TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP KHOA CƠ KHÍ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MĐ HÀN HỒ QUANG Bài 1 Hàn hồ quang tay/ Hàn que 1/ Định nghĩa Hàn hồ quang tay ( hay còn gọi là hàn que ) là quá trình hàn điện nóng chảy[.]
TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP KHOA CƠ KHÍ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MĐ: HÀN HỒ QUANG Bài 1: Hàn hồ quang tay/ Hàn que 1/ Định nghĩa Hàn hồ quang tay ( hay gọi hàn que ) q trình hàn điện nóng chảy sử dụng điện cực dạng que hàn (thường có vỏ bọc) khơng sử dụng khí bảo vệ ,trong tất thao tác (gây hồ quang ,dịch chuyển que hàn ,thay que hàn ,vv ) người thợ hàn thực tay Các tên gọi: ✪ SMAW (Shielded metal arc welding) ✪ MMA (Mannual metal arc) ✪ Flux shielded arc welding ✪ Stick welding Hàn hồ quang tay 2/ Đặc điểm Hàn Hồ Quang Tay ✪ Hàn tư không gian ✪ Dùng dòng chiều(DC) xoay chiều(AC) ✪ Năng suất thấp cường độ hàn bị hạn chế ✪ Hình dạng ,kích thước thành phần hóa học mối hàn không đồng tốc độ hàn bị dao động ,làm cho phần kim loại tham gia vào mối hàn thay đổi ✪ Chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt tương đối lớn tốc độ hàn nhỏ ✪ Bắn tóe kim loại lớn phải đánh xỉ ✪ Điều kiện làm việc thợ hàn mang tính độc hại (do tiếp xúc xạ,hơi,khí độc) ✪ Dễ tạo khuyết tật nên chất lượng mối hàn không cao 3/ Phạm vi ứng dụng Hàn Hồ Quang Tay: ✪ Do tính linh hoạt, đơn giản thiết bị quy trình hoạt động hàn hồ quang tay, nên phương pháp hàn phổ biến giới ✪ Thích hợp cho hàn chiều dày nhỏ trung bình tư khơng gian ✪ Chiếm ưu so với phương pháp hàn khác công nghiệp sữa chữa phục hồi ✪ Sử dụng rộng rãi xây dựng kết cấu thép chế tạo công nghiệp ✪ Thường hàn thép bon ,thép hợp kim cao thấp,thép không gỉ,gang xám gang dẻo Ít phổ biến cho hàn kim loại màu :Niken,Đồng ,nhôm hợp kim chúng 4/ Lịch sử phát triển ✪ Năm 1881 Auguste De Meritens người thực thành công ý tưởng dùng hồ quang điện cực cácbon nối chì với ✪ Năm 1887 Nikolai Bernados cấp sáng chế Anh quốc cho phương pháp sử dụng hồ quang điện cực bon để hàn chi tiết công nghệ hàn tay ✪ Năm 1889,độc lập với nhau,N G Slavianov(người Nga) Chairles coffin(người Mỹ) cấp sáng chế cho phương pháp hồ quang tay có sử dụng điện cực kim loại,thay điện cực bon ✪ Năm 1907 Oscar kjellberg(người Thụy Điển) cấp sáng chế cho hàn hồ quang tay que hàn có vỏ bọc mà chúng hay dùng ngày Bài 2: Bản chất hồ quang hàn 1/ Năng lƣợng hồ quang Năng lượng hồ quang (nhiệt ánh sáng) mang tính tập trung dùng để nung chảy kim loại hàn Hồ quang tượng phóng điện mạnh liên tục mơi trường khí điện cực trái dấu Để xảy tượng phóng điện, mơi trường khí phải dẫn điện (chứa hạt tích điện như: ion, điện tử tự do) Điều kiện sinh hạt điện tích khoảng khơng hai điện cực, bao gồm: ☀ Phát xạ nhiệt điện tử ☀ Phát xạ quang điện ☀ Tự phát xạ ☀ Phát xạ va đập ion hóa thể tích Điều có nghĩa cần phải tạo điện thế, gọi điện ion hóa, nhằm bứt điện tử khỏi nguyên tử hay phân tử, biến thành ion Trong thực tế, hồ quang hàn chứa khí kim loại Khi đưa vào môi trường hồ quang lượng nhỏ chất có điện ion hóa thấp (ví dụ, hợp chất kali) điện ion hóa hiệu dụng hỗn hợp khí hồ quang giảm xuống mạnh, làm cho hồ quang ổn định 2/ Sự hình thành hồ quang hàn Có thể chia hình thành hồ quang hàn qua giai đoạn, hình vẽ Giai đoạn hình thành hồ quang Giai đoạn Do bề mặt đầu que hàn vật hàn không phẳng tuyệt đối, lúc chạm que hàn vào vật hàn, xảy ngắn mạch (tập trung cường độ dòng điện) chỗ thật có tiếp xúc điện, sinh lượng nhiệt lớn khoảng thời gian ngắn Giai đoạn Kim loại chảy nhanh chỗ tiếp xúc điền đầy khoảng điện cực vật hàn Giai đoạn Khi nhấc điện cực lên, lực từ trường tác động vào cột kim loại nóng chảy, tiết diện giảm, dẫn đến tăng mật độ dịng điện (hiệu ứng Pinch) Giai đoạn Kim loại lỏng nhanh chóng sôi bay hơi, cột kim loại lỏng bị đứt, dẫn đến hình thành hồ quang Khi hồ quang hàn hình thành phát xạ điện tử bề mặt catod điện áp tăng đáng kể, dẫn đến làm tăng phát xạ nói chung Tính dẫn điện hồ quang tăng theo dòng điện tăng điện áp giảm tới giá trị định, tạo nên ổn định hồ quang Có thể chia khoảng không gian hồ quang thành vùng Vùng hồ quang ☀ Vùng anod (cực dương) ☀ Vùng catod (cực âm) ☀ Vùng cột hồ quang => Hồ quang trì thơng qua q trình phát xạ điện tử từ catod Bài Kí hiệu que hàn theo tiểu chuẩn Việt Nam Hiện có nhiều hệ thống tiêu chuẩn kí hiệu que hàn ISO 2560 -1973 DIN 1913 (01/1976 Đức) AWS A5.1 – 81, BS 639 -1976 (Anh), JIS (Nhật Bản) Phần viết giới thiệu kí hiệu que hàn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN Ký hiệu que hàn thép cacbon Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3223 : 2000 (tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 2560:1973) ký hiệu que hàn thép cacbon quy ước kích thước yêu cầu kỹ thuật que hàn điện hồ quang tay dựa theo phương pháp thử que hàn theo tiêu chuẩn TCVN 3909:2000 Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3223:2000 áp dụng cho que hàn thép cacbon kí hiệu quy ước que hàn gồm nhóm chữ số: Sơ đồ ký hiệu qui ước que hàn điện có vỏ bọc sau: E-XX-X-XX ☀ Vị trí thứ nhất: Chữ E – que hàn điện hồ quang tay có vỏ bọc ☀ Vị trí thứ 2: Sau chữ E nhóm số biểu diễn giá trị giới hạn bền kéo tối thiểu kim loại đắp Bmin (N/mm2, MPa) ☀ Vị trí thứ 3: cho tính chất lý, loại độ bền kéo Bmin lại chia thành nhóm: với độ dai va đập (charpy [J]) độ dãn dài thử nghiệm điều kiện đưa TCVN 3909:2000, đặc trưng chữ số: 0, 1, 2, 3, ☀ Vị trí thứ 4: Loại vỏ bọc que hàn ký hiệu chữ theo canh sách sau: A: Axit; O: Oxy hóa; AR: Axit Rutil: R: Rutil (vỏ bọc trung bình): B: Bazơ; RR: Rutil (vỏ bọc dày); C: Cellulosic; S: Các loại khác Ví dụ: E 43 RR- loại que hàn điện hồ quang tay có vỏ bọc, giới hạn độ bền kéo tối thiểu 430Mpa, nhiệt độ thử độ dai va đập nhiệt độ phòng que hàn có thuốc vỏ bọc rutil dày Ký hiệu que hàn thép chịu nhiệt Sơ đồ ký hiệu qui ước que hàn điện có vỏ bọc sau: Hn.CrXX.NiXX.MoXX-XXX X ☀ Vị trí thứ nhất: Hn– que hàn thép hợp kim chịu nhiệt ☀ Vị trí thứ 2: Cr hàm lượng, theo phần nghìn ☀ Vị trí thứ 3: Ni hàm lượng theo phần nghìn ☀ Vị trí thứ 4: Ngun tố hợp kim khác hàm lượng ☀ Vị trí thứ 5: Nhiệt độ làm việc lớn ☀ Vị trí thứ 6: Loại vỏ bọc Ví dụ: Hn.Cr05.Mo10.V04 – 450R có nghĩa que hàn thép chịu nhiệt làm việc nhiệt độ tối đa 450 độ C có vỏ bọc thuốc hệ rutil, kim loại mối hàn có thành phần hóa học 0,5% Cr; 1%Mo; 0,4%V Ký hiệu que hàn thép bền nhiệt không gỉ Sơ đồ ký hiệu qui ước que hàn điện có vỏ bọc sau: Hb.CrXX.NiXX.MoXX-XXX X ☀ Vị trí thứ nhất: Hb – que hàn thép hợp kim chịu nhiệt khơng gỉ ☀ Vị trí thứ 2: Cr hàm lượng, theo phần nghìn ☀ Vị trí thứ 3: Ni hàm lượng theo phần nghìn ☀ Vị trí thứ 4: Nguyên tố hợp kim khác hàm lượng ☀ Vị trí thứ 5: Nhiệt độ làm việc lớn ☀ Vị trí thứ 6: Loại vỏ bọc Ví dụ: Hb.Cr18.Ni8.Mn – 600B : Que hàn thép hợp kim bền nhiệt khơng gỉ có thành phần kim loại đắp: 18%Cr; 8% Ni; 1%Mn Nhiệt độ làm việc ổn định mối hàn 600 độ C Vỏ thuốc bọc thuộc hệ bazo Ký hiệu que hàn thép hợp kim có độ bền cao Sơ đồ ký hiệu quy ước que hàn điện có vỏ bọc sau: Hc.XX.CrXX.NiXX.WXX-XXX X ☀ Vị trí thứ nhất: Hc – que hàn thép hợp kim có độ bền cao ☀ Vị trí thứ 2: Giới hạn độ bền kéo tối thiểu ☀ Vị trí thứ 3: Cr hàm lượng theo phần nghìn ☀ Vị trí thứ 4: Ni hàm lượng theo phần nghìn ☀ Vị trí thứ 5: Nguyên tố hợp kim khác hàm lượng ☀ Vị trí thứ 6: Nhiệt độ làm việc lớn ☀ Vị trí thứ 7: Loại vỏ bọc Ví dụ: Hc.60.Cr18.V.W.Mo-B có nghĩa que hàn hợp kim độ bền cao, kim loại đắp có giới hạn bền kéo tối thiểu 60Kg/mm2 ( hay 590Mpa) thành phần hóa học gồm 18%Cr; 1%V;1%W 1%Mo có vỏ thuốc bọc que hàn thuộc hệ bazo ... mạnh, làm cho hồ quang ổn định 2/ Sự hình thành hồ quang hàn Có thể chia hình thành hồ quang hàn qua giai đoạn, hình vẽ Giai đoạn hình thành hồ quang Giai đoạn Do bề mặt đầu que hàn vật hàn không... nên ổn định hồ quang Có thể chia khoảng khơng gian hồ quang thành vùng Vùng hồ quang ☀ Vùng anod (cực dương) ☀ Vùng catod (cực âm) ☀ Vùng cột hồ quang => Hồ quang trì thơng qua q trình phát xạ...Bài 1: Hàn hồ quang tay/ Hàn que 1/ Định nghĩa Hàn hồ quang tay ( hay gọi hàn que ) q trình hàn điện nóng chảy sử dụng điện cực dạng que hàn (thường có vỏ bọc) khơng sử