử hidro, phân tử oxy,
2

nguyên tử hidro, nguyên tử oxy
- Kết quả tính toán trên cho
Tn = 53000C đó là kết quả tính toán lý thuyết.
Thực tế nhiệt độ chỉ đạt: 2300 0C
+ C2H2 cháy với O2
- C2H2 phân ly điều kiện không có O2

C2H2  CH4 +3C
+ Q1
CH4 + 3C  C2 + H2
+ Q2
Tổng nhiệt lượng sinh ra:

Q

(Sự phân ly của C2H2 )

Q1  Q2
2

- C2H2 phân hủy có O2 :
C2H2 + O  C2H2O
C2H2O + O  C2H2O2 + Q
CO + HCOH

2CO + H2 + Q

CO +H2
- C2H2 cháy đủ O2
Cháy hoàn toàn, ngọn lửa gồm ba vùng phân
biệt
1: Vùng sáng trắng (nhân)
2: Vùng sáng xanh (Vùng hoàn nguyên)
3: Vùng vàng rơm (vùng cháy hoàn toàn)
- sự phân bố nhiệt trên các vùng của ngọn lửa
khác nhau.
- Căn cứ vào tỷ số  

Hình 2.3. Các vùng cháy của
ngọn lửa đủ O2

VO2
VC2 H 2

Chia ngọn lửa cháy C2H2 với oxy thành các loại sao:
+   1,1 thừa C2H2, dư C gọi là ngọn lửa (các bon hóa) dùng hàn gang, đồng, ngọn
lửa gồm có hai vùng do nhân ngọn lửa kéo dài chiếm hết cả vùng hoàn nguyên

6


Hình 2.4. Các vùng cháy ngọn lửa các bon hóa
+ Nếu   1,1  1,2 Gọi là (ngọn lửa trung hòa), gồm có ba vùng phân biệt rõ ràng
(Nhân, vùng hoàn nguyên, vùng cháy hoàn toàn). Ngọn lửa này dùng hàn thép, nhôm.

Hình 2.5. Các vùng cháy ngọn lửa trung hòa
+Nếu   1,2 . Thừa O2 Gọi là (ngọn lửa oxy hóa) nhân ngọn lửa ngắn lại,vùng hoàn
nguyên và vùng cháy hoàn toàn không phân biệt rõ ràng. ngọn lửa này dùng hàn đồng
thau để tránh kẽm bị bay hơi trong quá trình hàn, không dùng ngọn lửa này để hàn thép.

Hình 2.6. Các vùng cháy của ngọn lửa oxy hóa
- Phương trình cháy trong các ngọn lửa:
+ Dư C2H2
2,8C2H2 + 0,8O2 → 1,6CO + 4C + 2,8H2 + Q =101140 cal/mol = 422,3KJ/mol
1,6CO +4C +2,8H2 + 6,2O2 → 5,6CO2 +2,8H2O + 205960 cal/mol
+ Đủ O2
C2H2 + O2 → 2CO + H2

+ Q = 112800 cal/mol = ( 471,5 KJ/mol)
Cháy tiếp với O2 của không khí
CO + H2 + 3/2O2 → 2CO2 + H2O +Q = 200 000 cal/mol
+ Thừa O2 .
C2H2 +1,5O2 →1,65CO + 0,35CO2+ 0,35 H2+0,65H2O + Q=172240 cal/mol
7


1,65CO + 0,35H2 + 0,35CO2 +0,65H2O + O2 → 2CO2 + H2O
+Đồ thị phân bố nhiệt độ của các loại ngọn lửa.

Hình 2.7. Sự phân bố nhiệt của ngọn lửa hàn khí
- Công suất ngọn lửa.
Được điều chỉnh bằng số lượng thể tích khí cháy trong một đơn vị thời gian
(l/giờ)
Mỗi loại mỏ hàn đều có tiết diện dẫn khí C2H2 , O2 khác nhau, kích thước vành dẫn tạo
ra công suất ngọn lửa hàn lớn hay nhỏ. Chia mỏ hàn ra thành các số hiệu từ 1 đến 7,
công suất ngọn lửa tăng từ (1 – 7) số 7 có công suất ngọn lửa lớn nhất
- Nhiệt lượng truyền vào lớp nung nóng tính theo công thức

qr  qmax .e kr (cal/cm2.s)
2

k: Hệ số tập trung của nguồn nhiệt lấy theo số hiệu mỏ hàn (bảng dưới)
N0
k

1

2

3

4

5

6

7

0,39 0,35 0,31 0,28 0,23 0,20 0,17

Nhiệt độ cực đại tại tâm của vũng hàn, giảm dần ra mép vũng hàn (hình vẽ dưới)

8


Hình .2.9.Sơ đồ phân bố nhiệt trong hàn khí
2.3. Nguồn nhiệt của hồ quang hàn.
2.3.1.Sự phóng điện của hồ quang.
Hồ quang là nguồn nhiệt cơ bản để làm nóng chảy kim loại, điện cực trong quá
trình hàn. Khi hàn có thể tiến hành hàn hồ quang tay, hàn hồ quang tự động và bán tự
động trong môi trường thuốc bảo vệ, khí bảo vệ, sử dụng nhiều nhất là khí bảo vệ.
* Nguyên lý đặc điểm chung hàn hồ quang tay
Hàn hồ quang tay là phương pháp hàn nóng chẩy, các thao tác trong quá trình
hàn như (Châm và duy chùy hồ quang cháy ổ định, đảm bảo chiều rộng mối hàn cũng
như dịch chuyển hồ quang để hàn hết chiều dài đường hàn) đều thực hiện bằng tay
người thợ hàn
+ Sơ đồ nguyên lý:

9


Hình 2.10. Nguyên lý hàn hồ quang tay
+Đặc điểm:
- Có thể hàn được ở mọi vị trí trong không gian
- Hàn được các chi tiết to, nhỏ hoặc đơn giản, phức tạp khác nhau
- Có thể thực hiện trong các môi trường khác nhau (dưới nước, trong chân
không…)
- Thiết bị hàn và trang bị gá lắp hàn đơn giản, dễ thao tác
- Năng suất thấp do cường dộ dòng hàn bị hạn chế
- Hình dạng kích thước mối hàn không đều do Vh thay đổi, phụ thuộc vào tay nghề
công nhân.
- Thành phần hóa học mối hàn không đều do thành phần kim loại cơ bản tham gia
vào mối hàn thay đổi
- Chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt liên kết hàn tương đối lớn do nguồn nhiệt có
nhiệt độ cao và tóc độ hàn nhỏ
- Điều kiện làm việc của thợ hàn không được tốt vì ảnh hưởng của cường độ sáng
và nhiệt của hồ quang
Mặc dù còn nhiều nhược điểm nhưng những chi tiết có chiều dầy nhỏ và trung
bình cho đến nay hàn hồ quang tay vẫn là phương pháp thích hợp nhất. đồng thời nó
cũng là phương pháp chủ yếu nhất trong các phương phán hàn điện nóng chẩy để thực
hiện các mối hàn ở vị trí hàn đứng và đặc biệt ở vị trí hàn trần. vì vậy mà hầu hết các
nước trên thế giới có nền công nghiệp phát triển hiện đại như Mỹ, Nga, Nhật… tỷ lệ
phương pháp hàn hồ quang tay chiếm trên 50% trong tổng các phương pháp hàn
+ Nguồn hàn hồ quang tay: Có thể dùng dòng xoay chiều, một chiều có đặc tính dốc,
thoải. Hàn bằng dòng một chiều hồ quang ổn định hơn do chiều dòng điện không thay
đổi nên chất lượng mối hàn tốt hơn thường áp dụng hàn các kim loại có tính hàn khó.
+Điện cực hàn hồ quang tay: là que hàn nóng chẩy, có kích thước tiêu chuẩn về đường

kính và chiều dài.Que hàn được sản suất theo các tiêu chuẩn khác nhau (TCVN, AWS,
JIS….)
10


- Cấu tạo que hàn: Gồm hai phần lõi que và thuốc bọc
Lõi que hàn: Dẫn điện tạo hồ quang, quá trình hàn nóng chẩy bổ xung kim
loại đắp cho mối hàn, trong lõi que hàn còn có một số nguyên tố hợp kim để khử O 2,
oxy hóa kim loại mối hàn và hợp kim hóa nâng cao độ bền mối hàn. Đường kính que
hàn được gọi theo đường kính lõi que
Thuốc bọc que hàn: Trong quá trình hàn nóng chẩy tạo khí, xỉ bảo vệ kim loại
mối hàn, khử ôxy, hợp kim hóa nâng cao độ bền mối hàn, giúp việc mồi hồ quang và
duy trùy hồ quang cháy ổn định và giúp công việc hàn tiến hành thuận lợi khi hàn các
mối hàn trong không gian. Vì vậy trong thuốc bọc que hàn phải có đủ các thành phần để
đảm bảo các chức năng trên.
Theo tính chất thuốc bọc que hàn chia que hàn thành bốn nhóm: Que hàn a xít
(A), que hàn ba zơ (B), que hàn ru tin (R), que hàn cellulo (C). Mỗi loại que hàn có tính
công nghệ khác nhau và ứng dụng hàn các liên kết vật liệu khác nhau. Theo chiều dày
lớp thuốc bọc chia que hàn thành bốn nhóm, que hàn thuốc bọc mỏng (d/D)  1,2, que
hàn thuốc bọc trung bình 1,2 (d/D)  1,45, que hàn thuốc bọc dày 1,45 (d/D)  1,8,
que hàn thuốc bọc đặc biệt dày 1,8 (d/D)
Theo phạm vi sử dụng chia que hàn ra:
+Loại để hàn thép các bon và thép hợp kim thấp (ký hiệu Y)
+Loại để hàn thép hợp kim trung bình (ký hiệu )
+Que hàn thép hợp kim cao có tính chất đặc biệt (ký hiệu B)
+Que hàn dùng để hàn đắp (ký hiệu H)
- Các thông số công nghệ hàn hồ quang tay: Được xác định bằng thực nghiệm gồm
+ Đường kính que hàn : d (mm)
+Cường độ dòng điện hàn : Ih (A)
+ Điện áp hàn : Uh (V)

+ Số lớp hàn : (n) hàn các chi tiết có chiều dày lớn
+ Tốc độ hàn : Vh (m/h)
+ Năng lượng đường : qđ (Cal/cm)
Khi xác định các thông số hàn cần căn cứ vào liên kết hàn đã chọn, vị trí hàn
có thể xác định chế độ hàn một lớp hoặc nhiều lớp để hàn liên kết.
* Nguyên lý đặc điểm hàn hồ quang tự động, bán tự động dưới lớp thuốc (hàn ngầm)
- Hàn tự động : các chuyển động dịch chuyển điện cực theo chiều trục của nó, dịch
chuyển điện cực dọc trục mối hàn, dao động ngang đảm bảo chiều rộng mối hàn, các
chuyển động này được tự động háo hoàn toàn. Nếu nguyên công dịch chuyển điện cực
dọc trục mối hàn, dao động ngang điện cực thực hiện bằng tay gọi là hàn bán tự động.

11


Hình 1.11.Sơ đồ nguyên lý hàn tự động dưới lớp thuốc
- So với hàn hồ quang tay:
+ Năng suất hàn tăng 5- 10 lần do hàn với cường độ dòng lớn, tốc độ hàn cao (Vhqqt
= 6 – 8 m/h; Vhtđ = 18 – 40 m/h )
+ Tiết kiệm kim loại do dây hàn sử dụng triệt để, hàn chi tiết có chiều dày
 20mm không cần vát mép, hàn hồ quang tay chiều dày chi tiết  6mm phải vát
mép
+ Kim loại bắn té ra xung quanh ít
+ Kích thước mối hàn đều, hình dạng mối hàn đẹp
+ Chất lượng mối hàn tốt
+ Chiều rông vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ do Vh lớn nên biến dạng sau khi hàn nhỏ
+ Điều kiện lao động tốt vì hồ quang cháy ngầm dưới lớp thuốc
+ Giá thành thiết bị cao nên giá thành mối hàn cao
+ Chỉ cho phép hàn các mối hàn ở vị hàn sấp có độ nghiêng so với mặt phẳng ngang
  70.
- Vật liệu dùng trong hàn tự động:

+Dây hàn
Đây hàn có chức năng dẫn điện tạo hồ quang, nóng chẩy bổ xung kim loại đắp
cho mối hàn. Chất lượng liên kết hàn dưới lớp thuốc được xác định bằng tổng hợp sự
cân bằng giữa dây và thuốc, dây và thuốc được chọn trên cơ sở kim loại cơ bản
Các dây hàn gồm: Dây thép các bon, thép các bon mangan và thép hợp kim
thấp, thành phần các bon trong dây không qúa 0,12%. Hàm lương các bon cao làm giảm
độ dẻo tăng khả năng gây nứt trong mối hàn. đường kính dây tiêu chuản d = 1,2; 1,6;
2,0; 2,5; 3,2; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0mm; đây được bảo quản chống rỉ và thường cuốn thành
cuộn có khối lượng nhất định
12


+ Thuốc hàn tự động, bán tự động dùng hàn thép các bon, thép hợp kim thấp
Yêu cầu chung:
➢ Đảm bảo tính ổn định của hồ quang và quá trình hàn
➢ Đảm bảo các tính chất và thành phần hóa học của mối hàn
➢ Tạo dáng mối hàn đẹp
➢ Mối hàn không nứt chứa ít tạp chất
➢ Xỉ dễ bong
Các biện pháp giải quyết các yêu cầu đặt ra liên quan với thành phần kim loại cơ
bản và dây điện cực, vì vậy thuốc hàn dùng cho hàn tự động, bán tự động rất đa dạng và
có thành phần tương đối phức tạp. Để có được các mối hàn chất lượng khi hàn thép các
bon và thép hợp kim thấp cần có sự kết hợp sử dụng đồng bộ dây và thuốc hàn phù hợp
với kim loại vật hàn, những vấn đề này sẽ được dề cập kỹ trong học phần công nghệ
hàn.
+Các loại thuốc hàn tự động, bán tự động:
➢ Thuốc mangan silic cao: Khả năng chống nứt kết tinh cao khi hàn dây thép các
bon thấp, mối hàn chứa ít các bon hơn so với hàn dây Mn, các vết nứt nhỏ hơn
khi hàn bằng thuốc Mn tự do silic cao. Mốt số mác thuốc (AN348A, AN348 –
AM, OSX-45, OSX – 45M, AN – 60….)

➢ Thuốc hàn Mn tự do silic cao: Khi hàn xỉ dễ bong, mối hàn chứa ít P hơn vì khi
sản xuất thuốc không chứa quang Mn, thuốc được dùng để hàn thép các bon và
một số thép hợp kim thấp với dây Mn cao. Một số mác thuốc (AN-5, FX-1, FX4, FX-5, FX-7. Nga; UM20, UM30 Mỹ )
Thuốc Silic thấp oxy hóa thấp, Silic thấp oxy hóa cao và silic tự do: Dùng hàn
thép hợp kim thấp có độ bền cao. Các mác thuốc AN-22, AN-15, AN- 15M, AV-5, AN28… dùng rộng rãi hàn thép Austenit Cr- Ni thuộc loại Si thấp oxy hóa thấp. Thuốc Si
thấp oxy hóa cao AN-17, AN-17M, AN- 43 so với thuốc Si thấp oxy hóa thấp loại này
oxy hóa các nguyên tố hợp kim mạnh hơn tại bể hàn. Vì vậy khi hàn dây chứa lượng
nguyên tố hợp kim cao hơn sẽ được độ bền thích hợp.Thuốc Si tự do 48- OF-6, FXK,
AN-30, AN-70…
- Các thông số công nghệ hàn hồ quang TĐ,BTĐ: Được xác định bằng thực nghiệm
gồm:
+ Đường kính dây hàn : d (mm)
+Cường độ dòng điện hàn: Ih (A)
+ Điện áp hàn: Uh (V)
+ Số lớp hàn: (n) hàn các chi tiết có chiều dày lớn
+ Tốc độ hàn: Vh (m/h)
+ Tốc độ dây: Vd (m/h)
+ Năng lượng đường : qđ (Cal/cm)
Do hàn tự đông, bán tự động thường hàn với chế độ hàn cao vì vậy trước khi
tính toán chế độ hàn cần nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ hàn dến hình dạng kích
thước mối hàn (b, h, c) và tính các kích thước của mối hàn. Chế độ hàn được coi là hợp
13


lý khi các kích thước mối hàn thỏa mãn hai hệ số n = b/h = (0,8 - 4) ; mh = b/c = (7 10).
- Nguồn hàn tự động, bàn tự động dưới lớp thuốc : Dùng nguồn một chiều hoặc xoay
chiêu với đường đặc tuyến cứng hoặc tăng và đầu hàn có tốc độ cấp dây không đổi, thay
đổi để đảm bảo sự ổn định của hồ quang trong quá trình hàn. Về nguyên lý làm việc của
đầu hàn sẽ được giói thiệu trong học phần (thiết bị hàn tự động, bán tự động).
* Hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ: Có thể hàn tự động, bán tự động bằng

điện cực nóng chẩy hoặc không nóng chẩy. Hình vẽ dưới mô tả nguyên lý hàn bán tự
động trong môi trường khí bảo vệ bằng điện cực nóng chẩy

Hình 2.12. Nguyên lý hàn trong môi trường khí bảo vệ
- Khí bảo vệ: Bảo vệ bể kim loại khỏi tác hại của môi trường khí xung quanh. Nó tác
động tới các quá trình xẩy ra trong hồ quang, quá trình tạo giọt và hình dạng của mối
hàn. các loại khí bảo vệ không màu, khong mùi, không vị. chúng không độc nhưng có
thể choán mất chỗ của không khí.
+ Các loại khí bảo vệ trong hàn:
➢ Khí trơ gồm (Ar, He) dùng để hàn kim loại màu, hợp kim màu. Hàn bằng
điện cực không nóng chẩy (W, WT) trong môi trường khí bảo vệ (Ar, He) gọi
là hàn TIG, khi hàn bằng điện cực nóng chẩy gọi là hàn MIG
➢ Khí hoạt tính (100% CO2) thường hàn bằng điện cực nóng chảy gọi là Hàn
MAG, sử dụng để hàn thép các bon, thép hợp kim thấp. Ở nhiệt độ hồ quang
CO2  CO + O2 vì vậy dây hàn cần có hàm lượng Mn, Si cao để khử oxy
trong vũng hàn.
➢ Khí trộn: bao gồm (50%Ar + 50% He) để hàn kim loại màu, hợp kim màu;
(Ar + 3% O2) dùng hàn thép hợp kim cao, thép không rỉ để tăng tính chảy loãng
của hợp kim;
14


Ar + 18%CO2; Ar + 10% CO2 +3% O2; Ar + 8% O2 dùng hàn thép các bon, thép
hợp kim thấp bằng điện cực nóng chẩy.
+ Các khí bảo vệ dùng trong hàn được nén vào các chai với áp suất cao và được phân
biệt bởi màu sắc của vỏ chai. Với khí hoạt tính CO2 nén vào trai ở trạng thái lỏng, áp
suất nén 150at và tính theo khối lượng do tỷ trọng của khí thay đổi theo nhiệt độ. Trai
25 Kg hóa hơi để bảo vệ trong hàn được khoảng 12.000 lít. Do được nén trong trai ở
trạng thái lỏng lên khi lấy khí ra để hàn thường phải sử dụng bộ nung khí.
Các thông số công nghệ trong hàn khí bảo vệ: Ngoài các thông số như các công

nghệ hàn đã nêu : Ih (A); Uh (V); d (mm); Vh (m/h); qđ (cal/cm); cần xác định thêm lưu
lượng khí bảo vệ (l/phút). Lưu lượng khí bảo vệ xác định phụ thuộc vào tính chất và
chiều dày kim loại vật hàn. các thông số công nghệ hàn khí bảo vệ thường tra bảng
trong sổ tay công nghệ hàn, do hàn khí bảo vệ có hiệu quả cao khi hàn các vật mỏng.
- Nguồn hàn sử dụng trong hàn khí bảo vệ:
+ Hàn MAG, MIG thường hàn bằng nguồn một chiều có đặc tuyến cứng
+Hàn tích sử dụng cả nguồn một chiều, xoay chiêu (khi hàn nhôm, hợp kim nhôm)
có đường đặc tuyến dốc hoặc thoải.
* Hồ quang hàn: là sự phóng điện qua không khí giữa hai điện cực trái dấu..
+ Đặc trưng của hồ quang:
➢ Nhiệt độ tập trung, mật độ dòng điện tập trung cao, dòng điện đi qua khoảng
không khí nằm giữa hai điện cực có công suất và điện áp đủ lớn làm kim loại nóng
chảy.
➢ Dòng xoay chiều, có tần số thay đổi, nên cực tính (anot và catot) thay đổi theo.
➢ Dòng điện chạy qua khoảng không khí do điện tử phóng qua khoảng không khí,
ion hoá chất khí tạo hồ quang → muốn hồ quang cháy được, phải đủ số điện tử
phóng ra từ điện cực để ion hoá không khí.
➢ Khi xảy ra hồ quang các phần tử tích điện (+) di chuyển về phía catốt , phần tử
điện tích âm di chuyển về anốt. Sự chuyển động của các phần tử và ion ổn định thì
dòng hồ quang cháy ổn định.
+ Các phần tử tích điện trong không gian hồ quang bao gồm điện tử, ion (ion +; ion -),
trong đó điện tử đóng vai trò quan trọng, ta xét một số tính chất của điện tử
Khối lượng điện tử: me = 9,03.10-27g
Điện tích điện tử: e =1,59.10-19 C
Tích: eu =1V.1,59.10-19 (A.V.S) → Công thoát điện tử
=1,59.10-19 (W.S) = 1,59.10-12 (erg) → Công ion hoá
2.3.2. Sự ion hóa trong ngọn lửa hồ quang.
a, Ion hóa do va chạm
+ Các điện tử khi thoát ra khỏi điện cực do công ion hóa tạo ra chuyển động với vận
tốc rất lớn trong khoảng không nằm giữa hai điện cực tạo năng lượng

+ Muốn iôn hóa không khí được các điện tử phải va chạm với phân tử khí thỏa mãn
điều kiện:
Wđ ≥ eu
15


Wđ = mev2/2 ≥ eu 
tốc độ tối thiểu xảy ra ion hóa do va chạm : v 

2eU
m

VD : Muốn ion hóa sắt, tốc độ tối thiểu 1 lần va chạm

2.1,59.10 12.7,7
v
 1,66.108 (cm / s)  5976000(km / h)
27
9,03.10
b, Sự ion hóa do phát sáng.
+ Muốn ion hóa không khí cần phải có các sóng ánh sáng tần số cao tạo ra một năng
lượng :

h  eU
Trong đó :
h : Hằng số Plăng: h = 6,625.10-27 erg/s
 : Tần số dao động của ánh sáng (1/s).
+ Điều kiện ion hóa do phát sáng:
  e.u / h (1/s)
Ví dụ: Ion hóa khí nitơ

eU 1,59.10 12.14


 3,53.1015
 27
h
6,625.10
+ bước sóng ánh sáng:



c
v

c, Ion hóa do nhiệt
+ Để tạo ra sự ion hóa khí do nhiệt thì phải thỏa mãn biểu thức:

3
KT  eu
2
Trong đó :
K: hằng số bôzơman: K = 1,36.10-16 erg/độ
T: nhiệt độ 0K

T

2eu
3k

Nung nóng ion hóa chất khí phải có nhiệt độ cao, ví dụ : Ion hóa 100% khí N2
cần nhiệt độ nung nóng khí

2eU 2.1,59.10 12.14,5
T

 113000 ( 0 K )
16
3k
3.1,36.10
+ Như vậy ở nhiệt độ thấp chỉ xảy ra sự ion hóa cục bộ.
Ví dụ: Ngọn lửa hồ quang hàn T  6000  7000 C  không thể ion hóa hoàn toàn
các khí có trong vùng hồ quang. Trong ngọn lửa hồ quang hàn, các electron, ion (-), ion
(+) và các phần tử trung hòa chưa được ion hóa.
o

16


d, Mức độ ion hóa các khí:
- Quá trình sinh ra các hạt tich điện và sự mất đi của chúng trong khí nóng được cân
bằng. Vì vậy với mỗi thể tích khí ở nhiệt độ nhất định, mức độ ion hóa sẽ trở lên ổn
định.
- Mức độ ion hóa các khí đặc trưng bởi tỉ số giữa số lượng các hạt tích điện tạo
thành và số lượng các hạt có trong thể tích khí nào đó trước khi bị ion hóa, biểu
diễn bằng phương trình sau.

5000U i
x2
lg


2
,
5
lg
T

 6,5
1  x2
T
x : Mức độ ion hóa
T: Nhiệt độ khí 0K.

U i : Điện thê ion hóa hiệu dụng (V)
- Từ phương trình trên cho ta thấy mức độ ion hóa thể tích khí trong điều kiện cân bằng
khác nhau phụ thuộc vào T0 và điện thê ion hóa hiệu dụng
- T0 tăng thì mức độ ion hóa tăng và tiệm cận tới đơn vị, vì trong quá trình ion hóa có
xảy ra sự tạo thành các hạt trung hòa từ các hạt ion trái dấu ion (+) với điện tử.
e, Điện thế ion hóa hiệu dụng
- Hàn hồ quang sự phóng điện không phải xảy ra trong môi trường khí đồng nhất, mà là
trong môi trường hỗn hợp khí và hơi.Cho nên mức độ ion hóa sẽ phụ thuộc vào điện thế
ion hóa hiệu dụng.
+ Điện thế ion hóa hiệu dụng của một hỗn hợp khí là điện thế ion hóa của một loại
khí đồng nhất nào đó trong hỗn hợp khí ấy ở cùng một nhiệt độ, áp suất và nồng độ
cùng sinh ra số lượng hạt tích điện như sau:
Công thức tính:

U hd

k


T

. ln(  Ci1 / 2 .e
5800
i 1

5800
Ui
T

)

Ci : Nồng độ khí thứ i.
Ui : Điện thế ion hóa của một loại khí thứ i.
+ điện thế ion hóa hiệu dụng của hơi kali và sắt trong hỗn hợp khí ở nhiệt độ 5800K:
Khối lượng nguyên tử
0
K(%), (Ui =4,32 e-v)
Khối lượng nguyên tử
100
Fe (%), (Ui =7,83 e-v)
Điện thê ion hóa hiệu
7,83
dụng Uhd : e-V

1

2

5

10

20

50

100

99

98

95

90

80

50

0

6,35

6,08

5,40

5,36

5,05

4,61

4,32

17


- Kết luận: Nếu đưa vào môi trường hồ quang một lượng không lớn lắm, các chất có
điện thế ion hóa thấp thì điện thế ion hóa hiệu dụng của hỗn hợp khí sẽ giảm xuống khá
mạnh và hồ quang sẽ cháy ổn định hơn. Trong kỹ thuật hàn, thêm vào thuốc hàn 1
lượng các nguyên tố kiềm, kiềm thổ để giảm Uhd giúp hồ quang phóng ổn định, quá
trình sinh nhiệt ổn định và lượng kim loại chảy trên A,K ổn định  sự hình thành mối
hàn tốt hơn.
2.3.3. Năng lượng của hồ quang.
- Hồ quang cháy bằng dòng một chiều hay xoay chiều, khoảng cách giữa hai bề mặt
điện cực là cột hồ quang hay ngọn lửa hồ quang có chiều dài xác định L.
- Với dòng điện 1 chiều trong quá trình hồ quang cháy, phân biệt rõ ràng trên bề mặt hai
điện cực vết kim loại bị đốt nóng có thể đạt tới trạng thái chảy trên bề mặt tạo ra hai
vết. Về phía Katot (-), và Anot (+).
- Với ngọn lửa hồ quang xoay chiều, thì K, A thay đổi phù hợp với tần số
dòng điện.
- Vì vậy dòng điện một chiều hồ quang cháy ổn định hơn dòng xoay chiều. Dòng kim
loại nóng chảy do năng lượng hồ quang sẽ đều đặn và ổn định  sự hình thành mối hàn
khi hàn hồ quang dòng một chiều, kích thước đều hình dạng mối hàn sau khi kết tinh
đẹp, chất lượng mối hàn tốt.
- Dòng xoay chiều hồ quang cháy không ổn định  Lượng kim loại nóng chảy không

đều.
- Điện áp hàn:
Uh= Ua + Uc+ Uk = a + b.lhq
b : điện áp rơi trên một đơn vị chiều dài.
a = Ua + Uk (Điện áp rơi trên anốt và catot)
18


để hồ quang cháy ổn định phải chọn lhq thích hợp.
- Công suất điện hồ quang :
Ph = Uh.I

Hình 2.13. cấu tạo hồ quang hàn
- Dòng điện hồ quang
I = I e + Ii
Ii : dòng điện do ion tạo ra.
Ie: dòng điện do điện tử tạo ra.
Đặt f phần dòng điện do điện tử sinh ra :
f = Ie /I  Ie = f.I; thay vào

I  f .I  I i  I (1  f )  I i 

Ii
1 f
I

a, Năng lượng trên catốt:
- Năng lượng do các ion (+) bắn phá catốt (A1)
A1=Ii.Uc =I(1 – f).Uc
- Hiệu điện thế giữa các ion và điện thế thoát của điện tử là :

Ui –  ( với  : công thoát điện tử )  A2 =(1 – f ).I.(U1 – )
A =A1 + A2 =(1– f )I.Uc + (1 – f)I(Ui – )
 A =A1 + A2 = (1– f ).I. (Uc + Ui – )
- Năng lượng tiêu hao khi phát nhiệt điện tử trên catốt.A3
A3 = Ie.  = I.f. 
- Năng lượng trên catốt để làm nóng chảy hoặc bốc hơi catốt. Wc
- Năng lượng phát xạ trên catốt Re.
Năng lượng sinh ra và tiêu hao cân bằng.
A1 + A2 = A3 + We +Re
b, Năng lượng trên cột hồ quang : (Uc)
- Năng lượng do dòng điện hồ quang tạo ra
A4 = I.Uc
19


Điện tử đi ra từ catốt tăng tốc độ phát ra năng lượng A5
A5 = Ie.Uc = I.f.Uc
Năng lượng tiêu hao.
- Các ion tạo hồ quang tiêu hao một năng lượng A6
A6 = Ii .Uc =(1- f) I .Uc
- Năng lượng phát xạ hồ quang Rc
-

Phương trình cân bằng năng lượng: A4 + A5 = A6+ Rc
c) Năng lượng trên Anốt.
- Động năng của các e tăng tốc trên anot phát ra năng lượng : I. Uc
- Điện tử vào anôt tiêu hao năng lượng : I.
- Năng lượng nung nóng và nóng chảy Anốt : Wa
- Năng lượng phát xạ ra : Ra (bỏ qua).
Wa = I (Ua - ).

2.3.4. Đặc tính hồ quang hàn.
Là quan hệ giữa dòng điện chạy qua hồ quang hàn và điện áp hồ quang hàn. Uh = f (Ih)
+ Đặc tính động của máy (đặc tính ngoài) là
mối quan hệ giữa điện áp và dòng tải
Uh = f(It)
Đặc tính dốc: I tăng thì U giảm

-

(mức độ giảm nhanh).
Đặc tính thoải: I tăng thì U giảm

-

(mức độ giảm chậm hơn).
-

Đặc tính cứng : I tăng thì U = const.

-

Đặc tính tăng: I tăng thì U tăng

+ Đặc

tính tĩnh hồ quang

Xây dựng bằng thực nghiệm là đường
cong gồm ba khúc.

Hình 2.14. các dạng đặc tính

- Đoạn I: Ih < 102.A  Ih  Uh.

ngoài của nguồn hàn

Đoạn này hồ quang cháy với tiết diện
nhỏ chưa phải trên toàn tiết diện ngang điện cực
mật độ dòng điện tăng, cường độ dòng điện tăng song tiết diện cột hồ quang tăng nhanh
hơn sự tăng của dòng điện, mật độ dòng điện giảm. mặt khác Ua, Uk thay đổi ít dẫn đến
Uh giảm.
20


Hình 2.15. Đặc tính tĩnh của hồ quang
- Đoạn II: 10 < I < 10 IhUh = const.
Vì lúc này tiết diện ngang hồ quang tăng gần như ti lệ thuận với Ih, mật độ dòng
điện trong hồ quang gần như không đổi.
2

3

Uh = Ih .Rh = Ih 

Lhq
Fhq

Fhq tăng tỉ lệ thuận với Ih. Đoạn này gọi là đặc tính cứng dùng để hàn hồ quang tay
- Đoạn III: Ih > 103 Ih  Uh .
Do Lúc này hồ quang cháy trên toạn bộ tiết diện điện cực lên sự tăng tiết diện

hồ quang thì tăng tính dẫn điện  Uh tăng, dùng hàn hồ quang tự động, bán tự động.
+ Quan hệ giữa đường đặc tính tĩnh và đặc tính ngoài
- Tại A: Ta có (U1, I1) xong do Ih nhỏ hồ quang cháy không ổn định, A điểm mối hồ
quang.
- B: Điểm hồ quang cháy ổn định (I2,U2 ) dùng để hàn
+ Khi thay đổi chiều dài hồ quang  đường đặc tính thay đổi (nâng cao lên) dẫn đến
điện áp hàn thay đổi : dq= const l1 > l2 >l3.

a)
b)
Hình 2.16. Quan hệ giữa đường đặc tính tĩnh và đặc tính ngoài
21


a) Quan hệ giữa hai đường đặc tính;
b) Quan giữa đường đặc tính tĩnh với lhq; d que hàn
+ Khi thay đổi đường kính que hàn
lhq = const  d1 áp chậm).
* Thực nghiệm đưa ra công thức điện áp hàn :
Uh = Ua + Uk + Uc = a + b. Lhq+

c  dLhq
Ih

a: điện áp dơi trên A- K ( 15 - 20 v).
b: điện áp rơi trên một đơn vị chiều dài hồ quang b = 15,7 v/cm
c,d : là các hệ số .Khi I lớn thì số hạng 3 nhỏ có thể bỏ qua
Uh = a + b.lhq .

Hình 2.17. Quan hệ giữa điện áp hàn và chiều dài cột hồ quang
+Dòng xoay chiều: Th = 810.Uhd

Để tăng nhiệt độ hồ quang dùng khí nén để nén hồ quang tiết diện hồ quang
giảm, nhiệt độ hồ quang tăng đột ngột. Bình thường T0hq (8000 – 90000K)
hồ quang nén Thq= 20.0000K.
2.3.5. Nhiệt của hồ quang hàn: Do điện năng biến thành nhiệt năng
- Công suất điện của hồ quang: q = Uh.Ih (W)
q : Công suất điện của hồ quang.
Uh: Điện áp hàn (V)
Ih : Cường độ dòng điện hàn (A)
22


- Nếu bỏ qua mất mát và hiệu ứng nhiệt của các phản ứng hóa học thì công suất nhiệt
của hồ quang được tính như sau:
Q = 0,24 Uh.Ih.t

(cal)

- Công suất nhiệt hiệu dụng của hồ quang truyền vào kim loại cơ bản trong một đơn vị
thời gian.
Qhd = 0,24Uh.Ih. 
 : Hệ số hữu ích phụ thuộc phương pháp hàn và một số yếu tố khác
Hàn điện cực không nóng chảy trong khí bảo vệ  = 0,45 0,6
Hàn bằng que hàn nóng chảy thuốc bọc  = 0,65 0,75
Hàn bằng que hàn nóng chảy thuốc bọc dày  = 0,75 0,8
Hàn tự động dưới lớp thuốc bảo vệ  = 0,85 0,95
- Công suất nhiệt hiệu dụng bao giờ cũng nhỏ hơn công suất nhiệt toàn phần của hồ
quang.

- Các sơ đồ cân bằng nhiệt của các phương pháp hàn

a)

b)

c)
Hình 2.18. Biểu đồ cân bằng nhiệtkhi hàn
a)Hàn tự động dưới lớp thuốc ; b) hàn hồ quang tay ; c) hàn điện xỉ thép dày 100mm
1. nóng chẩy điện cực ; 2. nóng chẩy kim loại cơ bản ; 3. mất mát do bức xạ ;
23


4. đốt nóng mép bằng bức xạ ;5. quá nhiệt của kim loại bể hàn ; 6.đốt nóng các con
trượt bởi xỉ ; 7. đốt nóng các con trượt bởi kim loại
2.3.6. Sự thổi lệch hồ quang.
Hồ quang được xem như một dây dẫn mềm dưới tác dụng của từ trường nó bị
dịch chuyển đi đồng thời còn bị biến dạng và kéo dài. nếu từ trường sung quanh cột hồ
quang phân bố đối xứng thì nó sẽ không bị thổi lệch, nhưng nếu phân bố không đối
xứng nó sẽ bị thổi lệch về phía có từ trường yếu hơn.
- Tác hại:
+ Hồ quang cháy không ổn định, khi bị thổi lệch nhiều hồ quang bị tắt
+ Khó hướng hồ quang đúng vị trí hàn
+ Chất lượng mối hàn kém

a)

b)
Hình 2.19. Ảnh hưởng của từ trường tới hổ quang hàn
a) Từ trường phân bố đối xứng; b) Bên trái từ trường mạnh hơn bên phải

- Hồ quang bị tác dụng bởi, từ trường ngoài và từ trường trong
+ Từ trường ngoài:
* Từ trường ngang: làm hồ quang bị thổi lệch về phía có từ trường yếu hơn

Hình 2.20.Ảnh hưởng của từ trường gang đến hồ quang
24


* Từ trường dọc:
Không làm hồ quang bị thổi lệch, do tác dụng đồng thời của lực từ trường và
điện trường có tác dụng thu nhỏ tiết diện cột hồ quang làm tăng nhiệt độ của hồ quang.
(

Hình 2.21. Ảnh hưởng của từ trường dọc đến hồ quang
+Từ trường trong
* Từ trường riêng:
Từ trường sinh ra do dòng điện chạy qua que hàn, hồ quang và vật hàn.
từ trường riêng làm hồ quang thổi lệch hay không phụ thuộc vào cách nối cực hàn

Hình 2.22. Ảnh hưởng của từ trường riêng
a) từ trường bên trái mạnh hơn bên phải; b) từ trường phân bố đối xứng;
c) từ trường bên phải mạnh hơn bên trái
+ Ngoài ra hồ quang bị thổi lệch còn do tác dụng của sắt từ. vì độ từ thẩm của sắt lớn
gấp hàng nghìn lần không khí nên hồ quang bị thổi lệch về phía sắt từ.

25