Hàn nhôm khá phổ biến trong ngành sản xuất và hàng không vũ trụ nhờ các đặc tính cơ học độc đáo của nó. Nhôm nhẹ, bền và khá chống ăn mòn, khiến nó trở thành lựa chọn hấp dẫn cho một số ứng dụng so với các kim loại khác.
Tuy nhiên, hàn nhôm phải đối mặt với một loạt các thách thức độc đáo để đạt được kết quả thành công và không có khuyết tật.
Phụ lục bài viết
Những thách thức trong hàn nhôm
Hàn nhôm là một quá trình phức tạp đòi hỏi kiến thức, kỹ năng và kinh nghiệm. Hiểu biết về các quy trình hàn khác nhau phù hợp với nhôm và những thách thức cũng như giải pháp thay thế liên quan đến các phương pháp đó là tối quan trọng để đạt được mối hàn thành công.
Quá trình oxy hóa
Nhôm bị oxy hóa nhanh khi tiếp xúc với không khí, tạo thành lớp oxit mỏng có nhiệt độ nóng chảy cao hơn (2072 C°) so với nhôm (660 C°). Hàn qua lớp rào cản này có thể làm cháy lỗ trên phôi.
Lớp oxit có thể được hòa tan bằng dung môi hoặc axit trước khi hàn phôi. Có thể loại bỏ lớp oxit này bằng phương pháp vật lý thông qua các kỹ thuật mài mòn cơ học thông qua bàn chải thép không gỉ chuyên dụng hoặc phun cát.
Độ xốp
Nhôm ở trạng thái nóng chảy hấp thụ một lượng lớn hydro, dẫn đến hình thành các lỗ rỗng hoặc bong bóng nhỏ trong kim loại hàn. Điều này làm suy yếu tính toàn vẹn về mặt cấu trúc của kim loại, khiến kim loại dễ bị hỏng do áp suất và ứng suất.
Độ xốp được giảm thiểu bằng cách sử dụng vật liệu và thiết bị sạch, loại bỏ dầu mỡ khỏi bề mặt kim loại và sử dụng khí bảo vệ để hạn chế ô nhiễm.
Tạp chất
Dầu, bụi bẩn, không khí và mảnh vụn có thể tác động tiêu cực đến vùng hàn, ảnh hưởng đến độ bền và hình thức của phôi. Những tạp chất này có thể đến từ nhiều nguồn, chẳng hạn như môi trường, thiết bị, quá trình chuẩn bị và lưu trữ. Sự đổi màu, hạt, ăn mòn và oxy hóa thể hiện dấu hiệu của tạp chất trong mối hàn.
Bảo quản đúng cách, bảo dưỡng thiết bị và chuẩn bị kim loại là các bước cần thực hiện để tránh tạp chất.
Độ dày
Làm việc với nhôm thường liên quan đến việc hàn các vật liệu có độ dày khác nhau. Hàn qua sự kết hợp của vật liệu mỏng và dày cùng lúc có thể rất khó khăn. Nhiệt tác dụng lên phôi có thể làm tan chảy vật liệu mỏng hoặc không thấm đủ vào vật liệu dày để tạo ra mối hàn chắc chắn.
Hiểu biết sâu sắc về các loại nhôm, phương pháp hàn và kỹ thuật hàn là chìa khóa thành công trong việc hàn hiệu quả các độ dày tấm nhôm khác nhau. Thợ hàn có thể hàn hiệu quả các kim loại này bằng cách thiết lập các thông số như cường độ dòng điện và nhiệt đầu vào ở mức tối ưu.
Nứt nóng
Mức ứng suất nhiệt cao có thể dẫn đến nứt nóng hoặc nứt đông đặc trong mối hàn nhôm. Đây là một trong những lý do tại sao nhôm từng được coi là không phù hợp để hàn hồ quang.
Kết hợp nhiều nguyên tố hợp kim khác nhau và xử lý hợp kim nhôm có thể cải thiện đáng kể các tính chất cơ học của nó. Các loại hợp kim nhôm cấp (Al-Cu) 2xxx và (Al-Zn) 7xxx là các hợp kim nhôm có thể xử lý nhiệt.
Độ dẫn nhiệt
Độ dẫn nhiệt cao của nhôm khiến việc xuyên qua mối hàn thành công trở nên khó khăn vì nó hấp thụ và tản nhiệt nhanh.
Điều chỉnh cài đặt trên thiết bị hàn thành đầu vào nhiệt cao hơn sẽ cải thiện khả năng xuyên qua.
Phương pháp hàn nhôm
Có nhiều quy trình hàn được sử dụng cho nhôm, mỗi quy trình đều có điểm mạnh và điểm yếu riêng. Thợ hàn thường chọn hàn TIG và MIG, tuy nhiên các phương pháp khác có thể thay thế để có kết quả mong muốn, độc đáo.
Các yếu tố cần cân nhắc khi chọn loại phương pháp hàn là nguồn cung, chi phí (thiết bị, vật liệu hàn, vật tư tiêu hao khác), hiệu suất hàn, thiết kế mối hàn, khả năng lặp lại, dung sai biến dạng, tốc độ sản xuất và độ an toàn.
Hàn TIG
Hàn hồ quang khí tungsten (GTAW) hay hàn TIG là một trong những kỹ thuật hàn phổ biến nhất để nối nhôm vì độ chính xác và chất lượng của nó. Nó có thể hoạt động trên cực AC (dòng điện xoay chiều), mang lại sự ổn định cho hồ quang và lau sạch lớp oxit. Máy hàn TIG có thể liên tục tạo ra đủ nhiệt để làm nóng chảy hợp kim nhôm, với khả năng hàn cả phần mỏng và dày.
Khí bảo vệ trơ, thường gặp nhất là argon, được đưa vào mỏ hàn TIG để giữ cho vũng hàn không bị nhiễm bẩn. Do đó, bảo vệ nhôm nhạy cảm. Khi dự án yêu cầu sử dụng thanh hàn nhôm, thì kim loại hàn nhôm loại 4xxx là lựa chọn phổ biến nhất.
Hàn MIG
Hàn hồ quang kim loại bằng khí (GMAW) hay hàn MIG là một kỹ thuật hàn tuyệt vời cho các tấm nhôm dày hơn vì nhiệt lượng đầu vào cao hơn so với hàn TIG. Phương pháp hàn này khá giống với quy trình TIG nhưng thay vì điện cực vonfram không tiêu hao, hàn MIG sử dụng dây điện cực được cấp tự động. Hệ thống cấp dây cơ học cung cấp tốc độ di chuyển nhanh hơn từ súng cuộn của nó. Khí bảo vệ được sử dụng để bảo vệ mối hàn khỏi bị nhiễm bẩn.
Hàn laser
Hàn laser là một quy trình hàn nhanh tập trung chùm tia có mật độ công suất cao vào bề mặt nhôm. Nó cung cấp độ chính xác để hàn cả chiều rộng hẹp và độ sâu mối hàn lớn, tạo ra các vùng hàn sạch với sự bổ sung của khí bảo vệ. Hợp kim nhôm 6xxx thường an toàn cho hàn laser và thường được ghép nối với thanh hàn phụ cấp nhôm 4032 hoặc 4047.
Hàn chùm tia điện tử
Hàn chùm tia điện tử nhôm là một lựa chọn cho các phần dày vì nó tạo ra một vũng hàn nhỏ và chính xác. Phương pháp hàn này được thực hiện bên trong buồng chân không, bảo vệ mối hàn khỏi tạp chất mà không cần thêm khí bảo vệ.
Hàn điện trở
Hàn điện trở nhôm liên quan đến việc áp dụng áp suất và dòng điện để trải qua quá trình nóng chảy. Hàn điểm và hàn mối hàn thường được sử dụng để nối các tấm nhôm. Một nhược điểm của kỹ thuật này là những thách thức có thể xảy ra khi gặp phải độ dẫn nhiệt và dẫn điện cao.
Hàn ma sát
Hàn ma sát là một quá trình hàn nóng chảy trạng thái rắn trong đó ma sát cơ học giữa các kim loại nhôm tạo ra nhiệt. Bản chất của quá trình này loại bỏ sự cần thiết phải thêm chất che chắn để bảo vệ vũng hàn. Hàn ma sát được sử dụng trên tất cả các loại hợp kim nhôm, bao gồm cả loại khó hàn 2xxx và 7xxx.
Thực hành hàn nhôm tốt nhất
1. An toàn và chuẩn bị – Đeo đồ bảo hộ (kính bảo hộ, mũ bảo hiểm, găng tay, v.v.) là cần thiết như với bất kỳ phương pháp hàn nào khác. Biết và hiểu cách thực hiện dự án trước là một cách tuyệt vời để chuẩn bị cho quy trình hàn. Một số bước chuẩn bị có thể bao gồm loại bỏ lớp oxit của kim loại thông qua hóa chất hoặc bàn chải thép và đảm bảo thiết bị sạch sẽ.
2. Hiểu các chi tiết nhỏ hơn – Thợ hàn có kinh nghiệm mang lại nhiều giá trị trong việc hiểu cách mọi thứ diễn ra khi thực hiện một dự án. Các chi tiết nhỏ hơn như quy trình hàn, thông số thiết bị và phương pháp tiếp cận sẽ đảm bảo dự án thành công. Việc hàn các cụm lắp ráp của bạn bởi các nhà cung cấp dịch vụ hàn có kinh nghiệm giúp ngăn ngừa các sự cố sau này.
3. Kiên nhẫn – Cần có thời gian để thực hiện một công việc hàn hoàn hảo, vì vậy điều quan trọng là phải kiên nhẫn và liên tục kiểm tra các thông số. Kết quả có thể tái tạo với chất lượng mối hàn cao là chìa khóa khi hàn nhiều mảnh liên tiếp.
4. Bảo quản – Nhôm được bảo quản trong nhà ở nhiệt độ phòng và phải giữ khô ráo. Tốt nhất là không nên xếp chồng các kim loại này nếu có thể (ví dụ: tấm nhôm), mà nên xếp theo chiều dọc vì kim loại mềm.
5. Hồ sơ hạt – Hồ sơ hạt dạng thanh dọc được ưa chuộng trong hầu hết các trường hợp khi hàn nhôm, không giống như khi hàn thép, sử dụng kỹ thuật đan.
Nếu bạn cần thiết bị lường đo điện chính hãng, uy tín
Lidinco là công ty cung cấp các loại thiết bị đo lường điện uy tín nhập khẩu trực tiếp với giá cạnh tranh. Các sản phẩm đều được bảo hành theo chính sách hãng, tư vấn kỹ thuật tận tình.
Ngoài ra, Lidinco còn cung cấp các loại thiết bị phân tích, đo lường viễn thông, vật tư nhà máy, công nghiệp, thiết bị giáo dục, thiết bị SMT và các loại thiết bị chuyên dụng khác.
Công Ty TNHH Đầu Tư Phát Triển Cuộc Sống
Địa chỉ: 487 Cộng Hòa, Phường 15, Quận Tân Bình, TPHCM, Việt Nam
Điện thoại: 028 3977 8269 / 028 3601 6797
Di động: 0906 988 447
Email: sales@lidinco.com
Xem thêm: Giải thích 5 loại mối hàn
