Các điểm lưu ý khi hàn nhôm
Tính dẫn nhiệt cao và điểm nóng chảy thấp của hợp kim nhôm có thể dẫn tới hiện tượng “cháy thấu” (burnthrough) vật liệu nếu thợ hàn không thực hiện đúng quy trình. Để khắc phục những vấn đề này, thợ hàn cần phải tuân thủ những hướng dẫn trong bài viết. Đây là kinh nghiệm và thực tiễn được đúc kết từ việc lựa chọn thiết bị hàn, chuẩn bị vật liệu cơ bản, tới việc áp dụng kỹ thuật thích hợp, và kiểm tra trực quan kết cấu hàn để đảm bảo mối hàn chất lượng cao với quy trình hàn MIG và TIG khi hàn hợp kim nhôm.

Chuẩn bị vật hàn

Để hàn nhôm, thợ hàn phải làm sạch bề mặt vật hàn cẩn thận. Đánh sạch lớp oxit nhôm bề mặt và các chất bẩn có từ dầu, mỡ. Oxit nhôm trên bề mặt của vật hàn nóng chảy tại nhiệt độ 3,700 F trong khi vật liệu nhôm của chi tiết hàn có nhiệt độ nóng chảy dưới 1,200 F. Vì vậy, làm sạch lớp oxit trên bề mặt vật hàn sẽ hạn chế sự thấu sâu của kim loại vào vật hàn.

Để làm sạch lớp oxit nhôm, sử dụng bàn chải bằng thép không gỉ để đánh sạch hoặc dùng dung môi và các phương pháp ăn mòn. Khi dùng bàn chải, nên chải theo một hướng, chải nhẹ và đều không làm cho bề mặt thô ráp xù xì quá dẫn đến tăng thêm nguy cơ ngậm oxit trên bề mặt vật hàn.

Ngoài ra, không được dùng bàn chải đã sử dụng cho việc làm sạch vật hàn bằng thép hoặc thép không gỉ để làm sạch bề mặt vật hàn bằng nhôm. Khi dùng các giải pháp làm sạch bằng hóa học phải đảm bảo làm sạch dung môi ăn mòn trên bề mặt chi tiết trước khi hàn. Để giảm thiểu nguy cơ hydrocarbon từ dầu mỡ hoặc dung môi từ nguyên công cắt xâm nhập vào mối hàn, phải làm sạch chúng bằng chất tẩy. Kiểm tra để chắc chắn rằng chất tẩy không chứa thành phần hydrocarbon.

Gia nhiệt

Gia nhiệt vật hàn để tránh nứt mối hàn. Nhiệt độ nung nóng vật hàn không vượt quá 230F. Nên dùng nhiệt kế để chủ động duy trì nhiệt độ, tránh quá nhiệt. Thợ hàn cũng cần nung nóng trước các chi tiết dày khi hàn với chi tiết mỏng.

Dùng kỹ thuật đẩy mỏ hàn

Với nhôm, hàn với thao tác đẩy mỏ hàn thay vì kéo mỏ để tác dụng làm sạch tốt hơn, giảm thiểu nhiễm bẩn mối hàn và tăng khả năng bảo vệ của khí.

Tốc độ di chuyển

Hàn nhôm cần được thực hiện "nóng và nhanh". Không như thép, tính dẫn nhiệt cao của nhôm đòi hỏi phải đặt điện áp hàn, dòng hàn lớn, và tốc độ di chuyển mỏ hàn cũng lớn hơn. Nếu tốc độ di chuyển mỏ chậm, có thể dẫn tới cháy thấu mối hàn, đặc biệt là khi hàn chi tiết mỏng.

Khí bảo vệ

Khí Argon, với tác dụng làm sạch và đặc tính thâm nhập tốt, là loại khí được chọn sử dụng phổ biến nhất cho hàn nhôm. Hàn các hợp kim nhôm 5XXX-series, hỗn hợp khí bảo vệ kết hợp argon với heli - tối đa 75% heli - sẽ giảm thiểu sự hình thành oxit magiê.

Dây hàn

Lựa chọn dây hàn có nhiệt độ nóng chảy tương tự vật liệu cơ bản. Thợ hàn càng hạn chế khoảng nóng chảy của kim loại thì càng dễ hàn. Để hàn chi tiết mỏng, sử dụng dây 0.8mm kết hợp với quy trình hàn xung tại tốc độ thấp - 100 đến 300 inch/phút - là tối ưu.

Hình thành mối hàn dạng lồi

Khi hàn nhôm, nứt mối hàn thường hay xảy ra. Nứt do mức độ dãn nở nhiệt cao của nhôm và sự co ngót xảy ra khi nguội mối hàn. Nguy cơ nứt là rất lớn với mối hàn lõm vì bề mặt của mối hàn co ngót và rách khi nguội. Do đó, thợ hàn nên thao tác hàn để hình thành mối hàn dạng lồi. Bởi vì khi mối hàn nguội dần, dạng lồi của mối hàn sẽ cân bằng lực co ngót.

Lựa chọn nguồn hàn

Khi chọn thiết bị hàn cho ứng dụng hàn nhôm trong khí bảo vệ, điều đầu tiên là lựa chọn phương pháp dịch chuyển hồ quang phun hoặc xung. Máy hàn có chế độ dòng hàn không đổi (CC) và điện áp hàn không đổi (CV) được dùng cho hàn hồ quang phun. Với chi tiết nhôm dày, đòi hỏi dòng hàn ở mức hơn 350A, chế độ CC cho kết quả tốt nhất.