Cong vênh và nứt mối hàn là hai lỗi khiến sản phẩm cơ khí phải làm lại tốn kém nhất. Nguyên nhân gốc gần như luôn là nhiệt: hàn đưa nhiệt cục bộ rất lớn vào kim loại, làm nó giãn nở rồi co lại không đều. Bài viết này giải thích vì sao chi tiết cong vênh, khi nào nên chọn TIG hay MIG, và những bước cụ thể để giảm biến dạng ngay tại xưởng.
Vì sao hàn gây cong vênh và nứt?
Khi hồ quang đốt nóng một vùng nhỏ, vùng đó giãn nở nhưng bị phần kim loại nguội xung quanh giữ lại. Khi nguội, mối hàn co lại và kéo kim loại quanh nó. Sự co không đều này tạo ứng suất dư. Nếu ứng suất vượt giới hạn, chi tiết bị cong, vênh hoặc nứt. Thép cacbon cao và vật dày dễ nứt hơn vì nguội nhanh làm mối hàn giòn.
TIG và MIG khác nhau thế nào?
Hàn TIG
Dùng điện cực vonfram không nóng chảy và khí bảo vệ, thường là argon. TIG cho mối hàn sạch, đẹp, kiểm soát nhiệt tốt, hợp inox, nhôm và chi tiết mỏng hoặc yêu cầu thẩm mỹ. Nhược điểm là chậm và đòi hỏi tay nghề cao.
Hàn MIG
Dùng dây hàn cấp tự động làm điện cực nóng chảy kèm khí bảo vệ. MIG nhanh, dễ học, năng suất cao, hợp vật dày và sản xuất số lượng. Đổi lại mối hàn không sạch bằng TIG và khó kiểm soát trên vật rất mỏng.
| Tiêu chí | TIG | MIG |
| Tốc độ | Chậm | Nhanh |
| Độ sạch mối hàn | Rất cao | Trung bình |
| Vật mỏng | Tốt | Khó |
| Vật dày, sản lượng lớn | Kém hiệu quả | Tốt |
| Yêu cầu tay nghề | Cao | Trung bình |
Cách kiểm soát biến dạng
Không thể triệt tiêu hoàn toàn ứng suất nhiệt, nhưng có thể kiểm soát để chi tiết nằm trong dung sai. Nguyên tắc chung là đưa ít nhiệt nhất có thể và phân bố nhiệt đều.
- Gá kẹp chắc chắn: dùng đồ gá giữ chi tiết đúng vị trí trong lúc hàn và nguội.
- Hàn đính trước: hàn các điểm đính ngắn để định vị trước khi hàn liền mạch.
- Hàn đối xứng và cách quãng: hàn xen kẽ hai bên, chia đường hàn thành đoạn ngắn để nhiệt phân bố đều.
- Giảm nhiệt đầu vào: chọn dòng phù hợp, không hàn quá lâu một chỗ.
- Trình tự hàn hợp lý: hàn từ giữa ra ngoài hoặc theo thứ tự tính trước để co ngót tự cân bằng.
Ví dụ thực tế
Một khách đặt khung inox mỏng bị vênh sau khi hàn, đặt xuống bàn cập kênh. Thợ ban đầu hàn liền một đường dài trên mỗi cạnh, dồn nhiệt lớn về một phía. Cách xử lý là chuyển sang hàn TIG với dòng thấp hơn, chia mỗi cạnh thành nhiều đoạn ngắn hàn cách quãng và xen kẽ giữa các cạnh đối diện, kết hợp gá kẹp giữ khung phẳng cho tới khi nguội. Sau khi làm đúng trình tự, khung phẳng trở lại trong dung sai mà không cần nắn nóng.
Lỗi thường gặp và cách khắc phục
- Dồn nhiệt vào một đường dài: gây vênh một phía. Cách sửa: chia đoạn ngắn, hàn cách quãng và đối xứng.
- Không gá kẹp: chi tiết tự do co kéo khi nguội. Cách sửa: dùng đồ gá giữ đến khi nguội hẳn.
- Chọn MIG cho vật quá mỏng: dễ thủng và biến dạng. Cách sửa: chuyển sang TIG dòng thấp.
- Nứt mối hàn ở thép cacbon cao: do nguội nhanh và giòn. Cách sửa: gia nhiệt trước khi hàn để giảm chênh nhiệt, chọn que hoặc dây phù hợp.
- Nắn nóng tùy tiện sau hàn: có thể làm biến dạng chỗ khác. Cách sửa: ưu tiên phòng ngừa bằng trình tự hàn, chỉ nắn khi có kinh nghiệm.
Checklist trước khi hàn
- Xác định vật liệu và độ dày để chọn TIG hay MIG.
- Làm sạch mối ghép: bỏ dầu, gỉ, sơn để tránh rỗ khí.
- Chuẩn bị đồ gá giữ chi tiết đúng vị trí.
- Hàn đính định vị trước khi hàn chính.
- Lên trình tự hàn: đoạn ngắn, đối xứng, cách quãng.
- Chọn dòng và tốc độ đủ ngấu nhưng không thừa nhiệt.
- Với thép dày hoặc cacbon cao, cân nhắc gia nhiệt trước.
- Để chi tiết nguội trong đồ gá trước khi tháo.
Kết luận
Chống cong vênh không nằm ở một mẹo duy nhất mà ở việc kiểm soát nhiệt từ đầu: chọn phương pháp đúng, gá chắc và hàn theo trình tự hợp lý. Bước tiếp theo: trước khi hàn chi tiết quan trọng, hãy xác định vật liệu, độ dày và lên trình tự hàn trên giấy thay vì hàn ngẫu hứng. Nếu chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao, hãy trao đổi rõ dung sai với xưởng để họ bố trí đồ gá và trình tự phù hợp.
Câu hỏi thường gặp
Khi nào nên chọn TIG thay vì MIG?
Chọn TIG khi hàn vật mỏng, inox, nhôm hoặc khi cần mối hàn sạch đẹp và độ chính xác cao. Chọn MIG khi cần năng suất, hàn vật dày hoặc sản xuất số lượng lớn, chấp nhận mối hàn ít tinh hơn.
Gia nhiệt trước khi hàn có tác dụng gì?
Gia nhiệt trước làm giảm chênh lệch nhiệt giữa mối hàn và kim loại nền, nhờ đó mối hàn nguội chậm hơn và bớt giòn. Điều này quan trọng với thép dày hoặc thép cacbon cao để tránh nứt.
Có thể nắn thẳng chi tiết đã cong sau khi hàn không?
Có thể, bằng nắn nóng hoặc nắn cơ khí, nhưng cần kinh nghiệm vì thao tác sai có thể tạo ứng suất mới hoặc làm biến dạng chỗ khác. Phòng ngừa bằng gá kẹp và trình tự hàn luôn tốt hơn sửa sau.
Vì sao mối hàn bị rỗ khí?
Rỗ khí thường do bề mặt bẩn dầu, gỉ, ẩm, hoặc khí bảo vệ không đủ do gió thổi bay hay lưu lượng sai. Làm sạch mối ghép và che chắn gió, chỉnh lưu lượng khí đúng sẽ giảm rỗ.
