So với hàn thép thông thường, hàn kim loại tấm nhôm ô tô có những yêu cầu cụ thể trước, trong và sau khi hàn. Những yêu cầu này như sau:
Trước khi hàn
Yêu cầu chuẩn bị bề mặt cao hơn: Nhôm dễ bị oxy hóa trong không khí, tạo thành màng oxit nhôm dày đặc. Lớp màng này có nhiệt độ nóng chảy cao và độ dẫn điện kém, cản trở sự liên kết kim loại trong quá trình hàn và có khả năng gây ra các khuyết tật như độ xốp, cặn xỉ bám vào mối hàn. Vì vậy, trước khi hàn, bề mặt kim loại tấm nhôm phải được làm sạch hoàn toàn dầu, màng oxit và các tạp chất khác. Sự kết hợp giữa làm sạch hóa học và đánh bóng cơ học thường được sử dụng. Ví dụ, đầu tiên, sử dụng dung môi hữu cơ (như axeton) để loại bỏ dầu, sau đó dùng giấy nhám hoặc bàn chải sắt để loại bỏ màng oxit và để lộ ánh kim loại.
Yêu cầu độ chính xác lắp ráp nghiêm ngặt: Do hệ số giãn nở nhiệt lớn của kim loại tấm nhôm nên dễ tạo ra biến dạng đáng kể trong quá trình hàn. Để giảm thiểu tác động của biến dạng đến chất lượng mối hàn, độ chính xác lắp ráp rất cao là cần thiết đối với kim loại tấm nhôm. Trong quá trình lắp ráp, khe hở giữa các chi tiết hàn phải đồng đều và đáp ứng được yêu cầu của quá trình hàn. Nói chung, khe hở phải được kiểm soát trong khoảng 0,5-1,5 mm để đảm bảo phân bổ nhiệt đều trong quá trình hàn và tránh các khuyết tật như xuyên thấu không hoàn toàn và cháy xuyên qua.
Quá trình hàn
Lựa chọn phương pháp hàn phù hợp
Hàn MIG (hàn khí trơ kim loại): là phương pháp được sử dụng phổ biến để hàn kim loại tấm nhôm ô tô. Nó sử dụng khí trơ (như argon) làm khí bảo vệ, ngăn chặn hiệu quả quá trình oxy hóa nhôm trong quá trình hàn và đạt được tốc độ hàn và hiệu quả lắng đọng cao. Đối với kim loại tấm nhôm dày hơn, có thể sử dụng phương pháp hàn MIG xung-kép. Bằng cách kiểm soát dòng điện và tần số xung, sự hình thành đường hàn và đầu vào nhiệt có thể được kiểm soát tốt hơn.
Hàn TIG (hàn khí trơ vonfram): thích hợp để hàn các tấm mỏng hoặc những khu vực yêu cầu chất lượng mối hàn cao. Hồ quang ổn định và nhiệt tập trung cho phép kiểm soát chính xác lượng nhiệt đầu vào, đảm bảo chất lượng và hình thức mối hàn, nhưng tốc độ hàn tương đối chậm.
Hàn laze: Phương pháp này mang lại những ưu điểm như mật độ năng lượng cao, tốc độ hàn nhanh và vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ. Nó làm giảm biến dạng một cách hiệu quả trong quá trình hàn nhôm và đặc biệt thích hợp để hàn các bộ phận hợp kim nhôm trong các ứng dụng ô tô, trong đó trọng lượng nhẹ và chất lượng mối hàn là rất quan trọng. Tuy nhiên, thiết bị hàn laser đắt tiền và đặt ra những yêu cầu cực kỳ nghiêm ngặt về độ chính xác lắp ráp và chất lượng bề mặt.
Kiểm soát nhiệt đầu vào hàn: Nhôm có tính dẫn nhiệt tốt, nhiệt dễ tiêu tán trong quá trình hàn, đòi hỏi nhiệt lượng đầu vào cao để đảm bảo mối hàn nóng chảy tốt. Tuy nhiên, nhiệt lượng đầu vào quá mức có thể làm tấm nhôm quá nóng, dẫn đến sự phát triển của các hạt, tăng biến dạng và giảm hiệu suất của mối hàn. Do đó, việc kiểm soát chính xác các thông số hàn như dòng hàn, điện áp và tốc độ hàn là cần thiết để đạt được lượng nhiệt đầu vào thích hợp, tùy thuộc vào các yếu tố như độ dày tấm, vật liệu và vị trí hàn. Nói chung, nên dùng dòng hàn thấp hơn và tốc độ hàn cao hơn cho các tấm nhôm mỏng hơn; đối với các tấm dày hơn thì nên tăng dòng hàn và giảm tốc độ hàn phù hợp.
Yêu cầu độ tinh khiết khí bảo vệ cao: Để ngăn nhôm phản ứng với oxy, nitơ và các khí khác trong không khí trong quá trình hàn, có thể ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn, cần có độ tinh khiết khí bảo vệ cao. Argon có độ tinh khiết ít nhất 99,99% thường được sử dụng làm khí bảo vệ để cách ly không khí một cách hiệu quả trong quá trình hàn, tạo ra bầu không khí bảo vệ tốt.
Đăng-Hàn
Giảm ứng suất: Vì hàn tấm nhôm tạo ra ứng suất dư đáng kể, có thể dễ dàng dẫn đến biến dạng hoặc thậm chí nứt trong mối hàn nên việc xử lý giảm ứng suất là cần thiết. Các phương pháp phổ biến bao gồm xử lý nhiệt và lão hóa rung. Xử lý nhiệt bao gồm làm nóng mối hàn đến một nhiệt độ nhất định, giữ nó trong một khoảng thời gian và sau đó làm nguội từ từ để giải phóng ứng suất dư. Mặt khác, lão hóa do rung động liên quan đến việc áp dụng các rung động có tần số nhất định vào mối hàn để làm đều và giảm bớt ứng suất bên trong.
Kiểm tra chất lượng mối hàn nghiêm ngặt: Sau khi hàn kim loại tấm nhôm ô tô, cần phải kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt, bao gồm kiểm tra bằng mắt,{0}}thử nghiệm không phá hủy và kiểm tra đặc tính cơ học. Kiểm tra bề ngoài chủ yếu kiểm tra xem bề mặt mối hàn có nhẵn hay không và có các khuyết tật như lỗ rỗng, vết nứt và vết cắt hay không; các phương pháp kiểm tra không-phá hủy thường được sử dụng bao gồm kiểm tra tia X- và kiểm tra siêu âm, được sử dụng để phát hiện xem có khuyết tật nào như sự xuyên thấu không hoàn toàn và cặn xỉ bên trong mối hàn hay không; Kiểm tra tính chất cơ học bao gồm kiểm tra độ bền kéo và kiểm tra uốn, v.v., để đánh giá xem độ bền, độ dẻo dai và các tính chất cơ học khác của mối hàn có đáp ứng yêu cầu thiết kế hay không.
