Undercut là một khiếm khuyết phổ biến và rắc rối trong hàn, nhưng nó không phải là không thể tránh khỏi. Với sự hiểu biết đúng đắn về các nguyên nhân của undercut và áp dụng các biện pháp phòng ngừa được nhắm mục tiêu, thợ hàn có thể giảm đáng kể hoặc thậm chí loại bỏ Undercut trong công việc của họ. Bài viết này sẽ nêu chi tiết các phương pháp thực tế để tránh cắt giảm từ các khía cạnh của điều chỉnh tham số hàn, cải tiến kỹ thuật hoạt động, chuẩn bị vật liệu và thiết bị và kiểm soát quy trình.
Cài đặt tham số hàn chính
Các thông số hàn là nền tảng của hàn ổn định và các cài đặt không phù hợp là một trong những nguyên nhân chính của undercut. Để tránh Undercut, bước đầu tiên là làm chủ nghệ thuật điều chỉnh tham số.
Chọn dòng hàn phù hợp
Dòng hàn quá cao là một yếu tố chính dẫn đến undercut. Dòng điện quá mức làm cho vòng cung tạo ra nhiệt quá mức, làm tan chảy các cạnh kim loại cơ bản quá nhanh, trong khi kim loại hàn không thể lấp đầy khu vực tan chảy theo thời gian. Do đó, điều quan trọng là chọn dòng điện thích hợp theo loại điện cực, độ dày kim loại cơ bản và vị trí hàn.
Ví dụ: khi sử dụng 3/32 - inch (2.4mm) thấp - điện cực hydro để hàn 1/4 - inch (6 mm) thép dày ở vị trí phẳng, phạm vi dòng điện được đề xuất thường là 80 - 120 amps. Nếu dòng điện được tăng lên 140 amps trở lên, nguy cơ cắt giảm ở các cạnh hàn sẽ tăng đáng kể. Đối với các thành phần có tường mỏng - với độ dày nhỏ hơn 2 mm, cần phải sử dụng dòng điện thấp hơn và thậm chí dòng điện là 10 - 15 amps cao hơn giá trị được đề xuất có thể gây ra.
Cần lưu ý rằng dòng điện cũng nên được khớp với loại điện cực. Các điện cực xenlulo, có độ thâm nhập hồ quang mạnh mẽ, đòi hỏi phải điều khiển dòng điện chặt chẽ hơn. Ví dụ: điện cực tế bào 1/8 - inch (3.2mm) được sử dụng cho hàn đường ống thường được vận hành trong 90 - 130 amps. Vượt quá phạm vi này không chỉ dễ dàng gây ra undercut mà còn có thể dẫn đến các khiếm khuyết khác như Burn - qua.
Kiểm soát chiều dài vòng cung
Một chiều dài hồ quang ổn định và thích hợp là điều cần thiết để ngăn chặn cắt giảm. Một vòng cung quá dài làm cho vòng cung không ổn định và sự phân bố nhiệt trở nên không đồng đều, có xu hướng tập trung nhiệt vào các cạnh kim loại cơ bản. Mặt khác, một vòng cung quá ngắn có thể gây ra sự bao gồm xỉ, nhưng nó có lợi hơn cho việc kiểm soát đầu vào nhiệt so với một vòng cung quá dài.
Đối với hầu hết các hoạt động hàn dính, chiều dài hồ quang lý tưởng xấp xỉ bằng đường kính của lõi điện cực. Đối với điện cực 1/8 - inch, độ dài cung phải được duy trì ở khoảng 1/8 inch (3 - 4 mm). Trong hàn MIG, chiều dài hồ quang có liên quan đến điện áp. Nói chung, tăng điện áp sẽ tăng chiều dài cung, do đó cần phải điều chỉnh điện áp theo tốc độ thức ăn dây để giữ cho vòng cung ổn định. Ví dụ: khi sử dụng dây mig 0.035 - inch (0,9mm) để hàn 16 - bằng thép (1.6mm), điện áp thường được đặt giữa 18 - 20 volt, giúp duy trì một vòng cung ngắn và ổn định và tránh nhiệt quá mức ở các cạnh.
Điều chỉnh tốc độ di chuyển
Tốc độ di chuyển của điện cực hoặc ngọn đuốc hàn ảnh hưởng trực tiếp đến việc lấp đầy kim loại hàn. Tốc độ quá nhanh sẽ khiến kim loại hàn không thể lấp đầy các cạnh của bể hàn kịp thời, dẫn đến cắt xén. Ngược lại, tốc độ quá chậm có thể dẫn đến tăng cường quá mức hoặc đốt - qua, nhưng tốt hơn là tránh cắt giảm.
Tốc độ di chuyển thích hợp thay đổi tùy thuộc vào phương pháp hàn, dòng điện và loại khớp. Trong hàn dính của một mối hàn phi lê với chiều dài chân là 1/4 inch, tốc độ di chuyển 3 - 4 inch mỗi phút thường là phù hợp. Khi hàn ở các vị trí thẳng đứng, tốc độ di chuyển phải chậm hơn một chút so với các vị trí phẳng để chống lại ảnh hưởng của trọng lực lên kim loại nóng chảy và đảm bảo đầy đủ ở các cạnh. Ví dụ, trong sự thẳng đứng - UP Hàn, giảm tốc độ di chuyển khoảng 20% so với hàn phẳng có thể ngăn chặn một cách hiệu quả.
Cải thiện các kỹ thuật vận hành hàn
Ngay cả với các thông số hoàn hảo, các kỹ thuật hoạt động kém vẫn có thể dẫn đến cắt giảm. Làm chủ các phương thức hoạt động chính xác là chìa khóa để tránh cắt giảm.
Duy trì góc điện cực/đuốc ổn định
Góc của điện cực hoặc ngọn đuốc xác định hướng của cung và sự phân bố nhiệt. Một góc không chính xác sẽ làm cho vòng cung lệch về phía các cạnh kim loại cơ bản, dẫn đến quá nhiệt và cắt bỏ cục bộ.
Trong hàn fillet phẳng, điện cực phải được giữ ở một góc xấp xỉ 45 độ cho cả hai tấm của khớp, với độ nghiêng nhẹ (khoảng 5 - 10 độ) theo hướng di chuyển. Điều này đảm bảo rằng nhiệt hồ quang được phân phối đều giữa hai tấm, tránh sự tan chảy quá mức của một bên. Trong hàn dọc, điện cực phải được nghiêng 10 - 15 độ hướng lên theo hướng di chuyển (dọc - lên) để hướng vòng cung vào bể hàn và ngăn kim loại nóng chảy chảy xuống quá nhanh, sẽ khiến các cạnh trên bị thiếu hụt.
Đối với hàn MIG, góc đuốc cũng quan trọng không kém. Một góc đẩy (ngọn đuốc nghiêng về phía trước) của 5 - 15 độ thường được sử dụng để hàn phẳng, giúp trải đều kim loại hàn và tránh quá nóng cạnh. Trong hàn trên cao, một góc kéo nhẹ (ngọn đuốc nghiêng về phía sau) có thể giữ kim loại nóng chảy trong bể hàn, làm giảm nguy cơ bị cắt xén do chảy xệ kim loại.
Tập trung vào vị trí hồ quang
Vị trí của vòng cung trong hồ hàn là rất quan trọng. Vòng cung nên được tập trung ở nhóm mối hàn càng nhiều càng tốt để đảm bảo rằng nhiệt được phân phối đều, thay vì thiên vị về các cạnh.
Trong hàn mông, phải duy trì vòng cung ở giữa hai kim loại cơ bản và các chuyển động tròn hoặc zigzag nhỏ có thể được sử dụng để trải kim loại hàn đến cả hai bên, nhưng phải cẩn thận để không để vòng cung ở các cạnh quá lâu. Trong hàn fillet, vòng cung nên được tập trung vào gốc của phi lê để đảm bảo sự hợp nhất giữa hai tấm và khi di chuyển, nó sẽ chuyển đổi trơn tru giữa hai chân để tránh nhiệt quá cao ở một trong hai chân.
Những người thợ hàn mới làm quen thường gặp khó khăn trong việc kiểm soát vị trí hồ quang, có thể được cải thiện thông qua thực hành. Ví dụ, việc đặt một dấu dọc theo đường nối trước khi hàn và sử dụng nó làm tham chiếu để giữ cho vòng cung được căn chỉnh có thể giúp duy trì vị trí hồ quang chính xác.
Kiểm soát kích thước hồ hàn
Một nhóm hàn quá lớn có nhiều khả năng gây ra undercut vì kim loại nóng chảy tăng bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi trọng lực, đặc biệt là ở các vị trí phẳng không -. Kiểm soát kích thước hồ bơi trong một phạm vi hợp lý có thể làm giảm nguy cơ bị cắt xén.
Kích thước của nhóm hàn chủ yếu được xác định bởi tốc độ hiện tại và tốc độ di chuyển, nhưng nó cũng có thể được điều chỉnh bởi hoạt động của thợ hàn. Trong hàn dính, đường kính hồ bơi lớn hơn một chút so với đường kính lõi điện cực là phù hợp. Đối với điện cực 1/8 - inch, đường kính hồ bơi phải được điều khiển ở khoảng 3/16 inch. Khi hồ bơi trở nên quá lớn (ví dụ: do dòng điện tăng đột ngột), thợ hàn có thể tăng nhẹ tốc độ di chuyển hoặc nâng điện cực một chút (để giảm dòng điện) để thu hẹp hồ bơi.
Ở các vị trí thẳng đứng và trên cao, cần kiểm soát chặt chẽ hơn kích thước hồ bơi. Sử dụng kỹ thuật "bước", trong đó điện cực được di chuyển về phía trước theo gia số nhỏ và dừng lại một thời gian ngắn để cho phép kim loại hóa rắn một chút, có thể giúp giữ cho kích thước hồ bơi nhỏ và có thể quản lý được, ngăn chặn cắt giảm.
Chuẩn bị vật liệu và thiết bị
Công việc chuẩn bị tốt có thể đặt một nền tảng vững chắc để tránh undercut, giảm sự can thiệp của các yếu tố bên ngoài vào quá trình hàn.
Làm sạch kim loại cơ bản
Các chất gây ô nhiễm trên bề mặt của kim loại cơ bản, chẳng hạn như rỉ sét, dầu, sơn và bụi bẩn, có thể gây mất ổn định hồ quang. Một vòng cung không ổn định dễ bị tăng nhiệt ở các cạnh, dẫn đến cắt.
Trước khi hàn, kim loại cơ bản nên được làm sạch hoàn toàn. Đối với rỉ sét nhẹ và bụi bẩn, một bàn chải dây hoặc giấy nhám có thể được sử dụng để đánh bóng bề mặt đến một kết thúc kim loại sáng. Đối với dầu và mỡ, nên sử dụng một chất tẩy nhờn hoặc dung môi (như acetone) để lau sạch bề mặt. Phạm vi làm sạch sẽ mở rộng ít nhất 1 inch ở cả hai bên của khớp để đảm bảo rằng không có chất gây ô nhiễm nào vào bể hàn trong quá trình hàn.
Trong các ngành công nghiệp có yêu cầu cao, chẳng hạn như hàng không vũ trụ, làm sạch hóa học hoặc mài cơ học có thể được sử dụng để đảm bảo độ sạch của kim loại cơ sở. Kim loại cơ bản sạch không chỉ giúp ổn định vòng cung mà còn cải thiện tính lưu động của kim loại hàn, giúp việc lấp đầy các cạnh dễ dàng hơn.
Chọn đúng điện cực và kim loại phụ
Loại và điều kiện của điện cực hoặc kim loại phụ có thể ảnh hưởng đến dòng kim loại hàn và độ ổn định hồ quang, do đó ảnh hưởng đến sự xuất hiện của undercut.
Low - Các điện cực hydro (như E7018) dễ bị cắt nếu chúng ẩm vì độ ẩm trong lớp phủ có thể gây mất ổn định và spatter. Do đó, các điện cực hydro thấp - phải được lưu trữ trong lò sấy ở nhiệt độ quy định (thường là 250 - 300 độ f) sau khi mở để duy trì độ khô của chúng. Sử dụng các điện cực khô đảm bảo một vòng cung ổn định và dòng kim loại mịn, làm giảm nguy cơ bị cắt xén.
Đối với các vật liệu mỏng, chọn điện cực đường kính hoặc dây phụ có thể giúp điều khiển đầu vào nhiệt. Ví dụ, sử dụng điện cực 1/16 - inch (1.6mm) thay vì điện cực 3/32 - inch để hàn thép dày 1mm có thể làm giảm nhiệt ở các cạnh, tránh cắt.
Kiểm tra và bảo trì thiết bị
Thiết bị bị lỗi có thể gây ra dòng điện hoặc vòng cung không ổn định, đây là nguyên nhân ẩn của undercut. Kiểm tra thường xuyên và bảo trì máy hàn và phụ kiện là rất cần thiết.
Máy hàn nên được kiểm tra cho dòng điện ổn định và đầu ra điện áp. Một máy có dòng điện không ổn định có thể gây ra sự tăng nhiệt đột ngột, dẫn đến cắt giảm. Cáp và kết nối nên được kiểm tra cho độ kín; Kết nối lỏng lẻo có thể gây ra giảm điện áp và không ổn định hồ quang. Đối với các thợ hàn MIG, bộ nạp dây phải cung cấp cho dây một cách trơn tru mà không bị kẹt, vì việc cho ăn không đều có thể gây ra sự dao động trong hồ quang và hồ hàn, dẫn đến cắt.
Tăng cường kiểm soát quá trình và trước - Lập kế hoạch hàn
Lập kế hoạch quy trình hợp lý và kiểm soát quá trình nghiêm ngặt có thể ngăn chặn cắt giảm từ nguồn.
Chọn phương pháp hàn phù hợp
Các phương pháp hàn khác nhau có các đặc điểm khác nhau về đầu vào nhiệt và lưu lượng kim loại, ảnh hưởng đến nguy cơ bị cắt xén. Đối với các vật liệu mỏng hoặc vị trí dễ bị cắt giảm (như chi phí), việc chọn phương pháp hàn có đầu vào nhiệt thấp hơn có thể giúp ích.
Ví dụ, hàn TIG có kiểm soát chính xác hơn đối với đầu vào nhiệt hơn so với hàn dính và ít có khả năng gây ra undercut khi hàn thép không gỉ mỏng. Trong các tình huống có nguy cơ cao, chẳng hạn như hợp kim nhôm hàn (có độ dẫn nhiệt cao và dễ bị tan chảy cạnh), sử dụng hàn MIG xung có thể làm giảm đầu vào nhiệt trung bình, do đó tránh được cắt giảm.
Thiết kế và chuẩn bị khớp đúng cách
Một khớp được thiết kế - có thể làm giảm độ khó của hàn và nguy cơ cắt xén. Đối với các vật liệu dày, vát khớp có thể đảm bảo sự thâm nhập đủ mà không cần dòng điện quá cao, điều này sẽ gây ra undercut. Ví dụ, một - V vát với góc 30 - 35 -} cho một tấm dày 1/2 - inch cho phép hàn dòng điện thấp hơn so với khớp mông vuông, giảm quá mức cạnh.
Phù hợp chung phù hợp - lên cũng rất quan trọng. Những khoảng trống quá lớn đòi hỏi nhiều kim loại hàn hơn để lấp đầy, làm tăng nguy cơ bị cắt ở các cạnh. Đảm bảo khoảng cách gốc nằm trong phạm vi được chỉ định (ví dụ: 1/16 - 1/8 inch cho khớp mông có vát) có thể làm cho hàn dễ dàng hơn và ổn định hơn.
Tiến hành trước - kiểm tra hàn
Trước khi hàn chính thức, đặc biệt đối với các thành phần quan trọng, việc tiến hành trước - Các thử nghiệm hàn trên vật liệu phế liệu có cùng thông số kỹ thuật có thể giúp xác minh tính chính xác của các tham số và kỹ thuật.
Thử nghiệm có thể mô phỏng các điều kiện hàn thực tế, bao gồm vật liệu, độ dày, vị trí và thông số. Sau khi hàn, kiểm tra undercut bằng máy đo. Nếu tìm thấy Undercut, điều chỉnh các tham số (chẳng hạn như giảm tốc độ di chuyển hiện tại hoặc chậm) và kiểm tra lại cho đến khi đạt được kết quả thỏa đáng. Phương pháp này có thể tránh được một cách hiệu quả trong việc hàn chính thức và tiết kiệm thời gian và chi phí vật liệu.
Kết luận
Tránh cắt giảm trong hàn là một nhiệm vụ toàn diện đòi hỏi sự kết hợp của các thông số chính xác, kỹ thuật lành nghề, chuẩn bị cẩn thận và kiểm soát quá trình nghiêm ngặt. Welder không chỉ nên làm chủ kiến thức lý thuyết mà còn tích lũy kinh nghiệm thực tế, liên tục điều chỉnh và tối ưu hóa hoạt động của chúng theo các vật liệu, vị trí và thiết bị khác nhau. Bằng cách làm theo các phương pháp được mô tả ở trên, Undercut có thể được ngăn chặn một cách hiệu quả, đảm bảo rằng các mối hàn không chỉ có âm thanh trực quan mà còn có tính chất cơ học và tuổi thọ dịch vụ đáng tin cậy. Hãy nhớ rằng, chìa khóa để tránh undercut là duy trì sự cân bằng giữa đầu vào nhiệt và làm đầy kim loại hàn - đảm bảo đủ nhiệt hạch mà không bị tan chảy quá mức. Với thực tiễn và kiên nhẫn, mọi thợ hàn đều có thể làm chủ kỹ năng tránh undercut.
