FCAW: Tổng quan về dây hàn lõi thuốc (phần 1)
Dây hàn lõi thuốc có những đặc tính vật lý và luyện kim rộng rãi mà phương pháp hàn que truyền thống khó có thể đạt được. Sự đa dạng của nhu cầu hàn sửa chữa khiến cho dây hàn lõi thuốc là lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng.Trong khi hàn dây đặc truyền thống hoặc hàn dưới lớp thuốc (SMAW) luôn có chỗ trong công nghiệp hàn, sự tiến bộ không ngừng trong công nghệ hàn dây lõi thuốc làm cho công nghệ này ngày càng được ứng dụng rộng rãi bởi những ưu thế riêng có. Dây hàn lõi thuốc cung cấp tỷ lệ đắp cao hơn các vật liệu và quy trình khác mà không phát triển gia nhiệt điện trở quá mức, ngay cả với đường kính dây tương đối nhỏ.
Dây lõi thuốc bao gồm lớp vỏ kim loại dạng ống với lõi thuốc bột và/hoặc các thành phần hợp kim. Những thành phần này có thể bao gồm các nguyên tố, các chất khử ôxít và chất khử nitơ, và các vật liệu hợp kim cũng như các nguyên tố làm tăng độ cứng và độ bền, tăng khả năng chống mòn và các thành phần giúp hồ quang ổn định. Các vật liệu lõi tiêu biểu có thể bao gồm nhôm, canci, carbon, crôm, mangan, và các vật liệu khác. Trong khi dây hàn lõi thuốc ngày càng được sử dụng rộng rãi, các sản phẩm lõi kim loại có tác dụng điều chỉnh thành phần kim loại đắp khi hàn thép hợp kim. Bột trong dây lõi kim loại thường là kim loại và bột hợp kim, chỉ sản sinh ra một lượng nhỏ xỉ trên bề mặt mối hàn. Ngược lại, dây hàn lõi trợ dung tạo nên lớp xỉ rộng bao phủ trong khi hàn, giúp hình thành mối hàn đẹp.
Hàn hồ quang dây lõi thuốc
Thuốc hàn chứa trong dây lõi thuốc sinh khí bảo vệ và tạo xỉ cho quy trình hàn dây lõi thuốc (FCAW). Khí bảo vệ bổ sung có thể cấp thêm từ nguồn khí bên ngoài, trong trường hợp đó gọi là quy trình hàn dây lõi thuốc trong khí bảo vệ (FCAW-GS). Nếu không dùng khí ngoài thì gọi là quy trình hàn dây lõi thuốc tự bảo vệ (FCAW-SS). Thành phần điện cực và thuốc hàn tạo nên các ứng dụng đặc biệt.
Dây hàn lõi thuốc tự bảo vệ
Với hàn dây lõi thuốc tự bảo vệ FCAW, nhiệt của hồ quang gây nên sự phân hủy và bốc hơi lõi thuốc của dây hàn, có tác dụng bảo vệ từng phần kim loại vũng hàn (hình 1). Vì thành phần thuốc có chứa chất khử ôxy và khử nitơ, dây lõi thuốc tự bảo vệ FCAW lý tưởng cho nhiều ứng dụng hàn, đặc biệt là hàn trong điều kiện có gió. Ngược lại, quy trình hàn có khí bảo vệ có thể đòi hỏi phải có che chắn gió để khí bảo vệ không bị gió thổi đi với vận tốc vượt quá 5 dặm/giờ. Quy trình tự bảo vệ cũng linh hoạt hơn vì chỉ cần bộ cấp dây và nguồn hàn với điện áp không đổi. Không cần sử dụng bình gas, đồng hồ và ống dẫn khí. Mỏ hàn cũng đơn giản hơn, cho phép thợ hàn dễ quan sát vật hàn.
Các nguyên tố đặc biệt có thể được sử dụng để làm sạch và khử sunfur của kim loại đắp mối hàn bằng cách đưa thành phần đó vào lõi của dây hàn lõi thuốc, mặc dù chúng không thể đồng nhất như là các nguyên tố hợp kim trong quy trình sản xuất dây hàn thép đặc. Tính đa dụng của các loại và thành phần dây hàn lõi thuốc tạo nên vật liệu hàn với khả năng chống nứt mối hàn tuyệt vời với các loại thép khó hàn như thép các bon cao, thép sunfur cao
Dây hàn lõi thuốc có khí bảo vệ
Hàn dây lõi thuốc có khí bảo vệ FCAW (hình 2) tương tự như dây hàn lõi thuốc tự bảo vệ nhưng dùng khí bảo vệ thêm. Khí bảo vệ tiêu biểu là CO2 hoặc khí trộn argon và CO2, với 75% Argon/25% CO2, 90% Argon/10% CO2, hoặc một vài tỷ lệ khác. Lựa chọn và pha trộn chính xác khí bảo vệ tùy theo các đặc tính hồ quang mong muốn và thành phần dây hàn.
Dây hàn lõi thuốc với khí bảo vệ FCAW thông thường có sẵn cho các loại thép C thấp và thép hợp kim thấp, đường kính từ 0.8 đến 3.2 mm, tùy thuộc vào loại dây hàn. Một số loại phù hợp cho vị trí hàn sấp, một số loại khác dùng được cho mọi vị trí hàn và mỗi loại dây cho các đặc tính hàn và đặc tính luyện kim cũng như đặc tính vật lý khác nhau. Gần đây, một số công ty phát triển các loại dây hàn lõi thuốc sinh ít khói, hay được sử dụng với khí bảo vệ để giảm khói hàn.