Trong ngành cơ khí và chế tạo, hàn là một công đoạn quan trọng, giúp kết nối các chi tiết kim loại với nhau một cách bền vững. Trong số các phương pháp hàn hiện đại, hàn CO2 được đánh giá cao nhờ tính hiệu quả, chi phí hợp lý và ứng dụng rộng rãi. Hãy cùng công ty khí công nghiệp Dakhien khám phá chi tiết hơn về phương pháp này trong bài viết dưới đây!
1. Kỹ thuật hàn CO2 là gì?
Hàn CO2 hay còn gọi là hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí bảo vệ, là một phương pháp hàn sử dụng điện cực dây nóng chảy kết hợp với khí bảo vệ để ngăn chặn quá trình oxy hóa từ môi trường. Trong kỹ thuật này, dây hàn được cấp tự động qua súng hàn và được nung chảy bởi hồ quang điện, tạo ra mối hàn bền chắc.
Hàn CO2 là kỹ thuật hàn sử dụng máy hàn MIG kết hợp với khí CO2 công nghiệp làm khí bảo vệ, giúp ngăn chặn quá trình oxy hóa và cải thiện chất lượng mối hàn. Ngoài CO2, phương pháp này còn có thể dùng khí trộn như Argon + CO2 hoặc Argon tinh khiết để tối ưu hóa độ bền và tính thẩm mỹ của mối hàn. Tuy nhiên, do chi phí cao của khí trộn, CO2 vẫn là lựa chọn phổ biến nhờ giá thành hợp lý và hiệu suất cao.
>>>>KHÁM PHÁ THÊM: Hàn MIG dùng khí gì? Lựa chọn khí bảo vệ cho từng loại vật liệu
2. Lợi ích khí ứng dụng khí CO2 vào phương pháp hàn công nghiệp
Hàn CO2 ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất và chế tạo nhờ những lợi ích nổi bật như sau:
- Hiệu suất cao: Hàn CO2 giúp tăng tốc độ hàn, cho phép tạo ra mối hàn chất lượng cao trong thời gian ngắn. Hiệu suất hàn trên máy MIG cao gấp 2.5 lần so với hàn que, phù hợp với sản xuất quy mô lớn.
- Tính linh hoạt: Có thể hàn trên nhiều loại kim loại như thép cacbon, thép không gỉ và nhôm. Ứng dụng tốt cho nhiều ngành nghề như chế tạo máy, cơ khí, đóng tàu, sản xuất ô tô...
- Chất lượng mối hàn tốt: Mối hàn sáng bóng, ít xỉ, ít bắn tóe, đảm bảo tính thẩm mỹ cao. Có thể hàn trên cả vật liệu mỏng và dày mà không gây biến dạng.
- Dễ sử dụng: Phương pháp này không yêu cầu tay nghề quá cao, giúp thợ hàn dễ làm quen và thao tác nhanh chóng.
- Giảm thiểu công đoạn vệ sinh: Ít tạo xỉ và bắn tóe, giảm đáng kể thời gian làm sạch sau khi hàn.
3. Nguyên lý của phương pháp hàn khí CO2
Khi hàn thép đen, sự kết hợp với nitơ từ không khí có thể làm kim loại trở nên giòn. Vì vậy, khí CO2 thường được sử dụng như một lớp bảo vệ để ngăn chặn sự tác động của không khí lên vũng hàn. Dưới tác động của nhiệt độ cao từ hồ quang, CO2 có thể bị phân tách thành carbon monoxide (CO) và oxy nguyên tử (O).
Oxy nguyên tử sau đó có thể phản ứng với sắt nóng chảy, tạo thành oxit sắt (FeO). Đồng thời, carbon trong thép dễ dàng liên kết với oxy hơn là sắt, giúp loại bỏ oxy khỏi FeO, tạo thành khí CO. Nếu khí này bị giữ lại trong kim loại hàn, nó có thể hình thành lỗ rỗng, ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn.
Để hạn chế hiện tượng này, dây hàn thường chứa các nguyên tố như silicon (Si) và mangan (Mn), có khả năng kết hợp mạnh với oxy hơn carbon. Nhờ đó, oxy trong FeO sẽ phản ứng với Si và Mn, tạo thành xỉ (SiO₂ và MnO) nổi lên bề mặt, giúp kim loại hàn sạch hơn và giảm nguy cơ lỗ rỗng.
Ngoài Si và Mn, dây hàn có thể chứa thêm các nguyên tố hợp kim khác như crom (Cr), molypden (Mo), niken (Ni) để tăng cường độ bền, khả năng chống ăn mòn và tính dẻo dai của mối hàn.
4. Những ưu và nhược điểm của phương pháp hàn khí CO2
Dưới đây là phân tích chi tiết về ưu và nhược điểm của hàn CO2 để giúp bạn có cái nhìn tổng quan hơn trước khi lựa chọn phương pháp hàn phù hợp.
4.1 Ưu điểm
Hàn CO2 là một trong những phương pháp hàn phổ biến nhờ khả năng tạo mối hàn chất lượng cao với chi phí hợp lý.
- Tương thích với nhiều loại vật liệu: Hàn được thép cacbon, thép không gỉ, hợp kim nhôm và nhiều kim loại khác.
- Dễ thao tác, không yêu cầu tay nghề cao: Phương pháp hàn MIG với khí CO2 bảo vệ đơn giản, phù hợp cả với thợ mới.
- Mối hàn sáng bóng, thẩm mỹ cao: Ít xỉ hàn, hạn chế bắn tóe, đảm bảo chất lượng và độ chính xác cao.
- Hàn được trên nhiều độ dày vật liệu: Ứng dụng tốt cho cả vật liệu mỏng và dày, mở rộng phạm vi sử dụng.
- Hiệu suất cao, tốc độ hàn nhanh: Năng suất gấp 2.5 lần so với hàn que, giúp tối ưu thời gian gia công.
- Ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp: Phù hợp với chế tạo cơ khí, sản xuất ô tô, đóng tàu, kết cấu thép.
4.2 Nhược điểm
Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích nổi bật, phương pháp này cũng tồn tại một số hạn chế nhất định.
- Chi phí đầu tư cao: Máy hàn MIG sử dụng khí CO2 có cấu tạo phức tạp và giá thành cao hơn so với hàn que.
- Cồng kềnh, khó di chuyển: Máy hàn có trọng lượng nặng, cần thêm bình khí CO2, làm giảm tính linh hoạt.
- Không thích hợp khi có gió lớn: Gió mạnh có thể làm lệch dòng khí bảo vệ, ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn.
- Chi phí vận hành cao: Dù khí CO2 có giá thành rẻ, nhưng tổng chi phí sử dụng vẫn cao hơn so với hàn que, ít phù hợp với xưởng nhỏ và hộ gia đình.
5. Hàn CO2 có độc hại không?
Quá trình hàn CO2 tạo ra lượng khí bay hơi chứa nhiều hợp chất như CO2, Argon, H2, lưu huỳnh, CO, photpho,... Những khí này có thể gây hại đến sức khỏe nếu hít phải trong thời gian dài. Khi tiếp xúc thường xuyên, các hạt kim loại và khí độc có thể xâm nhập vào phổi, làm tăng nguy cơ mắc các bệnh về đường hô hấp, ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa và tuần hoàn máu.
Thế nên, trong quá trình hàn, thợ hàn cần đặc biệt chú ý đến các biện pháp bảo vệ sức khỏe và tuân thủ nghiêm ngặt các quy định an toàn lao động. Việc trang bị đầy đủ khẩu trang chống độc, kính bảo hộ, găng tay và quần áo chuyên dụng sẽ giúp giảm thiểu tác động của khói hàn và tia lửa điện, đảm bảo an toàn trong quá trình làm việc.
6. Hướng dẫn thực hiện kỹ thuật hàn CO2 đúng cách
Chất lượng của mối hàn CO2 phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại máy hàn, mức dòng điện, kỹ thuật thao tác, và cách điều chỉnh lượng khí bảo vệ. Dưới đây là các bước giúp bạn đạt được mối hàn đẹp và bền chắc.
Bước 1: Điều chỉnh dòng hàn hợp lý
Dòng hàn quá cao sẽ gây bắn tóe, mối hàn không đều, trong khi dòng quá thấp có thể làm mối hàn thiếu độ ngấu. Bạn có thể tham khảo mức điều chỉnh sau:
- Độ dày vật hàn 0.5 - 2.0mm: Dòng hàn từ 50 - 150A
- Độ dày vật hàn 2.0 - 6.0mm: Dòng hàn từ 150 - 300A
- Độ dày vật hàn trên 6.0mm: Dòng hàn trên 300A
Lưu ý rằng đây chỉ là mức tham khảo, có thể điều chỉnh dựa trên loại máy hàn và điều kiện thực tế. Nếu nghe tiếng nổ lách tách và mối hàn chưa đạt độ ngấu, bạn nên tăng dòng hàn cho phù hợp.
Bước 2: Điều chỉnh lượng khí bảo vệ
Khí bảo vệ quá nhiều có thể gây lãng phí, trong khi khí quá ít sẽ không đủ che chắn, khiến mối hàn bị rỗ hoặc đen. Hãy điều chỉnh lượng khí ở mức vừa đủ để đảm bảo chất lượng hàn tốt nhất.
Bước 3: Kiểm soát tốc độ ra dây hàn
Nếu tốc độ dây quá chậm, mối hàn dễ bị cháy cạnh. Ngược lại, nếu tốc độ dây quá nhanh, mối hàn có thể bị lồi lõm và thiếu độ ngấu, làm giảm độ bám dính giữa các lớp kim loại. Vì vậy, cần điều chỉnh tốc độ ra dây hợp lý, đảm bảo mối hàn đều, đẹp và có độ bền cao.
Bước 4: Định vị góc hàn và tốc độ di chuyển
Khi hàn CO2, cần giữ khoảng cách giữa dây hàn và vật hàn khoảng 1.0mm, đồng thời nghiêng súng hàn một góc 45 độ để đảm bảo mối hàn có độ thẩm mỹ cao. Trong quá trình hàn, di chuyển tay đều để tránh tình trạng mối hàn không đồng đều. Có thể áp dụng kỹ thuật dao động hàn theo vòng tròn hoặc ziczac tùy theo yêu cầu. Với vật hàn dày trên 6.0mm, nên mài vát mép trước để tăng độ kết dính.
7. Địa chỉ cung cấp bình khí CO2 lỏng, đạt độ tinh khiết cao
Dakhien là đơn vị cung cấp bình khí CO2 lỏng lâu năm tại Việt Nam. Từ năm 1983, công ty đã khai thác khí CO2 từ nguồn nước khoáng tự nhiên tại Đắk Mil, đảm bảo độ tinh khiết 99,99%, không mùi, không tạp chất. Với hơn 25 năm phát triển, sản phẩm của công ty đáp ứng tiêu chuẩn cao trong ngành thực phẩm, y tế và hàn công nghiệp. Hệ thống sản xuất hiện đại nhập khẩu từ các nhà cung cấp hàng đầu giúp công ty trở thành đối tác đáng tin cậy của nhiều doanh nghiệp lớn.
- Độ tinh khiết của khí CO2 lên đến 99.99%, đảm bảo mối hàn đẹp, ít bắn tóe và không bị rỗ khí.
- Dung tích bình đa dạng như 10L, 20L, 40L,... Tùy theo tần suất sử dụng mà bạn chọn bình có kích thước phù hợp để tránh gián đoạn công việc.
- Áp suất bình đảm bảo đủ lượng khí cần thiết cho quá trình hàn, khoảng 150 - 200 bar.
- Bình khí CO2 có nguồn gốc rõ ràng, đạt tiêu chuẩn kiểm định, an toàn khi sử dụng, tránh rủi ro cháy nổ.
- Giá cả cạnh tranh, dịch vụ tư vấn tận tâm, hỗ trợ khách hàng nhanh chóng.
Hàn CO2 là phương pháp hàn mang lại hiệu quả cao trong gia công kim loại nhờ khả năng tạo mối hàn bền chắc. Nếu bạn là các doanh nghiệp cơ khí đang tìm kiếm nguồn cung cấp khí CO2 chất lượng với độ tinh khiết cao, đảm bảo an toàn và giá cả cạnh tranh, hãy liên hệ ngay với công ty khí công nghiệp Dakhien để được tư vấn và hỗ trợ!
