Hướng dẫn sử dụng dây hàn cho MIG và TIG

Làm việc với các kim loại mềm, hoạt động nhiệt sẽ gây áp lực lên mọi bộ phận của máy hàn. Không giống như thép, Nhôm thách thức quá trình này thông qua lớp phủ oxit bền bỉ, khả năng tản nhiệt nhanh và cách nó chịu được áp lực từ các cuộn cấp liệu. Quyết định sử dụng Dây hàn nhôm nào—và cách cung cấp dây đó—cuối cùng sẽ quyết định liệu mối nối có chịu được tải trọng dự kiến ​​một cách đáng tin cậy hay có điểm yếu trên bề mặt.

Tại sao nhôm hoạt động khác nhau trong bể hàn

Những thợ hàn thép có kinh nghiệm thường ngạc nhiên khi bắt đầu làm việc với nhôm, vì vật liệu này dẫn nhiệt nhanh và có ít sai số. Ba yếu tố chính gây ra nhiều thách thức này:

• Sự hình thành lớp oxit: Nhôm ngay lập tức phát triển một màng oxit rất mỏng ngay khi tiếp xúc với oxy trong không khí. Lớp màng đó tan chảy ở nhiệt độ cao hơn nhiều so với bản thân Nhôm. Việc để nó ở đúng vị trí trong quá trình hàn sẽ khiến các mảnh oxit bị mắc kẹt trong bể, điều này ngăn cản sự kết hợp đồng nhất và sạch sẽ.
• Độ dẫn nhiệt: Nhiệt di chuyển ra khỏi vùng hàn ở Nhôm nhanh hơn nhiều so với thép. Vì lý do này, bạn thường cần đổ thêm nhiệt ngay từ đầu để bắt đầu vũng nước đúng cách, nhưng bất kỳ sự do dự hoặc chậm lại nào trong quá trình chuyền đều có thể khiến vật liệu tan chảy hoàn toàn.
• Độ mềm dưới áp suất cơ học: Cuộn cấp liệu, lớp lót dẫn hướng và các bộ phận của mỏ hàn xử lý Dây thép trơn tru thường sẽ xẹp, khoét hoặc làm hỏng Dây nhôm mềm hơn nhiều, dẫn đến việc phân phối dây không ổn định và nhiều sai sót trong mối hàn.

Làm quen với ba đặc điểm này trước khi bạn bật nguồn máy sẽ giúp giảm bớt sự thất vọng, lãng phí chất độn và các bộ phận bị hỏng. Trên thực tế, mọi lựa chọn bạn thực hiện trong quá trình thiết lập—từ loại ống lót cho đến khí bảo vệ—đều xuất phát trực tiếp từ những khác biệt cốt lõi này.

Chất độn hợp kim nhôm phổ biến nhất là gì?

Hầu hết các công việc hàn nhôm trong cửa hàng, cơ sở sửa chữa và môi trường sản xuất chỉ dựa vào hai loạt hợp kim chính. Hai nhóm này khác nhau về thành phần, tính chất cơ học và các điều kiện phù hợp.

ER4043 được công nhận nhờ tính lưu động của vũng nước thuận lợi và khả năng thu hẹp các khoảng trống rộng hơn hoặc bù đắp cho việc chuẩn bị mối nối kém lý tưởng. Do đó, nó thường được sử dụng trong các ứng dụng sửa chữa và công việc chế tạo nói chung. ER5356 cho độ bền cao hơn đáng kể trong mối hàn cuối cùng và là lựa chọn ưu tiên bất cứ khi nào sản phẩm hoàn thiện được anod hóa, vì magie chứa trong nó giúp tạo ra vẻ ngoài sáng hơn, đồng đều hơn sau quá trình anodizing. Việc quyết định chọn loại hợp kim nào thường bắt đầu bằng việc biết bạn đang tham gia hợp kim cơ bản nào và môi trường hoặc tải trọng mà mối hàn sẽ sử dụng khi sử dụng.

Dây nhôm MIG: Bạn cần thay đổi điều gì?

Thiết bị được thiết lập cho Dây nhôm MIG bằng thép không thể xử lý thành công nếu không có một số thay đổi có chủ ý. Đường cấp dây thường là nguồn gốc của vấn đề; do đó, giải quyết vấn đề này có thể giải quyết được nhiều vấn đề thường gặp khi chuyển đổi giữa các vật liệu.

Những điều chỉnh cần thiết là:

1. Thay lớp lót bằng thép bằng lớp lót làm bằng PTFE hoặc nylon. Những vật liệu có độ ma sát thấp này giúp Dây mềm trượt dễ dàng và ngăn chặn quá trình cạo tạo ra các mảnh nhôm và cuối cùng là tắc nghẽn bên trong lớp lót mỏ hàn.
2. Di chuyển đến súng ống hoặc bộ cấp dây kéo đẩy. Với súng cuộn, toàn bộ cuộn dây nằm ngay trên thân mỏ hàn, do đó không có ống dẫn dài để Dây bị xoắn hoặc làm tổ chim vào. Bộ cấp liệu kéo đẩy bổ sung thêm bộ cuộn dẫn động thứ hai gần mỏ hàn để kéo Dây ổn định và giữ cho dây không bị dập trên đường đi.
3. Lắp các cuộn truyền động có rãnh chữ U hoặc các cuộn có khía được thiết kế đặc biệt cho Nhôm và các Dây mềm khác. Các cuộn rãnh chữ V thông thường được làm bằng thép sẽ làm bẹp Dây nhôm ngay cả khi độ căng được đặt ở mức hợp lý. Giảm áp lực cuộn truyền động cho đến khi vừa đủ để đẩy Dây mà không bị trượt.
4. Giữ cực được đặt thành DCEP (điện cực dòng điện một chiều dương). Cài đặt này là tiêu chuẩn cho Dây nhôm MIG vì nó giúp phá vỡ hồ quang và làm sạch các oxit bề mặt một cách hiệu quả.
5. Chọn khí argon nguyên chất hoặc khí bảo vệ giàu argon. Argon mang lại tác dụng làm sạch hồ quang mạnh mẽ mà Nhôm cần và giữ cho hồ quang yên tĩnh và ổn định. Các khí bảo vệ chứa lượng CO2 đáng kể, hoạt động tốt trên thép, gây ra vấn đề với Nhôm.

Truyền phun là chế độ truyền được sử dụng cho phần lớn Dây nhôm MIG. Khi bạn đạt được sự kết hợp phù hợp giữa điện áp và tốc độ cấp dây, hồ quang sẽ tạo ra một làn sương mịn, ổn định của các giọt tạo ra một hạt đồng đều, hấp dẫn. Phun xung cung cấp một lựa chọn khác, đặc biệt hữu ích đối với vật liệu mỏng hơn hoặc bất cứ nơi nào bạn muốn kiểm soát chặt chẽ hơn lượng nhiệt đầu vào, vì kim loại chỉ đi qua hồ quang trong các xung dòng điện cao ngắn thay vì chảy liên tục.

Trên Nhôm, hạt MIG chạy tốt thường có bề mặt sạch sẽ, sáng bóng, hình dạng lồi nhẹ và các ngón chân thon gọn đẹp mắt. Nếu hạt hoặc khu vực xung quanh trông có màu xám xỉn hoặc có bồ hóng thì khả năng bao phủ khí kém hoặc một số dạng ô nhiễm hầu như luôn là nguyên nhân. Độ xốp bề mặt mà bạn có thể thấy thường đến từ độ ẩm bị giữ lại, bụi bẩn còn sót lại trên bề mặt hoặc lưu lượng khí quá thấp.

Kỹ thuật TIG cho nhôm: Độ chính xác có tốn kém không?

Hàn TIG cung cấp khả năng kiểm soát nhiệt, hình dạng vũng hàn và vị trí chính xác của chất hàn lớn hơn nhiều so với MIG, mặc dù nó đòi hỏi sự phối hợp tay-mắt nhiều hơn và đương nhiên mất nhiều thời gian hơn để hoàn thành mối nối. Đối với tấm nhôm mỏng, các mối hàn thẩm mỹ có thể nhìn thấy được hoặc các ứng dụng cần cân nhắc đến hình dạng hạt cuối cùng, TIG thường được chọn.

Những điểm chính về TIG trên Nhôm:

• Điện cực vonfram vẫn ở trạng thái rắn và không trở thành một phần của kim loại mối hàn. Bạn thêm thanh phụ theo cách thủ công, theo dòng ổn định hoặc theo từng đợt nhanh chóng phù hợp với hoạt động của vũng nước. Việc phối hợp nạp thanh với góc ngọn đuốc và điều khiển bàn đạp cần có thời gian và luyện tập để cảm thấy tự nhiên.
• Dòng điện xoay chiều là lựa chọn tiêu chuẩn thay vì dòng điện một chiều. Trong phần điện cực dương của chu kỳ, hồ quang sẽ loại bỏ lớp oxit trên bề mặt; phần điện cực âm cung cấp nhiệt tập trung thực sự làm tan chảy và nung chảy kim loại.
• Cách bạn chuẩn bị vonfram sẽ tạo nên sự khác biệt. Đối với công việc AC trên Nhôm, bạn cần có một điện cực sạch có đầu tròn, hơi bóng. Làm sắc nét nó đến mức tốt nhất theo cách bạn có thể làm đối với hàn thép DC khiến đầu nhọn bị nóng chảy và xuống cấp nhanh chóng.
• Sử dụng thấu kính khí và kích thước cốc phù hợp giúp khí bảo vệ được thông suốt và ổn định. Thấu kính khí tạo ra dòng chảy đều hơn, ít hỗn loạn hơn giúp bảo vệ các hạt rộng hơn và hình dạng khớp phức tạp tốt hơn so với thân ống kẹp tiêu chuẩn.

Thanh phụ cho Dây nhôm TIG cần đi với tốc độ ổn định để theo kịp tốc độ bạn di chuyển vũng nước. Việc thêm thanh quá nhanh sẽ tích tụ kim loại thừa ở trên mà không có khả năng xuyên thấu tốt bên dưới. Đi quá chậm sẽ để lại một hạt nhỏ với đường cắt dọc theo các cạnh. Quan sát mép trước của vũng hàn, thay vì tập trung trực tiếp vào hồ quang, sẽ cung cấp tín hiệu đáng tin cậy về thời điểm cần thêm kim loại phụ.

Việc chuẩn bị bề mặt trước TIG đòi hỏi khắt khe hơn so với MIG. Loại bỏ lớp oxit một cách cơ học bằng bàn chải thép không gỉ dành riêng cho nhôm và làm sạch trước khu vực bằng dung môi để ngăn chất gây ô nhiễm bám vào vật liệu.

Kết hợp hợp kim phụ với kim loại cơ bản: Tài liệu tham khảo thực tế

Việc lựa chọn kim loại phụ thích hợp là một quá trình có chủ ý. Các hợp kim cơ bản thông thường thường kết hợp với một số lượng hạn chế các kim loại phụ cụ thể; lựa chọn sai có thể dẫn đến mối hàn ban đầu có vẻ tốt nhưng sau đó lại bị hỏng do nứt, giảm độ bền hoặc khả năng chống ăn mòn không đủ. Bảng dưới đây liệt kê các hợp kim cơ bản thường gặp trong chế tạo nói chung cùng với các chất độn phù hợp điển hình của chúng.

Khi bạn không chắc chắn, hãy kiểm tra các bảng tương thích do nhà cung cấp kim loại phụ đưa ra. Những hướng dẫn đó đưa ra các khuyến nghị chính xác dựa trên thành phần hóa học thực tế của vật liệu cơ bản thay vì các quy tắc chung.

Những sai lầm phổ biến làm ảnh hưởng đến mối hàn nhôm

Phần lớn các vấn đề và mối hàn nhôm không thành công đều bắt nguồn từ một số lỗi có thể tránh được. Việc phát hiện sớm những điều này sẽ tiết kiệm thời gian, vật liệu và làm lại.

1. Việc loại bỏ oxit không đủ sẽ để lại màng còn sót lại có thể phá vỡ phản ứng tổng hợp và thường góp phần tạo ra độ xốp. Luôn bắt đầu với bàn chải không gỉ chuyên dụng chỉ dành cho nhôm, sau đó làm sạch bằng dung môi.
2. Sử dụng sai hợp kim phụ: Chất độn không phù hợp với hợp kim cơ bản có thể gây ra hiện tượng nứt nóng ở vùng chịu ảnh hưởng nhiệt, giảm độ bền hoặc hình thức xấu sau khi anodizing. Xác định hợp kim cơ sở đầu tiên.
3. Áp suất cuộn truyền động không chính xác: Áp suất quá mức làm phẳng Dây nhôm mềm và tạo ra các mảnh vụn làm kẹt lớp lót. Áp lực quá nhỏ sẽ khiến Dây trượt và nạp không đều. Tìm vị trí thuận lợi để Dây di chuyển êm ái mà không bị biến dạng.
4. Lượng khí bao phủ không đều: Luồng gió, kết nối ống lỏng hoặc lưu lượng thấp khiến không khí lọt vào vũng nước và làm oxy hóa mối hàn. Kiểm tra các phụ kiện thường xuyên và chặn vật cản khỏi khu vực làm việc.
5. Bỏ qua sự tích tụ nhiệt trên các mối hàn nhiều lớp: Nhôm giữ nhiệt lâu hơn thép, do đó, mỗi lớp hàn mới sẽ tăng thêm nhiệt độ. Cung cấp đủ thời gian làm mát giữa các lần đi hoặc sử dụng bộ tản nhiệt hoặc lớp lót để tránh hiện tượng cháy và biến dạng.
6. Thanh phụ bị nhiễm bẩn: Dầu trên da và độ ẩm từ quá trình xử lý dễ dàng chuyển sang bề mặt thanh phụ. Đeo găng tay sạch và bảo quản que trong hộp kín để luôn khô ráo.
7. Loại vonfram sai cho AC TIG: Điện cực vonfram nguyên chất hoặc pha tạp zirconia xử lý tốt AC trên Nhôm. Vonfram Thorated dành cho công việc DC và bị hỏng hoặc hoạt động kém trong điều kiện AC.
8. Khớp nối không đầy đủ: Khoảng trống quá mức khiến Chất độn nhôm khó có thể bắc cầu hoàn toàn vào khớp, đặc biệt là ở chân răng. Nhôm không lấp đầy các khe hở rộng một cách dễ dàng như một số quy trình thép.

Hai hướng dẫn trường hợp thực tế

Trường hợp A: Mối hàn MIG trên phần khung nhôm kết cấu

Vật liệu cơ bản là tấm 6061-series, dày khoảng 3/16 inch. Mối nối là một mối nối ở kết nối chữ T trong khung kết cấu nhẹ.

1. Lau cả hai miếng bằng axeton để loại bỏ dầu mỡ và bụi bẩn, sau đó chà dọc theo đường hàn bằng bàn chải không gỉ chỉ dành riêng cho Nhôm.
2. Chọn Dây phụ ER4043 vì nó kết hợp tốt với 6061 và có khả năng chống nứt vững chắc ở khu vực chịu ảnh hưởng nhiệt.
3. Lắp súng ống có trang bị lớp lót PTFE và điều chỉnh độ căng của cuộn truyền động đến cài đặt nhẹ nhất mà vẫn mang lại Dây ổn định mà không làm phẳng nó.
4. Sử dụng khí bảo vệ argon thẳng và kiểm tra kỹ dòng chảy tại vòi trước khi bắt đầu hồ quang.
5. Giữ mỏ hàn ở một góc đẩy nhẹ và giữ tốc độ di chuyển ổn định để tạo ra hình dạng hạt đều nhau. Nếu các cạnh của hạt không bị ướt một cách trơn tru, hãy điều chỉnh điện áp một chút.
6. Khi mối hàn đã nguội, hãy kiểm tra cẩn thận xem có độ xốp, vết cắt hoặc sự kết hợp không đồng đều ở các ngón chân trước khi chi tiết tiếp tục.

Trường hợp B: Hàn TIG trên tấm nhôm mỏng để có đường may rõ ràng

Vật liệu cơ bản là tấm 5052-series, dày khoảng 1/16 inch. Mối nối là mối hàn đối đầu sẽ tiếp tục lộ ra trong sản phẩm cuối cùng.

1. Tẩy dầu mỡ kỹ lưỡng ở các cạnh và chải sạch chúng. Trên vật liệu mỏng này, mọi chất gây ô nhiễm còn sót lại sẽ nổi bật ngay lập tức dưới dạng hạt TIG.
2. Chọn dây hàn nhôm thanh TIG ER5356 để duy trì khả năng chống ăn mòn tốt mà 5052 nổi tiếng.
3. Quay máy về vị trí AC và đặt sóng cân bằng — hoặc hơi nghiêng về hành động làm sạch bổ sung — để xử lý oxit dọc theo khớp hẹp.
4. Lắp mỏ hàn với thấu kính khí và cốc có kích thước lớn hơn để tạo ra độ phủ khí mịn, đều trên tấm mỏng.
5. Thêm thanh phụ vào những khoảng thời gian ngắn, có chủ ý phù hợp với chuyển động về phía trước của vũng nước. Nhả bàn đạp ở gần đầu khớp khi nhiệt tích tụ trong vật liệu.
6. Kiểm tra hạt đã hoàn thiện xem có chiều cao vương miện đồng đều, pha trộn mịn ở các ngón chân và không có dấu hiệu của các vùng xỉn màu hoặc sẫm màu cho thấy quá trình oxy hóa đã diễn ra.

Bảo trì cửa hàng và chăm sóc vật tư tiêu hao

Việc chăm sóc vật tư tiêu hao tốt như thế nào có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối hàn nhôm. Một tập hợp hạn chế các hoạt động thường lệ có thể giúp giải quyết nhiều vấn đề phổ biến.

1. Kiểm tra lớp lót định kỳ và thay thế chúng khi cần thiết. Theo thời gian, các hạt nhôm tích tụ bên trong lớp lót có thể gây ra hiện tượng nạp không liên tục, một tình trạng có thể khó xác định nếu không tháo lớp lót ra để kiểm tra.
2. Giữ kín các cuộn dây trong túi có gói hút ẩm bất cứ khi nào chúng không được lắp vào. Độ ẩm chạm tới bề mặt Dây tạo ra độ xốp và thường yêu cầu thanh lọc khí thêm để làm sạch trước khi cấp liệu đáng tin cậy trở lại.
3. Thường xuyên lau sạch các đầu tiếp xúc và thay chúng ra trước khi chúng mòn đến mức khiến hồ quang bị lệch. Lá nhôm tích tụ bên trong đầu làm kín lỗ mở và tăng điện trở.
4. Kiểm tra các ống dẫn khí và các đầu nối mỏ hàn vào đầu mỗi ca làm việc. Ngay cả một rò rỉ nhỏ cũng tạo ra hiệu ứng tương tự như một thùng chứa gần như trống rỗng: bề mặt mối hàn bị oxy hóa và bị che chắn.
5. Dành riêng chổi cho Nhôm và đánh dấu chúng để chúng không bao giờ được sử dụng trên thép hoặc các kim loại khác. Nhiễm bẩn chéo từ các hạt sắt xuất hiện dưới dạng các đốm đen hoặc tạp chất trong mối hàn đã hoàn thiện.

Kết thúc: Cách đưa ra quyết định thiết lập của bạn

Việc quyết định giữa Dây nhôm TIG và Dây nhôm MIG không phụ thuộc vào một phương pháp nào là tốt hơn về tổng thể. Sự phù hợp của từng lựa chọn phụ thuộc vào sự kết hợp cụ thể giữa độ dày vật liệu, khối lượng sản xuất, thiết kế mối nối và hình dạng hạt yêu cầu. MIG kết hợp với súng ống cuộn di chuyển chất độn nhanh chóng trên các phần nặng hơn và hoạt động hiệu quả ở môi trường sản xuất cao hơn. Dây nhôm TIG cung cấp khả năng quản lý nhiệt chính xác trên phôi mỏng và mang lại các hạt mịn hơn, hấp dẫn hơn khi yêu cầu về ngoại hình là một phần của yêu cầu.

Việc lựa chọn chất độn tuân theo lý luận đơn giản: kết hợp thành phần hóa học của Dây với hợp kim cơ bản và các điều kiện mà mối nối sẽ gặp phải khi sử dụng. Phương pháp phân phối dây, làm sạch bề mặt và thiết lập khí bảo vệ không phải là những chi tiết nhỏ—chúng có cùng trọng lượng như lựa chọn chất độn. Một thợ hàn thường xuyên chú ý đến sự sạch sẽ, bảo trì vật tư tiêu hao và điều chỉnh quy trình phù hợp thường nhận thấy rằng Nhôm trở nên dễ quản lý hơn nhiều so với danh tiếng của nó. Hầu hết những khó khăn mà mọi người gặp phải đều xuất phát từ việc chuẩn bị vội vàng chứ không phải do bất cứ điều gì đặc biệt về tài liệu. Phát triển các thói quen nhất quán trong các lĩnh vực này mang lại kết quả đáng tin cậy trên mọi mối hàn, bất kể hợp kim hay quy trình.