Giáo trình Chế tạo phôi hàn (Nghề: Hàn - Cao đẳng): Phần 1 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI NGUYỄN VĂN NINH (Chủ biên) LÊ TRỌNG HÙNG - VŨ TRUNG THƯỞNG GIÁO TRÌNH CHẾ TẠO PHƠI HÀN Nghề: Hàn Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển khoa học công nghệ giới, lĩnh vực khí chế tạo nói chung ngành Hàn Việt Nam nói riêng có bước phát triển đáng kể số lượng chất lượng đóng góp cho nghiệp cơng nghiệp hóa – đại hóa đất nước Việc biên soạn tài liệu chuyên môn nhằm đáp ứng yêu cầu tài liệu học tập cho sinh viên, tài liệu tham khảo cho giáo viên, tạo tiếng nói chung q trình đào tạo, phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế đáp ứng yêu cầu sản xuất thực tế điều cần thiết Nhằm đáp ứng nhu cầu tài liệu học tập giảng dạy nghề Hàn Căn vào chương trình khung Tổng cục dạy nghề điều kiện thực tế giảng dạy nhà trường Giáo trình ‘’Mơđun: Chế tạo phơi hàn” biên soạn theo hướng tích hợp lý thuyết thực hành Giúp cho em sinh viên vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo Giáo trình biên soạn sở lựa chọn kiến thức tài liệu chuyên ngành song đảm bảo tính kế thừa nội dung giảng dạy trường Nội dung giáo trình gồm kiến thức gá lắp kết cấu hàn theo tiêu chuẩn hiệp hội hàn Hoa Kỳ (AWS) Mặc dù có nhiều cố gắng trình biên soạn, xong chắn khơng thể tránh thiếu sót Chúng tơi mong đóng góp ý kiến đồng nghiệp, để giáo trình hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày…tháng năm 2019 Chủ biên MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN CHẾ TẠO PHƠI HÀN Bài 1: Chế tạo phôi mỏ khí cắt cầm tay 1.1 Phôi hàn, vật liệu chế tạo phôi hàn 1.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc thiết bị cắt lửa khí 1.3 Lắp ráp thiết bị tạo lửa cắt 24 1.4 Kỹ thuật khai triển phôi vạch dấu 31 1.5 Kỹ thuật chế tạo phôi hàn từ thép mỏ cắt cầm tay 44 1.6 Kỹ thuật kiểm tra, chỉnh sửa phôi 49 1.7 Kỹ thuật an toàn lao động vệ sinh phân xưởng 49 1.1 Thiết bị - Dụng cụ - Vật tư 53 1.2 Quy trình thực 54 1.1 Phân cơng vị trí luyện tập hướng dẫn phiếu luyện tập 59 1.2 Hướng dẫn luyện tập thường xuyên 61 Bài 2: Chế tạo phôi hàn từ vật liệu máy cắt khí rùa 65 2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc máy cắt rùa 65 2.2 Vận hành máy cắt rùa 71 2.3 Khai triển vạch dấu phôi: 75 2.4 Chế độ cắt lửa khí 75 2.5 Kỹ thuật cắt kim loại máy cắt rùa 76 2.6 Kỹ thuật kiểm tra, chỉnh sửa phôi 77 2.7 An toàn cắt kim loại máy cắt khí bán tự động 78 2.1 Thiết bị - dụng cụ - vật tư 78 2.2 Quy trình thực 79 2.1 Phân công vị trí luyện tập hướng dẫn phiếu luyện tập 86 2.2 Hướng dẫn luyện tập thường xuyên 88 Bài 3: Chế tạo phôi hàn từ vật liệu làm máy cát PLASMA 91 3.1 Đặc điểm, công dụng nguyên lý cắt thiết bị cắt Plasma 91 3.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc thiết bị cắt Plasma 93 3.3 Vận hành thiết bị cắt Plasma 98 3.4 Khai triển vạch dấu phôi 102 3.5 Chế độ cắt máy cắt Plasma A-70 102 3.6 Kỹ thuật cắt kim loại máy cắt Plasma 104 3.7 Kỹ thuật chỉnh sửa phôi 108 3.8 An toàn lao động vệ sinh công nghiệp 108 3.1 Thiết bị - dụng cụ - Vật tư 109 3.2 Quy trình cắt Plasma phương pháp cắt thủ cơng 109 3.1 Phân cơng vị trí luyện tập hướng dẫn phiếu luyện tập 116 3.2 Hướng dẫn luyện tập thường xuyên 118 Bài 4: Mài kim loại máy mài cầm tay 121 4.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc máy mài cầm tay 121 4.2 Dụng cụ mài 123 4.3 Kiểm tra máy mài an toàn trước mài 124 4.5 Kỹ thuật mài 126 4.6 Kỹ thuật chỉnh sửa phôi 128 4.7 Cơng tác an tồn mài vệ sinh phân xưởng 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN CHẾ TẠO PHƠI HÀN Mã mơ đun: MĐ15 I Vị trí, tính chất mơ-đun - Vị trí: Mơ đun chế tạo phơi hàn bố trí sau sinh viên học xong tất môn học: MH07 - MH13 học song song với mơ đun MĐ14 - Tính chất: Là mô đun chuyên ngành bắt buộc II Mục tiêu mô-đun: - Kiến thức: + Xác định phương pháp chế tạo phơi hàn + Tính tốn khai triển phơi xác, kích thước vẽ Kỹ năng: + Vận hành sử dụng thành thạo loại dụng cụ, thiết bị chế tạo phôi hàn + Chế tạo loại phôi tấm, phôi thanh, phôi ống thép kích thước vẽ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật có tính kinh tế cao - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Thực tốt công tác an toàn vệ sinh phân xưởng + Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, xác, trung thực sinh viên III Nội dung mô đun Nội dung tổng quát phân phối thời gian: TT Tên mô đun Chế tạo phơi hàn mỏ cắt khí cầm tay Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép máy cắt khí rùa Chế tạo phơi hàn từ vật liệu thép máy cắt plasma Mài mép hàn, mép cùn máy mài cầm tay Kiểm tra kết thúc Mô đun Cộng Thời gian (giờ) Tổng Lý Thực Kiểm số hành/thực tra thuyết tập/thí nghiệm/bài tập/thảo luận 20 12 15 11 18 13 60 15 40 Bài 1: Chế tạo phơi mỏ khí cắt cầm tay Kiến thức - Liệt kê đầy đủ loại dụng cụ, thiết bị cắt khí mỏ cắt khí cầm tay; - Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc máy sinh khí axêtylen, chai chứa khí, bình ngăn lửa tạt lại, van giảm áp, ống dẫn khí mỏ cắt; - Lắp ráp thiết bị, dụng cụ cắt khí đảm bảo an tồn, tiêu chuẩn kỹ thuật; - Tính chế độ cắt khí (cơng suất lửa, tốc độ cắt, áp lực khí ơxy, áp lực khí axêtylen, góc nghiêng mỏ cắt…) hợp lý; Kỹ - Vận hành sử dụng thành thạo thiết bị, dụng cụ cắt khí; - Khai triển, tính tốn phơi kích thước theo u cầu vẽ chi tiết; - Gá kẹp phôi chắn đảm bảo xỉ tốt; - Cắt kim loại định hình ba via, không cháy cạnh, mặt cắt phẳng kích thước vẽ; - Chỉnh sửa phơi đạt hình dáng, kích thước theo yêu cầu vẽ kỹ thuật; Thái độ - Thực tốt cơng tác an tồn, phịng chống cháy nổ vệ sinh cơng nghiệp; - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, xác cơng việc An tồn u cầu trước sau tiến hành công việc: - Thực tốt công tác an tồn lao động phịng chống cháy nổ, điện giật… - Các thiết bị, dụng cụ phải bố trí xếp gọn gàng ngăn lắp kiểm tra an toàn đưa vào hoạt động; - Nghiêm cấm người hút thước tự ý mang lửa, nơi gần chai chứa khí xưởng thực tập; - Loại bỏ vận chuyển vật liệu dễ bốc lửa, dễ cháy nổ gần khu vực làm việc; - Xác định mức độ an toàn ren nối van, khớp nối… - Mọi người phải nghiêm chỉnh chấp hành quy định làm việc B NỘI DUNG I LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 1.1 Phôi hàn, vật liệu chế tạo phôi hàn 1.1.1 Phôi hàn Phôi hàn chi tiết dùng để hàn lại với nhau, tạo thành sản phẩm, kết cấu máy Phôi hàn hầu hết kim loại hợp kim Để tạo phôi hàn phụ thuộc vào hình dạng, kích thước tấm, cây, vật liệu kim loại mà sử dụng phương pháp gia công khác như: cắt kéo, cắt cưa, cắt lửa khí, cắt máy cắt, cắt hồ quang PLASMA.v.v… 1.1.2 Vật liệu chế tạo phôi hàn Vật liệu chế tạo phôi hàn thường chế tạo thép Thép phân làm: (thép bon chất lượng thường, thép bon chất lượng tốt, thép bon dụng cụ, thép hợp kim) Trong kết cấu hàn thông thường sử dụng thép cácbon chất lượng thường nhiều Thép bon chất lượng thường có nhóm: - Nhóm 1: Chất lượng quy định theo tính, ký hiệu hai chữ CT, hai chữ độ bền kéo nhỏ (kg/mm2 Mpa) Đằng sau chữ số có chữ S biểu thị cho thép sôi, chữ n biểu thị cho thép nửa lắng, khơng có biểu thị cho thép lắng Ví dụ: CT34: thép cácbon chất lượng thường nhóm 1, có độ bền kéo nhỏ бkbmin=34kg/mm2 - Nhóm 2: Chất lượng quy định theo thành phần hóa học, cách ký hiệu nhóm thêm số cuối có gạch nối (-) Ví dụ: CT 34S-2 thép các-bon chất lượng thường nhóm 2, thép sơi có độ bền kéo nhỏ бkbmin=34kg/mm2 - Nhóm 3: Chất lượng quy định theo thành phần hóa học tính Ký hiệu hồn tồn nhóm thay số cuối số Ví dụ: CT34n-3: thép các-bon chất lượng thường nhóm 3, thép nửa lắng có độ bền kéo nhỏ бkbmin=34kg/mm2 + Thép bon chất lượng tốt: Cách ký hiệu: chữ C đầu biểu thị thép, số hàm lượng trung bình nguyên tố bon theo phần vạn Sau chữ số có ghi S - thép sôi; n - thép nửa lắng; khơng có chữ - thép lắng Ví dụ: C8 thép các-bon chất lượng tốt, chứa trung bình 0,08%C thép lắng + Thép bon dụng cụ: Cách ký hiệu: bắt đầu hai chữ CD, số hàm lượng cácbon theo phần vạn Nếu có chữ A biểu thị thép chất lượng cao (nghĩa tổng hợp tạp chất S p < 0,02%) Ví dụ: CD80A thép cácbon dụng cụ chất lượng cao 0,8%C Trong trình hàn dựa vào ký hiệu vật liệu mà lựa chọn phương pháp hàn công nghệ hàn khác để nhận chất lượng mối hàn ý muốn 1.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc thiết bị cắt lửa khí 1.2.1 Thiết bị dụng cụ cắt lửa khí ơxy cháy với axetylen Cắt kim loại lửa khí phải có thiết bị dụng cụ sau: - Thùng điều chế khí axêtylen bình chứa khí axêtylen, chai chứa khí cháy - Bình chứa khí ơxy (chai ơxy) - Van giảm áp để giảm áp suất từ bình chứa đến áp suất theo yêu cầu, áp kế - Thiết bị dập lửa cháy ngược trở lại, nhằm bảo vệ thùng điều chế khí axêtylen - Ống dẫn khí mềm cao su kim loại để dẫn khí ơxy axêtylen (khí cháy) từ bình chứa, thùng điều chế mỏ hàn (mỏ cắt) - Mỏ cắt - Dụng cụ gá đặt: Bàn cắt, giá cắt, đe bằng, đe hình,vam … - Các dụng cụ cầm tay: thước lḠ300; 500; 1000, thước dây 2000; 3000; 5000, thước vng góc, chấm dấu, vạch dấu, compa, búa nguội 200g; 300g, đục bằng, tu Bàn chải sắt, kim đồng để làm lỗ phun khí đầu mỏ cắt - Bộ dụng cụ để tháo lắp: mỏ cắt, cờ lê 1.2.2 Bình sinh khí axêtylen Là thiết bị dùng nước phân huỷ CaC2 để lấy khí C2H2 CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2 Trong thực tế 1kg CaC2 cho ta khoảng 220 đến 300 lít khí C2H2 Hiện có nhiều loại bình sinh khí C2H2 loại chia nhiều kiểu khác nhau, máy sinh khí phải có phận sau đây: - Buồng sinh khí (một nhiều buồng) - Thùng chứa khí - Thiết bị kiểm tra an toàn (áp kế, nắp an tồn .) Các phận bố trí thành kết cấu chung hay lắp riêng nối với ống 1.2.2.1 Phân loại Thơng thường người ta xếp loại máy sinh khí dựa theo số đặc điểm sau: - Phân loại theo suất máy sinh khí: + Loại I: có suất 3m3 khí /giờ lần 10kg CaC2 Chủ yếu dùng vào việc tu sửa sản xuất nhỏ, phần lớn kiểu di động + Loại II: có suất đến 50m3 khí /giờ, cho lần 200kg CaC2 + Loại III: có suất 50m3 khí /giờ cho lần 200kg CaC2 trở lên Loại II loại III đặt cố định trạm để điều chế khí axêtylen hồ tan (đóng vào chai), cung cấp cho xưởng hàn - cắt - Phân loại theo áp suất làm việc máy: + Loại áp suất thấp: 0,1 at (dưới 1000mm cột nước) + Loại áp suất trung bình: Từ 0,1 đến 1,5 at thường đuợc chế tạo gọn nhẹ để dùng việc hàn cắt di động Cịn loại máy sinh khí C 2H2 áp suất cao dùng đặc biệt để điều chế khí C2H2 theo yêu cầu công nghiệp - Phân loại dựa theo số lượng nước cần thiết để điều chế khí C2H2: + Bình sinh khí C2H2 loại khơ + Bình sinh khí C2H2 loại ướt 1.2.2.2 Cấu tạo ngun lý vận hành bình sinh khí axetylen Bình sinh khí axêtylen (kiểu ngâm đất đèn nước) (H1.1) Hình 1.1: Bình sinh khí Axêtylen 1-vỏ bình; 2- buồng sinh khí; 3- nắp buồng sinh khí; 4- gơng nắp bình; 5- vít xả khí thừa; 6van an tồn; 7- khố; 8- van giảm ápp; 9- bình ngăn lửa tạt lại; 10 -vít thăm nước bình ngăn lửa tạt lại; 11- cửa đổ nước vào bình ngăn lửa tạt lại; 12- van chiều; 13- cửa đổ nước vào bình làm mát; 14- áp kế,15- vít thăm nước làm mát; 16- van chiều; 17- cửa xả nước; 18- vít thăm nước buồng sinh khí; 19- Chân đế; 20- cần nâng hạ giỏ đất đèn; 21- giỏ đất đèn; 22- vấu định mức; 23- cửa xả bã đất đèn; 24- cửa dẫn khí Axetylen làm việc 1.2.2.3 Cách vận hành - Mở cửa đổ nước vào bình ngăn lửa tạt lại ngang với vít thăm (10) - Mở cửa đổ nước (13) đổ nước vào bình làm mát ngang vít thăm (15) - Mở cửa nắp buồng sinh khí đổ nước tới vít thăm (18) vấu định mức (22) - Lấy giỏ đất đèn (21) khỏi buồng sinh khí cho đất đèn với kích thước 5050 50 80 vào giỏ sau cho vào buồng sinh khí đóng nắp cửa buồng sinh khí lại chờ khí vịi cơng tác Tai lieu Luan van Luan an Do an Bảng 2.2: Chế độ cắt dùng ga cắt mỏ cắt gas 2.5 Kỹ thuật cắt kim loại máy cắt rùa - Đối với cắt kim loại mỏ cắt cầm tay thao tác điều chỉnh chiều cao từ mỏ cắt đến bề mặt vật cắt, tốc độ cắt, hướng cắt… người thợ thực Còn cắt kim loại máy cắt rùa, thao tác xe tự hành thay người - Trước thực cắt, người thợ phải tính tốn, vào chiều dày kim loại cắt yêu cầu cắt, từ ta lựa chọn mỏ cắt để gá lắp vào máy cho phù hợp - Trong q trình làm việc từ nung nóng kim loại đến q trình cắt ta ln giữ khoảng cách từ nhân lửa đến bề mặt vật cắt tốt khoảng 1,5 đến 2,5mm (Hình 1.51) - Khoảng cách từ đầu mỏ đến mặt kim loại cắt thép có chiều dày S < 100mm tính sau: h = l + (mm) Trong đó: l - chiều dài nhân lửa Hình 2.25: Góc độ mỏ cắt vng góc Hình 2.26: Góc độ mỏ cắt vát góc - Điều chỉnh góc độ mỏ cắt Nếu mép cắt vng góc ta điều chỉnh góc độ mỏ cắt hợp với bề mặt vật cắt vng 90 Lúc góc a = ß = 900 Nếu mép cắt phải yêu cầu vát mép ta phải điều chỉnh góc độ mỏ cắt nghiêng theo góc độ vát (Hình 2.26) Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 76 Tai lieu Luan van Luan an Do an VD: Tấm kim loại cần góc vát 600 ta điều chỉnh góc ß hợp trục mỏ cắt với bề mặt kim loại 600 Trước cắt người thợ quan sát điều chỉnh cấu điều chỉnh mỏ cắt để đạt góc độ nghiêng thích hợp VD: Khi vật cắt tương đối dày, ta điều chỉnh mỏ cắt để nghiêng lửa hướng vào rãnh cắt góc a = đến 10o, nhằm mục đích làm cho mép vật cắt nung nóng tốt tồn chiều dày bắt đầu q trình cắt dễ dàng, lúc ta nên cắt hướng tiến phía ngược góc điều chỉnh - Điều chỉnh tầm với mỏ cắt cho xe tự hành di chuyển cắt mỏ cắt phải song song với đường vạch dấu cắt chiều cao từ mỏ cắt đến bề mặt vật cắt không đổi - Khi thực cắt, điều chỉnh lửa hướng vào vị trí bắt đầu đường cắt, tập trung nhiệt làm cho mép vật cắt nung nóng tốt tồn chiều dày để trình cắt nhanh Khi kim loại đạt đến trạng thái cắt, ta xả ôxy cắt đồng thời bật cơng tắc hành trình phía trước xe tự hành chạy phía trước thực cắt - Khi cắt chiều dày nhỏ 20mm dùng mỏ cắt để cắt khoét thành lỗ tạo rãnh cắt Nhưng để tránh lửa tạt trở vào, trước tiên phải nung nóng đến nhiệt độ chảy sau mở van O2 cắt - Khi vật cắt có chiều dày lớn chi tiết cần đạt độ xác, ta phải khoan lỗ để tạo rãnh cắt, vị trí bắt đầu cắt từ lỗ khoan tiến - Tùy theo điều kiện thực tế mà người thợ nên quan sát rãnh cắt để điều chỉnh tốc độ cắt cho phù hợp với tốc độ ôxy hóa kim loại - Q trình cắt thực xong, ta khóa van ơxy cắt trước đồng thời tắt cơng tắc hành trình máy cắt Khi cần thực mạch cắt tiếp theo, ta tiếp tục chỉnh vị trí đường ray, vị trí máy cắt, vị trí mỏ cắt để thực cơng việc tiếp 2.6 Kỹ thuật kiểm tra, chỉnh sửa phôi - Sau cắt xong để phôi nguội hẳn, dùng búa gõ xỉ làm xỉ, hạt kim loại bám bề mặt mép vát - Tiến hành kiểm tra yếu tố sau: + Độ thẳng đường cắt + Độ lồi lõm bề mặt cắt + Điểm bắt đầu điểm kết thúc + Sự nóng chảy cạnh đường cắt + Độ cong vênh, biến dạng phôi - Dùng máy mài tay, đục, giũa, búa nguội.v.v Để chỉnh sửa phơi đảm bảo hình dáng, kích thước theo yêu cầu vẽ Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 77 Tai lieu Luan van Luan an Do an 2.7 An tồn cắt kim loại máy cắt khí bán tự động - Luôn mang quần áo bảo hộ theo quy định - Lắp dây tiếp đất cho máy 2.7.1 An tồn với bình khí - Bình khí ơxy để cách xa lửa trần 5m - Trước lắp van giảm áp, khẽ mở van đầu bình để thổi hết bụi bẩn đường ống dẫn khí, việc mở van phải nhẹ nhàng trước sau lắp van giảm áp làm hỏng màng van giảm áp - Tránh xa nơi để dầu mỡ, chất cháy, chai dễ bắt lửa với bình ôxy - Vận chuyển nhẹ nhàng, tránh va chạm mạnh 2.7.2 An tồn với van giảm áp - Khơng dùng lẫn lộn van giảm áp ơxy với khí cháy - Tránh lẫn bụi bẩn, dầu mỡ ống dẫn, đầu nối - Khi ngừng làm việc thời gian ngắn phải đóng van khóa nguồn cấp khí II Trình tự thực 2.1 Thiết bị - dụng cụ - vật tư Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ vật tư cho nhóm có khoảng đến sinh viên Bảng thống kê Thiết bị- Dụng cụ - Vật tư TT Thiết bị - dụng cụ vật tư Số TT Lượng Thiết bị dụng cụ -vật tư Số lượng Găng tay đôi 16 Compa Máy cắt rùa đồng bộ 17 Bật lửa Kìm rèn 3chiếc 18 Thước 500 Búa nguội 500g 3chiếc 19 Vạch dấu Kính bảo hộ lao động 5chiếc 20 Mỏ lết 300 Bộ kim thông mỏ cắt 1bộ 21 Thước 1000 Chìa khóa mở chai khí C2H2 1chiếc 22 Thước 200 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 78 cuộn Ghi Tai lieu Luan van Luan an Do an Chìa khóa mở chai khí O2 1chiếc 23 Chai chứa khí Gas Chai Chai chứa khí O2 1Chai 24 Mỏ cắt cầm tay 10 Bộ van giảm áp O2 1Chai 25 Bàn phơi 11 Bình sinh khí C2H2 đồng 1Chai 26 Bộ dây dẫn khí O2 C2H2 12 Chai chứa khí C2H2 1Chai 27 Bộ van giảm áp O2 13 Bộ van giảm áp C2H2 28 Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khơ 14 Pép cắt khí Gas, 29 Bộ van giảm áp khí Gas 1bộ m2 30 Cacbit canxi C2H2 15 Thép CT38 có S= 16 gá cắt (đất đèn) 2.2 Quy trình thực 2.2.1 Bản vẽ chi tiết Hình 2.27: Phơi hàn *u cầu: - Đường cắt thẳng, mép cắt phẳng, - Độ vng góc mặt phẳng phôi mặt phẳng rãnh cắt