Khí Bảo Vệ Mối Hàn Hoạt Động Như Thế Nào? So Sánh Argon Và CO2

Khi hàn, kim loại nóng chảy trong vũng hàn rất dễ phản ứng với Oxy, Nitơ và hơi ẩm trong không khí. Những phản ứng này có thể làm mối hàn bị rỗ khí, Oxy hóa, lẫn tạp chất hoặc suy giảm chất lượng.

Khí bảo vệ mối hàn được cấp liên tục qua mỏ hàn để bao quanh hồ quang, điện cực và vũng kim loại nóng chảy. Lớp khí này hạn chế không khí xâm nhập khi hồ quang hoạt động và trong giai đoạn vũng kim loại nóng chảy bắt đầu đông đặc. Thời gian cấp khí trước và sau khi hàn cần tuân theo quy trình và khả năng điều chỉnh của thiết bị sử dụng. Argon và CO2 đều được sử dụng làm khí bảo vệ, nhưng đặc tính hồ quang, mức độ bắn tóe và phạm vi vật liệu phù hợp của hai loại khí không giống nhau.

Khí Bảo Vệ Mối Hàn Hoạt Động Như Thế Nào? So Sánh Argon Và CO2

Khí Bảo Vệ Mối Hàn Hoạt Động Như Thế Nào?

Khí bảo vệ mối hàn được dẫn qua mỏ hàn và bao phủ khu vực đang nóng. Dòng khí này không làm sạch kim loại mà tạo môi trường kiểm soát quanh hồ quang và vũng hàn, qua đó hạn chế các thành phần trong không khí tiếp xúc với kim loại nóng.

Đẩy Không Khí Ra Khỏi Vùng Hàn

Khi thoát khỏi chụp khí, dòng khí bảo vệ chiếm chỗ và làm giảm lượng không khí xung quanh điện cực, hồ quang và vũng kim loại nóng chảy. Vùng che chắn phải được duy trì ổn định, nếu lưu lượng quá thấp, gió lùa hoặc chụp khí đặt sai vị trí, không khí vẫn có thể xâm nhập.

Tăng lưu lượng quá mức cũng không đồng nghĩa bảo vệ tốt hơn. Dòng khí quá mạnh có thể trở nên rối và cuốn không khí bên ngoài vào vùng hàn. 

Ổn Định Môi Trường Hồ Quang

Mỗi loại khí có đặc tính ion hóa và khả năng truyền nhiệt khác nhau. Những đặc tính này ảnh hưởng đến cách hồ quang hình thành, độ ổn định của hồ quang, mức nhiệt truyền vào phôi, hình dạng vũng hàn và độ ngấu.

Vì vậy, thay Argon bằng CO2 hoặc ngược lại có thể làm thay đổi rõ cách hồ quang hoạt động, ngay cả khi máy hàn và dây hàn vẫn giữ nguyên.

Khí Bảo Vệ Mối Hàn Hoạt Động Như Thế Nào?

Bảo Vệ Kim Loại Trong Quá Trình Đông Đặc

Sau khi hồ quang di chuyển qua, kim loại vẫn còn nóng và tiếp tục có nguy cơ phản ứng với không khí. Khí bảo vệ cần duy trì đủ lâu để che chắn vũng hàn trong giai đoạn đông đặc và bảo vệ khu vực nhạy cảm cho đến khi nhiệt độ giảm.

Nếu dòng khí dừng quá sớm hoặc vùng hàn bị mất che chắn, bề mặt mối hàn có thể bị Oxy hóa, đổi màu hoặc xuất hiện khuyết tật. Tuy nhiên, khí bảo vệ không thể khắc phục bề mặt phôi bẩn, dầu mỡ, gỉ sét hoặc độ ẩm đã có sẵn trước khi hàn.

Argon Bảo Vệ Mối Hàn Như Thế Nào?

Khí Argon công nghiệp là khí trơ, ít phản ứng với điện cực và kim loại nóng chảy. Khi được cấp qua mỏ hàn, Argon bao quanh hồ quang và vũng hàn, đẩy bớt không khí ra khỏi khu vực này. Nhờ đó, kim loại nóng hạn chế tiếp xúc trực tiếp với không khí trong quá trình nóng chảy và đông đặc.

Argon có khả năng hỗ trợ mồi hồ quang dễ và duy trì hồ quang tương đối ổn định. Đặc tính này giúp người thợ kiểm soát vũng hàn và bề mặt mối hàn thuận lợi hơn. Argon nguyên chất được sử dụng phổ biến trong hàn TIG đối với thép, inox, nhôm và nhiều kim loại màu, đồng thời là lựa chọn thông dụng cho MIG nhôm. Với MIG/MAG thép hoặc inox, cần dùng loại khí hay hỗn hợp khí được quy định cho vật liệu, dây hàn và chế độ chuyển dịch kim loại, không nên mặc định Argon nguyên chất phù hợp cho mọi ứng dụng.

Hiệu quả che chắn của Argon còn phụ thuộc vào lưu lượng, khoảng cách và góc đặt mỏ, tình trạng chụp khí cũng như luồng không khí tại khu vực hàn. Các lựa chọn Argon, Helium và hỗn hợp Argon-Helium cho TIG được trình bày thêm trong hướng dẫn khí bảo vệ TIG của Miller. 

CO2 Bảo Vệ Mối Hàn Như Thế Nào?

Khí CO2 công nghiệp bảo vệ mối hàn trước hết bằng cách bao phủ hồ quang và vũng kim loại nóng chảy, qua đó hạn chế không khí bên ngoài xâm nhập. Tuy nhiên, khác với Argon, CO2 là khí hoạt tính và có thể tham gia vào các phản ứng xảy ra trong vùng hồ quang.

Dưới nhiệt độ cao, một phần CO2 phân ly thành CO và Oxy. Vì vậy, dây hàn sử dụng với CO2 thường phải có thành phần khử Oxy phù hợp để kiểm soát phản ứng và hạn chế khuyết tật trong kim loại mối hàn. Đây cũng là lý do không thể thay Argon bằng CO2 tùy ý khi vật liệu, dây hàn hoặc quy trình không cho phép.

CO2 nguyên chất chủ yếu được dùng làm khí bảo vệ trong hàn MAG thép carbon bằng dây hàn nóng chảy. Khi thông số được thiết lập phù hợp, khí này thường tạo biên dạng ngấu rộng và sâu hơn, nhưng hồ quang có thể kém êm và phát sinh nhiều bắn tóe hơn so với một số hỗn hợp khí giàu Argon. Theo thuật ngữ kỹ thuật, quy trình dùng khí hoạt tính như CO2 thuộc nhóm MAG, dù tại nhiều xưởng vẫn thường được gọi là hàn MIG CO2.

CO2 không phù hợp để thay thế Argon trong hàn TIG, MIG nhôm hoặc những ứng dụng yêu cầu khí trơ. 

So Sánh Argon Và CO2 Trong Bảo Vệ Mối Hàn

Khác biệt giữa Argon và CO2 không chỉ nằm ở khả năng che chắn mà còn thể hiện ở đặc tính hồ quang, độ ngấu, mức bắn tóe và phạm vi ứng dụng.

Bảng dưới đây mô tả xu hướng sử dụng phổ biến của Argon nguyên chất và CO2 nguyên chất. Kết quả thực tế còn phụ thuộc phương pháp hàn, vật liệu, dây hàn, chế độ chuyển dịch kim loại và thông số máy, không nên xem đây là phép so sánh trong cùng một cấu hình hàn.

Việc lựa chọn CO2 nguyên chất hoặc hỗn hợp Argon-CO2 cho hàn MIG/MAG cũng được giải thích trong hướng dẫn chọn khí MIG của Miller.

Không nên chọn khí chỉ dựa trên tiêu chí bắn tóe hoặc độ ngấu. Loại vật liệu, phương pháp hàn, dây hàn, chế độ chuyển dịch kim loại và khuyến cáo của nhà sản xuất đều ảnh hưởng đến lựa chọn cuối cùng. Argon nguyên chất không phù hợp với mọi ứng dụng MIG thép, tương tự, CO2 không thể thay Argon trong hàn TIG hoặc MIG nhôm.

Vì Sao Lớp Khí Bảo Vệ Có Thể Mất Tác Dụng?

Lớp khí bảo vệ chỉ hoạt động hiệu quả khi dòng khí phủ đều vùng hồ quang và vũng hàn. Mất che chắn không chỉ xảy ra khi thiếu khí, lưu lượng quá cao, gió lùa hoặc cách đặt mỏ không đúng cũng có thể cuốn không khí vào vùng hàn.

Khi mối hàn xuất hiện rỗ khí, Oxy hóa hoặc đổi màu, không nên chỉ tăng lưu lượng. Cần kiểm tra lần lượt nguồn khí, độ kín của đường dẫn, tình trạng chụp khí, khoảng cách và góc mỏ, luồng gió tại vị trí hàn và thời gian cấp khí sau khi tắt hồ quang. Thời gian cấp khí trước và sau khi hàn phải theo quy trình, loại mỏ và hướng dẫn của thiết bị.

Dấu Hiệu Mối Hàn Không Được Bảo Vệ Đầy Đủ

Khi lớp khí bảo vệ bị gián đoạn hoặc không bao phủ đúng vùng hàn, Oxy, Nitơ và hơi ẩm có thể tiếp xúc với kim loại nóng. Người vận hành có thể nhận biết qua một số biểu hiện sau:

Những dấu hiệu này cho biết hệ thống bảo vệ cần được kiểm tra, nhưng chưa chứng minh nguyên nhân duy nhất là thiếu khí. Trước khi tăng lưu lượng, hãy kiểm tra cả độ kín đường dẫn, tình trạng mỏ hàn, độ sạch của phôi và dây hàn, tiếp mass cùng thông số máy.

Câu Hỏi Thường Gặp

Argon Và CO2 Có Dùng Thay Thế Cho Nhau Được Không?

Không nên thay trực tiếp nếu chưa kiểm tra quy trình hàn. Argon và CO2 có tính chất khác nhau nên sẽ làm thay đổi độ ổn định hồ quang, độ ngấu, mức bắn tóe và hình dạng mối hàn. Việc chuyển đổi phải phù hợp với vật liệu, dây hàn, máy hàn và khuyến cáo của nhà sản xuất.

Khí Bảo Vệ Có Làm Nguội Mối Hàn Không?

Mục đích chính của khí bảo vệ là cách ly vùng hàn khỏi không khí, không phải làm nguội mối hàn. Tuy nhiên, đặc tính truyền nhiệt và lưu lượng của từng loại khí vẫn có thể ảnh hưởng đến hồ quang, lượng nhiệt truyền vào phôi và tốc độ nguội của vùng hàn.

Tăng Lưu Lượng Khí Có Giúp Bảo Vệ Tốt Hơn Không?

Không phải lúc nào cũng vậy. Lưu lượng quá thấp không che phủ đủ vùng hàn, còn lưu lượng quá cao có thể tạo dòng rối và cuốn không khí vào. Cần chỉnh theo hướng dẫn của quy trình, loại mỏ, tư thế hàn và điều kiện làm việc thực tế.

Vì Sao Hàn Ngoài Trời Dễ Bị Rỗ Khí?

Gió có thể thổi lệch hoặc phá vỡ lớp khí quanh hồ quang và vũng hàn, khiến không khí tiếp xúc với kim loại nóng chảy. Chỉ tăng lưu lượng thường không xử lý được hoàn toàn, cần che gió và đánh giá xem phương pháp hàn có phù hợp với điều kiện ngoài trời hay không.

Khi Nào Nên Dùng Khí Trộn Argon-CO2?

Khí trộn Argon-CO2 thường  được cân nhắc khi hàn MIG/MAG thép carbon hoặc một số loại thép phù hợp, đặc biệt khi cần hồ quang êm hơn và giảm bắn tóe so với dùng CO2 nguyên chất nhưng vẫn duy trì thành phần khí hoạt tính cho quá trình hàn. Tỷ lệ trộn phải được chọn theo vật liệu, dây hàn, chế độ chuyển dịch kim loại và hướng dẫn của thiết bị, không áp dụng một tỷ lệ chung cho mọi công việc.

Kết Luận

Argon và CO2 đều tạo dòng khí che chắn quanh hồ quang và vũng kim loại nóng chảy, giúp hạn chế không khí xâm nhập vào vùng hàn. Tuy nhiên, Argon là khí trơ, còn CO2 là khí hoạt tính nên mỗi loại ảnh hưởng khác nhau đến độ ổn định hồ quang, độ ngấu, mức bắn tóe và bề mặt mối hàn.

Không có loại khí bảo vệ nào tối ưu cho mọi công việc. Xưởng cần lựa chọn theo phương pháp hàn → vật liệu → loại dây hàn → yêu cầu về độ ngấu, bắn tóe và bề mặt mối hàn, đồng thời đối chiếu hướng dẫn của máy và quy trình hàn đang áp dụng.

Liên Hệ Khí Việt Tâm Để Được Tư Vấn Khí Bảo Vệ Mối Hàn

Nếu chưa xác định nên dùng Argon, CO2 hay khí trộn cho vật liệu và phương pháp hàn đang sử dụng, khách hàng có thể liên hệ Khí Việt Tâm qua Hotline/Zalo 093.818.1959 để được hỗ trợ đối chiếu trước khi lựa chọn.