Nhôm tấm có dễ bị biến dạng khi hàn không?

Trong quá trình làm việc với nhôm tấm, có một câu hỏi quen thuộc mà rất nhiều người làm kỹ thuật thường đặt ra: “Liệu nhôm tấm có dễ bị biến dạng khi hàn không?”. Không ít người từng gặp tình huống hàn xong thì tấm nhôm bị vênh, cong, thậm chí nứt nhẹ cạnh hàn – gây ảnh hưởng lớn đến tính thẩm mỹ và kỹ thuật của sản phẩm. Vậy thực hư việc này ra sao? Và có cách nào hạn chế hay kiểm soát tình trạng biến dạng không? Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ bản chất vấn đề và đưa ra hướng xử lý cụ thể.

Đặc tính vật lý của nhôm

Nhôm là vật liệu được đánh giá rất cao về độ nhẹ, khả năng dẫn nhiệt và dẫn điện tốt. Chính vì thế mà nó được ứng dụng rộng rãi trong chế tạo máy, sản xuất kết cấu, đóng tàu và nhiều ngành công nghiệp khác. Tuy nhiên, chính những đặc tính ấy lại khiến nhôm tấm có phần “nhạy cảm” hơn trong quá trình hàn.

Khi nung nóng, nhôm có xu hướng giãn nở nhanh hơn so với thép. Mà trong quá trình hàn, nhiệt độ hồ quang có thể lên tới hàng nghìn độ C. Việc tập trung nhiệt ở một khu vực nhỏ trong thời gian ngắn khiến phần nhôm gần mối hàn bị giãn nở không đồng đều với phần còn lại của tấm. Và chính sự giãn nở không đồng đều ấy là nguyên nhân dẫn đến tình trạng cong vênh hay biến dạng sau khi hàn xong.

Không những thế, nhôm có độ nóng chảy tương đối thấp, dễ chảy loang nếu không kiểm soát được dòng điện và tốc độ hàn. Vậy nên nếu ai mới bắt đầu làm việc với nhôm mà áp dụng y nguyên kỹ thuật hàn sắt, hàn thép thì chuyện tấm bị “bó chiếu”, mối bị lẹm hay thậm chí thủng cũng không có gì lạ.

Có phải tấm nhôm nào cũng dễ bị biến dạng như nhau?

Câu trả lời là không. Không phải loại nhôm tấm nào cũng có mức độ chịu nhiệt và độ ổn định hình dáng giống nhau. Mỗi dòng nhôm lại có một đặc tính vật lý riêng biệt, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng biến dạng khi gia nhiệt.

Chẳng hạn, nhôm 5052 là loại nhôm có độ dẻo tốt và khả năng chịu nhiệt tương đối ổn định. Nó thường được chọn để hàn MIG hoặc TIG với xác suất cong vênh thấp hơn. Trong khi đó, nhôm 6061 tuy có độ bền cao hơn nhưng lại có tỷ lệ biến dạng lớn hơn nếu không điều chỉnh hợp lý các thông số máy.

Tại Kenta Việt Nam, chúng tôi thường khuyên khách chọn nhôm tấm 5052 cho các kết cấu có yêu cầu về độ phẳng, hoặc cần hàn những chi tiết mỏng mà vẫn đảm bảo độ bền. Với những ứng dụng công nghiệp đòi hỏi tính chịu lực lớn hơn, nhôm 6061 hoặc 5083 sẽ là lựa chọn hợp lý hơn – tất nhiên kèm theo hướng dẫn kỹ thuật để kiểm soát biến dạng trong lúc hàn.

Biến dạng khi hàn là do đâu? Và có cách nào để khắc phục?

Thật ra, biến dạng không đến từ một nguyên nhân duy nhất. Đó là kết quả của nhiều yếu tố tác động đồng thời: từ độ dày tấm nhôm, cấu tạo mối hàn, cách gá kẹp, cho đến tốc độ di chuyển tay hàn và kiểu dòng điện sử dụng. Chỉ cần một trong những yếu tố này không được kiểm soát đúng cách, thì việc nhôm bị cong vênh sau hàn là hoàn toàn có thể xảy ra.

Một điều quan trọng cần nhớ là nhôm dẫn nhiệt rất nhanh, nên vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) quanh mối hàn cũng rộng hơn so với thép. Điều này làm cho vùng kim loại xung quanh bị mềm, mất cấu trúc ban đầu và dễ “theo đà” bị cong theo khi vật liệu co rút trong giai đoạn nguội.

Giải pháp ở đây không nằm ở việc tránh hàn, mà là hiểu được cách hàn nhôm đúng cách để giảm thiểu tối đa hiện tượng này. Việc chia nhỏ đường hàn, hàn đan xen từ nhiều phía, sử dụng các thanh gá định hình hoặc làm nguội đều bằng khí là những kỹ thuật cơ bản nhưng mang lại hiệu quả rõ rệt.

Có nên chọn nhôm tấm dày để hạn chế cong vênh?

Nhiều người nghĩ rằng cứ chọn tấm nhôm dày thì sẽ đỡ cong hơn – điều này đúng một phần. Vì rõ ràng, nhôm dày sẽ có khối lượng lớn hơn, khả năng hấp thụ nhiệt cao hơn nên ít bị biến dạng hơn so với tấm mỏng. Tuy nhiên, việc chọn tấm dày đồng nghĩa với chi phí tăng, gia công khó hơn và yêu cầu công suất máy hàn cũng lớn hơn.

Điều quan trọng là phải chọn độ dày phù hợp với thiết kế kỹ thuật của sản phẩm, sau đó mới tính đến cách hàn và điều chỉnh thông số để đảm bảo mối hàn không làm méo kết cấu. Một số đơn vị sản xuất hiện nay có xu hướng hàn điểm nhiều lần trước khi đi đường hàn chính, nhằm ổn định hình dáng tấm nhôm trong suốt quá trình hàn.

Tại Kenta, chúng tôi có các dòng nhôm tấm với độ dày từ 1mm đến hơn 50mm, tùy theo nhu cầu của từng khách hàng. Nhờ vậy, kỹ sư thiết kế có thể linh hoạt lựa chọn vật liệu phù hợp cho từng chi tiết – từ vỏ thiết bị, mặt bích, khung máy đến các chi tiết chịu lực nặng.

Tay nghề thợ hàn có quyết định đến mức độ biến dạng?

Không thể phủ nhận điều này. Bởi cùng một loại vật liệu, cùng máy móc, nhưng người có kinh nghiệm hàn nhôm sẽ biết cách chia đường hàn hợp lý, canh thời điểm ngắt dòng phù hợp và kiểm soát độ nóng chảy tốt hơn. Trong khi đó, người mới dễ để mối hàn quá nóng, chảy loang hoặc đi lệch tay – dẫn đến vùng bị biến dạng rộng và khó kiểm soát.

Chính vì thế, ở những xưởng sản xuất lớn, người ta thường tổ chức huấn luyện riêng cho công nhân khi chuyển sang làm việc với nhôm, đặc biệt là khi dùng TIG – loại hàn đòi hỏi sự tinh tế và kiểm soát tốt của tay nghề.

Tại Kenta, ngoài việc cung cấp vật liệu đầu vào, chúng tôi cũng thường xuyên tư vấn về kỹ thuật hàn nhôm, đặc biệt là với khách hàng đang mới bắt đầu chuyển đổi từ thép sang nhôm trong sản xuất. Hỗ trợ này giúp giảm thiểu lỗi, tiết kiệm chi phí và tránh tình trạng hỏng cả lô hàng vì mối hàn không đạt.

Có thể kiểm soát hoàn toàn biến dạng hay không?

Thật lòng mà nói, việc loại bỏ hoàn toàn biến dạng là gần như không thể. Bởi hàn là một quá trình nhiệt, và đã có nhiệt thì sẽ có co giãn. Tuy nhiên, bạn hoàn toàn có thể giảm thiểu biến dạng đến mức thấp nhất nếu nắm được những nguyên tắc cơ bản và chọn đúng vật liệu phù hợp.

Cách làm tốt nhất là ngay từ khâu thiết kế bản vẽ kỹ thuật, kỹ sư đã tính đến chuyện bù trừ co rút sau hàn, chọn vị trí đường hàn tối ưu và đưa ra phương án gá giữ hợp lý. Sau đó là việc chuẩn bị vật liệu đúng tiêu chuẩn, hàn đúng cách, làm nguội đều và kiểm tra kết cấu sau khi hoàn thiện.

Những xưởng gia công chuyên nghiệp thường có bảng tiêu chuẩn riêng để đánh giá mức độ biến dạng cho phép, và khi làm việc với nhôm, họ thậm chí còn ưu tiên dùng nhôm có xuất xứ rõ ràng, được bảo quản tốt, bề mặt không oxy hóa – như loại đang được phân phối tại Kenta Việt Nam – để đảm bảo mối hàn đạt độ ổn định tốt nhất.

Nhôm tấm có thể bị biến dạng khi hàn, nhưng điều đó không đáng sợ

Nếu bạn đang lo ngại rằng nhôm tấm sẽ cong, vênh hoặc biến dạng nặng khi hàn – thì có lẽ bạn chưa thử hàn đúng cách hoặc chưa dùng đúng loại vật liệu phù hợp. Bởi với kỹ thuật phù hợp, tay nghề ổn định và vật liệu đạt chuẩn, bạn hoàn toàn có thể kiểm soát tốt hiện tượng này và tạo ra những sản phẩm đẹp, chắc chắn và đúng yêu cầu kỹ thuật.

Tại Kenta Việt Nam, chúng tôi cung cấp đầy đủ các dòng nhôm tấm phù hợp cho hàn TIG, MIG với độ dày đa dạng, bề mặt sạch, không cong méo và đạt chứng chỉ COCQ đầy đủ. Ngoài ra, chúng tôi sẵn sàng hỗ trợ khách hàng kỹ thuật hàn, tư vấn mác nhôm, chọn dây hàn, khí hàn phù hợp và kết nối với các xưởng gia công uy tín nếu cần.