Khung sắt bị cong vênh sau khi hàn vì kim loại quanh mối hàn giãn ra khi nóng, rồi co lại khi nguội, và lực co đó kéo lệch cả khung về phía mối hàn. Không thể xoá hẳn hiện tượng này, nhưng kiểm soát được bằng cách hàn đính nhiều điểm trước, hàn xen kẽ đối xứng, chia mối hàn ngắn, kẹp đúng mức và chừa trước một độ lệch ngược.
Chào bạn, đây là Nhà Chế Tạo. Chắc bạn từng gặp cảnh này: đo kỹ, cắt vuông, ghép đẹp, hàn xong một vòng, đặt ê ke vào thì khung đã thành hình thoi. Hoặc thanh thép dài hàn một bên, xong nó cong như cánh cung. Tập này mình kể vì sao, và những cách thợ khung dùng để khung ra vuông.
Mối hàn co lại như thế nào?
Khi hàn, một dải kim loại hẹp nóng lên rất cao, muốn giãn ra, nhưng bị phần kim loại nguội xung quanh giữ lại. Khi nguội, dải kim loại đó co lại, và lần này nó kéo phần xung quanh về phía mình.
Vì mối hàn chỉ nằm một phía của thanh thép, lực co cũng chỉ ở một phía. Như khi bạn kéo một sợi dây buộc ở một bên cây tre, cây tre sẽ cong về phía đó.
Mối hàn càng to, càng dài, nhiệt đưa vào càng nhiều, thì co càng mạnh. Hàn nhiều lượt chồng lên nhau cũng làm co tích luỹ.
Inox và nhôm cong vênh nhiều hơn thép đen. Inox giãn nở nhiều hơn mà dẫn nhiệt kém, nhiệt tập trung một chỗ. Nhôm giãn nở nhiều hơn thép. Người mới làm khung inox thường thấy rõ nhất.
Hàn đính: bước quan trọng nhất trước khi hàn thật
Hàn đính là hàn những điểm nhỏ, ngắn để giữ các chi tiết đúng vị trí. Khung được đính ở tất cả các góc, kiểm vuông, chỉnh, rồi mới hàn liền.
Mỗi điểm đính cũng co lại một chút, nên thứ tự đính quan trọng. Đính một điểm ở góc này, rồi đính điểm đối diện, rồi kiểm tra bằng ê ke hoặc đo hai đường chéo. Hai đường chéo bằng nhau là khung vuông.
Nếu đo thấy lệch, lúc này chỉnh còn dễ: gõ nhẹ, hoặc cắt một điểm đính ra đính lại. Khi đã hàn liền rồi thì chỉnh rất khó.
Điểm đính phải đủ chắc để không nứt khi hàn phần còn lại, nhưng đủ nhỏ để khi hàn liền, mối hàn chính trùm lên và hoà vào nó.
Hàn đối xứng và chia mối hàn ngắn
Nguyên tắc là cân bằng lực co. Hàn một đoạn ở mặt này thì hàn đoạn tương ứng ở mặt đối diện, để hai lực co kéo ngược nhau và triệt tiêu.
Với một khung chữ nhật, đừng hàn liền một vòng. Hàn một đoạn ở góc thứ nhất, sang góc chéo đối diện, rồi góc thứ hai, góc thứ tư. Cho mỗi chỗ nguội bớt trong khi bạn làm chỗ khác.
Với mối hàn dài, chia nó thành nhiều đoạn ngắn và hàn cách quãng, rồi quay lại lấp đầy các khoảng trống. Có cách hàn lùi, mỗi đoạn ngắn hàn theo hướng ngược lại với hướng tiến chung, cũng giúp chia nhiệt đều hơn.
Và đừng hàn nhiều hơn cần thiết. Mối hàn to không có nghĩa là chắc hơn nếu đã đủ; nó chỉ đưa thêm nhiệt, thêm co, thêm cong. Nhiều chỗ chỉ cần hàn ngắt quãng thay vì hàn liền.
Kẹp chặt: giúp và cũng có thể hại
Kẹp chi tiết xuống một bàn hàn phẳng bằng thép là cách phổ biến nhất để giữ hình. Bàn phẳng là thước chuẩn, mọi chi tiết áp xuống bàn đều sẽ cùng một mặt phẳng.
Nhưng kẹp không xoá được lực co; nó chỉ không cho chi tiết di chuyển. Lực đó vẫn còn trong kim loại dưới dạng ứng suất. Khi tháo kẹp, khung có thể bật lại một phần.
Kẹp quá cứng với vật liệu dễ nứt có thể khiến mối hàn nứt vì không có chỗ nào để co. Nên để khung nguội bớt trong kẹp rồi hãy tháo, và với vật liệu nhạy nứt thì tránh kìm cứng hoàn toàn.
Không có bàn hàn thép? Một mặt sàn bê tông phẳng, hoặc hai thanh thép hộp thẳng kê song song, cũng dùng tạm được. Quan trọng là có một thứ phẳng để đối chiếu.
Chừa trước độ lệch và nắn lại
Thợ lâu năm biết trước khung sẽ co về phía nào, nên họ đặt chi tiết lệch ngược lại một chút trước khi hàn. Ví dụ khi hàn một tấm vuông góc với tấm kia, họ nghiêng tấm đứng ra ngoài một chút, để khi mối hàn co, nó kéo về đúng vuông. Bao nhiêu thì học từ thử nghiệm với vật liệu và mối hàn của chính mình.
Nếu khung đã cong, có thể nắn nguội bằng lực ép hoặc búa với thép mỏng. Hoặc dùng nhiệt: hơ nóng một dải ở phía lồi, khi dải đó nguội và co lại, nó sẽ kéo thanh thẳng dần. Cách này cần kinh nghiệm, dễ làm hỏng nếu hơ quá lâu.
Tuyệt đối không dội nước lạnh lên mối hàn để làm nguội nhanh với thép chịu lực, vì có thể làm mối hàn giòn và nứt.
Sau vài khung, bạn sẽ bắt đầu có cảm giác kim loại muốn đi đâu. Đó là lúc hàn không còn là đánh vật với vật liệu, mà là cùng làm với nó.
Câu hỏi thường gặp
Đo khung có vuông không bằng cách nào đơn giản nhất?
Đo hai đường chéo của khung chữ nhật. Nếu hai đường chéo bằng nhau thì khung vuông. Cách này chính xác hơn đặt ê ke nhỏ ở từng góc, nhất là với khung lớn.
Vì sao thanh thép hàn một bên bị cong vồng?
Vì mối hàn co lại khi nguội và kéo phía có mối hàn ngắn lại. Hàn đối xứng hai bên, chia mối ngắn, hoặc chừa trước một độ cong ngược sẽ giảm hiện tượng này.
Có nên hàn đính nhiều điểm không?
Có, đính đủ nhiều và phân bố đều giúp khung giữ hình tốt hơn khi hàn liền. Điểm đính nên nhỏ và chắc. Kiểm vuông sau khi đính trước khi hàn thật.
Hàn tôn mỏng làm sao cho đỡ vênh?
Hàn từng điểm ngắn, cách xa nhau và nhảy vị trí liên tục, để mỗi chỗ có thời gian nguội. Dùng dòng thấp nhất đủ ngấu. Kẹp tấm đồng phía sau để hút nhiệt cũng giúp nhiều.
Có thể dùng nước làm nguội nhanh mối hàn không?
Với thép kết cấu chịu lực, không nên, vì làm nguội đột ngột có thể khiến vùng hàn giòn và nứt. Để nguội tự nhiên trong không khí. Với tấm mỏng không chịu lực, một số thợ lau khăn ướt, nhưng cần hiểu rõ vật liệu.
