BO GIAG!THONG VAN TAI
TRƯỜNG ÿđ0-ĐĂNG 61A0 THƠNG VẬN TẢI TRUNE-ƯỨNG I
TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG
NGHE: HAN
Ban hành theo Quyét dinh sé 1955/QD-CDGTVTTWI-DT ngay 21/12/2017
của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng GTVT Trung ương I
Trang 3
_BQ GIAO THONG VAN TAL
TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I
GIAO TRINH
Mô đun: Hàn điện cơ bản
NGHE: HAN
TRINH DO: CAO DANG
Trang 4LOI NOI DAU
Trong những năm gần đây, với nhu cầu cơng nghiệp hố hiện đại hố dạy nghề
đã có những bước tiến nhằm thay đổi chất lượng dạy và học, để thực hiện nhiệm vụ
đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội Cùng với sự phát
triển của khoa học công nghệ trên thế giới, lĩnh vực cơ khí chế tạo nói chung và ngành
Hàn ở Việt Nam nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể
Chương trình khung quốc gia nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở phân tích
nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các môđun Để tạo điều kiện thuận lợi cho
các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề
theo các môđun đảo tạo nghề là cấp thiết hiện nay
M6 dun : Hàn Điện Cơ Bản là mô đun đào tạo nghề được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành Trong quá trình thực hiện, nhóm biên soạn đã
tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nước, kết hợp với kinh nghiệm
trong thực tế sản xuất
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết, rất
mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hoàn thiện hon Xin chân thành cảm ơn!
Trang 5MỤC LỤC
Nội dung
LỜI NÓI ĐẦU
MỤC LỤC
MO DUN HAN DIEN CO BAN
BÀI 1: Những kiến thức cơ bản khi hàn điện hồ quang tay
BÀI 2: Vận hành máy hàn điện thông dụng
BÀI 3: Hàn đường thẳng trên mặt phẳng ở vị trí bằng BÀI 4: Hàn chốt
BÀI 5: Hàn giáp mối không vát mép ở vị trí bằng BÀI 6; Hàn mối hàn giáp mối có vát mép ở vị trí bằng BÀI 7: Hàn góc khơng vát mép (hàn chồng) ở vị trí bằng
BÀI 8: Hàn góc có vát mép ở vị trí hàn bằng
BAI 9: Han gdp mép kim loại mỏng ở vi tri han bằng
Trang 6BAI 1: NHUNG KIEN THUC CO BAN KHI HAN DIEN HO QUANG TAY MUC TIEU
Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng:
- Trình bày chỉ tiết các ký hiệu, quy ước của mối hàn
- Phân biệt các loại máy hàn điện hồ quang, đồ gá, kính hàn, kìm hàn và các
dụng cụ cầm tay
- Phân biệt các loại que hàn thép các bon thấp theo ký mã hiệu, hình dáng bên ngồi
- Trinh bày nguyên lý của quá trình hàn hồ quang
- Phân biệt chính xác các liên kết hàn cơ bản
- Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn
- Trình bày đầy đủ mọi ảnh hưởng của quá trình hàn hồ quang tới sức khoẻ
công nhân hàn
- Thực hiện tốt cơng tác an tồn lao động và vệ sinh môi trường
NỘI DUNG
- Sơ lược về ký hiệu, quy ước của mối hàn
- Các loại máy hàn điện hồ quang và dung cụ cầm tay ~ Các loại que hàn thép các bon thấp
- Nguyên lý của quá trình hàn hồ quang
- Các liên kết hàn cơ bản
- Các khuyết tật của mối hàn
- Những ảnh hưởng của hồ quang hàn tới sức khỏe công nhân hàn
1- Sơ lược về ký hiệu, quy ước của mối hàn
1.1- Cách biểu diễn mối hàn trên bản vẽ: Khi biểu diễn không phụ thuộc vào phương pháp hàn
- Mối hàn nhìn thấy, được biêu diễn bằng "nét liền cơ bản" - Mối hàn khuất được biểu diễn bằng "nét đứt"
~ Mối hàn điểm nhìn thấy được biểu diễn bằng dấu "+" nét liền cơ bản
\ a b c
Hình 1.1: a -Mối hàn thấy; b - Mối hàn khuất; c - Méi han diém thdy
Trang 7ì S | } SES, dD | IRề 3F “ yy 4G (PA) 2G (PC) Í 3G (PG) 4G (PE) C© ⁄ ¿ (T0 ĐCLơð tu L y › 16 Xoay(Rotated] 5G (PG) Z ecto) | Z 4FR PA) 2G (PC) eh
1.2- Quy ước ký hiệu mối hàn trên bản vẽ
- Mối hàn được thực hiện theo đường chu vi kín (hình a), chu vi hở (hình b)
a b
Hình 1.2: a - Kí hiệu mồ hàn thấy; b- Ki hiệu mối hàn khuất
- Ký hiệu mối hàn hồ quang tay bằng chữ cái in hoa là chữ (T) Mối hàn chính
T-m10 \
được ghi ở trên (hình 2c) và phía phụ ghi ở dưới (hình 2d) nét gạch ngang của đường dong chi vi tri đường hàn
T-m8 T-m8 d e
Hình 1.2 : e - Kí hiệu mối hàn thấy, d - Ki hiệu mối hàn khuất
Trang 8- Ding chit cai (in thường) và kèm theo các chữ số đề chỉ kiểu liên kết hàn
m - liên kết hàn giáp mối t- liên kết hàn chữ T
nxl (e) n =§ðmốihịn
/ = Dộ dời một 1 mối hồn
(@) = Khoảng cách giưa 2 mối
Trang 9
A kk Bên kia Bên này Cả hai bên
J ý ý J Thong tin bé sung Hòn theo khu vực được chỉ dẫn Hòn toèn bộ chu vị 'Chỗ yêu cầu kiểm fra khong phd hoy
c - liên kết hàn giáp mối
"K a ee
Trang 10Vét V 1 phia Lot day
Vớt V 1 phía hịn lót đáy, bằng mặt Với U 1 phía, hẻn lót déy
Trang 11- May han dién xoay chiều: Máy hàn xoay chiều có bộ tự cảm riêng, máy hàn xoay chiều có lõi di động, máy hàn xoay chiều có các cuộn dây chuyền động Ký hiệu (CA), điện áp không tải ỦUạ= 55+80 (V), điện áp tải Uy=25+45 (V)
- Máy hàn điện một chiều một pha, hai pha, ba pha chỉnh lưu bằng Silen, Silic:
ký hiệu (CD), điện áp không tải Uạ= 39+55 (V), điện áp tải U,=16+35 (V)
03 04 05
(ea =
ol
Hình 2.1.1- Máy hàn và các thiết bị kèm theo
1 Máy hàn 2 Dây hàn; 3 Kừm hàn;
4 Hép dung que han; 5 Bàn hàn
2.2- Dd gá, bàn hàn và dụng cụ khác (hình 2.2)
- Đồ gá hàn
Trang 12- Kìm kẹp phôi
- Ban chải sắt
Hình 2.3.1- Các dụng cụ phục vụ cho quá trình chuẩn bị và làm sạch mối hàn
3- Các loại que hàn thép các bon thấp
3.1- Cau tao 5 20-30 L
Hinh 3.1.1- Cau tao que hàn điện
Cấu tạo que hàn gồm hai phần chính: Lõi que hàn và phần lớp thuốc bọc que hàn Mặt đầu que hàn lớp thuốc được xén vát để lộ lõi thép mục dich dễ tạo hồ quang lúc mới hàn, đuôi que hàn có chiều đài khoảng 30mm để kẹp vào kìm hàn, phần khơng bọc thuốc khoảng 20mm mục đích tăng sự tiếp xúc dẫn điện từ kìm hàn vào que hàn Chiều dài L của que hàn là phần có tác dụng trong quá trình hàn, que hàn có tiết điện hình trịn Kích thước đường kính que hàn (Tính theo đường kính lõi), và chiều dài L được tiêu chuẩn hoá được giới thiệu trên bảng sau:
Đường kính que hàn Chiều dài que hàn L (mm)
Que hàn thép các bon Que hàn thép hợp kim
thấp hoặc hợp kim thấp cao
1,6; 2,0 225 hoặc 250 225 hoặc 250
2,5: 3,0 350 250
4,0 400 hoặc 450 350
5,0; 6,0;8,0; 10; 12 450 350 hoặc 450
Trang 13
+ Lõi thép que hàn: Chế tạo bằng thép các bon, lõi que hàn này gồm bốn số
hiệu là: CB-08; CB08A; CB- 08TA; CB- 0§T2 chữ số CB chỉ lõi que hàn, con số chỉ
thành phần các bon trung bình theo phần trăm Chữ A cuối chỉ tính đẻo, độ đai va
chạm cao của mối hàn, hàm lượng lưu huỳnh (S) và phốt pho (P) nhỏ hơn số hiệu dây han CB-08 Theo công dụng lõi que han chia ra: lõi que hàn dùng để han va han đắp để
chế tạo que hàn (làm lõi) ký hiệu chữ › như: 942, 346, 950 hoac ONM-5YHN13/45 Que hàn chế tạo bằng thép hợp kim cao, lõi que hàn gồm 28 nhãn hiệu là: CB - 10T
CMT; CB - 13X2MT; CB - I8XT CA lõi que hàn này thành phần hợp kim rất
cao
Lõi que hàn thường có cơ tính thành phần tốt hơn kim loại cơ bản
+ Thuốc bọc que hàn:
Thuốc bọc que hàn thường chế tạo tổng hợp của rất nhiều các nguyên té hoá
học phân ra thành nhiều nhóm:
- Nhóm tạo xỉ: làm nhiệm vụ cơ bản của thuốc bọc làm cho xỉ loãng đều, nhẹ
nỗi lên bề mặt mối hàn và phủ đều để bảo vệ không cho khơng khí xâm nhập vào mối
hàn, tạo cho mối hàn nguội chậm
- Nhóm ơxy hố và khử ơxy: là những nguyên tố tham gia vào q trình ơxy
hoá kim loại mối hàn làm tăng nhiệt độ vũng hàn như F2O, MnO đồng thời khử ơxy
để hồn ngun sắt tạo thành xỉ thoát ra khỏi vũng hàn Ví dụ như các Ferô mangan, Fer6 silic
- Nhom két dinh: Lam nhiém vy lién két đảm bảo độ bên cần thiết của lớp thuốc
bọc que hàn Ví dụ như nước thuỷ tỉnh, thạch anh
- Nhóm các vật liệu hợp kim: Làm nhiệm vụ hợp kim hoá mối hàn bù đắp các
nguyên tố bị cháy hụt, nhằm tăng độ bền cho mối hàn 3.2 - Các yêu cầu đối với que hàn
* Yêu cầu về thuốc bọc: Que hàn phải có thuốc bọc thoả mãn các yêu cầu sau: - Tạo ra môi trường ion hoá để đảm bảo dễ gây hồ quang và hồ quang cháy ổn định Thường dùng các nguyên tố thuộc nhóm kim loại kiềm
- Tao ra mơi trường khí bảo vệ tốt vũng hàn, không cho nó tiếp xúc với ôxy và nito của môi trường xung quanh.Thường dùng các chất hữu cơ (Tinh bột,xenlulô, ), các chất khoáng (ManheZit, đá cẩm thach, )
- Có khả năng khử ƠXy, hợp kim hố kim loại mối hàn, nhằm nâng cao cải thiện thành phần hố học và cơ tính của kim loại mối hàn, trong vỏ thuốc, các Ferô hợp kim thường được đưa vào đề thực hiện chức năng này
- Đảm bảo độ bám chắc của vỏ thuốc lên lõi thép, bảo vệ que hàn không bị ôxy
hoá- Tạo ra lớp xi long phủ đều lên bề mặt kim loại mối hàn, bảo vệ khơng cho khơng
khí xâm nhập trực tiếp vào vũng hàn và tạo điều kiện cho mối hàn nguội chậm Lớp xỉ
này phải dễ tách khi mối hàn nguội Thường dùng các loại như: TIO;, CaF;, MnO;,
„ thường dùng nước thuỷ tỉnh, dextrin,
- Nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp vỏ thuốc phải lớn hơn nhiệt độ nóng chảy của lõi que để khi hàn tao ra hình phễu hướng kim loại que hàn nóng chảy đi vào
Trang 14vũng hàn thuận lợi Vỏ thuốc phải cháy đều không rơi thành cục gây khó khăn cho quá
trình hàn
* Yêu cầu tổng thể của que hàn: Que hàn phải đạt được các yêu cầu chính sau đây:
- Đảm bảo yêu cầu về cơ tính cho kim loại mối hàn
- Đảm bảo thành phần hoá học cần thiết cho kim loại mối hàn - Đảm bảo tính cơng nghệ tốt, tức là:
+ Dễ gây hồ quang và hồ quang cháy ổn định
+ Nóng chảy đều, khơng vón cục gây khó khăn cho việc hàn + Có khả năng hàn mọi vị trí trong không gian
+ Nhận được mối hàn không rỗ, không nứt
+ Xi hàn dễ nỗi trên bề mặt mối hàn, phủ đều trên bề mặt mối hàn và xỉ phải dễ tách ra khỏi bề mặt mối hàn khi nguội
+ Khi hàn kim loại lỏng ít bắn toé
+ Năng suất hàn cao tức là hệ số đắp đảm bảo từ 8-12g/A.h
- Khói thuốc ít gây độc hại cho người thợ
- Đảm bảo tính kinh tế
3.3 - Phân loại que hàn:
Hiện nay que hàn dùng để hàn hồ quang tay có rất nhiều loại có thể phân ra như
sau:
- Phân loại theo công dung: Que han ding dé han thép các bon thấp và thép hợp kim thấp Que han dé han thép các bon cao và hợp kim Que hàn dé hàn thép hợp kim
cao, thép không gỉ Que hàn đắp, que hàn gang và que hàn kim loại màu -
Phân loại theo chiều dày lớp thuốc bọc: Căn cứ vào tỷ số D/d
+ Que han có lớp thuốc bọc mỏng: D/d < 1,2 (trong đó d là đường kính lõi que hàn, D là đường kính tính cả phần vỏ thuốc bọc)
+ Que hàn có lớp thuốc bọc trung bình: 1,2< D/d <1,45
+ Que hàn có lớp thuốc bọc dày: 1,45 < D/d < 1,8 + Que hàn có lớp thuốc bọc đặc biệt dày: D/d > 1,8 - Phân loại theo tính chất chủ yếu của vỏ thuốc bọc:
+ Que hàn loại vỏ thuốc hệ axít (kí hiệu là A): Thuốc làm vỏ thuốc bọc loại này được chế tạo chủ yếu từ các loại oxít sắt, mangan, silic, ferômangan Que hàn vỏ thuốc loại này có tốc độ chảy lớn, cho phép hàn bằng cả hai loại đòng điện xoay chiều và một chiều, hàn ở các vị trí khác nhau trong không gian Nhược điểm của nó là mối hàn dễ có khuynh hướng nứt nóng, nên rất ít dùng để hàn các loại thép có hàm lượng lưu huỳnh và các bon cao
+ Que hàn loại vỏ thuốc hệ BaZơ (B): Trong vỏ thuốc chủ yếu là các thành
phần như canxicacbonat, manhêcacbonat, huỳnh thạch, ferômangan, silic, titan, Khi
hàn sẽ tạo ra khíbảo vệ là CO và CO2 do phản ứng phân ly của cacbonat Que hàn
thuộc hệ baZơ chỉ sử dụng dòng điện một chiều nối nghịch Mối hàn ít bị nứt kết tỉnh, nhưng rất đễ bị rỗ khí Có thể đùng que hàn loại này dé han thép có độ bền cao, các
loại kết cầu quan trọng
Trang 15+ Que hàn loại vỏ thuốc hệ hữu cơ (ký hiệu là O hay C): Loại que hàn này có chứa nhiều tỉnh bột, xenlulô, để tạo ra mơi trường khí bảo vệ cho quá trình hàn
Muốn tạo xỉ tốt thường cho thêm thành phần quặng titan, mangan, silic và một số ferô
hợp kim Đặc điểm của loại que hàn này là tốc độ đông đặc nhanh nên có thể sử dụng
để hàn đứng từ trên xuống, hàn với cả dòng xoay chiều và một chiều
+ Que hàn loại vỏ thuốc hệ Rutin (R): Trong thuốc bọc có chứa thành phần như
ôxit titan, graft, mica, trường thạch, canxi và manhêcacbonat, ferô hợp kim Que hàn
này sử dụng với dòng điện xoay chiều, một chiều, hồ quang cháy ổn định, mối hàn hình thành tốt, ít bắn toé kim loại, nhưng dễ bị rỗ khí và nứt kết tỉnh trong mối hàn
Ngoài ra trên thế giới còn có một số loại que hàn khác với thành phần vỏ bọc
đặc biệt là hỗn hợp của bốn loại nêu trên
3.4 - Một số tiêu chuẩn và phương pháp ký hiệu que hàn
3.4.1-Tổng quan về các tiêu chuẩn que hàn
Nhu cầu về một hệ thống tiêu chuẩn và phương pháp ký hiệu que hàn hồ quang tay đang trở thành bức xúc trong bối cảnh hiện nay khi mà các mối quan hệ hợp tác
kinh tế, khoa học, trao đổi công nghệ và thương mại giữa các quốc gia ngày càng phát triển mạnh Tổ chức tiêu chuẩn Quốc tế ISO (International OrganiZation for StandardiZation) được thành lập nhằm tập hợp các cơ quan tiêu chuẩn của các nước đề
xác lập các tiêu chuẩn chung về mọi mặt, trong đó có cả vật liệu hàn Tuy nhiên các tiêu chuẩn về que hàn mà ISO đưa ra chưa có tính chất pháp lý đối với các nước, tức là
chỉ được coi như khuyến nghị cho các nước tham khảo để biên soạn các tiêu chuẩn mới hoặc sửa đổi và bổ sung các bộ tiêu chuẩn đã có của mình Hiện nay có hàng loạt các quốc gia đang có chủ trương tiếp cận dần với các tiêu chuẩn của ISO và đưa vào
danh mục que hàn phương pháp ký hiệu không chỉ phổ biến trong nội bộ của một
nước sản xuất que hàn mà cả các nước có quan hệ với họ Sự liên kết chặt chẽ giữa các
quốc gia Châu Âu trong lĩnh vực tiêu chuẩn hoá đã dẫn tới việc thành lập Tổ chức Tiêu chuân Châu Âu (EN) và là thành viên của ISO Tiêu chuẩn của Vương quốc Anh (BS) Tiêu chuẩn của Cộng hoà Liên bang Đức (DIN) Tiêu chuẩn của Nga (YOCT),
Thái Lan (TIS) Khác biệt lớn về ký hiệu que hàn so với ISO là tiêu chuẩn Hiệp hội
Hàn Hoa Kỳ (AWS) Mặc dù vậy tiêu chuẩn này lại được phổ biến rộng rãi trên thế giới
3.4.2 - Ký hiệu que hàn theo tiêu chuẩn Việt Nam
- Que hàn thép các bon thấp và hợp kim thấp TCVN 3734-89
| I
N 2 chữ số 1 chữ số 1 chữ cái in hoa
Trang 16
Que han nối Chỉ hệ vỏ bọc của que han
A (axit), B (baZo), R (rutin)
Chỉ giới hạn bền kéo tối
Thiéu (KG/mm’) va các Chỉ loại dòng điện và cực Chỉ tiêu khác về cơ tính của tính của đòng điện một chiều
Kim loại mối hàn (bảng 3.4.2) (6) - chỉ dòng điện một chiều
Nối nghịch (DC)
Ví dụ: N50 - 6B Có nghĩa là: Que hàn dùng để hàn thép các bon và thép hợp
kim thấp, vỏ thuốc hệ baZơ thích hợp hàn với dòng điện một chiều nối nghịch Kim loại mối hàn có độ bền tối thiểu là 50 KG/mm? (hay 490 MPa); độ dai va đập không bé hơn 1,3 MJ/mŸ:; độ dãn dài tương đối ö5 > 20%; góc uốn œ > 150°
Bảng 3.3.2-Cơ tính của kim loại mối hàn
Các chỉ tiêu về cơ tính
ves Dare wr : D6 dan
Giới hạn bên kéo Độ dai va đập dài Góc n
Loại que hàn ob ak tương a
đôi 5
Nimm? | KG/mm? | My/m? | KGavem % Độ
N42 410 42 0,8 8 18 150 N46 450 46 0,8 8 18 150 N50 490 50 0,7 7 16 120 N42 - 6B 410 42 1,5 15 22 180 N46 - 6B 450 46 1,4 14 22 180 N50 - 6B 490 50 1,3 13 20 150 N55 - 5B 540 55 1,2 12 20 150 N60 - 6B 590 60 1,0 10 18 120
Bang TCVN 3223 - 89 quy định các chỉ tiêu về thành phân hoá học của kim loại đắp
Trang 17NS0-6B_ | 0,12 | 0,35 0,70 N55 -6B_ | 0,15 | 0,50
- Que han thép chiu nhiét:
Hn Crxx Moxx Vxx +; XXK xX
| ‡ L, [Hệ vỏ thuốc bọc
ấn 2É 0 A, B, R, C)
id Các nguyên tô và hàm lượng eo ants 2
C ie của các nguyên tố tinh theo Nhiệt độ làm việc lớn nhât
op tìm chu phần nghìn
nhiệt
Ví dụ: Hn.Cr05.Mo10.V04 - 450R_ Có nghĩa là: Que hàn thép chịu nhiệt làm
việc ở nhiệt độ tối đa là 450°e có vỏ thuốc bọc hệ rutin; kim loại mối hàn có thành
phần hoa hoc 1a: 0,5%Cr, 1% Mo, 0,4%V
- Que hàn thép bền nhiệt và không gi
Hb Crxx Nixx Mnxx .XXX X
r" | >> Nhóm vỏ bọc
Que han thép Nhiệt độ làm việc ổn
định bền nhiệt và không gỉ Ký hiệu các nguyên tố hợp kim của mối hàn
Cr, Ni, Mn và các nguyên tố khác nếu có,
Cùng hàm lượng các nguyên tố tính theo phan trăm
Vi du: Hb.Cr18.Ni8.Mn - 600B Có nghĩa là: Que hàn thép bền nhiệt và không
gỉ có thành phần kim loại đắp: 18%Cr, 8% Ni, 1%Mn Nhiệt độ làm việc ôn định của
mối hàn là 600°C Vỏ thuốc bọc que hàn thuộc hệ BaZơ 4 - Nguyên lý của quá trình hàn hồ quang
4.1 -Thực chất, đặc điểm hàn hồ quang tay
- Thực chất:
+ Hàn hồ quang tay là một trong những phương pháp hàn nóng chảy dùng năng lượng của hồ quang điện nung nóng kim loại chỗ cần nối đến trạng thái chảy đề sau khi kết tỉnh sẽ tạo thành mối hàn nối các chỉ tiết thành một liên kết bền vững
+ Trong quá trình hàn, mọi thao tác như: Gây hồ quang, dịch chuyển que han dé duy trì chiều dài hồ quang, dao động để tạo ra chiều rộng cần thiết cho mối hàn cũng như chuyền động dọc trục để hàn hết đường hàn đều do người thợ thực hiện bằng tay
- Đặc điểm:
+ Được sử dụng rộng rãi ở tất cả các nước đo có tính linh động cao, tiện lợi và đa năng
+ Cho phép hàn được mọi vị trí trong khơng gian
+ Thiết bị han dé vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng, mức độ đầu tư thấp
+ Năng suất hàn không cao đo thao tác bằng tay, chất lượng mối hàn phụ thuộc vào tay nghề người thợ
+ Điều kiện làm việc không tốt (do chịu tác động trực tiếp của mơi trường khói
và ánh sáng của hồ quang)
Trang 184.2 - Hồ quang han va tính chất của hồ quang
Hồ quang hàn là nguồn nhiệt lớn tập trung dùng để làm nóng chảy kim loại
khi hàn
Hồ quang là sự phóng điện liên tục giữa hai điện cực trong mơi trường khí bị
ion hoá Khi cháy đạt đến nhiệt độ 6150°C (ở tâm cột hồ quang) Năng lượng điện mà
hồ quang tiêu thụ phần lớn chuyển thành nhiệt năng Ánh sáng hồ quang phát ra rất mạnh gây ra viêm giác mạc và hỏng da Ở trong môi trường các điêu kiện bình thường,
khơng khí khơng dẫn điện, dòng điện chỉ có thể qua khi mơi trường khí có các phần tử
tích điện như các ion âm, ion dương và điện tử tự do
Quá trình tạo ra các ion gọi là sự ion hố, cịn mơi trường khí chứa ion gọi là
môi trường bị ion hoá Để cho một điện tử thoát ra khỏi nguyên tử và tạo ra ion cần phải tốn một năng lượng nhất định, năng lượng này đặc trưng bởi điện thế ion hoá và phụ thuộc vào một số yếu tố sau: Điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử và sự tác
động tương hỗ giữa các điện tử trong điện trường Các nguyên tố thuộc nhóm kiềm có
điện thế ion nhỏ nhất, nên được dùng để chế tạo thuốc bọc que hàn tạo điều kiện cho
dé môi hồ quang và cháy ồn định hơn Thường điện thế của máy han lúc chưa gây hồ quang khoảng 50V đến 80V là phù hợp, với điện thế ion hoá của các nguyên tố dùng
để mỗi hồ quang
Khi hàn bằng dong điện một chiều điện cực nối với cực âm của nguồn gọi là
Katốt, cực đương là Anốt còn khi hàn bằng dong xoay chiều thì cực bị thay đổi lúc là
Anốt lúc là Katốt Khoảng không gian giữa hai điện cực chứa hồ quang gọi là chiều dài cột hồ quang (Lhq) ú(.+) Cột hồ quang Vat han Lhq, 1 Pct.)
Hình 4.2- Sơ đô hàn hồ quang tay
4.3 - Phân loại hồ quang tay và đặc điểm của chúng
4.3.1- Phân loại theo điện cực hàn
- Hàn hồ quang điện cực nóng chảy Điện cực là que hàn bằng kim loại Hồ quang cháy giữa que hàn và vật hàn Mối hàn hình thành chủ yếu là kim loại que hàn
nóng chảy bù đắp vào mối hàn
Trang 19- Hàn hồ quang bằng điện cực khơng nóng chảy Điện cực chế tạo bằng than,
grafít, hoặc bằng Von/ram Sự hình thành mối hàn là đo kim loại vật hàn nóng chảy, nếu như không dùng que hàn phụ, hoặc có cả kim loại que hàn phụ và kim loại vật hàn cùng nóng chảy tạo nên mối hàn
4.3.2 - Phân loại theo dòng điện
- Hàn hồ quang bằng dòng điện xoay chiều: Thường dùng nhất là dòng điện cơng nghiệp có tần số 50HZ Hồ quang không được ổn định bởi dòng điện và điện thế
hàn trong quá trình làm việc lúc có trị số âm, lúc có trị số đương Ưu điểm của hàn hồ
quang bằng dòng điện xoay chiều là thiết bị đơn giản, dễ chế tạo, vận hành, sử dụng,
giá thành rẻ hơn dòng điện một chiều
- Hàn hồ quang bằng dòng điện một chiều: Hàn hồ quang bằng địng điện một chiều có chất lượng tốt hơn, nhiều ưu điểm hơn hàn hồ quang bằng dòng xoay chiều
Song tạo ra dòng điện một chiều khó khăn hơn Thiết bị đắt tiền khó chế tạo Khi hàn bằng dòng điện một chiều người ta có hai phương pháp nối dây: Nối thuận và nối
nghịch
4.3.3 - Phân loại theo phương pháp nối day
- Nối dây trực tiếp Cáp dẫn điện hàn ra một đầu được nối với vật hàn, một đầu nối với điện cực (que hàn) thông qua kìm hàn Nối trực tiếp thường dùng khi hàn bằng
điện cực nóng chảy (H.a)
+ Nối thuận: Là nối điện cực âm của nguồn với điện cực (que hàn), còn cực
dương nối với vật hàn
Khi nối thuận thì nhiệt độ vật hàn cao hơn so với que hàn, vì vậy thường dùng để hàn thép có chiều day lon Khi dùng điện cực than để hàn, nối thuận tạo cho cực than ít bị nung nóng, tăng được tuổi thọ của điện cực, đồng thời tránh các bon xâm
nhập vào mối hàn
+ Nối nghịch: Là nối que hàn với cực dương của nguồn điện, còn vật hàn nối với cực âm Nối nghịch nhiệt độ ở vật hàn thấp hơn so với que han, ding dé han chi tiết có chiều dày mỏng, nhiệt độ nóng chảy thấp
Bị a) b) ©)
Hình 4.3.3- Sơ đồ phân loại hồ quang theo phương pháp nối dây
- Nối đây gián tiếp: Hai cực của nguồn điện ra hàn được nối với que hàn, cịn vật hàn khơng được nối với cực nào cả Hồ quang cháy giữa hai que hàn Khi muốn
hàn phải để hồ quang gần vật hàn thì mới có khả năng truyền nhiệt từ hồ quang vào vật hàn Hàn hồ quang nối dây gián tiếp thường dùng khi hàn điện cực khơng nóng chảy Ưu điểm của hàn hồ quang gián tiếp là có thể điều chỉnh được nhiệt độ cấp cho mối
Trang 20hàn, bằng cách điều chỉnh khoảng cách từ hai điện cực đến bề mặt mối hàn Do đó
thuận lợi cho han tam mỏng, hop kim và kim loại màu (H.b)
- Nối dây hỗn hợp: Thường dùng với nguồn điện hàn ba pha Hai đầu của
nguồn điện được nối với que hàn, còn một đầu được nối với vật hàn Hàn hồ quang ba pha cho năng suất hàn cao hơn, do nguồn nhiệt tập trung ở vũng hàn cao, thích hợp
hàn các chỉ tiết chiều dày lớn, nhiệt độ nóng chảy cao (H.c)
4.4 - Các quá trình vật lý và luyện kim hàn nóng chảy
4.4.1- Khái niệm vũng hàn và mối hàn
Khi hàn nóng chảy, dưới tác dụng nguồn nhiệt hàn một phần kim loại cơ bản tại
vị trí mép hàn bị nóng chảy kết hợp với kim loại bổ xung từ vật liệu hàn (que hàn, dây
hàn, thuốc hàn ) tạo ra một khu vực kim loại lỏng thường gọi là vũng hàn
(H.4.4.1.1) theo quy ước vũng hàn chia hai phần, phần đầu A diễn ra q trình nóng chảy kim loại cơ bản và kim loại bổ xung, phần đuôi B diễn ra quá trình kết tinh hình
thành mối hàn Hình 4.4.1.1- Sở đồ vũng hàn
A,B - Phan đầu và phan đuôi của vũng hàn;
h, b và a- Chiều sâu, chiều rộng và chiều dài của vũng hàn;
§ - Chiều dây vật hàn
Trong vùng hàn kim loại lỏng luôn ở trạng thái chuyền động không ngừng, kim loại lỏng ở phần đầu bị day lùi về phía đi một cách tuần hồn dưới tác dụng áp suất dòng khí lên mặt kim loại vũng hàn Vì vậy bề mặt mối hàn sau khi hình thành khơng phẳng có dạng sóng hình vây cá xếp chồng
Hình dạng kích thước vùng hàn phụ thuộc nhiều yếu tố như công suất nguồn nhiệt, phương pháp và chế độ hàn, loại dòng điện và kiểu nối dây, tính chất lý nhiệt của vật liệu 2222 1b» Mặt chính Cạnh mới hàn
Hình 4.4.1.2- Mối hàn giáp mối (a) và mối hàn góc (b)
Trang 21Khi nguồn nhiệt chuyển động dọc theo mép hàn, vũng hàn cũng chuyển động theo để lại liên kết kim loại phía sau nó gọi là mối hàn
Theo hình đạng mặt cắt ngang, người ta phân biệt các mối hàn nóng chảy thành
hai loại Mối hàn giáp mối và mối hàn góc (Hình 4.4.1.2) giới thiệu mối hàn giáp mối,
mối hàn góc và các bộ phận của chúng
- Mối hàn giáp mối (hình 4.4.1.2-a) được đặc trưng bằng các kích thước chiều
rộng b, chiều cao h (h chính là độ ngấu mối hàn), chiều cao phần nhơ e Hình dạng của
mối hàn được coi là hợp lý khi tỉ số b/h (hệ số ngấu) có giá trị từ 0,8+4 Còn tỉ số b/e (hệ số hình dạng) dao động trong khoảng 7+10
- Mối hàn góc (hình 4.4.1.2-b) mối hàn có tiết điện ngang là một tam giác vuông cân cạnh là k Do nhiều yếu tố công nghệ và kỹ thuật thực hiện mà mối hàn góc có thé có dạng bề mặt khác nhau (Hình 4.4.1.3) a) b) c) d) K K K KI>K Hình 4.4.1.3- Các loại mối hàn góc
a) Mối hàn góc có bê mặt phẳng; b) Mối hàn góc có bê mặt lơi
©e) Mối hàn góc có bề mặt lõm; d) Mối hàn góc khơng đều cạnh
Các mối hàn nóng chảy có thể hàn một lớp hay nhiều lớp, liên tục hay gián
đoạn, một phía hay hai phía (Hình 4.4 1.4)
MEI SS DO)
Hình 4.4.1.4- Mối hàn một lớp và mối hàn nhiều lớp
ps
Trên cơ sở mối hàn giáp mối, mối hàn góc người ta có thể tạo ra liên kết hàn
Trang 22a Liên kết hàn giáp mối; b Liên kết hàn góc chữ T;
c Liên kết hàn góc L; d Liên kết hàn chốt; e) Liên kết hàn chẳng
Như vậy liên kết hàn được hiểu là bộ phận của kết cấu gồm các chỉ tiết riêng
biệt nối lại với nhau bằng hàn Bộ phận này được quy ước bao gồm mối hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt và một phần kim loại cơ bản
Sự phân biệt mối hàn, liên kết hàn chỉ phép hiểu một cách rõ ràng hơn về tổ chức kim loại cũng như tính chất của mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt làm cơ sở để
có giải pháp cơng nghệ hợp lý nhất nhằm nâng cao chất lượng và độ tin cậy cho kết cấu hàn
4.4.2 - Quá trình luyện kim khi hàn nóng chảy
Trong hàn nóng chảy, vùng có nhiệt độ cao hơn so với nhiệt độ chảy của kim loại cơ bản và kim loại bổ xung từ vật liệu hàn Tại đây các q trình hố lý xảy ra một cách tương tự như trong lò luyện kim Tuy nhiên do vũng hàn có kích thước nhỏ, kim
loại lỏng tồn tại chỉ trong một thời gian ngắn, nhiệt độ các điểm vũng hàn không đều
và tốc độ nguội nhanh Nên quá trình hố lý xảy ra một cách không triệt để, ảnh hưởng đến các mức độ khác nhau, đến chất lượng mối hàn
Trong vũng hàn xảy ra các quá trình hoá lý sau đây + Sự tương tác qúa trình kim loại và xỉ lỏng
+ Tác động bảo vệ môi trường khí và xỉ
+ Quá trình ơxy hố - khử và hợp kim hoá kim loại mối hàn
+ Quá trình hồ tan khí
+ Sự kết tinh hình thành mối hàn
~ Xi hàn: Trong hàn hồ quang cùng với sự nóng chảy kim loại cơ bản và vật liệu hàn (que hàn- thuốc hàn) thường tạo ra một pha lỏng có đặc tính phi kim loại gọi là xỉ
hàn: Trong xỉ hàn có các loại ơxít mang tính axít (SiO¿; TiO›; P;Os) hoặc bazơ (CaO; MnO; FeO; BaO) Xỉ bao bọc xung quanh giọt hoặc tia kim loại lỏng khi nó dịch
chuyển từ đầu cực hàn qua cột hồ quang vào vũng han Xi tao ra lớp vỏ mỏng trên vũng hàn Có tác dụng bảo vệ kim loại lỏng khỏi tác dụng xấu của mơi trường khí Tương tác giữa xỉ và kim loại lỏng có tác dụng hợp kim hoá kim loại mối hàn, khử và thu các tạp chất có hại vào xỉ, giữ nhiệt và làm giảm tốc độ nguội Sau khi hàn, yêu cầu xi phải đễ nổi lên bề mặt vùng hàn, dé bong khỏi mối han
- Mơi trường khí bảo vệ
Như chúng ta đã biết, môi trường không khí xung quanh hồ quang và vũng hàn gồm nhiều loại khí, trong đó ơxy và nitơ có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng mối hàn
+ Ôxy (O;) xâm nhập vào vũng hàn sẽ tạo nên các ơxít (FeO và CuO, Al;O¿ ) nằm quanh tỉnh giới hạt hoặc hoà tan ở dạng hỗn hợp cơ học, vì thế độ bền, độ dẻo, độ
dai va đập và nhiều tinh chất khác của kim loại mối han sẽ giảm đáng kẻ
+ Nito (N2) từ môi trường khơng khí hồ tan vào kim loại lỏng tạo thành các Nitrit làm giảm mạnh độ dẻo và tăng kha năng giòn nguội của kim loại mối hàn
+ Các biện pháp để ngăn chặn hoặc hạn chế các tác động xấu của môi trường không khí rất đa dạng: Hàn trong môi trường chân không hàn bằng điện cực có thuốc
bọc (que hàn) hoặc bằng điện cực có lõi thuốc (Dây hàn bột) hàn dưới thuốc hoặc
Trang 23trong mơi trường xỉ, khí bảo vệ Thuốc bọc que hàn, lõi thuốc của đây hàn bột và
thuốc hàn khi cháy sẽ tạo ra môi trường xỉ và khí bảo vệ đồng thời cũng là chất trợ dung tốt nhất cho quá trình luyện kim của mối hàn Khi hàn bằng điện cực trần (Ví dụ
điện cực vônffam dây hàn đặc ) còn chủ động đưa các loại khí như: Argon(Ar), Hêl¡ (He), Cacbonic (CO;) vào vũng hàn đề đẩy khơng khí ra khỏi vùng hàn ngăn cản tác hại của nó Phụ thuộc vào khả năng tương tác của khí bảo vệ với kim loại trong khi
hàn người ta phân biệt ra 2 loại khí bảo vệ:
+ Khí trơ: Ar, He và hỗn hợp của chúng
+ Khí hoạt tính: CO;, O; và hỗn hợp của chúng - Ơxy hố kim loại mối hàn:
- Mặc dù đã có nhiều biện pháp công nghệ như đã nêu ở mục trên để ngăn ngừa tác động của không khí song nhiều khi cũng không thể giải quyết được triệt để xâm nhập của ôxy dưới nhiều hình thức vào kim loại mối hàn Kết quả là sự hoà tan của ôxy và sắt tạo ra các ôxy sắt (FeO, FezOu, Fe;Ox) và các ôxit kim loại khác
- Sự ôxy hố có thể do mơi trường xung quanh kim loại nóng chảy có chứa
nhiều hơi nước, khí 4m (các yếu tố này đi vào vùng hàn thông qua que hàn, thuốc han,
khí cháy) có thể do xi hàn (Chứa nhiều FeO, Fe;O¿, Fe;O;) hoặc có thé do sy ton tai
của những lớp xỉ chứa khơng khí ẩm trên bề mặt vật hàn
Ví dụ: Khi hàn hồ quang tay (đặc biệt khi hồ quang dài) sự ơxy hố sắt do ơxy
của khơng khí sẽ tạo ra phản ứng sau:
2Fe + O;= 2FeO
Trên bề mặt vật hàn có xỉ sắt Fe;O¿ khi nung nóng sẽ xảy ra quá trình:
2 Fe304 + 1/202 = 6 FeO +3/2 O;
FeO và O; sẽ hoà tan vào trong sắt làm ảnh hưởng mạnh đến tính chất của kim
loại mối hàn
Để giảm lượng O; trong kim loại đắp, phải tiến hành các biện pháp khử ôxy khi hàn nóng chảy Thơng dụng nhất là biện pháp khử ôxy bằng xỉ hàn và khử ôxy bằng
các chất khử mạnh
+ Khử ôxy bằng xỉ hàn: Khi trong vùng hàn có xỉ mang tính chất axit sự khử ôxy theo phản ứng sau:
FeO + SiO; = FeOSiO; 2 FeO + SiO; = 2FeOSiO;
Các silicát được tạo thành sẽ không hoà tan vào kim loại mà đi vào xi han vì thế lượng FeO trong mối hàn giảm
+ Khử bằng các chất khử mạnh
Đưa nguyên tố khử ôxy như (C, Si, Mn, AI ) vào trong đây hàn và thuốc bọc que hàn
a) Khử bằng cacbon: FeO + C = Fe + CO
CO khơng hồ tan trong kim loại mà nỗi lên bề mặt thoát ra ngồi, tuy nhiên có
khả năng rỗ khí
b) Khử bằng Mn: FeO +Mn= Fe + MnO
Trang 24MnO hau nhu khơng hịa tan trong kim loại Nhưng FeO hoà tan rất mạnh vào
MnO (60%) Vì vậy MnO đi vào xi hàn mang theo một lượng đáng kể FeO
c) Khử bằng Si: 2FeO + Si = 2Fe + SiO,
FeO + SiO, = FeSiO,
SiO, va FeO, SiO, di vao xi
- Hợp kim hoá kim loại mối hàn: Nhằm bù lại các nguyên tố hợp kim của vật liệu cơ bản mất đi do quá trình cháy hoặc bốc hơi Thông thường các nguyên tố Cr, Mo, W, Tỉ đưa vào mối hàn thông qua dây hàn, thuốc bọc que hàn trong đó việc hợp kim hoá mối hàn bằng dây hàn với hiệu quả cao nhất
- Rỗ xi trong mối hàn: Thành phần tạp chất xỉ trong kim loại đắp chủ yếu phụ
thuộc loại que hàn, khi hàn thép tap chất xi hình thành do các thành phần như: SiOs;
Al;O; trong vỏ que hàn và trong thuốc hàn bị kẹt lại Tác dụng với các loại ơxít sẵn có
trong kim loại mối han (MnO, FeO)
Một trong những tạp chất xỉ trong mối hàn nóng chẩy là các Nitrit chúng là hợp
chất hoá học của hoá học của Nitơ với các nguyên tố khác nhau Đáng chú ý là Nitrit
sắt loại này làm tăng độ cứng, giảm tính dẻo của liên kết hàn kích cỡ và số lượng tạp
chất xỉ trong mối hàn phụ thuộc tốc độ nổi lên bề mặt của chúng, khả năng tích hợp thành mảng lớn, độ nhớt, tỉ trọng và quá trình động học trong kim loại lỏng Hạt có
kích thước càng lớn nổi lên càng nhanh Sự tồn tại tạp chất xỉ làm ảnh hưởng chất
lượng mối hàn, kim loại mối hàn không đồng nhất Thơng thường tạp chất có nhiệt độ
nóng chảy cao độ bền thấp, và rất giịn Vì vậy khi hàn phải ngăn ngừa sự xuất hiện của tạp chất xỉ như:
+ Làm sạch bề mặt mép hàn
+ Khi hàn nhiều lớp phải làm sạch xỉ ở từng lớp
+ Giảm tốc độ nguội kim loại mối hàn (Chế độ hàn hợp lý)
+ Đưa vào lớp thuốc bọc que hàn các thành phần có khả năng giảm nhiệt độ
nóng chảy của ơxít và tạo ra các hợp chất đễ bong khỏi bề mặt kim loại sau khi nguội - Rỗ khí trong mối hàn: Sự xuất hiện của các lỗ trống và bọt khí là kết quả của sự thốt khí không triệt để Rỗ xỉ xuất hiện trên bề mặt mối hàn hoặc trong mối hàn, theo hình dung đơn lẻ hoặc dạng chuỗi kéo dài Nguyên nhân chủ yếu là:
+ Sự thốt khí ð ạt khi kim loại mối hàn kết tỉnh + Mép han ban, que hàn ẩm
+ Mức độ khử ôxy chưa triệt đẻ + Hàm lượng FeO trong mối hàn cao
Rỗ khí làm giảm tính chặt chế kim loại mối hàn, làm giảm cơ tính mối hàn, gây
nên hiện tượng tập trung ứng xuất có ảnh hưởng đến sự phá huỷ liên kết hàn
- Sự kết tỉnh kim loại mối hàn: Chất lượng mối hàn phụ thuộc vào sự kết tỉnh
rất nhiều Tức là quá trình chuyển biến từ trạng thái lỏng sang trạng thái đặc kim loại nóng chảy ở mối hàn kết tỉnh trong những điều kiện rất khác với sự kết tinh của kim
loại ở vật đúc do các nguyên nhân cơ bản sau đây:
+ Quá trình kết tỉnh xảy ra khi có nguồn nhiệt tác động di chuyền Tốc độ kết tỉnh trung bình của mối hàn bằng tốc độ chuyển dich của vùng hàn tức là tốc độ hàn
Trang 25+ Khi ở phần đầu vùng han ta nhận ra sự nung nóng thì ở phần đuôi lại xảy ra
quá trình kết tinh Để hình thành mối hàn, kim loại trong vùng hàn dịch chuyển mạnh
từ phần đầu sang vùng đuôi của vùng hàn
+ Vũng hàn có thể tích rất nhỏ được bao bọc bằng kim loại cơ bản ở trạng thái
rắn xung quanh nên nguội rất nhanh Ở vùng tâm của vùng hàn kim loại bị quá nhiệt, ở vùng biên nóng chảy (Hình 4.4.2.1) Nơi có sự toả nhiệt nhanh xuất hiện các mầm kết
tỉnh và phát triển đần thành các hạt tỉnh thể Các hạt tỉnh thể thường có hình dạng
nhánh cây phức tạp, phát triển theo phương thẳng góc với các mặt đẳng nhiệt; càng
vào phía tâm mối hàn, hạt tỉnh thể càng lớn và có xu hướng chuyển từ dạng hình nhánh cây sang dạng hình cầu vì ở tâm vùng hàn nguội chậm nhất
- Trong quá trình kết tinh, các tạp chất xỉ và bọt khí bị đẩy và nổi nên trên nếu bị kẹt lại vì một lý do nào đó thì chúng sẽ thành khuyết tật trong mối han
‘Tap chất xỉ và bọt khí
Viên chảy
'Vùng kim loại kếttỉnh "Vùng kim loại chây
có độ hạt lớn Se ơn hồn tồn "Vùng kiin loại kết tỉnh có độ hạt nhỏ
Hình 4.4.2.1 - Sơ đồ liên kết tỉnh của kim loại mối hàn - Tổ chức kim loại của mối hàn:
+ Kim loại lỏng của vùng hàn sau khi kết tỉnh sẽ tạo thành mối hàn Trên mặt
cắt ngang của một liên kết hàn giáp mối chúng ta có thể phân biệt được các vùng trên
như hình vẽ 4.4.2.1
Hình 4.4.2.2- Các vùng quy ước trên mặt cắt của liên kết hàn giáp mối
1 Mối hàn; 2 Vùng ảnh hưởng nhiệt; 3 Vùng kim loại cơ bản
+ Trong đó vung ảnh hưởng nhiệt là phần kim loại cơ bản bao bọc xung quanh mối hàn có những thay đổi về tính chất và tổ chức cho quá trình nung nóng và làm nguội khi hàn gây nên
+ Trên hình 4.4.2.2 giới thiệu cụ thể hơn cấu tạo của các vùng riêng biệt
a, Mối hàn: Bao gồm kim loại bổ sung từ vật liệu hàn (đây hàn, que hàn, que
hàn phụ ) và một phần kim loại cơ bản Sau khi kết tỉnh, thành phần và tổ chức kim
loại, của mối hàn có thể rất khác so với kim loại bỗ sung vào kim loại cơ bản
Trang 26Nhiệt oo Kim loai néng chay
1
‘Vang qua nhiệt
'Vùng thường hoá 'Vùng kết tỉnh lại
§ khơng hồn toàn
'Vùng kết tỉnh lại 600 5 Beene SON 400 09 6 [Vùng 300 gon ‘6 17 anh 200 100 1 2 3 «4 3 6 0 1 2 %C
Hình 4.4.2.3 - Cấu tạo của các vùng trên liên kết hàn giáp mối thép cácbon thấp
b, Vùng ảnh hưởng nhiệt: Vùng ảnh hưởng nhiệt có kích thước phụ thuộc vào
phương pháp hàn, chế độ hàn, thành phần hoá học, cũng như tính chất vật lý nhiệt của
vật liệu cơ bản Có thể chia vùng ảnh hưởng nhiệt ra thành các phần sau đây
(H.4.4.2.3)
+ Viền chảy 1: Có kích thước rất bé là vùng giáp ranh giữa vùng hàn và kim loại cơ bản Kim loại ở đây được nung nóng đến nhiệt do xp xi nhiệt độ nóng chảy
của vật liệu cơ bản mà nằm trong trạng thái ran — lỏng lẫn lộn, kích thước kim loại sau khi hàn mịn và có cơ tính rất cao
+ Vùng quá nhiệt 2: Là khu vực cơ bản bị nung nóng từ 1100°C đến xấp xỉ nhiệt độ nóng chảy ở đây thường xảy ra quá trình kết tỉnh lại (biến đổi thù hình) do
hiện tượng quá nhiệt nên hạt tỉnh thể có kích thước lớn, độ dai va chạm, độ dẻo thấp,
dễ nứt nóng và dễ nứt nguội có thé nói đây là vùng yếu nhất của liên kết hàn
+ Vùng thường hoá 3: Là khu vực kim loại bị nung nóng từ 900 — 1100°C Tổ
chức gồm hạt Ferit nhỏ và peclit Vì thế cơ tính tổng hợp tương đối cao
+ Vùng kết tỉnh lại khơng hồn tồn (4): ở đây kim loại cơ bản bị nung nóng trong khoảng nhiệt độ 720-900°C Kim loại có sự kết tỉnh bụi từng phần do đó bên cạnh những tỉnh thể kim loại cơ bản chưa bị thay đổi trong quá trình bị nung nóng cịn có những tỉnh thể mới được hình thành do hiện tượng kết tinh lại Tổ chức gồm hạt Ferit thô và ôstenit nhỏ vì thế cơ tính của vùng này kém hơn
+ Vùng kết tỉnh loại 5: (Cịn gọi là vùng hố già) Kim loại cơ bản bị nung nóng
từ 500-700°C xảy ra quá trình kết tỉnh lại với sự phát sinh và phát triển các tỉnh thể
mới
+ Vùng giòn xanh 6: Khi hàn kim loại chịu tác dụng nhiệt từ 100-500°C vùng
này khơng có sự thay đổi rõ rệt về tổ chức kim loại nhưng do ảnh hưởng của nhiệt hàm nên thường tồn tại một trạng thái ứng xuất dư, độ dẻo, độ dai va chạm giảm độ bền
tăng
Trang 27Chú ý: Sự thay đôi tổ chức kim loại vùng ảnh hưởng nhiệt làm giảm cơ tính liên
kết hàm Khi thực hiện phải tính đến q trình công nghệ hàn, nhằm hạn chế những thay đổi xấu có thể xảy ra ở vùng ảnh hưởng nhiệt như nung nóng sơ bộ, xử lý nhiệt sau khi hàn, cố gắng hạn chế kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt
Kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt phụ thuộc vào công xuất nguồn nhiệt, vật liệu
hàn, chế độ hàn
4.5 - Sự chuyển dịch kim loại lỏng từ điện cực (que hàn) vào bể hàn
Khi có dịng điện đi qua que hàn sinh ra quanh nó một điện trường ép lên que hàn có tác dụng làm giảm tiết diện cắt ngang của que hàn đến không, tạo đầu que hàn thành giọt Do sức căng bề mặt và cường độ điện trường làm cho giọt kim loại thắt lại
và chuyền dịch vào bể han
Hình 4.5-Hình vẽ mình họa lực điện trường
5 ~ Các liên kết hàn cơ bản: Giáp mối Góc Góc chữ T Chồng Y Ạ 22 Gấp mép
6 - Các khuyết tật của mối hàn
6.1 - Nứt
Nứt xảy ra bên trong và bên ngoài của mối hàn - Nguyên nhân:
+ Do hàm lượng lưu huỳnh, phốt pho trong kim loại vật hàn và que hàn quá
nhiều
+ Độ cứng vật hàn lớn và cường độ dòng điện hàn lớn
+ Khi han dong điện hàn lớn và kết thúc đường hàn không điền day, sau khi co
ngót thì rãnh hồ quang xuất hiện đường nứt cuối đường hàn
Trang 286.2- Không ngấu - Nguyên nhân
+ Không làm sạch xỉ hàn kim loại triệt để
+ Cường độ dòng điện hàn và chiều dài hồ quang lớn
+ Chuyển động que hàn nhanh và góc độ hẹp
6.3 - Khuyết cạnh
- Nguyên nhân
+ Do chuyển động que hàn không đừng lại ở hai bên mối hàn
+ Do cường độ dòng điện hàn lớn và góc độ đưa que hàn không hợp lý
6.4 - Vón cục
- Nguyên nhân
+ Do cường độ dòng điện hàn lớn, chuyển động que hàn chậm, góc độ que hàn
không hợp lý
6.5- Lan xi, 16 hoi
- Nguyén nhan
+ Bề mặt kim loại bị han rỉ, không làm sạch xỉ ở lớp hàn đầu, que han bị ẩm
+ Vận tốc hàn nhanh, que hàn chuyển động góc độ hẹp
7- Những ảnh hưởng của hồ quang tới sức khỏe công nhân hàn
- Lam cho giác mạc của mắt khô, da bị rám
- Thị giác kém, mắt khó nhìn
- Đường hô hấp bị ảnh hưởng khi hấp thụ khói hồ quang hàn
- Cường độ dòng điện và mức độ ảnh hưởng đến sức khoẻ được cho trong bảng
dưới đây
Ảnh hưởng của chế độ dòng điện đến sức khoẻ
Dòng điện Mức độ ảnh hướng của dòng điện đên cơ thê con người
1 mA (0.001A) Cảm giác nhẹ
5 mA (0.005A) Giật đau nhẹ
10 mA (0.01A) Co giật
20 mA (0.02A) Mặc vào dây điện tự mình khó tháo gỡ
50 mA (0.05A) Mức độ nguy hiêm
100 mA (0.1A) Có thê gây tử vong
THỰC HÀNH 1 - Điều kiện thực hiện
1.1- Dụng cụ, thiết bị
- Dụng cụ cầm tay : Kìm, tuốcnovít, Clê, mỏ lết, hộp dụng cụ vạn năng; các loại
dụng cụ đo kiểm
- Thiết bị: Máy hàn xoay chiều, máy hàn một chiều, bàn hàn đa năng 1.2- Các điều kiện khác:
- Máy chiếu, đĩa video, bộ sưu tập hàn
Trang 29- Tranh vẽ, các vật mẫu hàn, mẫu bao bi va que hàn, trang bị BHLĐ 2 -Trình tự thực hiện
Tr| Nộidung | Dung cy- thiét công việc bị Hình vẽ mình hoạ ` Yêu cầu kỹ thuật
- Nhận biết | - Đông hô đo - Hiều và tháo
hệ thống | - Kìm, lắp cầu dao, 1 nguồn điện | tuốcnovít atơmát,
hàn - Dam bảo
ATLD
Nhận biết các | - Máy hàn I - Hiéu cau tao
loai may han | chiéu các chỉ tiết và vận hành | - Máy hàn - Điều chỉnh
2 máy xoay chiều được máy thành
thạo
Nan bit " an mẫu Fer - tee va
ản liệu kêt | - Tranh vẽ = tíc ặc điêm
3 hàn, vị trí hàn Em L1 các loại
và các dạng oni =
khuyết tat
mối hàn
Sử dụng thiết | - Máy mài tay - Sử dụng thành
bị cầm tay, | - Máy khoan thạo và an toàn
4 thiết bị phụ | - Máy mài 2 - Đảm bảo
Trang 30BAI 2: VAN HANH MAY HAN DIEN THONG DUNG MỤC TIÊU
Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng:
- Trình bày đầy đủ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy hàn điện hồ
quang tay ‘ x £ x x x x
- Két noi thiét bi han h6 quang tay như: nỗi máy với nguôn điện, nôi cáp
han kim
hàn vào máy, nối đây tiếp đất đảm bảo chắc chắn an toàn tiếp xúc tốt
- Đóng ngắt điện nguồn, khởi động máy, điều chỉnh cường độ dòng điện
hàn thành
thạo
- Cặp dây mát chắc chắn tiếp xúc tốt
- Cặp que hàn vào kìm hàn, thay que hàn nhanh gọn chính xác
- Phát hiện và xử lý tốt các hỏng hóc thơng thường của máy hàn trong quá
trình sử dụng
- Bảo dượng máy đúng quy trình, đúng kỳ hạn
- Thực hiện tốt cơng tác an tồn và vệ sinh phân xưởng
NOI DUNG
1- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại máy hàn điện hồ quang tay
1.1- Yêu cầu đối với máy hàn hồ quang tay và phân loại máy hàn - Yêu cầu đối với máy hàn hồ quang tay
Các thiết bị dùng dé cung cấp năng lượng cho quá trình hàn hồ quang tay được
gọi là máy hàn hồ quang Máy hàn hồ quang rất đa dạng, được thiết kế thích hợp với các phương pháp hàn hồ quang khác nhau Tuy nhiên chúng đều phải thoả mãn một số điều kiện cơ bản sau:
+ Điện áp không tải của máy Uo phải đủ để gây hồ quang, nhưng không gây nguy hiểm cho người thợ (tối đa là 90V) Điện áp không tải Uo là điện áp ở các đầu ra của máy hàn trong điều kiện khơng có tải Thơng thường, đối với nguồn điện xoay
chiều Uo = 55 I 80V, đối với nguồn điện một chiều Uo = 301 55V Khi hàn điện áp
của nguồn xoay chiều là 25 - 45V, của nguồn một chiều là 16 35V
+ Quan hệ điện áp trên hai đầu dây ra của nguồn điện hàn và cuờng độ dòng diện hàn được gọi là đường đặc tính ngoài của máy Một số đường đặc tính ngồi của nguồn hàn và đường đặc tính tĩnh của hồ quang được giới thiệu trên hình
Ủng CV) a uo 3 40 02 30 oO 20 ƠI °
Hình 1.1 - So dé duong abe th cita may han
Trang 31Đường I-đặc tính tuyến dốc của máy Đường 2-đặc tính ngồi của máy Đường 3-đặc tính ngồi của nguồn hàn Đường 4-đặc tính tĩnh cua hỗ quang
Tuỳ theo phương pháp hàn cụ thể để chọn loại nguồn điện hàn có đường đặc tính phù
hợp Khi hàn hồ quang tay nên sử dụng loại máy hàn có đường đặc tính dốc liên tục
Bởi lẽ, thao tác của người thợ không ôn định sẽ làm chiều dài cột hồ quang và điện áp
thường xuyên thay đổi Nếu nguồn hàn có đặc tính đốc thì sự thay đổi chiều đài cột hồ
quang (từ vị trí O1 với hồ quang ngắn hon Lhq1< Lhq; hoặc từ vị trí O tới vị trí O2
với hồ quang đài hơn Lhq2 > Lhq) sự thay đổi về dòng hàn là không 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
(OI tới O) với ý nghĩa là nếu có biến thiên điện áp nhỏ xảy ra do sự thay đổi chiều đài cột hồ quang trong khi hàn thì cường độ dòng điện hàn thay đổi không đáng
kể
+ Khi hàn hồ quang tay, hiện tượng ngắn mạch xảy ra thường xuyên, lúc này cường độ dòng điện hàn rất lớn có thể làm hỏng máy Do đó máy hàn phải có dòng
điện ngắn mạch Io không quá lớn, thường lọ < (1,3 I 1,4).Ih ; (Ih dòng điện hàn)
+ Máy hàn hồ quang tay phải điều chỉnh được nhiều loại chế độ hàn khác nhau
+ Đối với máy hàn dùng dòng điện xoay chiều, dé cho quá trình hàn ồn định thì
giữa điện áp và dịng điện phải có sự lệch pha nhau, tức là chúng khơng có cùng trị số
là 0 tại cùng một thời điểm (Bộ tự cảm của máy hàn xoay chiều phải làm nhiệm vụ
này)
+ Máy hàn hồ quang tay phải có khối lượng nhỏ, công suất lớn, giá thành hợp
lý, đễ vận hành sử dụng, bảo hành và sửa chữa
- Phân loại máy hàn hồ quang tay
Có rất nhiều cách phân loại máy hàn hồ quang điện:
+ Phân loại theo số kìm hàn: Có loại 1 kìm hàn, loại nhiều kìm hàn
+ Phân theo cách điều chỉnh dòng điện hàn bằng từ: Có loại máy có từ thơng tán cao, có loại từ thơng tán trung bình, máy có cuộn kích từ độc lập, tự kích,
+ Phân theo cấu tạo: Có loại máy hàn cực từ lắp rời, máy có bộ tự cảm riêng biệt, bộ tự cảm kết hợp, máy có lõi thép từ di động, máy phát hàn có động cơ kéo máy phát, máy hàn tự hành dùng động cơ điêzen kéo máy phát Để dễ phân biệt người ta phân máy hàn theo tính chất sử dụng nguồn điện đó là máy hàn sử dụng nguồn xoay chiều và máy hàn sử dụng nguồn một chiều
1.2- Máy hàn điện xoay chiều
Máy hàn xoay chiều gồm có máy hàn sử đụng dòng điện một pha va dong ba pha Máy hàn dòng điện ba pha có ưu điểm hơn máy hàn một pha vì hồ quang hàn ba pha cháy ồn định hơn, mạng điện cung cấp cho máy chịu tải đồng đều, năng suất cao
hơn từ 20 I 40% khi hàn một pha, tiết kiệm năng lượng điện từ 10 - 20% Với thực tế,
Trang 321.2.1- Máy hàn điện xoay chiều một pha điều chỉnh dòng điện hàn từng cấp
(HQ-24)
* Cấu tạo:
Loại máy hàn này chính là biến thế hàn để giảm điện thế mạng điện từ 220V hoặc 380V xuống điện thế không tải từ 75 - 80V để an toàn cho người thợ khi sử dụng
Đây cũng chính là máy hàn thay đổi số vòng dây ở cả cuộn dây điện vào và dây điện
ra để hàn Máy hàn gồm: Một gông từ B được ghép bởi nhiều lá thép kỹ thuật điện có tâm sơn cách điện để chống dịng điện phucơ, làm nhiệm vụ khép kín mạch từ thông, nâng đỡ hai cuộn dây sơ cấp (W1) và thứ cấp (W2)
Mạch sơ cấp W1 điện vào phù hợp với hai cấp điện áp 220V, 380V của lưới điện Cuộn dây thứ cấp W2 có nhiều cuộn riêng đấu song song và nối tiếp với nhau và được lấy ra nhiều đầu dây nối với các cọc bulông để thay đổi dòng điện từng cấp từ
70V đến 240V
* Nguyên lý làm việc:
Khi đóng cầu dao điện có địng điện II chạy qua cuộn dây sơ cấp WI, tao ra tir
thong ¢ biến thiên trong khung từ của máy, từ thông $B chạy trong lõi thép từ gây nên
cuộn W2 một suất điện động cảm ứng và tạo ra điện áp U2, trị s6 U2 phụ thuộc vào số
vòng dây lấy ra
+ Lúc chưa hàn: Ih=0
Ukt = 80 V Ih- cường độ dòng điện hàn,
Ukt- Điện thé không tải
+ Khi hàn: Ih#0 (phụ thuộc vào người thợ điều chỉnh)
Uh=U2
+ Quá trình ngắn mạch (lúc tạo hồ quang)
Th = Id = (1,31 1,4) Ih; Uh=0
Đường đặc tính tuyến động của máy được thành lập
U
1
Hình 1.2.1- Sơ đồ nguyên lý máy hàn xoay chiều HQ - 24 - Cách điều chỉnh cường độ dòng điện hàn:
Người ta dựa vào hệ số của biến thế để điều chỉnh cường độ dòng điện hàn theo
công thức: _WMI=I2 => l2 = 1W
W2 II W2
Vậy thay đổi số vòng dây trên cuộn thứ cấp W2 ta có thể điều chỉnh được cường độ dòng điện hàn Để thuận tiện cho việc điều chỉnh số vòng đây W2 người ta
lấy ra nhiều đầu dây và bố trí gắn trên các cọc bu lông dùng cầu nối để thay đổi số
Trang 33vòng dây trên cuộn W2 tương ứng có dịng điện nhỏ đến lớn Phạm vi điều chỉnh từ
70V đến 240V
1.2.2- Máy hàn điện xoay chiều một pha điều chỉnh dịng điện hàn vơ cấp có lõi
thép từ di động (MC - 300) A B | = Ss | ý 5 av dị 5 A | tC——————_—_—_-_-'
Hình 1.2.2- Sơ đô nguyên lý máy hàn xoay chiêu có lõi di động
Hai cuộn dây sơ cấp WI và thứ cấp W2 được quấn trên hai thành của khung từ
B Khoảng giữa hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp đặt một lõi thép từ di động A để tạo ra
sự phân nhánh từ thông ®I sinh ra trong lõi của máy ®I sinh ra trong khung từ chia ra làm hai phần, một phần đi qua lõi thép tạo ra ®r phần cịn lại đi qua lõi thép cuộn dây W2 tạo ra từ thông ®2 Từ thông ®œr thay đổi phụ thuộc vào vị trí của lõi thép A Nếu lõi thép A nằm trong mặt phẳng khung từ B thì trị số từ thơng ®r càng lớn, phần từ thơng ®2 giảm, sức điện động cảm ứng sinh ra trong cuộn đây thứ cấp càng nhỏ và
dòng điện sinh ra trong mạch hàn càng nhỏ và ngược lại
1.2.3 - Máy hàn điện xoay chiều một pha điều chỉnh dịng điện vơ cấp có cuộn dây chuyền động (HQ - 300)
Dựa trên nguyên lý thay đổi vị trí tương đối của các cuộn dây với nhau sẽ làm
thay đổi khoảng hở từ thông giữa chúng, tức là sẽ làm thay đổi trở kháng giữa các cuộn dây và làm thay đổi trở kháng giữa các cuộn đây và làm thay đổi dòng điện hàn theo ý muốn Sự thay đổi vị trí giữa các cuộn dây được thực hiện bằng cơ cấu vít dây cho phép điều chỉnh vơ cấp dịng hàn
= | > ———] Ì w | 3 = w 24
Hình 1.2.3- Sơ đồ nguyên lý máy hàn điện xoay chiều 1 pha có cuộn dây di déng (HO-
300)
1.2.4 - Máy hàn điện xoay chiều một pha điều chỉnh dòng điện hàn từng cấp và vô cấp (1HX- 230)
Máy hàn xoay chiều kiểu 1HX - 230 là loại máy tổ hợp hai phương pháp điều
chỉnh đòng điện hàn từng cấp và vô cấp Loại máy này phần sơ cấp có hai cuộn day WI được chia ra làm nhiều phần dùng cầu nối để phân chia số vòng dây phù hợp với
điện lưới vào ở phần đấu dẫn điện lưới vào là A1, A2; Nếu nối cầu 1 và 2, số 3 và 4 thì cuộn dây chịu được điện lưới là 380 vôn Phần thứ cấp cũng được phân chia cuộn dây
Trang 34thành nhiều phần đưa các đầu bắt ra các bu lông đồng theo thứ tự X1, X2 dẫn điện ra dé hàn, nếu đổi cầu (X1, x1); (x3, x4); (x2, x3) điện áp hàn ở cuộn thứ cấp thay đổi từ 62V, 72V, 82V Cách đổi số vòng dây W2 cho ta dòng điện hàn từng cấp
Hinh 1.2.4- So do nguyen
Còn lõi thép từ di động A được đặt ở khoảng giữa hai phần dây sơ cấp và thứ cấp, chuyển động tịnh tiến vào ra để phân nhánh lượng từ thông rẽ vào lõi thép, mục
đích điều chỉnh tỉnh cường độ dòng điện hàn Đề thuận tiện người ta nối lõi thép từ với
trục vít me nối với tay quay phía ngoài vỏ máy, khi trục vít me quay thì lõi thép từ di động trên sống trượt ra vào nhẹ nhàng trên sống trượt trong khung từ
Máy hàn kiểu 1HX - 230 có cơng suất 14 KVA, công suất hữu ích 10KW dùng để hàn cắt kim loại có bề đày từ 20mm trở lại, dùng phù hợp với que hàn nhỏ hơn
5mm
1.3- Máy hàn điện một chiều
Có thể chia máy hàn một chiều làm ba nhóm theo hình dáng đường đặc tính động của máy như sau:
- Nhóm máy có đướng đặc tính dốc
- Nhóm máy có đường đặc tính dốc thoải và cứng - Nhóm máy vạn năng
- Trong hàn hồ quang tay, người ta chỉ sử dụng nhóm máy có đường đặc tính đốc
1.3.1- Máy phát điện hàn một chiều có cuộn khử từ nối tiếp với rôto - Máy phát điện hàn có cuộn kích từ độc lập:
* Cấu tạo: Máy phát điện hàn Điện cực ———' | Ì Vật hàn
Hình 1.3.1- Sơ đồ nguyên lý máy hàn 1 chiều có cuộn dây kích thích độc lập
Máy phát hàn có hai cực từ có hai chổi than A và B, cực A đưa điện nối với kìm
hàn, cực B nối tiếp với cuộn khử từ số 2 được dẫn ra vật hàn Cuộn kích từ độc lập 1
do một nguồn điện ngoài cung cấp
U=const 8 z _—>
Trang 35* Nguyên lý làm việc: Khi chưa han máy chạy khơng tải chỉ có cuộn kích từ I
làm nhiệm vụ kích thích cho máy hoạt động Mạch điện hàn hở khơng có dịng điện
qua cuộn khử từ 2 lúc này lh = 0, Hiệu điện thế đo trên hai đầu dây A và B có UAB =
50 vơn hoặc 90 vôn (UAB điều chỉnh được nhờ một biến trở khơng vẽ trong hình) Do vậy từ thông của cuộn khử từ ®2 = 0 khơng có sự khử từ trong máy phát
Khi hàn có dòng điện chạy trong cuộn khử từ 2 sinh ra một từ thơng ®2 ngược chiều với ®1 lúc này từ thông tổng của máy: (®r = ®2 - 1
I1h#0, Uh=UAB = đr= 0@[ - 02 (Giảm) Khi gây hồ quang Ih = Imax = ®2 ~ ®1
ỦUh = UAB = đr = 01 - ®2~0_ (Đường đặc tính động của máy thành lập) 1.3.2- Máy phát hàn có cuộn dây tự kích thích
* Cấu tạo: Máy phát có ba chổi than A, B, C Chỗi than A,C cung cấp dòng
điện hàn và được nối tiếp với cuộn khử từ 2 qua C của rôto của máy, chổi than A, B
cung cấp dòng điện kích thích lấy ra ngay trong máy Từ thông cuộn kích từ 1 có chiều
ngược với từ thông cuộn khử từ 2 có nghĩa ®I > < ®2
* Nguyên lý làm việc: Tương tự như máy phát hàn có cuộn kích từ độc lập
: x
Hình 1.3.2- Sơ đồ nguyên lý máy hàn một chiêu cuộn dây tự kích thích
1.3.3- Máy hàn một chiều dùng chỉnh lưu
* Cấu tạo chung
Máy hàn bằng dòng điện chỉnh lưu gồm có hai bộ phận chính: máy biến thế hàn và bộ chỉnh lưu dòng điện Máy biến thế hoàn toàn giống như máy hàn xoay chiều Bộ chỉnh lưu được bố trí trên mạch thứ cấp của máy biến thế và thường là dùng chỉnh lưu sélen va silic Tác dụng của bộ chỉnh lưu là biến dòng điện xoay chiều thành dịng điện một chiều ơn định để hàn Có hai loại máy hàn chỉnh lưu một pha và ba pha
-Sơ đồ cấu tạo máy hàn dùng chỉnh lưu một pha
Ung Um
Trang 36* Nguyên lý máy hàn chỉnh lưu 1| pha
Trong nửa chu kỳ thứ nhất chỉnh lưu cho dòng điện đi qua 1 và 3, trong nửa chu kỳ thứ hai chỉnh lưu chỉ cho dòng điện đi qua 2 và 4 Như vậy trong toàn bộ chu kỳ, dòng điện hàn chỉ đi theo một hướng nhất định cho nên quá trình hàn hồ quang cháy
ổn định
-So đồ cấu tạo máy hàn dùng chỉnh lưu 3 pha.(hình 1.3.3.2)
* Nguyên lý máy hàn dùng chỉnh lưu 3 pha
Máy hàn chỉnh lưu ba pha: Trong một phần ba chu kỳ có một cặp chỉnh lưu làm
việc tuần tự như sau 1 và 5; 2 và 4; 3 và 6 Kết quả là trong toàn bộ chu kỳ dòng điện được chỉnh lưu liên tục và đường cong điện thế gần trở thành đường thẳng Như vậy
dòng điện xoay chiều ba pha sau khi đi qua chỉnh lưu để hàn cũng chỉ đi theo một
hướng on
Hình 1.3.3.2- Sơ đồ nguyên lý máy hàn chỉnh lưu 3 pha
2 - Kết nối thiết bị dụng cụ hàn
2.1 - Đấu máy với nguồn điện
- Trước khi đâu phải độc hướng dẫn sử dụng đề phù hợp với nguồn điện - Tùy từng loại máy nguồn điện 1 pha, 2 pha, hay 3 pha ta đấu với nguồn điện cho tương thích
2.2 - Đấu cáp với máy
- Nếu máy hàn 1 chiều phải xác định xem cần đấu thuận hay đấu nghịch - Đảm bảo các đầu cốt phải được đấu chặt tránh mô ve và sinh nhiệt
Dau thuận Đâu nghịch
Hình 2.2 - Đấu cáp hàn với máy hàn 3 - Vận hành, sử dụng thiết bị dụng cụ hàn
3.1- Kiểm tra mạch điện đầu vào
Trang 37
- Hình 3.1 — Kiểm tra mạch điện đâu vào
- Kiêm tra công tắc nguôn điện vào may 6 vi tri OFF
- Kiểm tra cầu dao điện của mạng điện dẫn vào
- Kiểm tra dây tiếp đất của máy
- Siết chặt các vít, bu lơng của dây dẫn vào máy
3.2 - Kiểm tra mạch điện đầu ra
- Kiểm tra đầu nối của cáp hàn
- Nối dây mát với bàn hàn
- Lắp que hàn vuông góc với kìm hàn
3.3 - Kiểm tra kính hàn - Tháo kính hàn ra khỏi mặt nạ hàn - Lau sạch kính hàn - Lap kính vào mặt nạ hàn 3.4 - Chuẩn bị Ampe kế - Chỉnh núm Ampe kế ở vị trí phù hợp
- Điều chỉnh cáp hàn nằm giữa khe của mỏ kẹp của Ampe kế
4 Điều chỉnh chế độ hàn cho phù hợp
- Đóng câu dao điện vào máy
- Bật công tắc điện trên máy (ON)
- Xoay tay quay dé điều chỉnh dong điện theo vạch số chỉ trên máy hàn - Cho đầu que hàn tiếp xúc với vật hàn (Cầm kính bảo vệ mắt khi thử)
- Kiểm tra chỉ số chi dong dién hàn trên máy (130 A)
- Điều chỉnh thô : Điều chỉnh vô cấp - Điêu chỉnh tinh: Điêu chỉnh trên sun từ
Trang 38
5 - Cặp que và thay que hàn `
- Cặp que hàn phải đảm bảo điêu chỉnh được góc độ hợp bởi trục que hàn và trục mỏ hàn
- Que hàn phải được kẹp chặt trên mỏ đề thuận lợi khi hàn
Hg
Hình 5 — Hình vẽ mình hoạ èách cặp que hàn
6 - Các hồng hóc thông thường của máy hàn và biện pháp khắc phục
Sự cơ hỏng hóc Ngun nhân gây ra Biện pháp khắc phục
Máy hàn một chiều
Điện hàn không ổn định Tiệp xúc các đâu nôi không chặt, hoặc bộ điều
chỉnh sai lệch, rung động
Kiêm tra xiêt chặt các
đầu nối và tiếp xúc của
kìm hàn, vật hàn, xem lại
bộ phận điều chỉnh ở trở điều chỉnh
Phát tia lửa điện ở cơ góp
điện
Chơi than mịn khơng đêu
hoặc miếng cách điện ở cổ
góp điện lồi lên, bẩn chỗi
Làm sạch mài lại chơi than, sửa cổ góp điện
Động cơ kéo máy phát hàn tếng kêu
Mật một trong ba pha
điện lưới, do đứt cầu chì
hoặc má dao tiếp xúc
Kiêm tra lại điện lưới và cau dao, cau chì điện sửa lại
Khi có tải máy gâm rú, dòng hàn yếu dần đi
Máy làm việc qúa công suất, thới gian làm việc quá dài nóng máy giảm hiệu suất của máy
Tính lại định mức kỹ
thuật và chế độ hàn, điện
áp, que hàn Cho máy nghỉ để phục hồi
Que hàn cháy không êm, khó mỗi hồ quang
Bộ chỉnh lưu thông một vài đi ốt, chỉnh lưu đòng điện nắn không đều hoặc thông luôn mạch mất tác dụng nắn dòng
Kiểm tra đo lại và thay
điết
Máy hàn xoay chiêu Điện hàn và hồ quang
Tiếp xúc ở cầu nối hoặc
bộ điều chỉnh dòng điện bị lại tiêp xúc vật hàn, kìm Xiét lại các câu nôi, xem
không ồn định lỏng không chặt hàn và phần cơ điều chỉnh
dòng điện
Máy bị rú to như lúc hàn |_ Có hiện tượng chập trong Kiểm tra lại máy trước
tại thời điểm đóng cầu dao
điện
mạch sơ cấp hoặc thứ cấp
hoặc vơ tình để kìm hàn khi đóng cầu dao máy,
khơng để chập các cuộn
Trang 39
cham vat han day
May ru, rung va kéu to khi han
May rú va kêu to do làm việc quá công suất của máy, do phần cơ của phần
điều chỉnh lỏng làm lõi
thép dao động bị từ hút
Kiêm tra lại điện lưới
vào mạch sơ cấp có đúng
không, các cầu đổi điện
phải đúng vị trí, chọn lại dòng điện, điện áp hàn,
xiết hoặc chèn chặt phần
cơ lõi thép di động
Thao tác máy hoặc khi hàn bị điện giật
Điện phân sơ câp không đảm bảo cách điện bị dị ra ngồi vỏ hoặc đầu dây
bị chạm vỏ máy Có thể bị
một đầu dây bên sơ cấp
chạm vào cuộn dây thứ
cấp Kiêm tra cách điện giữa
cuộn dây và vỏ máy, cách điện giữa các cuộn dây với nhau
Sư cố hỏng hóc Nguyên nhân gây ra Biện pháp khắc phục
Quạt làm mát của máy
hàn 3 pha quay ngược Mô tơ cảm ứng 3 pha đâu sai với lưới điện
Cho thay đối 2 dây pha nao đó trong 3 dây pha
Sau khi mở máy, tốc độ
mô tơ rât chậm và có tiên
Tung
1 Có 1 trong 3 cầu chì của
3 pha bi cháy
2 Cuộn dây trong Stato
của mô tơ điện bị đứt
1 Thay cầu chì
2 Qn lại cn dây trong
Máy hàn điện một chiêu
quá nóng 1 Quá tải
2 Cuộn dây rô to của máy phát điện bị chập mạch 3 Cổ góp điện bị chập mạch 4 Cổ góp điện khơng sạch SẼ 1 Ngừng máy và giảm dòng điện hàn
2 Cho sửa chữa lại
3 Lấy vải sạch lau cỗ góp điện
Chỗ nỗi dây hoặc đầu cốt phát tia lửa điện hoặc cháy đỏ
Chỗ nỗi bị hỏng 1 Nôi lại „
2 Van chat các chỗ nói
7 - Bảo dưỡng máy hàn |
Trong quá trình làm việc hoặc di chuyên máy hàn các phân cơ của may han bi mòn, lỏng như các vòng bỉ ỗ trượt, sống trượt, vít đai ốc bị mòn lỏng dẫn tới máy làm việc khơng chính xác, gây nên nóng máy hàn làm giảm hiệu suất làm việc mắt mát do
nhiệt và ma sát mặt khác với máy một chiều đo bụi bẩn cổ góp điện, chổi than mịn
khơng đều sinh cháy xước cỗ góp điện, điện hàn không ổn định Các loại biến thế hàn
xoay chiều các bộ phận điều chỉnh dòng điện như lõi thép di động trong quá trình làm 36
Trang 40việc từ thông tạo ra lực từ đẩy hút gây nên rung động, lỏng mòn phần cơ quay hoặc
dẫn hướng cũng dẫn đến dịng điện hàn khơng ổn định, máy làm việc không êm
Vì vậy phải có chế độ bảo quản và sửa chữa thường xuyên và định kỳ nhằm
mục đích tăng tuổi thọ kéo dài thời gian sử dụng của máy hàn
Bảo quản sửa chữa thường xuyên: Hàng ngày sau mỗi ca làm việc người thợ
phải tiễn hành lau chùi, kiểm tra các phần cơ của máy về chế độ chặt chẽ và các vị trí tiếp xúc như cổ góp và chổi than, các đầu cột nối điện v.v các loại lõi thép di động lên xuống, ra vào thường xuyên phải chặt chẽ, chuyển động nhẹ nhàng với máy có bộ
chỉnh lưu phải đảm bảo chế độ tản nhiệt như phải đủ tắm cách tản nhiệt không để
thiếu, gãy, nếu dùng quạt thông gió làm mát thì phải làm việc suốt thời gian máy làm
việc Máy hàn để nơi thoáng mát được che nắng mưa cần thận, không để máy nơi có
độ ẩm quá cao Với máy phát tự hành thường xuyên đảm bảo dầu bôi trơn trong lúc
máy làm việc
Bảo quản định kỳ: Đối với máy phát hàn một chiều trong một chu kỳ làm việc của máy (tức là thời gian tuổi thọ cuả máy) người ta đã tính xen kẽ giữa bảo quản với
định kỳ sửa chữa nhỏ, sửa chữa vừa và lớn nhưng thường trong một năm các công việc
sửa chữa vừa và lớn người thợ sửa chữa đã đảm nhiệm người công nhân hàn chỉ tiến
hành sửa chữa nhỏ
8 - An toàn lao động trong phân xưởng
- Chỉ kiểm tra và sửa chữa khi chắc chắn nguồn điện đã được rút ra khỏi máy
- Điều chỉnh đòng điện và cực tính khi khơng hàn
- Chỉ có những người co trách nhiệm mới được đóng mở cầu dao hệ thống điện
máy hàn
- Khi đấu nguồn điện vào máy phải đọc kỹ hướng dẫn về thay đổi cầu và điện áp cho phép
- Dinh ky hang tháng phải dùng máy hút bụi dé vệ sinh máy
- Trang bị đầy đủ bảo hộ lao động: Mặt nạ hàn, kính bảo hộ, yếm da, dày da, ống che chân, che tay