Hàn Nhôm: 4 Lưu Ý Quan Trọng Với Máy Hàn TIG

4 Lưu Ý Quan Trọng Khi Hàn Nhôm Bằng Máy Hàn TIG Là Gì?

Để hàn nhôm bằng máy TIG hiệu quả, bạn cần tập trung vào 4 yếu tố cốt lõi: làm sạch bề mặt vật liệu triệt để, thiết lập đúng chế độ dòng điện xoay chiều (AC), lựa chọn chính xác kim hàn và khí bảo vệ, và áp dụng kỹ thuật di chuyển mỏ hàn cùng que bù một cách thuần thục.

Hàn TIG (GTAW) được coi là “tiêu chuẩn vàng” trong việc hàn nhôm vì khả năng kiểm soát nhiệt lượng và hồ quang tuyệt vời, tạo ra các mối hàn sạch, đẹp và ngấu sâu. Tuy nhiên, để đạt được kết quả này, việc tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc kỹ thuật là điều bắt buộc. Dưới đây là 4 lưu ý mà Cắt CNC Sắt đã đúc kết qua nhiều năm kinh nghiệm thực tế.

1. Tại Sao Phải Vệ Sinh Kỹ Bề Mặt Nhôm Trước Khi Hàn?

Việc vệ sinh kỹ bề mặt nhôm là bước quan trọng nhất, quyết định đến 70% sự thành công của mối hàn. Lớp oxit nhôm (Al₂O₃) trên bề mặt có nhiệt độ nóng chảy (~2072°C) cao hơn nhiều so với nhôm nguyên chất (~660°C), nếu không loại bỏ sẽ gây ra hiện tượng mối hàn không ngấu, lẫn xỉ và rỗ khí.

Lớp oxit này không chỉ cản trở quá trình nóng chảy mà còn hấp thụ hơi ẩm từ không khí, đưa khí Hydro vào vũng hàn và gây ra rỗ khí, làm giảm nghiêm trọng độ bền của mối hàn. Quá trình làm sạch cần thực hiện qua hai bước:

• Làm sạch hóa học: Sử dụng các dung môi như Acetone hoặc cồn công nghiệp để lau sạch dầu mỡ, bụi bẩn trên bề mặt nhôm. Tuyệt đối không sử dụng các dung môi chứa Clo vì chúng có thể tạo ra khí độc khi tiếp xúc với hồ quang.
• Làm sạch cơ học: Dùng bàn chải bằng thép không gỉ (inox) chuyên dụng chỉ để làm sạch nhôm. Chải theo một hướng duy nhất để loại bỏ lớp oxit mà không làm xước sâu hay nhiễm bẩn bề mặt. Lưu ý, bàn chải này không được dùng cho bất kỳ kim loại nào khác để tránh nhiễm tạp chất sắt.

2. Làm Thế Nào Để Chọn Đúng Chế Độ Dòng Điện (AC/DC)?

Đối với hàn nhôm, bắt buộc phải sử dụng dòng điện xoay chiều (AC – Alternating Current). Chế độ AC có khả năng “làm sạch” lớp oxit nhôm cứng đầu trong nửa chu kỳ dương và làm nóng chảy kim loại cơ bản hiệu quả ở nửa chu kỳ âm, tạo ra vũng hàn sạch và ổn định.

Các máy hàn TIG hiện đại thường có các tùy chỉnh chuyên sâu cho dòng AC, giúp tối ưu hóa quá trình hàn nhôm:

• Cân bằng AC (AC Balance/Cleaning): Đây là tỷ lệ phần trăm thời gian của chu kỳ dòng điện ở phía điện cực dương (EP – làm sạch) so với điện cực âm (EN – hàn).
  • Tỷ lệ làm sạch cao (ví dụ 30-40% EP): Tăng cường khả năng phá bỏ lớp oxit, phù hợp với nhôm cũ, bẩn. Tuy nhiên, nó sẽ làm điện cực Tungsten nóng và mòn nhanh hơn.
  • Tỷ lệ làm sạch thấp (ví dụ 10-20% EP): Tăng độ ngấu sâu, mối hàn hẹp hơn, tốc độ hàn nhanh hơn và kéo dài tuổi thọ kim hàn. Đây là mức cài đặt phổ biến cho nhôm sạch.
• Tần số AC (AC Frequency): Đo bằng Hertz (Hz), tần số AC ảnh hưởng đến sự ổn định và độ tập trung của hồ quang.
  • Tần số thấp (60-80 Hz): Hồ quang rộng hơn, phù hợp cho các mối hàn góc hoặc cần vũng hàn lớn.
  • Tần số cao (100-200 Hz): Hồ quang tập trung và ổn định hơn, tạo ra mối hàn hẹp, ngấu sâu hơn và cho phép tốc độ di chuyển nhanh hơn, rất lý tưởng cho các chi tiết mỏng và các mối hàn yêu cầu độ chính xác cao.

3. Việc Lựa Chọn Kim Hàn Tungsten Và Khí Argon Quan Trọng Như Thế Nào?

Sử dụng kim hàn Tungsten nguyên chất (EWP – màu xanh lá) hoặc kim hàn Zirconiated (EWZr – màu nâu) cùng với khí Argon tinh khiết (độ tinh khiết 99.99%) là yêu cầu bắt buộc để đảm bảo hồ quang ổn định và mối hàn được bảo vệ hoàn toàn khỏi quá trình oxy hóa.

Lựa chọn sai kim hàn hoặc khí bảo vệ sẽ dẫn đến hồ quang không ổn định, mối hàn bị đen, rỗ và không đạt chất lượng.

4. Kỹ Thuật Di Chuyển Mỏ Hàn Và Bù Que Hàn Nhôm Ra Sao?

Kỹ thuật hàn nhôm đòi hỏi tốc độ di chuyển nhanh và đều, góc nghiêng mỏ hàn khoảng 70-80 độ so với bề mặt vật liệu, và kỹ thuật chấm que bù nhanh gọn vào rìa vũng hàn thay vì dìm liên tục trong vũng hàn.

Do nhôm dẫn nhiệt rất nhanh, bạn cần di chuyển với tốc độ nhanh hơn so với hàn thép để tránh làm thủng vật liệu, đặc biệt là với nhôm mỏng. Kỹ thuật “chấm-nhả” (dabbing) que bù là rất quan trọng:

• Gây hồ quang: Bắt đầu hồ quang và tạo vũng hàn có kích thước mong muốn.
• Chấm que bù: Nhanh chóng chấm đầu que hàn bù vào rìa trước của vũng hàn.
• Rút que bù: Ngay lập tức rút que bù ra khỏi vũng hàn nhưng vẫn giữ nó trong vùng khí Argon bảo vệ để tránh đầu que bị oxy hóa.
• Di chuyển mỏ hàn: Tịnh tiến mỏ hàn về phía trước và lặp lại quá trình.

Việc giữ que bù trong vũng hàn quá lâu sẽ làm vũng hàn bị nguội đi và có thể gây nhiễm bẩn. Luôn giữ cho que hàn và vật liệu cơ bản ở trạng thái sạch nhất có thể.

Nhôm Có Thể Hàn Được Không Và Tại Sao Lại Khó Hàn?

Câu trả lời là có, nhôm hoàn toàn có thể hàn được. Tuy nhiên, nó được xem là khó hàn do ba đặc tính chính: lớp oxit nhôm bền vững, tính dẫn nhiệt cao và không có sự thay đổi màu sắc rõ rệt khi gần đạt đến nhiệt độ nóng chảy.

Hiểu rõ những thách thức này là bước đầu tiên để chinh phục kỹ thuật hàn nhôm.

– Lớp Oxit Nhôm (Al₂O₃): Như đã đề cập, lớp oxit này nóng chảy ở ~2072°C, trong khi nhôm bên dưới chỉ cần ~660°C. Nếu không phá vỡ được lớp màng này, bạn sẽ không thể làm nóng chảy và liên kết kim loại cơ bản. Đây là lý do chính phải dùng dòng điện AC.

– Tính Dẫn Nhiệt Cao: Nhôm dẫn nhiệt nhanh hơn thép khoảng 5-6 lần. Điều này có nghĩa là nhiệt từ hồ quang sẽ bị tản đi rất nhanh. Do đó, hàn nhôm đòi hỏi dòng điện cao hơn và tốc độ hàn nhanh hơn so với hàn thép có cùng độ dày.

– Không Thay Đổi Màu Sắc: Khác với thép chuyển sang màu đỏ cam khi nóng, nhôm không hề đổi màu trước khi nóng chảy. Người thợ hàn phải dựa vào kinh nghiệm và quan sát bề mặt “ướt” của vũng hàn để nhận biết, nếu không sẽ rất dễ làm thủng vật liệu.

Xem thêm: 5 kỹ thuật hàn hồ quang tay cơ bản cho người mới bắt đầu 

Nên Chọn Máy Hàn Nào Để Hàn Nhôm Tốt Nhất?

Máy hàn TIG có chức năng AC/DC là lựa chọn tốt nhất và phổ biến nhất để hàn nhôm. Các máy này cung cấp dòng điện xoay chiều (AC) cần thiết để phá vỡ lớp oxit, đồng thời cho phép điều chỉnh các thông số như cân bằng AC và tần số AC để tối ưu hóa mối hàn trên các loại nhôm có độ dày khác nhau.

Ngoài ra, máy hàn MIG với công nghệ xung (Pulse MIG) cũng là một lựa chọn hiệu quả, đặc biệt cho sản xuất hàng loạt và hàn các chi tiết dày. Tuy nhiên, về mặt chất lượng thẩm mỹ và độ chính xác, TIG vẫn là phương pháp vượt trội. Việc lựa chọn máy phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể:

Loại Máy Hàn	Ưu Điểm	Nhược Điểm	Đối Tượng Phù Hợp
Máy Hàn TIG AC/DC	Chất lượng mối hàn cao nhất, sạch, đẹp, kiểm soát tốt.	Tốc độ hàn chậm, đòi hỏi kỹ năng cao hơn.	Xưởng cơ khí chính xác, sản xuất đồ mỹ nghệ, sửa chữa đòi hỏi thẩm mỹ cao, người muốn học chuyên sâu.
Máy Hàn MIG Xung (Pulse MIG)	Tốc độ hàn nhanh, dễ tự động hóa, hàn được nhôm dày.	Chi phí đầu tư cao hơn, mối hàn không đẹp bằng TIG.	Nhà xưởng sản xuất hàng loạt, đóng tàu, sản xuất khung xe.

>>>> 7 loại máy hàn phổ biến nhất cho thợ cơ khí 

Có Thể Hàn Nhôm Bằng Máy Hàn Que Không?

Về lý thuyết, có thể hàn nhôm bằng máy hàn que (SMAW) khi sử dụng que hàn nhôm chuyên dụng. Tuy nhiên, phương pháp này không được khuyến khích vì chất lượng mối hàn rất thấp, nhiều xỉ, khó kiểm soát và chỉ phù hợp cho các ứng dụng tạm thời, không yêu cầu độ bền và thẩm mỹ.

Hàn nhôm bằng que hàn thường chỉ được xem là giải pháp “chữa cháy” khi không có sẵn máy TIG hoặc MIG. Quá trình này rất khó khăn vì hồ quang không ổn định, xỉ hàn khó làm sạch và mối hàn cuối cùng thường giòn, dễ nứt. Đối với các ứng dụng quan trọng, Cắt CNC Sắt khuyên bạn nên đầu tư vào máy hàn TIG AC/DC để đảm bảo chất lượng và an toàn.

Cần Chuẩn Bị Những Vật Tư Gì Để Hàn Nhôm?

Để bắt đầu hàn nhôm, bạn cần chuẩn bị đầy đủ các vật tư chuyên dụng bao gồm: que hàn bù nhôm (filler rod), kim hàn Tungsten phù hợp, khí Argon tinh khiết, dung môi làm sạch và các dụng cụ bảo hộ cá nhân.

Dưới đây là danh sách chi tiết các vật tư cần thiết:

• Que Hàn Bù Nhôm: Hai loại phổ biến nhất là ER4043 và ER5356.
  • ER4043 (Nhôm-Silic): Dễ hàn hơn, mối hàn có độ chảy loãng tốt, ít bị nứt nóng. Thường dùng cho các hợp kim nhôm series 3xxx, 6xxx và nhôm đúc. Mối hàn sau khi hoàn thiện sẽ có màu xám đậm.
  • ER5356 (Nhôm-Magie): Mối hàn cứng và bền hơn, chống ăn mòn tốt hơn ER4043. Thường dùng cho các hợp kim nhôm series 5xxx, 6xxx. Mối hàn có màu sáng hơn, gần với màu nhôm cơ bản.
• Kim Hàn Tungsten: Như đã nêu, ưu tiên kim EWP (xanh lá) hoặc EWZr (nâu).
• Khí Argon: Bình khí Argon với van điều áp (đồng hồ đo). Đảm bảo khí còn đầy và van hoạt động tốt.
• Dụng Cụ Làm Sạch: Bàn chải inox (dùng riêng cho nhôm), khăn sạch, dung môi Acetone.
• Thiết Bị Bảo Hộ: Mũ hàn tự động tối, găng tay da chịu nhiệt, tạp dề, áo bảo hộ, giày bảo hộ. An toàn luôn là ưu tiên hàng đầu.

Xem thêm: Máy hàn inox 3 loại tốt nhất mối hàn sáng bóng 

Hướng Dẫn Hàn Nhôm Tại Nhà Từng Bước Cho Người Mới?

Quy trình hàn nhôm TIG tại nhà gồm 6 bước cơ bản: Chuẩn bị vật liệu và thiết bị, làm sạch bề mặt, thiết lập thông số máy hàn, gây hồ quang và tạo vũng hàn, thực hiện đường hàn, và kết thúc đường hàn đúng kỹ thuật.

Cắt CNC Sắt sẽ hướng dẫn chi tiết từng bước để bạn có thể tự tin thực hành:

1. Bước 1: Chuẩn bịTập hợp đầy đủ máy hàn TIG AC/DC, vật liệu nhôm, que bù, khí Argon, dụng cụ làm sạch và đồ bảo hộ. Đảm bảo khu vực làm việc thông thoáng, không có vật liệu dễ cháy.
2. Bước 2: Làm sạch triệt đểDùng Acetone lau sạch bề mặt nhôm và que hàn bù. Sau đó, dùng bàn chải inox chải mạnh để loại bỏ lớp oxit.
3. Bước 3: Thiết lập máy hàn– Chọn chế độ TIG.- Chuyển sang dòng điện AC.- Cài đặt Ampe phù hợp với độ dày vật liệu (ví dụ: nhôm 3mm cần khoảng 120-150A).- Điều chỉnh Cân bằng AC khoảng 25% EP (làm sạch).- Điều chỉnh Tần số AC khoảng 120 Hz.

   – Mở van khí Argon và cài đặt lưu lượng khoảng 12 lít/phút.

4. Bước 4: Gây hồ quang và tạo vũng hànSử dụng chức năng HF Start (mồi hồ quang cao tần) để bắt đầu hồ quang mà không cần chạm kim hàn vào vật liệu. Giữ mỏ hàn cách vật liệu khoảng 2-3mm cho đến khi một vũng hàn “sáng bóng” hình thành.
5. Bước 5: Thực hiện đường hànNghiêng mỏ hàn một góc 70-80 độ theo hướng di chuyển. Khi vũng hàn đã ổn định, bắt đầu di chuyển mỏ hàn với tốc độ đều đặn. Áp dụng kỹ thuật chấm que bù vào rìa trước của vũng hàn như đã hướng dẫn ở trên.
6. Bước 6: Kết thúc đường hànKhi đến cuối đường hàn, ngừng thêm que bù nhưng vẫn giữ hồ quang thêm vài giây để lấp đầy vết lõm cuối mối hàn. Sau đó, từ từ giảm dòng điện bằng biến trở đạp chân (nếu có) hoặc nhả cò súng để hồ quang tắt dần. Giữ mỏ hàn tại vị trí đó thêm 5-10 giây để khí Argon tiếp tục bảo vệ mối hàn trong khi nó nguội đi.