Hướng dẫn chọn que hàn
Đề xuất que hàn theo kim loại cơ bản và điều kiện. Khuyến nghị que hàn theo AWS A5.1 (thép carbon), A5.4 (inox) và A5.5 (hợp kim thấp). Bao gồm hướng dẫn đường…
Khuyến nghị que hàn theo AWS A5.1 (thép carbon), A5.4 (inox) và A5.5 (hợp kim thấp). Bao gồm hướng dẫn đường kính và dải dòng điện.
Que hàn được chọn như thế nào?
Việc chọn que hàn (điện cực) phụ thuộc vào kim loại cơ bản, tư thế hàn, thiết kế mối nối và cơ tính yêu cầu. Phân loại AWS dùng hệ thống đặt tên tiêu chuẩn hóa: E7018 nghĩa là Electrode (điện cực), độ bền kéo 70 ksi, 1 = hàn được mọi tư thế, 8 = vỏ bọc kali hydro thấp có bột sắt.
Mục tiêu chính là bằng hoặc hơi vượt cơ tính của kim loại cơ bản trong khi đảm bảo chất lượng mối hàn. Với thép mềm, E6013 là que hàn đa dụng phù hợp cho người mới, E7018 là que chủ lực cho công việc kết cấu với đặc tính hydro thấp, còn E6010 cho độ ngấu sâu cho các đường hàn lót đáy trên ống.
Chọn đường kính điện cực phụ thuộc chiều dày vật liệu: 2.5 mm (3/32") cho tấm 1.5-3 mm, 3.2 mm (1/8") cho 3-9 mm, và 4.0 mm (5/32") cho 9 mm trở lên. Dải dòng điện tỷ lệ với đường kính — khoảng 30-40 ampe trên mỗi milimét đường kính điện cực đối với que hàn thép mềm.
Formula: Dải dòng điện ≈ 30-40 × Đường kính điện cực (mm) Chiều dày tối thiểu ≈ Đường kính điện cực Tốc độ đắp thay đổi theo loại điện cực Nhiệt đầu vào = (V × I × 60) / (Tốc độ hàn × 1000) [kJ/mm]
Ví dụ tính toán
Hàn tấm thép mềm 6 mm ở tư thế hàn sấp: Chọn E7018, đường kính 3.2 mm. Dải dòng điện = 80-144 A (thường 120 A). Ở 25 V và tốc độ hàn 150 mm/min: Nhiệt đầu vào = 25 × 120 × 60 / (150 × 1000) = 1.2 kJ/mm.
Khi nào nên sử dụng
- Thợ hàn hoặc đốc công cần chọn đúng điện cực cho kim loại cơ bản và tư thế hàn cụ thể trước khi bắt đầu công việc mới
- Soạn Quy trình hàn (WPS) và cần khuyến nghị về đường kính điện cực và dải dòng điện
- Đào tạo thợ hàn học việc về tiêu chí chọn điện cực và cách giải mã ký hiệu phân loại AWS
- Khắc phục sự cố chất lượng mối hàn bằng cách kiểm tra loại điện cực và thiết lập dòng điện có phù hợp với kim loại cơ bản và tư thế hàn hay không
Những sai lầm thường gặp
- Dùng E6013 cho công việc kết cấu — đây là que hàn đa dụng có hàm lượng hydro cao hơn; E7018 (hydro thấp) là bắt buộc cho các ứng dụng kết cấu theo AWS D1.1
- Vượt quá dải dòng điện cho đường kính điện cực — dòng quá cao gây cháy cạnh và thủng; dòng quá thấp gây ngấu kém và lẫn xỉ
- Không bảo quản điện cực hydro thấp (E7018) trong tủ sấy sau khi mở hộp — chúng hút ẩm trong vòng 4 giờ, đưa hydro trở lại và gây nứt nguội
- Dùng điện cực mọi tư thế cho hàn sấp với tốc độ hàn chậm trong khi điện cực hàn sấp đắp cao (E7024) sẽ năng suất hơn
Cách đọc kết quả
- Khuyến nghị là điểm khởi đầu theo kim loại nền, tư thế hàn và chiều dày — lựa chọn que hàn cuối cùng cho công việc theo quy phạm phải được phê chuẩn qua WPS/PQR (AWS D1.1, ASME IX)
- Dải dòng điện trải khoảng 25-45 A trên mỗi milimét đường kính que — bắt đầu gần giữa dải, dùng đầu thấp cho tư thế hàn đứng/hàn trần và đầu cao cho hàn bằng
- Đường kính que được chọn theo chiều dày vật liệu — que dày hơn tấm dễ gây thủng, que quá mảnh trên tấm dày gây ngấu kém và tốc độ đắp chậm
- Đọc kỹ phần ghi chú — yêu cầu gia nhiệt trước (thép hợp kim thấp, gang) và cảnh báo nhiệt đầu vào (nhạy hóa inox) nêu ở đó là thiết yếu để mối hàn không nứt
- Đây là hướng dẫn chung, không phải quy trình hàn — xác nhận bằng phê chuẩn quy trình và giám sát có chứng chỉ trước khi hàn sản xuất trên chi tiết kết cấu hoặc chịu áp
Tiêu chuẩn & tài liệu tham khảo
- AWS A5.1 — Quy định cho điện cực thép cacbon dùng trong hàn hồ quang tay
- AWS A5.4 — Quy định cho điện cực thép không gỉ dùng trong hàn hồ quang tay
- AWS A5.5 — Quy định cho điện cực thép hợp kim thấp dùng trong hàn hồ quang tay
- AWS D1.1 — Quy phạm hàn kết cấu — Thép
- ISO 2560 — Vật liệu hàn — Điện cực có vỏ bọc dùng cho hàn hồ quang tay
Câu hỏi thường gặp
'Hydro thấp' nghĩa là gì và tại sao lại quan trọng?
Que hàn hydro thấp (E7018, E7016) có lớp thuốc bọc chống ẩm, tạo ra dưới 4 mL hydro khuếch tán trên mỗi 100g kim loại mối hàn. Hydro gây nứt nguội ở thép cacbon trung bình/cao và là nguyên nhân số 1 gây hỏng mối hàn trong các ứng dụng kết cấu. Các que hàn này phải được bảo quản trong tủ sấy (120-150°C) sau khi mở hộp và sử dụng trong vòng 4 giờ kể từ khi lấy ra.
Tôi có thể dùng cùng một loại que hàn cho mọi tư thế hàn không?
Không phải que hàn nào cũng dùng được ở mọi tư thế. Chữ số thứ ba trong phân loại AWS cho biết khả năng tư thế: '1' = mọi tư thế (bằng, ngang, đứng, trần), '2' = chỉ tư thế bằng và ngang. E7018 dùng được mọi tư thế, nhưng E7024 (bột sắt cao cho năng suất đắp lớn) chỉ giới hạn ở tư thế bằng và ngang. Với hàn leo đứng và hàn trần, dùng que hàn ký hiệu '1' với kỹ thuật phù hợp.
Những nguyên nhân phổ biến nhất gây rỗ khí mối hàn là gì?
Rỗ khí do khí bị giữ lại trong quá trình đông đặc. Các nguyên nhân hàng đầu: (1) kim loại nền bị nhiễm bẩn — dầu, sơn, gỉ hoặc ẩm trên bề mặt mối ghép, (2) che chắn khí bảo vệ không đủ — gió, lưu lượng sai hoặc chụp khí bị hỏng, (3) chiều dài hồ quang quá lớn, (4) que hàn bị ẩm, (5) tốc độ hàn quá nhanh. Phòng ngừa: làm sạch mối ghép, che chắn gió, giữ hồ quang ngắn và bảo quản vật liệu hàn đúng cách.