Cách hàn gang đúng kỹ thuật không bị nứt cho người mới

Gang được đánh giá là một trong những vật liệu kim loại khó hàn, nhất là đối với những thợ mới vào nghề. Bài viết dưới đây sẽ hướng dẫn cách hàn gang đúng kỹ thuật không bị nứt và ứng dụng của của nó. Đừng bỏ lỡ nhé!

1. Đặc tính của gang và những khó khăn thường gặp khi hàn gang

Để thực hiện đúng cách hàn gang vào sắt bạn cần nắm rõ những  đặc tính của gang sẽ giúp bạn khắc phục những khó khăn trong quá trình hàn để rút kinh nghiệm, hãy thực hiện tốt hơn nhé!

1.1 Đặc tính của gang

Trước khi tiến hành hàn gang, người thực hiện cần biết được đặc điểm, tính chất của chất liệu gang. Điều này sẽ giúp bạn lên được pháp pháp hàn gang chính xác vừa đảm bảo đúng kỹ thuật với mối hàn bền lâu.

• Gang là một chất liệu kim loại có hàm lượng độ dẻo thấp nên rất dễ bị nứt khi tiếp xúc với các ứng suất cao hơn mức độ cho phép.
• Ngoài ra khi gặp nhiệt độ cao thì gang có thể bị nóng chảy và chuyển từ rắn sáng lỏng nhanh chóng.
• Khi gang có tốc độ nguội nhanh nên mối hàn dễ trở thành gang trắng có tính chất độ cứng và độ giòn cao khiến mối hàn dễ bị nứt.
• Gang thường có thành phần hóa học đa dàn do vậy khó xác định được chế độ hàn hay gia công nhiệt chính xác.

Khi đó, các thợ hàn cần nắm rõ được quy trình hàn gang đúng cách, đảm bảo mối hàn sau khi nguội vẫn có được khả năng co dãn, tránh bị nứt vỡ. Bạn có thể tham khảo chi tiết cách hàn gang đúng kỹ thuật cũng như kỹ thuật hàn điện cho người mới bắt đầu theo những chia sẻ dưới đây bạn nhé.

1.2 Những khó khăn thường gặp khi hàn gang

Trong chế tạo cơ khí, gang là vật liệu được ứng dụng rộng rãi. Thông thường các vật đúc bằng gang có kích thước lớn, khi đúc thường sinh ra lỗ ngót, lỗ cát.

Trong quá trình sử dụng, các chi tiết bằng gang thường dễ bị mài mòn, nứt vỡ nên cách hàn gang vào sắt là phương pháp sửa chữa được ứng dụng rất nhiều hơn so với việc hàn gang với vật liệu khác như hàn inox, nhôm, hộp sắt dày, hộp sắt mỏng …. Các phương pháp hàn gang hiện nay có thể áp dụng để hàn tất cả các loại gang như gang cầu, gang xám, v.v…

2. Cách hàn gang đúng kỹ thuật không nứt cho mối hàn bền lâu

2.1 Xác định kim loại cơ bản

Trong thực tế, các vật hàn bằng gang thường là các chi tiết, bộ phận máy móc hư hỏng cần sửa chữa. Điều quan trọng là cần xác định vật cần hàn là loại gang gì để có cách hàn gang vào sắt và lựa chọn chế độ hàn thích hợp.

Thường thì các chi tiết bằng gang được chế tạo bằng gang đúc. Cách đơn giản để phân biệt gang và thép đúc là đục vật liệu để thử. Đối với thép, sau khi đục phôi liền và bề mặt có màu sáng.

Ngược lại gang khi đục ra phôi sẽ vụn, bề mặt gồ ghề và có màu sẫm tối. Ta cũng có thể xác định được loại gang nhờ vào độ cứng của vật liệu. Gang dẻo cũng cũng có phôi liền khi đục nhưng độ cứng không bằng thép đúc. Hình dạng vật bằng thép đúc thường có cấu trúc đơn giản và độ dày khá đồng đều. Ngược lại, vật đúc bằng gang thường có cấu trúc phức tạp hơn và bề dày khác nhau.

Thông qua dạng vật đúc cũng có thể xác định được loại gang: Gang có độ bền 120 MPa và HB 140 ÷ 180 (tương đương GX 12 – 28) thường dùng để đúc các vật dạng thành mỏng, ống. Gang GX 21 – 40 thường dùng để làm các chi tiết máy cắt, xilanh động cơ, chi tiết cơ khí. Đối với các xilanh động cơ lớn, bánh răng, chi tiết máy chịu tải rộng cao thường sử dụng loại GX 24 – 44.

Một cách hàn gang vào sắt khác nữa là thử trên máy mài. Khi mài nếu các tia lửa bắn tóe ra có màu đỏ hoặc vàng rơm, ngắn 500 ÷ 600mm và tỏa nhánh rộng thì đó là gang. Còn nếu là thép carbon thấp thì khi mài, các tia lửa bắn ra tương đối dài, bị ngắt quãng và không tỏa rộng.

Vết gãy của gang không có độ lấp lánh như thép và có màu đục, nếu lấy tay chà lên có thể thấy dính chì – graphit. Cách xác định chính xác nhất vẫn là xác định thành phần hóa học và phân tích kim tương. Biện pháp này chỉ sử dụng khi thật cần thiết  vì nó rất tốn kém.

2.2 Xử lý vật hàn trước khi hàn

Đối với những vật hàn lớn, độ dày trên 5mm, để có mối hàn ngấu thì bạn nên vát mép chữ V hoặc X. Nếu vật hàn nhỏ, có chiều dày không quá 5mm thì không cần vát mép. Sau đó tiến hành gia công các lỗ ren 6,8,10,..

Tiếp theo, bạn cần bắt bu lông vào các lỗ re, tuy nhiên cần để lại khoảng cách từ 5 – 10 mm để tiến hành hàn.

Một số lưu ý khác như:

• Làm sạch bụi bẩn dính trên bề mặt hàn
• Định trước thứ tự hàn đối với vật liệu hàn phức tạp
• Khoan lỗ nhỏ ở 2 đầu để vết nứt không lan ra sau khi hàn, đường kính lỗ khoan bằng 2/3 chiều dài vật cần hàn
• Lựa chọn que hàn phù hợp, nếu que hàn bị ẩm nên sấy trước khi hàn
• Bạn sẽ tiến hành hàn ở vị trí bắt đầu vết nức và kéo dài đến khi 2 đầu gặp nhau. Sau đó hàn kín ở các lỗ đã được khoan trước đó.

2.3 Chọn cách hàn gang thích hợp

Điều quan trọng nhất trong sửa chữa vật hàn đúc mới là màu của mối hàn phải giống với màu của kim loại cơ bản. Với việc sửa chữa các vật hàn hoặc chi tiết đã qua sử dụng thì màu của mối hàn không quan trọng bằng độ bền chất lượng mối hàn. Độ kín nước và kín khí cũng là một yêu cầu quan trọng. Nếu chỉ yêu cầu về độ kín nước thì có thể sử dụng phương pháp hàn nguội.

Phương pháp hàn nóng gang

Hàn nóng là phương pháp nung nóng sơ bộ vật hàn lên khoảng 600 – 650 độ C với tốc độ nung 120 độ C/h. Nhiệt độ đó được duy trì trong suốt quá trình hàn. Cách hàn gang với sắt này giúp tránh việc xuất hiện gang trắng và các tổ chức tôi trong vùng ảnh hưởng nhiệt.

Sau khi hàn, mối hàn cần được làm nguội chậm với tốc độ 120 độ C/h đối với vật hàn có độ dày trung bình 25mm. Mối hàn có thể được làm nguội trong lò hoặc trong vỏ bọc cách nhiệt. Có thể dùng khuôn graphit để tạo dáng mối hàn do tính chất khó thao tác của gang trong khi hàn.

Đối với que hàn thường dùng loại que có lõi bằng gang, đường kính que hàn tương đối lớn (14 – 16mm). Vỏ bọc que hàn có chiều dày tối thiểu 2mm và phải đảm bảo dòng hồ quang cháy đều, đủ bù vào lượng kim loại bị hao hụt do oxi hóa trong quá trình hàn.

Trước khi thực hiện cách hàn gang với sắt này, que hàn được sấy ở 200 – 250 độ C. Cường độ dòng hàn khoảng từ 60-100. Công suất nhiệt khi hàn lớn vì vậy cần đảm bảo chống nóng cho thợ hàn và hàn thật nhanh.

Mặc dù đối với phương pháp hàn nóng chảy, chất lượng mối hàn gần như tương đương với kim loại cơ bản, mối hàn sau khi hàn dễ dàng gia công nhưng lại ít được áp dụng do những khó khăn nhất định về điều kiện lao động của các thợ hàn cũng như công tác chuẩn bị trước khi hàn vì vậy thợ hàn phải luôn trang bị đầy đủ đồ bảo hộ cũng như cách hàn sắt không bị đau mắt để hiệu suất công việc là cao nhất.

Phương pháp hàn gang nguội

Hàn nguội cần sử dụng công suất tối thiểu của nguồn nhiệt hàn để hạn chế sự hình thành các tổ chức tôi và biến trắng tại vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt. Cách hàn gang này thường không sử dụng phương pháp nung nóng sơ bộ.

Trình tự hàn theo chiều dài mối hàn thường áp dụng là hàn bước ngược, hàn đối xứng và hàn gián đoạn. Thực hiện đường hàn trong khoản 2 – 3cm sau đó để nguội xuống khoản 50 độ C rồi mới hàn tiếp.

Nung nóng sơ bộ trong hàn gang

Trong hàn nóng, nung nóng sơ bộ là bắt buộc. Đối với hàn nguội, nung nóng sơ bộ thường nằm trong khoản từ 300 – 400 độ C (thường gọi là hàn nửa nguội), thường áp dụng cho các vết nứt có hình dạng phức tạp và chiều dày lớn.

Cả 2 trường hợp đều có cách hàn gang thích hợp. Nung nóng sơ bộ chỉ áp dụng khi thật cần thiết. Không cần phải nung nóng sơ bộ khi mối hàn đắp lên bề mặt bánh răng. Thực chất của nung nóng sơ bộ ở đây là tạo ra biến dạng ngược và biến dạng hàn.

3. Các bước thực hiện gang không bị nứt

3.1 Chọn đường kính que hàn

Công thức tính đường kính que hàn đó là: d = S/2 + 1

Trong đó:

d: đường kính que hàn (đvt: mm)

s: chiều dày vật hàn (đvt: mm)

3.2 Cường độ dòng điện hàn

Công thức tính cường độ dòng điện hàn đó là: Ih = (30÷40)d

Trong đó:

Ih: cường độ dòng điện hàn (đvt: A)

d: đường kính que hàn (đvt: mm)

3.3 Chiều dài hồ quang

Công thức tính chiều dài hồ quang đó là: Lhq = (1÷1,1)d

Trong đó:

Lhq: chiều dài hồ quang

d: đường kính que hàn (đvt: mm)

3.4 Tốc độ hàn

Thông thường thợ hàn sẽ áp dụng kỹ thuật hàn gián đoạn, nghĩa là chia thành đoạn nhỏ để hàn và đối xứng nhau.

Đối với các chi tiết hàn lớn thì có thể chia cho 2 thợ hàn thay phiên nhau để hàn nhằm mục đích giữ vật hàn luôn nóng.

4. Ứng dụng của kỹ thuật hàn gang

4.1 Kỹ thuật hàn gang trong sửa chữa bánh răng bị nứt có nung nóng sơ bộ

Trong sửa chữa bánh răng bị nứt, vật hàn có độ cứng cao nhưng vẫn có thể tiến hành nung nóng sơ bộ. Mục đích của việc nung nóng sơ bộ là để kim loại mối hàn và kim loại vùng bị ảnh hưởng nhiệt có độ tăng và giảm nhiệt đồng đều nhau, tránh xảy ra hiện tượng nứt do ứng suất nhiệt.

4.2 Kỹ thuật hàn gang trong sửa chữa vết nứt phân nhánh

Các vật đúc bằng gang có thành mỏng khi hư hỏng thường bị nứt phân nhánh. Trường hợp này trước khi hàn cần tiến hành khoan các lỗ có đường kính 20 – 25mm ở các đầu nhánh nhằm ngăn không cho các vết nứt tiếp tục lan rộng. Bước tiếp theo là hàn từ chỗ bắt đầu vết nứt đến chỗ các vết nứt gặp nhau, cuối cùng là hàn các lỗ khoan.

4.3 Kỹ thuật hàn vết nứt có liên quan đến trọng tải vận hành

Các chi tiết phức tạp như bệ và khung máy khi hàn xong phải đảm bảo cơ tính mối hàn tốt, vật hàn sau khi sửa chữa vẫn có thể vận hành trong điều kiện phân bố ứng suất một cách thuận lợi nhất.

Trên đây là những hướng dẫn về cách hàn gang đúng kỹ thuật để đảm bảo mối hàn không bị nứt, luôn bền chắc, ít bị bám đen cũng như những ứng dụng của nó. Bạn đừng quên theo dõi tin tức từ Khái Hưng Group để bổ sung thêm nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực hàn nhé!