Hướng dẫn hàn: Cách chọn vật liệu, máy móc, kim loại phụ và thông số hàn

Hàn là một quy trình sản xuất chính xác và thiết yếu được ứng dụng rộng rãi trong chế tạo kết cấu, bảo trì thiết bị và sản xuất công nghiệp. Đánh giá trước mối hàn được tiêu chuẩn hóa, thiết lập thông số, kỹ thuật vận hành và kiểm soát chất lượng là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất hàn ổn định, độ bền mối nối đáng tin cậy và chất lượng hoàn thiện ổn định.

I. Đánh giá trước khi hàn Ba thông số cơ bản phải được xác định trước khi hàn:

1. Vật liệu cơ bản

Thép carbon: khả năng hàn tốt, phù hợp với hầu hết các quy trình thông thường

Thép không gỉ: yêu cầu đầu vào nhiệt được kiểm soát, nên dùng điện cực TIG hoặc thép không gỉ để ngăn chặn sự ăn mòn giữa các hạt

Nhôm và hợp kim: màng oxit chịu nhiệt và dẫn nhiệt cao cần AC TIG hoặc dây nhôm chuyên dụng

Gang: khả năng hàn kém, cần gia nhiệt trước (200~400°C), làm nguội chậm và điện cực gốc niken

2. Độ dày vật liệu

1 mm: nguy cơ cháy nổ, khuyến nghị sử dụng TIG hoặc MIG dòng điện thấp

1~6 mm: SMAW hoặc MIG đều áp dụng được

≥6 mm: cần làm nóng trước, kỹ thuật nhiều lượt

3. Vị trí hàn

Bằng phẳng: độ khó thấp nhất

Ngang, dọc, trên cao: độ khó tăng dần, dòng điện giảm 10%~20% từ vị trí bằng phẳng

II. Lựa chọn máy hàn

Lưu ý lựa chọn:

Máy biến tần được ưa chuộng hơn các loại máy biến áp thông thường vì hiệu quả năng lượng và tính di động

Dòng điện định mức không cần phải tăng tối đa; phạm vi hoạt động thực tế thường ở quy mô trung bình

Máy có chức năng khởi động nóng và lực hồ quang giúp giảm độ khó va chạm và dính điện cực

III. Lựa chọn vật liệu phụ

Yêu cầu quá trình quan trọng:

Các điện cực phải được sấy khô trước khi sử dụng: J422 ở 150°C trong 1 giờ; điện cực thép không gỉ ở 250°C trong 2 giờ để loại bỏ độ ẩm và ngăn chặn độ xốp của hydro

Độ tinh khiết CO₂ đối với MIG phải ≥99,5%; khí hỗn hợp (80% Ar + 20% CO₂) cải thiện hình dạng hạt

IV. Tham khảo dòng điện hàn

Công thức thực nghiệm SMAW:

I (A) = Đường kính điện cực (mm) × 30~40

Φ2,5 mm → 75 ~ 100 A

Φ3,2 mm → 96 ~ 128 A

Φ4,0 mm → 120~160 A

Giá trị tham chiếu MIG:

I (A) = Độ dày tấm (mm) × 30~50

1 mm → 30 ~ 50 A

3mm → 90~150A

6mm → 180~300A

Tiêu chuẩn chẩn đoán:

Dòng điện quá mức: cháy xém và cắt xén

Dòng điện không đủ: thiếu độ xuyên thấu, bám xỉ, dính điện cực

Dấu vết xuyên qua mặt sau của mẫu thử và mặt cắt hạt phía trước phải được sử dụng làm tham chiếu điều chỉnh cuối cùng

V. Tiêu chuẩn chất lượng mối hàn

Một mối hàn đủ tiêu chuẩn phải đáp ứng ba yêu cầu cơ bản:

Độ sâu thâm nhập đủ: tối thiểu 1/3 độ dày vật liệu nền trên mặt cắt ngang

Không có độ xốp hoặc tạp chất xỉ: không có lỗ rỗng tổ ong hoặc tạp chất sẫm màu trên bề mặt hoặc bên trong

Không có vết nứt: không có vết nứt dọc hoặc ngang khi làm mát; thử nghiệm khai thác có thể được sử dụng để kiểm tra sơ bộ

VI. Kỹ thuật vận hành theo quy trình

SMAW

Nổi bật: khởi động bằng đầu hoặc chạm vào; tránh tiếp xúc kéo dài gây dính điện cực

Góc điện cực: 70°~80° so với bề mặt phôi, nghiêng theo hướng di chuyển

Kiểu dệt: đường thẳng cho tấm mỏng; ngoằn ngoèo cho độ dày vừa phải; hình lưỡi liềm cho các tấm dày có rãnh; chiều rộng dao động 3× đường kính điện cực

Chiều dài hồ quang: xấp xỉ bằng đường kính điện cực; Chiều dài quá mức làm tăng sự bắn tung tóe, chiều dài không đủ gây ra dính

MIG/MAG

Phần nhô ra: đường kính dây khoảng 10× (Φ0,8 mm → 8~10 mm)

Góc mỏ hàn: vuông góc hoặc góc kéo nhẹ (5°~15°), kỹ thuật đẩy

Lưu lượng khí: 15~20 L/phút; khu vực hàn phải được che chắn khỏi gió lùa qua

TIG

Đầu điện cực vonfram: nối đất thành hình nón 30°~45°, tập trung vào đường nối

Chiều dài vòng cung: 2 ~ 4 mm

Nạp que hàn: nhúng vào mép trước của bể hàn, tránh xâm nhập trực tiếp vào cột hồ quang

Hàn nhôm: Yêu cầu chế độ AC, dòng điện tăng 20%~30%

VII. Yêu cầu an toàn

Hàn là một hoạt động ngọn lửa mở. Các biện pháp kiểm soát sau đây phải được thực thi:

Bảo vệ mắt: mũ bảo hiểm tự động tối màu với bóng tối thiểu số 11 để tránh bỏng hồ quang đến giác mạc

Bảo vệ hô hấp: vật liệu thép không gỉ và mạ kẽm tạo ra khói độc; đeo mặt nạ phòng độc thích hợp hoặc sử dụng máy hút khói, duy trì vị trí ở hướng gió

Phòng chống cháy nổ: nhiệt độ hồ quang vượt quá 3000°C; vật liệu dễ cháy phải được dọn sạch trong bán kính 2 m; bình chữa cháy phải có thể tiếp cận được

VIII. Các khuyết tật hàn thường gặp và biện pháp khắc phục

IX. Quy trình sau hàn

Khử xỉ: loại bỏ chất trợ dung bằng búa sứt mẻ, làm sạch cặn bằng bàn chải sắt

Kiểm tra trực quan: xác minh toàn bộ hạt không có khuyết tật nhìn thấy được

Chống rỉ sét: các bộ phận bằng thép cacbon phải được phủ sơn hoặc dầu chống ăn mòn ngay sau khi nguội