Hàn hồ quang là một phương pháp hàn được sử dụng rộng rãi hiện nay, xuất hiện từ các xưởng cơ khí lớn cho đến những thợ sửa chữa máy móc nhỏ lẻ. Nhờ vào khả năng tạo ra mối hàn chắc chắn và bền bỉ, phương pháp này đã trở thành lựa chọn hàng đầu trong ngành chế tạo và sửa chữa kim loại.

Hàn hồ quang là gì?

Hàn hồ quang là phương pháp tận dụng nhiệt lượng lớn (có thể đạt tới 600°C) do hồ quang điện tạo ra để làm nóng chảy vật liệu và kết nối các chi tiết lại với nhau mà không gây biến dạng quá lớn. Dù thao tác có phần phức tạp nhưng đây là lựa chọn rẻ và hiệu quả ở những nơi có nguồn điện ổn định.

Đặc điểm cơ bản của hàn hồ quang

Có thể thực hiện hàn ở mọi tư thế trong không gian, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đa dạng của các kết cấu phức tạp và vị trí khó tiếp cận.

• Tương thích với cả dòng điện một chiều (DC) và xoay chiều (AC), giúp linh hoạt trong việc lựa chọn nguồn cấp và thiết bị hàn hồ quang điện.
• Năng suất chưa cao do cường độ dòng hàn bị giới hạn, ảnh hưởng đến tốc độ hoàn thiện mối hàn và hiệu quả sản xuất.
• Chất lượng mối hàn có thể không đồng đều về hình dạng, kích thước và thành phần hóa học do sự dao động trong tốc độ hàn, dẫn đến biến đổi ở vùng kim loại cơ bản.
• Chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) tương đối lớn, do tốc độ hàn chậm, làm tăng nguy cơ biến dạng nhiệt và ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của vật liệu.
• Hiện tượng bắn tóe kim loại thường xuyên xảy ra, đòi hỏi phải xử lý xỉ sau khi hàn, làm tăng công đoạn và thời gian gia công hoàn thiện.
• Điều kiện làm việc của thợ hàn thường độc hại, do tiếp xúc với bức xạ hồ quang, khói hàn và khí độc phát sinh trong quá trình hàn, cần có biện pháp bảo hộ lao động nghiêm ngặt.

Cách phân loại hàn hồ quang 

Hàn hồ quang được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau nhằm phù hợp với đặc điểm vật liệu, yêu cầu kỹ thuật và điều kiện thi công cụ thể. Các cách phân loại phổ biến bao gồm:

Phân loại theo dòng điện sử dụng

Hàn hồ quang có thể sử dụng dòng điện một chiều hoặc xoay chiều, mỗi loại sẽ mang lại những ưu điểm riêng:

Hàn bằng dòng điện xoay chiều (AC): Loại hàn này sử dụng dòng điện đảo chiều liên tục, thiết bị đơn giản và chi phí thấp. Tuy nhiên, hồ quang khó khởi tạo hơn và mối hàn không đều, chất lượng không cao. Dù vậy, khoảng 80% máy hàn hiện nay là máy AC vì tính kinh tế và dễ tiếp cận.

Hàn bằng dòng điện một chiều (DC): Ưu điểm lớn là dễ khởi tạo hồ quang, mối hàn ổn định và đẹp hơn. Tuy nhiên, máy hàn DC có giá thành cao hơn. Có hai cách nối dây khi hàn dòng điện một chiều: Nối thuận là que hàn nối cực âm, vật hàn nối cực dương của nguồn điện, nối nghịch thì ngược lại.

Phân loại theo loại điện cực

Hàn hồ quang cũng được phân loại theo loại điện cực sử dụng bao gồm:

Điện cực không nóng chảy: Làm từ vật liệu siêu chịu nhiệt như vonfram hoặc grafit, không tan chảy khi hàn. Phải bổ sung kim loại từ que phụ. Thường dùng trong kỹ thuật hàn TIG để tạo mối hàn tinh xảo, sạch và chính xác.

Điện cực nóng chảy: Đây là loại que hàn kim loại hoặc hợp kim, vừa tạo hồ quang vừa tan chảy để tạo mối hàn. Được sử dụng phổ biến trong hàn que (SMAW), MIG hoặc MAG.

Phân loại theo cách đấu dây điện cực

Việc đấu dây điện cực ảnh hưởng trực tiếp đến sự phân bố nhiệt và chất lượng mối hàn. Tùy theo loại máy (AC hoặc DC), vật liệu và mục đích sử dụng, người thợ sẽ chọn cách nối phù hợp để đạt hiệu quả cao nhất.

Ứng dụng của hàn hồ quang trong sản xuất và chế tạo

Phạm vi ứng dụng của hàn hồ quang điện ngày nay rất rộng và giữ vai trò then chốt trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Đặc biệt, kỹ thuật này được áp dụng mạnh mẽ trong cơ khí chế tạo, xây dựng, sản xuất robot và các ngành công nghệ cao. Dưới đây là một số lĩnh vực tiêu biểu có sử dụng hàn hồ quang.

Chế tạo cơ khí và kết cấu thép

Hàn hồ quang là phương pháp được ứng dụng phổ biến trong ngành cơ khí chế tạo và xây dựng kết cấu thép, nơi đòi hỏi độ bền và độ chính xác cao. Kỹ thuật này thường được sử dụng để nối các chi tiết kim loại như khung sườn, dầm, cột, giàn giáo hay khung xe. Nhờ khả năng tạo ra mối hàn chắc chắn và thích ứng tốt với nhiều loại vật liệu khác nhau, hàn hồ quang đã trở thành lựa chọn ưu tiên cho những công trình chịu tải trọng lớn và yêu cầu độ ổn định cao.

Sản xuất ô tô và xe máy

Trong ngành công nghiệp ô tô và xe máy, hàn hồ quang, đặc biệt là các phương pháp hàn MIG và MAG, được ứng dụng rộng rãi để gia công các bộ phận như thân vỏ, khung xe, ống xả và chi tiết động cơ. Để đảm bảo tốc độ, độ chính xác và sự đồng đều giữa các mối hàn, robot hàn cũng được tích hợp vào dây chuyền sản xuất. Nhờ đó, quy trình không chỉ đạt hiệu quả cao mà còn đáp ứng tốt các tiêu chuẩn khắt khe về chất lượng sản phẩm.

Đóng tàu và ngành dầu khí

Hàn hồ quang điện đóng vai trò then chốt trong việc chế tạo các cấu trúc đòi hỏi độ bền và độ kín tuyệt đối như thân tàu, bồn chứa hay đường ống dẫn dầu khí. Trong những môi trường khắc nghiệt như biển hay công nghiệp hóa chất, các mối hàn không chỉ cần chịu được áp suất cao mà còn phải chống ăn mòn và đảm bảo độ kín khít lâu dài. Đặc biệt, hàn que và MIG là hai phương pháp được ưa chuộng nhờ khả năng hoạt động ổn định trong điều kiện ngoài trời, nơi yêu cầu tính linh hoạt và độ tin cậy cao trong từng mối hàn.

Sản xuất thiết bị điện và điện tử

Đối với các linh kiện và vỏ thiết bị điện tử, hàn hồ quang điện được xem là lựa chọn lý tưởng nhờ khả năng tạo ra mối hàn sạch, chính xác và không bị lẫn tạp chất. Đây là yếu tố đặc biệt quan trọng khi gia công các vật liệu như thép không gỉ, nhôm hoặc những chi tiết cơ khí có độ tinh xảo cao, nơi mỗi đường hàn đều cần đạt độ hoàn thiện tuyệt đối.

Chế tạo robot và tự động hóa

Hàn hồ quang giữ vai trò quan trọng trong chế tạo các cấu kiện chính như khung máy, bộ truyền động và cánh tay robot, nơi yêu cầu độ bền và độ chính xác cao. Đáng chú ý, chính các robot hàn trong dây chuyền sản xuất hiện nay cũng ứng dụng công nghệ hồ quang, điển hình là MIG và TIG, để tự động hóa quy trình hàn. Nhờ đó, doanh nghiệp không chỉ nâng cao năng suất mà còn đảm bảo tính đồng nhất và ổn định cho từng mối hàn trong môi trường sản xuất hiện đại.

Ngành năng lượng và nhà máy điện

Hàn hồ quang cũng được ứng dụng rộng rãi trong lắp đặt và sửa chữa các thiết bị chịu áp lực cao như nồi hơi, ống dẫn hơi và tua-bin trong nhà máy nhiệt điện. Với những yêu cầu kỹ thuật khắt khe về độ kín, khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn, các phương pháp hàn TIG và plasma luôn được ưu tiên lựa chọn, nhờ khả năng tạo ra mối hàn chính xác, bền bỉ và an toàn tuyệt đối trong môi trường làm việc khắc nghiệt.

Xây dựng dân dụng và công nghiệp

Trong thi công nhà xưởng, nhà thép tiền chế hay hệ thống đường ống, hàn hồ quang điện đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối nhanh chóng và hiệu quả các cấu kiện kim loại có kích thước lớn. Tùy vào điều kiện thi công, các phương pháp hàn được lựa chọn linh hoạt: hàn que thường được ưu tiên trong môi trường gió bụi ngoài trời nhờ tính ổn định cao, trong khi hàn MIG và MAG lại phù hợp với thi công trong nhà, nơi yêu cầu mối hàn đẹp và độ thẩm mỹ cao.

Tổng kết 

Hàn hồ quang không chỉ là nền tảng của ngành cơ khí mà còn mở ra nhiều hướng phát triển trong sản xuất hiện đại. Việc hiểu rõ cách phân loại hàn hồ quang sẽ giúp bạn lựa chọn đúng kỹ thuật, tối ưu hiệu quả công việc. Với sự đồng hành của JINHONE, doanh nghiệp và kỹ thuật viên sẽ được hỗ trợ tối đa để nâng cao chất lượng mối hàn, tối ưu hiệu suất làm việc và đảm bảo an toàn trong quá trình sản xuất.