Hàn Hồ Quang Plasma (Plasma Arc Welding - PAW)
1. Giới thiệu chung
Hàn hồ quang plasma (Plasma Arc Welding - PAW) là một phương pháp hàn tiên tiến, phát triển từ công nghệ hàn TIG (GTAW). Khác biệt chính nằm ở việc hồ quang được thu hẹp bằng vòi phun nhỏ, tạo ra tia plasma tập trung năng lượng cao, cho phép hàn sâu, chính xác, và ổn định hơn nhiều so với TIG.
Công nghệ hàn plasma thường được sử dụng trong các ngành yêu cầu cao về chất lượng mối hàn như: thiết bị y tế, hàng không, điện tử, chế tạo khuôn mẫu và các ứng dụng đòi hỏi hàn vật liệu mỏng.
2. Nguyên lý hoạt động
- Hàn plasma sử dụng điện cực tungsten đặt bên trong buồng vòi phun.
- Khí plasma (thường là argon) được dẫn qua buồng và bị ion hóa mạnh dưới tác động của hồ quang điện.
- Dòng khí bị ion hóa này thoát ra qua vòi phun nhỏ, tạo ra tia plasma rất hẹp, nhiệt độ cao (~30,000oC), có khả năng nung chảy kim loại với độ chính xác cực cao.
- Có thể hàn với hoặc không có kim loại đắp (filler).
3. Cấu tạo hệ thống hàn plasma
| Bộ phận | Chức năng chính |
| Điện cực tungsten | Tạo hồ quang chính |
| Buồng vòi phun | Thu hẹp hồ quang thành chùm plasma |
| Khí plasma | Dẫn nhiệt và tạo môi trường ion hóa ổn định |
| Khí bảo vệ | Bảo vệ vũng hàn khỏi oxy hóa |
| Nguồn điện | Cung cấp năng lượng cho hồ quang |
4. Phân loại hàn plasma
a. Plasma nóng chảy (Melt-in Mode)
- Tương tự TIG, plasma chỉ làm chảy kim loại.
- Phù hợp cho hàn vật liệu mỏng (< 1mm)
b. Plasma xuyên lỗ (Keyhole Mode)
- Plasma đủ mạnh để xuyên thủng vật liệu tạo "key hole"
- Dùng cho vật liệu dày (3-10mm), mối hàn sâu và hẹp.
c. Plasma chuyển tiếp (Microplasma)
- Dòng điện nhỏ (0.1 - 15A), dùng trong vi hàn, linh kiện điện tử.
5. Ưu điểm vượt trội của hàn plasma
- Hồ quang ổn định, dễ điều khiển
- Mối hàn sâu, chính xác cao, ít biến dạng
- Hàn được vật liệu rất mỏng mà không cháy thủng
- Ít phụ thuộc tay nghề người thợ so với TIG
- Phù hợp cho hàn tự động hóa và robot CNC
- Có thể thay thế TIG trong nhiều ứng dụng với hiệu quả cao hơn
6. Nhược điểm cần lưu ý
- Thiết bị phức tạp và đắt hơn TIG
- Cần hiệu chuẩn vòi phun và dòng khí chính xác
- Không phổ biến trong sản xuất dân dụng, chủ yếu dùng trong công nghiệp cao.
7. Ứng dụng thực tế
| Ngành nghề | Ứng dụng hàn plasma |
| Thiết bị y tế | Dụng cụ phẫu thuật inox, bộ phận implant chính xác |
| Điện tử | Vi hàn các linh kiện mỏng, cảm biến, vỏ kim loại |
| Cơ khí chính xác | Khuôn mẫu, ống mỏng, thép không gỉ siêu mỏng |
| Hàng không - vũ trụ | Hàn hợp kim titan, Inconel, chi tiết cấu trúc nhẹ |
8. Vật liệu hàn chuyên dụng cho hàn plasma
Mặc dù hàn plasma có thể thực hiện không cần vật liệu đắp (autogenous welding), nhưng trong đa số ứng dụng thực tế, người ta vẫn sử dụng dây hàn (wire filler) hoặc thanh hàn (rod) giống như TIG để bổ sung vật liệu và đảm bảo cơ tính
| Vật liệu nền | Vật liệu hàn (Filler metal) | Ghi chú ứng dụng |
| Thép không gỉ 304/316 | ER308L, ER316L, ER347 | Chống ăn mòn, ứng dụng phổ biến trong thiết bị inox |
| Thép hợp kim Cr-Mo | ER80S-B2, ER90S-B3 | Cho ứng dụng nồi hơi, ống áp lực, chịu nhiệt |
| Titan (Ti) | ERTi-1, ERTi-2, ERTi-5 | Dùng trong ngành y tế, hàng không, hàn trong môi trường tinh khiết |
| Hợp kim Niken | ERNiCr-3, ERNiCrMo-3 | Chịu ăn mòn, nhiệt độ cao, ngành hóa chất, năng lượng |
| Nhôm & hợp kim nhôm | ER4043, ER5356 | Hàn vật liệu mỏng, yêu cầu vệ sinh cao, dễ cháy thủng |
| Đồng & hợp kim đồng | ERCu, ERCuSn-A | Dùng trong ngành điện, thiết bị truyền dẫn |
9. Kết luận
Hàn hồ quang plasma là một công nghệ hiện đại, hiệu quả và chính xác cao – lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu độ ổn định, độ sâu ngấu và chất lượng mối hàn cao. Tuy không phổ biến như TIG hay MIG trong sản xuất dân dụng, nhưng trong lĩnh vực kỹ thuật cao, plasma là lựa chọn ưu việt.
Móc Xích cam kết cung cấp giải pháp hàn phù hợp với từng ứng dụng cụ thể - từ que hàn truyền thống đến công nghệ hàn plasma hiện đại. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn kỹ thuật chuyên sâu!
