Trong khi ngành công nghiệp hàn thừa nhận rằng việc hàn trên mặt phẳng ngang dễ dàng thuận tiện hơn, đôi khi việc hàn ngược tư thế là cần thiết. Khi bạn đang hàn một phôi hàn đứng rất lớn mà không thể di chuyển nó, các lựa chọn duy nhất là hàn thẳng đứng và trên cao.

Cách hàn này được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm đóng tàu, giàn khoan, kết cấu, đường ống,vv…

Sau đây là một số cách để thành công trong việc hàn trên cao, bao gồm từ chọn quy trình hàn đúng đến việc chọn các kim loại phụ và điều chỉnh các tham số hàn tối ưu cho quy trình hàn.

Thách thức, Những sai lầm thường gặp

Việc hàn thẳng đứng và trên cao rất khó khăn so với hàn trên mặt phẳng ngang bởi vì chúng ta đang làm việc chống lại trọng lực. Các hồ quang lỏng có thể chảy hoặc nhỏ giọt, điều này làm cho chất lượng mối hàn tạo ra không được cao.

Cách giải quyết tình khó khăn này, là hàn chậm hơn và với các tham số hàn thấp hơn hoặc đầu vào nhiệt thấp, giúp bề mặt bảo vệ mối hàn không bị chảy. Tuy nhiên, làm như vậy sẽ làm giảm mức năng suất.

Thợ hàn đôi khi gây ra những sai lầm này khi hàn ngược tư thế:

• Sử dụng những cách hàn mà không phải là tối ưu cho quy trình hàn trên cao.
• Không điều chỉnh các thông số hàn từ đầu, dẫn đến lượng đầu vào nhiệt cao hơn mức cần thiết.
• Cho rằng các kỹ thuật hàn mà bạn sử dụng để hàn tại mặt phẳng ngang cũng có thể làm việc cho việc hàn trên cao, mặt phẳng nghiêng.

Không phải lúc nào cũng có thể sử dụng các kỹ thuật và các thông số giống như trên hàn phẳng và mặt phẳng ngang và mong đợi sự thành công tương tự với việc hàn ngược tư thế. Ngoài việc hàn chậm hơn và tham số nhiệt ban đầu thấp, cần phải thao tác cẩn thẩn để tạo được mối hàn chất lượng.

Chọn quy trình đúng

Một số quy trình hàn làm cho bạn dễ dàng hơn để hàn ngược tư thế, chúng ta có những tiêu chí sau đây:

Yêu cầu năng suất. Nếu quy trình hàn yêu cầu bạn leo lên và xuống giàn giáo chỉ để hoàn thành hai hoặc ba mối hàn nhỏ mỗi lần thì hiệu suất của quá trình hàn không phải là yếu tố quan trong. So sánh các loại quy trình hàn với các môi trường sản xuất có năng suất cao, nơi năng suất là yếu tố quyết định cho hoạt động tổng thể. Nếu năng suất hàn là yếu tố quan trọng, hãy tìm kiếm một quy trình mang lại kết quả nhanh hơn.

Môi trường. Bạn đang hàn ngoài trời hoặc trong một cửa hàng? Các quy trình bảo vệ bằng khí hoạt động trong nhà tốt hơn, trong khi các quy trình hàn mà không cần che chắn khí thì thích hợp hơn cho công việc ngoài trời như hàn kết cấu và đường ống.

Cấp độ Kỹ năng. Một số quy trình hàn có phạm vi quy định chất lượng dễ hơn, vì vậy không yêu cầu cao đối với kỹ năng thơ hàn. Nó có thể hữu ích cho các thợ hàn ít kinh nghiệm hơn để lựa chọn một quá trình làm cho nó dễ dàng hơn để tạo  mối hàn tốt.

Để xác định quy trình nào đáp ứng được nhu cầu của một quy trình hàn cụ thể, hãy xem xét những lợi thế và hạn chế của mỗi loại.

Hàn que

Bởi vì nó không đòi hỏi khí che chắn, hàn hồ quang kim loại được che chắn (SMAW) mang lại tính linh động và linh hoạt tuyệt vời cho các ứng dụng ngoài trời. Nhiều thợ hàn cũng quen thuộc với SMAW và thường có các thiết bị cần thiết trong tay.

Tuy nhiên, vì SMAW là một quy trình hàn chậm nên nó phù hợp nhất cho hàn trên cao, nơi mà năng suất hàn không phải là vấn đề quan trọng, chẳng hạn như những lò có ít mối hàn hơn. 

 Chọn một điện cực nhỏ hơn đường kính giúp bạn sử dụng điện áp thấp hơn để giúp kiểm soát nhiệt để hàn trên cao.

Hàn hồ quang lõi thuốc FCAW

Hai loại quy trình hàn hồ quang luồng thông (FCAW) được bảo vệ bằng khí và tự che chắn. Với cả hai loại, kim loại phụ được phân loại theo vị trí, vì vậy hãy tìm một dây được chỉ định để hàn thẳng đứng và trên cao.

Dây thông tán xạ là cách dễ nhất để sử dụng cho hàn trên cao vì nó được bỏ qua cho các thay đổi trong kỹ thuật hàn.Điều này đặc biệt đúng đối với dây lõi thông khí được bảo vệ bằng khí.

Bởi vì nó không đòi hỏi khí chắn, dây lõi tự tháp phù hợp với hàn  ngoài trời như là một sự thay thế cho SMAW.Dây này ít di động hơn SMAW vì có thêm một dây bù, nhưng nó mang lại năng suất lớn hơn nhiều. Tỷ lệ lắng đọng cao hơn có nghĩa là nhiều kim loại phụ đang được lắng đọng vào mối hàn. Tạo mối hàn chất lượng hơn.

FCAW được che chắn bởi khí thường là lựa chọn ưa thích cho các ứng dụng ngoài vị trí trong nhà. Nó tạo ra rất ít tia lửa, mang lại tỷ lệ lắng đọng cao, và đòi hỏi phải sơ chế ít nguyên liệu hơn so với hàn hồ quang kim loại (GMAW).

Hệ thống xỉ trong tất cả các vị trí FCAW kim loại phụ cho phép đầu vào nhiệt cao hơn và tỷ lệ lắng đọng so với các quá trình khác. Có thể tăng hơn gấp đôi tỷ lệ lắng đọng cho hàn ngoài vị trí với FCAW so với GMAW. Ngoài ra, chất lượng hạt xuất sắc là có thể trong FCAW không có thao tác.

Vì những lý do này, các dây FCAW được coi là dễ sử dụng hơn cho hàn dọc và trên không - thậm chí đối với các thợ hàn ít kinh nghiệm.

Các quy trình FCAW đòi hỏi nhiều thợ hàn, đặc biệt là hàn trên cao. Trong nhiều quy trình, có thể sử dụng các tham số hàn giống nhau cho hàn trên cao bởi vì FCAW cho phép phạm vi tham số hàn rộng. Điều này tiết kiệm thời gian và giúp cải thiện năng suất.

Hàn hồ quang GMAW

Quy trình GMAW có hai lựa chọn cho kim loại phụ: dây rắn và dây kim loại. Những kim loại phụ này không được phân loại dựa trên khả năng của chúng.

Hàn trên cao với quá trình này phải sử dụng chuyển mạch ngắn mạch hoặc GMAW xung để đạt được đầu vào nhiệt thấp hơn và tạo ra các mối hàn có chất lượng. Lưu ý rằng đầu vào nhiệt thấp hơn sẽ làm giảm năng suất và tỷ lệ lắng đọng của quá trình. Việc hàn thẳng đứng thường được sử dụng để tránh tổn thất năng suất theo chiều thẳng đứng, nhưng theo chiều thẳng đứng thì rất dễ bị thiếu nhiệt hạch và không thể dung được cho nhiều quy trình đòi hỏi cao về chất lượng mối hàn.

Khi so sánh GMAW với FCAW có bảo vệ bằng khí, quá trình luồng thông lượng sẽ hiệu quả hơn và chịu được các biến thể tham số. GMAW có thể được - và thường được sử dụng để nâng cao chất lượng mối hàn. Tuy nhiên, nếu yêu cầu khắt khe về chất lượng mối hàn, quy trình này có thể không phải là lựa chọn tốt nhất.

Hàn hồ quang khí trơ

Giống như GMAW, hàn hồ quang khí trơ (GTAW) cũng là một quá trình hàn trên mặt phẳng; các kim loại phụ không được phân loại dựa trên khả năng vị trí. Nếu muốn hàn GTAW trên cao thành công đòi hỏi sự chú ý đến kỹ thuật và nhiệt lượng vào.

Cần chú ý hạ nhiệt độ trong quy trình hàn GTAW trên cao.

Nhà chế tạo không thể thay đổi quy trình hàn để GTAW để cải tiến việc hàn trên cao, nhưng những người đã sử dụng GTAW có thể sử dụng thành công quy trình cho các mối hàn này.

Chọn đúng quy trình và đúng kim loại

Khó khăn hơn trong việc kiểm soát các yếu tố khác nhau trong việc hàn trên cao ngược tư thế - từ tốc độ đầu vào và tốc độ di chuyển mối hàn để hàn hồ bơi. Để đạt được thành công khi hàn trên cao đều chúng ta cần là lựa chọn quy trình cho công việc và biết các thông số và kỹ thuật phù hợp, tất cả đều phải đúng. Và như với bất kỳ cách hàn nào, liên tục thực hành sẽ giúp bạn nhanh chóng đạt được kết quả tốt nhất.