LỜI GIỚI THIỆU Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng, nhằm 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 đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay. Mô đun 29: Hàn hồ quang dây lõi thuốc (FCAW) 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 có rất 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 hơn. Bài 1: Những kiến thức cơ bản khí hàn FCAW 5 Bài 2: Vận hành máy hàn FCAW 16 Bài 3: Hàn góc ở vị trí hàn 1F 26 Bài 4: Hàn giáp mối ở vị trí hàn 1G 30 Bài 5: Hàn góc ở vị trí hàn 2F 38 Bài 6: Hàn Hàn góc ở vị trí hàn 3F 45 BÀI 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN FCAW Mã bài: 29.1 Giới thiệu: Phương pháp hàn hồ quang dây lõi thuốc còn có tên gọi là Hàn hồ quang lõi trợ dung.Tên quốc tế là FCAW (Flux Cored Arc Welding) là sự cải tiến quy trình hàn MAGCO2, trong đó dây điện cực nguyên khối được thay bằng dây điện cực lõi trợ dung, nghĩa là dây hình trụ bên trong có chứa các chất trợ dung hàn thích hợp. Chất trợ dung này về cơ bản có các chức năng tương tự lớp bọc trợ dung của điện cực hàn hồ quang kim loại bằng tay. Hàn dây lõi thuốc (FCAW) là một bước phát triển mới của phương pháp hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ (GMAW). Phương pháp hàn này ngày nay đã được áp dụng rộng rãi ở các nước phát triển. Đặc biệt trong công nghệ hàn đắp vì có thể nâng cao tính năng luyện kim của quá trình hàn và cơ tính của lớp đắp thông qua các nguyên tố hợp kim chứa trong thuốc hàn. Có thể nói hàn dây lõi thuốc là một sự kết hợp tuyệt vời các ưu điểm của hai phương pháp GMAW và SMAW . Mục tiêu: Sau khi học xong bài này người học có khả năng: Giải thích đúng nguyên lý, công dụng của phương pháp hàn FCAW. Trình bày đầy đủ các loại khí bảo vệ, các loại dây hàn. Liệt kê các loại dụng cụ thiết bị dùng trong công nghệ hàn FCAW. Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn FCAW. Trình bày đầy đủ mọi ảnh hưởng của quá trình hàn hồ quang tới sức khoẻ công nhân hàn. Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác. Nội dung: 1. Nguyên lý và phạm vi ứng dụng của phương pháp hàn FCAW
LỜI GIỚI THIỆU Trong năm qua, dạy nghề có bước tiến vượt bậc số lượng chất lượng, nhằm thực nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội Cùng với phát triển khoa học cơng nghệ giới, lĩnh vực khí chế tạo nói chung ngành Hàn Việt Nam nói riêng có bước phát triển đáng kể Chương trình khung quốc gia nghề hàn xây dựng sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề kết cấu theo môđun Để tạo điều kiện thuận lợi cho sở dạy nghề trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo môđun đào tạo nghề cấp thiết Mô đun 29: Hàn hồ quang dây lõi thuốc (FCAW) mô đun đào tạo nghề biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết thực hành Trong q trình thực hiện, nhóm biên soạn tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn nước, kết hợp với kinh nghiệm thực tế sản xuất Mặc dù có nhiều cố gắng, không tránh khỏi khiếm khuyết, mong nhận đóng góp ý kiến độc giả để giáo trình hồn thiện MỤC LỤC ĐỀ MỤC I Lời giới thiệu II Mục lục Vị trí, ý nghĩa, vai trị mơ đun Mục tiêu mô đun Nội dung mô đun Yêu cầu đánh giá hồn thành mơ đun III Nội dung chi tiết mơ đun Bài 1: Những kiến thức khí hàn FCAW Bài 2: Vận hành máy hàn FCAW Bài 3: Hàn góc vị trí hàn 1F Bài 4: Hàn giáp mối vị trí hàn 1G Bài 5: Hàn góc vị trí hàn 2F Bài 6: Hàn Hàn góc vị trí hàn 3F IV Tài liệu tham khảo TRANG 3 16 26 30 38 45 52 MÔ ĐUN: HÀN HỒ QUANG DÂY LÕI THUỐC (FCAW) Mã số mô đun: MĐ 29 Tên mô đun: Hàn hồ quang dây lõi thuốc (FCAW) Mã mô đun: MĐ 29 Thời gian mô đun: 90giờ; (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 68 giờ; kiểm tra: giờ) I Vị trí, tính chất mơ đun: - Vị trí: Mơ đun bố trí sau xong mơn học MH07 - MH14 mô đun chuyên môn nghề - Tính chất: Là mơ đun chun ngành II Mục tiêu mơ đun: - Kiến thức: Trình bày xác cấu tạo nguyên lý làm việc thiết bị hàn FCAW Giải thích đầy đủ thực chất, đặc điểm, công dụng phương pháp hàn FCAW - Kỹ năng: + Nhận biết loại vật liệu dùng công nghệ hàn FCAW Vận hành, sử dụng thành thạo loại thiết bị dụng cụ hàn FCAW Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày tính chất vật liệu Hàn mối hàn vị trí hàn 1G, 1F, 2F, 3F đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn + Giải thích rõ nguyên tắc an toàn vệ sinh phân xưởng hàn hồ quang mơi trường khí bảo vệ - Năng lực tự chủ trách nhiệm: - Tuân thủ quy định, quy phạm quy trình hàn - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, xác, trung thực sinh viên III Nội dung mô đun Số Thời gian(giờ) TT Tên mô đun Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành, thí tra nghiệm, thảo luận, tập Bài 1: Những kiến thức 10 hàn FCAW Nguyên lý phạm vi ứng dụng 2 phương pháp hàn FCAW 1.1 Nguyên lý 1.2 Phạm vi ứng dụng 1.3 Ưu điểm phương pháp hàn FCAW Vật liệu hàn FCAW 1.5 1.5 2.1 Dây hàn 2.2 Khí bảo vệ Thiết bị dụng cụ hàn FCAW 0.5 0.5 Số TT Thời gian(giờ) Tổng Lý Thực số thuyết hành, thí nghiệm, thảo luận, tập Tên mô đun 3.1 Thiết bị hàn FCAW 3.2 Dụng cụ hàn FCAW Đặc điểm, công dụng hàn FCAW 4.1 Đặc điểm 4.2 Công dụng Các khuyết tật mối hàn 5.1 Khuyết tật lẫn xỉ 5.2 Cháy cạnh 5.3 Rỗ khí Những ảnh hưởng tới sức khoẻ người công nhân hàn FCAW 6.1 Điện giật 6.2 Nguồn nhiệt 6.3 Tia hồ quang 6.4 Khí độc 6.5 Tiếng ồn An tồn vệ sinh phân xưởng hàn FCAW Kiểm tra Bài 2: Vận hành máy hàn FCAW Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy hàn FCAW 1.1 Sơ đồ lắp đặt 1.2 Nguyên lý hoạt động Vận hành, sử dụng bảo quản máy hàn FCAW 2.1 Kết nối cáp hàn với nguồn 2.2 Kết nối tiếp đất nối nguồn vào 2.3 Nối ống dẫn khí vào máy chai khí 2.4 Lắp nối điều khiển từ xa 2.5 Vị trí chức điều khiển 2.6 Đặt chế độ điền đầy miệng hàn 2.7 Điều khiển độ ngấu Bảo dưỡng xử lý cố máy 1 1.75 1.75 2 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 Kiểm tra 1 0.25 Số TT Tên mô đun hàn FCAW 3.1 Bảo dưỡng máy hàn FCAW 3.2 Các lỗi xảy trình hàn 3.3 Xử lý cố Chọn chế độ hàn 4.1 Dòng điện hàn 4.2 Điện áp hàn Góc nghiêng mỏ hàn, tầm với dây hàn 5.1 Góc nghiêng mỏ hàn 5.2 Tầm với dây hàn Các phương pháp chuyển động mỏ hàn 6.1 Chuyển động mỏ hàn theo đường thẳng 6.2 Chuyển động mỏ hàn cưa, bán nguyệt Phương pháp gây trì hồ quang hàn, kết thúc hồ quang 7.1 Phương pháp gây hồ quang 7.2 Phương pháp trì hồ quang 7.3 phương pháp kết thúc hồ quang An toàn lao động vệ sinh phân xưởng hàn FCAW Bài 3: Hàn góc vị trí hàn 1F 1.1.Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ phôi hàn 1.2 Tính chế độ hàn FCAW 1.3 Kỹ thuật hàn 1F 1.4 Cách khắc phục khuyết tật mối hàn 1.5 Phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn 1.6 An toàn lao động vệ sinh phân xưởng Bài 4: Hàn giáp mối vị trí hàn 1G Thời gian(giờ) Tổng Lý Thực số thuyết hành, thí nghiệm, thảo luận, tập 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 1 0.5 0.5 0.5 2.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 27 Kiểm tra 24 Số TT Thời gian(giờ) Tổng Lý Thực số thuyết hành, thí nghiệm, thảo luận, tập Tên mô đun 1.1.Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ phôi hàn 1.2 Tính chế độ hàn FCAW 1.3 Kỹ thuật hàn 1G 1.4 Cách khắc phục khuyết tật mối hàn 1.5 Phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn 1.6 An toàn lao động vệ sinh phân xưởng 1.7 Kiểm tra Bài 5: Hàn góc vị trí hàn 2F 1.1.Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ phơi hàn 1.2 Tính chế độ hàn FCAW 1.3 Kỹ thuật hàn 2F 1.4 Cách khắc phục khuyết tật mối hàn 1.5 Phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn 1.6 An toàn lao động vệ sinh phân xưởng 1.7 Kiểm tra Bài 6: Hàn góc vị trí hàn 3F 1.1.Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ phơi hàn 1.2 Tính chế độ hàn FCAW 1.3 Kỹ thuật hàn 3F 1.4 Cách khắc phục khuyết tật mối hàn 1.5 Phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn 1.6 An toàn lao động vệ sinh phân xưởng 1.7 Kiểm tra Cộng 0.5 21 0.5 0.5 20.5 0.5 0.5 1 1 21 0.5 15 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 14.5 0.5 1 0.5 0.5 17.5 0.5 0.5 1 1 90 2 21 0.5 18 2 17 24 Kiểm tra 15 68 YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HỒN THÀNH MƠ ĐUN Kiểm tra đánh giá trước thực mô đun: Được đánh giá kiểm tra trắc nhiệm khách quan thực hành đạt yêu cầu mô đun MĐ20 Kiểm tra đánh giá thực mô đun: Được đánh giá qua kiểm tra trắc nghiệm tự luận thực hành trình thực học có mơ đun kiến thức kỹ thái độ Yêu cầu phải đạt mục tiêu học có mơ đun Kiểm tra sau kết thúc mô đun: 3.1 Về kiến thức: Được đánh giá qua kiểm tra viết trắc nghiệm tự luận, trắc nghiệm khách quan đạt yêu cầu sau: - Trình bày đặc điểm công dụng công nghệ hàn hồ quang môi trường khí bảo vệ - Liệt kê đầy đủ loại vật liệu hàn (Dây hàn, khí bảo vệ) - Tính tốn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu - Giải thích quy định an tồn hàn hồ quang mơi trường khí bảo vệ 3.2 Về kỹ năng: Được đánh giá quan sát có bảng kiểm thang điểm, kiểm tra chất lượng sản phẩm, đạt yêu cầu sau - Nhận biết loại vật liệu hàn - Vận hành sử dụng hàn FCAW thành thạo - Kỹ thuật hàn loại mối hàn thiết bị hàn FCAW vị trí hàn bằng, hàn đứng, hàn ngang 3.3 Về lực tự chủ trách nhiệm: Được đánh giá trình học tập quan sát có bảng kiểm đạt yêu cầu sau: - Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm công việc, tinh thần hợp tác giúp đỡ nhau, - Cẩn thận, tỷ mỉ, xác, tiết kiệm nguyên vật liệu công việc BÀI 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN FCAW Mã bài: 29.1 Giới thiệu: Phương pháp hàn hồ quang dây lõi thuốc cịn có tên gọi Hàn hồ quang lõi trợ dung.Tên quốc tế FCAW (Flux- Cored Arc Welding) cải tiến quy trình hàn MAG/CO2, dây điện cực nguyên khối thay dây điện cực lõi trợ dung, nghĩa dây hình trụ bên có chứa chất trợ dung hàn thích hợp Chất trợ dung có chức tương tự lớp bọc trợ dung điện cực hàn hồ quang kim loại tay Hàn dây lõi thuốc (FCAW) bước phát triển phương pháp hàn hồ quang mơi trường khí bảo vệ (GMAW) Phương pháp hàn ngày áp dụng rộng rãi nước phát triển Đặc biệt cơng nghệ hàn đắp nâng cao tính luyện kim q trình hàn tính lớp đắp thơng qua ngun tố hợp kim chứa thuốc hàn Có thể nói hàn dây lõi thuốc kết hợp tuyệt vời ưu điểm hai phương pháp GMAW SMAW Mục tiêu: Sau học xong người học có khả năng: - Giải thích ngun lý, cơng dụng phương pháp hàn FCAW - Trình bày đầy đủ loại khí bảo vệ, loại dây hàn - Liệt kê loại dụng cụ thiết bị dùng công nghệ hàn FCAW - Nhận biết khuyết tật mối hàn hàn FCAW - Trình bày đầy đủ ảnh hưởng trình hàn hồ quang tới sức khoẻ công nhân hàn - Thực tốt cơng tác an tồn lao động vệ sinh phân xưởng - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, xác Nội dung: Nguyên lý phạm vi ứng dụng phương pháp hàn FCAW 1.1 Nguyên lý Hình 29.1 Sơ đồ nguyên lý hàn FCAW Hình 29.1 sơ đồ nguyên lý hàn dây lõi thuốc Hồ quang cháy dây điện cực tiếp điện ống tiếp điện chi tiết làm chảy đồng thời ống dây, thuốc hàn mép hàn Các giọt kim loại nóng chảy bao quanh xỉ nóng chảy Khi giọt kim loại chuyển sang vũng chảy, xỉ hàn lên tạo thành lớp xỉ lỏng che chắn bảo vệ mối hàn 1.2 Phạm vi ứng dụng Hàn điện cực lõi bột q trình hàn có suất cao áp dụng chế tạo thiết bị thi công giới thiết bị khí nặng (khung, bệ máy), thiết bị thủy lực Qusa trình cịn dung để hàn thiết bị áp lực, nồi ngành đóng tàu… 1.3 Ưu điểm phương pháp hàn FCAW Hàn hồ quang dây lõi thuốc khắc phục nhược điểm hàn hồ quang kim loại tay, chẳng hạn thời gian hồ quang ngắn, tốc độ đông đặc chậm, chất lượng mối hàn thấp, yếu tố lien quan đến cơng nhân Thiết bị có điều khiển hồ quang cấp dây tự động, người thợ dẫn hướng điều khiển góc độ mỏ hàn Các dây điện cực lõi thuốc có nhiều ưu điểm so với dây điện cực quy trình hàn khí bảo vệ CO2 Giảm bắn tóe kim loại lỏng, chất lượng bề mặt mối hàn cải thiện, tác dụng chất ổn định hồ quang tạo thành xỉ có chất trợ dung lõi thuốc Mối hàn bị rỗ xốp, dễ dàng kiểm tra chất lượng tia X, tia Gamma, siêu âm Các ưu điểm rõ rệt so với phương pháp hàn điện cực tay dùng khí bảo vệ CO Sự tiêu thụ khí hơn, hàn điện cực lõi đặc sử dụng khí CO địi hỏi lưu lượng khí 17l/min, hàn dây lõi thuốc cần 8- 12l/min Ưu điểm bật dây điện cực lõi thuốc giảm phụ thuộc vào nhà sản xuất thép Đối với dây điện cực nguyên khối, nhà chế tạo thép phải đưa yêu cầu thành phần hóa học, sau thép thành phẩm cán theo kích thước thích hợp, điều làm tăng chi phí cách đáng kể Do dây điện cực lõi thuốc sử dụng vật liệu tiêu chuẩn đạt thành phần hóa học theo u cầu thơng qua bột hợp kim bên lõi thuốc, nhà cung cấp sản xuất loại điện cực với thành phần phù hợp yêu cầu cách dễ dàng tiết kiệm chi phí Các dây hàn đắp phục hỗi bề mặt liên tục chế tạo cách dễ dàng, với chi phí thấp nhiều so với dây nguyên khối Khi hàn thép có độ bền cao, tính bị thay đổi nhiệt, giải cách tăng hàm lượng hợp kim cho dây hàn, từ đạt có tính đồng khơng phụ thuộc vào mức độ cấp nhiệt hàn Vật liệu hàn FCAW 2.1 Dây hàn 2.1.1 Cấu tạo Điện cực lõi bột (Dây hàn lõi bột) dạng điện cực kim loại bên lõi dây điền đầy chất dạng bột có tính thuốc bọc que hàn Cấu tạo dây hàn lõi bột gồm phần bản: Vỏ dây kim loại lõi bột a Vỏ dây: Dây hàn dùng cho hàn thép cacbon thấp, thép có độ bền trung bình, thép hợp kim thấp số ứng dụng hàn đắp thường chế tạo từ vỏ thép cacbon thấp lõi chứa hỗn hợp thuốc hàn bột vật liệu hợp kim Trên hình 29.2 dạng khác điện cực lõi bột Ba dạng loại thông dụng chứa khoảng 75-85% thép tổng khối lượng khoảng 75% tiết diện ngang dây Trên hình 29.3 sơ đồ dây chuyền chế tạo dây hàn lõi thuốc Chúng chế tạo cách cho băng thép cacbon thấp qua khuôn tạo hình dạng chữ U, sau điền đầy thành phần lõi bột Sau băng uốn qua phận ép chặt cuộn kín vỏ dây Bước công đoạn kéo dây xuống đường kính nhỏ Dây thành phẩm cuộn thành cuộn có kích thước cần thiết Hình 29.2 Các dạng tiết diện dây lõi thuốc Hình 29.3 Sơ đồ dây chuyền chế tạo dây hàn lõi thuốc Nhược điểm dây hàn loại đường nối dọc vỏ dây hàn khơng hồn tồn kín điều kiện bảo quản lâu dài ẩm từ không khí thâm nhập vào phần lõi dây Hiện thị trường có dây hàn lõi bột có vỏ kín hồn tồn dạng ống kín với đường kính ngồi đến 1mm, khắc phục nhược điểm bị hút ẩm nêu Ngồi chúng cịn ưu điểm chịu uốn theo hướng khơng bị xoắn (khơng có xu hướng bị mở theo hướng đường sinh, không bị hẹp bị uốn) b Lõi thuốc bột: Lõi thuốc bột hỗn hợp khoáng chất dạng bột tương tự thuốc bọc que hàn, khơng chưa chất tạo hình chất kết dính Chúng có 10