Các chuyên gia từ Công ty Miller Electric Mfg đã thảo luận các câu hỏi quan trọng liên quan đến hàn MIG nhôm và cách có thể đạt được hiệu suất tốt nhất từ ​​hệ thống hàn MIG

Bảo quản và cấp dây nhôm

Nhôm, một vài thách thức cho hàn nhôm đặc biệt là nhôm mỏng. Đối với nhiều người, GTAW là quy trình hàn được ưa chuộng, nhưng GMAW sẽ mang lại một số lợi ích nhất định như hệ số đắp cao hơn, thời gian đào tạo người thợ vận hành ngắn hơn và năng suất hàn cao hơn. Với những lợi ích này cũng mang đến một số thách thức, đó là việc lựa chọn bộ cấp dây, loại thiết bị và vật liệu hàn phù hợp. Tuy nhiên, những thách thức này có thể dễ dàng đáp ứng khi chúng ta khám phá các thách thức đó ngay bây giờ.

Nhôm ở dạng nguyên chất là một kim loại tương đối mềm và có nhiều công dụng, nhưng đòi hỏi phải thêm một hợp kim hoặc các hợp kim để tăng độ bền và thêm các chất khác phù hợp với từng ứng dụng khác nhau. Các hợp kim phổ biến là: đồng, magiê, silic, mangan và kẽm. Chúng được xác định bằng số sê-ri:

Nhóm Seri hợp kim

1xxx độ tinh khiết nhôm tối thiểu 99%

2xxx Đồng

3xxx Mangan

4xxx Silicon

5xxx Magiê

6xxx Magiê-silicon

7xxx Kẽm

8xxx khác

Vật liệu hàn

Hỏi: Làm cách nào để xác định sử dụng loại vật liệu hàn nào?

Đáp: Trong khi chọn vật liệu hàn cho thép thường được cân nhắc độ bền kéo phải phù hợp, thì đối với nhôm, độ bền kéo chỉ là một trong các yếu tố cân nhắc khi chọn vật liệu hàn nhôm. Thông thường, một số vật liệu hàn hợp kim nhôm khác nhau có thể được sử dụng với bất kỳ kim loại nhôm cơ bản nào hoặc khi hàn các hợp kim khác với nhau. Trong việc lựa chọn vật liệu hàn, cần xem xét đến

• Thành phần kim loại cơ bản
• Dễ hàn
• Thiết kế mối nối
• Sự pha loãng (khi dây hàn và vật liệu nền kết hợp trong vũng hàn để tạo ra một hóa chất khác tạo thành trong mối hàn)
• Độ bền kéo của mối hàn
• Độ giòn
• Độ dẻo
• Độ ăn mòn trong ứng dụng
• Màu sắc phù hợp, nếu vật liệu được sơn tĩnh điện

Các vật liệu hàn khác nhau sẽ có những vấn đề khác nhau. Nói chung, nếu độ bền là yếu tố chính được xem xét, thì vật liệu hàn phải phù hợp với kim loại cơ bản về độ bền kéo, độ nóng chảy và độ dẻo.

Hầu hết các nhà sản xuất vật liệu hàn, cũng như hiệp hội hàn Mỹ (AWS) cung cấp các giá trị tương đối của những cân nhắc này đối với vật liệu hàn cho mỗi hợp kim cơ bản.

Hỏi: Có bất kỳ vật liệu hàn nhôm đa ​​năng nào không?

Đáp: Mặc dù không có vật liệu hàn nhôm nào phù hợp với tất cả nhưng 4043 và 5356 là hai loại vật liệu hàn nhôm phổ biến nhất và chiếm phần lớn doanh số bán về vật liệu hàn nhôm. Chúng có thể được sử dụng rộng rãi nhất cho các kim loại cơ bản là hợp kim nhôm. Hobart gần đây đã mở rộng các dòng sản phẩm của mình với sự phát triển của dây Smootharc ™ 4043 và Smootharc ™ 5356, cung cấp khả năng cấp dây tuyệt vời, tác động ướt tốt và được đánh giá là dây hàn xuất sắc so với các sản phẩm tương tự của đối thủ cạnh tranh.

4043 được các thợ hàn yêu thích vì hợp kim silicon của nó làm tăng tính dễ hàn và kiểm soát vũng hàn tốt hơn. Nó có thể sử dụng được với nhiều loại hợp kim cơ bản, đạt điểm tương đối cao trong tất cả các hạng mục. Nó dễ chấp nhận hơn về các thông số mối hàn. Đường hàn sạch và ngoại quan đẹp.

5356 là một vật liệu hàn đa năng khác và có lẽ được sử dụng rộng rãi nhất. Vật liệu hàn 5356 được đánh giá thấp hơn một chút về độ dễ hàn, nhưng thường cung cấp độ bền kéo cao hơn so với 4043. Độ bền cao hơn cũng đồng nghĩa là dễ cấp dây hơn 4043 và tốc độ nóng chảy của nó nhanh hơn, vì vậy đòi hỏi tốc độ cấp dây nhanh hơn đối với dây có cùng đường kính.

Hỏi: Có bất kỳ lưu ý bảo quản đặc biệt nào đối với dây hàn nhôm không?

Đáp: Có. Vật liệu hàn nhôm cũng bị oxy hóa như giống như tất cả kim loại nhôm. Khi để bên ngoài sau khi mở hộp, lắp trên bộ cấp dây hoặc trên máy hàn, dây hàn nhôm sẽ bị oxy hóa dẫn đến hồ quang thất thường. Oxy hóa sẽ làm tăng điện trở, có thể sản sinh lớp phủ và làm thay đổi độ trơn khi cấp dây. Nhiều người vận hành đã phải mất rất nhiều thời gian để điều chỉnh cài đặt độ căng của dây hàn, thay đổi đầu hàn hoặc kiểm tra khí bảo vệ để cố gắng khắc phục sự cố khi dây bị ôxy hóa.

Cấp dây nhôm

Hỏi: Làm cách nào để loại bỏ tình trạng “rối dây“ và các vấn đề cấp dây khác?

Đáp: Do độ bền kéo thấp nên việc cấp dây nhôm được ví như đẩy một sợi mì ướt qua ống hút. “việc rối dây” giữa trục dẫn dây hàn và ruột dẫn dây hàn là vấn đề thường gặp, làm tốn thời gian và chi phí. Việc gỡ bỏ dây rối yêu cầu người vận hành phải ngừng hàn, cắt dây, loại bỏ dây trong súng và nạp dây mới qua ruột dẫn dây hàn. Nó cũng có thể yêu cầu làm sạch hoặc thay đổi đầu hàn vì hiện tượng cháy ngược gây ra khi dây ngừng gấp.

Có một số cách cấp dây nhôm: Chỉ đẩy, súng hàn có cuộn dây trên đầu súng, hệ thống kéo - đẩy liên tục.

Chỉ đẩy: Việc cung cấp dây hàn nhôm thông qua hệ thống chỉ đẩy có thể khó, nhưng nó có thể được thực hiện với số lượng hạn chế. Yêu cầu sử dụng trục dẫn dây hàn rãnh U để trục tiếp xúc bề mặt dây hàn nhiều hơn, ruột dẫn dây hàn bằng Teflon, lực ép trục dẫn dây thích hợp và khả năng giữ cho cáp súng thẳng. Bất kỳ điện trở nào trong dây đều có thể làm cho dây dẫn bị sai lệch. Dây có đường kính lớn hơn, chẳng hạn như 1.6mm, có thể được cấp dây nhất quán hơn trong hệ thống vừa kéo - đẩy. Nhưng đối với dây đường kính nhỏ, chẳng hạn như 0.8mm, việc cấp dây bằng phương pháp đẩy sẽ không khả thi.

Súng có cuộn dây trên đầu súng: Súng có cuộn dây trên đầu súng, chẳng hạn như Spoolmatic® 15A hoặc 30A, loại bỏ khả năng rối dây bằng cách đặt cuộn dây nhỏ loại 453g (4”) vào súng, do dây hàn chỉ đi một đoạn ngắn vài inch. Súng có cuộn dây trên đầu súng có thể chứa dây nhôm có đường kính từ 0.6mm đến 1.6mm và cho phép người vận hành sử dụng dây cáp hàn dài đến (15’-50’).

Súng có cuộn dây cần phải thay đổi trục dẫn dây sau mỗi pound (453g) dây được sử dụng, so với 8 pound (3.6kg) hoặc 15 pound (6,8kg) trên hệ thống kéo đẩy. Trong không gian hẹp, cuộn dây có thể hạn chế khả năng tiếp cận, đòi hỏi người vận hành phải sử dụng độ ló dây dài hơn. Nếu người vận hành sử dụng vài pound dây hàn mỗi ngày, thời gian cần thay cuộn dẫn có thể tăng lên. Ngoài ra, khả năng tồn tại vấn đề cháy ngược khi hàn đến cuối cuộn dây, vì vậy nhiều người vận hành cần ngừng lại khi còn một vài vòng dây trên cuộn.

Súng kéo - đẩy dây: Với súng kéo - đẩy dây, một động cơ trong súng kéo dây qua ruột dẫn dây hàn, trong khi động cơ trong máy hàn hoặc bộ cấp dây trở thành động cơ hỗ trợ. Bằng cách duy trì độ căng dây phù hợp, hệ thống kéo - đẩy dây giúp loại bỏ hiện tượng rối dây. Nó tiện dụng hơn súng có cuộn dây trên đầu súng, vì trọng lượng của cuộn dây không nằm trong tay của người vận hành.

Ngoài ra, sử dụng cuộn dây lớn ít phải thay dây hơn so với súng có cuộn dây trên đầu súng. Súng kéo - đẩy dây cũng cho phép cáp dài tới 50’. Bất lợi duy nhất đối với hệ thống kéo – đẩy dây là giá của súng tương đối cao, nhưng năng suất tăng lên và khi mua các cuộn dây hàn lớn cũng rẻ hơn nên cũng sẽ mang lại hiệu quả hoàn vốn đầu tư nhanh. Khi so sánh chi phí của cuộn dây nhôm 20 1-lb. 0.8mm 4043 với một cuộn 20 pound có cùng đường kính, cộng với thời gian thay 20 cuộn dây so với một cuộn dây, bạn sẽ thấy rằng khi sử dụng cuộn dây lớn, hệ thống kéo – đẩy dây sẽ hợp lý về mặt tài chính. Súng kéo - đẩy dây, chẳng hạn như súng XR ™ -A Python, chỉ sử dụng được với các máy hàn như Millermatic® 350P, máy có chức năng tự động nhận dạng súng nào đang được sử dụng.

Một nhà phân phối máy hàn, được chọn ngẫu nhiên, niêm yết giá cho một cuộn dây dây nhôm 0.8mm nặng 1 lb là $5,23. Một cuộn 20 lb. với giá $92, giá chênh lệch $ 0,63/pound. Mất thêm thời gian cho 20 lần thay đổi cuộn dây (Chưa kể khả năng cháy ngược vào cuối các vòng dây) đối với súng có cuộn dây trên đầu súng so với một lần thay đổi cuộn lớn hơn. 5 phút để thay một cuộn dây, tức là thêm 95 phút cho mỗi 20 lbs. của dây hàn được sử dụng.

Hệ thống đẩy cấp dây liên tục: Đây là một bổ sung tương đối mới cho lĩnh vực này. Hệ thống này sử dụng một hệ thống truyền động đặc biệt giúp duy trì sự tiếp xúc liên tục với dây và loại bỏ khả năng bị rối dây do không có khe hở giữa các trục dẫn dây và ruột dẫn dây hàn. Mặc dù nó bị giới hạn ở việc đẩy dây 15 feet, nhưng súng hàn này nhẹ hơn so với súng có cuộn dây trên đầu súng hoặc súng kéo – đẩy dây và lại không cần bảo trì.

Chế độ hàn MIG ngắn mạch, chuyển dịch phun và xung

Hỏi: Tôi nên sử dụng chế độ hàn nào?

Đáp: Chế độ chuyển dịch ngắn mạch không được khuyến nghị cho nhôm. Chuyển dịch này hầu như không thể có được sự hòa quyện nên mối hàn dễ bị vỡ hoặc nứt. Chắc chắn không nên sử dụng chế độ hàn này khi ngoại quan hoặc lực kéo của mối hàn có vấn đề.

Trong quá trình chuyển dịch phun, các giọt kim loại nóng chảy được chuyển một cách trơn tru từ điện cực hàn sang vũng hàn. Hồ quang rất mịn và ổn định và tạo ra một mối hàn đẹp với sự kết hợp tốt ở các bên. Vì nó liên quan đến nhiệt cao, cháy xuyên thủng có thể sẽ là vấn đề khi hàn vật liệu mỏng (3mm hoặc mỏng hơn), do vậy, yêu cầu tốc độ di chuyển nhanh hơn và dây hàn có đường kính nhỏ (0.6mm) để giảm nhiệt đầu vào. Tuy nhiên, nó không thích hợp cho các mối hàn lệch vị trí. Cho các mối hàn lệch vị trí nên sử dụng chế độ hàn xung hoặc MIG xung.

Với hàn xung hoặc MIG xung, bạn luôn hàn ở chế độ chuyển dịch phun; dây hàn sẽ chuyển qua hồ quang sau đó giảm cường độ dòng điện xuống thấp hơn, cho phép vũng hàn nguội trong khi vẫn duy trì hồ quang. Điều này cho phép hàn ra khỏi vị trí và xung kích thích vũng hàn, hỗ trợ quá trình làm sạch. Do nhiệt đầu vào được kiểm soát tốt hơn, (trên một số máy thậm chí bạn có thể định hình sóng xung), bạn có thể hàn vật liệu mỏng hơn và sử dụng dây hàn có đường kính lớn hơn (lên đến 1.2mm), giảm khả năng cháy xuyên thủng và tăng hệ số đắp.

Vì bạn có thể sử dụng dây hàn 1.2mm để hàn vật liệu mỏng, bạn không chỉ tăng hệ số đắp và hỗ trợ cấp dây bằng cách sử dụng loại dây cứng hơn, mà bạn có thể tiết kiệm tiền mua vật liệu hàn. Cùng một nhà phân phối bán $92 cho một cuộn dây hàn nhôm 20 pounds đường kính 0.8mm (xem ở trên), trong khi dây 1.2mm chỉ $ 74,00/ 20 pounds — chênh lệch $ 0,90 mỗi pound. Cộng thêm tiết kiệm được thời gian và sản phẩm hoàn hảo không bị loại, hàn MIG xung là một sự thay thế hấp dẫn, tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể của bạn. Một tính năng mới trên Millermatic® 350P, công ty hàng đầu trong ngành công nghệ hàn xung nhôm, là khởi động nóng xung nhôm, tự động cung cấp thêm nhiều hồ quang để loại bỏ hiện tượng "khởi động lạnh" vốn có khi khởi động hàn nhôm.

Hàn MIG xung đã đi được một chặng đường dài trong những năm gần đây. Nó đã trở nên rất dễ sử dụng và dễ đào tạo người vận hành để tạo ra những mối hàn chất lượng — dễ hơn nhiều so với việc đào tạo người vận hành hàn TIG. Cộng với ngoại quan của mối hàn MIG xung có thể sánh ngang với mối hàn TIG. Trọn bộ máy hàn MIG xung có thể thấp hơn 30% so với bộ nguồn điện hạng công nghiệp, bộ điều khiển xung và bộ cấp dây, trong khi cung cấp hiệu suất tương đương và thực hiện hàn nhôm vượt trội, dễ sử dụng.

Nguồn: Millerwelds.com