Hướng dẫn cách lựa chọn thiết bị, vật liệu và trang bị bảo hộ trong hàn que

​Hàn que (sử dụng máy hàn que) hay còn gọi là hàn hồ quang là quá trình hàn điện nóng chảy sử dụng điện cực nóng chảy bằng que hàn (có vỏ bọc hoặc không) và không sử dụng khí bảo vệ. Trong đó tất cả các thao tác như gây hồ quang, dịch chuyển que hàn, thay quê hàn, v.v.) đều do người thợ hàn trực tiếp thực hiện bằng tay. Kỹ thuật hàn que ngoài yếu tố tay nghề của người thợ hàn thì việc lựa chọn thiết bị, vật liệu cũng vô cùng quan trọng.

Lựa chọn thiết bị vật liệu hàn que như thế nào?

Cách lựa chọn nguồn điện hàn:

Việc lựa chọn công suất của nguồn hàn (máy hàn) có phụ thuộc vào đường kính que hàn mà bạn đang hoặc sẽ sử dụng. Các máy hàn que có cường độ dòng hàn  400A với chu kì tải 60% có thể hàn được que hàn đường kính đến 6mm.

Những xưởng lớn thường xuyên sử dụng các que hàn có đường kính 5 – 6mm thì nên đầu tư máy hàn có cường độ dòng 400A. Còn với công việc chủ yếu là hàn các tấm mỏng thì chỉ cần máy hàn cỡ dòng 200 – 250A vì đường kính que hàn tối đa áp dụng chỉ ở mức 3.2 hoặc 4mm. Trên lý thuyết, hàn hồ quang tay có thể áp dụng nguồn điện hàn cho dòng một chiều lẫn xoay chiều. Thực tế, nguồn một chiều lại thích hợp cho hàn hầu hết các loại que hàn và kim loại hơn là nguồn xoay chiều. Do đó, trước khi lựa chọn nguồn một chiều hay xoay chiều bạn phải dựa trên cơ sở kim loại bạ sẽ hàn và loại que sử dụng. Nhà sản xuất que hàn cũng đã ghi chỉ dẫn trên nhãn hộp que hàn.

Cần cân nhắc các yếu tố sau để lựa chọn nguồn một chiều hoặc xoay chiều:

– Hầu như tất cả que hàn đều dùng được với máy một chiều. Trong khi đó, một số loại que hàn kim loại màu và thép bazo cho dòng hồ quang không ổn định khi hàn với máy xoay chiều. Các que hàn dùng được trên máy xoay chiều phải chứa thêm thành phần giúp ổn định hồ quang trong lớp vỏ bọc.

– Các que hàn đường kính nhỏ thích hợp với máy một chiều hơn là máy xoay chiều về khả năng gây lẫn duy trì hồ quang ổn định. 

– Việc duy trì hồ quang ngắn đối với máy một chiều dễ hơn là xoay chiều (trừ các loại que hàn có chứa bột sắt).

– Máy hàn một chiều giúp dễ dàng thao tác với các tư thế hàn đứng và hàn trần hơn máy hàn xoay chiều(vì khả năng  dùy trì hồ quang ổn định cả khi cường độ dòng hàn thấp).

– Vì dòng hàn đổi cực liên tục trong quá trình hàn nên cực hàn đối với máy hàn xoay chiều không mấy quan trọng. Còn với máy hàn một chiều, cực thuận (qua hàn nối cực âm) dùng để hàn mọi loại thép (trừ que bazo ít hidro), nhưng không áp dụng cho tất cả kim loại màu. Nhiệt của hồ quang tập trung nhiều ở que hàn khi hàn với cực thuận. Do đó, so với dùng cực nghịch (que hàn nối với cực dương) thì tốc độ chảy và đắp cao hơn, nên cho phép hàn nhanh hơn và vật hàn ít bị biến dạng.

Khi hàn que hàn bazo ít hidro và hầu hết các kim loại màu thường dùng cực nghịch cho phép độ ngấu tối đa. Do đó, cực nghịch sẽ phù hợp để hàn các đường hàn chân có tấm lót và cho cả hàn đứng cũng như hàn trần. 

– Nguồn hàn một chiều tương ứng với hiện tượng hồ quang thỏi lệch, nhất là tại các góc, vị trí gần cuối đường hàn hoặc tại các kết cấu phức tạp nhiều chi tiết nối với nhau, dặc biệt là gá lắp kém. Hiện tượng lệch hồ quang cũng dễ gây ra do cường độ dòng hàn lớn. Sự thổi lệch hồ quang không gây ra bởi nguồn hàn xoay chiều. 

– Khi hàn bằng nguồn một chiều lẫn xoay chiều, sự giảm điện áp hàn gây ra do dùng dây cáp hàn dài là vấn đề cũng cần được quan tâm. Cáp hàn dài quá mức có thể dẫn đến nguồn quá tải và hồ quang bị yếu. Tại nơi có khoảng cách đáng kể giữa nguồn hàn và vị trí hàn (như các xưởng đóng tàu) ta nên dùng nguồn hàn xoay chiều. Lưu ý trong quá trình hàn không nên để cáp hàn bị cuộn lại quá nhiều vì cảm ứng có thể gây giảm công suất nguồn và quá tải biến áp hàn. Hạn chế chiều dài cáp hàn đến mức tối thiểu nhất có thể. 

– Trong kỹ thuật hàn tấm mỏng, nguồn hàn một chiều phù hợp hơn là nguồn hàn xoay chiều. Dòng một chiều cực thuận giúp giảm tối thiểu hiện tượng cháy, thủng nhờ độ sâu ngấu nhỏ.

Các trang bị hàn phụ trợ:

Tuy hàn hồ quang không đòi hỏi quá phức tạp về trang thiết bị nhưng phải có một số phụ kiện cần thiết như:

– 1 đôi dây cáp hàn (3m x 2)

– Bộ kiềm hàn có tay cầm cách nhiệt và cách điện. 

-(Kẹp mát) nối với dây nguội để đấu nối vào vật hàn.

– Búa gõ xỉ và bàn chải sắt.

– Mặt nạ hàn, kính màu.

– Ngoài ra còn cần phải trang bị thêm bảo hộ lao động: quần áo bảo hộ vải dày, găng tay, tạp dề chống nhiệt hồ quang, kim loại và xỉ bắn tóe ra khi hàn. Thợ khi làm việc tư thế hàn trần sẽ cần thêm tấm che vai, che chân bằng da hoặc các vật liệu chống lửa, mũ bảo hộ.

Chuẩn bị kìm hàn:

Kìm hàn vừa có tác dụng giữ chặt que hàn và cung cấp dòng điện hàn khi hàn. Gồm 2 loại: cách điện một phần và cách điện toàn phần.

– Cách điện một phần: Chỉ có tay cầm (phần tiếp xúc với tay người thợ hàn) được cách điện. khi hàn cần tránh không cho kìm tiếp xúc với vật hàn vì sẽ có thể gây đánh lửa.

– Cách điện toàn phần: Cả tay cầm và má kkejp đều được cách điện hoàn toàn nên có thể đặt hoặc tiếp xúc một cách an toàn.

Lựa chọn kìm hàn cần đảm bảo các tiêu chí: kìm hàn nhẹ, khả năng giữ chắc que hàn, kẹp nhả một cách dễ dàng và chống nóng quá mức khi làm việc liên tục.

Kích cỡ của kìm hàn cũng khác nhau tùy theo khả năng truyền dòng điện hàn của chúng. Khối lượng kìm hàn càng tăng thì khả năng dẫn truyền dòng hàn càng lớn. Má của kìm hàn phải đảm bảo khả năng tiếp xúc điện tốt với lõi que hàn. Khi lắp ráp, kìm hàn nên được nối chắc chắn vào dây cáp hàn nhằm bảo đảm tiếp xúc điện tốt, hạn chế tổn thất nhiệt. Khi kìm hàn quá nóng cũng tuyệt đối không được nhúng kìm hàn vào nước để làm mát. 

Lựa chọn kẹp mát:

Một trang bị phụ trợ quan trọng khác là kẹp mát nối dây nguội vào vật hàn, giúp ổn định hồ quang và duy trì lượng nhiệt hàn cần thiết. Yêu cầu kẹp mát phải dễ dàng tháo lắp, khả năng tiếp xúc điện tốt, kẹp chắc chắn trong mọi điều kiện làm việc.

Lựa chọn dây cáp hàn:

Dây cáp hàn có tác dụng truyền dòng điện hàn trong mạch hàn. Cặp dây cáp hàn được tạo thành từ nhiều bó dây nhỏ (bằng đồng hoặc nhôm) phải được bọc trong vỏ bọc chắc chắn bằng sợi đan hoặc cao su. Chiều dài cáp hàn (tính từ kìm hàn) thường không dưới 3m. Để hạn chế hiện tượng sụt giảm mạnh điện áp hàn, chiều dài cáp hàn (tính từ nguồn điện hàn đến chỗ hàn) không vượt quá 40m. Trường hợp cần thiết phải nối các cáp hàn với nhau cho đủ chiều dài theo yêu cầu làm việc thì người ta sử dụng các khớp nối đặc biệt. 

Kích thước của dây cáp hàn phải thích hợp chô công việc hàn, điều kiện tuy thuộc vào công suất của nguồn  hàn và khoảng cách từ nguồn hàn đến vị trí cần hàn. Tham khảo chỉ dẫn của nhà sản xuất máy hàn để lựa chọn kích thước cáp hàn phù hợp.

Lựa chọn mặt nạ hàn:

Tùy theo nhu cầu bảo vệ và tư thế hàn của người thợ hàn mà trang bị mặt nạ hàn cầm tay hặc mũ đội đầu. Loại mũ hàn có trục quay cho phép kéo đẩy mặt nạ lên xuống, giúp giữa các lần hàn, người thợ dễ dàng quan sát, gõ xỉ và kiểm tra mối hàn. Tác dụng của mặt nạ hàn là bảo vệ đầu, mặt, mắt của người thợ hàn tránh các bức xạ, nhiệt, các kim loại hoặc xỉ bắn tóe. Mặt nạ hàn có gắn kính màu phía trước giúp cho mắt không bị chói ánh sáng, đặc biệt là tránh các tia hồng ngoại và tia tử ngoại phát ra bởi hồ quang.

Bảo vệ kính màu (kính lọc) còn có một tấm kính trắng trong suất. Gần đây trên thị trường còn có thêm kính tự đổi màu (dùng điện của pin gắn kèm), tuy nhiên vì giá thành cao nên chưa được phổ biến.

Trang bị búa gõ xỉ và bàn chải sắt:

Hàn que tạo ra xỉ hàn nên người thợ hàn cần trang bị búa gõ xỉ để loại bỏ xỉ bám trên đường hàn. Trước khi hàn đường hàn tiếp theo phải gõ bỏ lớp xỉ để tránh lẫn xỉ bên trong mối hàn. Búa dùng để gõ xỉ hàn được làm từ thép cứng, có hai đầu, một đầu vát mép bằng, đầu còn lại nhọn để dùng gõ xỉ tại vị trí góc. Bàn chải được sử dụng sau khi gõ xỉ để loại bỏ các dấu vết của xỉ còn bám lại. Bàn chải sắt còn được sử dụng để làm sạch bề mặt vật hàn trước khi hàn.