1. Máy hàn TIG là gì?
Máy hàn TIG (Tungsten Inert Gas) là thiết bị hàn sử dụng điện cực vonfram không nóng chảy, kết hợp với khí trơ như argon hoặc heli để tạo vùng bảo vệ, ngăn chặn sự oxy hóa trong quá trình hàn. Đây là phương pháp hàn chính xác cao, tạo ra mối hàn đẹp mà không cần flux hay chất bảo vệ bổ sung.
Đặc điểm nổi bật của máy hàn TIG là khả năng tạo ra mối hàn sạch, đẹp và chính xác cao. Công nghệ này cho phép người thợ kiểm soát hoàn toàn quá trình hàn, từ nhiệt độ đến tốc độ nạp que hàn, đặc biệt phù hợp với các vật liệu mỏng, vật liệu đặc biệt như nhôm, thép không gỉ, đồng, titan, và các kim loại có độ tinh khiết cao.
Trong sản xuất công nghiệp, máy hàn TIG là công cụ không thể thiếu trong các ngành đòi hỏi độ chính xác và chất lượng mối hàn cao như: hàng không vũ trụ, đóng tàu, chế tạo ô tô, sản xuất vi mạch điện tử, và các ứng dụng y tế.
Hiện nay, máy hàn TIG đã phát triển với nhiều tính năng tự động hóa, tích hợp IoT và hệ thống kiểm soát thông minh, giúp nâng cao hiệu suất và chất lượng hàn, đồng thời giảm thiểu sự phụ thuộc vào kỹ năng của người thợ.
2. Cấu tạo & nguyên lý hoạt động của máy hàn TIG
Máy hàn TIG hiện đại bao gồm nhiều bộ phận chính, mỗi bộ phận đều đóng vai trò quan trọng trong quá trình hàn. Dưới đây là cấu tạo chi tiết và nguyên lý hoạt động của máy hàn TIG:
2.1. Các bộ phận chính của máy hàn TIG:
- Nguồn điện (Power Source): Cung cấp năng lượng điện cần thiết cho quá trình hàn, thường có khả năng điều chỉnh dòng điện từ 3A đến 600A tùy model. Máy hàn TIG hiện đại năm 2025 sử dụng công nghệ inverter tiết kiệm điện và có khả năng tự điều chỉnh.
- Mỏ hàn (Torch): Là phần tiếp xúc trực tiếp với vật liệu hàn, chứa điện cực vonfram và hệ thống phân phối khí bảo vệ. Mỏ hàn có hệ thống làm mát (nước hoặc khí) giúp duy trì nhiệt độ làm việc ổn định.
- Điện cực vonfram (Tungsten Electrode): Là thanh kim loại vonfram không nóng chảy, dùng để dẫn dòng điện và tạo hồ quang. Các loại điện cực thông dụng bao gồm vonfram nguyên chất (màu xanh), vonfram thori (màu đỏ), và vonfram lantan (màu vàng).
- Bình khí bảo vệ (Gas Cylinder): Chứa khí trơ (thường là argon, heli hoặc hỗn hợp) để tạo vùng bảo vệ quanh mối hàn, ngăn không cho oxy và nitrogen trong không khí tiếp xúc với kim loại nóng chảy.
- Van điều áp khí (Gas Regulator): Điều chỉnh áp suất và lưu lượng khí từ bình ra mỏ hàn, thường duy trì ở mức 15-20 lít/phút.
- Dây hàn (Filler Rod): Vật liệu bổ sung nạp vào mối hàn, thường được lựa chọn phù hợp với vật liệu cần hàn.
- Pedal điều khiển (Foot Pedal): Cho phép người thợ điều chỉnh dòng điện hàn bằng chân, giải phóng hai tay để thao tác mỏ hàn và que hàn.
- Hệ thống làm mát (Cooling System): Đối với máy công suất lớn, hệ thống làm mát nước là cần thiết để tránh quá nhiệt cho mỏ hàn.
- Bảng điều khiển (Control Panel): Trang bị các nút điều chỉnh thông số như dòng điện, thời gian pre-flow/post-flow khí, và các chế độ hàn khác nhau.
2.2. Nguyên lý hoạt động:
Máy hàn TIG hoạt động dựa trên nguyên lý tạo hồ quang điện giữa điện cực vonfram và vật liệu hàn. Quá trình này diễn ra như sau:
- Tạo hồ quang: Khi máy được bật, dòng điện chạy qua điện cực vonfram. Khi điện cực tiếp xúc và sau đó nâng lên khỏi bề mặt vật liệu một khoảng cách nhỏ (khoảng 2-3mm), hồ quang điện được tạo ra với nhiệt độ có thể lên đến 19.400°C.
- Bảo vệ bằng khí trơ: Đồng thời, khí trơ (argon/heli) được phun ra từ mỏ hàn, bao quanh vùng hàn để ngăn không khí tiếp xúc và oxy hóa kim loại nóng chảy.
- Tạo vũng hàn: Hồ quang làm nóng chảy vật liệu cơ bản, tạo thành vũng hàn (weld pool).
- Thêm vật liệu phụ: Người thợ đưa que hàn (filler rod) vào vũng hàn nếu cần bổ sung vật liệu.
- Kiểm soát quá trình: Toàn bộ quá trình được kiểm soát thông qua điều chỉnh dòng điện (bằng pedal hoặc bảng điều khiển), khoảng cách điện cực, góc mỏ hàn, và tốc độ di chuyển.
Theo nghiên cứu của Viện Hàn Quốc tế (IIW), nguyên lý này cho phép máy hàn TIG tạo ra mối hàn có độ bền cơ học cao gấp 1.5 lần so với phương pháp hàn que thông thường, đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng chịu áp lực cao như đường ống dẫn khí, bồn áp lực và khung gầm xe hơi.
Điểm nổi bật trong nguyên lý của máy hàn TIG là khả năng tạo ra mối hàn không có xỉ, không bắn tóe và có khả năng kiểm soát chính xác vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ – Heat Affected Zone), giúp giảm thiểu biến dạng và duy trì tính chất cơ học của vật liệu.
3. Thông số kỹ thuật máy hàn TIG hiện đại
Máy hàn TIG năm 2025 đã có những tiến bộ vượt bậc về thông số kỹ thuật so với các thế hệ trước. Dưới đây là những thông số quan trọng cần lưu ý khi tìm hiểu về máy hàn TIG hiện đại:
3.1. Thông số kỹ thuật cơ bản:
| Thông số | Giá trị phổ biến | Mô tả |
| Dải dòng hàn | 3A – 600A | Khả năng điều chỉnh dòng điện từ cực thấp đến cực cao |
| Điện áp đầu vào | 110V/220V/380V | Khả năng hoạt động với nhiều mức điện áp khác nhau |
| Chu kỳ tải | 60% – 100% | Thời gian máy có thể hoạt động liên tục trong 10 phút |
| Đường kính điện cực | 0.5mm – 6.4mm | Kích thước điện cực vonfram tương thích |
| Đường kính dây hàn | 1.6mm – 4.0mm | Kích thước que hàn phù hợp |
| Lưu lượng khí | 5 – 25 lít/phút | Lượng khí bảo vệ cần thiết cho quá trình hàn |
3.2. Tính năng nâng cao:
- Chế độ AC/DC: Máy hàn TIG hiện đại có cả hai chế độ, với AC (dòng xoay chiều) phù hợp cho hàn nhôm và hợp kim nhôm, còn DC (dòng một chiều) dành cho thép, thép không gỉ và các kim loại nặng khác.
- Công nghệ inverter tiên tiến: Giúp giảm trọng lượng máy đến 70% so với máy biến áp truyền thống, đồng thời tiết kiệm điện 30-40%.
- Hệ thống Pulse TIG: Cho phép điều chỉnh tần số xung từ 0.5Hz đến 500Hz, giúp kiểm soát tốt hơn vùng ảnh hưởng nhiệt và giảm thiểu biến dạng.
- Hệ thống HF Start: Khởi động hồ quang không cần chạm điện cực vào vật liệu, kéo dài tuổi thọ điện cực và tránh nhiễm bẩn mối hàn.
- Hàm tích hợp Stick (hàn que): Khả năng chuyển đổi giữa hàn TIG và hàn que mà không cần thay đổi thiết bị.
- Hệ thống làm mát kép: Máy công suất cao được trang bị hệ thống làm mát nước hiệu quả, duy trì nhiệt độ làm việc ổn định dưới 50°C ngay cả khi sử dụng liên tục 8 giờ.
- Quản lý thông minh: Các model cao cấp có kết nối IoT, cho phép giám sát từ xa, lưu trữ thông số hàn, và tự động điều chỉnh dựa trên điều kiện môi trường.
3.3. Bảng so sánh các model phổ biến:
| Model | Dải dòng điện | Chu kỳ tải | Trọng lượng | Tính năng đặc biệt | Ứng dụng phù hợp |
| Entry-level | 10 – 200A | 60% @ 200A | 5 – 8kg | HF Start, DC | Sửa chữa nhỏ, DIY, dân dụng |
| Mid-range | 5 – 315A | 80% @ 315A | 10 – 15kg | AC/DC, Pulse, Stick | Xưởng cơ khí vừa, nội thất nhôm/inox |
| Professional | 3 – 500A | 100% @ 500A | 20 – 30kg | AC/DC, Pulse, bộ nhớ chương trình, IoT | Sản xuất công nghiệp, đóng tàu, cầu thép |
| Advanced | 1 – 600A | 100% @ 600A | 40 – 60kg | Tự động hóa, đa chế độ hàn (Multi-process) | Công nghiệp hàng không, ô tô cao cấp, robot hóa |
Theo Hiệp hội Hàn Việt Nam, máy hàn TIG công nghệ inverter đời mới tiết kiệm điện năng đến 40% so với máy truyền thống, đồng thời giảm 30% chi phí bảo trì và kéo dài tuổi thọ điện cực lên đến 200 giờ sử dụng – một yếu tố quan trọng khi lựa chọn máy hàn cho sản xuất dài hạn.
Khi lựa chọn máy hàn TIG, người dùng cần cân nhắc thông số kỹ thuật dựa trên loại vật liệu cần hàn, độ dày, tần suất sử dụng và ngân sách. Máy có dải dòng điện rộng sẽ linh hoạt hơn cho nhiều ứng dụng, trong khi chu kỳ tải cao đảm bảo khả năng hoạt động liên tục trong thời gian dài.
4. Phân loại & mã máy hàn TIG phổ biến trên thị trường
Máy hàn TIG trên thị trường hiện nay được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, giúp người dùng dễ dàng lựa chọn thiết bị phù hợp với nhu cầu cụ thể. Dưới đây là bảng phân loại chi tiết các loại máy hàn TIG phổ biến:
4.1. Bảng phân loại máy hàn TIG theo dòng điện:
| Phân loại | Đặc điểm | Ứng dụng | Mẫu tiêu biểu |
| Máy hàn TIG DC (dòng một chiều) | – Phù hợp với hầu hết kim loại (trừ nhôm, magiê)
– Cho mối hàn ổn định, dễ kiểm soát |
– Hàn thép carbon, thép không gỉ, đồng, titan | Miller Dynasty 210DXEsab Rebel EMP 215ic |
| Máy hàn TIG AC (dòng xoay chiều) | – Tạo hiệu ứng làm sạch oxit
– Dành riêng cho nhôm và hợp kim nhôm |
– Hàn nhôm, vật liệu mềm dễ oxy hóa | Lincoln Precision TIG 225Kemppi MinarcTig 200 |
| Máy hàn TIG AC/DC (đa năng) | – Kết hợp cả hai chế độ AC và DC
– Linh hoạt cho nhiều loại vật liệu |
– Xưởng đa dụng, sản xuất nhiều loại vật liệu | Fronius TransTig 230iMigatronic PI 350 AC/DC |
4.2. Phân loại theo mức độ tự động hóa:
| Phân loại | Đặc điểm | Ứng dụng | Mẫu tiêu biểu |
| Máy hàn TIG thủ công | – Điều khiển hoàn toàn bằng tay- Có thể dùng bàn đạp điều chỉnh dòng | – Công việc yêu cầu tính linh hoạt, sáng tạo | JASIC TIG 200PRiland TIG 200 |
| Máy hàn TIG bán tự động | – Có thể cài đặt trước dòng, xung, chế độ- Điều khiển bán tự động | – Sản xuất nhỏ, yêu cầu lặp lại mối hàn ổn định | Miller PipeWorx 400Fronius MagicWave 230i |
| Máy hàn TIG tự động | – Lập trình theo đường hàn sẵn- Điều khiển bằng robot hoặc CNC | – Sản xuất hàng loạt, yêu cầu độ chính xác cao | ABB IRB 1520IDKUKA KR CYBERTECH |
4.3. Phân loại theo chức năng:
| Phân loại | Đặc điểm | Ứng dụng | Mẫu tiêu biểu |
| Máy hàn TIG chuyên dụng | – Chỉ thực hiện chức năng hàn TIG- Tối ưu cho chất lượng và độ ổn định mối hàn | – Công việc đòi hỏi độ chính xác và thẩm mỹ cao | Panasonic TIG 400GRiland WSM 400 |
| Máy hàn TIG đa năng (TIG + MMA) | – Kết hợp giữa hàn TIG và hàn que (MMA)- Linh hoạt, tiết kiệm chi phí đầu tư | – Xưởng cơ khí đa năng, sửa chữa, công trình dân dụng | Jasic TIG 315P ACDCLorch T-Pro 250 |
| Máy hàn TIG đa quy trình | – Hỗ trợ TIG + MMA + MIG- Thích hợp nhiều loại vật liệu và kỹ thuật hàn | – Nhà máy, công xưởng sản xuất đa dạng sản phẩm | Lincoln Power Wave S500Miller XMT 350 |
Theo báo cáo của Hiệp hội Công nghệ Hàn châu Á – Thái Bình Dương, các máy hàn TIG AC/DC đa năng đang chiếm khoảng 65% thị phần tại Việt Nam do tính linh hoạt cao. Chuỗi mã như TIG-200P ACDC E thường được các nhà sản xuất sử dụng, trong đó:
- Số “200” biểu thị dòng điện tối đa (200A)
- Chữ “P” đại diện cho tính năng Pulse
- “ACDC” cho biết máy hoạt động được ở cả hai chế độ dòng điện
- “E” thể hiện công nghệ inverter tiết kiệm năng lượng
Khi lựa chọn, người dùng cần xem xét yêu cầu vật liệu hàn chính (nhôm hay thép), độ phức tạp của công việc, tần suất sử dụng và không gian làm việc. Với các công việc đa dạng, máy AC/DC đa năng là lựa chọn an toàn, trong khi các xưởng chuyên biệt có thể chọn máy chuyên dụng theo vật liệu để tối ưu hiệu quả và chi phí.
5. Ưu điểm và nhược điểm của máy hàn TIG (Bảng tổng hợp)
Máy hàn TIG mang đến nhiều lợi thế trong công nghiệp hàn nhưng cũng có những hạn chế nhất định. Dưới đây là bảng tổng hợp chi tiết giúp người dùng có cái nhìn toàn diện hơn:
5.1. Bảng tổng hợp ưu điểm và nhược điểm của máy hàn TIG:
| Tiêu chí | Ưu điểm | Nhược điểm |
| Chất lượng mối hàn | • Mối hàn đẹp, sạch, không xỉ
• Độ bền cơ học cao • Ít biến dạng, ít ảnh hưởng nhiệt • Chính xác cao, dễ kiểm soát |
• Yêu cầu kỹ thuật cao để đạt chất lượng tối ưu
• Phụ thuộc nhiều vào tay nghề người vận hành |
| Phạm vi vật liệu | • Đa dạng: thép, inox, nhôm, đồng, titan…
• Hàn tốt vật liệu mỏng (≥0.5mm) • Phù hợp kim loại tinh khiết, hợp kim nhẹ |
• Kém hiệu quả với vật liệu quá dày (>10mm)
• Cần thay đổi cài đặt khí/lưu lượng khi chuyển đổi vật liệu |
| Chi phí & hiệu quả | • Tiết kiệm vật liệu phụ trợ
• Ít xử lý sau hàn • Máy inverter hiện đại tiết kiệm năng lượng |
• Giá máy cao
• Tốn khí bảo vệ (argon, heli) • Tốc độ hàn chậm hơn MIG/MAG • Chi phí bảo trì – linh kiện cao |
| Độ khó & đào tạo | • Kiểm soát tốt dòng hàn
• Quan sát rõ vùng hàn • Máy mới có giao diện trực quan |
• Cần 3–6 tháng để thành thạo
• Đòi hỏi kỹ năng phối hợp tay – chân tốt • Mỏi tay nếu hàn thời gian dài |
| An toàn & môi trường | • Ít khói bụi, hơi độc hại
• Không bắn tóe như hàn hồ quang • Ít tạo ozone hơn plasma |
• Nguy cơ bỏng cao do hồ quang
• Tia UV mạnh – bắt buộc dùng kính bảo hộ • Có thể gây điện giật nếu không nối đất đúng |
5.2. Các ứng dụng tiêu biểu phù hợp nhất với máy hàn TIG:
- Công nghiệp hàng không vũ trụ: Hàn các bộ phận động cơ máy bay, thân máy bay, nơi yêu cầu độ bền cơ học và chống mỏi cực cao
- Công nghiệp ô tô: Hàn khung xe, ống xả, bộ tăng áp và các chi tiết chính xác
- Sản xuất thiết bị y tế: Dụng cụ phẫu thuật, máy móc y tế và implant đòi hỏi độ tinh khiết cao
- Công nghiệp thực phẩm và dược phẩm: Hàn đường ống, bồn chứa inox đáp ứng tiêu chuẩn vệ sinh cao
- Sản xuất xe đạp cao cấp: Khung xe đạp titan và nhôm đòi hỏi mối hàn đẹp, bền
5.3. Thách thức lớn nhất khi sử dụng máy hàn TIG:
- Năng suất thấp: Tốc độ hàn chỉ bằng 1/3 đến 1/2 so với phương pháp MIG/MAG, có thể ảnh hưởng đến tiến độ sản xuất hàng loạt
- Yêu cầu kỹ năng cao: Đòi hỏi thợ hàn được đào tạo bài bản và có kinh nghiệm, trung bình cần 6 tháng để thành thạo
- Chi phí vận hành: Tiêu thụ khí bảo vệ lớn (trung bình 10-15 lít/phút), làm tăng chi phí sản xuất
- Hạn chế trong môi trường ngoài trời: Khí bảo vệ dễ bị ảnh hưởng bởi gió, giảm hiệu quả khi làm việc ngoài trời
Theo đánh giá của Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Hàn Việt Nam, máy hàn TIG tạo ra mối hàn có độ bền kéo cao hơn 18-25% so với hàn que truyền thống và độ bền mỏi tăng 30% – đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng chịu tải trọng động như cầu, cần cẩu và kết cấu chịu rung động.
Mặc dù có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn, nhưng tính về lâu dài, máy hàn TIG giúp tiết kiệm đáng kể chi phí hậu xử lý, giảm tỷ lệ phế phẩm và nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng. Đây là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao và thẩm mỹ, nhưng có thể không phải giải pháp tối ưu cho sản xuất hàng loạt các chi tiết đơn giản.
