Bài giảng thiết bị hàn chương 1 dụng cụ thiết bị hàn hồ quang tay

   CHƯƠNG 1: DỤNG CỤ ­ THIẾT BỊ HÀN HỒ QUANG TAY  1. Khái niệm chung 2. Dụng cụ hàn và cách sử dụng 3. Máy hàn hồ quang tay 4. Máy cắt thép              1. Khái niệm chung 1.1. Giới thiệu chung về dụng cụ thiết bị hàn * Thiết bị hàn + Máy hàn: ­ Máy hàn một chiều: Sử dụng dịng điện một chiều ­ Máy hàn xoay chiều: Sử dụng dịng điện xoay chiều ­ Máy tạo ra nguồn điện cung cấp cho việc hình thành và duy  trì hồ quang hàn + Thiết bị an tồn: ­ Thiết bị chiếu sáng: Ánh nắng mặt trời, bóng điện,… ­ Hệ thống thơng gió: Quạt, gió tự nhiên,… +  Bảo  hộ  lao  động:  Găng  tay  da,  ủng  da,  dây  bảo  hiểm,  kính  bảo hộ, bình thở ơxi, mặt nạ phịng độc,…           1. Khái niệm chung 1.1.  Giới  thiệu  chung  về  dụng  cụ  thiết  bị  hàn * Dụng cụ hàn ­ Kìm hàn: Để kẹp que hàn ­ Mặt nạ hàn: Bảo vệ mắt và da mặt ­  Tấm  chắn  hồ  quang:  Làm  bằng  cao  su,  có  màu đen ­ Dây cáp hàn: Dẫn điện ­ Bàn, ghế hàn: Được chế tạo đặc biệt, có các  thiết bị gá lắp và điều chỉnh được độ cao, ­  Các  dụng  cụ  khác:  Búa  gõ  xỉ,  bàn  chải  sắt,  đục, búa, kìm,…           1. Khái niệm chung 1.2. Hồ quang hàn ­ một số tính chất của nó * Khái niệm về hồ quang hàn Hồ  quang  hàn  phát  ra  một  nguồn  ánh  sáng  và  cung  cấp  một  nguồn nhiệt rất  lớn. Nguồn nhiệt  có  độ  tập trung cao dùng  để làm nóng chảy vật liệu hàn và kim loại cơ bản. Ánh sáng  mạnh của hồ quang dễ gây ra viêm mắt và bỏng da. Do vậy,  khỉ hàn người thợ hàn một mặt phải đeo mặt nạ, găng tay và  mặc quần áo bảo vệ ; mặt khác phải có biên pháp che chắn  hoặc cảnh báo đối với những người xung quanh           1. Khái niệm chung 1.2. Hồ quang hàn ­ một số tính chất của nó * Đường đặc tính tĩnh của hồ quang + Vùng I:  ­ Ih  lhq > lhq1)           1. Khái niệm chung *  Quan  hệ  giữa  đường  đặc  tính  tĩnh  của  hồ  quang  và  đặc tính ngồi của nguồn hàn Tùy theo phương pháp hàn cụ thể để chọn loại nguồn hàn có đặc  tính  phù  hợp.  Khi  hàn  hồ  quang  tay  nên  sử  dụng  loại  máy  hàn  có  đường  đặc  tính  "dốc"  (đường  1).  Bởi  lẽ,  thao  tác  của  người  thợ  khơng ổn định sẽ làm chiều dài hồ quang và điên áp hồ quang thường  xun thay đổi. Nếu nguồn hàn có đặc tính "dốc", thì với sự thay đổi  chiểu dài hồ quang (từ vị trí O tới vị trí O1 với hồ quang ngắn hơn  lhql   Ihq)  sự thay đổi vế dịng hàn là khơng đáng kể, nhờ vậy chất lượng mối  hàn  vẫn  đảm  bảo. Máy  hàn  có  đường  đặc  tính  ngồi  "dốc"  thường  được gọi máy hàn kiểu dịng điện khơng đổi (CC) với ý nghĩa là nếu  có biến thiên điện áp nhỏ xảy ra do sự thay đổi chiều dài hồ quang  trong khi hàn thì dịng điện hàn thay đổi khơng đáng kể           1. Khái niệm chung *  Quan  hệ  giữa  đường  đặc  tính  tĩnh  của  hồ  quang  và  đặc tính ngồi của nguồn hàn ­ Tại A có Ih nhỏ, điểm A được gọi là điểm gây hồ quang ­ Tại B có Ih lớn, hồ quang cháy ổn định, điện áp hàn thấp           3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.1. Máy hàn một chiều a. Động cơ – Máy phát tạo ra dịng một chiều Ngun lý cấu tạo chung ­ Thì dịng điện i chạy trong thanh dẫn sẽ cung cấp  điện cực  cho tải ­ Nếu bỏ qua điện trở của thanh dẫn thì điện áp đặt vào tải u =  e  + Cơng suất điện máy phát: Pđ = u.i = e.i ­  Dịng  điện  i  nằm  trong  từ  trường  sẽ  chịu  tác  dụng  của  lực  điện từ Fđt ­ Khi máy quay với vận tốc khơng đổi thì lực điện từ cân bằng  với lực cơ học của động cơ sơ cấp: Fcơ = Fđt * Kết luận: Như vậy cơ năng đã biến đổi thành điện năng           3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.1. Máy hàn một chiều b. Máy hàn có cuộn khử từ mắc nối tiếp           3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.1. Máy hàn một chiều b. Máy hàn có cuộn khử từ mắc nối tiếp ­ Khi máy chạy khơng tải: + Khi đó cuộn kích từ 1 có điện thế U = const  và rơto quay +  Từ  thơng  ϕ1  do  cuộn  kích  từ  sinh  ra  lúc  đó  xuất  hiện  một  suất điện động cảm ứng E. Vì chưa gây hồ quang nên mạch  ngồi có thể đo được trị số là Uo, Uo = E ­ Khi gây hồ quang: + Trong cuộn khử từ 2 và cuộn dây rơto có dịng điện chạy  qua.  Làm  xuất  hiện  một  từ  thơng  ϕ 2  ở  cuộn  dây  khử  từ  nhưng có chiều ngược lại ϕ1 + Khi Ih tăng thì ϕ2 tăng làm từ trường tổng giảm  ϕ dẫn đến  Uh giảm + Khi Ih giảm thì  ϕ2 giảm làm từ trường tổng tăng  ϕ dẫn đến  Uh tăng           3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.1. Máy hàn một chiều b. Máy hàn có cuộn khử từ mắc nối tiếp * Cách điều chỉnh dịng điện hàn: ­ Điều chỉnh lượng từ thơng  ϕ1 bằng cách điều chỉnh biến trở  mắc nối tiếp với cuộn kích từ 1 + Nếu tăng biến trở thì ϕ 1 giảm  → E giảm → Ih giảm + Nếu giảm biến trở thì ϕ 1 tăng → E tăng → Ih tăng ­ Điều chỉnh lượng từ thơng  ϕ 2 bằng cách thay đổi vị trí của  chổi than dẫn  đến thay  đổi điện  áp ra của máy, từ đó thay  đổi Ih + Di chuyển chổi than theo chiều quay của rơto thì Ih giảm +  Di  chuyển  chổi  than  theo  chiều  ngược  chiều  quay  của  rơto  thì Ih tăng           3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.1. Máy hàn một chiều c. Máy phát điện hàn có cực từ lắp rời Cấu tạo:           3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.1. Máy hàn một chiều c. Máy phát điện hàn có cực từ lắp rời Cấu tạo: ­ Có 4 cực từ được bố trí làm hai cặp xen kẽ nhau trên stato ­ Trên các cặp từ có quấn các cuộn dây kích thích ­  Cuộn  dây  kích  thích  thứ  nhất  quấn  trên  cặp  cực  S1N1  làm  việc ở chế độ bão hịa từ ­ Cuộn dây kích thích thứ hai quấn trên cặp cực S2N2 làm việc  ở chế độ khơng bão hịa từ ­ Trên rơto có lắp 3 chổi than A, B, C (A, B là chổi than chính,  C là chổi than phụ) ­ Cặp cực A, C cấp điện cho các cuộn dây kích thích           3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.1. Máy hàn một chiều c. Máy phát điện hàn có cực từ lắp rời * Ngun lý làm việc: ­  Khi  máy  chạy  khơng  tải:  Rơto  của  máy  chưa  có  dịng  điện  chạy qua. Lúc này Uo = E ­ Khi hàn: +  Trong  rơto  của  máy  phát  điện  có  dịng  điện  chạy  qua.  Rơto  sinh ra một dịng từ thơng mới chống lại từ thơng sinh ra nó,  làm giảm từ thơng tổng của máy.Dẫn tới giảm điện áp của  máy + Chiều dài hồ quang (Lhq) lớn thì Uh tăng + Chiều dài hồ quang (Lhq) nhỏ thì Uh giảm           3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.1. Máy hàn một chiều c. Máy phát điện hàn có cực từ lắp rời * Ngun lý làm việc: ­  Lúc  ngắn  mạch  (Chập mạch):  Điện thế của  máy giảm gần  bằng  không  như  vậy  là  hạn  chế  được  dòng  điện  chập  mạch * Điều chỉnh cường độ dòng điện hàn bằng cách: ­ Lắp một biến trở nối tiếp với các cuộn dây kích thích ­ Lắp một tay nắm, để thay đổi vị trí của chổi than           3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.1. Máy hàn một chiều d. Chỉnh lưu hàn + Cấu tạo:  ­ Máy biến áp ­ Mạch chỉnh lưu dịng xoay chiều thành dịng một chiều + Sơ đồ ngun lý chung: Điện  vào  AC  (xoay  chiều)  →  Biến  áp  →  Điều  khiển  →  Chỉnh lưu → Điện ra DC (một chiều           3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.1. Máy hàn một chiều d. Chỉnh lưu hàn ­ Sơ đồ nguyên lý máy hàn chỉnh lưu một pha:           3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.1. Máy hàn một chiều d. Chỉnh lưu hàn ­ Sơ đồ ngun lý máy hàn chỉnh lưu một pha:           3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.2. Máy hàn hồ quang xoay chiều  Với dịng xoay chiều có: + Biến áp có bộ tự cảm riêng  + Máy hàn xoay chiều có bộ tự cảm rời + Máy hàn xoay chiều có bộ tự cảm kết hợp + Máy hàn xoay chiều có lõi di động + Biến áp có bộ tự cảm bão hịa            3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.2. Máy hàn hồ quang xoay chiều a. Nguyên lý cấu tạo chung máy biến áp hàn hồ quang tay ­ Cấu tạo của máy biến áp gồm: Lõi thép và dây cuốn.  + Lõi thép được làm bằng lá thép kỹ thuật dày 0,3 ÷ 0,5 mm, hai mặt sơn cách điện, và được ghép lại với nhau tạo thành lõi thép Máy biến áp Lõi thép được chia làm hai phần: 1. Phần trụ là nơi để đặt cuộn dây, 2. Phần gơng là phần khép kín mạch từ giữa các trụ Dây  cuốn  được  làm  bằng  đồng  hoặc  nhơm  có  tiết  diện  trịn  hoặc  hình chữ nhật, bên ngồi dây dẫn có lớp cách điện           3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.2. Máy hàn hồ quang xoay chiều a. Nguyên lý cấu tạo chung máy biến áp hàn hồ quang tay  Nguyên lý chung ­ Máy biến áp hàn là thiết bị điện từ tĩnh ­ Làm việc theo nguyên lý cảm  ứng điện từ, dùng để biến đổi điện  áp của hệ thống dòng điện xoay chiều, nhưng vẫn giữ nguyên tần  số ­ Hệ thống đầu vào máy biến áp (khi chưa biến đổi): U1, I1, tần số  f ­ Hệ thống đầu ra máy biến áp (khi đã biến đổi): U2, I2, tần số f ­ Đ ầu vào c ủ c a máy bi n áp nệ ốu: i với ngu ồn điốệ th n đ i là s ơ cấệp.u: Thông s ố sơ ấp đượếc ký hi Thông s ứượ  cấc g p đọượ c ký hi ­ Đ u ra nối vớơi t ật hàn) g ọi là thứ cứ ấ c p.ấp w2 Sốầ  vịng dây s  cả ấi ( kìm hàn, v p w1 Số vịng dây th Dịng điện điện sơ cấp I1 Dịng điện điện thứ cấp I2 Điện áp sơ cấp U1 Điện áp thứ cấp U2 Cơng suất sơ cấp P Cơng suất thứ cấp P           3.  Thiết bị hàn hồ quang tay 3.2. Máy hàn hồ quang xoay chiều a. Nguyên lý cấu tạo chung máy biến áp hàn hồ quang tay  Nguyên lý chung ­ Nếu điện áp thứ cấp lớn hơn điện áp sơ cấp gọi là máy biến áp tăng  áp ­  Nếu  điện  áp  thứ  cấp  nhỏ  hơn  điện  áp  sơ  cấp  gọi  là  máy  biến  áp  giảm áp ­  Máy  biến  áp  hàn  hồ  quang  tay  chủ  yếu  là  máy  biến  áp  giảm  áp  (chuyển  từ  điện  áp  cao  xuống  điện  áp  thấp.  Nên  số  vòng  dây  ở  cuộn sơ cấp thường lớn hơn số vòng dây ở cuộn thứ cấp) ­ Quan hệ giữa điện áp, dòng đi U ện và s I ốn1 vòng dây như sau:  U2 I1 n2 ...           3. ? ?Thiết? ?bị? ?hàn? ?hồ? ?quang? ?tay 3 .1.  Máy? ?hàn? ?một chiều d. Chỉnh lưu? ?hàn ­ Sơ đồ nguyên lý máy? ?hàn? ?chỉnh lưu một pha:           3. ? ?Thiết? ?bị? ?hàn? ?hồ? ?quang? ?tay 3 .1.  Máy? ?hàn? ?một chiều d. Chỉnh lưu? ?hàn. ..           3. ? ?Thiết? ?bị? ?hàn? ?hồ? ?quang? ?tay 3 .1.  Máy? ?hàn? ?một chiều c. Máy phát điện? ?hàn? ?có cực từ lắp rời Cấu tạo:           3. ? ?Thiết? ?bị? ?hàn? ?hồ? ?quang? ?tay 3 .1.  Máy? ?hàn? ?một chiều c. Máy phát điện? ?hàn? ?có cực từ lắp rời... * Kết luận: Như vậy cơ năng đã biến đổi thành điện năng           3. ? ?Thiết? ?bị? ?hàn? ?hồ? ?quang? ?tay 3 .1.  Máy? ?hàn? ?một chiều b. Máy? ?hàn? ?có cuộn khử từ mắc nối tiếp           3. ? ?Thiết? ?bị? ?hàn? ?hồ? ?quang? ?tay 3 .1.  Máy? ?hàn? ?một chiều b. Máy? ?hàn? ?có cuộn khử từ mắc nối tiếp