Hàn vảy là phương pháp nối các chi tiết kim loại hoặc hợp kim ở trạng thái rắn, sử dụng kim loại trung gian gọi là vảy hàn có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn kim loại chi tiết hàn. Phương pháp này dựa trên quá trình hòa tan và khuếch tán của vảy hàn vào kim loại vật hàn ở mối nối. Bài viết này sẽ đi sâu vào khái niệm, đặc điểm, các loại vảy hàn và thuốc hàn, cũng như ứng dụng của hàn vảy trong công nghiệp.

1. Khái niệm và đặc điểm của hàn vảy

• Khái niệm:
  • Hàn vảy là quá trình nối các chi tiết kim loại hoặc hợp kim bằng cách sử dụng kim loại trung gian (vảy hàn) có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn kim loại cần hàn.
  • Mối hàn được hình thành thông qua sự hòa tan và khuếch tán của vảy hàn vào kim loại vật hàn.
• Đặc điểm:
  • Tính kinh tế cao: Tiết kiệm vật liệu và năng lượng.
  • Không gây biến dạng vật hàn: Vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, không làm thay đổi thành phần hóa học của kim loại vật hàn.
  • Khả năng hàn các kết cấu phức tạp: Dễ dàng hàn các chi tiết có hình dạng phức tạp mà các phương pháp hàn khác khó thực hiện.
  • Khả năng hàn các loại kim loại khác nhau: Có thể hàn các kim loại có tính chất khác nhau.
  • Năng suất hàn cao: Quá trình hàn nhanh chóng, không đòi hỏi công nhân bậc cao.

2. Vảy hàn và thuốc hàn

• Vảy hàn:
  • Là kim loại hoặc hợp kim có khả năng hòa tan và liên kết với các vật liệu hàn vảy kim loại.
  • Phân loại theo nhiệt độ nóng chảy:
    • Vảy hàn mềm (nhiệt độ nóng chảy < 450°C): Độ cứng và tính chất cơ học thấp, dùng cho các chi tiết chịu lực nhỏ, ở nhiệt độ thấp. Ví dụ: Sn-Pb, Sn-Zn.
    • Vảy hàn cứng (nhiệt độ nóng chảy > 500°C): Độ cứng và độ bền cơ học cao, dùng cho các chi tiết chịu lực lớn. Ví dụ: đồng thau, bạc, niken-nhôm.
• Thuốc hàn:
  • Là vật liệu làm sạch mối hàn và thúc đẩy quá trình hòa tan và khuếch tán của vảy hàn.
  • Phân loại theo loại vảy hàn:
    • Thuốc hàn cho vảy hàn mềm: axit, muối (clorua kẽm), axit phosphoric.
    • Thuốc hàn cho vảy hàn cứng: borac, clorua kẽm, muối kali.

3. Các loại vảy hàn và đặc tính

• Đồng niken:
  • Thành phần: Cu 68.7%, Ni 27.5%.
  • Nhiệt độ nóng chảy: 1170°C.
  • Ứng dụng: Hàn các chi tiết chịu tải trọng nặng, gắn hợp kim cứng (đốt nóng đến 900°C).
• Đồng điện giải:
  • Thành phần: Cu 99.9%, tạp chất 0.1%.
  • Nhiệt độ nóng chảy: 1083°C.
  • Ứng dụng: Hàn các chi tiết chịu tải trọng trung bình, gắn hợp kim cứng (đốt nóng đến 700°C).
• Đồng thau niken:
  • Thành phần: Cu 68.0%, Zn 27.0%, Ni 5.0%.
  • Ứng dụng: Tương tự đồng niken.
• Đồng thau J1162:
  • Thành phần: Cu 62.0%, Zn 38%.
  • Nhiệt độ nóng chảy: 900°C.
  • Ứng dụng: Hàn các chi tiết chịu tải trọng trung bình, gắn hợp kim cứng (đốt nóng đến 600°C).

4. Các chất trợ dung khi hàn vảy

• Borac 100%:
  • Ứng dụng: Chất trợ dung chính.
• Borac 50%, axit boric 50%:
  • Ứng dụng: Dùng cho chất hàn bằng đồng thau, giảm ứng suất nhiệt trong miếng hợp kim cứng.
• Miếng đệm:
  • Thép ít cacbon hoặc hợp kim Specmalôi.
  • Dùng để giảm ứng suất nhiệt khi hàn hợp kim cứng titan-vonfram và titan-tantan-vonfram.

5. Ứng dụng của hàn vảy

• Hàn các chi tiết điện tử.
• Hàn ống dẫn, chi tiết máy móc.
• Hàn các kết cấu phức tạp trong ngành hàng không, ô tô.
• Gắn hợp kim cứng lên thân dao trong chế tạo máy.
• Hàn các chi tiết trang trí, đồ trang sức.

Hàn vảy là phương pháp hàn hiệu quả và đa dụng, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Việc lựa chọn vảy hàn và thuốc hàn phù hợp sẽ đảm bảo chất lượng mối hàn và hiệu quả công việc.