Hàn MIG là gì? Nguyên lý hoạt động và cách sử dụng đúng kỹ thuật

Nếu bạn là một thợ cơ khí mới bắt đầu công việc, chắc hẳn sẽ từng nghe nhắc đến hàn MIG một phương pháp hàn đang được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất cơ khí và công nghiệp chế tạo. Tuy nhiên, nhiều người thường băn khoăn: máy hàn MIG là gì, có những ưu điểm nổi bật nào, và phải sử dụng thế nào để đạt hiệu quả cũng như đảm bảo an toàn?

Hiểu được những thắc mắc đó, trong bài viết này Golden Micronvn sẽ chia sẻ đầy đủ kiến thức cơ bản về hàn MIG từ khái niệm, ưu nhược điểm, cách vận hành đến những lưu ý kỹ thuật quan trọng. Qua đó, bạn sẽ có cái nhìn rõ ràng hơn và dễ dàng áp dụng phương pháp hàn này vào thực tế công việc.

Hàn MIG là gì?

Hàn MIG là phương pháp hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí bảo vệ, sử dụng dây hàn nóng chảy và khí bảo vệ (như Argon, Helium hoặc CO₂) để tạo ra mối hàn chắc chắn, đẹp và ít bị oxi hóa.

Trong quá trình hàn, hồ quang điện được tạo ra giữa dây hàn và vật hàn. Hồ quang này làm chảy cả dây hàn lẫn bề mặt kim loại, sau đó chúng kết hợp với nhau tạo thành mối hàn. Toàn bộ vùng hàn sẽ được bao phủ bởi lớp khí bảo vệ, ngăn không cho oxy và nitơ trong không khí xâm nhập, nhờ vậy mối hàn đạt chất lượng cao và bền hơn.

Nguyên lý và thiết bị cần thiết cho hàn MIG

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý cơ bản của hàn MIG là tạo ra hồ quang điện giữa dây hàn nóng chảy (điện cực) và kim loại cơ bản. Nguồn nhiệt sinh ra từ hồ quang sẽ làm chảy dây hàn và vật hàn, tạo thành mối hàn. Trong suốt quá trình này, vùng hàn được bảo vệ bởi lớp khí che chắn (thường là khí trơ như Argon, Helium hoặc hỗn hợp của chúng, ngoài ra còn có thể dùng CO₂ hoặc hỗn hợp khí hoạt tính). Lớp khí này ngăn chặn oxy và nitơ trong không khí tiếp xúc với kim loại nóng chảy, giúp mối hàn đạt chất lượng cao, không bị rỗ khí hay oxy hóa.

Thiết bị cần thiết cho hàn MIG

Để thực hiện hàn MIG hiệu quả và an toàn, người thợ cần chuẩn bị đầy đủ các thiết bị sau:

1. Súng hàn MIG

Chức năng: Vừa dẫn dòng điện hàn, vừa đưa khí bảo vệ đến vùng hàn, đồng thời làm mát đầu hàn trong quá trình làm việc.

Các loại phổ biến:

• Súng làm mát bằng khí: phù hợp với dòng điện dưới 300A.
• Súng làm mát bằng nước: dùng cho hàn cường độ cao, trên 300A, giúp tăng độ bền và tuổi thọ của súng hàn.

2. Bộ cấp dây hàn

Vai trò: Cấp dây hàn liên tục vào vùng hồ quang để duy trì quá trình hàn.

Tốc độ cấp dây: Thông thường dao động từ 2 – 20 m/phút, có thể điều chỉnh tùy thuộc vào loại vật liệu và ứng dụng cụ thể.

Loại thông dụng:

• Bộ cấp 2 con lăn: nhỏ gọn, thích hợp cho ứng dụng nhẹ.
• Bộ cấp 4 con lăn: cho lực kéo ổn định hơn, phù hợp với dây hàn cỡ lớn hoặc khi hàn liên tục.

3. Hệ thống khí bảo vệ

Loại khí sử dụng:

• Khí trơ như Argon (Ar), Helium (He) hoặc hỗn hợp của chúng.
• Có thể dùng khí hoạt tính (CO₂ hoặc hỗn hợp CO₂ – Ar) trong một số trường hợp.

Lưu lượng khí: Thường nằm trong khoảng 10 – 20 lít/phút, điều chỉnh theo độ dày vật liệu, điều kiện môi trường và yêu cầu mối hàn.

Những phương pháp chuyển dịch kim loại trong hàn MIG

Trong quá trình hàn MIG, kim loại nóng chảy từ dây hàn có thể di chuyển đến vũng hàn theo nhiều cơ chế khác nhau. Mỗi phương pháp chuyển dịch đều có đặc điểm riêng, phù hợp với từng điều kiện và ứng dụng cụ thể:

1. Chuyển dịch phun

• Điều kiện hoạt động: Yêu cầu dòng điện hàn cao và môi trường có tỷ lệ khí trơ trên 80%.
• Ưu điểm: Tốc độ đắp kim loại nhanh, mối hàn ngấu đều, bề mặt đẹp.
• Ứng dụng: Thích hợp khi hàn tấm dày trên 3mm, ở vị trí hàn bằng hoặc hàn góc ngang, với tốc độ hàn cao.

2. Chuyển dịch cầu

• Đặc trưng: Kim loại chảy thành từng giọt lớn rơi xuống vũng hàn. Năng lượng hàn cao, mối hàn sâu và rộng.
• Điều kiện thích hợp: Thường xuất hiện trong môi trường ít tính oxy hóa hoặc khử.
• Hạn chế: Hồ quang kém ổn định, dễ gây bắn tóe nhiều, khó kiểm soát chất lượng mối hàn.

3. Chuyển dịch ngắn mạch

• Ưu điểm: Nhiệt đầu vào thấp, giảm thiểu hiện tượng bắn tóe, thích hợp cho vật liệu mỏng.
• Ứng dụng: Rất phù hợp để hàn tấm thép mỏng từ 0,6 – 3mm, cũng như các tư thế hàn khó như hàn ngược, hàn đứng.

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn MIG

1. Khí bảo vệ

Khí bảo vệ đóng vai trò che chắn vùng hồ quang và kim loại nóng chảy khỏi sự tác động của oxy và nitơ trong không khí, giúp mối hàn ổn định và hạn chế khuyết tật. Tùy từng loại khí, hiệu quả và ứng dụng sẽ khác nhau:

2. Dây hàn

Dây hàn là vật liệu bổ sung trực tiếp hình thành nên mối hàn, vì vậy nó ảnh hưởng trực tiếp đến cơ tính và chất lượng sản phẩm:

• Thành phần hóa học: Cần tương thích với kim loại cơ bản để đảm bảo mối hàn bền, không nứt gãy.
• Đường kính dây hàn: Thường dao động từ 0,8mm đến 1,6mm. Dây nhỏ phù hợp hàn mỏng, dây lớn cho vật liệu dày hơn.
• Tốc độ cấp dây: Khoảng 2 – 20 m/phút, tùy thuộc vào độ dày vật liệu và yêu cầu kỹ thuật.
• Lưu ý quan trọng: Luôn lựa chọn dây hàn phù hợp với vật liệu và tính chất cơ học mong muốn của mối hàn để đạt chất lượng tối ưu.

Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp hàn MIG

Ưu điểm

Hàn MIG (Metal Inert Gas) được đánh giá là một trong những phương pháp hàn hồ quang hiện đại, mang lại nhiều lợi ích nổi bật:

• Năng suất cao: Tốc độ hàn có thể đạt từ 30 – 50 cm/phút, nhanh hơn nhiều so với hàn que hay TIG. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu quả sản xuất.
• Chất lượng mối hàn tốt: Mối hàn có độ ngấu sâu, ít khuyết tật, bền chắc và đảm bảo tính thẩm mỹ.
• Linh hoạt trong ứng dụng: Có thể hàn trên nhiều loại vật liệu như thép cacbon, thép không gỉ, nhôm, hợp kim… với nhiều độ dày khác nhau.
• Ít khói, không xỉ: Quá trình hàn sạch sẽ, không sinh ra xỉ, lượng khói và bắn tóe thấp, an toàn hơn cho thợ hàn và thân thiện với môi trường.
• Dễ dàng tự động hóa: Phù hợp để tích hợp vào các dây chuyền sản xuất, đặc biệt là trong công nghiệp chế tạo hàng loạt.

Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm kể trên, hàn MIG vẫn tồn tại một số hạn chế mà người sử dụng cần lưu ý:

• Chi phí đầu tư thiết bị cao: Máy hàn MIG, bộ cấp dây và hệ thống khí bảo vệ có giá thành đắt hơn so với các phương pháp hàn truyền thống.
• Đòi hỏi kỹ thuật vận hành: Dù dễ thao tác hơn TIG, nhưng để đạt mối hàn chất lượng, người thợ vẫn cần kiến thức và kỹ năng điều chỉnh dòng điện, tốc độ cấp dây, lưu lượng khí.
• Hạn chế trong môi trường gió: Do phụ thuộc vào khí bảo vệ, hàn MIG khó áp dụng ngoài trời nếu không có biện pháp che chắn.
• Chi phí vận hành: Khí bảo vệ và dây hàn tiêu hao liên tục, góp phần làm tăng chi phí sản xuất.

Ứng dụng của hàn MIG trong công nghiệp

Hàn MIG là một phương pháp hàn hiện đại, mang lại hiệu quả cao và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất. Nhờ khả năng tạo mối hàn đẹp, năng suất cao và dễ dàng tự động hóa, hàn MIG ngày càng trở thành lựa chọn hàng đầu trong ngành cơ khí – chế tạo.

Công nghiệp chế tạo và cơ khí dân dụng

• Được sử dụng phổ biến trong sản xuất bàn ghế, khung xe đạp, mô tô và nhiều sản phẩm cơ khí khác.
• Mang lại mối hàn chắc chắn, bền đẹp, đáp ứng yêu cầu cả về thẩm mỹ lẫn độ bền cơ học.

Công nghiệp ô tô

• Ứng dụng trong hàn khung xe, thân xe và các bộ phận chịu lực.
• Nhờ tốc độ hàn nhanh và khả năng tự động hóa, MIG góp phần quan trọng vào việc nâng cao năng suất trong các dây chuyền lắp ráp.

Ngành đóng tàu

• Sử dụng để hàn các kết cấu thép lớn, đòi hỏi mối hàn ngấu sâu và độ bền cao.
• Hàn MIG giúp đảm bảo chất lượng mối hàn đồng đều trên các bề mặt rộng và dày.

Xây dựng và lắp đặt công trình

• Ứng dụng trong hàn kết cấu thép, khung nhà xưởng, hệ thống ống công nghiệp.
• Tốc độ hàn nhanh, thích hợp cho các dự án cần thi công khối lượng lớn trong thời gian ngắn.

Ngành chế tạo máy và thiết bị công nghiệp

• Hàn chi tiết máy, vỏ thiết bị, bồn chứa, khung máy móc.
• Khả năng hàn nhiều loại vật liệu khác nhau giúp MIG đáp ứng tốt yêu cầu đa dạng trong chế tạo.

Hướng dẫn an toàn và sử dụng hàn MIG đúng kỹ thuật

Nguyên tắc an toàn hàn MIG

Kiểm tra trước khi sử dụng: Luôn kiểm tra nguồn điện, dây dẫn, súng hàn và bình khí bảo vệ để tránh rò rỉ, chập điện hoặc cháy nổ.

Cách đấu nối điện: Mỗi máy hàn nên được kết nối với một cầu dao riêng, giúp ngắt điện nhanh chóng khi có sự cố.

Trang bị bảo hộ: Người thợ hàn cần mặc quần áo bảo hộ, găng tay, giày cách điện và đặc biệt là kính hàn chuyên dụng để bảo vệ mắt khỏi tia hồ quang và xỉ bắn.

Môi trường làm việc: Không hàn trong hầm, bồn, khoang kín đang chứa hóa chất dễ cháy nổ hoặc có áp suất. Nếu buộc phải hàn trong không gian hạn chế, cần có hệ thống thông gió cục bộ và tuân thủ đầy đủ quy định an toàn.

Bố trí thiết bị: Đặt máy hàn tại nơi thoáng, ít người qua lại để tránh ảnh hưởng tới những người xung quanh.

Kỹ thuật sử dụng máy hàn MIG

• Khoảng cách hàn: Giữ súng hàn và dây hàn cách bề mặt vật liệu khoảng 1 – 2mm để tạo ra mối hàn chắc chắn, đều và đẹp.
• Điều khiển cò súng:

Với máy hàn MIG dùng khí CO₂, có thể bóp nhả cò nhanh mà vẫn đảm bảo độ ngấu.

Với máy hàn MIG không dùng khí, cần bóp và giữ cò súng khoảng 2 giây, đồng thời di chuyển đều tay để mối hàn ổn định.

• Điều chỉnh dòng điện: Cường độ dòng hàn phải được thiết lập chính xác, vừa đủ để tránh bắn tóe quá nhiều và giúp bề mặt mối hàn nhẵn bóng.

Câu hỏi thường gặp về hàn MIG

1. Hàn MIG có thể áp dụng cho độ dày vật liệu bao nhiêu?

Hàn MIG phù hợp với nhiều loại vật liệu, từ rất mỏng đến rất dày:

• Độ dày tối thiểu: khoảng 0,6 mm, thường dùng chế độ chuyển dịch ngắn mạch.
• Độ dày tối đa: có thể đạt 50 mm hoặc hơn, khi sử dụng chế độ chuyển dịch phun.

Với tấm mỏng 0,6 – 3 mm, nên chọn dây hàn đường kính 0,8 – 1,0 mm. Còn với vật liệu dày, thường dùng dây hàn 1,2 – 1,6 mm để đảm bảo độ ngấu.

2. Tốc độ hàn MIG so với các phương pháp hàn khác như thế nào?

Hàn MIG nổi bật ở tốc độ hàn cao, vượt trội so với nhiều kỹ thuật hàn truyền thống:

• Hàn MIG: 30 – 50 cm/phút.
• Hàn hồ quang tay: 15 – 25 cm/phút.
• Hàn TIG: 10 – 20 cm/phút.

Như vậy, hàn MIG nhanh gấp 2 – 3 lần hàn hồ quang tay và 3 – 5 lần hàn TIG, góp phần nâng cao đáng kể năng suất sản xuất.

3. Mức tiêu hao điện năng của hàn MIG là bao nhiêu?

Điện năng tiêu thụ phụ thuộc vào công suất máy và thời gian làm việc:

• Máy 200A: khoảng 5 – 7 kWh/giờ.
• Máy 300A: khoảng 8 – 10 kWh/giờ.
• Máy 400A: khoảng 12 – 15 kWh/giờ.

So với hàn hồ quang tay, MIG giúp tiết kiệm 15 – 20% điện năng, nhờ hiệu suất cao và tốc độ hàn nhanh hơn.

4. Những hạn chế nào của hàn MIG cần lưu ý?

Dù có nhiều ưu điểm, hàn MIG vẫn tồn tại một số nhược điểm:

• Nhạy cảm với gió: cần có biện pháp che chắn khi hàn ngoài trời để bảo vệ khí hàn.
• Khó thao tác ở vị trí hẹp: súng hàn MIG cồng kềnh hơn điện cực hàn que, hạn chế trong không gian chật.
• Chi phí đầu tư cao: thiết bị và vật tư ban đầu đắt hơn, thường lớn hơn 30 – 50% so với hàn que.
• Yêu cầu kỹ thuật: thợ hàn cần được đào tạo để biết cách điều chỉnh dòng điện, tốc độ cấp dây, lưu lượng khí phù hợp.

Máy hàn MIG công cụ hỗ trợ đắc lực trong sản xuất, được nhiều thợ cơ khí tin dùng. Bài viết từ Golden Micronvn sẽ giúp bạn hiểu rõ ưu điểm, cách ứng dụng và lựa chọn phương pháp hàn MIG hiệu quả, đảm bảo mối hàn bền đẹp và tính thẩm mỹ cao.

admin