Hàn TIG Inox A‑Z: Kỹ thuật, vật liệu bù và mẹo mối hàn ngấu

Hàn TIG (GTAW) là phương pháp cốt lõi trong cẩm nang liên kết inox nhờ kiểm soát hồ quang tinh tế, mối hàn sạch và ít biến dạng. Bài viết này tổng hợp kỹ thuật, lựa chọn vật liệu bù và cài đặt tối ưu để bạn tạo ra mối hàn inox đẹp, ngấu, đạt chuẩn sản xuất – từ tấm mỏng đến ống vệ sinh.

TIG là gì và vì sao “hợp cạ” với inox?

– TIG (Gas Tungsten Arc Welding) dùng điện cực tungsten không nóng chảy, khí bảo vệ trơ (chủ yếu Argon) tạo hồ quang ổn định và bề mặt hàn sạch.
– Với inox austenitic/duplex, TIG cho:
– Kiểm soát nhiệt rất tốt → hạn chế biến màu (heat tint) và biến dạng.
– Hồ quang tập trung → ngấu đều, bavia thấp, rỗ khí ít.
– Dễ đạt tiêu chuẩn vệ sinh (sanitary) cho ống thực phẩm/dược với back purge chuẩn.

Chuẩn bị đúng ngay từ đầu

Thiết bị & điện cực tungsten

– Nguồn TIG DCEN (Direct Current Electrode Negative), có HF start và chức năng Pulse càng tốt.
– Tungsten khuyến nghị cho inox: 2% Lanthanated (EWLa-2, xanh dương) hoặc 2% Ceriated (EWCe-2, xám).
– Đường kính: 1.6 mm (t ≤ 2 mm), 2.4 mm (t 2–6 mm), 3.2 mm (t > 6 mm).
– Mài dọc trục, góc chóp 20–30°, chiều dài mài ≈ 2.5–3 lần đường kính. Giữ đầu nhọn, sạch.

Khí bảo vệ & phụ kiện

– Argon ≥ 99.99% (Grade 4.5). Lưu lượng tham khảo:
– Chụp #6–#8 thường: 8–12 l/min.
– Gas lens/chụp lớn: 12–18 l/min (làm việc ngoài trời/khó che gió).
– Dùng gas lens để luồng khí tầng, cải thiện che phủ và độ bóng.
– Post-flow: 1 giây cho mỗi 10 A hàn (thường 5–12 s) để bảo vệ tungsten và ao hàn khi nguội.
– Pre-flow: 0.2–0.5 s.

Làm sạch & chống nhiễm sắt

– Tẩy dầu bằng acetone/IPA; chải bằng bàn chải inox riêng; không dùng đá cắt đã mài thép carbon.
– Cạnh vát/gap đồng đều; kẹp chặt chống hở mép. Tăng số tack (50–100 mm/tack) để kiểm soát biến dạng.

Vật liệu bù: chọn đúng mã cho đúng mác

Theo AWS A5.9 / ISO 14343:
– 304/304L → ER308L (phổ biến nhất cho kết cấu 3xx).
– 316/316L → ER316L (môi trường chloride, chống pitting tốt hơn).
– 321/347 → ER347 (niobium ổn định carbide).
– 304 ↔ thép carbon/dissimilar → ER309L (hệ Ni/Cr cao, chống nứt nóng).
– Duplex 2205 → ER2209; Super duplex 2507 → ER2594.
– Ferritic 430 → thường dùng ER309L để tránh giòn hạt.
– Đường kính que bù: 1.0–1.6 mm cho tấm ≤ 2 mm; 2.0–2.4 mm cho dày hơn.
– Ưu tiên “L” (low carbon) để hạn chế nhạy cảm ăn mòn tinh giới.

Cài đặt tham khảo theo chiều dày inox (DCEN, Argon)

– 0.8–1.0 mm: 20–40 A; que bù 1.0–1.2 mm; xung 1–2 Hz, I nền 30–40% giúp kiểm soát nhiệt.
– 1.5–2.0 mm: 45–80 A; que bù 1.2–1.6 mm; chụp #8, 8–10 l/min.
– 3.0 mm: 80–120 A; que bù 1.6–2.0 mm; có thể dùng Ar/He (75/25) khi cần ngấu sâu hơn.
– 6.0 mm: 130–200 A; nhiều lớp; cân nhắc backing bar/đệm đồng.
Gợi ý xung (Pulse) cho hàn tay:
– Tần số 1–2 Hz; I đỉnh ≈ dòng hàn cần thiết; I nền 30–50% I đỉnh; duty 30–50%.
Giới hạn nhiệt:
– Austenitic 3xx: giữ interpass < 150°C. Duplex: < 100°C.

Kỹ thuật thao tác để có mối hàn đẹp, ngấu

Góc mỏ, chiều dài hồ quang, cấp dây

– Góc mỏ 10–15° đẩy (push). Chiều dài hồ quang ≈ 1× đường kính tungsten.
– Giữ đầu que bù luôn trong vùng khí trơ; cấp dây nhịp theo xung hoặc đều tay, tránh chạm tungsten.
– “Walk-the-cup” giúp đều biên độ ở ống/góc.

Hàn tấm mỏng (≤ 2 mm)

– Ưu tiên xung, tăng tốc độ di chuyển; dùng backing bằng đồng/nhôm để tản nhiệt.
– Gap nhỏ (0.3–0.5 mm) và tack dày; có thể autogenous (không bù) với 0.8–1.2 mm nhưng chú ý chống biến màu và nhạy cảm tinh giới.

Hàn ống – root pass với back purge

– Bịt hai đầu bằng đê/purge dam, băng keo chịu nhiệt; để lỗ thoát khí nhỏ ở phía cao.
– Xả khí 4–6 lần thể tích bên trong, đo O2 còn < 100 ppm (ống vệ sinh: < 50 ppm) trước khi hồ quang. - Thao tác “keyhole” nhỏ, cấp ER308L/316L đều; root lý tưởng màu bạc/sáng, không đường hạt đường kính đường kính đường.

Vị trí đứng/trần

– Tăng xung (2–4 Hz), giảm I nền để ao hàn dẻo hơn; đẩy mỏ ngược trọng lực, dây bù ít và nhanh.

Back purging cho inox: tiêu chuẩn màu và O2 ppm

– Mục tiêu O2: < 100 ppm (kết cấu), < 50 ppm (sanitary theo thông lệ nhà máy). - Màu nhiệt sau hàn (mặt ngoài) chỉ thị oxy hóa: - Bạc/không màu → tốt nhất. - Vàng rơm/ánh vàng nhạt → chấp nhận hạn chế. - Xanh tím/đen → cần tẩy/passivation; thường do khí che phủ kém hoặc nhiệt cao. - Mặt trong (root) với ống thực phẩm theo AWS D18.1 nên ở trạng thái bạc/sáng, không hạt đường.

Kiểm soát nhiệt và biến dạng

– Chuỗi tack và hàn zích-zắc/đối xứng; chia đoạn ngắn (stitch).
– Dùng đồ gá, thanh đồng làm “chiller”, hạn chế đầu vào nhiệt.
– Xung TIG, que nhỏ, tốc độ cao; tránh lưu hồ quang lâu tại một điểm.

Khuyết tật thường gặp và cách khắc phục

– Rỗ khí: bẩn/ẩm, lưu lượng khí thấp, hồ quang dài → làm sạch kỹ, tăng khí, rút ngắn hồ quang.
– Thiếu ngấu: dòng thấp/quá nhanh/ép góc sai → tăng dòng nhẹ, giảm tốc, chỉnh góc 10–15°.
– Cháy cạnh/undercut: dòng quá cao/hồ quang dài → giảm dòng, sát mỏ, cấp dây kịp thời.
– “Sugaring” (oxy hóa mặt sau): purge kém → bịt kín, đo O2, tăng thời gian xả.
– Lẫn tungsten: chạm que/hồ quang bẩn → mài lại tungsten, giữ khoảng cách.
– Nứt nóng: FN quá thấp, nhiệt vào cao → chọn que bù có FN 3–10 (308L/316L chuẩn), giảm nhiệt.

Xử lý sau hàn: tẩy và thụ động hóa

– Tẩy sạch màu nhiệt/bavia bằng:
– Chải inox, đánh Scotch-Brite, hoặc gel tẩy gốc HF/HNO3 theo ASTM A380/A967; rửa trung hòa kỹ.
– Thụ động hóa khôi phục lớp Cr2O3: dùng dung dịch nitric/citric theo hướng dẫn tiêu chuẩn.
– Yêu cầu bề mặt ngành thực phẩm/dược: root sáng, bề mặt Ra thấp; cân nhắc đánh bóng cơ học sau tẩy.

Đảm bảo chất lượng: WPS/PQR, ferrite và chứng chỉ

– Lập WPS/PQR theo ASME IX hoặc ISO 15614-1; thợ hàn theo ISO 9606-1.
– Chọn que bù “L” và thành phần để đạt FN weld metal ≈ 3–10 theo WRC-1992 (giảm nứt nóng, vẫn chống ăn mòn tốt).
– Ống vệ sinh: tham chiếu AWS D18.1 về tiêu chí hình dạng và vệ sinh mối hàn.

Chiến lược kinh tế & an toàn tại xưởng Việt Nam

– Khí: Argon 40 L/150 bar phổ biến; kiểm tra độ tinh khiết, tránh bình gần cạn gây lưu lượng “giật”.
– Pha Ar/He cho tấm dày tăng tốc độ/độ ngấu nhưng chi phí cao – chỉ dùng khi cần.
– Vật tư sẵn có: ER308L/316L (Kobelco, Kiswel, ESAB…), Ø 1.2–2.4 mm; gas lens, chụp #6–#12, băng keo purge.
– An toàn:
– Khói hàn inox có Cr(VI) – thông gió cục bộ, mặt nạ P100/ABEK theo khuyến nghị an toàn.
– Gel tẩy chứa HF rất nguy hiểm: găng/nón/kiếng, canxi gluconate sẵn sàng, tuân thủ quy trình SDS.

Checklist nhanh trước khi bật hồ quang

– Vật liệu sạch, không nhiễm sắt; tungsten mài đúng.
– Chụp & gas lens phù hợp; lưu lượng khí đã kiểm tra.
– Cài đặt: DCEN, pre/post-flow chuẩn; xung nếu hàn mỏng/out-of-position.
– Que bù đúng mã (308L/316L/309L/2209…) và đường kính; lưu trữ khô, sạch.
– Purge đạt < 100 ppm O2 (ống): xác nhận bằng đồng hồ O2. - Kẹp/đồ gá ổn định; tack đủ dày; có kế hoạch trình tự hàn.

Ví dụ WPS tham khảo – 304L t = 2.0 mm, mối hàn giáp mối

– Qúa trình: GTAW DCEN, Argon 99.99%.
– Tungsten: EWLa-2, Ø 1.6 mm, góc 25°.
– Dòng/điện áp: 65–80 A, arc length ≈ 1×Ø tungsten.
– Khí: chụp #8 + gas lens; 10 l/min; pre 0.3 s; post 8 s.
– Vật liệu bù: ER308L Ø 1.6 mm.
– Pulse: 1.5 Hz; Iđỉnh 75 A; Inền 35% Iđỉnh; duty 40%.
– Back purge: Argon 10–12 l/min đến khi O2 < 80 ppm. - Interpass < 120°C; làm sạch & passivation theo ASTM A380.

Nguồn tham khảo

– AWS A5.9 / ISO 14343 – Phân loại vật liệu bù hàn inox.
– AWS D18.1 – Welding of Austenitic Stainless Steel Tube and Pipe Systems in Sanitary Service.
– ASME Section IX / ISO 15614-1 / ISO 9606-1 – Quy cách quy trình & chứng chỉ thợ hàn.
– WRC-1992 Diagram – Dự đoán Ferrite Number trong kim loại mối hàn.
– ASTM A380 / A967 – Làm sạch, tẩy và thụ động hóa inox sau hàn.
– Miller/Lincoln/ESAB TIG Handbooks; Avesta Welding Handbook – Thực hành tham số & khí bảo vệ.

Kết luận

Để hàn TIG inox đạt mối hàn đẹp, ngấu và bền ăn mòn, hãy kiểm soát 4 trụ cột: vật liệu bù đúng mác (ưu tiên L), khí bảo vệ & back purge sạch, cài đặt/dòng phù hợp chiều dày (ưu tiên xung cho tấm mỏng), và thao tác chuẩn (góc mỏ, hồ quang ngắn, cấp dây sạch). Kèm theo xử lý sau hàn và kiểm soát FN, bạn sẽ đáp ứng được cả tiêu chuẩn kết cấu lẫn vệ sinh.

Cần tư vấn chọn que bù, khí, phụ kiện và inox đúng chuẩn cho dự án của bạn? Liên hệ Inox Cường Thịnh để được hỗ trợ kỹ thuật và báo giá tốt nhất.
Hotline: 0343.417.281
Email: inoxcongnghiep.cuongthinh@gmail.com