Giáo trình hàn đắp (nghề hàn)

CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II GIÁO TRÌNH HÀN ĐẮP NGHỀ HÀN (Ban hành theo định số 397/QĐ-CĐHHII, ngày tháng năm 2021 Hiệu trưởng Trường Cao Đẳng Hàng Hải II) (Lưu hành nội bộ) TP.HCM, năm 2021 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, trước phát triển ngày cao khoa học kỹ thuật Nước ta đường cơng nghiệp hóa - đại hóa đất nước Trong phát triển chung nghành kinh tế, ngành cơng nghiệp Cơ khí phát triển cách mạnh mẽ, góp phần lớn vào phát triển Việt Nam Để đáp ứng cho phát triển đó, việc cung cấp đầy đủ đội ngũ công nhân lành nghề Việc đào tạo đội ngũ công nhân kỹ thuật Hàn lành nghề với kiến thức tay nghề vững vàng, nhằm nắm bắt công nghệ hàn tiên tiến giới trở nên cấp bách Chương trình đào tạo nghề hàn nay, phần chuyên môn nghề kết cấu theo mô đun đào tạo nghề riêng biệt Việc trang bị kiến thức chuyên môn tay nghề với giáo trình cũ phần chưa đáp ứng đầy đủ công nghệ hàn tiên tiến Chính vậy, Tổng Cục Dạy Nghề ban hành chương trình khung đào tạo nghề Hàn theo kết cấu mô đun Với mục tiêu “Chất lượng đào tạo mục tiêu hàng đầu” Nhằm đáp ứng với yêu cầu thực tế sản xuất Dưới đạo BGH Trường Cao Đẳng Hàng Hải II, Khoa Cơ Khí tiến hành biên soạn giáo trình “HÀN ĐẮP” dùng làm tài liệu giảng dạy học tập cho hệ Cao Đẳng Trung Cấp nghề Hàn Nội dung giáo trình biên soạn tham khảo từ tài liệu liên quan xuất phát hành nước nước ngồi Trong q trình biên soạn, chúng tơi nhận đượcnhiều ý kiến đóng góp hiệu chỉnh đồng nghiệp Mặc dù có nhiều cố gắng,nhưng khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận nhiều ý kiến đóng góp xây dựng bạn đọc, đặc biệt đồng nghiệp để giáo trình ngày hồn thiện Chúng tơi xin chân thành cám ơn! MỤC LỤC TT Nội dung Tuyên bố quyền Giới thiệu mô đun Mục lục Bài : Hàn đắp trục công nghệ hàn hồ quang tay Bài : Hàn đắp mặt phẳng công nghệ hàn hồ quang tay 28 Bài 3: Hàn đắp trục máy hàn MIG/MAG 41 Bài 4: Hàn đắp mặt phẳng máy hàn MIG/MAG 55 Bài 5: Hàn đắp TIG 73 Tài liệu tham khảo 90 Trang Bài 1: HÀN ĐẮP TRỤC BẰNG CÔNG NGHỆ HÀN ĐIỆN HỒ QUANG TAY  GIỚI THIỆU - Hàn Đắp trình đem phủ lên chi tiết lớp kim loại phương pháp hàn - Hàn đắp sử dụng để chế tạo chi tiết Dùng đắp để tạo nên lớp hợp kim với tính chất đặc biệt tạo lớp kim loại có khả chịu mài mòn tăng ma sát Hàn đắp dùng để phục hồi chi tiết bị mài mòn qua thời gian làm việc trục máy, bề mặt khuôn mẫu Sử dụng phương pháp hàn đắp để phục hồi chi tiết máy phương pháp rẻ tiền mà khả làm việc chi tiết không thua chi tiết Hàn đắp thực dịng xoay chiều, chiều chủ yếu thực tư Vật liệu hàn đắp thép bon, thép chịu mài mòn, thép có tính chất đặc biệt độ cứng cao, bền nhiệt, chịu axit *Mục tiêu bài: Sau học xong học người học có khả năng: - Tính tốn vật liệu hàn đắp - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn, vật liệu hàn đầy đủ an toàn - Chuẩn bị chi tiết đắp đảm bảo sạch, xử lý hết vết nứt đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Chọn điện áp, cường độ dòng điện tốc độ hàn, phương pháp chuyển động que hàn phù hợp với đường kính chi tiết đắp tính chất vật liệu - Thực hàn đắp chi tiết trục, phương pháp hàn theo đường sinh đường trịn kích thước, đảm bảo độ sâu ngấu, đủ lượng dư gia cơng cơ, biến dạng - Sửa chữa sai hỏng kích thước, hình dáng, rỗ khí, lẫn xỉ, khuyết cạnh đạt yêu cầu kỹ thuật - Thực tốt công tác an toàn vệ sinh phân xưởng - Tuân thủ quy định, quy phạm quy trình hàn đắp trục hàn hồ quang tay - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, xác  KHÁI NIỆM VỀ HÀN ĐẮP - Hàn Đắp trình đem phủ lên chi tiết lớp kim loại phương pháp hàn - Hàn đắp sử dụng để chế tạo chi tiết Dùng đắp để tạo nên lớp hợp kim với tính chất đặc biệt tạo lớp kim loại có khả chịu mài mịn tăng ma sát Hàn đắp dùng để phục hồi chi tiết bị mài mòn qua thời gian làm việc trục máy, bề mặt khuôn mẫu Sử dụng phương pháp hàn đắp để phục hồi chi tiết máy phương pháp rẻ tiền mà khả làm việc chi tiết không thua chi tiết Hàn đắp thực dòng xoay chiều, chiều chủ yếu thực tư - Vật liệu hàn đắp thép bon, thép chịu mài mịn, thép có tính chất đặc biệt độ cứng cao, bền nhiệt, chịu axit  ĐẶC ĐIỂM CHUNG - Thông thường người ta sử dụng phương pháp hàn hàn hồ quang tay, hàn MIG/MAG, hàn lớp thuốc, hàn khí hay hàn TIG Công nghệ hàn đơn giản, suất cao đảm bảo chất lượng song có nhược điểm dễ gây biến dạng, nứt, ứng suất nhiệt số khuyết tật khác - Đối với thép bon thấp, hợp kim thấp có tính hàn tốt Thép bon thép hợp kim cao khó hàn - Đối với chi tiết hàn đắp Gang, vật liệu hay kim loại nhỏ 3mm thường dùng hàn khí O 2-C2H2 lửa có dư C2H2 (ngọn lửa bon hóa) để khử ơxy, dùng thuốc hàn Gang Hàn Gang đòi hỏi số yêu cầu khắt khe so với hàn thép như: phải nung sơ từ (250÷500) 0C (500÷700)0C trường hợp khó hàn phải dùng thuốc hàn Gang, que hàn đồng thau que hàn hợp kim Niken, vát mép mối hàn cấy vít thép Khi hàn nung hàn nguội tùy theo phương pháp chọn công nghệ hàn vật liệu hàn Vật liệu hàn phải làm nguội từ từ lò vùi cát khô - Để tăng suất chất lượng cao dùng hàn tự động lớp thuốc hàn mơi trường khí bảo vệ ( Ar, CO 2) Hàn môi trường thuốc bảo vệ cho phép với dây hàn trần tổn thất nhiệt vài vật liệu hàn chất lượng mối hàn tốt  Vật liệu đắp: - Thành phần kim loại đắp phụ thuộc vào điều liện công tác chi tiết sư hao mịn gây ma sát , va đập nhiệt độ thường, nhiệt độ cao, mơi trường ăn mịn ( axit, bazơ) - Hiện thi trường có nhiều loại que hàn đắp hãng khác tùy vào loại vật liệu hàn cơng dụng mà người ta chọn loại que hàn phù hợp Ví dụ: Búa đập xi măng chịu va đập lớn Thông thường người ta dùng que hàn có hàm lượng ~13% Mn để hàn phục hồi Loại que hàn có đặc tính tự tơi, tăng cứng q trình va đập, độ cứng làm việc đạt từ 4047HRC Tuy nhiên hàn độ cứng khoảng 15-20HRC Do để đạt hiệu tốt nhất, sau hàn xong lớp que hàn Mn, người ta hàn phủ thêm lớp que hàn chống mài mòn, độ cứng khoảng 50-60 HRC Khi lớp bên ngồi vừa mịn lớp bên đáp ứng yêu cầu làm việc Hàn que hàn Mn vật liệu chứa ~13% Mn cần ý, không để nhiệt độ hàn vượt 2000C, vượt qua nhiệt độ này, Mn đặc tính tự tơi Thơng thường người ta hàn phân đoạn cách khoảng 20mm, khơng để nhiệt tập trung chí dùng nước làm nguội liên tục để giảm nhiệt độ khu vực hàn Khơng sấy que hàn Có thể hàn nhiều lớp tốt không 20mm Thành phần kim loại lớp đắp phụ thuộc vào thành phần kim loại đắp Người ta phân chia thành phần kim loại đắp thành nhóm sau đây: A Thép bon hay thép hợp kim thấp B Thép hợp kim thấp có thành phần bon > 0,4% C Thép hợp kim nhóm man gan D Nhóm thép Crơm Niken (Crơm- Niken) E Nhóm thép Crơm F Thép gió G Nhóm Gang Crơm cao H Nhóm thép Crơm – Wonfram chịu nhiệt N Nhóm Coban+Crơm+ Wonfram chịu nhiệt Qa Nhóm Niken+ Crơm+ Molipden Qb Nhóm Niken+ Molipden O Hợp kim bít Tùy theo loại vật liệu mà ta chọn nhóm vật liệu cơng nghệ hàn đắp cho phù hợp Bảng 1-1: Một số loại vật liệu đắp  Ứng dụng: Hàn đắp ứng dụng chủ yếu phục hồi chi tiết qua sử dụng sửa chữa chi tiết đúc Ví dụ : Bánh răng, Gầu xúc, Lưỡi ủi, Bi nghiền, Cổ trục, Bánh xích v.v… a) b) c) d) e) f) Hình 1-1a,b,c,d,e,f: Một số chi tiết đắp điển hình Chuẩn bị chi tiết hàn đắp: Hầu hết chi tiết máy đưa phục hồi bẩn, bề mặt làm việc bị bám dầu mỡ, han rỉ Nếu hàn đắp lên chi tiết mối hàn không ngấu, 76 - Đặt mỏ hàn vào điểm bắt đầu đắp, nghiêng mỏ hàn góc khoảng (70 ÷ 80)0 ngược với hướng hàn góc 900 so với bề mặt vật hàn hai phía đường hàn - Bật cơng tắc gây hồ quang triển khai vũng hàn nhỏ điểm gây hồ quang - Khi vũng hàn lõm xuống kim loại nền, tay lại cầm que hàn đắp bơm vào cho đầy vũng hàn, que hàn đắp hợp với mỏ hàn góc 90o - Di chuyển mỏ hàn hướng hàn theo hình cưa bán nguyệt - Giữ góc độ mỏ hàn que hàn hàn hết đường hàn - Giữ đầu điện cực cách vật hàn khoảng từ( ÷ 4) mm - Hàn từ phải qua trái ngược lại hàn ngang hàn ngửa hàn sấp, hàn từ lên hàn đứng - Kết thúc mối hàn: Rút que hàn ra, dao động mỏ hàn rìa vũng hàn, tắt hồ quang Giữ mỏ hàn khoảng 5-10 giây luồng khí trễ bảo vệ bể hàn Lúc bể hàn nguội nhấc mỏ hàn - Hàn đắp nhiều đường theo thứ tự đường hàn trước đè lên đường hàn trước sau Hình 5-2: Trình tự hàn đắp nhiều đường - Khi hàn đắp nhiều lớp cần phải làm lớp hàn trước , diện tích nung nóng lớn số lần nung nóng tương đối nhiều nên dễ sinh biến dạng lớn Để làm phân tán nhiệt khử ứng suất biến dạng thứ tự đường hàn đắp trục thực hình vẽ (Hình 5-2) 77 Hình 5-3: Trình tự hàn đắp trục cân đối - Để giảm bớt biến dạng, nhân lúc cịn nóng dùng búa tay gõ nhẹ vào lớp hàn đắp Để đáp ứng yêu cầu gia công cần phải hàn đắp với lượng dư từ 3-5mm Hình 5-4: Góc độ mỏ hàn que hàn hàn sấp Hình 5-5: Góc độ mỏ hàn que hàn hàn ngang 78 Hình 5-6: Góc độ mỏ hàn que hàn hàn đứng Hình 5-7: Góc độ mỏ hàn que hàn hàn ngửa Kiểm tra sửa chữa sản phẩm sau hàn 5.1 Chi tiết hàn bị cong vênh: - Nguyên nhân: Do phân bố đường hàn không hợp lý, không gá kẹp chắn trình hàn 79 - Biện pháp khắc phục: Thường xuyên kiểm tra chi tiết sau lớp hàn, thực thứ tự đường hàn, lớp hàn quy trình kỹ thuật, tiến hành nắn nóng chi tiết bị cong vênh 5.2 Mối hàn lẫn tạp chất rắn(lẫn Wolfram) - Ngun nhân: Điện cực khơng nóng chảy bị q tải, đầu điên cực chạm vào vũng hàn, đầu điện cực chạm vào que hàn - Biện pháp phòng ngừa: Tránh tiếp xúc điện cực Wonfram trực tiếp với với vũng hàn, Không tiếp xúc đầu điện cực Wonfram vào que hàn đắp, Khi điện cực bị tải, cắt bỏ phần đầu thay điện cực 5.3 Mối hàn rỗ khí: - Nguyên nhân: Thiếu khí bảo vệ khí bảo vệ khơng tinh khiết, khơng làm phơi hàn - Biện pháp phòng ngừa: Sử dụng đủ lưu lượng khí, khí tinh khiết làm phơi hàn trước hàn An toàn lao động - vệ sinh phân xưởng Sau kết thúc ca thực tập tất người có nhiệm vụ làm vệ sinh nơi làm việc, xếp lại chỗ làm việc trật tự gọn gàng Những chi tiết hàn xong nóng đỏ cịn nóng ấm phải xếp lại chỗ treo bảng “Chú ý:Vật nóng ˝ Đối với loại máy sử dụng nguồn điện cao phải ngắt nguồn điện, cịn ống cao su mỏ cắt khơng tháo mà việc tách chúng khỏi nguồn cung cấp khí, tắt hệ thống gió cục (nếu có) Nếu ca làm việc trước phát thấy tượng khơng an tồn số chi tiết thiết bị hỏng cần thay phải báo lại cho ca sau biết (ghi vào sổ trực ca) để ca sau khắc phục kịp thời 80 5.2 An toàn hàn điện hồ quang Để đảm bảo an toàn sức khoẻ nhằm không ngừng nâng cao suất lao động, bảo đảm hoàn thành kế hoạch sản xuất, người phải quán triệt tuân theo kỹ thuật an toàn lao động 5.3 Kỹ thuật an toàn nhằm tránh ánh sáng hồ quang phát ravà kim loại nóng chảy bắn Trong q trình hàn điện, hồ quang sinh tia tử ngoại, tia hồng ngoại tia sáng thông thường mạnh Tất tia sáng mức độ ảnh hưởng có khác nhau, có hại cho sức khoẻ người Đồng thời hạt kim loại bắn ra, vật hàn nóng bỏng làm cho người thợ hàn bị bỏng xẩy vụ cháy lớn Do thao tác cần có biện pháp an tồn sau đây: - Lúc làm việc cần phải trang bị đầy đủ dụng cụ bảo hộ lao động: mặt nạ da với kính hàn, mũ, găng tay, giày da, quần áo bạt v.v… - Xung quanh nơi làm việc, không để chất dễ cháy dễ nổ, lúc làm việc cao phải để sắt vật hàn, để tránh hàn kim loại bị nóng chảy nhỏ giọt xuống, làm người bị bỏng gây nên hoả hoạn - Xung quanh nơi làm việc phải để che , trước mồi hồ quang phải quan sát bên cạnh để tránh tia sáng hồ quang ảnh hưởng đến sức khoẻ người làm việc xung quanh 5.4 Kỹ thuật an tồn nhằm tránh bị điện giật: Khi cơng nhân làm việc phải tránh bị điện giật , q trình thao tác ta phải có biện pháp sau đây: - Vỏ ngồi máy hàn cầu dao, cần phải tiếp đất tốt, để tránh tình trạng hở điện gây nên tai nạn - Tất dây dẫn dùng để hàn, phải cách điện tốt tránh tình trạng bị đè hỏng bị cháy - Khi ngắt đóng cầu dao thường phải đeo găng tay khô phải nghiêng đầu bên để tránh tình trạng bị hỏng tia lửa điện gây nên lúc mở đóng cầu dao - Tay cầm kìm hàn, găng tay da, quần áo làm việc dày phải khô 81 - Khi làm việc nơi ẩm ướt phải dày cao su dùng gỗ khô để lát chân - Khi làm việc ống tròn vật dựng kim loại, phải đệm cách điện chân để tránh thân thể tiếp xúc với vật hàn - Khi làm việc nơi thiếu ánh sáng ban đêm phải trang bị đầy đủ bóng điện - Nếu thấy người bị điện giật, phải tắt nguồn điện tách người bị điện giật khỏi nguồn điện, tuyệt đối không dùng tay để kéo người bị điện giật 5.5 Kỹ thuật an tồn phịng nổ, phòng trúng độc nguy hại khác Để tránh tai nạn nổ trúng độc nguy hại khác gây nên thao tác cần có biện pháp an tồn sau: - Khi hàn vật chứa (thùng chứa, két xăng v.v…) mà trước đựng chất dễ cháy phải cọ rửa để khơ sau hàn - Khi làm việc nồi thùng lớn qua thời gian định phải ngồi để hơ hấp khơng khí - Khi cạo làm xỉ hàn, phải đeo kính trắng thường để đề phòng xỉ hàn bắn vào mắt gây tai nạn - Chỗ làm công việc hàn phải thơng gió tốt, đặc biệt hàn kim loại màu phải ý - Khi làm cao phải đeo dây an toàn phải buộc dây cáp giá cố định, tuyệt đối không khốc vào người 82 Câu hỏi ơn tập Câu Điện cực khơng nóng chảy đước sử dụng để hàn đắp TIG loại vật liệu gì? A) Thép Cac bon B) Wonfram C) Thép không rỉ D) Đồng Đáp án B Câu Khi hàn đắp vật liệu thép cac bon công nghệ hàn TIG sử dụng dòng hàn : A) DC-, AC B) DC- C) DC+, AC D) DC+, AC Đáp án B Câu Hàn đắp công nghệ hàn TIG thép sử dụng dịng hàn tạo mối hàn có độ sâu ngấu tốt nhât? A) DC- B) DC-,DC+ C) DC+ D) AC Đáp án A 83 Câu Điện cực hàn đắp thép cac bon phương pháp hàn TIG mài nào? A) Nhọn B) Cầu C) Điểm nhọn D) Cầu điểm nhọn Đáp án A Câu Hàn đắp công nghệ hàn TIG khí bảo vệ thích hợp khí gì? A) CO2 B) Agon C) Trộn Agon+ CO2 D) Ni tơ Đáp án B Câu Ở điều kiện bình thường lưu lượng khí chọn hàn đắp cơng nghệ hàn TIG bao nhiêu? A) ÷ l/ph B) ÷ l/ph C) ÷ 12 l/ph D) 10 ÷ 15 l/ph Đáp án C Câu Agon loại khí : 84 A) Khơng màu B) Không màu, không mùi C) Không màu, không mùi, nặng khơng khí D) Khơng mùi, nặng khơng khí Đáp án C Câu Khí Agon quy định đựng chai màu gì? A) Đen B) Trắng C) Xanh D) Vàng Đáp án C Câu Phần nhô điện cực hàn TIG thường chọn bao nhiêu? A) 1,0 ÷ 1,5d B) 1,5 ÷ 2,5d C) 2,5 ÷ 3,5d D) 3,0 ÷ 4,0d Đáp án B Câu 10 Góc độ mỏ hàn so với trục đường hàn hàn đắp phương pháp hàn TIG ? A) 500÷600 B) 600÷700 85 C) 700÷800 D) 800÷900 Đáp án C Câu 11 Góc độ que hàn so với mặt phẳng đắp hàn TIG ? A) 100÷200 B) 200÷300 C) 300÷400 D) 400÷500 Đáp án A Câu 12 Thời gian trì dịng khí bảo vệ sau ngắt dòng hàn hàn đắp phương pháp hàn TIG? A) (1÷2)s B) (2÷5)s C) (10÷15)s D) (15÷20)s Đáp án B Câu 13 Phương pháp dao động mỏ hàn thích hợp hàn đắp phương pháp hàn TIG? A) Răng cưa, bán nguyệt B) Bán nguyệt C) Đường tròn 86 D) Răng cưa, đường tròn Đáp án D Câu 14 Khuyết tật xem khuyết tật đặc trưng hàn đắp phương pháo hàn TIG? A) Không ngấu B) Lẫn xỉ C) Lẫn Wonfram D) Rỗ khí Đáp án C Câu 15 Nguyên nhân gây khuyết tật lẫn Wonfram hàn đắp phương pháp hàn TIG? A) Điện cực bị nhiệt B) Điện cực chạm vào que hàn phụ C) Điện cực chạm vào bể hàn D) Tất đáp án Đáp án D Câu 16 Biện pháp khắc phục khuyết tật lẫn Wonfram hàn đắp phương pháp hàn TIG? A) Tăng Ih B) Không cho điện cực chạm vào bể hàn que hàn phụ C) Giảm Ih, không cho điện cực chạm vào bể hàn que hàn phụ D) Giảm tốc độ hàn 87 Đáp án C Câu 17 Khuyết tật không xảy hàn đắp công nghệ đắp TIG? A) Rỗ khí B) Nứt C) Lẫn xỉ D) Lẫn Wonfram Đáp án C Câu 18 Nguyên nhân gây khuyết tật rỗ khí hàn đắp phương pháp hàn TIG? A) Vật hàn bẩn, tốc độ hàn cao B) Thiếu khí bảo vệ, dịng hàn lớn C) Góc độ mỏ sai, thiếu khí bảo vệ, vật hàn bẩn D) Tốc độ hàn cao Đáp án C Câu 19 Biện pháp khắc phục khuyết tật rỗ khí hàn đắp phương pháp hàn TIG? A) Làm vật hàn, tăng dòng hàn B) Điều chỉnh lưu lượng khí tầm với điện cực thích hợp C) Điều chỉnh góc độ mỏ, lưu lượng khí tầm với điện cực thích hợp, làm vật hàn D) Giảm tốc độ hàn Đáp án C 88 Câu 20 Hồ quang hàn TIG có nhiệt độ cao, đạt tới … tổn thương đến da, mắt A) 21000C B) 31000C C) 41000C D) 61000C Đáp án D 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Kỹ thuật hàn Tác giả : Trương Công Đạt – NXB Giáo Dục - Công nghệ hàn kim loại Tác giả : Phạm Văn Tỳ - Sổ tay hàn Tác giả : Hoàng Tùng, Nguyễn Thúc Hà - Thực hành hàn từ đến nâng cao HỒ QUANG– TIG–MAGPLASMA Tác giả : Trần Văn Niên, Trần Thế San – NXB Đà Nẵng 90