1. Quá trình oxy hóa dễ dàng - Vấn đề về màng oxit
Thử thách:một màng oxit nhôm (Al₂O₃, nhiệt độ nóng chảy khoảng 2050 độ) dễ dàng hình thành trên bề mặt tấm hợp kim nhôm và hấp thụ độ ẩm. Trong quá trình hàn, nó cản trở sự nóng chảy của kim loại cơ bản và dễ hình thành các khuyết tật như lỗ rỗ, cặn xỉ và phản ứng tổng hợp không hoàn toàn, làm giảm hiệu suất mối hàn.
Giải pháp:loại bỏ màng oxit một cách cơ học (bàn chải dây không gỉ hoặc làm sạch bằng hóa chất) ngay trước khi hàn, sử dụng phương pháp hàn TIG AC với hoạt động làm sạch của chu trình-nửa dương-điện cực và bảo vệ bể nóng chảy bằng tấm chắn argon.
2. Độ xốp - Độ hòa tan hydro giảm
Thử thách:Độ xốp là khuyết tật phổ biến nhất trong hàn nhôm, nguyên nhân chủ yếu là do hydro. Nhôm lỏng hòa tan một lượng lớn hydro trong khi nhôm rắn hòa tan rất ít; khi vũng nóng chảy nguội đi và đông đặc nhanh chóng, hydro tạo thành các lỗ rỗng trong mối hàn.
Giải pháp:loại bỏ nguồn hydro - làm khô dây phụ và kim loại cơ bản, loại bỏ hơi ẩm, dầu mỡ, sử dụng-argon có độ tinh khiết cao và kiểm soát tốc độ hàn để khí hòa tan có thể thoát ra trước khi đông đặc.
3. Biến dạng mối hàn và nứt nóng
Thử thách:hệ số giãn nở nhiệt và độ co ngót của nhôm gấp khoảng hai lần so với thép và phạm vi hóa rắn rộng của nó thúc đẩy hiện tượng nứt nóng. Ứng suất bên trong lớn do biến dạng hàn, kết hợp với sự hạn chế về kết cấu, có thể dẫn đến các vết nứt nhiệt.
Giải pháp:sử dụng thiết kế mối nối thích hợp (thanh đỡ, biến dạng trước hoặc kẹp), kiểm soát nhiệt đầu vào, hàn bằng hợp kim phụ thích hợp (ví dụ: 4043 cho dòng 6xxx) và tuần tự các mối hàn để cân bằng độ co ngót.
4. Độ dẫn nhiệt cao
Thử thách:nhôm dẫn nhiệt tốt hơn thép khoảng ba đến bốn lần, do đó, khi hàn các tấm hợp kim nhôm sẽ tiêu thụ nhiều nhiệt hơn và nhiệt lan truyền nhanh chóng ra khỏi mối nối.
Giải pháp:sử dụng hàn-dòng điện cao, tốc độ-cao để tập trung nhiệt, làm nóng trước các phần dày và sử dụng nguồn điện có mật độ dòng điện cần thiết.
5. Sự bay hơi của các nguyên tố hợp kim
Thử thách:hợp kim nhôm chứa các nguyên tố có điểm sôi-thấp{1}}(chẳng hạn như magie, kẽm và mangan) chịu tổn thất bay hơi đáng kể dưới hồ quang nhiệt độ-cao, làm thay đổi thành phần hóa học của kim loại mối hàn và giảm hiệu suất mối hàn.
Giải pháp:kiểm soát năng lượng hồ quang và tốc độ hàn để hạn chế quá nhiệt, sử dụng kim loại phụ để bù đắp phần tử bị mất và tránh mật độ dòng điện quá cao.
6. Độ bền nhiệt độ thấp Cao{1}}Độ dẻo và độ dẻo
Thử thách:độ bền và độ dẻo của nhôm ở nhiệt độ cao rất thấp; kim loại mối hàn có thể bị mất hình dạng, vũng nóng chảy dễ bị xáo trộn, khiến mối hàn bị võng hoặc sập.
Giải pháp:sử dụng các thanh đỡ hoặc khí đệm để đỡ chân đế, hàn ở các vị trí thích hợp và kiểm soát kích thước bể nóng chảy.
Bản tóm tắt
Hàn hợp kim nhôm đòi hỏi khắt khe nhưng hoàn toàn có thể quản lý được: làm sạch và làm khô bề mặt, che chắn bằng argon, kiểm soát nhiệt đầu vào, chọn kim loại phụ phù hợp và sử dụng thiết kế mối nối phù hợp. Khi áp dụng cùng nhau, các biện pháp này sẽ tạo ra mối hàn nhôm chắc chắn trong sản xuất.
