Kỹ thuật hàn gang, những điều cần biết

So với các loại vật liệu kim loại và hợp kim khác, hàn gang rất khó. Thường thì phương pháp hàn chỉ dùng để sửa chữa, chứ không dùng để hàn nối các chi tiết vật liệu gang với nhau. Chẳng hạn, sửa chữa khuôn đúc hay sửa lỗi các sản phẩm sau khi đúc hoặc sau gia công, sửa chữa các lốc máy, hộp giảm tốc, vỏ máy bơm, v.v…. bị vỡ, nứt sau một thời gian vận hành. Các chi tiết bằng gang hay bị vỡ vì tính dòn của chúng. Gang có hàm lượng carbon từ 2-4% và cứng gấp 10 lần thép.
 

Các khó khăn khi hàn gang:

- Khó kiểm soát nhiệt trong quá trình hàn.

- Gang rất nhạy cảm với nhiệt, nên rất dễ thay đổi về tổ chức kim loại trong quá trình hàn và quá trình nguội sau khi hàn. Việc hình thành tổ chức gang trắng trong khi hàn dễ xảy ra .

- Gang rất cứng và dòn. Có thể sẽ không phá hủy ở liên kết hàn, mà phá hủy tại một vị trí khác trong quá trình hàn.

- Vì gang lỏng có độ chảy loãng cao nên mối hàn gang chỉ đạt chất lượng yêu cầu khi hàn ở vị trí hàn sấp.
 

Do đó khi hàn gang, cần phải lưu ý những vấn đề sau:

- Các quy trình hàn áp dụng:

+ Quy trình hàn nguội: Hàn từng đoạn rất ngắn và để nguội cho đến khi chạm vào được mối hàn rồi mới hàn tiếp. Cũng có thể hàn gián đoạn hoặc hàn so le để tránh tích lũy nhiệt

+ Quy trình hàn nóng: Gia nhiệt vượt lên nhiệt độ chuyển biến pha và hàn, đồng thời liên tục giữ nhiệt trong quá trình hàn. Quá trình nguội phải đựoc kiểm soát chặt.

- Lựa chọn vật liệu hàn gang đúng: sử dụng que hàn gang chuyên dụng cho từng loại vật liệu gang

- Phải tuân thủ nghiêm ngặt quy trình hàn từ kỹ thuật hàn, đến quy trình gia nhiệt trước hàn, duy trì nhiệt độ trong khi hàn, tốc độ làm nguội sau khi hàn.
 

Các lưu ý khác:

- Do gang cứng và dòn, nên ứng suất dư trong gang khá lớn, các vết nứt sẽ tiếp tục phát triển trong quá trình sử dụng và đặc biệt là trong quá trình hàn. Vì thế, để tránh vết nứt tiếp phát triển, người ta thường khoan chặn 2 đầu vết nứt trước khi hàn.

- Khi hàn gang phải được thưc hiện trong môi trường cách ly với gió nếu không quá trình gia nhiệt và hàn sẽ xảy ra hiện tượng tách, nứt thêm.

- Với những chi tiết lớn, cần vát mép mối nối, sau đấy gia công các lỗ ren với đường kính 6, 8, 10mm… tùy theo trường hợp cụ thể và xếp theo dãy. Tiếp theo, bắt các bu lông vào và cắt đi (để thừa ra 5 tới 10mm để sau đó sẽ hàn lên bulông) . Sau khi quá trình trên kết thúc, tiến hành hàn bình thường. Quá trình hàn sẽ thuận lợi hơn nhiều và kết cấu tốt hơn khi hàn với bulông (do bulông là vật liệu thép có tính hàn tốt hơn gang).

Trước khi hàn, cấy vít vào chỗ vát cạnh. Khi hàn, đầu tiên nên hàn một mối hàn vòng quanh chỗ lồi ra của vít và nên hàn gián đoạn để hạn chế quá nhiệt. Nên hàn toàn bộ mối hàn lớp dưới của đinh vít và mặt vật đúc cho đều xong mới hàn lớp khác ở trên mặt đó.

Một vấn đề thiết yếu nữa là việc lựa chọn loại que hàn. Thông thường, có hai loại que hàn gang phổ biến tương ứng với hàm lượng nikel khác nhau, chẳng hạn, với hãng Nikko, que hàn CIN-1 có hàm lượng nikel là >=85%; que hàn CIN-2 có thành phần nikel là >=50%. Để lựa chọn loại que hàn gang đúng với chi tiết cần hàn, xin tham khảo ứng dụng ở tài liệu kỹ thuật của que hàn gang CIN-1 và CIN-2.