Hướng dẫn vận hành hàn đơn giản cho vật liệu thô GI mỏng

Tấm thép mạ kẽm mỏng được hàn mỗi ngày — thân thiết bị gia dụng, ống dẫn, tấm thân xe, tủ điện — thế nhưng vẫn là một trong những loại vật liệu GI dễ bị xử lý sai nhất tại xưởng gia công. Lớp kẽm bảo vệ tấm thép GI mạ kẽm trong quá trình sử dụng lại trở thành vấn đề khi hàn trên bàn làm việc: kẽm sôi ở 907 °C, thấp xa điểm nóng chảy của thép, bốc hơi thành khói và gây ra rỗ khí, bắn tóe và hồ quang không ổn định. Chúng tôi đã học được điều này cùng với khách hàng: trung tâm gia công của chúng tôi tại Liêu Ninh vận hành các dây chuyền cắt dọc và cắt theo chiều dài thường xuyên chuẩn bị vật liệu có độ dày mỏng cho các nhà gia công phía sau, bao gồm cả phế liệu mép từ các lô cuộn thép mạ kẽm màu (PPGL) có độ dày mỏng. Hướng dẫn này tổng hợp các thực tiễn vận hành mà kỹ thuật viên của chúng tôi truyền đạt cho mọi khách hàng mua và hàn vật liệu GI do chúng tôi cung cấp.

Tại sao lớp mạ kẽm gây khó khăn cho quá trình hàn

Trong quá trình hàn hồ quang, kẽm ở bề mặt tiếp xúc bốc hơi trước khi thép nóng chảy. Hơi này tràn vào cột hồ quang, làm mất ổn định hồ quang và sinh ra khói oxit kẽm có màu xanh lục. Hơi không thoát kịp trước khi đông đặc sẽ để lại các lỗ rỗ dọc theo đường hàn; đồng thời, pha lỏng giàu kẽm cũng thấm ướt vũng hàn một cách không đều, gây bắn tóe kim loại. Ở độ dày 0,5–1,2 mm, vật liệu có khối lượng nhiệt rất nhỏ nên khó hấp thụ nhiệt, dẫn đến hiện tượng cháy thủng — đây là dạng hỏng thứ ba. Cả ba vấn đề trên đều có thể kiểm soát được, nhưng chỉ khi lựa chọn quy trình một cách chủ đích, tuân thủ nghiêm ngặt các thông số kỹ thuật và kiểm soát khói hàn; năm bước sau đây trình bày tuần tự các biện pháp cần thiết.

Bước 1: Chuẩn bị mối hàn và nơi làm việc

• Tẩy dầu mỡ trong phạm vi 20–30 mm dọc theo mối hàn tấm mạ kẽm (GI); dầu mỡ còn sót lại làm tăng mức độ rỗ khí nhiều hơn cả kẽm.
• Nếu thiết kế cho phép, hãy bố trí vị trí mối hàn sao cho hơi kẽm có thể thoát ra dễ dàng — các mối hàn chồng mép và các mối hàn đinh tán có lỗ thông gió hoạt động hiệu quả hơn nhiều so với các cấu hình kín.
• Nếu đặc tả cho phép, mài bỏ dải kẽm rộng 10 mm tại các mối hàn chịu lực; trên các chi tiết mà khả năng bảo vệ chống ăn mòn hy sinh là yếu tố then chốt, hãy hàn xuyên qua lớp phủ.
• Thiết lập hệ thống hút khí: một cánh tay hút linh hoạt đặt cách hồ quang từ 200–300 mm là yêu cầu tối thiểu để đáp ứng giới hạn phơi nhiễm khói hàn.
• Kẹp các tấm mỏng lên thanh đồng đỡ để tản nhiệt và nâng đỡ vũng hàn nóng chảy.

Bước 2: Chọn quy trình hàn phù hợp

Đối với gia công chung tấm mạ kẽm mỏng (GI), phương pháp hàn MIG cung cấp hồ quang ngắn kết hợp dây hàn ER70S-6 giàu silic và hỗn hợp khí bảo vệ argon-CO2 là lựa chọn thực tiễn tiêu chuẩn. Hàn điểm chiếm ưu thế trong dây chuyền sản xuất thiết bị gia dụng vì không cần kim loại bổ sung và chịu được lớp kẽm với thời gian hàn tăng chỉ ở mức vừa phải so với thép trần.

Bước 3: Thiết lập thông số cho vật liệu mỏng

Xem các giá trị này là điểm khởi đầu và điều chỉnh chúng trên các mẩu vật liệu thừa trước khi hàn lên chi tiết sản xuất. Quy tắc chung cho vật liệu mỏng: ưu tiên dòng điện thấp kết hợp tốc độ di chuyển nhanh hơn là dòng điện cao với tốc độ di chuyển chậm — lượng nhiệt đưa vào (không chỉ riêng cường độ dòng điện) mới quyết định hiện tượng thủng vật liệu. Đối với mối hàn chồng, mở rộng khe hở chân mối hàn thêm 10–15% cũng tạo lối thoát cho hơi kẽm và giảm rõ rệt độ xốp.

Bước 4: Kiểm soát khói kẽm và bắn tóe

Khói kẽm oxit gây sốt khói kim loại — rét run, sốt và đau nhức vài giờ sau khi tiếp xúc — và giới hạn nghề nghiệp được áp dụng nghiêm ngặt trên toàn thế giới. Biện pháp kiểm soát kỹ thuật luôn ưu tiên hơn bảo vệ cá nhân: hút cục bộ tại vùng hồ quang, thông gió chung cho xưởng và sử dụng mặt nạ phòng độc có cung cấp khí hoặc bộ lọc P3 tại những vị trí sinh khói liên tục. Dung dịch chống bắn tóe hoặc giấy chống bắn tóe bảo vệ lớp phủ xung quanh, vì việc mài bỏ bắn tóe về sau sẽ làm tổn hại lớp bảo vệ chống ăn mòn mà bạn đã đầu tư. Một quy tắc tuyệt đối: không bao giờ hàn thép mạ kẽm trong không gian kín nếu không có hệ thống hút khí làm việc hiệu quả. Chỉ cần tuân thủ kỷ luật này là có thể ngăn ngừa phần lớn các sự cố nghiêm trọng trong các xưởng gia công thép mạ kẽm (GI).

Bước 5: Kiểm tra, hoàn thiện và khôi phục lớp bảo vệ

• Chà sạch mối hàn bằng bàn chải dây thép hoặc mài nhẹ, sau đó kiểm tra các mối hàn kết cấu để phát hiện rỗ khí dưới độ phóng đại 5×.
• Khôi phục ngay lập tức lớp bảo vệ chống ăn mòn: sơn giàu kẽm hoặc phun lớp mạ kẽm lên mọi mối hàn thép mạ kẽm (GI) và vùng bị đổi màu do nhiệt — vùng chịu ảnh hưởng nhiệt có thể mất hầu hết lớp kẽm.
• Phosphat hóa các bộ phận destined for powder coating sau khi hàn để đồng nhất thành phần hóa học bề mặt.
• Lưu mẫu sản phẩm đầu tiên từ mỗi lô cuộn; các thông số có thể cần hiệu chỉnh nhẹ cho lô tiếp theo.

Các khuyết tật phổ biến và cách khắc phục nhanh

• Rỗ khí dọc theo mối hàn GI — giảm lượng kẽm tại vị trí mối nối, giảm tốc độ di chuyển một chút, kiểm tra lại lưu lượng khí ở mức 15–20 L/phút.
• Thủng kim loại — giảm dòng hàn 10 A, thêm tấm đồng làm vật đỡ phía sau, tăng tốc độ di chuyển.
• Bắn tóe quá mức — rút ngắn chiều dài hồ quang, kiểm tra chất lượng dây hàn, làm sạch hoặc thay đầu tiếp xúc.
• Nứt đáy hố hàn — lấp đầy hố hàn, sử dụng điều khiển dốc giảm (downslope), hoặc chọn que hàn phụ có độ dẻo dai cao hơn một chút.
• Biến dạng trên các mối hàn dài — áp dụng kỹ thuật hàn từng đoạn (stitch welding), kỹ thuật hàn lùi (back-step) và siết chặt mạnh bằng kẹp.

Câu hỏi thường gặp: Giải đáp những câu hỏi phổ biến

Câu hỏi 1: Có thể hàn trực tiếp cuộn thép mạ màu PPGI hoặc cuộn thép mạ kẽm nhôm PPGL mỏng không?

Chỉ tại những vị trí sơn được loại bỏ trước; hàn xuyên qua lớp sơn sinh ra khói độc và mối hàn bị nhiễm bẩn. Thực hành tốt nhất là cắt các dải viền theo kích thước yêu cầu và sử dụng phương pháp cố định cơ học — vì lý do này, các xưởng gia công thường đặt hàng các dải mép GI không sơn cùng với cuộn thép đã sơn.

Câu hỏi 2: Tôi có cần loại bỏ lớp kẽm trước khi hàn điểm không?

Không. Hàn điểm xử lý lớp kẽm rất tốt vì lực điện cực ép hơi kẽm thoát ra ngoài vùng mối hàn. Chỉ cần kéo dài thời gian hàn khoảng 10–20% so với thép không mạ và vệ sinh điện cực thường xuyên hơn.

Câu hỏi 3: Loại dây hàn nào phù hợp nhất cho tấm thép mạ kẽm?

Dây hàn ER70S-6 cho hàn MIG trên các chi tiết kết cấu — các chất khử oxy silicon và mangan trong dây hàn này xử lý hiệu quả sự nhiễm kẽm. Đối với các mối hàn TIG mang tính thẩm mỹ trên các dải viền cuộn ppgl mỏng, dây hàn ER70S-2 cho kết quả sạch hơn.

Kết quả hàn bắt đầu từ khâu đầu vào với độ đồng nhất của vật liệu: mép cắt sạch, lớp kẽm phủ đều và dung sai độ dày chặt chẽ — tất cả đều giúp công việc trên bàn dễ dàng hơn. Thép Shenyang Yuanhe hỗ trợ các nhà gia công bằng dịch vụ xẻ dọc, cắt theo chiều dài và san phẳng cuộn thép mạ kẽm (GI), thép mạ kẽm màu (PPGI), thép mạ kẽm hợp kim nhôm (PPGL) và thép mạ kẽm nhúng nóng (GL) có cấp độ mạ kẽm từ Z20 đến Z275 — thép GI có độ dày từ 0,09 đến 3,0 mm — được xử lý tại Liêu Ninh theo hệ thống kiểm soát chất lượng ba cấp và giao hàng toàn cầu trong vòng 6–14 ngày; đối với hàng tồn kho, thời gian giao hàng là 24 giờ.