(NB) Giáo trình Thực hành hàn đặc biệt (Hàn plasma, robot, hàn điện trở, tự động dưới lớp thuốc…) với mục tiêu giúp các bạn có thể trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại thiết bị, dụng cụ hàn tiếp xúc, hàn siêu âm, hàn điện tử, hàn laser, hàn Tự động dưới thuốc, hàn plasma; Sử dụng được các loại dụng cụ, thiết bị hàn tiếp xúc, hàn Tự động dưới thuốc, hàn plasma, Robot hàn;...Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 1 dưới đây.
ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI LÊ TRỌNG HÙNG (Chủ biên) NGUYỄN VĂN SÁU - VŨ TRUNG THƯỞNG GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH HÀN ĐẶC BIỆT (HÀN PLASMA, ROBOT, HÀN ĐIỆN TRỞ, TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC…) Nghề: Hàn Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2019 LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ hàn ngày sử dụng rộng rãi nhiều nghành công nghiệp chế tạo máy, xây lắp cơng trình cơng nghiệp dân dụng, giao thơng vận tải, hóa chất, v v Bởi ưu điểm Hàn có suất cao so với phương pháp khác giảm số lượng nguyên công giảm cường độ lao động tăng độ bền kết cấu cơng trình nữa.Hàn nối kim loại có tính chất khác Như hàn kim loại đen với kim loại đen, kim loại màu với kim loại đen với kim loại màu Ngày ngành hàn phát triển rât nhanh cơng nghệ từ phương pháp hàn tiên tiến đại ứng dụng rộng rãi nghành cơng nghiệp dựa sở Cuốn giáo trình “Các phương pháp hàn khác” biên soạn để sử dụng cho trinhg đào tạo chuyên ngành Hàn hệ Cao đẳng Giáo trình gồm nội dung Hàn tiếp xúc Hàn tự động thuốc Hàn Gang Robot Hàn Hàn Plasma Phần I: Lý thuyết chung trình bày vấn đề chung thiết bị hàn Phần II: Hướng dẫn thực hành tập Trong trình biên soạn nhóm tác giả tham khảo ý kiến đóng xây dựng đồng nghiệp, cập nhật nội dung có liên quan ứng dụng nhiều nghành xây dựng công nghiệp, cho phù hợp với với đối tượng tham khảo Do thời gian kiến thức có hạn nên việc biên soạn giáo trình khơng tránh khỏi thiếu sót, chúng tơi xin cảm ơn ý kiến đóng góp thầy cụ giáo vá ban đồng nghiệp… nhằm xây dưng giáo trình ngày hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 09 năm 2019 Chủ biên MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN HÀN ĐẶC BIỆT (Hàn tiếp xúc, Hàn tự động thuốc, Robot Hàn, Hàn Plasma) Bài 1: Nhũng kiến thức hàn tiếp xúc Mã bài: MĐ 28.1 1.1 Thực chất, đặc điểm ứng dụng 1.2 Các phương pháp hàn điện tiếp xúc 1.3 Thiết bị công nghệ hàn tiếp xúc Bài 2: Những kiến thức hàn tự động lớp thuốc bảo vệ (saw) 12 2.1.Thực chất, đặc điểm phạm vi ứng dụng 12 2.2 Vật liệu, thiết bị hàn hồ quang tự động bán tự động lớp thuốc bảo vệ 14 2.3 Công nghệ hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ 15 Bài 3: Những kiến thức hàn gang 18 3.1 Hàn gang nguội 18 3.2 Hàn gang nóng 20 Bài 4: Cấu hình chức hệ thống robot hàn irb - 1400 24 4.1 Quá trình phát triển Robot cơng nghiệp 24 4.2 Đặc điểm ứng dụng Robot 26 4.3 Xu phát triển Robot giới 27 4.4 Tình hình tiếp cận nghiên cứu robot Viêt Nam 28 4.5 Cấu trúc phân loại 29 4.6 Hệ thống điều khiển 40 4.7 Hệ thông truyền động 46 4.8 ROBOT hàn hồ quang 52 4.9 Giới thiệu số loại robot hàn hồ quang 61 Bài 5: Những kiến thức hàn hồ quang plasma 69 5.1 Nguyên lý, đặc điểm ứng dụng 69 5.2 Vật liệu công nghệ hàn hồ quang plasma 77 5.3 Thiết bị hàn hồ quang plasma 80 Bài 6: Vận hành, sử dụng máy hàn plasma 83 6.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy hàn, mỏ hàn 83 6.2 Khí bảo vệ khí tạo plasma 86 6.3 Kết nối thiết bị hàn 87 6.4 Chọn chế độ hàn 87 6.5 Vận hành, sử dụng thiết bị hàn plasma 88 6.6 An tồn lao động vệ sinh cơng nghiệp: 89 Bài 7: Hàn plasma 90 7.1 Chọn mỏ hàn, kết nối khí bảo vệ khí tạo plasma 90 7.2 Chuẩn bị phôi hàn 91 7.3 Kỹ thuật hàn plasma 92 7.4 Trình tự thực 93 7.5 Khuyết tật thường gặp biện pháp khắc phục 94 7.6 An toàn lao động vệ sinh công nghiệp: 95 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN HÀN ĐẶC BIỆT (Hàn tiếp xúc, Hàn tự động thuốc, Robot Hàn, Hàn Plasma) Mã mô đun: MĐ 28 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị: - Vị trí: Là mơn đun bố trí cho người học sau học xong số mô đun chuyên mơn nghề từ MĐ20 - Tính chất: Là mơ đun chuyên môn nghề, trang bị kiến thức, kỹ trình hàn đặc biệt, sử dụng giới, cập nhật nước chưa sử dụng rộng rãi nước - Ý nghĩa, vai trị: Là mơ đun quan trọng chương trình đào tạo nghề Hàn, người học cập nhật kiến thức, kỹ hàn tiếp xúc,, hàn Tự động thuốc, hàn plasma, Robot Hàn Mục tiêu: - Trình bày thực chất phương pháp hàn đặc biệt phát triển; - Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc loại thiết bị, dụng cụ hàn tiếp xúc, hàn siêu âm, hàn điện tử, hàn laser, hàn Tự động thuốc, hàn plasma; - Sử dụng loại dụng cụ, thiết bị hàn tiếp xúc, hàn Tự động thuốc, hàn plasma, Robot hàn - Nêu thông số chế độ hàn, điều chỉnh chế độ hàn; - Hàn mối hàn thiết bị hàn hàn tiếp xúc, hàn Tự động thuốc, hàn plasma, Robot hàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật; - Thực cơng tác an tồn lao động vệ sinh công nghiệp quy định Nội dung: Nội dung tổng quát phân phối thời gian: Số TT Thời gian Tên mô đun Tổng số Lý Thực Kiểm thuyết hành tra* Những kiến thức hàn tiếp xúc 10 Những kiến thức hàn tự động thuốc baỏ vệ (SAW) 10 16 Thời gian Số Tên mô đun TT Tổng số Lý Thực Kiểm thuyết hành tra* Những kiến thức Hàn Gang 4 Cấu hình chức hệ thống Robot Hàn IRB - 1400 5 Những kiến thức hàn hồ quang Plasma 5 Vận hành máy hàn Plasma Hàn giáp mối – Vi trị 1G, s=2mm 17 14 Kiểm tra kết thúc mô đun Cộng 60 34 20 Bài 1: Nhũng kiến thức hàn tiếp xúc Mã bài: MĐ 28.1 Mục tiêu: - Trình bày thực chất hàn tiếp xúc; - Nêu khó khăn điều kiện hàn tiếp xúc; - Chuẩn bị thiết bị an toàn, đấu nối thiết bị, dụng cụ, hàn tiếp xúc - Chọn thông số chế độ hàn vật liệu hàn; - Thực thao tác, thực tiếp xúc; - Thực tốt cơng tác an tồn lao động vệ sinh môi trường 1.1 Thực chất, đặc điểm ứng dụng 1.1.1 Thực chất Hàn điện tiếp xúc dạng hàn áp lực, dùng dịng điện có cường độ lớn qua chỗ tiếp xúc chi tiết để tạo nhiệt lượng nung nóng vùng hàn đén trạng thái chảy dẻo hoạc chảy cục bộ, sau đố dùng lực ép thích hợp ép bề mặt tiếp xúc với tạo thành mối hàn Khi có dịng điện lớn qua, bề mặt tiếp xúc chi tiết nung nóng lên nhanh điện trở tiếp xúc chúng lớn điện trở chi tiết Theo định luật Jun – Lenxow lượng nhiệt sinh chỗ tiếp xúc tỉ lệ thuận với điện trở tiếp xúc, với bình phương cường độ dòng điện thời gian dòng điện chạy qua chi tiết: Q = 0,24.I2 R.t Khi bề mặt tiếp xúc chi tiết nung nóng, tác dụng lực ép nguyên tử kim loại liên kết lại tạo thành mối hàn 1.1.2 Đặc điểm ứng dụng Dịng điện có cường lớn, thời gian tác dụng ngắn, không cần phải dùng qua hàn phụ, thuốc hàn hay khí bảo vệ mà mối hàn đảm bảo chất lượng, mối hàn hình thành khơng có xỉ, chi tiết hàn bị biến dạng Hàn điện tiếp xúc dễ khí hóa ttuwj động hóa, cho xuất hàn cao, nên sử dụng rộng rãi ngành chế tạo maý, ô tô, máy bay, chế tạo dụng cụ đo, công nghiệp, điện tử 1.2 Các phương pháp hàn điện tiếp xúc Có thể phân loại phường pháp hàn điện tiếp xúc theo đặc điểm sau - Theo phương pháp công nghệ chế taojneen liên kết hàn phân hàn điểm, hàn đường (hàn lăn) - Theo kết cấu liên kết hàn chia hàn chồng, hàn giáp mối - Theo trạng thía kim loại vùng hàn chia hàn tiếp xúc chảy, hàn tiếp xúc không chảy - Theo phương pháp cáp điện chia hàn phía hàn hai phía 1.2.1 Hàn tiếp xúc giáp mối Hàn điện tiếp xúc giáp mối phương pháp hàn mà mối hàn tạo thành toàn bề mặt tiếp xúc chi tiết Sơ đồ nguyên lý hàn tiếp xúc giáp mối trình bày hình 1-1 Các chi tiết hàn kẹp máy hàn tiếp xúc, cực nối với đầu cuộn thứ cấp biến áp hàn số Điều khiển cường độ dòng điện hàn Ih thời gian tác dụng Ih va lực ép Pc nhờ điều khiển Hàn điện tiếp xúc giáp mối chia thành hàn điện trở (không chảy) hàn chảy Trong phương pháp hàn điện trở (hình 1-2 a) bề mặt tiếp xúc nung đến nhiệt độ gần nhiệt độ nóng chảy kim loại chi tiết hàn sau ngắt dịng điện tăng nhanh lực ép làm biến dạng vùng tiếp xúc tạo thành mối hàn Phương pháp hàn điện trở sử dụng hàn chế khó đảm bảo nung nóng đồng bề mặt tiếp xúc Phương pháp yêu cầu phải làm kỹ bề mặt hàn, sử dụng để hàn dây hay kim loại có tiết diện nhỏ, làm thép C thấp loại vật liệu khác Trong phương pháp hàn chảy (hình 1-2b) bề mặt kim loại chỗ tiếp xúc nung đến trạng thái chảy cục Dưới tác dụng lực ép, kim loại lỏng bị đẩy ngồi mối hàn hình thành Cường độ dòng hàn lực ép phương pháp nhỏ so với hàn điện trở nên giâ thành rẻ hơn, q trìnhhàn diễn nhanh hơn, khơng cần phải làm kỹ bề mặt hàn Hàn chảy dùng hiệu hàn chi tiết hàn dạng ống Hàn ray tàu hỏa, hàn phôi hàn dài làm từ thép, thép hợp kim kim loại màu Đặc biệt phương pháp hàn chảy sử dụng chế tạo dụng cụ cắt, làm giảm đáng kể giá thành dụng cụ tiết kiệm phần vật liệu làm lưỡi cắt Ví dụ phần lưỡi cắt muic khoan làm thép dụng cụ thường đựơc hàn với phần thân làm thép thường theo phương pháp hàn chảy 1.2.2 Hàn điện tiếp xúc điểm Hàn tiếp xúc điểm phương pháp hàn mà chi tiết hàn với theo tưng điểm riêng biệt (H-1-3) Các chi tiết hàn ghép chồng lên với dùng điện cực để ép sơ chùng lại với nhau, sau cho dịng điện chạy qua Chỗ tiếp xúc nằm chi tiết nung nóng đến trạng thái chảy, cịn xung quanh đến trạng thái dẻo tác dụng lực ép Pc mối hàn hình thành Bộ phận điều khiển có nhiệm vụ tự động đóng ngắt dịng điện lực ép Vật liệu dùng làm điện cực có tính dẫn điện, dẫn nhiệt, chịu nhiệt có độ bền cao đồng điện phân, đồng có pha Crơm cadimi Điện cực thường có đường dẫn nước làm nguội Tùy theo ách bố trí điện cực mà chia thành hàn điện tiếp xúc phía hay hàn điện tiếp xúc phía Là hai điện cực bố trí hai phía chi tiết hàn lần ép hàn điểm Khi hàn điểm phía hàn ép hay nhiều ghép với nhau, Hàn điểm tiếp xúc chiểm gần 80% số lượng liên kết hàn tiếp xúc Hàn điện tiếp xúc điểm sử dụng rông rãi công nghiệp chế tạo xe máy, ô tô, toa xe ngành xây dựng kỹ thuật điện tử Chiều dày hàn từ vài m đến hàng chục mm Là hai điện cực bố trí phía chi tiết hàn Để nâng cao mật độ dòng điện chỗ tiếp xúc nười ta dùng đỡ đồng áp vào chi tiết phía Phương pháp lần hàn hai điểm nhiên sử dụng (do mạch rẽ lớn nên hàn phía thường sử dụng hàn mỏng) 1.2.3 Hàn điện tiếp xúc đường Hàn điện tiếp xúc đường phương pháp hàn mà mối hàn tập hợp điểm liên tục thời điểm có điểm hàn tạo tác dụng dòng điện lực ép thơng qua điiện cực hình đĩa quay liên tục (H 1-4) Các điện cực bố trí phía hay hai phía so với chi tiết hàn giống hàn điểm Hai điện ực hình đĩa quay ngược chiều nhờ động có tốc độ điều khiển để tạo đường hàn kín Tùy thuộc vào chuyển động điện cực hình đĩa có dịng điện chạy qua, hàn tiếp xúc đường chia thành ba loại sau a) Hàn đường liên tục Điện cực quay liên tục, Dịng điện ln chạy qua chi tiết hàn tạo thành đường hàn kín chạy suốt chiều dài mối hàn Phương pháp cho suất hàn cao nhiên điện cực nhanh bị mài mịn bị nung nóng liên tục Hàn đường liên tục thường dùng để hàn chi tiết mỏng u cầu độ kín bể nước, bình xăng xe máy b) Hàn đường gián đoạn Điện cực quay liên tục dòng điện chạy qua theo chu kỳ ngắn mối hàn hình thành thời điểm c) Hàn bước Điện cực quay gián đoạn theo chu kỳ, điện cực ngừng quay dòng điện cấp và tạo thành điểm hàn Điện cực hình đĩa hàn tiếp xúc đường làm vật liệu giống hàn tiếp xú điểm Tốc độ hàn hàn đường đạt 10m/phút, mối hàn có độ tin cậy cao làm việc Hàn đường sử dụng nhiều công nghiệp chế tạo thùng nhiên liệu ô tô, máy bay, thiết bị tủ lanh, máy giặt 1.3 Thiết bị công nghệ hàn tiếp xúc 1.3.1 Thiết bị hàn điện tiếp xúc 1.3.1.1 Khái niệm Thiết bị hàn điện tiếp xúc bao gồm máy hàn, phận điều khiển thiết bị phụ trợ khác Máy hàn gồm phần: Phần phần điện Phần bao gồm phần tử đảm bảo độ bền, độ cứng vững cho máy hàn (như thân đế, cấu tạo lực ép, đế ) tạo lực ép để dẫn động đến điện cực Phần điện bao gồm nguồn hàn (biến áp, tụ điện, ắc quy ) mạch thứ cấp để dẫn dòng điện từ nguồn hàn đến điện cực Bộ phận điều khiển điều khiển thứ tự khoảng thời gian tiến hành nguyên công, điều khiển thông số điện chế độ hàn, điều khiển dẫn động thiết bị phụ trợ, thu thập sử lý thông tinveef trạng thái máy Các thiết bị phụ trợ bao gồm đồ gá lắp ráp với máy vạn năng, roobot dụng cụ khác thực công việc lắp ráp, định vị kẹp chặt chi tiết trước hàn, dịch chuyển chi tiết trình hàn, loại bỏ ba via trước sau hàn, làm điện cực Trên hình Giới thiệu sơ đồ cấu tạo chung thiết bị hàn điện tiếp xúc sử dụng rộng rãi sản xuất, cấu tạo lực ép dùng khí nén, điều khiển dong hàn cách thay đổi góc mở hai thyristor mắc ngược chiều nhauowr mạch sơ cấp biến áp hàn, điều khiển chu trình hàn định thời với đơn vị thời gain chu kỳ (do Vn dùng dòng điện AC tần số 50Hz nên chu kỳ T =1/f = 1/50 = 0,02 giây) 1.3.1.2 Thiết bị hàn điện tiếp xúc điển hình a) Thiết bị hàn điện tiếp xúc điểm SLP 35ª5 Thiết bị hàn điện tiếp xúc điểm SLP35A5 Nhật Bản loại máy hàn hienj sử dụng rộng rãi Việt Nam nay, đặc biệt nhà máy sản xuất xe gắn máy Honda, Yamaha, Goshi Thăng Long Thiết bị hàn điểm SLP 35ª5 có câu cấu tạo lực ép dùng pittong – xilanh khí nén Khí nén từ máy nén khí qua ống dẫn đến van ngắt khí, đến phận lọc khí nhằm loại bỏ nước bụi, sau khí nén đến van điều áp vào phận phân phối khí bao gồm van khí điện từ điều khiển tự động để nâng hạ điện cực Thông số kỹ thuật - Điện áp sử dụng pha, 380V - Công suất định danh 35 kVA Công suất hàn tối đa 80 KVA Dòng ngắn mạch tối đa 17,000A Áp lực hàn tối đa 4900N Chu kỳ làm việc định mức 9,45% Lưu lượng nước làm mát 5lít/ phút Khối lượng 230 kg Hình 1-7 Thiết bị hàn điện tiếp xúc điểm LSP35A5 Trình tự thao tác sử dụng thết bị hàn tiếp xúc điểm SLP 35A Chuẩn bị hàn Thao tác hàn Hướng dẫn vận hành phận điều khiển máy hàn điểm TWIN KD-200 Đóng điện lưới cấp vào máy hàn, đèn báo nguồn sáng Bật công tác nguồn thiết bị điều khiển vị trí “ON” đèn báo “ CONTROL POWEL” sáng Tùy theo kết cấu chi tiết mà đặt chế độ hàn để hàn chi tiêt Khi bật cơng tắc vị trí “ WELD CONDTTION 1” chế độ hàn (phía trái thiết bị điều khiển) sử dụn Khi bật “ WELD CONDTTION chế độ hàn phía (phía phải thiết bị điều khiển) sử dụng Nếu chi tiết cần hàn chế độ khác ta đặt sẵn chế độ hàn., cần hàn chế độ hàn thi chuyển cơng tác vị trí hàn Đặt thời gian ép hai nút ấn phía ( để tăng thời gian ép) hai nút ấn phía phía (để giảm thời gan ép) Mỗi nút ấn phía 10 phía dùng đẻ thay đổi giá trị hàng chục hàng đơn vị thời gain ép (099) Đặt thời gian hàn từ 099 tương tự dặt thời gian ép Đặt dịng hàn: Có nút ấn phía nút ấn phía để thay đổi giá trị hàng trăm, hàng chục hàng đơn vị Dịng hàn tính tích giá trị dặt với hệ số khuếch đại dòng hàn Ví dụ: Giá trị dặt máy 400 hệ số khuếch đại dòng hàn x10A dòng là: Ih = 400 x 10 = 4000A Đặt hệ số khuếch đại dòng hàn cách chuyển núm chuyển sang vị trí tùy chọn khác Đặt thời gian tăng dòng hàn (0 9) thời gian chồn (099) thời gian nghỉ (099) tương tự đặt thời gian ép thời gian hàn Đặt chế dộ hàn liên tục REPEAT không liên tục (NON – REPEAT) đặt vị trí REPEAT người thợ phải giữ nguyên chân đạp cần dịch chuyển chi tiết để thực liên tục diểm hàn Khi chuyển (NON – REPEAT) lần ấn bàn đạp chân thực điểm hàn, sau máy chờ người cơng nhân dịch chuyển chi tiết hàn ấn bàn đạp chân để thực điểm hàn … Sau đặt xong thông số chế độ hàn, công việc thực trình tự nêu BÀI TẬP VÀ SẢN PHẨM THỰC HÀNH Câu 1: Trình bày kỹ thuật hàn kỹ thuật an toàn hàn tiếp xúc? Câu 2: Thực hàn đường thẳng mặt phẳng môi trường nước HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI, BÀI TẬP Câu 1: Trình bày kỹ thuật hàn kỹ thuật an toàn hàn tiếp xúc? - Kỹ thuật hàn tiếp xúc - Đúng thao tác, trình tự hàn tiếp xúc - Hệ thống thông tin - Nhận biết khắc phục khuyết tật mối hàn Câu2: Thực mối hàn mặt phẳng thép môi trường nước 11 Bài 2: Những kiến thức hàn tự động lớp thuốc bảo vệ (saw) Mã bài: MĐ28.2 Mục tiêu: Trình bày cấu tạo nguyên lý việc máy hàn tự động lớp thuốc bảo vệ Nhận biết núm chức nawg điều khiển máy điều chỉnh dòng điện hàn, điện áp hàn, tốc độ dây, trình hàn liên tục, khơng liên tục Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật liệu hàn, thiết bị an toàn yêu cầu kỹ thuật; Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày ; Nêu quy ước giao tiếp người hàn người điều khiển bên trên; Hàn mối hàn phương pháp hàn tiếp xúc đạt yêu cầu kỹ thuật; Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn; Tuân thủ công tác an tồn lao động vệ sinh mơi trường 2.1.Thực chất, đặc điểm phạm vi ứng dụng 2.1.1 Thực chất đặc điểm Hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ cịn gọi hàn hồ quang chìm, tiếng Anh viết tắt SAW ( Submerged Arc Welding) q trình hàn nóng chảy mà hồ quang cháy dây hàn (điện cực hàn) vật hàn lớp thuốc bảo vệ Dưới tác dụng nhiệt hồ quang, mép hàn, dây hàn phần thuốc hàn sát hồ quang bị nóng chảy tạo thành vũng hàn Dây hàn đẩy vào vũnh hàn cấu đặc biệt với tốc độ phù hợp với tốc độ cháy ( H.3-1a ) Theo độ chuyển dịch nguồn nhiệt (hồ quang) mà kim loại vũng hàn nguội kết tinh tạo thành mối hàn (H.3 - 1b) Trên mặt vũng hàn phần mối hàn đơng đặc hình thành lớp xỉ có tác dụng tham gia vào trình luyện kim hàn, bảo vệ giữ nhiệt độ cho mối hàn, sứ tách khỏi mối hàn sau hàn Phần thuốc hàn chưa bị nóng chảy sử dụng lại Hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ tự động hai khâu cấp dây vào vùng hồ quang chuyển động hồ quang theo trục mối hàn Trường hợp gọi “ hàn hồ quang tự động lớp thuốc bảo vệ ” Nếu chủ tự động hoá khâu cấp dân hàn vào vùng hồ quang khâu chuyển động hồ quang dọc theo trục mối hàn thao tác tay gọi “ hàn hồ quang bán tự động lớp thuốc bảo vệ ” Hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ có đặc điểm sau: 12 - Nhiệt lượng hồ quang tập trung nhiệt độ cao, cho phép hàn với tốc độ lớn Vì phương pháp hàn hàn chi tiết có chiều dày lớn mà khơng cần phải vát mép Hình vẽ - Chất lượng liên kết hàn cao bảo vệ tốt kim loại mối hàn khỏi tác dụng oxi nitơ khơng khí xung quanh Kim loại mối hàn đồng thành phần hoá học Lớp thuốc xỉ hàn làm liên kết nguội chậm nên bị thiên tích Mỗi hàn có hình dạng tốt, đặn, bị khuyệt tật khơng ngấu, rỗ khí, nứt bắn t - Giảm tiêu hao vật liệu hàn (dây hàn ) - Hồ quang bao bọc kín thuốc hàn nên không làm hại mắt da thợ hàn Lượng khói ( khí độc ) sinh q trình hàn si với hàn hồ quang tay - Dễ hố tự động hố q trình hàn 2.1.2 Phạm vi ứng dụng Hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ có ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực có khí chế tạo, sản xuất: Các kết cấu thép dạng vỏ kích thước lớn, dầm thép có độ chiều cao, ống thép có đường kính lớn, bồn, bể chứa, bình chịu áp lực, cơng nghiệp đóng tầu,v.v Tuy nhiên, phương pháp chủ byếu ứng dụng để mối hàn vị trí hàn bằng, mối hàn có chiều dài lớn có quỹ đạo không phức tạp Phương pháp hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ hàn chi tiết có chiều dày từ vài mm hàng trăm mm Bảng 3-1 chiều dày chi tiếy hàn tương ứng với hàn lớp nhiều lớp, có vát mép khơng vát mép phương pháp hàn tự động lớp thuốc Bảng – 1: Chiều dày chi tiết hàn tương ứng với loại mối hàn chiều dày ( mm ) 1.3 1,4 1,6 3.2 Loại mối hàn Hàn lớp không vát mép Hàn lớp có vát mép Hàn nhiều lớp 13 4.8 6.4 10 12.7 19 25 51 102.203 2.2 Vật liệu, thiết bị hàn hồ quang tự động bán tự động lớp thuốc bảo vệ 2.2.1 Vật liệu hàn Chất lượng liên kết hàn lớp thuốc xác định tác động tổng hợp dây hàn (điện cực hàn) thuốc hàn Dây hàn thuốc hàn lựa chọn theo loại vật liệu bản, yêu cầu lý tính liên kết hàn, điều kiện làm việc Dây hàn Trong hàn hồ quang tự động bán tự động lớp thuốc bảo vệ, dây hàn phần kim loại bổ sung vào mối hàn, đồng thời đóng vai trị điện cực dẫn điện, gây hồ quang trì cháy hồ quang Dây hàn thường có hàm lượng cacbon khơng q 0,12% Nếu hàm lượng cacbon cao, dễ làm giảm tính dẻo tăng khả xuất nứt mối hàn Đường kính dây hàn hồ quang tự động lớp thuốc từ 1,6 ÷ 6mm, cịn hàn hồ quang bán tự động từ 0,8 ÷ mm Thuốc hàn có tác dụng bảo vệ vũng hàn, ổn định hồ quang, khử ơxi, hợp kim hố kim loại mối hàn đảm bảo liên kết hàn có hình dạng tốt, xỉ dễ bong 2.2.2 Thiết bị hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ Thiết bị hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ đa dạng, song hầu hết chúng lại giống nguyên lý cấu tạo số cấu phận chính, cụ thể là: Cơ cấu cấp dây hàn điều khiển để gây hồ quang ổn định hồ quang (đầu hàn) Cơ cấu dịch chuyển đầu hàn dọc theo trục mối hàn hay rạo chuyển động tương đối chi tiết hàn so với đầu hàn Bộ phậncấp thu thuốc hàn Nguồn điện hàn thiết bị điều khiển trình hàn Tuỳ theo loại thiết bị cụ thể, cấu bố trí thành khối thành khối độc lập Ví dụ loại xe hàn (hình 3-2) đầu hàn cấu dịch chuyển đầu hàn, cuộ dây hàn, cấu cung cấp thuốc hàn hệ thống điều khiển q trình hàn bố trí thành khối Nhờ xe hàn chuyển động trực mép linh động, chuyển động theo quỹ đạo khác kết cấu dạng tấm, chí thực mối hàn vịng mặt trịn đường ống có đường kính lớn 14 Đối với máy hàn bán tự động lớp thuốc bảo vệ đầu hàn thay súng hàn nhỏ gọn, dễ điều khiển tay Cơ cấu cấp dây bố trí rời khối nguồn hàn với cấu khác Nguồn điện hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ phải có hệ số làm việc liên tục 100% có phạm vi điều khiển dịng điện rộng từ vài trăm đến vài ngàn ampe Trên hình 3-3 hình ảnh loại xe hàn hồ quang tự động lớp thuốc bảo vệ 2.3 Công nghệ hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ 2.3.1 Chuẩn bị liên kết trước hàn Chuẩn bị vát mép gá lắp vật hàn cho hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ yêu cầu cần thận nhiều so với hàn hồ quang tay Mép hàn phải phẳng, khe hở hàn mối hàn đặn không bị cong vênh, rỗ Với hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ, liên kết hàn có chiều dầy nhỏ 20mm vát mép hàn hai phía Những liên kết hàn có chiều dày lớn vát mép mỏ cắt khí, máy cắt plasma gia công máy cắt gọn Trước hàn phải làm mép hàn chiều rộng 50 ÷ 60mm hai phía mối hàn, sauđó hàn đình qua hàn chất lượng cao 2.3.2 Chế độ hàn Dòng diện hàn Chiều sâu ngấu liên kết hàn tỷ lệ thuận với dòng điện hàn Tuy nhiên tăng dòng điện hàn, lượng dây hàn nóng chảy tăng theo, hồ quang chìm sâu vào kim loại nên chiều rộng mối hàn không tăng rõ rệt mà tăng theo chiều sâu ngấu chiều cao phần nhô mối hàn, tạo tập trung ứng suất, giảm chất lượng bề mặt mối hàn, xỉ khó bong Nếu dịng điện q nhỏ chiều sâu ngấu giảm, khơng đáp ứng yêu cầu ( H.3 - ) Điện áp hồ quang Hồ quang dài điện áp hồ quang cao, áp lực lên kim loại lỏng giảm, chiều sâu ngấu giảm tăng chiều rộng mối hàn Điều chỉnh tốc độ cấp dây làm thay đổi điện áp cột hồ quang: tăng tốc độ cấp dây điện áp cột hồ quang thấp ngược lại 15 Tốc độ hàn Tốc độ hàn tăng, nhiệt lượng hồ quang đơn vị chiều dài mối hàn giảm, độ sâu ngấu giảm, đồng thời chiều rộng mối hàn giảm Đường kính dây hàn Khi đường kính dây hàn tăng mà dịng điện khơng đổi chiều sâu ngấu giảm tương ứng Đường kính dây hàn giảm hồ quang ăn sâu vào kim loại bản, mối hàn hẹp chiều sâu ngấu lớn Các yếu tố công nghệ khác (độ dài phần nhô dây hàn, loại cực tính dịng điện hàn v.v ) Độ dài phần nhơ dây hàn tăng lên tác dụng nung nóng kim loại điện cực trước vào vùng hồ quang tăng lên Dây hàn cháy nhanh, đồng thời điện trở phần nhơ tăng lên, dịng điện hàn giảm xuống, đặc biệt hàn dây hàn có đường kính bé tượng rõ rệt Khi hàn hồ quang tự động bán tự động lớp thuốc bảo vệ dùng dịng điện chiều xoay chiều Thông thường hàn thép dày dùng điện xoay chiều, cịn hàn thép mỏng dùng điện chiều để giữ hồ quang ổn định Với loại thuốc hàn dùng nay, đổi từ nối thuận sang nối nghịch chiều sâu ngấu tăng lên Hàn dịng xoay chiều có chiều sâu ngấu mức trung bình so với hàn dịng chiều nối thuận nối nghịch Cỡ hạt thuốc hàn có ảnh hưởng định đến độ ngấu mối hàn Thuốc hàn có cỡ hạt nhỏ làm giảm bớt tính linh hoạt hồ quang làm tăng chiều sâu ngấu 2.3.3 Kỹ thuật hàn Khi hàn giáp mối lớp, để tránh cháy thủng, để có độ ngấu hồn tồn tạo hình tốt mặt trái mối hàn ta áp dụng biện pháp sau: hàn lót phía dưới, dùng đệm thép, đệm thuốc, đệm đồng, đệm gồm dùng khoá chân Nếu chiều dầy vật hàn tương đối lớn, hàn lót phương pháp khác, sau hàn thức Trong trường hợp khơng thể hàn lớp lót được, dùng đệm thép cố định để hàn ngấu hồn tồn Khoá chân tương tự hàn với đệm thép Khoá chân hay dùng cho mối hàn vật hình trụ ống, bồn chứa,v.v 16 Có thể dùng đệm rời đồng, đệm đồng kết hợp với thuốc hình - 5đ Khi hàn hồ quang tự động bán tự động lớp thuốc bảo vệ, tốt nên dùng đệm thuốc để ngăn kim loại lỏng chảy khỏi khe hở hàn Hình - số phương pháp đệm thuốc thông dụng Khi hàn liên kết chữ T liên kết hàn góc ứng dụng đệm thuốc hàn lót phía bên ( H - ) Các biện pháp áp dụng cho vị trí hàn “lịng thuyền” mà kim loại lỏng có khả chảy khỏi khe hàn Biện pháp đặt vào khe hở miếng átbét (amiăng) ( H.3-6c ) áp dụng cho hàn kim loại dày, tiếp xúc trực tiếp átbét với kim loại lỏng thường sinh rỗ khí 17 Bài 3: Những kiến thức hàn gang 3.1 Hàn gang nguội 3.1.1 Đặc điểm khó khăn hàn gang Đặc điểm: Kỹ thuật hàn gang kỹ thuật khó phức tạp, khơng phải khơng thể hàn Thông thường phương pháp hàn dùng để sửa chữa, không dùng để kết nối chi tiết với Như sửa chữa khuôn đúc hay sửa lỗi sản phẩm sau đúc sau gia cơng tính dịn hầu hết loai gang Gang có hàm lượng carbon từ 2-4% cứng gấp 10 lần thép Các khó khăn hàn gang: Thứ nhất, Khả biến dạng dẻo gang thấp Trong biểu đồ thử kéo gang gần khơng có vùng biến dạng chảy rõ rệt Thứ hai, Gang nhạy cảm với nhiệt, nên dễ thay đổi tổ chức trình hàn trình nguội sau hàn Do tốc độ nguội Gang lớn nên mối hàn vùng kim loại liền kề dễ hình thành tổ chức tơi, tổi chức gang trắng có độ cứng, giịn cao ( lên tới 800HB) dễ gây nứt mối hàn Thứ ba: Các sản phẩm gang đa dang mặt thành phần hóa học, tổ chức Nên hàn khó xác định xác chế độ hàn chế độ gia cơng nhiệt Thứ tư: Ở thể lỏng gang có tính chảy lỗng cao Gang khó hàn tư khác hàn sấp Vật liệu hàn Gang Lựa chọn vật liệu hàn Gang đúng: Thông thường vật liệu hàn Gang cần có độ dẻo cao, nên thành phần Nikel cao, lên đến 90%! Nên chọn que hàn chế độ hàn hợp lý, loại que hàn thường dùng que hàn đồng, que hàn innox Hàn tốt sử dụng que hàn hợp kim niken đồng.và dùng lủa bon hoá để bù đắp lượng bon gang bị cháy Đối với bề mặt gang bị nứt tiến hành hàn que hàn đặc biệt Loại que hàn: Eutectic 240 (Que hàn nối đắp cho loại gang) Nguồn hàn: AC/DC+ Thành phần: Ni Fe Mn C Độ bền kéo: 55 000 psi (380 MPa) 18 3.1.2 Chế độ hàn + Hàn Gang nguội que hàn đặc biệt Để hàn Gang xám có độ bền cao cách hàn gang nguội hàn chỗ khuyết vật đúc gang dùng que hàn Gang lõi thép có thành phần thuốc bọc có chứa nguyên tố mà trình hàn kết hợp với cacbon để tạo cácbit không tan gang lên tạo thành xỉ (như que hàn có nhãn hiệu yy 4) sử dựng que hàn yy dùng dòng điện chiều đấu thuận cực dùng dịng điện xoay chiều Chế độ hàn chọn theo bảng: d(mm) I(A) 60 - 80 90 - 170 120 – 150 Mối hàn thực ngắt quãng theo đoạn 30 – 60 mm Dùng búa gõ nhẹ sau dừng hồ quang lên bề mặt mối hàn để nguội xuống 50oC - 60oC tiếp tục hàn đoạn khác + Hàn gang nguội que hàn Đồng – Sắt: Loại que hàn có lớp bọc chủ yếu lớp bột Sắt tới 50% ,27% thạch cao , 7,5% đỏ hoa cứng Ngồi có Feromangan, Ferosilic, Sắt mangan,Sắt silic, Sắt titan, lõi que hàn đồng (M2, M3) dùng dòng điện chiều đấu nghịch Chế độ hàn chọn theo bảng: d (mm) I (A) 90 - 110 120 - 140 160 - 190 Mối hàn thực ngắt quãng theo đoạn (30 60) mm Dùng búa gõ nhẹ sau dừng hồ quang lên bề mặt mối hàn, vật hàn để nguội xuống 50 oC 60OC tiếp tục hàn đoạn khác Hiện dùng que hàn đồng sắt, có lõi sắt mạ lớp đồng dầy (0,3 0,4) Ngồi cịn dùng que hàn đồng niken thành phần lõi que hàn gồm 28% đồng, 2,5% sắt, 1,5% mangan cịn lại niken Cũng dùng loại que hàn thép Cácbon xung quanh lớp dây đồng có đường kính 1,5 mm để hàn gang 3.1.3 Kỹ thuật hàn gang nguội + Hàn nguội: Khơng nung nóng trước hàn + Thao tác hàn gang nguội đơn giản, giá thành thấp, hàn vị trí Do hàn nguội ứng dụng rộng rãi 19 + Hàn nguội có nhiều phương pháp nên vào trình hàn để phân loại Thường dùng phương pháp: a) Hàn nguội que hàn gang lõi thép cac bon: + Khi hàn mối hàn nhiều lớp hàn lớp thứ hai phải đợi cho lớp trước nguội xuống 600 hàn lớp thứ hai + Dùng loại que hàn vật đúc sau hàn sinh kết cấu gang miệng trắng, nên sau hàn không gia công nhiệt được, cường độ mối hàn + Để tăng độ bền mối hàn vít đinh thép vào cho vát cạnh Khoảng cách đinh dc= (0,3 - 0,4 ) s < 12 mm chiều dài khoan vào mép vát Lc = 1,5dc (mm) vát cạnh chữ V 22 b)Nung nóng sơ trước hàn Khi hàn gang nóng phải nắm vững nhiệt độ nung nóng vận tốc nung nóng + Đối với vật đúc thơng thường có kết cấu đơn giản nung nong đến nhiệt độ yêu cầu từ – + Đối với vật đúc có kết cấu phức tạp thời gian nung đến nhiệt độ yêu cầu từ – Nhiệt độ nung nóng khống chế từ 600 – 6500C Hàn vá + Trong trình hàn vá phải đảm bảo vật đúc nhiệt độ từ 500 0C – 6000C Do ngồi chỗ bị hàn tất phải dùng amiăng phủ lên để tránh nhiệt độ xuống Khi hàn vá dùng cực kim loại cacbon + Tránh nhiệt độ vùng nóng chảy cao thấp làm cho tính mối hàn + Khi hàn que hàn trần thành phần thuốc hàn có hai loại: -Bo rắc có 100% -50% bo rắc + 47% sunphat Cu + 3% Si + Dòng điện hàn lớn từ 10 – 20%, dùng dòng điện 1(-) đấu thuận + Trong q trình hàn khơng đứt đoạn chừng, cần phải hàn liên tục 23 ... trí thành khối thành khối độc lập Ví dụ loại xe hàn (hình 3-2 ) đầu hàn cấu dịch chuyển đầu hàn, cuộ dây hàn, cấu cung cấp thuốc hàn hệ thống điều khiển q trình hàn bố trí thành khối Nhờ xe hàn. .. dây hàn (điện cực hàn) vật hàn lớp thuốc bảo vệ Dưới tác dụng nhiệt hồ quang, mép hàn, dây hàn phần thuốc hàn sát hồ quang bị nóng chảy tạo thành vũng hàn Dây hàn đẩy vào vũnh hàn cấu đặc biệt. .. gang) Nguồn hàn: AC/DC+ Thành phần: Ni Fe Mn C Độ bền kéo: 55 000 psi (380 MPa) 18 3 .1. 2 Chế độ hàn + Hàn Gang nguội que hàn đặc biệt Để hàn Gang xám có độ bền cao cách hàn gang nguội hàn chỗ khuyết