Xỉ hàn, hàn ngấu và rỗ khí là gì?

Trong quá trình hàn cơ khí, chất lượng mối hàn chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau, trong đó xỉ hàn, độ ngấu và hiện tượng rỗ khí là những vấn đề thường gặp nhất. Việc hiểu rõ xỉ hàn là gì, hàn ngấu là gì và rỗ khí là gì sẽ giúp người thợ kiểm soát tốt hơn quá trình hàn, hạn chế khuyết tật và nâng cao độ bền của liên kết hàn.

Cùng theo dõi bài viết để nắm rõ các khái niệm cơ bản, mối liên hệ giữa chúng và những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối hàn trong thực tế sản xuất.

1. Xỉ hàn là gì?

1.1. Xỉ hàn là gì?

Xỉ hàn là lớp vật chất phi kim loại hình thành trong quá trình hàn, chủ yếu sinh ra từ thuốc bọc que hàn, thuốc hàn hoặc chất trợ dung khi chúng nóng chảy dưới tác dụng của nhiệt hồ quang. Sau khi mối hàn nguội, xỉ hàn đông đặc và thường nằm phủ trên bề mặt mối hàn hoặc giữa các lớp hàn.

Trong các phương pháp hàn như hàn que, hàn dưới lớp thuốc, xỉ hàn là hiện tượng bình thường và không phải khuyết tật nếu được kiểm soát và loại bỏ đúng kỹ thuật.

1.2. Xỉ hàn được hình thành như thế nào?

Trong quá trình hàn, nhiệt độ cao của hồ quang làm nóng chảy thuốc bọc que hàn hoặc thuốc hàn. Các thành phần này phản ứng với oxit và tạp chất trong kim loại nóng chảy, tạo thành hỗn hợp có khối lượng riêng nhỏ hơn kim loại hàn. Hỗn hợp đó nổi lên trên vũng hàn và khi nguội sẽ đông đặc thành xỉ hàn.

Quá trình hình thành này diễn ra song song với việc kim loại hàn đông đặc, do đó xỉ hàn luôn xuất hiện trong lúc hàn và ngay sau khi kết thúc mối hàn.

Tham khảo: Tổng hợp các khuyết tật mối hàn phổ biến nhất

1.3. Vai trò và tác dụng của xỉ hàn

Trong quá trình hàn, xỉ hàn giữ một số vai trò kỹ thuật quan trọng:

• Bảo vệ vũng hàn khỏi tác động của oxy và nitơ trong không khí
• Ổn định hồ quang, giúp quá trình hàn diễn ra liên tục
• Hỗ trợ tạo hình mối hàn, hạn chế kim loại hàn chảy loang
• Giúp mối hàn nguội đều, giảm nguy cơ nứt do ứng suất nhiệt
• Thu gom tạp chất, góp phần làm sạch kim loại hàn

1.4. Khi nào xỉ hàn gây ảnh hưởng xấu đến mối hàn?

Xỉ hàn chỉ phát huy tác dụng khi được bong tách và làm sạch hoàn toàn sau mỗi lượt hàn. Nếu xỉ hàn không bong hết hoặc bị cuốn vào trong mối hàn, hiện tượng này sẽ dẫn đến lẫn xỉ, làm giảm độ bền, độ ngấu và chất lượng liên kết hàn.

Vì vậy, xỉ hàn vừa là yếu tố hỗ trợ trong quá trình hàn, vừa có thể trở thành nguồn khuyết tật nếu không được kiểm soát đúng kỹ thuật.

1.5. Cách loại bỏ xỉ hàn

Sau khi mối hàn nguội, xỉ hàn cần được loại bỏ hoàn toàn để đảm bảo bề mặt mối hàn sạch và tránh lẫn xỉ ở các lớp hàn tiếp theo. Việc loại bỏ xỉ hàn thường được thực hiện bằng búa gõ xỉ kết hợp bàn chải sắt, thao tác nhẹ và đều theo chiều mối hàn, tránh dùng lực mạnh gây sứt mẻ mối hàn.

Đối với hàn nhiều lớp, bắt buộc làm sạch xỉ hàn sau mỗi lượt hàn trước khi tiến hành hàn lớp tiếp theo. Ngoài ra, người thợ cần sử dụng kính và găng tay bảo hộ để đảm bảo an toàn khi gõ xỉ hàn.

2. Hàn ngấu và mối hàn ngấu là gì?

2.1. Hàn ngấu là gì?

Hàn ngấu là trạng thái trong quá trình hàn khi kim loại hàn nóng chảy liên kết hoàn toàn với kim loại cơ bản, đảm bảo độ xuyên thấu cần thiết theo chiều dày liên kết. Hàn ngấu phản ánh chất lượng của quá trình hàn, phụ thuộc vào chế độ hàn, chuẩn bị mép hàn và kỹ thuật thao tác của thợ hàn.

Trong thực tế, hàn ngấu tốt giúp mối hàn chịu lực hiệu quả, hạn chế nguy cơ bong tách hoặc nứt gãy trong quá trình làm việc.

2.2. Mối hàn ngấu là gì?

Mối hàn ngấu là mối hàn đạt được độ ngấu yêu cầu, trong đó kim loại hàn đã liên kết đầy đủ với kim loại cơ bản hoặc giữa các lớp hàn, không tồn tại khe hở hay vùng không liên kết.

Một mối hàn ngấu thường có các đặc điểm:

• Độ xuyên thấu phù hợp với chiều dày vật hàn
• Liên kết chặt chẽ giữa kim loại hàn và kim loại cơ bản
• Khả năng chịu lực và độ bền cao

2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ ngấu của mối hàn

Độ ngấu của mối hàn chịu tác động bởi nhiều yếu tố kỹ thuật, bao gồm:

• Dòng điện hàn: dòng quá nhỏ làm mối hàn không ngấu, dòng quá lớn dễ gây cháy cạnh
• Tốc độ hàn: hàn quá nhanh khiến kim loại không kịp ngấu
• Chuẩn bị mép hàn: góc vát, khe hở không phù hợp sẽ làm giảm độ ngấu
• Kỹ thuật thao tác: góc que hàn và cách đưa que ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng xuyên thấu

2.4. So sánh mối hàn ngấu và mối hàn không ngấu

Mối hàn không ngấu là khuyết tật nghiêm trọng, cần được phát hiện và xử lý kịp thời để đảm bảo an toàn cho kết cấu hàn.

Tiêu chí	Mối hàn ngấu	Mối hàn không ngấu
Liên kết kim loại	Liên kết hoàn toàn	Liên kết không đầy đủ
Khả năng chịu lực	Cao	Thấp
Nguy cơ khuyết tật	Thấp	Dễ nứt, bong
Độ bền kết cấu	Tốt	Kém

3. Rỗ khí là gì trong hàn?

3.1. Rỗ khí là gì?

Rỗ khí là khuyết tật mối hàn xảy ra khi khí bị giữ lại trong kim loại hàn nhưng không kịp thoát ra ngoài trước khi mối hàn đông đặc. Các bọt khí này tạo thành lỗ rỗng nằm trên bề mặt hoặc bên trong mối hàn, làm giảm tiết diện chịu lực và chất lượng liên kết hàn.

Rỗ khí có thể xuất hiện rải rác hoặc tập trung, dễ gặp trong hàn que, hàn MIG/MAG và các phương pháp hàn có sử dụng khí bảo vệ nếu điều kiện hàn không phù hợp.

3.2. Nguyên nhân gây rỗ khí trong mối hàn

Hiện tượng rỗ khí thường xuất phát từ một hoặc nhiều nguyên nhân sau:

• Vật liệu hàn bị ẩm hoặc chứa tạp chất
• Bề mặt vật hàn không sạch, còn dầu mỡ, gỉ sét, sơn
• Khí bảo vệ không đủ hoặc bị nhiễm bẩn
• Chiều dài hồ quang quá lớn
• Tốc độ hàn quá nhanh, kim loại không kịp thoát khí

3.3. Ảnh hưởng của rỗ khí đến chất lượng mối hàn

Rỗ khí gây ra nhiều ảnh hưởng tiêu cực đến mối hàn, bao gồm:

• Giảm khả năng chịu lực của liên kết hàn
• Tăng nguy cơ nứt mối hàn do tập trung ứng suất
• Giảm độ kín đối với các kết cấu chịu áp lực hoặc chất lỏng
• Ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ của mối hàn

3.4. Cách khắc phục và hạn chế rỗ khí trong mối hàn

Để hạn chế và khắc phục hiện tượng rỗ khí, người thợ cần thực hiện các biện pháp sau:

• Sấy khô que hàn và vật liệu hàn trước khi sử dụng
• Làm sạch kỹ bề mặt vật hàn trước khi hàn
• Điều chỉnh lưu lượng và chất lượng khí bảo vệ phù hợp
• Giữ chiều dài hồ quang ổn định, không để hồ quang quá dài
• Điều chỉnh tốc độ hàn hợp lý, tránh hàn quá nhanh
• Kiểm soát môi trường làm việc, tránh gió lùa làm nhiễu khí bảo vệ

Thực hiện đúng các biện pháp trên sẽ giúp giảm thiểu rỗ khí, nâng cao chất lượng và độ bền của mối hàn trong thực tế sản xuất.

4. Mối liên hệ giữa xỉ hàn, độ ngấu và rỗ khí trong mối hàn

Trong thực tế sản xuất, xỉ hàn, độ ngấu và rỗ khí không tồn tại độc lập mà có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Việc kiểm soát tốt hoặc kém một yếu tố có thể trực tiếp dẫn đến phát sinh các khuyết tật còn lại.

4.1. Xỉ hàn ảnh hưởng đến độ ngấu của mối hàn

Xỉ hàn có vai trò hỗ trợ quá trình hàn, nhưng nếu không được loại bỏ triệt để giữa các lớp hàn, xỉ có thể bị cuốn vào vũng hàn mới. Khi đó:

• Kim loại hàn không tiếp xúc trực tiếp với kim loại cơ bản
• Làm giảm khả năng xuyên thấu và liên kết
• Dẫn đến hiện tượng mối hàn không ngấu hoặc ngấu không đều
• Đặc biệt trong hàn nhiều lớp, lẫn xỉ là một trong những nguyên nhân phổ biến gây không ngấu.

4.2. Rỗ khí và mối quan hệ với độ ngấu

Rỗ khí thường xuất hiện khi khí không kịp thoát ra khỏi kim loại nóng chảy. Khi mối hàn bị rỗ khí:

• Tiết diện chịu lực của mối hàn bị giảm
• Kim loại hàn liên kết kém, đặc biệt tại vùng chân và gốc mối hàn
• Làm suy giảm độ ngấu thực tế, dù bề ngoài mối hàn có thể trông đạt yêu cầu

Trong nhiều trường hợp, mối hàn vừa không ngấu vừa bị rỗ khí, khiến nguy cơ nứt và phá hủy kết cấu tăng cao.

4.3. Khi xỉ hàn và rỗ khí cùng xuất hiện

Nếu đồng thời tồn tại lẫn xỉ và rỗ khí, mối hàn sẽ chịu các tác động bất lợi sau:

• Tập trung ứng suất tại nhiều điểm yếu trong mối hàn
• Giảm nghiêm trọng độ bền và tuổi thọ liên kết
• Dễ phát sinh nứt mối hàn khi chịu tải trọng động hoặc rung

Những khuyết tật này thường khó phát hiện bằng mắt thường, đặc biệt khi nằm sâu bên trong mối hàn.

4.4. Ý nghĩa của việc kiểm soát đồng thời cả ba yếu tố

Để đạt được mối hàn chất lượng cao, người thợ không thể chỉ quan tâm riêng lẻ đến xỉ hàn, độ ngấu hay rỗ khí, mà cần:

• Kiểm soát xỉ hàn để tránh lẫn xỉ
• Đảm bảo độ ngấu phù hợp với chiều dày và yêu cầu kỹ thuật
• Hạn chế rỗ khí bằng cách kiểm soát vật liệu, khí bảo vệ và thao tác hàn

Việc hiểu rõ mối liên hệ giữa ba yếu tố này giúp người thợ chủ động phòng tránh khuyết tật, nâng cao chất lượng mối hàn và đảm bảo an toàn cho kết cấu trong quá trình sử dụng.

Tham khảo: Kỹ thuật hàn que

5. Nguyên tắc kiểm soát chất lượng mối hàn để hạn chế xỉ hàn, không ngấu và rỗ khí

Thay vì xử lý khuyết tật sau khi đã phát sinh, việc kiểm soát chất lượng mối hàn ngay từ đầu là yếu tố quyết định để hạn chế đồng thời các lỗi như lẫn xỉ, mối hàn không ngấu và rỗ khí.

Kiểm soát từ khâu chuẩn bị

• Chuẩn bị mép hàn đúng kỹ thuật, phù hợp với chiều dày vật hàn
• Đảm bảo bề mặt vật hàn sạch, không dầu mỡ, gỉ sét hay hơi ẩm

Kiểm soát trong quá trình hàn

• Duy trì chế độ hàn ổn định, tránh thay đổi dòng hàn và tốc độ đột ngột
• Thao tác hàn đều tay, giữ góc que hàn và chiều dài hồ quang phù hợp
• Đảm bảo điều kiện làm việc ổn định, hạn chế gió lùa ảnh hưởng đến hồ quang và khí bảo vệ

Kiểm soát sau mỗi lượt hàn

• Kiểm tra hình dạng mối hàn sau từng lớp
• Đảm bảo bề mặt mối hàn sạch trước khi hàn lớp tiếp theo
• Phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường để điều chỉnh kịp thời

Việc tuân thủ các nguyên tắc kiểm soát này giúp giảm nguy cơ phát sinh khuyết tật ngay từ gốc, nâng cao độ ổn định và độ bền của mối hàn trong sản xuất cơ khí.

Qua bài viết Jasic gửi đến trên đây, có thể thấy trong hàn cơ khí, chất lượng mối hàn không phụ thuộc vào một yếu tố đơn lẻ mà là kết quả của sự kiểm soát đồng thời xỉ hàn, độ ngấu và hiện tượng rỗ khí. Việc hiểu đúng xỉ hàn là gì, bản chất của hàn ngấu – mối hàn ngấu, cũng như nguyên nhân và tác động của rỗ khí sẽ giúp người thợ chủ động phòng tránh khuyết tật ngay từ khâu chuẩn bị và thao tác hàn. Qua đó, mối hàn đạt độ bền cao, ổn định và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trong sản xuất thực tế.