Rust, một dạng ăn mòn phổ biến hình thành trên bề mặt kim loại khi sắt phản ứng với oxy và độ ẩm, là một cảnh tượng quen thuộc trên máy móc cũ, cấu trúc kim loại và thiết bị ngoài trời. Đối với những người phải đối mặt với nhiệm vụ tham gia các mảnh kim loại rỉ sét, một câu hỏi quan trọng đặt ra: "Có thể hàn kim loại bị rỉ sét?" Câu trả lời ngắn gọn là có - kim loại bị rỉ sét có thể được hàn - nhưng rỉ sét tạo ra những thách thức phải được giải quyết để đảm bảo mối hàn mạnh, đáng tin cậy. Không có sự chuẩn bị và kỹ thuật thích hợp, rỉ sét có thể dẫn đến các khớp yếu, khiếm khuyết và thậm chí các mối nguy hiểm an toàn.
Tại sao rỉ sét làm phức tạp hàn
Rust (chủ yếu là oxit sắt) không phải là một kim loại - Nó là một chất xốp, giòn, phá vỡ quá trình hàn theo nhiều cách:
Độ dẫn điện kém
Hàn phụ thuộc vào điện để tạo ra một vòng cung (trong hàn hồ quang) hoặc tạo ra nhiệt (trong hàn điện trở). Rust là một dây dẫn điện kém, vì vậy nó có thể chặn hoặc phân tán dòng điện cần thiết để tạo thành một vòng cung ổn định. Sự bất ổn này dẫn đến một nhóm hàn thất thường, khiến cho việc làm tan chảy kim loại cơ bản đều khó khăn. Ví dụ, trong hàn dính, rỉ sét trên bề mặt kim loại có thể khiến vòng cung "nhảy" hoặc dập tắt bất ngờ, dẫn đến sự hợp nhất không hoàn chỉnh giữa mối hàn và kim loại cơ bản.
Ô nhiễm bể hàn
Khi được làm nóng trong quá trình hàn, rỉ sét thành oxy và các loại khí khác, có thể làm ô nhiễm bể hàn nóng chảy. Điều này dẫn đến độ xốp - bong bóng khí nhỏ bị mắc kẹt trong mối hàn hóa rắn. Độ xốp làm suy yếu mối hàn bằng cách tạo ra các khoảng trống trong cấu trúc của nó, giảm độ bền kéo và làm cho khớp dễ bị nứt dưới tải. Một mối hàn trên kim loại bị rỉ sét có thể có lỗ chân lông có thể nhìn thấy trên bề mặt của nó, một dấu hiệu rõ ràng của ô nhiễm.
Giảm phản ứng tổng hợp
Rust hoạt động như một rào cản giữa kim loại cơ bản và mối hàn. Ngay cả khi vòng cung làm tan chảy rỉ sét, kim loại bên dưới có thể không đạt đến nhiệt độ cần thiết để hợp nhất với kim loại hàn. Điều này dẫn đến phản ứng tổng hợp không hoàn chỉnh - một khiếm khuyết quan trọng trong đó mối hàn không liên kết hoàn toàn với kim loại cơ bản. Trong trường hợp nghiêm trọng, mối hàn có thể bóc ra khỏi bề mặt rỉ sét với lực tối thiểu, như thể nó được dán chứ không phải là hợp nhất.
Tăng spatter và xỉ
Các hạt gỉ trong bể hàn có thể gây ra sự spatter quá mức (các giọt kim loại nóng chảy bay ra khỏi mối hàn) và làm cho xỉ (lớp phủ bảo vệ từ các điện cực) khó loại bỏ hơn. Spatter tạo ra một mối hàn lộn xộn và có thể làm hỏng các bề mặt gần đó, trong khi xỉ bị mắc kẹt trong mối hàn (bao gồm xỉ) làm suy yếu thêm khớp.
Khi kim loại bị rỉ sét có thể được hàn (và làm thế nào)
Mặc dù có những thách thức này, kim loại bị rỉ sét có thể được hàn thành công với sự chuẩn bị và điều chỉnh phù hợp. Điều quan trọng là loại bỏ đủ rỉ sét để cho phép hợp nhất đúng trong khi điều chỉnh quá trình hàn để xử lý bất kỳ ô nhiễm còn lại.
Chuẩn bị: Loại bỏ rỉ sét trước khi hàn
Bước quan trọng nhất là làm sạch bề mặt kim loại để loại bỏ rỉ sét, bong tróc và lộ kim loại tươi. Mức độ làm sạch phụ thuộc vào mức độ nghiêm trọng của rỉ sét:
• Có thể loại bỏ vết gỉ nhẹ (một lớp mỏng, phấn) bằng bàn chải dây, giấy nhám hoặc bánh xe dây được gắn vào máy xay. Điều này phơi bày kim loại cơ bản, cho phép vòng cung tấn công và làm tan chảy kim loại cơ bản một cách sạch sẽ.
• Rust nặng (các lớp dày, giòn hoặc rỗ) đòi hỏi phải làm sạch mạnh hơn. Một máy xay có đĩa nắp hoặc một chất làm cát có thể loại bỏ rỉ sét sâu, mặc dù kim loại rỗ vẫn có thể có các mỏ rỉ sét nhỏ trong các hố. Trong những trường hợp như vậy, tập trung vào việc loại bỏ tất cả các vết rỉ sét lỏng lẻo - Rust còn lại trong các hố ít gây hại hơn so với rỉ sét trên bề mặt.
• SCALE hoặc Rust liên kết chặt chẽ (một lớp cứng, sáng bóng) có thể cần điều trị hóa học. Bộ chuyển đổi rỉ sét hoặc chất tẩy rửa axit có thể hòa tan rỉ sét, mặc dù kim loại phải được rửa sạch và sấy khô sau đó để ngăn chặn rỉ sét mới hình thành trước khi hàn.
Sau khi làm sạch, lau bề mặt bằng một miếng vải để loại bỏ bụi và mảnh vụn. Mục tiêu là để lộ ít nhất ¼ inch kim loại sạch dọc theo đường khớp - Điều này đảm bảo mối hàn có thể hợp nhất trực tiếp với kim loại cơ bản, không chỉ là rỉ sét.
Chọn quy trình hàn và tham số phù hợp
Một số quy trình hàn nhất định xử lý gỉ tốt hơn các quy trình khác và các thông số điều chỉnh có thể giảm thiểu ô nhiễm:
• Hàn dính (SMAW) là một lựa chọn tốt cho kim loại rỉ sét, vì lớp phủ thông lượng của nó giúp che chắn bể hàn khỏi các khí được giải phóng bởi rỉ sét. Sử dụng điện cực xenlulo (ví dụ: E6010 hoặc E6011) có thể cải thiện sự xâm nhập vòng cung thông qua rỉ sét ánh sáng, nhờ vòng cung hung dữ của nó. Tránh thấp - Các điện cực hydro (ví dụ: E7018) đối với kim loại bị rỉ sét - chúng nhạy cảm hơn với độ ẩm và ô nhiễm, làm tăng nguy cơ xốp.
• MIG Hàn (GMAW) có thể hoạt động với Light Rust nếu sử dụng Dây được sử dụng từ thông - (có thông lượng bảo vệ bên trong dây). Thông lượng giúp bẫy khí từ rỉ sét, làm giảm độ xốp. Đối với MIG với dây rắn, đảm bảo kim loại rất sạch sẽ, vì việc che chắn khí trơ (argon hoặc CO₂) cung cấp ít bảo vệ chống ô nhiễm hơn thông lượng.
• Hàn Tig (GTAW) ít tha thứ cho rỉ sét, vì nó dựa vào kiểm soát nhiệt chính xác và không có thông lượng để che giấu ô nhiễm. Nó chỉ được khuyến nghị cho kim loại rỉ sét nhẹ đã được làm sạch hoàn toàn.
Điều chỉnh tham số cũng có thể giúp:
• Tăng cường độ một chút để đảm bảo kim loại cơ bản tan chảy qua bất kỳ vết gỉ còn lại.
• Sử dụng chiều dài vòng cung dài hơn một chút để ổn định cung trên các bề mặt bị rỉ sét trước đây.
• Mối hàn ở tốc độ di chuyển chậm hơn để cho phép khí từ rỉ sét thoát khỏi bể hàn trước khi nó củng cố, làm giảm độ xốp.
Bài đăng - Cân nhắc hàn
Sau khi hàn, kiểm tra mối hàn cho các khuyết tật như độ xốp hoặc phản ứng tổng hợp không hoàn chỉnh. Nếu có các khiếm khuyết nhỏ, một đường chuyền thứ hai với điện cực sạch có thể sửa chữa chúng. Đối với các ứng dụng độ ẩm ngoài trời hoặc cao -, sơn hoặc phủ khu vực hàn để ngăn chặn rỉ sét mới hình thành, vì sức nóng của hàn có thể loại bỏ lớp phủ bảo vệ trên kim loại xung quanh.
Hạn chế: Khi không nên hàn kim loại rỉ sét
Trong một số trường hợp, thiệt hại rỉ sét quá nghiêm trọng để hàn an toàn hoặc hiệu quả:
• Điểm yếu về cấu trúc từ rỉ sét: Nếu rỉ sét đã ăn đi những phần đáng kể của kim loại (ví dụ: một chùm thép với hơn 20% độ dày của nó bị mất do rỉ sét), hàn có thể không phục hồi sức mạnh của nó. Bản thân kim loại quá yếu để hỗ trợ tải, ngay cả với mối hàn mạnh.
• Nắm sâu với rỉ sét ẩn: kim loại với các hố sâu chứa đầy gỉ có thể xuất hiện sạch sẽ trên bề mặt nhưng vẫn bẫy rỉ sét sẽ làm ô nhiễm mối hàn. Điều này là phổ biến trong các bộ phận ô tô cũ hoặc thiết bị biển, nơi rỉ sét xâm nhập sâu. Hàn kim loại như vậy thường dẫn đến các mối hàn xốp, yếu.
• An toàn - Các ứng dụng quan trọng: Trong hàn cấu trúc (ví dụ: cầu, tàu áp suất) hoặc tải - Các khớp mang, thậm chí kim loại bị rỉ sét nhẹ nên được làm sạch hoàn toàn. Bất kỳ rủi ro rỉ sét nào còn lại làm ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của mối hàn, có thể dẫn đến thất bại thảm khốc.
Real - Ví dụ thế giới
Hàn kim loại rỉ sét là phổ biến trong công việc sửa chữa:
• Một nông dân sửa chữa khung máy kéo rỉ sét có thể hàn nó sau khi nghiền nát rỉ sét, sử dụng hàn gậy để tạo ra một khớp mạnh.
• Một chủ nhà sửa một hàng rào kim loại rỉ sét có thể làm sạch vết gỉ bằng bàn chải dây và sử dụng hàn MIG với thông lượng - dây được điều khiển để gắn lại một đường ray bị hỏng.
• Kỹ thuật viên ô tô thường hàn các tấm cơ thể bị rỉ sét, mặc dù chúng có thể cắt ra các phần rỉ sét nghiêm trọng và thay thế chúng bằng kim loại mới nếu rỗ quá sâu.
Trong mỗi trường hợp, thành công phụ thuộc vào việc loại bỏ đủ rỉ sét để cho phép hợp nhất và chọn đúng quy trình cho công việc.
Kết luận
Kim loại rỉ sét có thể được hàn, nhưng rỉ sét tạo ra những thách thức đáng kể đòi hỏi sự chuẩn bị và chăm sóc. Bằng cách loại bỏ rỉ sét, sử dụng các quy trình hàn thích hợp (như hàn dính bằng từ thông - điện cực được phủ) và điều chỉnh các thông số để xử lý ô nhiễm, máy hàn có thể tạo ra các khớp mạnh trong kim loại bị rỉ sét. Tuy nhiên, kim loại bị rỉ sét hoặc có cấu trúc nghiêm trọng có thể bị hỏng quá mức để hàn an toàn, cần thay thế thay thế.
Điểm quan trọng là Rust không phải là một rào cản tuyệt đối để hàn - nhưng nó đòi hỏi sự tôn trọng. Với việc làm sạch kỹ lưỡng và kỹ thuật thông minh, thậm chí kim loại bị rỉ sét cũng có thể được nối thành các mối hàn đáng tin cậy, chức năng. Cho dù để sửa chữa hoặc chế tạo, giải quyết rỉ sét đảm bảo đúng cách, mối hàn sẽ đứng trước thử thách của thời gian.
