Ba Quy Trình Chính

MIG, TIG, và Stick

Có hàng chục quy trình hàn, nhưng ba quy trình thống trị ngành thương mại. Mỗi quy trình có những điểm mạnh và những sự đánh đổi.

MIG (GMAW — Gas Metal Arc Welding) — Một quá trình tấy dây. Máy cho một cuộn dây lấp đầy qua súng trong khi khí shielding (thường là hỗn hợp argon-CO2) bảo vệ vùng hàn khỏi oxi hoá. MIG nhanh, dễ học, và tuyệt vời cho công việc sản xuất trên thép nhẹ và nhôm. Đó là quá trình go-to trong sản xuất và cửa hàng sửa chữa thân ô tô.

TIG (GTAW — Gas Tungsten Arc Welding) — Quy trình chính xác. Một điện cực vonfram không tiêu thụ tạo cung, và thợ hàn tự do tay cung cấp thanh lấp đầy bằng tay kia. Khí shielding argon tinh khiết. TIG tạo ra những đường hàn sạch nhất, chính xác nhất và được yêu cầu cho hàng không, thép không gỉ loại thực phẩm, và ống dẫn mỏng. Đó là quá trình chậm nhất trong ba và khó nhất để thành thạo.

Stick (SMAW — Shielded Metal Arc Welding) — Máy công việc. Một điện cực phủ flux tan chảy và t沉tích vật liệu lấp đầy trong khi lớp flux tạo ra khí shielding riêng và lớp xỉ. Không cần chai khí bên ngoài. Stick hoạt động ngoài trời trong gió và mưa, trên kim loại rỉ sét hoặc bẩn, và trong những không gian chật hẹp. Các thợ hàn đường ống, thợ lặn cấu trúc, và các đội sửa chữa thực địa dựa vào nó.

Quy trình phù hợp phụ thuộc vào kim loại, khớp, môi trường, và tiêu chuẩn chất lượng.

Chọn Quy Trình Đúng

Một cửa hàng gia công nhận ba công việc trong một tuần. Công việc một là hàn ống thép không gỉ cho một nhà máy xử lý thực phẩm — những đường hàn phải hoàn toàn sạch sẽ mà không có sự oxi hoá. Công việc hai là sửa chữa một dầm thép bị nứt trên một cây cầu ngoài trời vào tháng Giêng có gió. Công việc ba là hàn 200 khung thép nhẹ giống hệt nhau trên một dây chuyền sản xuất.

Vật Lý Của Cung Điện

Điều Gì Xảy Ra Khi Bạn Bắt Đầu Một Cung

Cung hàn là một phóng điện tiếp diễn trên một khoảng cách giữa điện cực và bề mặt công việc. Khi mạch đóng, dòng điện chạy qua khí trong khoảng cách, ion hóa nó thành plasma — trạng thái vật chất thứ tư.

Plasma đó đạt nhiệt độ từ 6.000 đến 10.000 độ Fahrenheit, cao hơn nhiều so với điểm nóng chảy của thép (khoảng 2.500 F). Nhiệt cường độ cao tạo ra một vùng hàn — một vũng nhỏ kim loại nóng chảy trên bề mặt công việc.

Vùng Ảnh Hưởng Nhiệt (HAZ) — Khu vực xung quanh vùng hàn không nóng chảy nhưng nóng đủ để thay đổi cấu trúc vi lớn của kim loại. HAZ có thể trở nên giòn hoặc yếu đi nếu thợ hàn tác động quá nhiều nhiệt hoặc di chuyển quá chậm. Kiểm soát đầu vào nhiệt là một trong những kỹ năng quan trọng nhất trong hàn.

Khí Shielding — Kim loại nóng chảy phản ứng mạnh với oxi và nitơ trong không khí. Sự oxi hóa tạo ra độ xốp (những bóng khí nhỏ bị mắc kẹt trong đường hàn) và làm yếu khớp. Khí shielding — argon, CO2, hoặc một hỗn hợp — loại bỏ bầu khí quyển xung quanh vùng hàn, giữ nó sạch sẽ.

Không có shielding, vùng hàn hấp thụ khí từ bầu khí quyển và đường hàn kết quả có độ xốp, giòn, và không có giá trị cấu trúc. Mọi quy trình hàn đều có một hình thức shielding — khí bên ngoài trong MIG và TIG, phủ flux trong Stick.

Tại Sao Shielding Quan Trọng

Một thợ hàn đang chạy MIG trên một tấm thép nhẹ ngoài trời. Một cơn gió mạnh thổi qua khu vực làm việc. Cung trông bình thường, nhưng khi thợ hàn bóc sương và kiểm tra hạt, nó đầy những lỗ nhỏ và trông thô và xốp.

Kiểm Soát Nhiệt

Hai thợ hàn chạy khớp tương tự trên những tấm thép giống nhau. Thợ hàn A di chuyển nhanh chóng với amperơ vừa phải. Thợ hàn B di chuyển chậm với amperơ cao, đặt nhiều nhiệt hơn vào kim loại.

Cả hai đường hàn có vẻ chấp nhận được trên bề mặt, nhưng tấm của thợ hàn B bị cong và uốn cong, và kim loại bên cạnh đường hàn bị mất màu và giòn.

Năm Khớp Cơ Bản

Cách Những Mảnh Kim Loại Gặp Nhau

Mọi kết nối hàn bắt đầu bằng cách những mảnh được định vị như thế nào so với nhau. Có năm cấu hình khớp cơ bản.

Khớp nối — Hai mảnh đặt cạnh nhau trong cùng một mặt phẳng. Được sử dụng cho tấm và ống. Khớp phổ biến nhất trong công việc cấu trúc và áp suất. Thường yêu cầu bevel (mài một góc trên các cạnh) để cho phép xuyên khoảng sâu trên vật liệu dày.

Khớp chồng lấp — Hai mảnh chồng lấp. Đơn giản, mạnh trong lực cắt, phổ biến trong công việc tấm kim loại và thân ô tô.

Khớp chữ T — Một mảnh đặt vuông góc với mảnh khác, tạo thành hình chữ T. Đường hàn thường là một đường hàn góc ở giao điểm.

Khớp góc — Hai mảnh gặp nhau ở một góc vuông dọc theo các cạnh của chúng, tạo thành L. Được sử dụng trong khung, hộp, và vây.

Khớp cạnh — Hai mảnh đặt song song với các cạnh của chúng được căn chỉnh. Chủ yếu được sử dụng cho tấm kim loại mỏng và ứng dụng ứng suất thấp.

Đường hàn góc là những đường hàn hình tam giác lắng đọng ở góc bên trong của khớp chữ T, khớp chồng lấp, hoặc khớp góc. Đường hàn rãnh lấp đầy một rãnh được chuẩn bị (bevel) giữa hai mảnh trong khớp butt.

Biểu tượng hàn trên bản vẽ nói cho thợ hàn chính xác loại đường hàn nào tạo ra, kích thước, độ dài, và vị trí của nó. Biểu tượng cơ bản ngồi trên một dòng tham chiếu với một mũi tên chỉ vào khớp. Biểu tượng loại hàn đi trên dòng tham chiếu — dưới dòng có nghĩa là hàn ở mặt mũi tên, trên dòng có nghĩa là hàn ở mặt kia.

Đọc Công Việc

Một kỹ sư cấu trúc gửi bạn một bản vẽ cho một khung bàn thép. Bốn chân làm từ ống vuông phải được hàn vào tấm phẳng ở trên. Những khớp nơi các chân gặp mặt dưới của tấm sẽ chịu toàn bộ trọng lượng của bất cứ gì được đặt trên bàn.

Những Mối Nguy Hiểm Hàn và Bảo Vệ

Những Điều Không Thể Bỏ Qua

Hàn tạo ra những mối nguy hiểm có thể gây chấn thương vĩnh viễn hoặc tử vong. An toàn không phải là tùy chọn — đó là kỹ năng đầu tiên mà mọi thợ hàn chuyên nghiệp học.

Bức xạ tử ngoại và hồng ngoại — Cung phát ra ánh sáng tia cực tím cực mạnh gây ra mắt cung (photokeratitis), cảm giác như cát trong mắt và có thể gây mù tạm thời. Marque phơi nhiễm tia gây cháy da giống như cháy nắng nặng. Một mũ bảo vệ hàn thích hợp với ống kính bóng mờ đúng (bóng mờ 10-13 cho hàn cung) là bắt buộc. Nón mũ tự động làm tối chuyển đổi từ bóng mờ nhẹ sang bóng mờ hàn trong vài mili giây khi cung đạo.

Khí thải và thông gió — Hàn bay hơi kim loại, flux, và phủ, tạo ra khí thải chứa mangan, crôm, kẽm, và những chất độc hại khác. Thép mạ kẽm (phủ kẽm) tạo ra khí ôxít kẽm gây sốt khí kẽm — những triệu chứng như cúm đánh bạn hàng giờ sau khi phơi nhiễm. Khí thải thép không gỉ chứa crôm lục trị, một chất gây ung thư đã biết. Cần có thông gió đầy đủ, lấy khí thải, hoặc một máy hô hấp.

Mối nguy hiểm điện — Máy hàn cung cấp dòng điện cao ở mức điện áp tương đối thấp, nhưng điện áp mạch mở (thường là 60-80 volt) có thể gây chết người sốc điện trong điều kiện ẩm. Không bao giờ hàn trong nước đứng. Kiểm tra cáp và kết nối để tìm tổn hại. Luôn tiếp đất đúng bề mặt công việc.

Hỏa hoạn và cháy — Tia lửa và kim loại nóng chảy đi lên đến 35 feet. Xóa vùng lửa. Mặc quần áo chống cháy, găng tay da, và ủng da. Cần có một chiếc đèn chiếu sáng khi hàn gần vật liệu dễ cháy.

Tóm tắt PPE: mũ bảo vệ hàn (bóng mờ đúng), kính an toàn ở bên trong, găng tay da, áo khoác hoặc tay chống cháy, ủng da, bảo vệ tai trong không gian kín, và máy hô hấp khi thông gió không đủ.

Những Quyết Định An Toàn

Bạn đến một công trường để sửa chữa trên một lan can thép bên trong một phòng máy nhỏ. Phòng không có cửa sổ và một cửa đơn. Có những hộp giấy và những mảnh vải có dầu được lưu trữ ở góc khoảng 10 feet từ vị trí hàn. Sàn có một số vũng từ một rò rỉ ống gần đây.

Nơi Hàn Đưa Bạn Đến

Sự Nghiệp Hàn và Chứng Chỉ

Hàn không phải là một sự nghiệp — đó là một nền tảng mở ra cánh cửa cho hàng chục chuyên môn, nhiều chuyên môn có mức lương cao và không ngừng nhu cầu.

Thợ hàn đường ống — Nối những phần của dầu, khí, và những đường ống nước trong cánh đồng. Thường là Stick hoặc hàn xuống dốc trên ống thép carbon. Những thợ hàn đường ống du lịch liên tục và kiếm tiền thưởng. Một thợ hàn đường ống giỏi có thể kiếm được hơn $ 100.000 mỗi năm.

Thợ hàn dưới nước (thợ hàn hyperbaric) — Hàn trên những nền tảng ngoài khơi, vỏ tàu, và cơ sở hạ tầng dưới nước. Kết hợp chứng chỉ lặn thương mại với kỹ năng hàn. Một trong những chuyên ngành hàn được trả lương cao nhất và nguy hiểm nhất.

Thợ hàn hàng không vũ trụ — Hàn TIG trên những hợp kim kỳ lạ như titan, Inconel, và nhôm-lithium cho tàu bay và tàu vũ trụ. Tiêu chuẩn chính xác và sạch sẽ cực đoan. Mọi đường hàn được kiểm tra và ghi chép.

Thợ hàn sắt cấu trúc — Hàn thép cấu trúc trên những tòa nhà, cây cầu, và thiết bị nặng. Thường hoạt động ở độ cao trên những kết nối dầm.

Chứng chỉ — Hiệp hội Hàn Mỹ (AWS) quản lý những bài kiểm tra trình độ thợ hàn. Bài kiểm tra phổ biến nhất là trình độ Bộ Quy Tắc Hàn Cấu Trúc AWS D1.1. Vượt qua một bài kiểm tra chứng chỉ có nghĩa là bạn đã hàn một phiếu kiểm tra được uốn cong hoặc X-quang và vượt qua kiểm tra. Chứng chỉ rất cụ thể cho quá trình, vị trí, và vật liệu — một chứng chỉ cho MIG trên tấm không bao gồm TIG trên ống.

Bắt đầu — Những chương trình hàn cao đẳng cộng đồng (6 tháng đến 2 năm), chương trình thương mại, và những bản học tập liên minh (thường là 3-5 năm với đào tạo trực tiếp được trả lương) là những điểm vào chính. Những bản học tập kết hợp hướng dẫn lớp học với hàn thực tế dưới một journeyman.

Lập Kế Hoạch Đường Đi Của Bạn

Kết Nối Hàn Với Tương Lai Của Bạn

Bạn bây giờ biết những quá trình hàn chính, vật lý của cung, cách những khớp được thiết kế, và kỷ luật an toàn mà nghề thương mại đòi hỏi.