Mẹo cho mối hàn có tính thẩm mỹ
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 kéo, đường ống đông lạnh và các thành phần tàu 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 tiên tiến để hàn nhôm vì tính toàn vẹn của mối hàn và hình thức thẩm mỹ cao mà quy trình mang lại.
Đạt được mối hàn chất lượng cao và có được vẻ ngoài đáng mơ ước được xếp chồng lên nhau khi hàn nhôm với GTAW cần phải có kỹ năng và thực hành. Việc làm theo một số phương pháp hay nhất chính cũng rất hữu ích.
Vượt qua thách thức nhôm với GTAW
Mặc dù GTAW là một quy trình chậm và thường không được sử dụng trong sản xuất công suất lớn, 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 bằng quy trình hàn hồ quang kim loại khí (GMAW), kim loại phụ được đưa vào vũng nước ngay khi thợ hàn bóp cò súng. Những “khởi đầu lạnh” này có thể dẫn đến thiếu sự kết hợp và không đủ độ thâm nhập.
Với GTAW, bạn kiểm soát khi nào kim loại phụ được thêm vào và có thể thiết lập vũng nước và đảm bảo độ thâm nhập thích hợp trước khi thêm kim loại phụ. Hãy nhớ rằng việc kiểm soát nhiều hơn đối với biến này sẽ tăng thêm một lớp phức tạp và kỹ năng của người vận hành so với các quy trình khác như GMAW.
Nhiệt đầu vào thích hợp là một yếu tố quan trọng để hàn thành công nhôm với GTAW. Vì nhôm rất dẫn điện nên nhiệt của vũng hàn có thể bị kéo đi nhanh chóng. Đặc tính này đòi hỏi phải đưa vào rất nhiều nhiệt để thiết lập vũng hàn. Tuy nhiên, nhiệt này phải được kiểm soát để tránh tạo thành vũng nước chảy hoặc cháy qua.
Nhiệt trong hàn là một hàm của cường độ dòng điện và hiệu điện thế, có nghĩa là điện áp hồ quang càng cao thì điện năng đi vào bộ phận càng nhiều. Mặc dù hàn với hồ quang dài hơn làm tăng điện áp hồ quang, do đó tạo ra nhiều nhiệt hơn, nó cũng làm nóng một diện tích lớn hơn nhiều của vật liệu. Điều này có thể gây ra một vũng nước bỏ chạy và phát triển nhanh chóng. Để ngăn chặn điều này, hãy sử dụng chiều dài hồ quang ngắn hơn để giúp khoanh vùng nhiệt cho 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 với GTAW.
Sử dụng đúng phân cực
Nhiều người vận hành, đặc biệt là những người mới làm quen với 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 so với quá trình oxy hóa màu đỏ, hoặc rỉ sét, trên thép. Ngoài ra, nhiệt độ nóng chảy của nhôm oxit gấp khoảng ba lần nhiệt độ nóng chảy của vật liệu cơ bản.

Làm sạch lớp oxit bằng bàn chải thép không gỉ chuyên dụng hoặc máy cắt cacbua trước khi hàn là rất quan trọng. Tuy nhiên, ngay cả khi làm sạch đúng cách, lớp oxit bắt đầu hình thành lại ngay lập tức, điều này có thể che khuất tầm nhìn của bạn về vũng hàn.
Điều này làm cho việc sử dụng cực tính của dòng điện xoay chiều (AC) với quy trình GTAW trên nhôm là rất quan trọng. Với AC, hướng của dòng điện liên tục thay đổi trong suốt mối hàn. Phân cực AC cung cấp một hành 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 nên mối hàn nhôm tốt là thiết lập điều khiển cân bằng thích hợp. Khi bạn hàn ở cực AC, mối hàn có chu kỳ âm điện cực (EN) và một phần dương điện cực (EP) của chu kỳ. EN thường được coi là mặt hàn của dạng sóng AC, trong khi EP là nơi xảy ra quá trình làm sạch hoặc loại bỏ oxit. Trên các thiết bị hàn hiện đại, tính năng kiểm soát cân bằng cho phép bạn điều chỉnh tỷ lệ giữa hai thứ để phản ứng với những gì bạn nhìn thấy trong vũng hàn.
Trong khi thiết bị cũ có tỷ lệ EN và EP thực sự cân bằng 50-50, nhiều nguồn điện GTAW hiện đại có khả năng kiểm soát cân bằng đặt trước của nhà máy từ 75 phần trăm EN đến 25 phần trăm EP. Nếu các đốm đen nhỏ xuất hiện trong vũng nước trong quá trình hàn — thường được gọi là “peppering” —điều khiển cân bằng của bạn không được điều chỉnh đúng cách. Chuyển 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 hiện tượng peppering.
Việc giảm EN xuống để cung cấp thêm hành động làm sạch có thể cần thiết khi bạn đang hàn vật liệu đang sử dụng hoặc tiếp xúc với các phần tử và do đó, có một lớp oxit dày không được loại bỏ hoàn toàn trong quá trình chuẩn bị vật liệu. Nhưng 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 bóng lại, điều này ảnh hưởng đến khả năng kiểm soát hướng hồ quang và vị trí của mối hàn.
Việc điều chỉnh kiểm soát cân bằng không thay thế việc cần thiết phải chuẩn bị và làm sạch vật liệu thích hợp khi hàn nhôm.
Đặt tần số đầu ra AC
Một yếu tố khác làm cho việc đặt mối hàn dễ dàng hơn là tần số đầu ra AC. Điều này cũng có thể được thiết lập 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 khi khởi động hồ quang.
Tần số đầu ra tham chiếu số lần mỗi giây nguồn điện chuyển đổi cực tính. Các nguồn GTAW cũ hơn là 60 hertz, được xác định bởi công suất đầu vào, nhưng thiết bị hiện đại có tần số đầu ra 120 Hz được cài đặt sẵn tại nhà máy. Tần số đầu ra AC càng cao, 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 lang thang.
Giảm tần số đầu ra AC xuống 80 hoặc 90 Hz cung cấp hình nón hồ quang rộng hơn, 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 lớn hoặc cháy xuyên qua. Để hàn các vật liệu dày, tần số AC thấp từ 80 đến 120 Hz thường rất phù hợp cho các vật liệu 3⁄8 inch và dày hơn và sẽ giúp bạn đạt được hình dạng hạt hàn rộng hơn.

Sử dụng cường độ dòng điện thích 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 chung cho GTAW nhôm là sử dụng 1 amp cho mỗi phần nghìn (0,001) độ dày vật liệu. Nói cách khác, hàn một vật liệu cơ bản dày 1⁄8 in (0,125) sẽ cần khoảng 125 ampe.
Khi vật liệu cơ bản dày hơn ¼ in, quy tắc ngón tay cái bắt đầu sai lệch và không cần nhiều cường độ dòng điện. Ví dụ, bạn có thể hàn 3⁄8-in. vật liệu với nguồn điện 280-amp.
Hình dạng chung 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 khi 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 độc lập
Một số nguồn điện hàn hiện đại cho phép bạn đặt cường độ dòng điện AC một cách độc lập, giúp đạt được độ thâm nhập và năng suất cao hơn.
Với tính năng này, bạn có thể tăng cường độ dòng điện trong phần EN của chu kỳ để thúc đẩy sự thâm nhập lớn hơn trong mối hàn, vì nhiều cường độ dòng điện hơn thường tương quan với sự thâm nhập nhiều hơn.
Tính năng này thường được sử dụng trong các ứng dụng cường độ dòng điện cao hơn có thể chỉ cần 200 ampe cho chu kỳ EP để đạt được độ làm sạch ôxít cần thiết, nhưng bạn có thể muốn 300 ampe cho chu kỳ EN để đạt được mức thâm nhập nhiều hơn. Đặt cường độ dòng điện xoay chiều một cách độc lập cũng có thể ngăn chặn nhu cầu tăng kích thước vonfram, vì hầu hết nhiệt được đưa vào vonfram trong phần EP của chu kỳ. Nguồn điện với công nghệ phù hợp cho phép bạn điều chỉnh từng cường độ dòng điện một cách độc lập để đạt được kết quả mong muốn.
Điều khiển cân bằng và cường độ dòng điện xoay chiều độc lập nghe có vẻ giống nhau, nhưng chúng điều khiển 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 cung cấp khả năng thâm nhập nhiều hơn trong khi vẫn duy trì hình học vonfram.
Thêm kim loại Filler cho Giao diện xếp chồng lên nhau
Thêm nhiều kim loại phụ là một kỹ thuật bạn có thể sử dụng để đạt được vẻ ngoài xếp chồng lên nhau khi hàn nhôm với GTAW.
Bởi vì kim loại độn là một chất rắn được tiêu thụ thành chất lỏng nóng chảy, nó cần năng lượng để thay đổi trạng thái vật liệu — giống như đặt các viên đá vào một cốc nước nóng. Các viên đá tan chảy nhưng cũng làm lạnh chất lỏng.
Ý tưởng tương tự cũng áp dụng cho việc thêm kim loại phụ trong GTAW. Thêm nhiều thanh phụ hơn gây ra hiệu ứng làm mát ở mặt sau của vũng hàn, giúp tạo ra hình dạng chồng lên nhau của mối hàn hoàn thiện. Thêm nhiều kim loại độn hơn với mỗi lần bôi sẽ tạo ra vẻ ngoài rõ ràng hơn, trong khi thêm ít kim loại độn hơn với mỗi lần bôi sẽ tạo ra mối hàn có bề ngoài khá mịn.
Mặc dù không cần thiết, một số người vận hành cũng sử dụng bàn đạp chân để thay đổi cường độ dòng điện để giúp đạt được vẻ ngoài của các dimes 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.
Đặt an toàn thành ưu tiên
Mặc dù GTAW theo truyền thống là một quy trình hàn sạch không có tia lửa bắn ra, nhưng điều quan trọng vẫn là phải mang thiết bị bảo hộ cá nhân thích hợp, bao gồm kính bảo hộ, áo khoác hàn, găng tay và mũ bảo hiểm hàn. Vì nhôm có tính phản xạ cao và cần một lượng lớn năng lượng để hàn, cường độ hồ quang của GTAW có thể gây cháy nắng cho vùng da tiếp xúc.
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 tầm nhìn và độ trong của vũng hàn. Công nghệ có sẵn trên một số mũ bảo hiểm tự động nhận diện cho phép nhiều màu sắc đi qua ống kính hơn để bạn có thể thấy nhiều độ tương phản hơn giữa các vật thể trong khu vực quan sát. Điều này có thể giúp bạn đạt được kết quả tốt hơn đồng thời giảm căng thẳng và mệt mỏi cho mắt.
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