10 lỗi hàn Inox: cháy cạnh, rỗ khí, nứt – cách phòng tránh

Khi hàn Inox (thép không gỉ), đặc tính giãn nở nhiệt cao, dẫn nhiệt thấp và nhạy cảm oxy hóa khiến mối hàn dễ phát sinh lỗi nếu quy trình không chuẩn. Bài viết này tổng hợp 10 lỗi phổ biến nhất (đặc biệt là cháy cạnh, rỗ khí, nứt), cách nhận biết và phòng tránh bằng thông số, vật liệu và thao tác phù hợp. Chủ đề này là một mảnh ghép quan trọng trong Cẩm nang Kỹ thuật Liên kết Inox, nhưng nội dung dưới đây đã đủ để bạn áp dụng trực tiếp tại xưởng.

Những nguyên tắc nền tảng khi hàn Inox

– Chọn vật liệu hàn phù hợp: ER308L cho 304/304L; ER316L cho 316/316L; ER309L cho hàn dị vật liệu với thép carbon; que E308L-16/E316L-16 cho SMAW. Ưu tiên mác L (thấp C) để hạn chế nhạy cảm hóa (carbide hóa).
– Kiểm soát nhiệt đầu vào: giữ nhiệt đầu vào thấp đến trung bình (tham chiếu ≤1.5 kJ/mm với austenitic), nhiệt độ lớp giữa thường ≤150°C. Dùng chế độ xung khi có thể.
– Bảo vệ khí sạch: TIG/MIG dùng Ar ≥99.99%. MIG cho Inox: Ar+1–2% O2 hoặc Ar+2% CO2; CO2 cao gây oxy hóa. Luồng khí ổn định, tránh gió lùa.
– Làm sạch nghiêm ngặt: loại dầu mỡ, ẩm, sơn, gỉ bằng dung môi (acetone), bàn chải Inox riêng, không dùng dụng cụ từng mài thép carbon để tránh nhiễm sắt.
– Bảo vệ mặt sau (back purging) với ống, bồn, ống hộp: xả khí argon đủ thời gian, theo dõi O2 xuống ≤50–100 ppm để ngăn “sugaring”.

Thông số tham khảo nhanh:
– TIG DCEN, lưu lượng Ar 8–12 L/phút (béc #6–8), góc mỏ 10–15°, chiều dài hồ quang ≈ đường kính điện cực.
– MIG DCEP, stick-out 10–15 mm, lưu lượng khí 12–20 L/phút, điện áp và dòng theo dây/khí, ưu tiên chế độ xung cho tấm mỏng.
– SMAW giữ que khô, sấy theo khuyến cáo NSX; hồ quang ngắn, góc đẩy nhẹ.

10 lỗi hàn Inox thường gặp và cách phòng tránh

1) Cháy cạnh (undercut)

– Nhận biết: Rãnh lõm dọc theo biên mối hàn; làm mỏng mép, giảm khả năng chịu lực, dễ nứt.
– Nguyên nhân: Dòng/điện áp cao, tốc độ di chuyển quá nhanh, góc mỏ sai (đẩy quá mạnh), dao động rộng/đọng hồ quang ở mép, bảo vệ khí kém làm chảy mép.
– Phòng tránh:
– Giảm dòng/điện áp, tăng nhẹ bề rộng vũng hàn nhưng không “phơi mép”.
– Giữ góc mỏ 10–15° theo hướng tiến; không dừng lâu trên mép.
– Tốc độ tiến ổn định; hạn chế dao động quá rộng.
– Với MIG, chuyển sang chế độ xung/spray, dùng khí Ar+O2 1–2% để hồ quang ổn định.

2) Rỗ khí (porosity)

– Nhận biết: Lỗ rỗ bề mặt hoặc trong mối (phát hiện qua cắt mài/RT); thường rỗ nhóm ở vùng bắt đầu/kết thúc.
– Nguyên nhân: Ẩm/dầu bẩn, oxy/hơi ẩm xâm nhập, lưu lượng khí thấp hoặc quá cao, xoáy gió, stick-out dài, vòi phun bẩn, que/thuốc hàn ẩm.
– Phòng tránh:
– Làm sạch kỹ (acetone, bàn chải Inox riêng); sấy vật liệu và que/thuốc theo NSX.
– Điều chỉnh khí: TIG 8–12 L/phút; MIG 12–20 L/phút; tăng đường kính chụp khí khi khe hở lớn.
– Che chắn gió; giữ stick-out MIG 10–15 mm; thay/bảo dưỡng chụp khí, cổ ngỗng.
– Với TIG, tránh chạm tungsten; nếu nhiễm bẩn, mài lại đầu điện cực.

3) Nứt nóng, nứt nguội (cracking)

– Nhận biết: Nứt dọc tâm mối, nứt chân rãnh hoặc nứt miệng hàn; có thể hiện sau khi nguội hoặc sau vài chu kỳ nhiệt.
– Nguyên nhân:
– Nứt nóng: kết tinh ở austenitic do FN quá thấp (~0), thành phần S, P cao, hình dạng mối hàn lõm, nhiệt đầu vào lớn.
– Nứt nguội/hydrogen: ít gặp trên austenitic, nhưng có thể xảy ra với martensitic/duplex hoặc vùng chịu ứng suất cao.
– Phòng tránh:
– Chọn dây/que có FN mục tiêu 3–10 (ER308L/316L chuẩn thường đạt); tránh mác “tuyệt đối không ferrite”.
– Giữ nhiệt đầu vào vừa phải, hình dạng mối hơi lồi, lấp miệng hàn trước khi ngắt hồ quang.
– Giảm tạp chất: chọn vật liệu có S, P thấp; làm sạch kỹ; tránh nhiễm Fe.
– Với martensitic/duplex: theo WPS riêng, có thể cần gia nhiệt trước/khống chế interpass chặt.

4) Không ngấu/thiếu ngấu (lack of fusion/penetration)

– Nhận biết: Ranh giới không dính giữa kim loại mối và vật liệu nền; mặt cắt thấy khe hở đen, chân không ăn sâu.
– Nguyên nhân: Dòng quá thấp, tốc độ quá nhanh, góc/đường đi hồ quang không chạm đủ hai mép, vảy ôxít dày, vát mép/khe hở không đúng.
– Phòng tránh:
– Tăng dòng/điện áp vừa đủ, điều chỉnh góc để làm ướt cả hai mép.
– Chuẩn bị mép 60–70°, gốc vát 1–1.5 mm; duy trì khe hở gốc ổn định.
– Loại bỏ lớp ôxít Inox có nhiệt độ nóng chảy cao bằng mài/cạo trước mỗi pass.

5) Dư thấu/cháy thủng (over-penetration/burn-through)

– Nhận biết: Chảy xệ ở mặt sau, lỗ thủng, chân mối quá lồi.
– Nguyên nhân: Nhiệt đầu vào cao, khe hở lớn, tấm mỏng, thao tác dừng lâu.
– Phòng tránh:
– Giảm dòng/điện áp, tăng tốc độ; dùng chế độ xung (TIG/MIG).
– Dùng backing đồng/đồng thau, thanh làm mát; kiểm soát khe hở.
– Hàn điểm ghim trước để ổn định khe hở; đi mối hàn ngắn, làm mát xen kẽ.

6) Oxy hóa, “sugaring” và đổi màu (heat tint)

– Nhận biết: Mặt ngoài đổi màu vàng–xanh–tím; mặt trong hạt đường thô ráp (sugaring). Giảm khả năng chống ăn mòn.
– Nguyên nhân: Bảo vệ khí không đủ ở bề mặt và mặt sau; O2 còn cao khi hàn ống/bình; nhiệt đầu vào lớn, không dùng tấm che khí đuôi.
– Phòng tránh:
– Back purging: xả argon đến khi O2 ≤50–100 ppm; bịt kín hai đầu, để lỗ thoát khí nhỏ.
– Dùng tấm che khí đuôi (trailing shield) cho TIG trên tấm dày/dài.
– Sau hàn: tẩy gỉ–thụ động hóa bằng past HNO3/HF theo tiêu chuẩn, rửa trung hòa; hoặc đánh bóng cơ học rồi passivation HNO3.

7) Biến dạng, cong vênh

– Nhận biết: Tấm cong, méo sau hàn; lắp không khít.
– Nguyên nhân: Giãn nở/ co ngót lớn của Inox; trình tự hàn không cân bằng; mối hàn dài liên tục.
– Phòng tránh:
– Kẹp chặt, gá đỡ cứng; hàn đối xứng, nhảy bước (skip), chia pass ngắn.
– Dùng dây nhỏ hơn, chế độ xung, tăng tốc độ; làm mát xen kẽ.
– Thiết kế mối hàn hợp lý, hạn chế kích thước mối quá lớn.

8) Bắn tóe (spatter) – chủ yếu MIG/MAG

– Nhận biết: Hạt kim loại bám quanh mối, tốn công làm sạch.
– Nguyên nhân: Hồ quang ngắn bất ổn, khí CO2 cao, điện áp thấp, dây ẩm/bẩn.
– Phòng tránh:
– Dùng khí Ar+1–2% O2 hoặc Ar+2% CO2; ưu tiên chế độ xung/spray.
– Tối ưu điện áp/dòng theo khuyến cáo dây; giữ dây khô, sạch.
– Dùng chất chống bắn tóe phù hợp Inox; làm sạch sau hàn để không ảnh hưởng ăn mòn.

9) Nhiễm sắt (Fe contamination) và rouging

– Nhận biết: Ố nâu/đỏ sau thời gian sử dụng, dù là Inox; test bằng nam châm hoặc giấy thử Fe.
– Nguyên nhân: Dùng chung bàn chải/đĩa mài với thép carbon; kẹp gá thép; bụi sắt bám.
– Phòng tránh:
– Dụng cụ riêng cho Inox; dùng kẹp má nhựa/đồng; vệ sinh khu vực.
– Sau gia công: passivation bằng HNO3 hoặc sản phẩm chuyên dụng; kiểm tra bề mặt.

10) Lõm miệng hàn và nứt miệng hàn (crater, crater crack)

– Nhận biết: Hõm ở điểm dừng mối; có thể xuất hiện nứt chân sao.
– Nguyên nhân: Ngắt hồ quang đột ngột khi vũng hàn còn nóng chảy.
– Phòng tránh:
– Lấp crater trước khi dừng; với TIG dùng chức năng downslope; MIG dùng chế độ crater fill.
– Giữ mỏ thêm 1–2 giây để che khí sau tắt hồ quang, tránh oxy hóa đột ngột.

Thiết lập quy trình hàn Inox “chống lỗi” – khuyến nghị thực hành

– Chuẩn bị và WPS:
– Xác định vật liệu nền, chiều dày, vị trí hàn; chọn dây/que và khí đúng mác.
– Thiết lập WPS với giới hạn nhiệt đầu vào, interpass, chế độ bảo vệ mặt sau (nếu cần), chuẩn làm sạch.
– Tham chiếu ISO 5817 để đặt mức chất lượng (B/C/D) và tiêu chí chấp nhận khuyết tật.
– Kiểm soát khí và purging:
– Kiểm tra rò rỉ ống/đầu nối; đo O2 khi purging ống/bình, mục tiêu ≤50–100 ppm cho môi trường đòi hỏi chống ăn mòn tốt.
– Dùng băng keo chịu nhiệt, nút chặn chuyên dụng; bố trí lỗ thoát khí ở điểm cao.
– Thao tác và thông số:
– TIG: DCEN, mài đầu tungsten theo đường kính; béc gốm đủ lớn; duy trì hồ quang ngắn.
– MIG: chỉnh stick-out, làm sạch vòi phun; cấp dây ổn định; thử mối mẫu trước khi sản xuất.
– SMAW: sấy/giữ que theo khuyến cáo; hồ quang ngắn; làm sạch xỉ giữa các lớp.
– Sau hàn:
– Làm sạch cơ học vùng đổi màu; tẩy gỉ–thụ động hóa khi yêu cầu chống ăn mòn cao.
– Kiểm tra VT 100% bề mặt; PT cho mối quan trọng; nội soi gốc mối hàn ống; RT/UT theo yêu cầu thiết kế.

Thông số gợi ý theo chiều dày (tham khảo nhanh)

– Tấm/ống mỏng 0.8–1.5 mm: TIG xung, dòng 30–70 A, béc #6–8, Ar 8–10 L/phút; back purging cho ống.
– 2–4 mm: TIG 70–120 A hoặc MIG xung dây 0.8–1.0 mm, Ar+1–2% O2; tốc độ cao để hạn chế biến màu.
– >4 mm: MIG xung/spray hoặc TIG nhiều lớp; kiểm soát nhiệt đầu vào, làm mát xen kẽ.

Lưu ý: Luôn tối ưu theo WPS, dây/khí và khuyến cáo nhà sản xuất thiết bị.

Kiểm tra chất lượng và tiêu chí chấp nhận

– Theo ISO 5817, chọn mức chất lượng phù hợp: B (nghiêm ngặt), C (thông dụng), D (nới lỏng).
– Ví dụ tiêu chí thường gặp (tóm lược): undercut giới hạn theo chiều dày; rỗ khí kích thước/ mật độ; không ngấu là không chấp nhận ở mức B/C.
– Dùng PT để phát hiện nứt bề mặt; RT/UT khi cần đánh giá bên trong; lưu hồ sơ PQR/WPS và kết quả NDT để truy xuất.

Các sai lầm “chết người” cần tránh ngay

– Hàn Inox như hàn thép carbon: dùng chung dụng cụ, CO2 100% cho MIG Inox, bỏ qua purging.
– Bỏ qua làm sạch và kiểm soát ẩm: nguyên nhân số 1 gây rỗ khí và nứt.
– Không giới hạn nhiệt đầu vào/interpass: gây đổi màu, suy giảm chống ăn mòn, nứt nóng.
– Không lấp crater và thiếu che khí khi kết thúc hồ quang.

Kết luận

Để loại bỏ 10 lỗi hàn Inox phổ biến (đặc biệt là cháy cạnh, rỗ khí và nứt), ba trụ cột cần tuân thủ là: làm sạch nghiêm ngặt, bảo vệ khí đúng cách (kể cả back purging) và kiểm soát nhiệt đầu vào theo WPS. Chọn đúng vật liệu hàn, thông số và thao tác sẽ giúp mối hàn đạt tiêu chuẩn ISO 5817, bền cơ học và bền ăn mòn. Khi cần tối ưu hóa cho ứng dụng cụ thể (thực phẩm, hóa chất, kết cấu ngoài trời), hãy hiệu chỉnh thêm mức purging, xử lý sau hàn và quy trình kiểm tra.

Cần tư vấn quy trình hàn Inox cho xưởng của bạn? Liên hệ Inox Cuong Thinh để được khuyến nghị thông số, vật tư chuẩn và báo giá tốt nhất. Hotline: 0343.417.281. Email: inoxcongnghiep.cuongthinh@gmail.com

Nguồn tham khảo:
– AWS D1.6/D1.6M – Structural Welding Code – Stainless Steel
– ISO 5817: Arc welded joints in steel — Quality levels for imperfections
– TWI (The Welding Institute) – Stainless steel welding defects and prevention: https://www.twi-global.com
– ASSDA – Weld decay, heat tint and post-weld cleaning guidelines: https://www.assda.asn.au
– Lincoln Electric – Stainless filler selection and parameters: https://www.lincolnelectric.com
– ESAB Knowledge Center – Shielding gases for stainless steel: https://www.esab.com