Mẹo hàn ngoài vị trí

Chìa khóa thành công

Mặc dù ngành công nghiệp hàn thừa nhận rằng hàn phẳng/ngang, tại vị trí được ưu tiên hơn, nhưng đôi khi hàn ngoài vị trí là cần thiết. Khi bạn đang hàn một chi tiết rất lớn không thể di chuyển hoặc chi tiết gia công được cố định tại chỗ, các lựa chọn duy nhất của bạn có thể là hàn dọc và hàn trên cao.

Hàn ngoài vị trí được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm đóng tàu, ngoài khơi, kết cấu, đường ống và chế tạo nói chung khi việc di chuyển chi tiết là không thực tế.

Sau đây là một số chìa khóa dẫn đến thành công khi hàn lệch vị trí, bao gồm chọn quy trình hàn và kim loại phụ phù hợp cũng như sử dụng các thông số tối ưu cho ứng dụng.

Thách thức, sai lầm phổ biến

Hàn dọc và hàn trên cao vốn đã khó hơn hàn tại chỗ vì bạn đang làm việc chống lại trọng lực. Bể hàn lỏng có xu hướng chảy xệ hoặc nhỏ giọt tự nhiên, khiến cho việc tạo ra các mối hàn chất lượng trở nên khó khăn hơn.

Cách để giải quyết vấn đề nan giải này, ít nhất là với hầu hết các quy trình hàn, là hàn chậm hơn và với các thông số hàn hoặc nhiệt đầu vào thấp hơn, làm giảm tính lưu động của vũng hàn. Tuy nhiên, làm như vậy khiến mức năng suất giảm xuống.

Thợ hàn thường mắc phải những sai lầm này khi hàn lệch vị trí:

• Sử dụng quy trình hàn không tối ưu cho ứng dụng
• Không điều chỉnh được các thông số hàn từ đúng vị trí đến mất vị trí, dẫn đến nhiệt đầu vào cao hơn mức cần thiết
• Giả sử các kỹ thuật và vật tư tiêu hao tương tự mà bạn sử dụng để hàn tại chỗ cũng có tác dụng đối với hàn lệch vị trí

Không phải lúc nào bạn cũng có thể sử dụng các kỹ thuật và thông số giống như khi hàn phẳng và hàn ngang và mong đợi thành công tương tự với hàn lệch vị trí. Ngoài việc hàn chậm hơn và ít nhiệt đầu vào hơn, cũng có thể cần phải thao tác với vũng hàn để tạo ra hạt chấp nhận được. Bạn có thể làm điều này bằng cách sử dụng kỹ thuật dệt với hầu hết các quy trình.

Lựa chọn đúng quy trình

Một số quy trình hàn giúp bạn hàn lệch vị trí dễ dàng hơn, trong khi những quy trình khác có thể khó hơn. Hãy xem xét một số tiêu chí chính để lựa chọn.

Yêu cầu năng suất. Nếu ứng dụng yêu cầu bạn leo lên và xuống giàn giáo chỉ để hoàn thành hai hoặc ba mối hàn nhỏ cùng một lúc, năng suất của quá trình hàn có thể không phải là một yếu tố quan trọng. So sánh các loại ứng dụng đó với các môi trường sản xuất khối lượng lớn, nơi năng suất đóng vai trò quan trọng đối với hoạt động tổng thể. Khi năng suất hàn là quan trọng, hãy tìm một quy trình mang lại kết quả nhanh hơn.

Môi trường. Bạn đang hàn ngoài trời hay trong cửa hàng? Các quy trình được bảo vệ bằng khí thường hoạt động tốt hơn trong nhà, trong khi các quy trình hàn không yêu cầu khí bảo vệ phù hợp hơn với công việc ngoài trời như hàn kết cấu và đường ống.

Cấp độ kỹ năng. Một số quy trình có phạm vi tham số rộng hơn và có thể dễ dàng hơn đối với kỹ thuật và tính nhất quán của thợ hàn và do đó, dễ dàng hơn đối với hàn lệch vị trí. Nó có thể hữu ích cho thợ hàn ít kinh nghiệm hơn để chọn một quy trình giúp tạo ra các mối hàn tốt ngoài vị trí dễ dàng hơn.

Để xác định quy trình nào đáp ứng nhu cầu của một ứng dụng cụ thể, hãy xem xét các ưu điểm và hạn chế của từng ứng dụng.

Hàn hồ quang kim loại được bảo vệ

Do không yêu cầu khí bảo vệ nên hàn hồ quang kim loại có bảo vệ (SMAW) mang lại tính di động và tính linh hoạt tuyệt vời cho các ứng dụng ngoài trời. Nhiều thợ hàn cũng quen thuộc với SMAW và thường có sẵn các thiết bị cần thiết.

Tuy nhiên, vì SMAW là một quy trình chậm hơn nên nó phù hợp nhất cho các ứng dụng nằm ngoài vị trí mà năng suất hàn không quá quan trọng, chẳng hạn như những ứng dụng có ít mối hàn hơn để hoàn thành. Ngoài ra, hãy nhớ rằng có một điểm dừng/bắt đầu tích hợp ở cuối mỗi điện cực khi sử dụng SMAW.

Các điện cực cho quy trình này được phân loại theo khả năng vị trí, vì vậy hãy tìm cách phân loại mọi vị trí cho hàn đứng hoặc hàn trên cao (xem Hình 1 ). Việc chọn điện cực có đường kính nhỏ hơn cho phép bạn sử dụng cường độ dòng điện thấp hơn để giúp kiểm soát nhiệt khi hàn lệch vị trí.

Có thể giảm thiểu những thách thức của SMAW lệch vị trí bằng cách sử dụng cài đặt cường độ dòng điện thấp hơn và điều khiển hồ quang bằng kỹ thuật dệt, giúp làm cho đường hàn rộng hơn và phẳng hơn.

Hàn hồ quang thông lượng

Hai loại quy trình hàn hồ quang lõi thuốc (FCAW) được bảo vệ bằng khí và tự bảo vệ. Với cả hai loại, kim loại phụ được phân loại theo vị trí, vì vậy hãy tìm loại dây được chỉ định cho hàn đứng và hàn trên cao (xem Hình 2 ).

Dây lõi thuốc trợ dung là loại dễ sử dụng nhất để hàn ngoài vị trí vì nó rất dễ thay đổi trong kỹ thuật thợ hàn. Điều này đặc biệt đúng đối với dây có lõi trợ dung được bảo vệ bằng khí.

Do không yêu cầu khí bảo vệ nên dây có lõi thuốc trợ dung tự bảo vệ rất phù hợp cho các ứng dụng ngoài trời như một giải pháp thay thế cho SMAW. Dây này ít di động hơn SMAW vì có thêm bộ cấp dây, nhưng nó mang lại năng suất cao hơn nhiều. Tốc độ lắng đọng cao hơn có nghĩa là nhiều kim loại phụ được lắng đọng vào mối hàn. Ngoài ra, việc dừng và khởi động không được yêu cầu thường xuyên trong quy trình dây so với SMAW.

FCAW được che chắn bằng khí thường là tùy chọn ưa thích cho các ứng dụng ngoài vị trí trong nhà. Nó tạo ra rất ít tia bắn tóe, mang lại tỷ lệ lắng đọng cao và ít yêu cầu làm sạch trước vật liệu hơn so với hàn hồ quang kim loại bằng khí (GMAW).

Các hệ thống xỉ trong các kim loại phụ FCAW ở mọi vị trí cho phép đầu vào nhiệt và tỷ lệ lắng đọng cao hơn nhiều so với các quy trình khác. Có thể tăng gấp đôi tốc độ lắng đọng đối với hàn lệch vị trí bằng FCAW so với GMAW. Ngoài ra, chất lượng hạt tuyệt vời có thể đạt được trong FCAW mà không cần thao tác.

Vì những lý do này, dây FCAW được coi là linh hoạt hơn và dễ sử dụng hơn cho hàn đứng và hàn trên cao ngay cả đối với thợ hàn ít kinh nghiệm.

Các quy trình FCAW rất phù hợp với các ứng dụng yêu cầu hàn nhiều, đặc biệt là hàn lệch vị trí. Trong nhiều ứng dụng, có thể sử dụng các thông số hàn giống nhau cho hàn trong vị trí cũng như hàn ngoài vị trí vì FCAW cho phép cửa sổ tham số rộng. Điều này tiết kiệm thời gian và giúp cải thiện năng suất.

Hàn hồ quang kim loại khí

Quy trình GMAW có hai tùy chọn cho kim loại phụ: dây đặc và dây có lõi kim loại. Những kim loại phụ này không được phân loại dựa trên khả năng vị trí của chúng.

Hàn lệch vị trí với quy trình này phải sử dụng chuyển đổi ngắn mạch hoặc GMAW xung để đạt được đầu vào nhiệt thấp hơn và tạo ra các mối hàn chấp nhận được. Xin lưu ý rằng đầu vào nhiệt thấp hơn sẽ làm giảm năng suất và tỷ lệ lắng đọng của quy trình. Hàn dọc xuống thường được sử dụng để tránh tổn thất năng suất khi hàn dọc lên, nhưng hàn dọc xuống rất dễ bị thiếu nhiệt và không được chấp nhận đối với nhiều ứng dụng.

GMAW lệch vị trí thường yêu cầu bạn dành nhiều thời gian hơn để quay số trong máy và thường yêu cầu kỹ thuật dệt để tạo ra hình thức mối hàn đẹp. Đầu vào nhiệt thấp hơn cần thiết cho GMAW ngoài vị trí cũng có thể dẫn đến thiếu sự nóng chảy trong mối hàn.

Khi so sánh GMAW với FCAW được bảo vệ bằng khí, quy trình lõi trợ dung có năng suất cao hơn và chịu được các thay đổi thông số. GMAW có thể – và thường là – được sử dụng để làm cho các mối hàn lệch khỏi vị trí có thể chấp nhận được. Tuy nhiên, nếu cần phải hàn nhiều thì đây có thể không phải là lựa chọn tốt nhất.

Hàn hồ quang vonfram

Giống như GMAW, hàn hồ quang vonfram khí (GTAW) cũng là một quy trình hàn mọi vị trí; các kim loại phụ không được phân loại dựa trên khả năng vị trí. GTAW ngoài vị trí thành công đòi hỏi phải chú ý đến kỹ thuật và nhiệt lượng.

Nhiệt độ thấp hơn một lần nữa rất quan trọng trong GTAW ngoài vị trí. Kỹ thuật dệt có thể được sử dụng, nhưng nó không quan trọng bằng GMAW hoặc SMAW.

Các nhà chế tạo sẽ không thay đổi quy trình hàn thành GTAW để cải thiện khả năng hàn lệch vị trí, nhưng những người đã sử dụng GTAW có thể sử dụng thành công quy trình cho các mối hàn này.

Chọn đúng quy trình và kim loại phụ

Việc kiểm soát các yếu tố khác nhau trong quá trình hàn lệch vị trí trở nên khó khăn hơn—từ đầu vào nhiệt và tốc độ di chuyển đến thao tác nhóm hàn. Đạt được thành công khi hàn ngoài vị trí là tất cả về việc chọn đúng quy trình cho công việc và biết các thông số và kỹ thuật thích hợp. Và như với bất kỳ ứng dụng hàn nào, việc tiếp tục thực hành luôn giúp đạt được kết quả tốt nhất.