Bài viết được thực hiện bởi nhóm biên tập EVST · Cập nhật lần cuối: ngày 9 tháng 6 năm 2026
Hàn điểm dùng để nối các tấm kim loại chồng lên nhau có độ dày lên đến 3 mm, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thân xe ô tô. Hàn MIG (GMAW) xử lý hàn hồ quang có độ lắng đọng cao trên thép kết cấu và nhôm dày từ 1 đến 25 mm. Hàn TIG (GTAW) bao gồm hàn hồ quang chính xác trên các vật liệu mỏng hoặc đặc biệt (thép không gỉ, nhôm, titan) dưới 6 mm. Mỗi phương pháp tương ứng với một cấp tải trọng robot, thời gian chu kỳ và chế độ chất lượng riêng biệt. Việc lựa chọn phụ thuộc vào chi tiết cần hàn, chứ không phải quy trình.
Ba quy trình, ba mô hình sản xuất
Hàn điểm, hàn MIG và hàn TIG không phải là ba biến thể của cùng một thao tác. Chúng là ba mô hình sản xuất khác nhau nhưng cùng chung từ "hàn". Robot hàn điểm chọn các mối hàn điểm trên các tấm kim loại chồng lên nhau. Robot hàn MIG tạo ra các đường hàn liên tục với mật độ vật liệu cao. Robot hàn TIG tạo ra các đường hàn hẹp, được kiểm soát chặt chẽ, trong đó chất lượng vật liệu quan trọng hơn tốc độ. Tải trọng của robot, nguồn điện, bố trí dây chuyền sản xuất và thậm chí cả kỹ năng của người vận hành cũng khác nhau giữa ba loại này.
Để có cái nhìn tổng quan hơn về cách robot hàn 6 trục phù hợp với ngành công nghiệp nặng, hãy xem hướng dẫn của EVST về... Robot hàn cho các quy trình hàn MIG, TIG và hàn điểm.Bài viết này sẽ đi sâu vào việc so sánh quy trình.
Bảng so sánh quy trình
| đặc tính | Điểm (RSW) | MIG (GMAW) | TIG (GTAW) |
|---|---|---|---|
| Mối liên kết được hình thành như thế nào | Nhiệt điện trở sinh ra từ dòng điện chạy qua hai điện cực kẹp chặt các tấm kim loại. | Hàn hồ quang liên tục với dây hàn tiêu hao làm vật liệu nạp | Hồ quang liên tục từ điện cực vonfram không tiêu hao, chất độn được thêm vào riêng. |
| Chất liệu làm đầy | Không áp dụng | Dây hàn tiêu hao (dạng đặc hoặc lõi thuốc) | Thanh riêng biệt, được cấp liệu bằng tay hoặc bằng bộ cấp dây nóng/lạnh. |
| che chắn | Không có (không có cung tròn) | Khí trơ/khí hoạt tính (Ar, CO₂, hỗn hợp Ar+CO₂) | Khí trơ (Ar, hỗn hợp Ar+He) |
| Phạm vi vật liệu | Thép carbon, HSLA, một số loại nhôm (khó) | Thép cacbon, thép không gỉ, nhôm, hợp kim đồng | Thép không gỉ, nhôm, titan, hợp kim niken, kim loại quý hiếm |
| Phạm vi độ dày | Các cặp tấm có độ dày 0.5 – 3 mm | 1 – 25 mm (nhiều lần quét vượt quá) | Độ dày điển hình từ 0.5 – 6 mm, có thể dày hơn với nhiều lớp. |
| Loại khớp | chỉ có các mối nối chồng (mối nối chồng lên nhau) | Cắt mông, cắt thăn, cắt chồng, cắt chữ T, cắt mép — đầy đủ các kiểu cắt | Mối hàn giáp mí, mối hàn góc, mối hàn chồng, mối hàn chữ T — đầy đủ các loại, đặc biệt là mối hàn rãnh. |
| Tỉ lệ lắng đọng | Không áp dụng (từng điểm một) | 1 – 10 kg/giờ | 0.2 – 1 kg/giờ |
| Chu kỳ trên mỗi khớp | 0.5 – 2 giây mỗi đoạn quảng cáo | Giây trên cm tuyến tính | Thực hiện chậm hơn, nhiều lần đối với các mối nối dày. |
| Đầu vào nhiệt | Xung rất ngắn, rất cục bộ | Trung bình đến cao | Mức độ thấp đến trung bình, rất dễ kiểm soát. |
| Rủi ro biến dạng | Thấp (vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ) | Mức độ cay từ trung bình đến cao, đặc biệt là trên các đường may dài. | Thấp (lượng nhiệt đầu vào được kiểm soát) |
| Tải trọng robot điển hình | 165 – 350 kg (súng + tay) | 6 – 20 kg (đèn pin) | 6 – 12 kg (đèn pin) |
| Kỹ năng vận hành cần thiết | Hạ thấp (phép toán điểm) | Môi trường (thiết lập thông số, điều khiển khí) | Cao hơn (thiết lập thông số, điều khiển động, xử lý vonfram) |
| Thích hợp với | Khung xe chưa sơn, đồ gia dụng chưa sơn, vỏ thiết bị điện. | Thép kết cấu, thiết bị xây dựng, gia công cơ khí hạng nặng | Bình chịu áp lực, thép không gỉ, ngành thực phẩm/dược phẩm, hàng không vũ trụ, vật liệu mỏng. |
Khi mỗi quy trình đều là sự lựa chọn đúng đắn.
Chọn phương pháp hàn điểm khi
Chi tiết này gồm hai hoặc nhiều tấm thép carbon hoặc thép cường độ cao (HSLA), mỗi tấm dày từ 0.5 đến 3 mm, chồng lên nhau tại mối nối. Khối lượng sản xuất đủ lớn để sử dụng dây chuyền robot song song hoặc đa trạm. Yêu cầu chất lượng tập trung vào độ bền và khả năng truy xuất nguồn gốc tại từng điểm hơn là vẻ ngoài đường nối liên tục. Ví dụ: thân xe chưa gia công, lồng máy giặt, vỏ tủ lạnh, vỏ máy biến áp, bảng điều khiển.
Theo quan sát trong ngành, một khung xe ô tô chưa gia công (body-in-white) có thể cần từ 200 đến 400 mối hàn điểm trên 4,000 đến 5,000 điểm tiếp xúc riêng lẻ của các tấm kim loại. Lợi ích kinh tế của việc tự động hóa bằng robot dựa trên số chu kỳ gia công thực tế, chứ không phải độ phức tạp của mối hàn.
Chọn hàn MIG (GMAW) khi
Chi tiết được làm bằng thép hoặc nhôm dày từ 1 đến 25 mm với các đường hàn thẳng có thể đo bằng centimet hoặc mét. Tốc độ lắng đọng rất quan trọng. Hình dạng mối nối thay đổi đủ nhiều để quy trình hàn hồ quang có thể bù đắp những sai lệch nhỏ về độ khít. Ví dụ: cần máy xúc, thùng xe tải tự đổ, khung gầm máy kéo, chế tạo dầm kết cấu, gia công ống, dụng cụ nông nghiệp, khối tàu (với ray dẫn hướng thẳng để điều chỉnh tầm với).
Hàn MIG chiếm khoảng 70% số lượng robot hàn hồ quang được lắp đặt trong công nghiệp nặng vì nó phù hợp với mô hình sản xuất phổ biến nhất: các mối hàn kết cấu thép, tấm thép dày vừa, đường hàn dài, hiệu quả kinh tế dựa trên năng suất.
Chọn TIG (GTAW) khi
Chi tiết được làm bằng thép không gỉ, nhôm, titan hoặc hợp kim niken, có độ dày từ 0.5 đến 6 mm. Mối hàn sẽ được kiểm tra theo tiêu chuẩn (ASME Section IX, ISO 15614, AWS D17 cho ngành hàng không vũ trụ). Độ bền luyện kim của vùng ảnh hưởng nhiệt sẽ quyết định đạt hay không đạt. Ví dụ: bình chịu áp lực, bộ trao đổi nhiệt, đường ống thép không gỉ dùng trong vệ sinh, thân tàu bằng nhôm, các cụm phụ khung máy bay hàng không vũ trụ, các bộ phận hạt nhân.
Hàn TIG chậm hơn và đắt hơn trên mỗi mét dài so với hàn MIG, nhưng nó là lựa chọn duy nhất khi chi tiết cần được kiểm tra bằng phương pháp chụp X-quang hoặc siêu âm và chất liệu kim loại không được đảm bảo độ chính xác.
Những lựa chọn sai lầm thường gặp
Ba mô hình này thường xuyên xuất hiện trong các dự án dây chuyền hàn công nghiệp nặng hoạt động kém hiệu quả.
- Chỉ định hàn TIG trong khi hàn MIG cũng được. Người mua chọn hàn TIG vì các mối hàn "trông đẹp hơn" hoặc vì danh sách tham khảo của nhà cung cấp có nhiều sản phẩm làm từ thép không gỉ. Nếu chi tiết làm bằng thép carbon và việc kiểm tra chỉ dựa trên hình thức trực quan, hàn MIG đáp ứng được yêu cầu với năng suất cao hơn và chi phí vật tư tiêu hao thấp hơn.
- Ép buộc hàn điểm trên các chi tiết có độ dày trên 3 mm. Độ bền của mối hàn điểm giảm nhanh chóng khi độ dày tấm kim loại vượt quá 3 mm vì gia nhiệt bằng điện trở không thể duy trì mối hàn ổn định qua các lớp kim loại dày hơn. Hầu hết các chi tiết có độ dày trên 3 mm nên sử dụng hàn điểm, hàn MIG hoặc ghép nối bằng ốc vít.
- Thông số kỹ thuật quy trình đơn cho công việc đa quy trình. Một chi tiết có lớp vỏ bằng thép không gỉ mỏng và các gân kết cấu bằng thép dày sẽ được hưởng lợi từ quy trình hàn kết hợp (TIG trên lớp vỏ, MIG trên các gân). Việc buộc một quy trình phải thực hiện cả hai nhiệm vụ chắc chắn sẽ làm ảnh hưởng đến một trong hai khía cạnh.
Ghép nối tải trọng robot theo quy trình
Quy trình xác định loại tải trọng. Loại tải trọng xác định kiểu robot. Việc chỉ định robot trước rồi mới đến quy trình sau là nguyên nhân phổ biến nhất gây ra tình trạng lãng phí năng lực.
| Quy trình | phạm vi tải trọng của robot | Vật mà tải trọng mang theo |
|---|---|---|
| Đèn MIG | 6 - 8 kg | Mỏ hàn làm mát bằng khí, hệ thống cấp dây đơn giản, gia công vật liệu mỏng. |
| Tiêu chuẩn MIG | 12 - 20 kg | Mỏ hàn làm mát bằng nước, bộ cấp dây, cảm biến dò đường hàn tùy chọn. |
| MIG khe hẹp/dày | 25 - 50 kg | Đầu hàn đa chức năng, mỏ hàn khe hẹp, hệ thống dây hàn kép |
| Tiêu chuẩn TIG | 6 - 12 kg | Mỏ hàn có bộ cấp dây nguội, cảm biến AVC, giám sát mối hàn |
| Hàn TIG bằng dây nóng / đa quy trình | 12 - 20 kg | Đầu hàn TIG dây nóng, camera tích hợp, màn hình giám sát vũng hàn |
| Đèn chiếu điểm (đồ gia dụng) | 50 - 165 kg | Súng hàn điểm khí nén, bộ điều khiển hàn |
| Tiêu chuẩn ô tô Spot | 165 - 250 kg | Súng hàn điểm servo, biến áp, bộ điều khiển hàn có chức năng ghi nhật ký. |
| Dụng cụ đa năng/công cụ chuyên dụng | 350 - 800 kg | Súng phun servo cỡ lớn, bộ thay dao tự động, đầu gia công đa chức năng. |
Ý nghĩa ở cấp độ tế bào
Việc lựa chọn quy trình sẽ tác động đến mọi quyết định khác trong từng tế bào.
Định vị: Các quy trình hàn hồ quang (MIG, TIG) được hưởng lợi rất nhiều từ bộ định vị vì hàn ở vị trí phẳng nhanh hơn và ít lỗi hơn. Hàn điểm hiếm khi cần bộ định vị vì súng hàn tự động đưa vào và kẹp; thay vào đó, phôi được giữ trong một giá đỡ dạng thân trắng.
Hút khói: Hàn MIG tạo ra lượng khói nhiều nhất và đòi hỏi hệ thống hút khói mạnh nhất. Hàn TIG tạo ra ít khói hơn nhưng vẫn cần hệ thống hút khói. Hàn điểm hầu như không tạo ra khói (không có hồ quang) nhưng tạo ra tiếng ồn và mảnh vụn do mài mòn điện cực.
Vỏ bảo vệ an toàn: Các quy trình hàn hồ quang yêu cầu màn chắn hàn mờ để ngăn chặn tia lửa hồ quang. Các buồng hàn điểm có thể sử dụng màn chắn ánh sáng hoặc vùng được bảo vệ bằng thảm vì không có hồ quang cần che chắn cho người lao động.
Mô hình lập trình: Chương trình hàn điểm về cơ bản là một danh sách các tọa độ hàn với các thông số cho mỗi điểm. Chương trình hàn hồ quang là các quỹ đạo đường dẫn liên tục với các kiểu đan xen, các chuyển động dẫn vào/dẫn ra và các sự kiện bật/tắt hồ quang. Thời gian lập trình cho mỗi chi tiết thường cao hơn từ 2 đến 5 lần đối với hàn hồ quang so với hàn điểm.
Vật tư tiêu hao: Vật tư tiêu hao cho hàn điểm bao gồm đầu điện cực (có thể thay thế, hàng trăm đến hàng nghìn mối hàn mỗi đầu). Hàn MIG tiêu thụ dây hàn (kg mỗi ca), đầu tiếp xúc, bộ khuếch tán khí và khí bảo vệ. Hàn TIG tiêu thụ điện cực vonfram (tốc độ thấp), dây hàn phụ và khí bảo vệ.
Theo quan sát trong ngành, chi phí vật tư tiêu hao giữa hàn TIG và MIG chênh lệch khoảng 3 đến 5 lần đối với mối hàn có chiều dài tương đương, và sự chênh lệch này sẽ tích lũy trong suốt một năm hoạt động ba ca. Đây là một trong những lý do khiến MIG chiếm ưu thế trong các công việc kết cấu quy mô lớn, ngay cả khi TIG có thể tạo ra mối hàn chất lượng cao về mặt luyện kim.
Quy trình lựa chọn trong thực tế
Trên thực tế, khi các kỹ sư ứng dụng của EVST hỗ trợ người mua lập kế hoạch cho một dây chuyền hàn, cuộc trao đổi thường diễn ra theo trình tự sau:
- Chi tiết đó là gì? Vật liệu, độ dày, loại mối hàn, số lượng mối hàn dự kiến trên mỗi chi tiết.
- Chế độ kiểm tra chất lượng là gì? Chỉ kiểm tra bằng mắt thường, kiểm tra bằng chất thẩm thấu màu, chụp X-quang, siêu âm, mã quy trình hàn.
- Khối lượng sản xuất là bao nhiêu? Số lượng linh kiện mỗi ca, số ca mỗi ngày, số ngày mỗi tuần.
- Mục tiêu thời gian chu kỳ là gì?
- Từ những điều trên, quy trình thu hẹp lại thành một hoặc đôi khi là sự kết hợp của hai phương pháp.
- Sau đó, loại tải trọng sẽ được xác định dựa trên quy trình và việc lựa chọn đèn khò/súng.
- Sau đó, các thành phần của tế bào (bộ định vị, ray dẫn hướng, theo dõi đường nối) được xác định dựa trên hình dạng của tải trọng và chi tiết.
Việc bỏ qua các bước từ 1 đến 4 và bắt đầu ngay từ "robot nào" là lý do phổ biến nhất khiến các tế bào không đạt hiệu suất như mong muốn. Để biết chi tiết về thông số kỹ thuật cấp độ tế bào sau khi quy trình được khóa, hãy xem hướng dẫn trên trang sản phẩm EVST tại đây. lựa chọn cụm robot hàn.
Câu Hỏi Thường Gặp
Một robot có thể thực hiện cả hàn MIG và TIG với bộ thay dao tự động không?
Đúng vậy, nhưng không phổ biến trong sản xuất. Việc phải thay đổi mỏ hàn và định tuyến lại khí/dây hàn thường làm giảm thời gian chu kỳ sản xuất so với lợi ích về tính linh hoạt. Hai robot, mỗi robot một công đoạn, là giải pháp phổ biến hơn khi cần thực hiện cả hai công đoạn với số lượng lớn.
Tại sao hàn điểm lại nhanh hơn hàn MIG về số lượng mối hàn?
Hàn điểm tạo ra mối hàn một điểm duy nhất trong vòng 0.5 đến 2 giây, bao gồm cả chu kỳ kẹp-hàn-thả. Hàn MIG phải di chuyển dọc theo đường hàn với tốc độ giới hạn bởi lượng vật liệu lắng đọng, cộng thêm thời gian mồi hồ quang và lấp đầy miệng hàn. Tính theo từng mối hàn, hàn điểm nhanh hơn; nhưng tính theo chiều dài, hàn MIG là lựa chọn duy nhất.
Những vật liệu nào không thể hàn bằng bất kỳ quy trình nào trong ba quy trình này?
Các kim loại có tính phản ứng cao (magiê có tiết diện dày, berili), gang ở nhiều dạng khác nhau và các tổ hợp kim loại khác nhau với điểm nóng chảy khác nhau thường đòi hỏi các quy trình thay thế (laser, khuấy ma sát, chùm tia điện tử) hoặc các quy trình chuyên biệt nằm ngoài phạm vi hàn MIG/TIG/điểm tiêu chuẩn.
Liệu hàn laser có đang thay thế hàn MIG và TIG?
Hàn laser đang ngày càng phổ biến trong ngành ô tô (đặc biệt là đối với các chi tiết phôi và vỏ pin được gia công theo yêu cầu) và một số công việc gia công thép không gỉ mỏng, nhưng chưa thay thế hoàn toàn hàn MIG hoặc TIG trong công nghiệp nặng. Chi phí đầu tư, dung sai chuẩn bị mối hàn và phạm vi vật liệu vẫn là những hạn chế khiến các quy trình hàn hồ quang vẫn được ưa chuộng trong sản xuất nói chung.
Quá trình chuyển đổi giữa các công đoạn trong một dây chuyền sản xuất đa công đoạn mất bao lâu?
Đối với robot chuyển đổi giữa hàn MIG và hàn điểm, chu kỳ thay dao cộng với việc hiệu chỉnh lại điểm 0 thường mất từ 30 đến 90 giây. Đối với việc chuyển đổi giữa hàn MIG và TIG trên cùng một cụm hàn, việc tải chương trình tham số và thay đổi khí mất từ 1 đến 3 phút. Đây là chi phí thời gian thực tế cần được tính vào mô hình thời gian chu kỳ.
Về tác giả: Nhóm biên tập EVST viết về robot công nghiệp và sản xuất thông minh dành cho các kỹ sư và nhà lãnh đạo vận hành đang đánh giá các dự án tự động hóa. EVST (EVS TECH CO., LTD), được thành lập tại Thành Đô năm 2018, đã thực hiện hơn 600 dự án tự động hóa và xuất khẩu sang hơn 100 quốc gia, đạt chứng nhận tiêu chuẩn ô tô IATF 16949 và các chứng nhận bên thứ ba CE / SGS / TUV cho các dòng sản phẩm QJAR, XR, EVS và EVSD.