Cách hàn TIG nhôm

Lời khuyên cho mối hàn có tính thẩm mỹ cao

Sản xuất các sản phẩm bằng nhôm có thể giúp kéo dài tuổi thọ của các bộ phận, giảm trọng lượng và mang lại tính toàn vẹn cao hơn ở nhiệt độ lạnh, làm cho vật liệu này rất phù hợp cho các ứng dụng như sản xuất xe tải và xe moóc, đường ống đông lạnh và các bộ phận của thuyền.

Tuy nhiên, hàn nhôm có một số thách thức, từ việc kiểm soát nhiệt đầu vào đến xử lý lớp oxit. Hàn hồ quang vonfram khí (GTAW) theo truyền thống được coi là quy trình phù hợp để hàn nhôm vì tính toàn vẹn của mối hàn cao và vẻ ngoài thẩm mỹ mà quy trình mang lại.

Để đạt được mối hàn chất lượng cao và có được vẻ ngoài như các đồng xu xếp chồng lên nhau khi hàn nhôm bằng GTAW cần có kỹ năng và thực hành. Việc tuân theo một số phương pháp hay nhất chính cũng rất hữu ích.

Vượt qua những thách thức về nhôm với GTAW

Mặc dù GTAW là một quy trình chậm và thường không được sử dụng trong sản xuất năng suất cao, nhưng nó thường là một lựa chọn tốt trong các ứng dụng hàn nhôm, nơi năng suất không quan trọng bằng chất lượng và hình thức.

Trong quá trình hàn nhôm với quy trình hàn hồ quang kim loại khí (GMAW), kim loại phụ được đưa vào vũng hàn ngay khi thợ hàn bóp cò súng. Những “khởi đầu nguội lạnh” này có thể dẫn đến thiếu sự hợp nhất và không đủ thâm nhập.

Với GTAW, bạn kiểm soát thời điểm thêm kim loại phụ và có thể thiết lập vũng nước cũng như đảm bảo độ xuyên thấu thích hợp trước khi thêm kim loại phụ. Hãy nhớ rằng việc có nhiều quyền kiểm soát hơn đối với biến này sẽ bổ sung thêm một lớp độ phức tạp và kỹ năng của người vận hành so với các quy trình khác như GMAW.

Đầu vào nhiệt thích hợp là một yếu tố quan trọng trong việc hàn nhôm thành công với GTAW. Vì nhôm dẫn nhiệt nên nhiệt của vũng hàn có thể bị rút đi nhanh chóng. Đặc điểm này đòi hỏi phải đưa vào rất nhiều nhiệt để thiết lập vũng hàn. Tuy nhiên, lượng nhiệt này phải được kiểm soát để tránh hiện tượng đọng thành vũng hoặc cháy.

Nhiệt trong hàn là một chức năng của cường độ dòng điện và điện áp, có nghĩa là điện áp hồ quang càng cao thì càng có nhiều năng lượng đi vào bộ phận. Mặc dù hàn với hồ quang dài hơn làm tăng điện áp hồ quang, do đó tạo ra nhiều nhiệt hơn, nhưng nó cũng làm nóng một vùng vật liệu lớn hơn nhiều. Điều này có thể gây ra một vũng nước chảy nhanh chóng. Để tránh điều này, hãy sử dụng chiều dài hồ quang ngắn hơn để giúp định vị nhiệt ở một khu vực nhỏ.

Ngoài việc kiểm soát nhiệt đúng cách, hãy xem xét các mẹo này để tối ưu hóa kết quả khi hàn nhôm bằng GTAW.

Sử dụng đúng cực

Nhiều người vận hành, đặc biệt là những người mới hàn nhôm, có thể không nhận ra rằng vật liệu tạo ra một lớp oxit. Quá trình oxy hóa trên nhôm có xu hướng có màu bạc xỉn và khó nhìn thấy hơn quá trình oxy hóa màu đỏ hoặc rỉ sét trên thép. Ngoài ra, nhiệt độ nóng chảy của oxit nhôm cao gấp ba lần nhiệt độ nóng chảy của vật liệu cơ bản.

Việc làm sạch lớp oxit bằng bàn chải sắt chuyên dụng bằng thép không gỉ hoặc máy cắt cacbua trước khi hàn là rất quan trọng. Tuy nhiên, ngay cả khi được làm sạch đúng cách, lớp oxit bắt đầu hình thành lại ngay lập tức, điều này có thể cản trở tầm nhìn của bạn về vũng hàn.

Điều này khiến cho việc sử dụng phân cực dòng điện xoay chiều (AC) với quy trình GTAW trên nhôm trở nên quan trọng. Với AC, hướng của dòng điện liên tục thay đổi trong suốt mối hàn. Phân cực AC cung cấp hoạt động làm sạch giúp loại bỏ lớp oxit trên nhôm, cho phép bạn nhìn thấy vũng hàn nóng chảy.

Điều chỉnh Kiểm soát Cân bằng

Một bước khác góp phần tạo ra mối hàn nhôm tốt là thiết lập kiểm soát cân bằng phù hợp. Khi bạn hàn ở cực AC, mối hàn có chu trình điện cực âm (EN) và phần điện cực dương (EP) của chu trình. EN thường được coi là phía hàn của dạng sóng AC, trong khi EP là nơi xảy ra quá trình làm sạch hoặc loại bỏ oxit. Trên thiết bị hàn hiện đại, tính năng kiểm soát cân bằng cho phép bạn điều chỉnh tỷ lệ giữa hai loại để đáp ứng với những gì bạn nhìn thấy trong vũng hàn.

Mặc dù các thiết bị cũ hơn có tỷ lệ EN và EP thực sự cân bằng 50-50, nhiều nguồn điện GTAW hiện đại có kiểm soát cân bằng đặt trước tại nhà máy từ 75% EN đến 25% EP. Nếu các vệt đen nhỏ xuất hiện trong vũng hàn trong quá trình hàn—thường được gọi là “tiêu”—điều khiển cân bằng của bạn không được điều chỉnh đúng cách. Giảm điều khiển cân bằng xuống để có ít EN hơn và nhiều EP hơn giúp loại bỏ nhiều oxit hơn trong quá trình hàn và sẽ giảm tiêu.

Việc giảm EN để cung cấp thêm hành động làm sạch có thể cần thiết khi bạn đang hàn vật liệu đang được sử dụng hoặc tiếp xúc với các nguyên tố và do đó, có lớp oxit dày không được loại bỏ hoàn toàn trong quá trình chuẩn bị vật liệu. Nhưng hãy lưu ý rằng việc sử dụng cài đặt cân bằng thấp hơn (nhiều EP hơn) sẽ đặt phần lớn nhiệt lên vonfram và có thể khiến đầu vonfram bị bóng trở lại, điều này ảnh hưởng đến khả năng kiểm soát hướng hồ quang và vị trí của mối hàn.

Điều chỉnh kiểm soát cân bằng không thay thế nhu cầu chuẩn bị và làm sạch vật liệu thích hợp khi hàn nhôm.

Đặt tần số đầu ra AC

Một yếu tố khác làm cho vị trí mối hàn dễ dàng hơn là tần số đầu ra AC. Điều này cũng có thể được cài đặt và điều chỉnh trên các nguồn điện hàn hiện đại. Không nên nhầm lẫn tần số đầu ra AC với khởi động hồ quang tần số cao, tần số này chỉ phát huy tác dụng đối với khởi động hồ quang.

Tần số đầu ra tham chiếu số lần mỗi giây nguồn điện chuyển cực. Các nguồn điện GTAW cũ hơn là 60 hertz, được xác định bởi nguồn điện đầu vào, nhưng thiết bị hiện đại có cài đặt sẵn tại nhà máy là tần số đầu ra 120 Hz. Tần số đầu ra AC càng cao thì hồ quang càng ổn định. Điều này dẫn đến cột hồ quang chặt hơn, hẹp hơn, cung cấp khả năng kiểm soát hướng nhiều hơn, cho phép bạn hàn dễ dàng hơn trong không gian chật hẹp và hàn chính xác mà không có hồ quang đi lang thang.

Việc giảm tần số đầu ra AC xuống 80 hoặc 90 Hz sẽ cung cấp hình nón hồ quang rộng hơn, điều này có thể hữu ích khi hàn mối nối góc bên ngoài.

Sử dụng tần số đầu ra từ 150 đến 250 Hz trên các vật liệu mỏng yêu cầu vị trí mối hàn chính xác để tránh làm nóng một khu vực rộng lớn hoặc cháy xuyên qua. Để hàn các vật liệu dày, tần số AC thấp từ 80 đến 120 Hz thường rất phù hợp với các vật liệu dày hơn 3⁄8 inch và sẽ giúp bạn đạt được biên dạng mép hàn rộng hơn.

Sử dụng cường độ dòng điện phù hợp

Trong GTAW, cường độ dòng điện được điều khiển bằng bàn đạp chân hoặc điều khiển bằng đầu ngón tay, nhưng tốt nhất bạn nên đặt cường độ dòng điện tối đa phù hợp trên thiết bị. Quy tắc ngón tay cái cho GTAW nhôm là sử dụng 1 amp cho mỗi phần nghìn (0,001) độ dày vật liệu. Nói cách khác, hàn vật liệu cơ bản dày 1⁄8 inch (0,125) sẽ cần khoảng 125 ampe.

Khi vật liệu cơ bản dày hơn ¼ inch, quy tắc ngón tay cái bắt đầu sai lệch và không cần cường độ dòng điện lớn như vậy. Ví dụ: bạn có thể hàn 3⁄8-in. vật liệu với nguồn điện 280-amp.

Hình học khớp cũng có thể ảnh hưởng đến cường độ dòng điện cần thiết. Khi bạn hàn mối nối chữ T, nhiệt có thể truyền theo ba hướng, so với hàn mối nối đối đầu, nơi nhiệt chỉ có thể truyền theo hai hướng. Điều này có nghĩa là khớp chữ T cần nhiều nhiệt hơn.

Đặt cường độ dòng điện AC một cách độc lập

Một số nguồn điện hàn hiện đại cho phép bạn thiết lập cường độ dòng điện AC một cách độc lập, giúp đạt được độ xuyên sâu và năng suất cao hơn.

Với tính năng này, bạn có thể tăng cường độ dòng điện trong phần EN của chu kỳ để tăng độ ngấu trong mối hàn, vì cường độ dòng điện lớn hơn thường tương quan với độ ngấu nhiều hơn.

Tính năng này thường được sử dụng trong các ứng dụng có cường độ dòng điện cao hơn, có thể chỉ cần 200 ampe cho chu trình EP để đạt được khả năng làm sạch oxit cần thiết, nhưng bạn có thể muốn 300 ampe cho chu trình EN để đạt được độ xuyên sâu hơn. Đặt cường độ dòng điện AC một cách độc lập cũng có thể tránh nhu cầu tăng kích thước vonfram, vì phần lớn nhiệt lượng được đưa vào vonfram trong phần EP của chu trình. Nguồn điện với công nghệ phù hợp cho phép bạn điều chỉnh độc lập từng cường độ dòng điện để đạt được kết quả mong muốn.

Kiểm soát cân bằng và cường độ dòng điện xoay chiều độc lập nghe có vẻ giống nhau, nhưng chúng kiểm soát hai khía cạnh khác nhau. Điều chỉnh kiểm soát cân bằng ảnh hưởng đến mức độ làm sạch oxit, trong khi điều chỉnh cường độ dòng điện AC có thể mang lại khả năng thâm nhập nhiều hơn trong khi vẫn duy trì hình học vonfram.

Thêm kim loại phụ cho giao diện xếp chồng lên nhau

Thêm nhiều kim loại phụ hơn là một kỹ thuật bạn có thể sử dụng để đạt được giao diện xếp chồng lên nhau khi hàn nhôm bằng GTAW.

Bởi vì kim loại phụ là chất rắn được tiêu thụ thành chất lỏng nóng chảy, nên nó cần năng lượng để thay đổi trạng thái vật chất giống như cho đá viên vào ly nước nóng. Các khối băng tan chảy nhưng cũng làm mát chất lỏng.

Ý tưởng tương tự áp dụng cho việc thêm kim loại phụ trong GTAW. Việc thêm nhiều thanh phụ hơn sẽ tạo ra hiệu ứng làm mát ở mặt sau của vũng hàn giúp tạo ra hình dạng các ô xếp chồng lên nhau của mối hàn hoàn thiện. Việc thêm nhiều kim loại độn hơn với mỗi lần nhúng sẽ tạo ra vẻ ngoài rõ ràng hơn, trong khi việc thêm ít kim loại điền đầy hơn với mỗi lần nhúng sẽ tạo ra mối hàn có bề ngoài khá nhẵn.

Mặc dù không cần thiết nhưng một số người vận hành cũng sử dụng bàn đạp chân để thay đổi cường độ dòng điện nhằm giúp đạt được giao diện đồng xu xếp chồng lên nhau. Các thợ hàn khác nhau sử dụng các kỹ thuật khác nhau nhưng có thể đạt được kết quả tương tự.

Ưu tiên an toàn

Mặc dù GTAW theo truyền thống là một quy trình hàn sạch sẽ không bắn tóe, điều quan trọng vẫn là phải đeo thiết bị bảo hộ cá nhân phù hợp, bao gồm kính an toàn, áo khoác hàn, găng tay và mũ hàn. Vì nhôm có tính phản xạ cao và cần nhiều năng lượng để hàn nên cường độ hồ quang của GTAW có thể gây cháy nắng cho vùng da hở.

Bởi vì việc nhìn rõ hồ quang khi hàn nhôm là rất quan trọng, hãy xem xét công nghệ mũ bảo hiểm mới giúp cải thiện khả năng hiển thị và độ rõ nét của vũng hàn. Công nghệ có sẵn trên một số mũ bảo hiểm tự động làm tối cho phép nhiều màu sắc hơn đi qua ống kính để bạn có thể thấy độ tương phản cao hơn giữa các vật thể trong khu vực xem. Điều này có thể giúp bạn đạt được kết quả tốt hơn đồng thời giảm căng thẳng và mệt mỏi cho mắt.

Thông tin liên hệ tư vấn

Để biết thêm thông tin chi tiết và có giá tốt nhất, vui lòng liên hệ chúng tôi:

CÔNG TY CỔ PHẦN DIMEC

Hotline: 0966.92.0404

Email: info@dimec.vn

Website: dimec.vn

Trụ sở chính: Số 285 Phúc Lợi, P. Phúc Lợi, Q. Long Biên, TP. Hà Nội

CN Đà Nẵng: Lô 11, Khu A4, đường Nguyễn Sinh Sắc, P. Hòa Minh, Q. Liên Chiểu, TP. Đà Nẵng

CN Hồ Chí Minh: Số 84 đường 10, KĐT Vạn Phúc, P. Hiệp Bình Phước, TP. Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh