Khí hàn cắt kim loại là các loại khí được sử dụng trong quá trình hàn và cắt kim loại bằng phương pháp hóa học, dựa trên phản ứng tỏa nhiệt của khí Oxy.

Hiện tại, có ba loại khí hàn cắt kim loại được sử dụng phổ biến gồm: Khí nhiên liệu (khí cháy), khí trơ (khí bảo vệ) và khí oxy. Các loại khí này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành như chế tạo cơ khí, xây dựng, đóng tàu, chế tạo ô tô, ngành hàng không và công nghiệp thực phẩm.

Theo thống kê của Hiệp hội Hàn Việt Nam, hiện có trên 80% doanh nghiệp cơ khí đang sử dụng công nghệ hàn cắt khí trong sản xuất. Riêng ngành đóng tàu, tỷ lệ này lên tới 100%. Điều này cho thấy tầm quan trọng của khí hàn trong nền kinh tế.

Sử dụng khí hàn cắt có thể gặp phải các tình huống nguy hiểm, ảnh hưởng tới sức khỏe, tính mạng con người và tài sản. Do đó, bạn phải trang bị những món đồ bảo hộ lao động cần thiết, kiểm tra kỹ càng thiết bị, vật tư và môi trường hàn cắt. Đồng thời, đảm bảo sử dụng khí hàn cắt đúng kỹ thuật và nhanh chóng xử lý nếu có sự cố xảy ra.

Để hiểu rõ hơn về phân loại, ứng dụng và lưu ý khi sử dụng khí hàn cắt kim loại, đừng bỏ qua bài viết sau nhé!

khí hàn kim loại — Từ A-Z về khí hàn cắt kim loại

Phân Loại Khí Hàn Cắt Kim Loại

Có 3 nhóm khí chính được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là khí nhiên liệu, khí trơ và oxy. Mỗi loại khí đều có những đặc tính riêng biệt và phù hợp với từng ứng dụng hàn cắt kim loại cụ thể.

1. Khí nhiên liệu (Khí cháy)

Khí nhiên liệu đóng vai trò như “nhiên liệu” cho ngọn lửa cắt, cung cấp năng lượng nhiệt để nung chảy và thổi bay kim loại. Khí có thể đốt cháy trong oxy để tạo ra nhiệt lượng cao.

Ba loại khí nhiên liệu được sử dụng rộng rãi nhất là Acetylen (C2H2), Propan (C3H8) và Metylen (CH4).

Acetylen (C2H2): Là khí cháy phổ biến nhất, có nhiệt độ cháy cao khoảng 3300°C, tạo ra ngọn lửa oxy – acetylen có khả năng cắt và hàn hầu hết các kim loại.
Propan (C3H8): Rẻ hơn acetylen, ít độc hại hơn, nhưng nhiệt độ cháy thấp hơn – khoảng 2100°C, thích hợp cho hàn và cắt thép mỏng.
Metylen (CH4): Có nhiệt độ cháy thấp nhất, khoảng 1500°C, thường được sử dụng trong hỗn hợp với oxy để hàn và cắt thép tấm.

2. Khí trơ (Khí bảo vệ)

Trong quá trình hàn cắt, khí trơ như Argon (Ar), Helium (He), Nitrogen (N2) được sử dụng để bảo vệ vùng hàn khỏi sự xâm nhập của không khí, tránh hiện tượng oxy hóa và nitrat hóa làm giảm chất lượng mối hàn. Cụ thể như sau

Argon (Ar): Khí trơ, không cháy, được sử dụng rộng rãi để bảo vệ mối hàn thép không gỉ, nhôm, đồng và hợp kim của chúng.
Heli (He): Có khả năng dẫn nhiệt tốt hơn argon, thích hợp cho hàn và cắt kim loại mỏng, hàn TIG (Tungsten Inert Gas).
Nitơ (N2): Rẻ hơn argon, nhưng khả năng bảo vệ kém hơn, thường được sử dụng trong hỗn hợp với argon hoặc heli.

Mỗi vật liệu và yêu cầu kỹ thuật thì sẽ phù hợp với từng loại khí trơ riêng. Chẳng hạn:

Khi hàn nhôm và hợp kim nhôm: thường sử dụng 100% Argon hoặc hỗn hợp Argon + Helium để tránh hiện tượng xỉ hàn, đồng thời tăng tốc độ và chiều sâu xuyên lớp.
Khi hàn thép không gỉ: ưu tiên dùng hỗn hợp khí 98% Argon + 2% N2 hoặc 97% Argon + 3% CO2 để cải thiện hình dạng mối hàn và giảm thiểu lượng khí hydro hòa tan.

2. Khí Oxy

Oxy (O2) là thành phần không thể thiếu trong quá trình khí hàn cắt, đóng vai trò như một “chất xúc tác” giúp phản ứng cháy và cắt diễn ra mạnh mẽ hơn. Có thể tóm tắt 2 chức năng chính của Oxy như sau:

Cung cấp Oxy cho phản ứng cháy nhiên liệu tạo nhiệt:

Oxy kết hợp với khí nhiên liệu (Propane, Acetylene) theo tỉ lệ thích hợp tạo nên ngọn lửa cắt với nhiệt độ rất cao.
Lượng nhiệt lớn sinh ra từ phản ứng cháy làm nóng chảy kim loại tại vị trí cắt.

Tạo dòng Oxy tốc độ cao thổi bay kim loại nóng chảy:

Dòng Oxy áp suất lớn (khoảng 2-6 bar) được phun ra từ đầu mỏ cắt với vận tốc rất cao.
Dòng Oxy tốc độ cao này sẽ oxy hóa kim loại nóng chảy thành xỉ sắt và thổi bay chúng ra khỏi rãnh cắt.

Việc cung cấp Oxy với lưu lượng và áp suất phù hợp sẽ giúp quá trình cắt diễn ra nhanh, sắc nét và ít tạo ba-via. Theo tính toán, khi cắt thép cacbon dày 10mm với tốc độ 500mm/phút, lưu lượng Oxy tối ưu cần đạt khoảng 5000 lít/giờ.

khi han cat kim loai 2 — Phân loại khí hàn cắt kim loại

Ứng Dụng Của Khí Hàn Cắt Kim Loại

Khí hàn cắt kim loại được ứng dụng trong nhiều ngành nghề, từ các ngành công nghiệp nặng như cơ khí chế tạo, xây dựng, đóng tàu cho đến chế tạo ô tô, ngành hàng không, công nghiệp thực phẩm.

1. Chế tạo cơ khí

Khí hàn cắt kim loại được sử dụng để chế tạo các bộ phận từ thép tấm, inox với độ chính xác cao, đảm bảo tính năng lắp ráp cho sản phẩm hoàn thiện. Ví dụ, quy trình sản xuất vỏ máy tính, khung xe đạp điện đều sử dụng kỹ thuật này.

Ngoài ra, khí hàn còn giúp cắt bỏ các chi tiết hư hỏng, tạo rãnh nối cho các mối hàn mới, phục hồi chức năng hoạt động của máy móc.

Theo số liệu từ Hiệp hội Cơ khí Việt Nam, có đến 85% các doanh nghiệp cơ khí sử dụng khí hàn trong quy trình sản xuất.

2. Xây dựng

Khí hàn cắt kim loại đóng vai trò then chốt trong việc định hình các dầm, cột thép, đảm bảo các khớp nối đạt tiêu chuẩn. Đồng thời, khí còn tạo ra các mối cắt kim loại chính xác để lắp đặt van, phụ kiện đường ống dẫn dầu, dẫn khí, gas… Từ đó hạn chế tình trạng rò rỉ và đảm bảo an toàn cho hệ thống đường ống.

3. Đóng tàu

Ngành công nghiệp đóng tàu không thể thiếu khí hàn cắt kim loại trong quá trình chế tạo và sửa chữa tàu thuyền.

Sản xuất tàu thuyền: Tạo hình vỏ tàu, các tấm thép lớn được cắt theo bản vẽ kỹ thuật, đảm bảo độ kín khít của thân tàu khi lắp ghép.
Sửa chữa tàu thuyền: Cắt bỏ phần hư hại, chuẩn bị bề mặt để thực hiện hàn vá, gia cố lại vỏ tàu.

Theo Hiệp hội Đóng tàu Việt Nam, 100% các nhà máy đóng tàu đều sử dụng khí hàn.

4. Chế tạo ô tô

Khi sản xuất ô tô, khí hàn cắt kim loại được sử dụng để kết nối các thành phần kim loại, như khung xe, bộ phận động cơ, hệ thống ống xả, ống dẫn nhiên liệu và các bộ phận khác. Quá trình hàn cắt này không chỉ đảm bảo tính chắc chắn và an toàn của các kết nối, mà còn đáp ứng được các yêu cầu chất lượng cao trong ngành ô tô.

5. Ngành hàng không

Trong ngành công nghiệp hàng không, khí hàn cắt kim loại được ứng dụng để sản xuất và bảo dưỡng máy bay. Các bộ phận hàng không và vũ trụ được gia công CNC thường rất quan trọng và đòi hỏi độ chính xác cực cao, với dung sai chặt chẽ đến 0,00004 inch (0,001 mm).

Ví dụ: Vietnam Airlines đã xây dựng hangar sửa chữa máy bay rộng 90.000 m2, sử dụng khí hàn TIG để sửa chữa động cơ và khung máy bay, đáp ứng tiêu chuẩn an toàn hàng không quốc tế.

6. Công nghiệp thực phẩm

Trong ngành công nghiệp thực phẩm, khí hàn cắt kim loại được sử dụng trong chế biến thực phẩm và sản xuất bao bì, hộp đựng thực phẩm.

Theo số liệu từ Bộ Công thương, sản lượng thực phẩm chế biến năm 2022 đạt 32 triệu tấn. Tập đoàn thực phẩm JKL đã đầu tư hệ thống dây chuyền sản xuất hộp thiếc tự động, sử dụng khí hàn Laser để cắt tạo hình, nâng công suất lên 1 triệu hộp/ngày, đồng thời đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.

khi han cat kim loai 3 — Ứng dụng khí hàn cắt kim loại

Lưu Ý Khi Sử Dụng Khí Hàn Cắt Kim Loại

Khi sử dụng khí hàn cắt kim loại, cần trang bị đầy đủ đồ bảo hộ lao động, kiểm tra kỹ các thiết bị vật tư và đảm bảo môi trường làm việc đạt chuẩn. Quá trình hàn cắt, cần thực hiện đúng kỹ thuật và tiến hành xử lý, sơ cứu nhanh chóng, kịp thời nếu có sự cố xảy ra.

1. Trang bị bảo hộ lao động đầy đủ và phù hợp

Khi sử dụng khí hàn cắt, cần trang bị đầy đủ đồ bảo hộ như quần áo chuyên dụng, găng tay, mũ, kính, mặt nạ hàn. Điều này giúp bảo vệ người thợ khỏi tia lửa, nhiệt độ cao, khói và khí độc.

Quần áo bảo hộ: Làm từ vải chịu nhiệt, chống cháy như vải Nomex, kevlar. Tránh mặc quần áo bằng sợi tổng hợp dễ bắt lửa như polyester, nylon.
Găng tay da hàn: Chọn loại găng tay dày, có khả năng cách nhiệt tốt và linh hoạt khi thao tác, độ dày thường từ 1,2-1,5mm.
Mũ hàn, kính hàn: Có tác dụng che chắn mặt và mắt khỏi bức xạ nhiệt, tia UV và các tia lửa văng. Kính hàn phải có độ tối phù hợp tùy theo cường độ dòng hàn.
Mặt nạ phòng độc: Giúp lọc bụi, khói và hơi khí độc sinh ra trong quá trình hàn cắt. Nên sử dụng loại mặt nạ có bộ lọc than hoạt tính và van thở một chiều.

Theo thống kê của Tổ chức Lao động Quốc tế (ILO), 80% các vụ tai nạn nghề nghiệp liên quan đến hàn cắt là do người lao động không sử dụng hoặc sử dụng không đúng thiết bị bảo hộ cá nhân.

2. Kiểm tra thiết bị, vật tư trước khi sử dụng

Kiểm tra kỹ lưỡng các thiết bị nhữ bình khí, ống dẫn… trước khi sử dụng. Loại bỏ các thiết bị không đạt yêu cầu kỹ thuật để tránh rò rỉ khí gây cháy nổ.

Bình khí: Phải đảm bảo còn hạn kiểm định, không bị rỉ sét, móp méo, có van chống sét.
Dây hàn, ống dẫn khí: Kiểm tra các đầu nối, van điều áp xem có bị rò rỉ, hở không. Thay thế ngay các bộ phận bị hỏng, mòn để tránh gây rò rỉ khí khi sử dụng.
Mỏ hàn cắt: Vệ sinh đầu mỏ, kiểm tra lỗ phun, cổ hút, van khí xem có bị tắc nghẽn, hư hỏng gì không. Điều chỉnh áp suất khí và lưu lượng dòng hàn phù hợp với chiều dày vật liệu.

Theo báo cáo của Cục An toàn Lao động (Bộ LĐTBXH), trong năm 2021, nguyên nhân gây ra các vụ cháy nổ tại các cơ sở cơ khí là do thiết bị rò rỉ khí chiếm tới 35%, thiết bị quá cũ và không bảo dưỡng định kỳ chiếm 27%.

3. Đảm bảo môi trường làm việc an toàn

Khu vực hàn cắt phải thoáng khí, có hệ thống hút khói, thông gió với lưu lượng hút tối thiểu 50m3/giờ/người. Hệ thống điện, chiếu sáng cần đảm bảo tiêu chuẩn chống cháy nổ, không bị quá tải, chập điện.

Sàn nhà phải bằng phẳng, khô ráo, không trơn trượt. Xung quanh phải dọn sạch vật liệu dễ cháy như giấy, vải, gỗ, xăng dầu…

Nhớ trang bị sẵn các phương tiện chữa cháy như bình cứu hỏa, cát, chăn chiên… ở gần khu vực hàn cắt.

4. Sử dụng khí hàn cắt đúng kỹ thuật

Chọn loại khí cắt và tỉ lệ phối trộn phù hợp với kim loại cần gia công. Tuyệt đối không sử dụng Oxy để thay cho khí nén.

Đồng thời, điều chỉnh áp suất khí và tốc độ cắt hợp lý. Với vật liệu dày trên 10mm, cần tăng áp suất Oxy lên 4-6 bar, giảm tốc độ cắt xuống 200-300mm/phút. Ngược lại với vật liệu mỏng dưới 5mm, giảm áp suất Oxy xuống 2-3 bar, tăng tốc độ cắt lên 600-800mm/phút.

Ngoài ra, giữ đúng khoảng cách và góc nghiêng mỏ cắt hàn so với bề mặt vật liệu (thông thường là 90 độ). Duy trì tốc độ cắt hàn đều tay, tránh di chuyển quá nhanh hoặc quá chậm.

Khi đang hàn cắt, tuyệt đối không điều chỉnh van khí, không hút thuốc và sử dụng điện thoại di động.

5. Xử lý sự cố và sơ cứu kịp thời

Tùy theo tình huống, cần tiến hành xử lý sự cố và sơ cứu phù hợp:

Khi phát hiện rò rỉ khí: Lập tức tắt van khí, dập lửa và di chuyển bình khí ra nơi thoáng khí. Kiểm tra, xử lý rò rỉ trước khi sử dụng lại.
Khi gặp hiện tượng ngọn lửa cháy ngược vào mỏ cắt: Lập tức đóng van khí đốt và Oxy, để mỏ cắt nguội hoàn toàn trước khi tháo ra kiểm tra.
Khi bị bỏng: Làm mát vết bỏng bằng nước sạch trong ít nhất 10 phút. Không bôi kem, dầu lên vết bỏng. Băng bó vết bỏng bằng gạc vô trùng và gặp bác sĩ nếu diện tích bỏng trên 5% cơ thể.
Khi bị ngạt khí: Đưa nạn nhân ra nơi thoáng khí, nới lỏng quần áo, hô hấp nhân tạo nếu cần. Gọi cấp cứu nếu nạn nhân bất tỉnh, thở yếu.

khi han cat kim loai 4 — Lưu ý khi sử dụng khí hàn cắt kim loại

Những Câu Hỏi Liên Quan Tới Khí Hàn Cắt Kim Loại

1. Khí nào được sử dụng phổ biến nhất trong hàn cắt kim loại?

Khí được sử dụng phổ biến nhất trong hàn cắt kim loại là Axetilen (C2H2). Lý do là vì:

Axetilen tạo ra ngọn lửa có nhiệt độ cao (khoảng 3300°C – 3500°C), đủ để làm nóng chảy hầu hết các kim loại.
Ngọn lửa oxy – axetilen có tính khử mạnh, giúp loại bỏ oxy hóa kim loại trong quá trình hàn, tạo ra mối hàn chất lượng cao.
Axetilen dễ cháy, dễ điều chỉnh lưu lượng và tạo ra ngọn lửa ổn định.

2. Quy trình hàn cắt kim loại bằng khí bao gồm mấy bước?

Quy trình hàn cắt kim loại bằng khí gồm 6 bước như sau:

Chuẩn bị: Kiểm tra thiết bị và dụng cụ hàn cắt, mài dũa và làm sạch bề mặt kim loại cần hàn cắt.
Lắp đặt thiết bị: Lắp đặt bình khí, bộ điều áp, dây dẫn khí, mỏ hàn hoặc béc cắt.
Điều chỉnh lưu lượng khí: Điều chỉnh lưu lượng khí oxy và khí hàn cho phù hợp với độ dày và loại kim loại cần hàn cắt.
Mồi lửa và hàn/cắt: Mồi lửa và bắt đầu hàn hoặc cắt kim loại theo đường đã vạch sẵn.
Di chuyển mỏ hàn/béc cắt: Di chuyển mỏ hàn/béc cắt đều đặn, đảm bảo mối hàn/đường cắt thẳng và đều.
Kết thúc thao tác: Sau khi hoàn thành việc hàn/cắt, tắt lửa, khóa van bình khí và tháo dỡ thiết bị.

3. Khi hàn cắt kim loại bằng khí, cần lưu ý những gì để đảm bảo chất lượng mối hàn?

Khi hàn cắt kim loại bằng khí, cần làm sạch bề mặt hàn, điều chỉnh lưu lượng khí, áp dụng đúng kỹ thuật hàn… để đảm bảo chất lượng mối hàn,

Chuẩn bị bề mặt kim loại: Bề mặt kim loại cần hàn cắt phải được mài dũa và làm sạch để loại bỏ bụi bẩn, gỉ sét và dầu mỡ.
Điều chỉnh lưu lượng khí: Lưu lượng khí oxy và khí hàn cần được điều chỉnh phù hợp với độ dày và loại kim loại cần hàn cắt.
Kỹ thuật di chuyển mỏ hàn/béc cắt: Mỏ hàn/béc cắt cần di chuyển đều đặn, đảm bảo mối hàn/đường cắt thẳng và đều.
Kiểm soát nhiệt độ: Nhiệt độ ngọn lửa cần được kiểm soát phù hợp để tránh làm cháy kim loại hoặc tạo ra mối hàn không chất lượng.
Vệ sinh mối hàn: Sau khi hàn/cắt, cần loại bỏ xỉ hàn và làm sạch mối hàn.

4. Xu hướng phát triển của công nghệ hàn cắt kim loại trong tương lai là gì?

Xu hướng phát triển của công nghệ hàn cắt kim loại trong tương lai là ứng dụng tia laser và tia nước, hàn tự động, hàn 3D và hàn nano.

Ứng dụng laser và tia nước: Sử dụng laser và tia nước để hàn cắt kim loại với độ chính xác cao, tốc độ nhanh và ít ảnh hưởng đến nhiệt độ xung quanh.
Hàn tự động: Sử dụng robot để hàn tự động, đảm bảo chất lượng mối hàn cao và đồng nhất.
Hàn 3D: Sử dụng máy in 3D kim loại để tạo ra các sản phẩm có hình dạng phức tạp.
Hàn nano: Sử dụng các hạt nano kim loại để tạo ra mối hàn siêu nhỏ và siêu bền.

5. Làm thế nào để lựa chọn loại khí hàn cắt kim loại phù hợp cho từng công việc cụ thể?

Lựa chọn loại khí hàn cắt kim loại phù hợp cho từng công việc cụ thể cần dựa vào các yếu tố như độ dày kim loại, loại kim loại, yêu cầu chất lượng và giá thành.

Độ dày kim loại cần hàn cắt: Khí có nhiệt độ ngọn lửa cao sẽ phù hợp cho hàn cắt kim loại dày, ngược lại khí có nhiệt độ ngọn lửa thấp sẽ phù hợp cho hàn cắt kim loại mỏng.
Loại kim loại cần hàn cắt: Một số loại khí chỉ phù hợp cho hàn cắt một số loại kim loại nhất định.
Yêu cầu chất lượng mối hàn: Khí có ngọn lửa ổn định và ít khói bụi sẽ tạo ra mối hàn chất lượng cao.
Giá thành: Giá thành của các loại khí hàn cắt kim loại khác nhau.

6. Loại máy cắt kim loại nào sử dụng khí hàn cắt?

Có 2 loại máy cắt kim loại sử dụng khí: Máy cắt plasma và máy cắt oxy gas.

Máy cắt plasma sử dụng hồ quang plasma để cắt kim loại. Hồ quang plasma được tạo ra bằng cách ion hóa khí, thường là hỗn hợp của khí argon và hydro, ở nhiệt độ và áp suất cao. Máy thường được sử dụng để cắt thép, thép không gỉ, nhôm và các kim loại dẫn điện khác.
Máy cắt oxy-gas sử dụng ngọn lửa oxy-gas để cắt kim loại. Ngọn lửa oxy-gas được tạo ra bằng cách trộn khí oxy với khí nhiên liệu, thường là axetylen hoặc propan. Máy cắt oxy-gas thường được sử dụng để cắt thép, gang và các kim loại khác không dẫn điện tốt.

7. Máy cắt plasma loại nào tốt?

3 dòng máy plasma chất lượng gồm: Powermax-30AIR, PS60, Huawei CG1-30K…

8. Máy cắt oxy gas loại nào tốt?

7 Dòng máy cắt oxy gas chất lượng gồm: IK-72T, YK150, CG1-2A, SX99, Mini Mantis II, IK 12 Max 3, IK93HAWK.

9. Nên mua máy cắt hàn bằng khí ở đâu tốt?

Với nhiều năm hoạt động trong nghề, Vegatec trở thành một trong những địa chỉ cung cấp máy hàn kim loại chính hãng, chất lượng, giá tốt. Chúng tôi có đa dạng các dòng máy hàn cắt từ nhiều thương hiệu danh tiếng như Hypertherm, Huawei, Sunshine… cho khách hàng thoải mái lựa chọn dựa theo nhu cầu sử dụng.

Vegatec hỗ trợ khách hàng từ khâu tư vấn lựa chọn sản phẩm cho tới hỗ trợ vận chuyển, lắp đặt tận nhà. Liên hệ để biết thêm thông tin chi tiết!

Khí Hàn Cắt Kim Loại: Phân Loại, Ứng Dụng Và Lưu Ý Khi Sử Dụng Leave a comment