Robot hàn TIG là gì? Cấu tạo, ứng dụng và cách chọn

Robot hàn TIG là hệ thống hàn tự động dùng cánh tay robot để điều khiển mỏ hàn TIG theo quỹ đạo lập trình. Thiết bị được nhiều doanh nghiệp quan tâm khi cho mối hàn sạch, ít bắn tóe và chất lượng ổn định trong sản xuất lặp lại.

Cùng tìm hiểu những thông tin về robot hàn TIG ngay trong bài viết sau đây của Weldcom để tăng hiệu quả sản xuất của doanh nghiệp nhé!

1. Robot hàn TIG là gì?

Robot hàn TIG là hệ thống tự động kết hợp cánh tay robot với nguồn hàn TIG, mỏ hàn TIG, điện cực tungsten, khí bảo vệ và bộ điều khiển để thực hiện mối hàn theo chương trình.

Khác với hàn TIG thủ công, robot hàn TIG kiểm soát quỹ đạo mỏ hàn bằng chương trình. Các yếu tố như góc mỏ, tốc độ di chuyển, khoảng cách hồ quang, điểm bắt đầu và điểm kết thúc đường hàn có thể được tiêu chuẩn hóa nếu phôi và đồ gá ổn định.

TIG là quá trình hàn sử dụng điện cực tungsten không nóng chảy. Khi cần bổ sung kim loại, dây bù phải được cấp riêng vào vũng hàn, thay vì dùng dây hàn nóng chảy liên tục như MIG/MAG.

Xem thêm: Robot hàn là gì?

2. Robot hàn TIG hoạt động như thế nào?

Robot hàn TIG hoạt động bằng cách tạo hồ quang giữa điện cực tungsten và vật hàn, trong khi khí trơ bảo vệ vùng hàn khỏi tác động của không khí. Cánh tay robot di chuyển mỏ hàn TIG theo quỹ đạo lập trình, còn nguồn hàn kiểm soát dòng hàn, xung hàn và các thông số công nghệ.

Trong dây chuyền cơ khí, robot hàn TIG thường làm việc ở công đoạn hàn hoàn thiện sau khi chi tiết đã được cắt, gá lắp và hàn đính. Đầu vào của công đoạn này là phôi đính, đầu ra là sản phẩm đã hoàn thiện mối hàn theo yêu cầu bản vẽ.

Một chu trình robot hàn TIG thường gồm các bước chính:

1. Gá đặt phôi vào vị trí hàn.
2. Nhận diện phôi hoặc xác nhận vị trí phôi.
3. Gọi chương trình hàn đã thiết lập.
4. Kiểm tra vị trí đường hàn trước khi hàn, nếu có cảm biến.
5. Cấp khí bảo vệ trước khi tạo hồ quang.
6. Robot di chuyển mỏ hàn TIG theo đường hàn.
7. Cấp dây bù nếu mối hàn cần bổ sung kim loại.
8. Kết thúc đường hàn và duy trì khí bảo vệ sau hàn trong thời gian cần thiết.

Trong các hệ thống tự động hóa cao hơn, robot hàn TIG có thể dùng touch sensing, camera 3D hoặc laser seam tracking để kiểm tra vị trí phôi và hỗ trợ bám đường hàn. Các công nghệ này là tùy chọn theo cấu hình, không phải robot hàn TIG nào cũng có.

3. Cấu tạo của hệ thống robot hàn TIG

3.1. Cánh tay robot

Cánh tay robot thực hiện chuyển động của mỏ hàn theo quỹ đạo lập trình. Với robot hàn TIG, robot cần giữ ổn định góc mỏ, khoảng cách từ điện cực đến phôi và tốc độ di chuyển vì các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến hình dạng mối hàn.

3.2. Nguồn hàn TIG

Nguồn hàn TIG cung cấp dòng điện để tạo hồ quang. Tùy vật liệu và yêu cầu sản phẩm, hệ thống có thể dùng nguồn DC TIG, AC TIG hoặc AC/DC TIG. TWI cho biết nguồn hàn TIG có thể là DC hoặc AC, nhưng đều thuộc nhóm nguồn dòng không đổi.

3.3. Mỏ hàn TIG và điện cực tungsten

Mỏ hàn TIG giữ điện cực tungsten, dẫn khí bảo vệ và tạo vùng hồ quang tại vị trí hàn. Điện cực tungsten không nóng chảy trong quá trình hàn, vì vậy robot hàn TIG cần kiểm soát tốt khoảng cách hồ quang và tránh để điện cực chạm vào vũng hàn.

3.4. Hệ thống khí bảo vệ

Hệ thống khí bảo vệ có nhiệm vụ bao phủ điện cực, hồ quang và vũng hàn. Argon là khí bảo vệ được dùng phổ biến trong hàn TIG, có thể dùng cho nhiều vật liệu như thép, inox, nhôm và titan.

3.5. Bộ cấp dây bù, nếu có

Robot hàn TIG có thể dùng hoặc không dùng dây bù tùy kiểu mối hàn. Nếu cần bổ sung kim loại, bộ cấp dây bù phải đồng bộ với dòng hàn, tốc độ di chuyển và kích thước vũng chảy để mối hàn ổn định.

3.6. Đồ gá hàn

Đồ gá giữ phôi đúng vị trí trong suốt quá trình hàn. Với robot hàn TIG, đồ gá cần ổn định vì hàn TIG nhạy với khe hở, sai lệch mép hàn và thay đổi khoảng cách giữa điện cực với vật hàn.

3.7. Cảm biến và hệ thống an toàn

Cảm biến có thể hỗ trợ kiểm tra vị trí phôi trước khi hàn hoặc bám đường hàn trong quá trình hàn. Hệ thống an toàn gồm hàng rào bảo vệ, nút dừng khẩn cấp và quy trình vận hành để hạn chế rủi ro trong vùng làm việc của robot.

4. Ưu điểm của robot hàn TIG

Robot hàn TIG có lợi thế ở khả năng tạo mối hàn sạch, ít bắn tóe, kiểm soát nhiệt tốt và duy trì chất lượng ổn định trong sản xuất lặp lại. Hệ thống này phù hợp với chi tiết mỏng, inox, nhôm, titan và các sản phẩm yêu cầu tính thẩm mỹ hoặc chất lượng mối hàn cao.

4.1. Mối hàn sạch và ít bắn tóe

TIG dùng điện cực tungsten không nóng chảy và khí trơ bảo vệ vùng hàn. Nhờ đặc điểm này, robot hàn TIG thường được chọn cho các sản phẩm cần mối hàn sạch, ít bắn tóe và hạn chế công đoạn xử lý sau hàn.

4.2. Kiểm soát nhiệt tốt trên chi tiết mỏng

Robot hàn TIG có thể kiểm soát tốc độ di chuyển, dòng hàn và xung hàn theo chương trình. Điều này giúp doanh nghiệp kiểm soát nhiệt tốt hơn khi hàn chi tiết mỏng, inox, nhôm hoặc sản phẩm dễ biến dạng.

4.3. Giảm phụ thuộc vào tay nghề thợ hàn

Hàn TIG thủ công đòi hỏi thợ hàn giữ đều góc mỏ, khoảng cách hồ quang và tốc độ di chuyển. Robot hàn TIG giúp tiêu chuẩn hóa các thao tác này trong sản xuất lặp lại, từ đó giảm phụ thuộc vào từng cá nhân vận hành.

4.4. Ổn định chất lượng giữa các sản phẩm

Khi phôi, đồ gá và thông số hàn ổn định, robot hàn TIG có thể lặp lại cùng một quỹ đạo hàn trên nhiều sản phẩm. Lợi ích này phù hợp với dây chuyền cần giảm sai lệch giữa ca ngày, ca đêm hoặc giữa nhiều lô sản xuất.

5. Robot hàn TIG phù hợp với vật liệu và sản phẩm nào?

5.1. Robot hàn TIG hàn Inox và thiết bị inox

Robot hàn TIG phù hợp với nhiều sản phẩm inox như khung inox, bồn inox, ống inox, bếp công nghiệp, thiết bị thực phẩm và sản phẩm yêu cầu bề mặt hàn đẹp. Với inox, khí bảo vệ và kiểm soát nhiệt là yếu tố cần chú ý để hạn chế đổi màu, biến dạng hoặc giảm chất lượng mối hàn.

5.2. Robot hàn TIG hàn nhôm và kim loại màu

TIG thường được dùng cho nhôm và một số kim loại màu khi cần chất lượng mối hàn cao. Với nhôm, doanh nghiệp cần chọn đúng nguồn hàn, chế độ dòng điện, khí bảo vệ, điện cực và quy trình làm sạch bề mặt trước khi hàn.

5.3. Hàn chi tiết mỏng và sản phẩm yêu cầu thẩm mỹ

Robot hàn TIG phù hợp với chi tiết mỏng vì có khả năng kiểm soát nhiệt tốt hơn so với nhiều phương pháp hàn hồ quang năng suất cao. Sản phẩm cần bề mặt đẹp, ít bắn tóe và ít phải mài sửa sau hàn là nhóm nên khảo sát robot hàn TIG.

5.4. Hàn bồn bể, đường ống và thiết bị yêu cầu độ kín

Với bồn bể, đường ống hoặc thiết bị cần độ kín, mối hàn phải ổn định về hình dạng và chất lượng. Robot hàn TIG có thể là lựa chọn phù hợp nếu sản phẩm có tính lặp lại, đồ gá đủ ổn định và tiêu chuẩn kiểm tra được xác định rõ từ đầu.

Tìm hiểu: Robot hàn gân tăng cứng

6. So sánh robot hàn TIG với robot hàn MIG/MAG và robot hàn laser

7. Khi nào doanh nghiệp nên đầu tư robot hàn TIG?

Doanh nghiệp nên đầu tư robot hàn TIG khi sản phẩm có mối hàn lặp lại, yêu cầu thẩm mỹ cao, vật liệu mỏng hoặc cần chất lượng ổn định giữa nhiều ca sản xuất. Trước khi đầu tư robot hàn TIG, cần đánh giá vật liệu, chiều dày, khe hở lắp ghép, đồ gá, sản lượng và tiêu chuẩn kiểm tra mối hàn.

Robot hàn TIG phù hợp nhất khi sản phẩm đã có bản vẽ ổn định, vị trí hàn rõ ràng và số lượng sản xuất đủ lớn. Nếu sản phẩm thay đổi liên tục, doanh nghiệp cần tính thêm thời gian lập trình, thay đồ gá và hiệu chỉnh thông số.

Doanh nghiệp nên ưu tiên robot hàn TIG trong các trường hợp sau:

• Sản phẩm có mối hàn lặp lại theo lô.
• Mối hàn yêu cầu sạch, đẹp, ít bắn tóe.
• Vật liệu là inox, nhôm, titan, đồng hoặc chi tiết mỏng.
• Sản phẩm cần kiểm soát nhiệt và hạn chế biến dạng.
• Nhà máy thiếu thợ hàn TIG tay nghề ổn định.
• Doanh nghiệp muốn tiêu chuẩn hóa chất lượng mối hàn giữa các ca sản xuất.
• Phôi và đồ gá đủ ổn định để robot chạy đúng đường hàn.

Ngược lại, robot hàn TIG chưa chắc phù hợp nếu mục tiêu chính là tốc độ cao trên kết cấu thép dày hoặc sản phẩm không yêu cầu thẩm mỹ mối hàn. Trong trường hợp đó, robot hàn MIG/MAG có thể là phương án hợp lý hơn.

8. Giải pháp robot hàn TIG tại Weldcom

Weldcom cung cấp giải pháp robot hàn có thể ứng dụng cho hàn MIG/MAG và TIG, tùy cấu hình nguồn hàn, mỏ hàn, đồ gá và yêu cầu sản phẩm. Với bài toán robot hàn TIG, doanh nghiệp cần được khảo sát vật liệu, chiều dày, kiểu mối hàn, sản lượng và tiêu chuẩn chất lượng trước khi chốt cấu hình.

8.1. Robot hàn QJAR QJRH4-1A

QJAR QJRH4-1A là một model có thể tham khảo cho ứng dụng robot hàn TIG tại Weldcom. Theo dữ liệu sản phẩm Weldcom, model này có ứng dụng hàn MIG/MAG, TIG, số trục 6, tải trọng 4kg, khả năng lặp lại vị trí ±0,05mm và tầm với tối đa 1410.5mm.

Dữ liệu Weldcom cũng cho biết QJAR QJRH4-1A có thể tích hợp Touch Sensors và Arc Sensor để hiệu chỉnh đường hàn, đồng thời có khả năng tích hợp các nguồn hàn khác nhau. Đây là điểm cần khảo sát kỹ khi doanh nghiệp muốn triển khai robot hàn TIG vào dây chuyền thực tế.

8.2. Cấu hình cần khảo sát khi dùng robot hàn TIG

Với robot hàn TIG, không nên chỉ chọn robot theo tải trọng và tầm với. Doanh nghiệp cần kiểm tra thêm nguồn hàn TIG, mỏ hàn TIG, điện cực tungsten, khí bảo vệ, bộ cấp dây bù nếu có, đồ gá, cảm biến, vị trí lắp đặt và không gian thao tác.

Các dữ liệu cần chuẩn bị trước khi tư vấn robot công nghiệp gồm:

• Bản vẽ sản phẩm.
• Vật liệu và chiều dày.
• Kiểu mối hàn.
• Chiều dài đường hàn.
• Yêu cầu thẩm mỹ bề mặt.
• Tiêu chuẩn kiểm tra mối hàn.
• Sản lượng theo ca hoặc theo ngày.
• Mặt bằng lắp đặt.
• Thiết bị đang có trong dây chuyền.

9. Quy trình tư vấn robot hàn TIG tại Weldcom

Quy trình tư vấn robot hàn TIG tại Weldcom bắt đầu từ khảo sát sản phẩm, vật liệu, chiều dày, kiểu mối hàn, tiêu chuẩn chất lượng và sản lượng thực tế. Sau đó Weldcom đề xuất robot, nguồn hàn, mỏ hàn, đồ gá, cảm biến tùy chọn, layout trạm và phương án vận hành phù hợp.

Bước 1: Khảo sát sản phẩm và yêu cầu mối hàn

Weldcom cần đánh giá vật liệu, chiều dày, kiểu mối hàn, chiều dài đường hàn, yêu cầu thẩm mỹ, tiêu chuẩn kiểm tra và độ lặp lại của sản phẩm. Đây là bước quyết định robot hàn TIG có phù hợp hay không.

Bước 2: Chọn robot, nguồn hàn và mỏ hàn TIG

Sau khi khảo sát, Weldcom đề xuất tải trọng robot, tầm với, nguồn hàn, mỏ hàn, khí bảo vệ, làm mát và cấp dây bù nếu cần. Với TIG, lựa chọn nguồn hàn và mỏ hàn ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định của hồ quang.

Bước 3: Thiết kế đồ gá và layout trạm hàn

Đồ gá cần giữ phôi ổn định, đúng vị trí và thuận lợi cho hướng tiếp cận của mỏ hàn. Layout trạm robot hàn TIG cần tính đến vùng làm việc, vị trí người vận hành, an toàn, đường cấp khí, đường cáp và khả năng mở rộng.

Bước 4: Lập trình, chạy thử và nghiệm thu

Robot hàn TIG cần được lập trình theo đường hàn thực tế. Khi chạy thử, doanh nghiệp cần kiểm tra hình dạng mối hàn, độ ổn định giữa các sản phẩm, thời gian chu kỳ và mức độ đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật.

Bước 5: Đào tạo vận hành và bảo trì

Sau khi nghiệm thu, đội vận hành cần được đào tạo về chọn chương trình, thay điện cực, kiểm tra khí bảo vệ, vệ sinh mỏ hàn, xử lý lỗi và bảo trì định kỳ. Đây là phần cần thiết để robot hàn TIG hoạt động ổn định sau khi bàn giao.

Tham khảo: Hướng dẫn vận hành robot hàn

10. Câu hỏi thường gặp về robot hàn TIG

10.1. Robot hàn TIG là gì?

Robot hàn TIG là hệ thống tự động dùng robot để điều khiển mỏ hàn TIG theo quỹ đạo lập trình. Quá trình hàn sử dụng điện cực tungsten không nóng chảy và khí trơ để bảo vệ vùng hàn.

10.2. Robot hàn TIG có cần cấp dây bù không?

Robot hàn TIG không phải lúc nào cũng cần cấp dây bù. Nếu mối hàn cần bổ sung kim loại, hệ thống phải có bộ cấp dây bù đồng bộ với dòng hàn, tốc độ di chuyển và kích thước vũng chảy.

10.3. Robot hàn TIG có hàn được inox mỏng không?

Robot hàn TIG có thể dùng cho inox mỏng nếu chọn đúng nguồn hàn, dòng hàn, tốc độ di chuyển, điện cực, khí bảo vệ và đồ gá. Đây là nhóm ứng dụng cần kiểm soát nhiệt và hạn chế biến dạng.

Weldcom có thể tư vấn giải pháp robot hàn TIG theo sản phẩm, mặt bằng và yêu cầu vận hành thực tế của từng nhà máy. Doanh nghiệp cần thêm thông tin hoặc muốn khảo sát robot hàn TIG có thể liên hệ Weldcom để được tư vấn chi tiết về robot hàn TIG.

Công ty Cổ phần Công Nghiệp Weldcom

• Địa chỉ: 285 Ngô Gia Tự, Phường Việt Hưng, Hà Nội
• Hotline: 1900 9410
• Website: weldcom.vn
• Email: sales@weldcom.vn