Đồ án Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần

Bản chất và đặc điểm hàn: Về thực chất hàn là phương pháp công nghệ nối hai hay nhiều phần tử thành một liên kết vững không tháo rời. Việc nối này được thực hiện bằng nguồn nhiệt( hoặc áp lực ) để nung chỗ nối đến trạng thái hàn( trạng thái lỏng hoặc dẻo). Sau đó kim loại kết tinh( úng với trạng thái lỏng) hoặc dùng áp lực ép( ứng với trạng thái dẻo) để cacá phần tử liên kết nhau cho ta mối hàn. 2. Đặc điểm Tiết kiệm kim loại. Với cùng loại kết cấu kim loại, nếu so sánh với các phương pháp ghép nối khác nhau, hàn tiết kiệm được 10-20% khối lượng kim loại.Có thể hàn các kim lọai khác nhau để tiết kiệm các kim lọai quí hoặc tạo ra các kết cấu đặc biệt. Mối hàn có độ bền cao và đảm bảo độ kín khít. Thông thường mối hàn kim loại được hợp kim hóa tốt hơn vật liệu hàn. Hàn cho năng suất cao vì có thể giới hạn được số lượng nguyên công, giảm cường độ lao động, ngoài ra công nghệ hàn dễ dàng tự động hóa, cơ khí hóa. Nhược điểm của phương pháp hàn là do nguồn nhiệt nung nóng cục bộ nên dễ tạo ra ứng suất dư lớn. Tổ chức kim loại vùng gần mối hàn bị thay đổi theo chiều hướng xấu đilàm giảm khả năng chịu tải trọng động của mối hàn, dễ gây biến dạng các kết cấu hàn. Người ta phân loại ra hàn nóng chảy và hàn áp lực, dưới đây chúng ta chủ yếu xem xét đến công nghệ hàn điện trong hàn nóng chảy, đây là công nghệ hàn hồ quang đang được áp dụng rộng rãi nhất. Hàn điện dùng nhiệt do dòng hàn tạo ra nung nóng phần kim loại cơ bản ở chỗ cần nối cùng kim loại phụ ( que hàn, dây hàn. . . ) đến trạng thái nóng chảy cùng kim loại cơ bản để chúng hoà tan vào nhau trong vũng hàn. Mối hàn sẽ hình thành khi kim loại vũng hàn kết tinh. Công nghệ hàn ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như chế tạo máy, xây lắp công trình công nghiệp và dân dụng, giao thông, hoá chất. . .

doc98 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 2510 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
PHẦN I CÔNG NGHỆ HÀN ĐIỆN. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ HÀN ĐIỆN Khái quát về hàn điện. 1. Bản chất và đặc điểm hàn: Về thực chất hàn là phương pháp công nghệ nối hai hay nhiều phần tử thành một liên kết vững không tháo rời. Việc nối này được thực hiện bằng nguồn nhiệt( hoặc áp lực ) để nung chỗ nối đến trạng thái hàn( trạng thái lỏng hoặc dẻo). Sau đó kim loại kết tinh( úng với trạng thái lỏng) hoặc dùng áp lực ép( ứng với trạng thái dẻo) để cacá phần tử liên kết nhau cho ta mối hàn. 2. Đặc điểm Tiết kiệm kim loại. Với cùng loại kết cấu kim loại, nếu so sánh với các phương pháp ghép nối khác nhau, hàn tiết kiệm được 10-20% khối lượng kim loại.Có thể hàn các kim lọai khác nhau để tiết kiệm các kim lọai quí hoặc tạo ra các kết cấu đặc biệt. Mối hàn có độ bền cao và đảm bảo độ kín khít. Thông thường mối hàn kim loại được hợp kim hóa tốt hơn vật liệu hàn. Hàn cho năng suất cao vì có thể giới hạn được số lượng nguyên công, giảm cường độ lao động, ngoài ra công nghệ hàn dễ dàng tự động hóa, cơ khí hóa. Nhược điểm của phương pháp hàn là do nguồn nhiệt nung nóng cục bộ nên dễ tạo ra ứng suất dư lớn. Tổ chức kim loại vùng gần mối hàn bị thay đổi theo chiều hướng xấu đilàm giảm khả năng chịu tải trọng động của mối hàn, dễ gây biến dạng các kết cấu hàn. Người ta phân loại ra hàn nóng chảy và hàn áp lực, dưới đây chúng ta chủ yếu xem xét đến công nghệ hàn điện trong hàn nóng chảy, đây là công nghệ hàn hồ quang đang được áp dụng rộng rãi nhất. Hàn điện dùng nhiệt do dòng hàn tạo ra nung nóng phần kim loại cơ bản ở chỗ cần nối cùng kim loại phụ ( que hàn, dây hàn. . . ) đến trạng thái nóng chảy cùng kim loại cơ bản để chúng hoà tan vào nhau trong vũng hàn. Mối hàn sẽ hình thành khi kim loại vũng hàn kết tinh. Công nghệ hàn ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như chế tạo máy, xây lắp công trình công nghiệp và dân dụng, giao thông, hoá chất. . . II. Phân loại các quá trình hàn điện nóng chảy. Có 6 cách phân loại sau : 1. Phân loại theo đặc trưng nguồn nhiệt hàn Theo đặc trưng ngồn nhiệt hàn, có thể chia hàn điện nóng chảy thành : hàn hồ quang, hàn điện xỉ, hàn tia điện tử và hàn tia laser.  Hình 1.1: Phân loại hàn điện nóng chảy theo nguồn nhiệt hàn. 2. Phân loại theo mức độ điều khiển quá trình hàn. Tuỳ theo cách thức điều khiển quá trình hàn (gây hồ quang, thao tác điện cực, chuyển dịch điện cực theo đường hàn, và cách kết thúc quá trình hàn, v. v. ), có thể chia hàn nóng chảy thành : Hàn tay là phương pháp hàn mà trong suốt thời gian hàn người thợ hàn dùng tay để thao tác mỏ hàn hoặc kìm hàn. Hàn bán tự động là phương pháp hàn mà trong suốt thời gian hàn người thợ hàn thao tác súng hàn bằng tay và thiết bị hàn tự động cấp dây hàn vào súng hàn. Hàn cơ giới là phương pháp hàn chỉ đòi hỏi dùng tay tác động vào bộ phận điều khiển của thiết bị để điều chỉnh mỏ hàn hoặc kìm hàn nhằm đáp ứng các thay đổi nhận biết được qua quan sát hàn bằng mắt. Hàn tự động là phương pháp hàn mà thiết bị hàn sử dụng không đòi hỏi hoặc chỉ đòi hỏi tối thiểu việc quan sát quá trình hàn và không phải dùng tay điều chỉnh bộ phận điều khiển của thiết bị. Hàn bằng rôbốt là hàn và điều khiển trong khi hàn bằng thiết bị hàn rôbốt. Hàn có điều khiển thích nghi là phương pháp hàn có sử dụng một hệ thống điều khiển cho phép xác định các thay đổi về điều kiện hàn một cách tự động và ra lệnh cho thiết bị tiến hành các hoạt động thích hợp. 3. Phân loại theo dòng điện hàn. Các loại dòng điện hàn được sử dụng là dòng một chiều cực thuận điện cực nối với cực âm của nguồn điện hàn), dòng một chiều cực nghịch và dòng điện xoay chiều. Tuỳ theo phương pháp hàn mà người ta sử dụng một trong các phương pháp đấu nối đó. Ví dụ, để hàn dưới lớp thuốc hoặc hàn trong môi trường khí bảo vệ, người ta dùng dòng điện hàn một chiều cực nghịch. 4. Phân loại theo loại hồ quang. Có các loại hồ quang hàn sau : hồ quang trực tiếp (giữa điện cực và kim loại cơ bản) ; hồ quang gián tiếp (giữa hai điện cực, kim loại cơ bản không tạo thành một phần của mạch điện lực). Hồ quang trực tiếp được sử dụng phổ biến do hiệu suất cao hơn. 5. Phân loại theo tính chất điện cực. Theo tính chất điện cực có hàn bằng điện cực nóng chảy và không nóng chảy (điện cực graphit, vônfram …). Với hàn bằng điện cực nóng chảy, hồ quang hình thành giữa kim loại cơ bản và điện cực nóng chảy (dây hàn hoặc lõi que hàn). Đây là dạng điện cực phổ biến nhất. 6. Phân loại theo môi trường bảo vệ vũng hàn. Theo môi trường bảo vệ vũng hàn có : hàn không có bảo vệ (rất ít dùng), hàn trong môi trường bảo vệ của xỉ (hàn bằng que hàn vỏ bọc dây, hàn dưới lớp thuốc, hàn điện xỉ), hàn trong môi trường bảo vệ của khí và xỉ (hàn hồ quang tay), hàn trong môi trường của khí bảo vệ và hàn trong môi trường bảo vệ hỗn hợp (môi trường khí và xỉ hàn). IV. Thiết bị dùng trong hàn điện nóng chảy Các đặc điểm cơ bản của nguồn điện hàn nóng chảy Nguồn hàn dùng trong hàn nóng chảy có 6 đặc điểm quan trọng sau : 1. Đặc tuyến nguồn hàn nóng chảy  Hình 1.2: Đặc tuyến của nguồn hàn nóng chảy 1 là đường đặc tuyến dốc. 2 là đường đặc tuyến thoải. 3 là đường đặc tuyến cứng. 4 là đường đặc tuyến tăng. Đặc tuyến còn gọi là đường đặc tính ngoài hoặc đường đặc tính tĩnh cho biết mối quan hệ giữa điện áp hàn và cường độ dòng hàn (đường cong V-A) ở những chế độ chịu tải khác nhau. Thiết bị hàn có đặc tuyến dốc được dùng cho hàn hồ quang tay và dùng cho hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ bằng điện cực không nóng chảy. Chúng cho phép giữ cường độ dòng điện hàn hầu như không đổi cho dù có thay đổi nhỏ về chiều dài hồ quang (tức là điện áp hàn), bảo đảm tính nhất quán cho chất lượng mối hàn. Một đặc điểm nữa là dòng ngắn mạch khi gây hồ quang không lớn hơn 200% giá trị dòng điện hàn, nhằm tránh ảnh hưởng nhiều đến chất lượng mối hàn. Thiết bị hàn có đặc tuyến thoải hoặc cứng được dùng cho hàn bán tự động và tự động (trong môi trường khí bảo vệ, dưới lớp thuốc hoặc bằng điện cực lõi thuốc) có tốc độ cấp dây hàn cố định. Khi hàn cường độ dòng điện hàn tự điều chỉnh theo chiều dài hồ quang. 2. Điện áp không tải. Điện áp không tải là điện áp giữa các cực thứ cấp của nguồn điện hàn khi nó ở chế độ không tải (không có nguồn điện hàn). Với nguồn điện hàn có đặc tuyến thoải điện áp không tải không quan trọng nhưng trong trường hợp nguồn điện hàn có đặc tuyến dốc (cả dòng một chiều lẫn xoay chiều), điện áp không tải có vai trò dễ gây hồ quang và ổn định cho hồ quang. Điện áp không tải càng cao thì độ ổn định hồ quang càng cao. Tuy nhiên vì lý do an toàn lao động nó không được vượt quá 80V. 3. Đặc tính động của nguồn hàn. Đặc tính động của nguồn điện hàn là khoảng thời gian cần thiết để nguồn điện hàn lặp lại điện áp từ giá trị bằng không khi ngắn mạc đến giá trị điện áp khi làm việc. Thời gian này không được vượt quá 0,05 giây Đặc tính động cũng quan trọng như đặc tính tĩnh của nguồn hàn. Các đặc tuyến động cho biết mối quan hệ giữa điện áp và dòng điện hàn trong điều kiện chịu tải thay đổi, tức là khi có các biến đổi tức thời về điện áp hồ quang cùng dòng điện hàn trong khoảng thời gian rất ngắn (cỡ phần nghìn giây). Có thể đánh giá đặc tuyến động của nguồn hàn thông qua hệ số động k= Imax/I0, trong đó Imax là cường độ cao nhất của dòng ngắn mạch, I0 là cường độ ổn định của dòng ngắn mạch. Với nguồn điện hàn hồ quang, 1 < k < 2, 5. Ngoài ra, thời gian phục hồi điện áp hồ quang không được vượt quá 0, 05 giây, đồng thời tốc độ tăng của dòng điện hàn thường nằm trong khoảng 15 ÷ 20 kA/s. Nguồn điện hàn có đặc tuyến động tốt sẽ cho hồ quang rất ổn định, giảm hiện tượng bắn tóe, tăng chất lượng mối hàn cho dù các hiện tượng chuyển tiếp như thay đổi tức thời của chều dài hồ quang, ngắn mạch. gây và tắt hồ quang (hàn trong dòng xoay chiều) liên tục sau mỗi nửa chu kỳ. 4. Cường độ dòng hàn danh định và chu kì tải. Nguồn điện hàn được các nhà chế tạo quy định làm việc ở các cường độ dòng hàn danh định và chu kỳ tải (còn gọi là hệ số làm việc liên tục) khác nhau. Chu kỳ tải là là tỷ lệ phần trăm của một khoảng thời gian mà nguồn điện hàn chịu tải tại một cường độ hàn nhất định trong vòng 10 phút (một số nước quy định 5 phút) vận hành liên tục. Ví dụ chu kỳ tải 60% có nghĩa là cứ trong 10 phút máy làm việc thì hồ quang thực sự làm việc trong 6 phút (4 phút còn lại máy ở trong chế độ không tải). Trong ngành cơ khí chế tạo, chu kỳ tải 60 % được coi là tiêu chuẩn cho hàn hồ quang tay. Ví dụ, nếu máy hàn được đăt chế độ làm việc danh định là 300A với chu kỳ tải là 60%, có nghĩa là có thể vận hành máy đó liền 6 phút trong thời gian 10 phút mà không sợ làm máy nóng quá mức. Đôi khi ta có thể cho máy chạy ở các dòng hàn khác dòng danh định. Khi đó, cần tính chu kỳ tải cần thiết tương ứng theo công thức sau : DDC = RDCx(Id2/Ic2) Trong công thức trên DDC là chu kỳ tải cần thiết (%), RDC là chu kỳ tải (%) tại cường độ danh định, Id là cường độ hàn danh định (A), Ic là cường độ hàn cần thiết (A). Theo công thức này, một máy hàn có chu kỳ tải 60% ở cường độ danh định 400A có thể dược sử dụng để hàn liên tục (chu kỳ tải 100%) ở 310A. Tương tự như vậy, máy hàn có chu kù tải 60% ở cường độ danh định 300A có thể làm việc được ở 373 A với chu kỳ tải 35% mà không sợ làm hỏng cách điện trong máy hàn. 5. Cấp cách điện. Việc đạt chu kỳ tải của nguồn điện hàn chủ yếu dựa vào nhiệt độ tối đa cho phép của các bộ phận của nó như cuộn dây sơ cấp và thứ cấp, cuộn cản …. Các giá trị này phụ thuộc vào loại vật liệu cách điện để sử dụng làm ra chúng. Quy định đối với nhiệt độ cho từng cấp cách điện thường theo tiêu chuẩn quốc gia. 6. Hệ số công suất. Hệ số công suất là tỷ số giữa công suất thực sự dùng để tạo ra tải danh định tính bằng kW (ví dụ : do đo được) và giá trị công suất nhận được từ lưới điện của nguồn điện hàn tính bằng kVA. Hệ số công suất thấp đồng nghĩa với lãng phí và sử dụng công suất kém hiệu quả. Thông thường máy phát hàn có hệ số công suất 0, 80÷0, 90, trong khi đó biến áp hàn và máy chỉnh lưu hàn có thể có hệ số công suất nhỏ hơn nhiều (tới 0, 45 với biếp áp hàn). Để tăng hệ số công suất cho biến áp hàn hoặc chỉnh lưu hàn, người ta có thể sử dụng các tụ bù hoặc nối tụ điện có điện dung cao vào mạch sơ cấp. VI. Các phương pháp hàn điện và đặc điểm của chúng. 1. Hàn hồ quang tay. a. Nguyên lý. Hàn hồ quang tay là quá trình hàn điện nóng chảy sử dụng điện cực dưới dạng que hàn (thường có vỏ bọc) và không sử dụng khí bảo vệ trong đó tất cả các thao tác (gây hồ quang, dịch chuyển que hàn, thay que hàn …) đều do người thợ hàn thực hiện bằng tay.  Hình 1. 3 Sơ đồ nguyên lý hàn hồ quang tay. b. Đặc điểm. Hàn được ở mọi tư thế không gian khác nhau. Năng suất thấp do cường độ dòng điện hàn bị hạn chế. Hình dạng kích thước và thành phần hoá học của mối hàn không đồng đều do tốc độ hàn bị dao động làm cho phần kim loại cơ bản tham gia vào mối hàn thay đổi. Chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt tương đối lớn do tốc độ hàn nhỏ. Điều kiện làm việc của thợ hàn mang tính độc hại (bức xạ, hơi, khí độc). Tuy nhiên với các liên kết có chiều dày nhỏ và trung bình đây vẫn là quá trình hàn phổ biến nhất. Nó cũng là phương pháp chủ yếu để hàn ở các tư thế không gian khác nhau. c. Ảnh hưởng của mối tương quan giữa dòng điện hàn và điện áp hàn. Để quá trình hàn diễn ra bình thường dòng điện và điện áp hàn phải có một mối quan hệ nhất định. Mối quan hệ này khi chiều dài hồ quang không đổi được gọi là đặc tính tĩnh của hồ quang. Đường đặc tính tĩnh có thể phân thành ba vùng I, II, III. Vùng I cường độ dòng hàn <100 A, điện áp hàn giảm khi cường độ dòng hàn tăng. Vùng II Điện áp hàn hầu như không phụ thuộc vào dòng hàn mà chỉ thay đổi theo chiều dài hồ quang. Vùng III có thể coi điện trở hồ quang không đổi R = const chỉ phụ thuộc vào chiều dài hồ quang.  Hình 1.4: Đường đặc tính tĩnh của hồ quang (l1 > l2 : chiều dài hồ quang) d. Ảnh hưởng của dòng hàn. Trường hợp vừa xét liên quan đến dòng một chiều trong thực tế người ta còn sử dụng dòng xoay chiều để hàn. Lúc này các quá trình nhiệt diễn ra trong quá trình hàn sẽ khác dòng xoay chiều tần số 50 Hz làm cho dòng hàn đổi cực tương ứng với tần số đó. Do đó dòng điện cũng được kích thích và tắt 100 lần trong 1 giây. Trong mỗi nửa chu kỳ sự giảm dòng hàn đi kèm với sự giảm nhiệt độ cột hồ quang tức là mức độ ion hoá trong vùng hồ quang cũng giảm. Lúc này hồ quang chỉ được kích thích khi tăng điện áp đường cong điện áp theo thời gian U = f(t) phải có đinh gọi là điện áp mồi.  Hình 1. 5: Đường cong điện áp và dòng điện theo thời gian. e. Các đặc trưng nhiệt của hồ quang. Hồ quang là một nguồn nhiệt có mức độ tập trung cao. Phần lớn năng lượng đi qua hồ quang được biến thành nhiệt năng. Theo hướng dọc trục nhiệt được phân bố tương ứng theo mức giảm điện áp trên các vùng hồ quang. Nhiệt sinh ra ở vùng catốt, anốt chủ yếu dùng để nung chảy kim loại một phần để bay hơi kim loại. Nhiệt sinh ra ở vùng cột hồ quang chủ yếu làm nóng chảy kim loại còn lại bức xạ ra xung quanh. Công suất điện của hồ quang P = U. I [W] Công suất nhiệt của hồ quang q0 = P nếu bỏ qua sự tổn thất nhiệt và hiệu ứng hoá học. Công suất nhiệt hiệu dụng của hồ quang là lượng nhiệt của hồ quang truyền vào kim loại phụ thuộc vào quá trình hàn, thuốc hàn, điện cực kim loại và mối hàn q = q0. η với η = 0, 5 ÷ 0, 95. 2. Hàn hồ quang dươí lớp thuốc. Với phương pháp này hồ quang cháy dưới lớp hạt thuốc hàn. a. Nguyên lý. Hàn hồ quang dưới lớp thuốc là một quá trình hàn hồ quang trong đó một hoặc nhiều hồ quang hình thành giữa một hặc nhiều điện cực (dây hàn) và kim loại cơ bản. Một phần nhiệt sinh ra trong hồ quang làm nóng chảy điện cực, một phần đi vào kim loại cơ bản và tạo thành mối hàn. Phần còn lại nung chảy thuốc hàn tạo thành lớp xỉ và khí bảo vệ hồ quang và kim loại nóng chảy. b. Đặc điểm. Ưu điểm: Quá trình hàn dưới lớp thuốc có thể được thực hện theo tự động hoặc bán tự động. Không phát sinh khói hồ quang kín do đó làm giảm thiểu nhu cầu đối với trang phục bảo hộ của thợ hàn, không đòi hỏi kỹ năng cao của người thợ hàn. Chất lượng kim loại mối hàn cao. Bề mặt mối hàn trơn và đều không có kim loại bắn toé. Tiết kiệm kim loại do sử dụng dây hàn liên tục. Tốc độ đắp và tốc độ hàn cao có năng suất hàn cao hơn 5 – 10 lần hàn hồ quang tay. Vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ ít biến dạng sau khi hàn. Dễ tự động hoá. Tuy nhiên chúng cũng có những nhược điểm sau: Đòi hỏi kim loại cơ bản và vật liệu hàn sạch chuẩn bị trước khi hàn công phu. Không thể quan sát trực tiếp vũng hàn chỉ hàn được ở tư thế hàn sấp với các đường hàn có hình dạng tương đối đơn giản. Thiết bị có giá thành cao. c. Nguồn điện hàn. Nguồn điện hàn dưới lớp thuốc có thể là biến áp hàn xoay chiều có đặc tuyến dốc hoặc máy phát hàn một chiều có đặc tuyến thoải, hoặc chỉnh lưu một chiều có đặc tuyến dốc hoặc thoải. Nguồn điện hàn xoay chiều có ưu điểm chính là giảm thiểu được hiện tượng thổi lệch hồ quang (vấn đề lớn đối với nguồn một chiều làm việc ở cường độ trên 900A) nhưng lại đồi hỏi điều khiển phức tạp và việc gây hồ quang cũng không dễ dàng. Nguồn điện hàn xoay chiều có đặc tuyến dốc thường là loại có nguồn công suất không cao (điện áp không tải 80V) để cho hồ quang không tắt khi dòng điện đổi cực. Nguồn điện hàn một chiều có ưu điểm là dễ gây hồ quang khả năng điều khiển thông số hình học của mối hàn và tốc độ hàn tốt. Dòng điện một chiều cực nghịch (+) cho hồ quang rất ổn định và vũng hàn nhỏ hơn (dễ khống chế biên dạng mối hàn). Chiều sâu ngấu lớn hơn so với một chiều cực thuận (-). Dòng một chiều cực thuận cho tốc độ đắp cao hơn nhưng chiều sâu ngấu nhỏ hơn. Chiều sâu ngấu khi hàn bằng dòng xoay chiều có giá trị giữa hai loại trên. Các nguồn điện hàn cho hàn dưới lớp thuốc được thiết kế để làm việc ở chu kỳ tải 100% và hầu hết làm việc ở dải cường độ 200÷1000A. Nguồn điện hàn một chiều có đặc tuyến dốc có thể là một máy phát hàn hoặc chỉnh lưu hàn. Khi nguồn hàn loại này được dùng chung với bộ cấp dây tự động để dòng hàn ở mức tương đối ổn định, cần duy trì điện áp hồ quang (chiều dài hồ quang) không đổi ở mức có thể được. Khi điện áp hồ quang vượt quá giá trị đặt mạch điều khiển sẽ tăng tốc độ cấp dây để giảm chiều dài hồ quang và ngược lại. Kết quả là điện áp và cường độ dòng hàn tương đối ổn định. Nguồn điện hàn một chiều có đặc tuyến thoải được dùng chung với bộ cấp dòng hàn cho dây hàn (bộ cấp dây) có tốc độ cấp dây cố định. Với nguồn này mạch điều khiển đơn giản hơn hẳn vì hồ quang tự điều chỉnh chiều dài một cách nhanh chóng và chính xác. Khi chiều dài hồ quang tăng ít cưòng độ dòng điện hàn giảm tương đối nhiều làm giảm tốc độ chảy của dây hàn. Kết quả là chiều dài hồ quang tương đối ổn định và có ít biến động về điện áp hồ quang do có phản hồi gần như tức thời (không có trễ). Hình 1.6: Nguyên lý điều chỉnh chế độ làm việc của hồ quang. Hình trên là sơ đồ nguyên lý điều chỉnh chế độ làm việc của hồ quang. Với loại nguồn này dòng ngắn mạch rất cao và dễ gây hồ quang. Loại này thích hợp hơn so với nguồn có đặc tuyến dốc trong trường hợp hàn các tấm mỏng (đến 4mm) vì điện áp hàn hầu như không đổi cho phép hàn với tốc độ cao. Tuy nhiên khi chiều dày tăng cần có đặc tuyến dốc hơn. Hình 1.6a mỗi chiều dài L nhất định của hồ quang ứng với một dải dòng hàn và áp làm việc của nó. Hình 1.6b là đặc tuyến thoải của máy hàn kết hợp với một chế độ làm việc ở chiều dài hồ quang L với một điểm là điểm làm việc bình thường của hồ quang. Khi có sự tăng ΔL ứng với một sự tăng áp ΔU tại hai điểm có sự giảm mạnh ΔI về cường độ dòng hàn dẫn đến tốc độ chảy của dây hàn bị chậm lại, không được như cũ. Điều này làm cho chiều dài hồ quang bị ngắn lại 1 giá trị ΔL và điểm làm việc quay về điểm 1. Tương tự khi giảm ΔL. 3. Hàn hồ quang bằng điện cực lõi thuốc. Hàn hồ quang bằng điện cực lõi bột là một quá trình hàn tương đối mới so với hàn bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ. Trong lĩnh vực hàn thép cacbon và thép hợp kim thấp, hàn hồ quang điện cực lõi bột bằng phương pháp bán tự động thay thế dần cho nhiều ứng dụng hàn hồ quang tay. a. Nguyên lý. Hàn hồ quang bằng điện cực lõi bột (còn gọi là hàn bằng điện cực lõi thuốc FCAW) có nguồn gốc từ quá trình hàn bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ trong đó điện cực nóng chảy là một ống kim loại bên trong được điền đầy bằng thuốc hàn với chức năng tương tự vỏ bọc que hàn. Quá trình hàn có thể được thực hiện bằng một trong hai phương pháp : có sử dụng khí bảo vệ và không sử dụng khí bảo vệ (dây hàn tự bảo vệ). b. Đặc điểm. Hàn bằng điện cực lõi bột khắc phục được những nhược điểm vốn có của hàn hồ quang tay như thời gian có hồ quang thấp, tổn thất đầu mấu que hàn, tốc độ đắp thấp, các yếu tố liên quan đến kỹ năng và sự mệt mỏi của người thợ hàn. Thiết bị hàn cho phép tự động cấp và điều khiển điện cực (dây hàn) một cách tự động để thợ hàn có thể tập trung vào chuyển động của hồ quang một cách dễ dàng. Ưu điểm : Mức độ bắn toé thấp. Hình dạng bề mặt mối hàn được cải thiện đáng kể (do có chất ổn định hoá hồ quang tạo xỉ trong thành phần thuốc hàn). Kim loại mối hàn ít bị rỗ khí. Mức độ tiêu thụ khí bảo vệ cũng thấp. Các nhà chế tạo điện cực không phụ thuộc vào nhà máy sản xuất thép như với điện cực đặc. Nhược điểm: Khối lượng lớn, nặng nề cồng kềnh. c. Dòng điện hàn. Với nguồn điện hàn cố đặc tuyến thoải cường độ dòng điện hàn tỷ lệ với tốc độ cấp điện cực (dây hàn), với điều kiện là đường kính thành phần và tấm với điện cực không đổi khi các thông số khác của chế độ hàn không đổi, việc tăng cường dòng hàn sẽ làm tăng tốc độ đắp và chiều sâu ngấu. Cường độ dòng điện hàn thấp sẽ tạo thành dạng dịch chuyển kim loại điện cực dưới dạng giọt lớn và bắn toé nhều khi hàn bằng dây tự bảo vệ và có thể làm tăng lượng nitơ và rỗ khí trong kim loại mối hàn. Cường độ dòng đ