Sản xuất vật liệu mỏng là một phần lớn của ngành công nghiệp ở Mỹ, bao gồm các dạng của ống, góc, và tấm phẳng, thường dày từ 24 gauge lên đến khoảng 3/16-inch và thường được sản xuất từ ​​các vật liệu như: thép không gỉ, thép carbon, mạ kẽm hoặc nhôm.
Để xác định quy trình hàn tốt nhất, khí bảo vệ và điện cực để sử dụng, hãy bắt đầu bằng cách xem xét: Loại vật liệu cơ bản, độ dày, điều kiện hoặc độ sạch, vị trí hàn, thiết bị hàn có sẵn, và kỹ năng thợ hàn là gì? Việc sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân phù hợp là rất cần thiết, điều đó rất quan trọng khi hàn thép không gỉ hoặc thép mạ kẽm.

Khi hàn vật liệu mỏng, mục đích là để giảm thiểu biến dạng và phát tán nhiệt, ngăn chặn sự chôn lấp, và tạo ra một mối hàn âm thanh với sự hợp nhất đầy đủ.

Đối với các ứng dụng thép carbon đơn giản, bạn có nhiều lựa chọn. Đối với vật liệu mỏng nhất lên đến khoảng 14 ga., Hãy thử sử dụng quy trình hàn hồ quang kim loại khí (GMAW) trong chế độ truyền mạch ngắn (SCT) với kim loại xếp lớp E70-S2, S3 hoặc S6 phân loại 0,023 in. và 75% khí argon / 25% CO 2  che chắn. Trên 14-ga. qua 3/16-in. vật liệu, hãy cân nhắc sử dụng 0.030-in.-dia. kim loại phụ.

Một lựa chọn tiềm năng khác là sử dụng GMAW xung với khí che chắn nội dung argon cao, chẳng hạn như 95% argon / 5% CO 2  hoặc argon / oxygen. Thiết bị có khả năng thực hiện GMAW xung thường đắt hơn nhưng mang lại lợi ích rất hấp dẫn. Hàn xung cho phép tăng kiểm soát trên vòng cung hàn, cung cấp một loạt các thông số vận hành.

Khi hàn ở chế độ SCT, bạn nên sử dụng lực kéo nhẹ hoặc góc súng trung tính tương ứng với hướng di chuyển, điều này sẽ tạo ra lượng phát xạ thấp. Đối với hàn xung, hãy đẩy hoặc kéo vung mối hàn để xác định cái nào tạo ra hình dạng hạt tốt nhất.

Hàn hồ quang hàn (FCAW) là một lựa chọn khác, mặc dù nó không phải là lý tưởng vì nó tạo ra một lớp xỉ bảo vệ cần được loại bỏ sau khi hàn. Nó có tỷ lệ hiệu suất lắng đọng thấp hơn so với GMAW và tạo ra mức độ khói và mối hàn lớn hơn. Việc sử dụng một điện cực có đường kính nhỏ sẽ giúp giữ đầu vào nhiệt xuống. Quá trình này có lợi nhất cho hàn công trường, nơi có thể sử dụng dây điện tự bảo vệ. Không yêu cầu khí che chắn bên ngoài, và phần lớn các dây dẫn trong điện cực dòng điện trực tiếp âm, nghĩa là hầu hết nhiệt được tạo ra trong dây kim loại phụ và không phải là vật liệu gốc. GMAW, mặt khác, là điện cực dòng điện tích cực, tạo ra phần lớn nhiệt trong vật liệu gốc.

Quá trình hàn hồ quang vonfram khí (GTAW) hoạt động tốt cho các ứng dụng hàn có khối lượng thấp hoặc chất lượng cao. Những lợi ích của quá trình này bao gồm mối hàn chất lượng cao. Trong một số trường hợp, kim loại phụ không cần thiết; khớp nối sẽ quyết định điều này. Quá trình này đòi hỏi một mức độ cao hơn của kỹ năng điều hành. Để giúp giảm thiểu biến dạng, sử dụng một điện cực vonfram nhỏ, chẳng hạn như 3/32 in. và nghiền nó thành một điểm tốt theo hướng song song với chiều dài của vonfram. Tốt nhất là sử dụng 100% argon cho khí bảo vệ.

Đối với một số ứng dụng, có thể cần phải sử dụng hàn hồ quang bằng kim loại được che chắn trên các khớp nối. Chọn một điện cực có đường kính nhỏ, sử dụng cường độ dòng điện thấp và duy trì tốc độ di chuyển nhanh để tạo ra mối hàn tốt xung quanh ở các vị trí bằng phẳng và nằm ngang. Nếu chỉ có thể hàn ở vị trí thẳng đứng, hãy tăng cường cường độ hàn lên khoảng 25% và hàn trong tiến trình theo chiều dọc. Điều này đòi hỏi một số thực hành, nhưng nó có thể tạo ra một mối hàn hợp lý. Phương pháp được sử dụng phổ biến hơn là hàn ở vị trí thẳng đứng, nhưng điều này không lý tưởng cho các vật liệu mỏng.

Thép không gỉ sẽ sử dụng các kỹ thuật và chiến lược hàn tương tự như thép cacbon. Phương pháp ưa thích là xung GMAW, nhưng nếu SCT là tùy chọn duy nhất có sẵn, hãy tăng độ tự cảm của nguồn điện (nếu có thể) để tăng kiểm soát vũng nước mối hàn.

Sự khác biệt chính là kim loại chất độn phù hợp với vật liệu cơ bản. Khi hàn thép không gỉ 304, sử dụng kim loại 308 phụ; cho 316 không gỉ, sử dụng một kim loại 316 phụ; và để hàn thép không gỉ với thép cacbon, sử dụng kim loại 309 phụ. Các hỗn hợp khí bảo vệ thích hợp cho thép không gỉ GMAW có hàm lượng argon cao, chẳng hạn như 98% argon / 2% oxy hoặc CO 2 . Tri-hỗn hợp và thậm chí quad-hỗn hợp sử dụng các loại khí khác như nitơ hoặc helium có sẵn, nhưng chúng không rẻ. FCAW trên thép không gỉ và thép carbon yêu cầu 100% CO 2  hoặc 75%  hỗn hợp argon / 25% CO 2 .

Khi hàn nhôm, chuẩn bị khớp nối trước là rất quan trọng. Tất cả các quá trình hàn đều được hưởng lợi từ mối nối mối hàn sạch, nhưng nhôm là duy nhất ở chỗ nó có một lớp oxit nặng có điểm nóng chảy cao hơn so với vật liệu gốc. Chuẩn bị kết nối bằng cách đánh răng hoặc nghiền lớp oxit và sử dụng dung môi để làm sạch nó sẽ làm cho hàn dễ dàng hơn và tạo ra mối hàn sạch hơn.

Các lớp nhôm thường được sử dụng thường yêu cầu kim loại phụ ER4043 / ER4047 hoặc ER5356. Cần đảm bảo sự phù hợp với kim loại phụ và vật liệu cơ sở. Đối với GMAW, khí pha trộn với ít nhất 50% helium và cân bằng argon hoạt động rất tốt nhưng cũng rất tốn kém. Đối với GTAW, sử dụng 100% argon và điện cực vonfram 2% đường kính nhỏ.

Hàn mạ kẽm sẽ thực hiện theo một số hướng dẫn tương tự như hàn thép carbon, ngoại trừ khi giao dịch với lớp kẽm trên bề mặt, không có lợi cho quá trình hàn và thường tạo mối hàn có độ xốp và hình dạng hạt kém. Nếu đang sử dụng GMAW, hãy chọn khí bảo vệ có hàm lượng CO 2  cao, chẳng hạn như  hỗn hợp 75% argon / 25% CO 2 . Carbon dioxide là một loại khí hoạt động, có nghĩa là nó hỗ trợ trong hành động làm sạch của vũng nước hàn và có thể giúp ngăn ngừa độ xốp. Ngoài ra, sử dụng điện áp cao hơn một chút và tốc độ di chuyển chậm hơn có thể cung cấp đủ thời gian cho vũng nước hàn để khử khí và cho các ngón chân mối hàn liên kết trơn tru hơn.

Một lựa chọn khác là sử dụng một dây có lõi thông lượng đường kính nhỏ hơn, chẳng hạn như loại hai lá chắn. Dây này sử dụng một thông lượng bên trong để sản xuất một lớp xỉ bảo vệ, và một khí che chắn để làm sạch và bảo vệ các vũng nước hàn kiên cố hóa. Vì quá trình này có hai phương pháp làm sạch, nó có thể tạo ra sự xuất hiện hạt và chất lượng mối hàn tốt nhất mặc dù nó có hiệu suất lắng đọng thấp hơn.

*Bài viết này ban đầu xuất hiện trong tạp chí WELDER và được in lại với sự cho phép của Hiệp hội Chế tạo và Sản xuất, Intl.