Những Vật Liệu Đồng Hợp Kim Làm Điện Cực Hàn Bấm và Hàn Lăn

Khám phá các vật liệu đồng hợp kim lý tưởng cho điện cực hàn bấm và hàn lăn. Phân tích ưu điểm và ứng dụng, hướng dẫn chọn vật liệu tối ưu hóa quy trình hàn.

Hàn bấm (spot welding) và hàn lăn (seam welding) là hai phương pháp hàn điện trở phổ biến trong ngành công nghiệp chế tạo, đặc biệt trong sản xuất ô tô, điện tử và kim loại tấm. Điện cực là yếu tố then chốt quyết định chất lượng mối hàn, độ bền và hiệu suất sản xuất. Trong đó, các vật liệu đồng hợp kim nổi bật nhờ tính dẫn điện cao, chịu nhiệt tốt và độ cứng cơ học vượt trội. Bài viết này phân tích chi tiết về những vật liệu đồng hợp kim làm điện cực hàn bấm và hàn lăn, dựa trên tham khảo từ các trang chuyên ngành quốc tế như NSRW, Spot Weld Inc., và AMPCO METAL, nhằm giúp độc giả chọn lựa phù hợp để tối ưu hóa quy trình.

Điện cực hàn điểm và đĩa hàn lăn đồng Beryllium tại Kojako Việt Nam

1. Tổng quan về vật liệu đồng hợp kim cho điện cực hàn

Đồng nguyên chất có tính dẫn điện xuất sắc nhưng dễ mềm hóa ở nhiệt độ cao, dẫn đến mòn nhanh khi hàn. Do đó, hợp kim đồng được pha trộn với các nguyên tố như crom (Cr), zirconium (Zr), beryllium (Be) hoặc nickel (Ni) để tăng cường độ cứng, khả năng chống mòn và duy trì tính dẫn điện. Theo tiêu chuẩn RWMA (Resistance Welding Manufacturers Alliance), các hợp kim đồng được phân loại từ Class 1 đến Class 3, với ứng dụng chính cho hàn bấm và hàn lăn thép nhẹ, thép không gỉ, nhôm và vật liệu tráng phủ.

Hợp kim đồng Class 2 (C18200 - Chromium Copper) là lựa chọn hàng đầu cho sản xuất lớn, nhờ khả năng hàn spot và seam trên thép hợp kim thấp, thép không gỉ và đồng. Nó đạt độ cứng cao và dẫn điện tốt, giảm thiểu bám dính điện cực khi hàn vật liệu sạch.

2. Các loại vật liệu đồng hợp kim phổ biến

Dưới đây là những hợp kim đồng nổi bật dùng làm điện cực hàn bấm và hàn lăn, dựa trên dữ liệu từ các nhà cung cấp chuyên ngành:

• Hợp kim đồng Crom (CuCr - C18200, RWMA Class 2): Đây là vật liệu chính cho hàn bấm và hàn lăn thép lạnh cán, thép nóng cán và vật liệu tráng phủ. Độ cứng Rockwell 75-85B, dẫn điện 80% IACS, chịu nhiệt lên đến 500°C mà không mất hình dạng. Theo TJSnow, nó phù hợp cho bánh xe hàn lăn và điện cực hàn bấm, không cần xử lý nhiệt. Ưu điểm: Giá thành phải chăng, dễ gia công, giảm mòn điện cực khi hàn liên tục.

Đĩa hàn lăn đồng chromium tại Kojako Việt Nam

• Hợp kim đồng Zirconium (CuZr - C15000, RWMA Class 1): Dùng cho hàn nhôm, magiê và vật liệu tráng phủ. Độ cứng thấp hơn Class 2 nhưng dẫn điện cao hơn (90-95% IACS), giảm bám dính khi hàn galvanized steel. AMZIRC® từ Cadi Company là ví dụ điển hình, lý tưởng cho hàn bấm ở nhiệt độ cao.
• Hợp kim đồng Beryllium (CuBe - C17510, RWMA Class 3): Chịu lực hàn cao, dùng cho hàn thép không gỉ và hợp kim chịu nhiệt. Độ cứng lên đến 95B, dẫn điện 45-60% IACS. Theo AMPCO METAL, các biến thể như AMPCOLOY® 95 và 940 đảm bảo hiệu suất ổn định ở nhiệt độ cao, giảm thiểu hư hỏng điện cực. Tuy nhiên, cần lưu ý an toàn vì beryllium có độc tính.
• Hợp kim đồng Nickel Beryllium (CuNiBe - C17510): Tương tự Class 3, dùng cho hàn seam trên đồng thau và đồng đỏ. Aviva Metals khuyến nghị cho ứng dụng cần lực hàn mạnh.

Các hợp kim này thường được sản xuất dưới dạng thanh tròn, tấm hoặc bánh xe, với kích thước tiêu chuẩn như D13x50 cho điện cực hàn bấm.

3. Ưu điểm và ứng dụng thực tế

Vật liệu đồng hợp kim vượt trội so với đồng nguyên chất nhờ:

• Độ bền cao: Giảm mòn điện cực, tăng tuổi thọ lên gấp 2-3 lần, theo Spot Weld Inc.
• Hiệu suất hàn: Tạo mối hàn ngấu sâu, ít khuyết tật, đặc biệt trong hàn lăn liên tục.
• Tiết kiệm chi phí: Giảm thời gian dừng máy, tăng năng suất sản xuất.

Ứng dụng: Trong ngành ô tô (hàn khung xe), điện tử (hàn pin 18650), và chế tạo máy (hàn ống thép). Theo Southern Copper, Class 2 là lựa chọn cho hàn seam thép cán.

4. Lưu ý khi chọn và sử dụng

Chọn vật liệu dựa trên vật hàn: Class 1 cho nhôm, Class 2 cho thép, Class 3 cho hợp kim chịu nhiệt. Bảo dưỡng điện cực bằng làm mát nước, tránh quá tải. Tham khảo ISO 5182 cho tiêu chuẩn chất lượng.

Kết luận, vật liệu đồng hợp kim như CuCr và CuZr là nền tảng cho hàn bấm và hàn lăn hiệu quả. Với dữ liệu từ các nguồn uy tín, doanh nghiệp có thể nâng cao chất lượng sản phẩm.

Mọi thông tin báo giá và đặt hàng xin liên hệ:
  Công ty TNHH Kojako Việt Nam
 7/4A3 Linh Đông, Khu Phố 81, Phường Hiệp Bình, TP. Hồ Chí Minh
    0931 278 843  |   sales@kojako.com
    0931 278 843  |   engineering@kojako.com