CANADA – Ông Raheel Khan tại Công ty Lincoln Electric đã chia sẻ về sự hỗ trợ của công ty với những giải pháp gia công hàn dành cho các khách hàng là những nhà máy sản xuất ở Canada.

Hình ảnh một mối hàn nhôm

Nhôm từ lâu đã là một kim loại quan trọng đối với ngành công nghiệp ô tô, do tỷ lệ sức bền trên trọng lượng cao và tính linh hoạt, góp phần nâng cao hiệu quả của việc sử dụng nhiên liệu. Sự phổ biến của nhôm chỉ tăng lên khi xe điện (EV – electric vehicles) xuất hiện trên thị trường; nhôm thường được sử dụng làm vỏ pin. Nhưng, Giám đốc Kinh doanh Nhôm toàn cầu tại công ty Lincoln Electric Canada, ông Raheel Khan đã giải thích rằng sự tăng trưởng của thị trường nhôm không chỉ giới hạn ở xe điện; nhôm liên quan đến sự chuyển dịch rộng rãi hơn sang các công nghệ xanh.

Ông Raheel nói rằng: “Bất cứ thứ gì được vận chuyển đều cần phải nhẹ hơn. Điều này ảnh hưởng đến các xe đầu kéo chở dầu và tàu thủy cần phải nhẹ hơn. Nó cũng ảnh hưởng đến việc sản xuất khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG – liquified natural gas). Với sự chuyển dịch khỏi nhiên liệu hóa thạch truyền thống, nhiên liệu LNG đang đóng vai trò quan trọng và điều đó liên quan đến việc sản xuất nhiều thành phần truyền nhiệt phụ thuộc vào nhôm”.

Để hỗ trợ sự thay đổi công nghệ này, công ty Lincoln Electric Canada đã đầu tư vào cơ sở vật chất và giới thiệu các hệ thống tiên tiến để hỗ trợ các nhà sản xuất tại Canada.

Sự phức tạp của nhôm

Trong gia công hàn, nhôm đặt ra những vấn đề riêng.

Ông Raheel nói rằng: “Những phức tạp chung gặp phải với nguyên liệu thép chuyển hóa thành nhôm, nhưng nhôm nhạy cảm hơn. Vì nhôm hấp thụ nhiều nhiệt hơn và giải phóng nhiệt khá nhanh, cho nên để sự biến dạng, độ xốp và mối hàn đạt được sự liên kết thích hợp, đòi hỏi sự chú ý đặc biệt”.

Ông Raheel lưu ý rằng với nhôm, phương pháp hàn phụ thuộc vào tính chất hóa học.

Ông Raheel nói tiếp: “Có thể bị nứt và xốp nếu không sử dụng đúng hóa chất và áp dụng đúng quy trình. Có rất nhiều công thức khác nhau để sản xuất hợp kim nhôm, nên hiếm khi chúng ta thấy việc hàn cùng một kim loại với nhau. Việc tìm ra sự kết hợp lý tưởng giữa các thông số và vật liệu, công nghệ phù hợp để hàn các hợp kim khác nhau đó, cần được xử lý một cách cẩn thận”.

Việc hàn các chi tiết đúc cũng cần đặc biệt chú ý.

Ông Raheel nói rằng: “Đúc nhôm đang được sử dụng thường xuyên hơn trong nhiều cấu trúc xe mới, bằng cách hàn kim loại đùn hoặc vật liệu tấm vào chi tiết đúc. Việc tìm ra quy trình phù hợp để ghép các loại hợp kim khác nhau mà không gặp vấn đề về độ xốp, độ sạch và chất lượng, sẽ tạo thêm một lớp phức tạp mà các thành phần thép hiếm khi có”.

Triển khai hệ thống tự động hóa hàn nhôm đáng tin cậy
Tại công ty Lincoln Electric, nhóm giải pháp nhôm và nhóm tự động đã phối hợp và tối ưu hóa các quy trình để tạo ra các mối hàn nhôm tự động theo cách tốt nhất cho các ứng dụng.

Cobot hàn nhôm Cooper CRX đang hoạt động

Một ví dụ điển hình là cobot hàn nhôm Cooper CRX của công ty. Các nhóm phải xác định hệ thống cấp dây nhôm tốt nhất, loại mỏ hàn servo để sử dụng, gói cấp dây nhôm chính xác và các thông số quy trình nhôm lý tưởng trong ứng dụng Cooper App.

Ông Raheel nói rằng: “Sự phức tạp chính đối với nhôm tự động là vị trí đặt dây và các thông số vận hành. Chúng tôi giúp giải quyết vấn đề này bằng các giải pháp nâng cao, chẳng hạn như cobot hàn nhôm Cooper CRX với giải pháp nạp dây nhôm số lượng lớn – thùng Gem-Pak. Khi kéo dây nhôm ra khỏi thùng chứa, nó có xu hướng dính vào nhau và rối trong thùng. Các viên thủy tinh trong thùng Gem-Pak giúp giảm rủi ro đó, và đảm bảo tính khả dụng của dây khi cobot di chuyển nhanh từ mối hàn này sang mối hàn khác. Điều này tạo ra một giải pháp đáng tin cậy cho gia công hàn nhôm tự động”.

Tính chất hóa học của dây nhôm

Công ty Lincoln Electric cũng cố gắng giải quyết các vấn đề về cấp liệu này bằng hóa chất. Cải tiến mới nhất trong lĩnh vực này là dây nhôm SuperGlaze Plus của công ty, được thiết kế để cấp liệu tốt hơn trên các cuộn dây nhôm lớn, đồng thời mang lại lớp hoàn thiện sạch – điều quan trọng trong các lĩnh vực như tàu du lịch và chế tạo xe kéo.

Với việc mua lại công ty Indalco Alloys vào năm 1998, công ty Lincoln Electric đã trở thành doanh nghiệp sản xuất dây nhôm hàng đầu thế giới với quy trình hoàn chỉnh theo chiều dọc, từ phôi đến dây nhôm thành phẩm (công ty Indalco hiện hoạt động với tên Lincoln Electric Aluminum Solutions).

Ông Raheel nói rằng: “Các vật liệu được sử dụng để sản xuất dây nhôm có thể dùng cho nhiều ứng dụng khác nhau, không chỉ gia công hàn. Trên thực tế, gia công hàn chỉ chiếm một tỷ lệ tương đối nhỏ trong tất cả các ứng dụng của nhà sản xuất kim loại dạng thanh/ dây. Nhôm khá nhạy cảm với phạm vi hóa học cơ bản cần thiết cho các thông số kỹ thuật AWS. Một sự thay đổi nhỏ về hóa học có thể ảnh hưởng đến chất lượng của mối hàn. Nó có thể ảnh hưởng đến các thông số của doanh nghiệp sản xuất, chẳng hạn như tốc độ cấp dây, cường độ dòng điện và điện áp. Sau đó, sẽ ảnh hưởng đến độ liên kết, độ xốp và độ ổn định của hồ quang. Một trong những giá trị đề xuất từ ​​góc độ chất lượng và khả năng vận hành là quy trình dọc của công ty Lincoln Electric giúp duy trì tính chất hóa học nhất quán từ lô này sang lô khác, do đó, khách hàng có thể được đảm bảo trong quy trình sản xuất và duy trì trong suốt vòng đời của một dự án.”

Về nguồn cung, ông Raheel cho biết việc cung cấp thỏi nhôm từ thành phố Quebec (Canada) là một lợi ích khác, vì nó giúp loại bỏ sự phụ thuộc vào các nhà sản xuất thanh nhôm thường phục vụ cho mọi ứng dụng chứ không riêng gia công hàn.

Giải pháp cho ứng dụng hàn

Để tạo ra các quy trình mạnh mẽ nhất, công ty đã triển khai một chiến lược có thể giúp cải thiện chất lượng và năng suất hàn.

Ông Raheel nói rằng: “Công ty Lincoln Electric đã cố gắng thúc đẩy sự thay đổi trong nhận thức, khi nói đến hàn nhôm, các nhà máy có thể hàn nóng và nhanh. Nhiều khách hàng cảm thấy rằng nhôm là loại vật liệu mỏng manh hoặc nhạy cảm, vì vậy chúng ta nên hàn chúng với các thông số thấp nhất và đường kính nhỏ nhất; nhưng điều đó có thể gây ra vấn đề. Cho dù là tự động hóa hay bán tự động hoặc chỉ hàn thủ công, công ty Lincoln Electric thường khuyến khích các thông số nóng nhất kết hợp với tốc độ di chuyển nhanh nhất. Sẽ dễ dàng đạt được mối hàn nóng và nhanh hơn bằng cách sử dụng đường kính dây lớn nhất”.

Việc sử dụng dây nhôm có đường kính lớn để hàn cũng có những lợi thế khác, bao gồm khả năng cấp liệu được cải thiện, độ xốp tổng thể và hiệu suất.

Ông Raheel nói tiếp: “Nhôm thích hợp với đường kính lớn và các quy trình nóng. Một trong những điều chúng tôi đã làm với cobot Cooper là cho thấy 99% các ứng dụng được thực hiện trong phòng thí nghiệm của chúng tôi, với dây nhôm có đường kính 1/16 inch hoặc lớn hơn. Chúng tôi đã chứng minh được rằng nó có thể giúp tăng chất lượng mối hàn, tăng tốc độ di chuyển. Do đó thời gian chu kỳ của khách hàng sẽ giảm xuống, và vì không bị giới hạn về tốc độ di chuyển trong quy trình tự động hóa, nên khách hàng có thể đạt được điều đó rất dễ dàng.”

Biểu đồ hiển thị các quy trình sản xuất dây hàn nhôm: nung chảy trong lò, tạo hợp kim, đúc, kéo thanh, kéo dây hàn, bào và đóng gói

Với việc mua lại Indalco Alloys vào năm 1998, Lincoln Electric đã trở thành cơ sở sản xuất dây nhôm hàng đầu thế giới với quy trình hoàn chỉnh theo chiều dọc, từ thỏi đến dây nhôm thành phẩm.

Hàn xung MIG và PPL

Với công nghệ hàn xung MIG mới hơn, việc hàn nhôm rất sạch và đáng tin cậy hơn. Ví dụ, loạt chế độ hàn Precision Pulse mới tạo ra hồ quang ổn định giúp khách hàng có thể hàn trên vật liệu mỏng hơn dây hàn, và vẫn đạt được độ sạch khi hoàn thiện. Và tốc độ di chuyển trên 80 IPM có thể đạt được với quy trình tự động hóa.

Precision Power Laser (PPL) là một công nghệ hàn khác mà ông Raheel thấy có tác động đến chất lượng hàn nhôm. Với quy trình này, dây nhôm được nung nóng gần đến trạng thái dẻo, sau đó sử dụng tia laser để tạo ra mối liên kết mà không cần hồ quang. Việc nung nóng dây nhôm giúp tăng hiệu suất nóng chảy tổng thể trong khi giảm được lượng nhiệt đầu vào.

Ông Raheel nói rằng: “Chúng tôi thấy công nghệ này đang được ứng dụng trong ngành ô tô để sản xuất nhanh các linh kiện, nhưng nó sẽ phù hợp với bất kỳ ngành nào cần tự động hóa và đang tìm kiếm công nghệ laser”.

Sự tham gia sớm

Ông Raheel khuyến khích các công ty khởi nghiệp liên hệ với nhà cung cấp công nghệ hàn để được hỗ trợ về việc lựa chọn hợp kim và quy trình.

Ông Raheel nói rằng: “Chúng tôi muốn các khách hàng hãy chia sẻ thông tin trong giai đoạn thiết kế sản phẩm, tính khả thi và phát triển dự án. Nhưng đồng thời, cho chúng tôi biết quy trình nào mà khách hàng đang gặp khó khăn, dẫn tới chất lượng mối hàn không ổn định hoặc không đạt yêu cầu, như hàn các chi tiết đúc. Chúng tôi sẽ hỗ trợ mong muốn của khách hàng bằng cách đưa quy trình sản xuất hiện tại lên một tầm cao hơn. Đồng thời, chúng tôi cũng nói rằng, ‘Hãy cùng nhau làm việc để hiểu rõ hơn những vấn đề và giải quyết chúng ngay từ đầu quy trình.’”

Công ty Lincoln Electric Canada có Trung tâm Kỹ thuật Hàn nhôm toàn cầu (AWTC – Aluminum Welding Technical Centre), nơi công ty có thể làm việc với khách hàng về các bộ phận của họ và giúp các kỹ sư xác định thành phần hóa học, đường kính và quy trình hàn dây nhôm lý tưởng.

Ông Raheel cho biết: “Chúng tôi hợp tác trên khắp thế giới để vượt qua những vấn đề mà tôi đã đề cập. Chúng tôi làm việc với khách hàng tại chỗ và nếu cần, chúng tôi có thể đưa những thành phần đó trở lại nhà máy của mình để tiếp tục nghiên cứu”.

Tất nhiên, càng tìm được câu trả lời ở thượng nguồn thì càng tốt. Vì lý do đó, ông Raheel là thành viên của Hiệp hội Nhôm (Aluminum Association) và Nhóm Vận tải Nhôm (Aluminum Transportation Group).

Ông Raheel nói rằng: “Chúng tôi đang cố gắng phát triển mối quan hệ với các nhà cung cấp đùn, đúc và tấm phẳng để có thể giải quyết những vấn đề phức tạp và có giải pháp sẵn sàng cho những khách hàng sử dụng các sản phẩm này”.

Khi nhu cầu về các ứng dụng nhôm tăng lên và việc sử dụng hợp kim nhôm ngày càng nhiều, công ty Lincoln Electric Canada luôn tăng cường năng lực của mình để hỗ trợ khách hàng tốt hơn. Vào năm 2025, các nhà sản xuất có thể liên hệ với công ty Lincoln Electric Canada để tham gia các buổi hội thảo chuyên ngành kỹ thuật và hỗ trợ ứng dụng cụ thể.

Hình ảnh công nhân đang gia công hàn

Để xem các tin bài khác về “Hàn”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Canadian Metalworking