Hàn nhiệt hạch: Lực chính của hàn công nghiệp

Hàn nhiệt hạch là loại hàn được sử dụng rộng rãi nhất. Với ưu điểm là có thể nối các tấm dày và có độ bền mối hàn cao nên nó đã trở thành công nghệ cốt lõi trong các lĩnh vực như kết cấu thép, bình chịu áp lực, đóng tàu. Nó bao gồm nhiều phương pháp khác nhau như hàn hồ quang kim loại được che chắn (SMAW), hàn hồ quang kim loại khí (GMAW) và hàn laser, trong đó hai phương pháp đầu tiên là “loại thường được sử dụng” trong sản xuất và bảo trì công nghiệp.

(I) Hàn hồ quang kim loại được che chắn (SMAW): “Máy hàn đa năng” linh hoạt và tiện lợi

Hàn hồ quang kim loại được che chắn (SMAW) là phương pháp hàn cơ bản và linh hoạt nhất. Nó làm tan chảy kim loại thông qua nhiệt hồ quang giữa điện cực và phôi. Với thiết bị đơn giản và ngưỡng vận hành thấp, nó đặc biệt thích hợp cho việc bảo trì tại chỗ, sản xuất đơn chiếc/hàng loạt nhỏ và hàn các kết cấu phức tạp.

1. Nguyên tắc cốt lõi và thành phần thiết bị

Nguyên lý: Lớp phủ ở đầu trước của điện cực cháy tạo thành khí bảo vệ, cách ly không khí. Nhiệt hồ quang làm nóng chảy lõi điện cực và phôi để tạo thành bể nóng chảy. Sau khi nguội, cặn của lớp phủ tạo thành xỉ để bảo vệ kim loại mối hàn.

Thiết bị: Máy hàn hồ quang AC hoặc DC, giá đỡ điện cực hàn, điện cực hàn (được chọn theo kim loại cơ bản; ví dụ: điện cực E4303 thường được sử dụng cho thép có hàm lượng carbon thấp) và thiết bị bảo hộ (mũ hàn, găng tay cách điện, quần áo hàn).

2. Các điểm hoạt động chính

Chuẩn bị trước khi hàn: Các điện cực cần được sấy khô theo yêu cầu (150-200°C đối với điện cực axit, 350-400°C đối với điện cực bazơ). Loại bỏ cặn dầu, rỉ sét và oxit trên bề mặt phôi để tránh độ xốp; điều chỉnh dòng điện theo độ dày tấm, thường tuân theo nguyên tắc "10-15A trên mm độ dày tấm" (ví dụ: 60-90A đối với tấm thép dày 6 mm).

Quy trình hàn: Đốt hồ quang bằng “phương pháp cào” (tương tự như quẹt que diêm) hoặc “phương pháp chạm” (tác động trực tiếp của điện cực lên phôi). Kiểm soát chiều dài hồ quang ở mức 10-15mm (khoảng 0,8-1,2 lần đường kính điện cực); duy trì một góc 60-80° giữa điện cực và phôi và di chuyển với tốc độ đồng đều dọc theo hướng hàn. Kiểm soát kích thước của bể nóng chảy gấp 1,5-2 lần đường kính điện cực để tránh việc gia cố mối hàn do bể nóng chảy quá lớn hoặc thiếu sự hợp nhất do bể nóng chảy quá nhỏ.

Xử lý sau hàn: Sau khi làm nguội, dùng búa xỉ để làm sạch xỉ. Kiểm tra bề mặt mối hàn xem có khuyết tật như độ xốp, vết cắt và xỉ. Tiến hành kiểm tra không phá hủy nếu cần thiết.

3. Các ứng dụng và hạn chế điển hình

Kịch bản ứng dụng: Kết cấu thép xây dựng, bảo trì đường ống, hàn bộ phận cơ khí, xây dựng cầu, v.v., đặc biệt thích hợp cho các kịch bản ngoài trời hoặc những nơi không có nguồn điện cố định.

Hạn chế: Hiệu suất hàn thấp (vận hành thủ công), chất lượng mối hàn bị ảnh hưởng lớn bởi tay nghề của người vận hành và không phù hợp với các vật liệu dễ bị oxy hóa như hợp kim nhôm và thép không gỉ.