Hướng dẫn chọn que, dây hàn Inox đúng mác 308L, 316L, 309, 2209

Trong lắp dựng và hàn Inox, chọn đúng que hàn/dây hàn theo mác thép (308L, 316L, 309, 2209…) quyết định trực tiếp đến khả năng chống ăn mòn, nứt nóng, độ bền mối hàn và tuổi thọ công trình. Bài viết này tổng hợp nguyên tắc chọn vật liệu hàn Inox, giải mã ký hiệu AWS/ISO, liệt kê khuyến nghị cụ thể cho từng nhóm mác thép, kèm khí bảo vệ, thông số và lưu ý vận hành. Đây là phần trọng tâm trong bức tranh lớn “Cẩm nang Kỹ thuật Liên kết Inox”, nhưng đủ đầy để bạn áp dụng ngay tại xưởng/hiện trường.

Nguyên tắc cốt lõi khi chọn vật liệu hàn Inox

– Phù hợp thành phần và môi trường: ưu tiên kim loại bổ sung “match” hoặc “overmatch” thành phần Cr, Ni, Mo so với vật liệu nền và môi trường làm việc (chloride, nhiệt cao, axit).
– Chọn loại “L” khi có thể: hàm lượng C ≤ 0,03% (308L, 316L…) giảm nhạy cảm kết tinh biên hạt (sensitization) và ăn mòn kẽ hạt vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ).
– Kiểm soát ferrite trong mối hàn austenit: mục tiêu FN ≈ 3–10 để giảm nứt nóng nhưng vẫn giữ độ dẻo; dùng dây/que có thiết kế ferrite phù hợp.
– Liên kết khác loại: dùng 309L hoặc 312 để bù pha và giảm nứt do giãn nở khác biệt; với duplex dùng filler chuyên dụng (2209/2594).
– Với mác ổn định hóa: 321/347 thường dùng filler 347 (Nb) thay vì 321 (Ti) để tránh nứt do Ti bị cháy mất trong vũng hàn.
– Martensitic/ferritic: yêu cầu quy trình riêng (gia nhiệt trước, kiểm soát interpass, PWHT) và chọn filler phù hợp (410NiMo…).
– Quy tắc thực tế: nếu phân vân giữa 308 và 308L, ưu tiên 308L; giữa 316 và 316L, ưu tiên 316L.

Giải mã ký hiệu AWS/ISO của que/dây hàn Inox

– SMAW (que hàn phủ, AWS A5.4 / ISO 3581): ví dụ E308L-16
– “E” = que hàn; 308/316/309 = nhóm hóa học; “L” = low carbon.
– Hậu tố -15/-16/-17: loại thuốc bọc & dòng điện
– -15: vôi (basic), DC+, độ ngấu cao, kháng nứt tốt.
– -16: rutile (titania), AC/DC+, hồ quang êm, dễ vận hành, đa vị trí.
– -17: rutile cải tiến, bề mặt đẹp, AC/DC+.
– GTAW/GMAW (TIG/MIG, dây đặc AWS A5.9 / ISO 14343): ví dụ ER316LSi
– “ER” = rod/wire; “Si” = thêm Si cải thiện ướt và bề mặt (phù hợp mối hàn trang trí, tôn mỏng).
– FCAW (dây lõi thuốc, AWS A5.22 / ISO 17633): ví dụ E308LT1-1/-4
– “T1-1” dùng 100% CO2; “T1-4” dùng khí trộn Ar/CO2. Luôn kiểm tra datasheet của nhà sản xuất.

Bảng chọn nhanh que/dây hàn theo mác Inox và ứng dụng

A. Austenit Cr-Ni thông dụng (201/202, 301, 304/304L, 316/316L, 310, 321/347, 904L)

– 201/202 (Cr-Mn-Ni):
– Ưu tiên ER308L (GTAW/GMAW), E308L-16 (SMAW). 308L có Ni cao hơn, chống nứt nóng tốt.
– 301/304/304L:
– TIG/MIG: ER308L hoặc ER308LSi (đẹp bề mặt).
– Que: E308L-16 hoặc E308L-15 (khi yêu cầu cơ tính cao, ít bắn tóe).
– FCAW: E308LT1-1 (CO2) hoặc E308LT1-4 (Ar/CO2).
– 316/316L (môi trường chloride, pitting/crevice):
– TIG/MIG: ER316L/ER316LSi.
– Que: E316L-16 / E316L-15.
– FCAW: E316LT1-1/-4.
– 310/310S (nhiệt cao):
– ER310, E310-16. Lưu ý mối hàn giòn nóng nếu pha delta ferrite quá thấp; theo dõi quy trình.
– 321/347 (ổn định hóa):
– Ưu tiên filler 347: ER347, E347-16 cho cả 321 và 347; có thể dùng ER321 cho ứng dụng TIG mỏng, nhưng 347 an toàn hơn chống nứt.
– 904L (siêu chống ăn mòn):
– ER385 (904L), E385-16. Trường hợp khắc nghiệt hoặc bọc overlay có thể cân nhắc Ni-base 625.
– 317L:
– ER317L/E317L-16 nếu yêu cầu pitting resistance cao hơn 316L.

B. Liên kết khác loại và thép carbon

– Thép carbon/thấp hợp (Q235/Q345/SS400…) ↔ 304/316:
– Ưu tiên 309L: ER309L (TIG/MIG), E309L-16 (SMAW), E309LT1-1/-4 (FCAW).
– Với 316 trong môi trường chloride nặng có thể chọn 309LMo.
– Kỹ thuật: hạn chế pha loãng phía thép đen, có thể “butter” lớp 309L trên thép carbon rồi hàn tiếp.
– Austenit ↔ Austenit khác mác (ví dụ 304 ↔ 316):
– Dùng 309L hoặc “match” theo mác chịu môi trường khắc nghiệt hơn (316L).
– Chong nứt cao, sửa chữa bề mặt cứng:
– Dùng 312: ER/E312 (Mn, Cr, Ni cao), khả năng chống nứt xuất sắc khi nền khó đoán thành phần.

C. Duplex/Super Duplex

– 2205 (UNS S32205/S31803):
– ER2209 (GTAW/GMAW), E2209-XX (SMAW), E2209T1-… (FCAW).
– Khuyến nghị khí back purge có bổ sung 1–2% N2 để duy trì austenit.
– 2304 (lean duplex):
– ER2209 thường được dùng để “overmatch” Ni/N, giúp tái tạo austenit.
– 2507 (super duplex):
– ER2594, E2594-XX; kiểm soát nhiệt nghiêm ngặt để tránh sigma.

D. Ferritic/Martensitic

– 409/430 (ferritic):
– Khi hàn với austenit: 308L để tăng dẻo dai mối hàn.
– Hàn đồng loại 409/409Ti: cân nhắc ER409Nb/ER430 theo yêu cầu OEM; cần tiền nhiệt nhẹ và kiểm soát làm nguội.
– 410/420 (martensitic):
– Ưu tiên ER410NiMo/E410NiMo; tiền nhiệt 150–300°C, interpass 200–250°C, có thể yêu cầu ram (PWHT) 650±15°C để giảm giòn.

Chọn vật liệu hàn theo 6 bước thực dụng

1) Xác định chính xác mác nền và môi trường làm việc (chloride/nhiệt/axit).
2) Quyết định mức “match”/“overmatch” và có cần “L” hay ổn định hóa (347) không.
3) Chọn quy trình hàn (GTAW cho pass gốc/ống mỏng, GMAW xung cho năng suất, SMAW cho hiện trường, FCAW cho ngoài trời).
4) Chọn lớp phủ/khí phù hợp vị trí hàn và nguồn điện sẵn có.
5) Kiểm soát nhiệt: austenit & duplex tránh nhiệt cao và interpass lớn; martensit cần tiền nhiệt và PWHT.
6) Xem xét tiêu chuẩn, chứng chỉ vật liệu (MTC), khả năng cung ứng tại Việt Nam và chi phí.

Khí bảo vệ, back purge và cực tính

– GTAW (TIG): Ar 99,99% cho mối hàn sạch; duplex: Ar + 1–2% N2 cho mặt sau và purge để giữ cân bằng pha.
– GMAW (MIG/MAG inox):
– Tấm mỏng/trang trí: Ar + 1–2% O2 cho ướt tốt và bead bóng.
– Kết cấu/ống: Ar + 1–2% CO2 hoặc 98Ar/2CO2; tránh CO2 > 3% để không giảm Cr hiệu dụng.
– FCAW inox: theo phân loại dây T1-1 (CO2) hoặc T1-4 (Ar/CO2); tuân thủ datasheet.
– Back purge ống/thiết bị: duy trì O2 < 50–100 ppm cho mối hàn gốc chống đường màu và ăn mòn khe. - Cực tính: TIG DCEN; MIG/MAG DCEP; SMAW inox đa số DCEP (AC khả dụng với -16/-17).

Đường kính, thông số và kiểm soát nhiệt

– Chọn đường kính theo chiều dày:
– SMAW: 2.5 mm (tới ~3 mm), 3.2 mm (3–6 mm), 4.0 mm (>6 mm).
– MIG/TIG: 0.8–1.0 mm (tôn mỏng 0.8–3 mm), 1.2 mm (3–10 mm), 1.6 mm (dày >10 mm, TIG rod).
– Dòng/điện áp tham khảo (tùy hãng):
– E308L-16 Ø3.2 mm: ~70–110 A; Ø4.0 mm: ~110–160 A.
– MIG ER316L Ø1.0–1.2 mm: 120–260 A (xung/spray), 18–28 V.
– Kiểm soát nhiệt đầu vào HI (kJ/mm) = V×I×60×k / (1000×tốc độ):
– Austenit: 0.5–1.5 kJ/mm, interpass ≤ 150°C.
– Duplex: 0.5–1.5 kJ/mm, interpass 100–150°C, làm nguội giữa lớp.
– Martensit: tiền nhiệt 150–300°C, interpass 200–250°C, PWHT khi yêu cầu.

Kỹ thuật thi công then chốt

– Làm sạch: loại bỏ dầu, sơn, gỉ, muối chloride; mài sạch đến kim loại trắng; dùng bàn chải Inox riêng.
– Hình dạng mối: ưu tiên đường hàn “stringer”, hạn chế weave rộng để giảm nhiệt.
– Lớp lót (root): TIG với backing/purge cho ống và bồn áp lực; kiểm soát khe hở và biên vát.
– Làm sạch giữa lớp: loại bỏ xỉ (SMAW/FCAW), vảy ôxít; chải sạch.
– Xử lý sau hàn: tẩy gỉ/passivation (paste HNO3/citric), rửa sạch để khôi phục lớp thụ động Cr2O3; kiểm tra màu nhiệt (rơm→xanh) và đánh bóng nếu yêu cầu.
– Kiểm soát biến dạng: gá cứng hợp lý, hàn đối xứng, mối ngắn, làm nguội tự nhiên.

Tình huống điển hình và gợi ý lựa chọn

– Ống 316L dày 2.0 mm dẫn nước biển:
– Filler: ER316L hoặc ER316LSi (TIG/MIG).
– Khí: TIG Ar với purge Ar + 1–2% N2; giữ O2 < 50–100 ppm. - Quy trình: TIG root, MIG xung fill/cap; interpass < 100–120°C; pickling sau hàn. - Thép carbon Q345 hàn với dầm 304: - Filler: 309L (E309L-16 hoặc ER309L). - Kỹ thuật: tiền nhiệt nhẹ 50–100°C phía thép carbon, ưu tiên lớp “butter” 309L để giảm pha loãng, chu trình nhiệt thấp. - Trục bơm 410 sửa chữa mòn: - Filler: E/ER410NiMo. - Quy trình: tiền nhiệt 200–250°C, giữ interpass ~200–250°C, có thể ram 650°C để đạt độ dai cần thiết.

Lỗi thường gặp và cách tránh

– Nứt nóng (austenit): dùng filler có FN 3–10 (308L/316L chuẩn), tránh nhiệt cao/đắp rộng; giữ sạch S, P, Cl.
– Ăn mòn kẽ hạt (HAZ): ưu tiên “L”, hạn chế interpass; với 321/347 dùng filler 347.
– Màu nhiệt/xỉ bám gây ăn mòn khe: đảm bảo purge, che chắn khí đủ; làm sạch, pickling-passivation sau hàn.
– Ferrite lệch trong duplex: chọn đúng 2209/2594, thêm N2 trong purge, giữ HI + interpass theo khuyến nghị.
– Giòn martensit: tiền nhiệt + PWHT đúng quy trình; chọn 410NiMo thay vì 410 thường khi yêu cầu cơ tính.

Nguồn tham khảo chính

– AWS A5.4 (Covered Stainless Steel Electrodes), AWS A5.9 (Bare Stainless Steel Welding Electrodes and Rods), AWS A5.22 (Stainless Steel Flux Cored Electrodes).
– ISO 3581, ISO 14343, ISO 17633 (vật liệu hàn Inox).
– TWI – Stainless steel welding guidelines và back purging best practices.
– Outokumpu Welding Handbook; ESAB và Lincoln Electric – Stainless Filler Metal Selection Guides.
– WRC-1992 constitution diagram cho dự đoán Ferrite Number.

Kết luận

– Chọn đúng que/dây hàn Inox là kết hợp giữa “match” thành phần, kiểm soát ferrite, quy trình và khí bảo vệ.
– Mặc định: 304/201/202 → 308L; 316/316L → 316L; 321/347 → 347; 904L → 385; khác loại hoặc C-steel ↔ Inox → 309L/312; duplex 2205 → 2209; super duplex 2507 → 2594; martensit 410 → 410NiMo.
– Thực thi: làm sạch, purge tốt, nhiệt đầu vào vừa phải, xử lý sau hàn để phục hồi thụ động.
Áp dụng các khuyến nghị trên sẽ giúp mối hàn đạt cơ tính, chống ăn mòn và tuổi thọ tối ưu trong đa dạng điều kiện làm việc.

Cần tư vấn chọn mã que/dây phù hợp hoặc bảng giá cập nhật theo tiêu chuẩn AWS/ISO? Liên hệ Inox Cường Thịnh để được tư vấn kỹ thuật và báo giá tốt nhất. Hotline: 0343.417.281. Email: inoxcongnghiep.cuongthinh@gmail.com