Hàn MIG và hàn TIG là hai phương pháp hàn hồ quang được sử dụng rộng rãi nhất quá trình hàn trong chế tạo kim loại tấm. Cả hai đều sử dụng hồ quang điện để nấu chảy và nung chảy kim loại tại khớp. Cả hai đều tạo ra các mối hàn có cấu trúc chắc chắn trên thép, thép không gỉ và nhôm. Nhưng chúng hoạt động dựa trên các nguyên tắc khác nhau, tạo ra chất lượng và hình dáng mối hàn khác nhau và phù hợp với các bối cảnh sản xuất khác nhau. Đối với các nhóm kỹ thuật xác định các yêu cầu chế tạo và người quản lý mua sắm đánh giá các nhà cung cấp chế tạo kim loại tấm, việc hiểu được sự khác biệt thực tế giữa MIG và TIG sẽ xác định liệu khả năng hàn của nhà cung cấp có phù hợp với yêu cầu của ứng dụng hay không.
Hàn MIG - chính thức là GMAW, Hàn hồ quang kim loại khí - đưa một cuộn dây điện cực rắn liên tục qua súng hàn với tốc độ được kiểm soát. Một hồ quang điện hình thành giữa đầu dây và phôi, làm nóng chảy cả dây (kim loại phụ) và kim loại cơ bản tại mối nối. Khí bảo vệ - thường là argon, CO₂ hoặc hỗn hợp argon/CO₂ hỗn hợp - chảy từ vòi súng xung quanh hồ quang để bảo vệ bể hàn nóng chảy khỏi oxy và nitơ trong khí quyển, có thể gây ra độ xốp và độ giòn trong mối hàn đông đặc.
Việc cấp dây liên tục và tự động - thợ hàn điều khiển vị trí súng và tốc độ di chuyển, trong khi máy duy trì tốc độ cấp dây và điện áp. Tự động hóa này có nghĩa là hàn MIG vốn đã nhanh hơn hàn TIG thủ công: thợ hàn MIG có thể lắng đọng nhiều kim loại hàn hơn đáng kể mỗi giờ so với máy hàn TIG trên các mối nối tương đương. Sự cân bằng là khả năng kiểm soát: cấp dây liên tục và đầu vào nhiệt cao hơn của hàn MIG tạo ra vũng hàn lớn hơn, nhiều năng lượng hơn, kém chính xác hơn trên vật liệu mỏng và dễ bị cháy trên tấm dưới 1,5 mm.
Hàn TIG - chính thức là GTAW, Hàn hồ quang vonfram khí - sử dụng điện cực vonfram không tiêu hao để tạo ra hồ quang. Không giống như MIG, điện cực không nóng chảy vào mối hàn mà chỉ tạo ra hồ quang. Kim loại phụ, khi được yêu cầu, là một thanh riêng biệt được đưa thủ công vào bể hàn bằng tay còn lại của thợ hàn trong khi tay kia cầm mỏ hàn và bàn đạp chân điều khiển dòng điện. Sự che chắn được cung cấp bởi khí argon nguyên chất chảy ra từ vòi mỏ hàn.
Điện cực vonfram không tiêu hao và việc bổ sung chất độn được điều khiển thủ công mang lại cho hàn TIG đặc tính xác định: thợ hàn có quyền kiểm soát độc lập lượng nhiệt đầu vào và tốc độ lắng đọng chất độn tại mọi thời điểm của mối hàn. Sự kiểm soát chính xác này cho phép hàn TIG tạo ra các hạt hàn nhất quán, hoàn hảo về mặt thẩm mỹ trên vật liệu mỏng và hình dạng khớp phức tạp, nơi mà nhiệt và sự lắng đọng chất độn của hàn MIG khó kiểm soát sẽ tạo ra biến dạng quá mức hoặc bề ngoài không nhất quán. Sự đánh đổi là tốc độ: Hàn TIG chậm hơn đáng kể so với hàn MIG và đòi hỏi trình độ kỹ năng cao hơn của người vận hành.
| tính năng | Hàn MIG (GMAW) | Hàn TIG (GTAW) |
|---|---|---|
| loại điện cực | Dây tiêu hao - tan chảy vào bể hàn | Vonfram không tiêu hao - chỉ hồ quang; chất độn được thêm vào riêng |
| Kiểm soát kim loại phụ | Tự động - cài đặt tốc độ cấp dây trên máy | Hướng dẫn sử dụng - cho ăn bằng tay thợ hàn; hoàn toàn có thể kiểm soát được |
| Tốc độ hàn | Nhanh - tốc độ lắng đọng cao, cấp liệu liên tục | Chậm - cần nạp thủ công, cần điều khiển mỏ hàn chính xác |
| Sự xuất hiện của mối hàn | Có thể chấp nhận được đến mức tốt - một số vết bắn tung tóe; yêu cầu làm sạch trên các bề mặt tiếp xúc | Tuyệt vời - hồ sơ hạt sạch sẽ, nhất quán; sự bắn tung tóe tối thiểu |
| Kiểm soát đầu vào nhiệt | Trung bình - thông số cài đặt điện áp và tốc độ dây | Chính xác - điều khiển dòng điện bằng bàn đạp chân trong suốt mối hàn |
| Khả năng vật liệu mỏng | Trung bình — thực tế tối thiểu ~1,5 mm mà không có nguy cơ cháy nổ | Tuyệt vời - xử lý 0,5mm và mỏng hơn với kỹ thuật thích hợp |
| Biến dạng trên một tấm mỏng | Cao hơn - đầu vào nhiệt nhiều hơn gây ra biến dạng nhiệt nhiều hơn | Đầu vào nhiệt được kiểm soát thấp hơn giúp giảm thiểu biến dạng |
| Yêu cầu kỹ năng | Trung bình - nhanh hơn để học đến chất lượng chấp nhận được | Cao - yêu cầu thực hành nhiều để có chất lượng ổn định |
| Thép nhẹ | Tuyệt vời - quy trình cơ bản để chế tạo kết cấu thép | Tốt - khả thi nhưng chậm; hiếm khi được chọn thay vì MIG cho thép nhẹ |
| Thép không gỉ | Tốt - khả thi với dây và gas chính xác | Tuyệt vời - quy trình tiêu chuẩn cho mối hàn không gỉ chất lượng |
| Nhôm | Tốt - MIG với súng ống xử lý nhôm tốt | Tuyệt vời — AC TIG là tiêu chuẩn cho gia công nhôm chính xác |
| Làm sạch sau hàn | Bắt buộc - loại bỏ vết bẩn; mài trên các khớp có thể nhìn thấy | Tối thiểu - các mối hàn sạch sẽ cần ít hoặc không cần mài |
| Chi phí thiết bị | Thấp hơn - Máy MIG rẻ hơn | Cao hơn — Máy TIG có bàn đạp chân và khả năng AC |
| Tiềm năng tự động hóa | Hàn MIG robot cao cấp được triển khai rộng rãi | Trung bình - TIG tự động tồn tại nhưng phức tạp hơn |
| Ứng dụng tốt nhất | Lắp ráp kết cấu, chế tạo khối lượng lớn, vật liệu dày | Vỏ không gỉ, tấm chính xác, vật liệu mỏng, mối hàn nhìn thấy được |
Để chế tạo các cụm kết cấu từ thép nhẹ - khung máy, vỏ thiết bị, giá đỡ, kết cấu đỡ - hàn MIG là quy trình tiêu chuẩn. Sự kết hợp giữa tốc độ lắng đọng cao, chất lượng mối hàn kết cấu tốt trên các vật liệu trên 2 mm và rào cản kỹ năng thấp hơn để mang lại kết quả ở mức sản xuất nhất quán khiến hàn MIG trở thành lựa chọn hợp lý về mặt kinh tế cho công việc kết cấu trong đó hình thức mối hàn chỉ là thứ yếu so với tính toàn vẹn của mối hàn và tốc độ sản xuất. Máy hàn MIG có thể hoàn thiện mối nối trong một khoảng thời gian ngắn mà thợ hàn TIG yêu cầu và đối với các mối nối kết cấu sẽ được mài, sơn hoặc sơn tĩnh điện sau đó, sự khác biệt về mặt thẩm mỹ giữa hai quy trình sẽ được loại bỏ trong giai đoạn hoàn thiện.
Đối với quá trình sản xuất chế tạo kim loại tấm trong đó cùng một tổ hợp được hàn nhiều lần - sản xuất theo hợp đồng, cung cấp linh kiện cho khách hàng OEM - lợi thế về tốc độ của hàn MIG kết hợp với nhau trong suốt quá trình sản xuất. Một bộ phận cần 10 phút hàn TIG thường có thể được hoàn thành trong 3–4 phút với hàn MIG trên các mối nối tương đương, với tác động tối thiểu đến chất lượng mối hàn kết cấu. Với khối lượng sản xuất hàng trăm hoặc hàng nghìn bộ phận mỗi tháng, chênh lệch thời gian này trực tiếp quyết định chi phí sản xuất trên mỗi đơn vị. Đối với các chương trình có khối lượng lớn, các tế bào hàn MIG bằng robot sẽ tăng thêm tính nhất quán về năng suất và giảm chi phí hàn trên mỗi đơn vị.
Trên vật liệu có độ dày trên 4–5 mm - các phần kết cấu, giá đỡ nặng, đế máy - tốc độ lắng đọng và đầu vào nhiệt cao hơn của hàn MIG trở thành một lợi thế hơn là một hạn chế. Bể hàn lớn hơn lấp đầy việc chuẩn bị mối nối một cách hiệu quả và lượng nhiệt đầu vào cao hơn giúp đạt được sự kết dính tốt hơn ở gốc mối nối trên vật liệu dày. Hàn TIG trên các phần dày đòi hỏi nhiều lượt hàn với tốc độ lắng đọng chậm hơn đáng kể, khiến cho việc hàn sản xuất các cụm lắp ráp nặng trở nên không thực tế.
Đối với chế tạo kim loại tấm thép không gỉ trong thiết bị chế biến thực phẩm, máy móc dược phẩm, vỏ vệ sinh và các ứng dụng thép không gỉ trong kiến trúc, hàn TIG là quy trình tiêu chuẩn. Những lý do là cả về mặt thẩm mỹ và kỹ thuật. Về mặt thẩm mỹ, các mối hàn TIG trên thép không gỉ tạo ra các hạt đồng đều, sạch sẽ với hình dạng "xếp chồng lên nhau" đặc trưng - kiểu gợn sóng đồng đều - có thể nhìn thấy trong thành phẩm và báo hiệu chất lượng khi chế tạo thép không gỉ. Về mặt kỹ thuật, hàn TIG với lớp bảo vệ argon trên thép không gỉ tạo ra mối hàn có mức oxy hóa vùng ảnh hưởng nhiệt tối thiểu (màu nhiệt vàng-xanh mà hàn MIG tạo ra ở rìa mối hàn trên thép không gỉ), điều này rất quan trọng đối với khả năng chống ăn mòn tại khu vực hàn.
Trên tấm kim loại mỏng — 0,5mm đến 2,0mm, phổ biến trong vỏ điện tử chính xác, vỏ thiết bị y tế và các bộ phận thân ô tô — việc kiểm soát nhiệt đầu vào chính xác của hàn TIG là cần thiết để ngăn ngừa hiện tượng cháy và giảm thiểu biến dạng. Điều khiển dòng điện bằng bàn đạp chân của máy hàn TIG cho phép điều chỉnh liên tục lượng nhiệt đầu vào khi mối hàn di chuyển — giảm dòng điện ở các góc nơi nhiệt tích tụ, tăng cường nhiệt trên các phần dày — trong thời gian thực. Khả năng đáp ứng với điều kiện tức thời của vũng hàn này không có trong hàn MIG tiêu chuẩn và kết quả là hàn TIG trên tấm mỏng tạo ra ít cong vênh và biến dạng hơn đáng kể so với hàn MIG ở các vị trí khớp tương đương.
Khi có thể nhìn thấy mối nối hàn trong thành phẩm - vỏ thiết bị bằng thép không gỉ, thành phần kim loại kiến trúc, vỏ thiết bị y tế - hàn TIG tạo ra kết quả thẩm mỹ vượt trội mà không cần mài và đánh bóng mà mối hàn MIG trên các bề mặt nhìn thấy được yêu cầu. Hạt TIG sạch, không có vết bẩn thường có thể được đánh bóng trực tiếp để phù hợp với lớp hoàn thiện kim loại cơ bản xung quanh, đặc biệt là trên thép không gỉ và nhôm, theo cách mà mối hàn MIG không thể thực hiện được. Đối với các sản phẩm mà khả năng hiển thị đường hàn là chỉ báo chất lượng đối với khách hàng cuối, thì hàn TIG là thông số kỹ thuật mang lại tiêu chuẩn như mong đợi.
Hàn TIG với dòng điện xoay chiều (AC TIG) là quy trình tiêu chuẩn để chế tạo kim loại tấm nhôm chính xác. AC TIG tạo ra tác động làm sạch đặc biệt trên lớp oxit nhôm như một phần của mỗi chu trình AC, cho phép phản ứng tổng hợp thích hợp xuyên qua oxit mà không gặp vấn đề về độ xốp và nhiễm bẩn mà hàn MIG trên nhôm có thể tạo ra trên các mối nối hình học mỏng hoặc phức tạp. Đối với các cụm nhôm trong ngành hàng không vũ trụ, điện tử và thiết bị công nghiệp chính xác trong đó chất lượng và hình thức mối hàn đều rất quan trọng, AC TIG là quy trình đáp ứng cả hai yêu cầu một cách đáng tin cậy.
Trong thực tế, nhiều dự án chế tạo kim loại tấm sử dụng cả hàn MIG và TIG trên các mối nối khác nhau trong cùng một tổ hợp, phân bổ từng quy trình cho các mối nối ở nơi phù hợp nhất. Vỏ chế biến thực phẩm bằng thép không gỉ có thể sử dụng hàn TIG trên tất cả các mối nối có thể nhìn thấy bên ngoài và trên các bề mặt hợp vệ sinh bên trong, đồng thời sử dụng hàn MIG trên các giá đỡ kết cấu bên trong và các miếng lót gia cố mà sẽ không bao giờ được nhìn thấy hoặc làm sạch. Phương pháp phân bổ quy trình này mang lại chất lượng mối hàn cần thiết ở những nơi quan trọng trong khi vẫn duy trì hiệu quả chi phí lắp ráp tổng thể.
Khi đánh giá khả năng hàn của nhà cung cấp chế tạo kim loại tấm, các câu hỏi chính là: họ vận hành quy trình hàn nào, loại vật liệu và độ dày nào mà mỗi quy trình được áp dụng và họ có quy trình hàn đủ tiêu chuẩn cho các vật liệu và loại mối nối cụ thể trong ứng dụng của bạn không? Một nhà cung cấp vận hành cả hàn MIG và TIG với những người vận hành lành nghề và các quy trình hàn được ghi lại cho các vật liệu liên quan sẽ cung cấp dịch vụ có năng lực và đảm bảo chất lượng hơn so với nhà cung cấp chỉ dựa vào một quy trình duy nhất cho tất cả các ứng dụng.
Có - Hàn MIG trên thép không gỉ khả thi về mặt kỹ thuật khi sử dụng dây thép không gỉ và hỗn hợp khí bảo vệ thích hợp (thường là argon với 2% CO₂ hoặc argon với 2% oxy). Các mối nối bằng thép không gỉ hàn MIG đạt được tính toàn vẹn về cấu trúc tốt và được sử dụng rộng rãi trong chế tạo thép không gỉ cho các ứng dụng kết cấu và không vệ sinh. Hạn chế là về mặt thẩm mỹ: Hàn MIG trên thép không gỉ tạo ra nhiều sắc thái nhiệt hơn (oxy hóa ở rìa mối hàn), nhiều vết bắn tung tóe hơn và hình dạng hạt kém đồng đều hơn so với hàn TIG. Đối với các ứng dụng mà bề mặt thép không gỉ và độ sạch vệ sinh là quan trọng - thực phẩm, dược phẩm, kiến trúc - TIG là tiêu chuẩn phù hợp mặc dù chi phí nhân công trên mỗi khớp cao hơn.
Hàn TIG luôn tạo ra ít biến dạng nhiệt trên kim loại tấm mỏng hơn so với hàn MIG ở các vị trí khớp tương đương, vì hai lý do: nhiệt đầu vào thấp hơn và được kiểm soát chính xác hơn, đồng thời nhiệt tập trung nhiều hơn ở khớp thay vì phân bố trên một vùng nhiệt rộng hơn. Trên vật liệu có độ dày dưới 2 mm, chênh lệch biến dạng giữa hàn TIG và hàn MIG có thể đủ đáng kể để xác định xem tổ hợp hoàn thiện có đáp ứng dung sai kích thước mà không cần làm thẳng hay không. Đối với các cụm tấm mỏng có độ chính xác cao mà việc làm thẳng sau hàn là không mong muốn - vỏ dụng cụ quang học, cụm bảng chính xác, vỏ thiết bị y tế - hàn TIG là thông số kỹ thuật quản lý biến dạng.
Hàn điểm (hàn điểm điện trở) sử dụng điện trở tại điểm tiếp xúc giữa hai bề mặt tấm chồng lên nhau để hợp nhất chúng tại một điểm cục bộ mà không cần kim loại phụ. Tốc độ này cực kỳ nhanh — một mối hàn điểm chỉ mất chưa đầy một giây — và không tạo ra vết hàn nào trên bề mặt bên ngoài, khiến nó trở nên lý tưởng cho các mối nối chồng trong các cụm tấm mỏng được sản xuất với số lượng lớn. Hàn điểm được sử dụng rộng rãi trong các tấm thân ô tô, lắp ráp thiết bị và sản xuất vỏ điện tử tiêu dùng, trong đó nhiều bộ phận tấm chồng lên nhau phải được nối nhanh chóng và nhất quán. Hạn chế là hàn điểm yêu cầu tiếp cận trực tiếp vào cả hai mặt của mối nối đối với các cánh tay điện cực, bị giới hạn ở cấu hình mối nối chồng lên nhau và không thể sử dụng cho mối nối đối đầu, mối hàn góc hoặc đường nối kín liên tục. Đối với việc chế tạo kim loại tấm kết cấu yêu cầu các mối nối giáp mép hoặc góc phi lê, hàn MIG hoặc TIG vẫn là quy trình thích hợp.
Các yêu cầu về quy trình hàn phải được quy định trong bản vẽ kỹ thuật hoặc thông số kỹ thuật cho bộ phận được chế tạo, không được để nhà cung cấp tùy ý quyết định. Thông số kỹ thuật phải bao gồm: quy trình hàn (GMAW/MIG hoặc GTAW/TIG), tiêu chuẩn mối hàn hiện hành (ISO 5817 cho Châu Âu, AWS D1.1 hoặc D1.3 cho Bắc Mỹ, với loại chất lượng được yêu cầu — thường là Loại B cho kết cấu, Loại C cho các mối nối ít quan trọng hơn), thông số kỹ thuật và độ dày vật liệu, mọi yêu cầu xử lý trước hoặc sau hàn và các yêu cầu về thẩm mỹ đối với các mối hàn có thể nhìn thấy được (hoàn thiện bề mặt, biên dạng hạt hàn). Đối với các ứng dụng quan trọng - bình chịu áp lực, các bộ phận kết cấu, thiết bị y tế - phải yêu cầu và xác minh trình độ chuyên môn quy trình hàn của nhà cung cấp (WPS/PQR) và chứng chỉ trình độ thợ hàn trước khi trao đơn đặt hàng sản xuất.
Dịch vụ hàn | Cắt Laser | Máy uốn | sơn phun | Dịch vụ chế tạo tùy chỉnh | Yêu cầu báo giá