Kỹ thuật hàn và vật liệu hàn là những yếu tố quyết định để góp phần tạo nên một mối hàn chất lượng. Chính vì vậy, làm sao để lựa chọn được vật liệu hàn phù hợp với công trình luôn được rất nhiều người quan tâm. Cùng Kenta Việt Nam tìm hiểu ở bài viết sau đây nhé!

Mẹo lựa chọn vật liệu hàn phù hợp 

Vật liệu hàn là gì? Các loại quy trình hàn? 

Có nhiều loại quy trình hàn khác nhau với các kỹ thuật và ứng dụng riêng cho ngành công nghiệp, bao gồm:

Hàn hồ quang điện

Danh mục này bao gồm một số quy trình thủ công, bán tự động và tự động phổ biến. Chúng bao gồm hàn khí trơ kim loại (MIG), hàn que, hàn khí trơ vonfram (TIG) còn được gọi là hàn hồ quang vonfram khí (GTAW), hàn khí, hàn khí hoạt tính kim loại (MAG), hàn hồ quang lõi thuốc (FCAW), hàn hồ quang kim loại khí (GMAW), hàn hồ quang chìm (SAW), hàn hồ quang kim loại được che chắn (SMAW) và hàn hồ quang plasma.

Những kỹ thuật này thường sử dụng vật liệu độn và chủ yếu được sử dụng để nối các kim loại bao gồm thép không gỉ, nhôm, hợp kim niken và đồng, coban và titan. Quá trình hàn hồ quang được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như dầu khí, điện, hàng không vũ trụ, ô tô, v.v.

Hàn ma sát

Kỹ thuật hàn ma sát nối các vật liệu bằng ma sát cơ học. Điều này có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau trên các vật liệu hàn khác nhau bao gồm thép, nhôm hoặc thậm chí là gỗ.

Ma sát cơ học tạo ra nhiệt làm mềm các vật liệu trộn lẫn để tạo liên kết khi chúng nguội. Cách thức nối xảy ra phụ thuộc vào quy trình chính xác được sử dụng, ví dụ: hàn ma sát khuấy (FSW), hàn điểm ma sát khuấy (FSSW), hàn ma sát tuyến tính (LFW) và hàn ma sát quay (RFW).

Hàn ma sát không yêu cầu sử dụng kim loại phụ, chất trợ dung hoặc khí bảo vệ.

Ma sát thường được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ vì nó lý tưởng để nối các hợp kim nhôm nhẹ ‘không thể hàn’.

Quá trình ma sát được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp và cũng đang được khám phá như một phương pháp liên kết gỗ mà không cần sử dụng chất kết dính hoặc đinh.

Hàn chùm tia điện tử

Quá trình nối nhiệt hạch này sử dụng chùm electron tốc độ cao để nối các vật liệu. Động năng của các electron chuyển hóa thành nhiệt khi va chạm với phôi khiến các vật liệu tan chảy với nhau.

Hàn chùm tia điện tử (EBW) được thực hiện trong chân không (sử dụng buồng chân không) để ngăn chùm tia tiêu tan.

Có nhiều ứng dụng phổ biến cho EBW, như có thể được sử dụng để nối các phần dày. Điều này có nghĩa là nó có thể được áp dụng trong một số ngành công nghiệp từ hàng không vũ trụ đến năng lượng hạt nhân và ô tô đến đường sắt.

Vật liệu hàn là gì? Các loại quy trình hàn? 

Hàn laser

Được sử dụng để nối nhựa nhiệt dẻo hoặc các mảnh kim loại, quy trình này sử dụng tia laser để cung cấp nhiệt tập trung lý tưởng cho các mối hàn barrow, mối hàn sâu và tỷ lệ nối cao. Dễ dàng tự động hóa, tốc độ hàn cao mà quá trình này có thể được thực hiện khiến nó trở nên hoàn hảo cho các ứng dụng khối lượng lớn, chẳng hạn như trong ngành công nghiệp ô tô.

Hàn chùm tia laser có thể được thực hiện trong không khí thay vì trong chân không, chẳng hạn như nối chùm tia điện tử.

Hàn điện trở

Đây là một quá trình nhanh chóng thường được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô. Quá trình này có thể được chia thành hai loại, hàn điểm điện trở và hàn đường nối điện trở.

Hàn điểm sử dụng nhiệt truyền giữa hai điện cực được áp dụng cho một khu vực nhỏ khi các phôi được kẹp lại với nhau.

Hàn đường may tương tự như hàn điểm ngoại trừ việc thay thế các điện cực bằng bánh xe quay để mang lại mối hàn liên tục không bị rò rỉ.

Tại sao cần lựa chọn vật liệu hàn phù hợp? 

Lựa chọn vật liệu hàn phù hợp cho từng công trình rất quan trọng vì các lý do sau:

Tính chất cơ học: Mỗi loại vật liệu hàn có tính chất cơ học khác nhau, như độ bền, độ dẻo và độ giãn dài. Việc chọn vật liệu phù hợp giúp đảm bảo các mối hàn có khả năng chịu lực và tải trọng như yêu cầu.

Kháng ăn mòn: Một số công trình yêu cầu vật liệu hàn có khả năng chống ăn mòn tốt, nhất là trong môi trường khắc nghiệt. Lựa chọn đúng vật liệu giúp tăng tuổi thọ cho kết cấu.

Nhiệt độ làm việc: Mỗi vật liệu có khả năng chịu nhiệt khác nhau. Việc lựa chọn vật liệu hàn phù hợp giúp mối hàn hoạt động ổn định trong điều kiện nhiệt độ cụ thể.

Đồng nhất vật liệu: Đảm bảo vật liệu hàn tương thích với vật liệu cơ bản giúp tránh hiện tượng nứt hoặc hỏng hóc trong quá trình sử dụng.

Quy trình hàn: Các loại vật liệu hàn có thể yêu cầu quy trình hàn khác nhau (hàn điện, hàn MIG, hàn TIG, v.v.). Việc lựa chọn đúng vật liệu giúp dễ dàng hơn trong việc thực hiện và kiểm soát quy trình hàn.

Chi phí: Lựa chọn vật liệu phù hợp cũng giúp tối ưu hóa chi phí. Một số vật liệu có giá cao nhưng lại mang lại độ bền tốt hơn, do đó, việc đầu tư ban đầu có thể tiết kiệm hơn trong dài hạn.

Việc lựa chọn đúng vật liệu hàn là một phần quan trọng trong thiết kế và thi công để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho công trình.

Tại sao cần lựa chọn vật liệu hàn phù hợp? 

5 mẹo lựa chọn vật liệu hàn phù hợp 

Xác định loại vật liệu cơ bản

Việc nắm rõ tính chất và thành phần của vật liệu hàn là một yếu tố quan trọng giúp lựa chọn được vật liệu hàn tương thích với công trình đang thi công. 

Một số yếu tố cần xem xét:

Thành phần hóa học: Biết rõ thành phần hóa học của vật liệu cơ bản giúp chọn vật liệu hàn có tính tương thích tốt, tránh hiện tượng nứt hoặc hỏng hóc.

Tính chất cơ học: Đánh giá các đặc tính như độ bền kéo, độ dẻo, độ cứng và khả năng chịu nhiệt để chọn vật liệu hàn phù hợp.

Hình dạng và kích thước: Loại và kích thước của vật liệu cơ bản có thể ảnh hưởng đến lựa chọn vật liệu hàn, vì một số loại vật liệu hàn phù hợp hơn với các hình dạng cụ thể.

Ứng dụng: Xác định ứng dụng cụ thể của kết cấu hàn để đảm bảo vật liệu hàn đáp ứng các yêu cầu về an toàn và hiệu suất.

Tiêu chuẩn và quy định: Tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định liên quan đến vật liệu hàn trong ngành công nghiệp cũng là yếu tố cần xem xét.

Việc nắm rõ những yếu tố này sẽ giúp bạn chọn được vật liệu hàn phù hợp nhất cho công trình của mình.

Top 5 mẹo lựa chọn vật liệu hàn phù hợp 

Xem xét môi trường làm việc

Đánh giá điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, hóa chất) để chọn vật liệu có khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt.

Nhiệt độ, độ ẩm và hóa chất quyết định rất lớn đến chất lượng mối hàn. Chính vì vậy, cần xem xét môi trường làm việc để lựa chọn được vật liệu hàn phù hợp. 

Đánh giá yêu cầu cơ học

Chọn vật liệu hàn dựa trên yêu cầu về độ bền, độ dẻo và khả năng chịu tải của công trình.

Độ bền, độ dẻo và khả năng chịu tải của công trình luôn là yếu tố được quan tâm hàng đầu. Chính vì vậy, khi lựa chọn vật liệu hàn, cần đánh giá về yêu cầu cơ học để lựa chọn được vật liệu hàn phù hợp với công trình. 

Tìm hiểu quy trình hàn

Trước khi lựa chọn vật liệu hàn, cần biết được quy trình hàn là gì để lựa chọn vật liệu hàn phù hợp. Có nhiều loại quy trình hàn như hàn điện, hàn ma sát, hàn chùm tia điện tử, hàn laser, hàn điện trở. Mỗi loại quy trình hàn lại có một yêu cầu riêng về vật liệu hàn. Chính vì vậy, để có được một mối hàn chất lượng, cần tìm hiểu thật kỹ về quy trình hàn. 

Tính toán chi phí

Cân nhắc giữa chi phí vật liệu hàn và lợi ích lâu dài để chọn giải pháp kinh tế nhất.

Yếu tố kinh tế luôn là yếu tố được đặt ra hàng đầu, chính vì vậy, việc tính toán chi phí là một yếu tố cần thiết khi lựa chọn vật liệu hàn. 

Tìm hiểu thêm tại Kenta Việt Nam để có thêm những thông tin về vật liệu hàn nhé!