Giáo trình Hàn thép hợp kim (Nghề Hàn CĐLT)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: HÀN THÉP HỢP KIM NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG LIÊN THƠNG Quảng Ngãi (Lưu hành nội bộ) 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, với nhu cầu công nghiệp hố đại hố dạy nghề có bước tiến nhằm thay đổi chất lượng dạy học, để thực nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội 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 Chương trình khung quốc gia nghề hàn xây dựng sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề kết cấu theo mô đun Để tạo điều kiện thuận lợi cho sở dạy nghề trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật theo mô đun đào tạo nghề cấp thiết Mô đun: Hàn thép hợp kim mô đun đào tạo nghề biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết thực hành Trong trình thực hiện, nhóm biên soạn tham khảo nhiều tài liệu cơng nghệ hàn nước, kết hợp với kinh nghiệm thực tế sản xuất Mô đun bao gồm nội dung chính: - Hàn thép hợp kim thấp - Hàn thép hợp kim trung bình Mặc dù có nhiều cố gắng, nhung không tránh khỏi khiếm khuyết, mong nhận đóng góp ý kiến độc giả để giáo trình hịan thiện Xin chân thành cảm ơn! Tham gia biên soạn Nguyễn Văn Chung Chủ biên ………… ……… … MỤC LỤC Đề mục I Lời giới thiệu II Mục lục III Nội dung mô đun Trang Bài 1: Hàn thép hợp kim thấp 10 Bài 2: Hàn hàn hợp kim trung bình 15 Bài 3: Hàn hàn hợp kim trung cao 23 IV Tài liệu tham khảo 31 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: HÀN GANG Mã mơ đun: MĐ15 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: Mơ đun bố trí sau song song với môn học MH07- MH14 - Tính chất mơ đun: Là mơ đun chun ngành bắt buộc - Ý nghĩa vai trị mơ đun: Mô đun trang bị cho học viên kiến thức kỹ Hàn gang - Đối tượng: Là giáo trình áp dụng cho học sinh trình độ Cao Đẳng liên thơng nghề Hàn Mục tiêu mơ đun: - Về kiến thức: A1: Trình bày kỹ thuật hàn thép hợp kim thiết bị hàn khác đảm bảo yêu cầu kỹ thuật A2: Nhận biết đầy đủ loại vật liệu dùng hàn thép hợp kim - Về kỹ năng: B1: Chuẩn bị đầy đủ thiết bị, dụng cụ hàn thép hợp kim B2: Chuẩn bị phôi hàn sạch, kích thước đảm bảo yêu cầu kỹ thuật B3: Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu kiều liên kết hàn B4: Gá phơi hàn chắn, kích thước B5: Hàn mối hàn thép hợp kim thiết bị hàn khác đảm bảo độ sâu ngấu, không rỗ khí, ngậm xỉ biến dạng kim loại B6: Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn - Về lực tự chủ trách nhiệm: C1: Thực tốt cơng tác an tồn vệ sinh phân xưởng C2: Tuân thủ quy định, quy phạm quy trình hàn tự động lớp thuốc C3: Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ, xác, trung thực sinh viên Chương trình khung nghề Hàn Thời gian môn học, mô đun (giờ) Mã MH, MĐ Tên môn học, mô đun I MH 01 MH 02 MH 03 MH 04 MH 05 MH 06 II Các mơn học chung Giáo dục quốc phịng Giáo dục thể chất Pháp luật Chính trị Tin học Ngoại ngữ Các môn học, mô đun kỹ thuật sở, chuyên môn nghề MH 07 Anh văn chuyên ngành MH Tổ chức quản lý sản xuất 08 MĐ 09 Hàn TIG nâng cao MĐ 10 Hàn ống công nghệ cao MĐ 11 Tính tốn kết cấu hàn MĐ 12 Thực tập tốt nghiệp MĐ 13 Hàn gang MĐ 14 Hàn hồ quang dây lõi thuốc (FCAW) nâng cao MĐ 15 Hàn thép hợp kim Tổng cộng Trong Số tín Tổng số Lý thuyết Thực hành/ thí nghiệm/ tập Kiểm tra 180 63 107 10 45 26 16 15 1 30 27 30 15 14 1 30 19 1 30 12 16 36 1050 238 751 61 3 90 45 40 20 46 22 3 6 90 165 60 180 120 180 48 73 30 78 155 98 84 164 8 42 120 1230 12 301 100 848 71 Chương trình chi tiết mơ đun Số Tên mô đun TT Thời gian Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra* Hàn thép hợp kim thấp 40 35 Hàn thép hợp kim trung bình 40 35 Hàn thép hợp kim cao 36 30 Kiểm tra mô đun Cộng 120 12 100 Điều kiện thực môn học: 3.1 Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 3.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ 3.3 Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình thực hành, trang thiết bị, dụng cụ nghề Hàn 3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế về phương pháp hàn thép hợp kim nhà máy, xí nghiệp công nghiệp Nội dung phương pháp đánh giá: 4.1 Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kỹ - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập 4.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy mơn học sau: 4.2.1 Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội - Hướng dẫn thực quy chế đào tạo áp dụng Trường Cao đẳng Cơ giới sau: Điểm đánh giá + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học Trọng số 40% 60% 4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp đánh giá Phương pháp tổ chức Thường xuyên Vấn đáp thực hành Định kỳ Vấn đáp thực hành Kết thúc môn học Vấn đáp thực hành Hình thức kiểm tra Chuẩn đầu đánh giá Tự luận/ A1, A2, B1, B2, Trắc nghiệm/ C1, C2,C3 Báo cáo Tự luận/ A1, A2, B1, Trắc nghiệm/ B2,B3,B4,B5,B6 thực hành C1, C2,C3 Tự luận/ A1, A2, B1, Trắc B2,B3,B4,B5,B6 C1, nghiệm/ C2,C3 thực hành Số cột Thời điểm kiểm tra Sau 10 Sau 40 Sau 120 4.2.3 Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần điểm thi kết thúc môn học chấm theo thang điểm 10 (từ đến 10), làm tròn đến chữ số thập phân - Điểm môn học tổng điểm tất điểm đánh giá thành phần môn học nhân với trọng số tương ứng Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến chữ số thập phân Hướng dẫn thực môn học 5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Cao đẳng liên thông nghề Hàn 5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập mô - đun 5.2.1 Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: Trình chiếu, thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm… * Thực hành: - Phân chia nhóm nhỏ thực tập thực hành theo nội dung đề - Khi giải tập, làm Thực hành, tập: Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu sửa sai chỗ cho nguời học - Sử dụng mơ hình, học cụ mơ để minh họa tập * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng thành viên nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung học, nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép viết báo cáo nhóm 5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu kỹ học nhà trước đến lớp Các tài liệu tham khảo cung cấp nguồn trước người học vào học môn học (trang web, thư viện, tài liệu ) - Sinh viên trao đổi với nhau, thực thực hành báo cáo kết - Tham dự tối thiểu 70% giảng tích hợp Nếu người học vắng >30% số tích hợp phải học lại mơ đun tham dự kì thi lần sau - Tự học thảo luận nhóm: Là phương pháp học tập kết hợp làm việc theo nhóm làm việc cá nhân Một nhóm gồm 2-3 người học cung cấp chủ đề thảo luận trước học lý thuyết, thực hành Mỗi người học chịu trách nhiệm số nội dung chủ đề mà nhóm phân cơng để phát triển hồn thiện tốt toàn chủ đề thảo luận nhóm - Tham dự đủ kiểm tra thường xuyên, định kỳ - Tham dự thi kết thúc môn học - Chủ động tổ chức thực tự học BÀI 1: HÀN THÉP HỢP KIM THẤP Mục tiêu: - Trình bày đặc điểm hàn thép hợp kim thấp - Nhận biết xác loại thép hợp kim thấp vật liệu hàn thép hợp kim thấp - Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn đủ an tồn - Chuẩn bị phơi hàn kích thước, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Chọn chế độ hàn phù hợp chiều dày, tính chất vật liệu kiểu liên kết hàn - Gá phơi hàn chắn, kích thước - Thực hàn mối hàn thép hợp kim thấp đảm bảo độ sâu ngấu khơng rỗ khí ngậm xỉ, khơng cháy cạnh biến dạng kim loại - Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn - Thực tốt cơng tác an tồn lao động vệ sinh phân xưởng - Tuân thủ quy định, quy trình quy trình hàn thép hợp kim thấp - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, xác Đặc điểm hàn thép hợp kim thấp: - Thép bon trung bình có hàm lượng C ≤ 0,25 % Loại thép có tính hàn kém, sau hàn mối hàn đễ bị nứt, giòn bị biến dạng cứng sinh ứng suất tập trung, cong vênh lớn, rỗ khí, rỗ xỉ - Mối hàn dễ sinh nứt Do trước hàn cần tiến hành gia nhiệt cho vật hàn, phải dùng que hàn có hàm lượng cac bon tương đương với kim loại vật hàn - sau hàn phải tiến hành làm nguội chậm tiến hành ram mục đích để loại bỏ ứng suất dư, làm đồng tổ chức cho chi tiết hàn làm tăng tính cho mối hàn Vật liệu hàn thép hợp kim thấp: - Vật liệu dùng thép có hàm lượng C ≤ 0,25 % - Que hàn: Dùng que hàn chuyên dùng, loại que hàn có thành phần hóa học tương ứng với kim loại vật hàn Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn: 3.1 Thiết bị hàn:t bị hàn: hàn: - Máy hàn, bàn hàn, dây cáp hàn, buồng hàn - Máy mài tay, máy mài hai đá, kéo cắt phôi, vv 10 Gá phôi hàn: - Gá phơi vị trí hàn - Phơi hàn gá đảm bảo chắn, tiếp xúc mát tốt - Điều chỉnh phôi hàn tâm người thợ trình hàn Chọn chế độ hàn: 6.1 Dòng điện hàn: n hàn: Dòng điện hàn chọn phụ thuộc vào kích thước điện cực (dây hàn), dạng truyền kim loại, chiều dày chi tiết, dạng liên kết hàn tính chất vật liệu Khi dịng điện thấp không đảm bảo ngấu hết chiều dày liên kết, giảm độ bền mối hàn Khi dòng điện cao làm tăng bắn tóe kim loại, gây rỗ xốp, biến dạng, mối hàn không ổn định -Với loại nguồn điện có đặc tính ngồi cứng (điện áp khơng đổi) dịng điện hàn tăng tăng tốc độ cấp dây ngược lại Biểu đồ liên hệ đại lượng thông số hàn -Với loại nguồn điện có đặc tính ngồi mềm (điện áp phụ thuộc vào dòng điện chiều dài hồ quang) chiều dài hồ quang dài Lhq điện áp tăng Uh dòng điện hàn Ih giảm tốc độ xuống dây tăng ngược lại 17 Đường đặc tính tĩnh động V-A 6.2 Điện hàn: n áp hồ quang: quang: Đây thông số quan trọng hàn MAG/MIG, định dạng truyền kim loại lỏng Điện áp hàn sử dụng phụ thuộc vào chiều dày chi tiết hàn, kiểu liên kết, kích cỡ thành phần điện cực, thành phần khí bảo vệ, vị trí hàn, Để có giá trị điện áp hàn hợp lý, phải hàn thủa vài lần, bắt đầu giá trị điện áp hồ quang theo tính tốn hay tra bảng, sau tăng giảm theo quan sát đường hàn để chọn giá trị điện áp thích hợp 6.3 Tốc hàn: c độ dòng điện hàn: hàn: Tốc độ hàn phụ thuộc nhiều vào trình độ tay nghề thợ hàn Tốc độ hàn định chiều sâu ngấu mối hàn Nếu tóc độ hàn thấp, kích thước vùng hàn lớn ngấu sâu Khi tăng tốc độ hàn, tốc độ cấp nhiệt hồ quang giảm, làm giảm độ ngấu thu hẹp đường hàn *Chú ý: Trong trình điều chỉnh chế độ hàn thường xẩy số tượng sau đây: -Khi hàn điện cực (dây hàn) đẩy súng hàn, kèm theo tiếng nổ, điện cực cháy gập khúc tượng ta điều chỉnh tốc độ xuống dây nhanh cường độ dòng hàn nhỏ khiến cho hồ quang cháy không kịp so với tốc độ xuống dây -Khi hàn điện cực hàn cháy thành giọt lớn nhỏ xuống kèm theo tiếng xèo xèo ta điều chỉnh tốc độ xuống dây nhỏ cường độ dòng điện lớn -Khi hàn ta nghe tiếng cháy hồ quang chế độ hàn ta điều chỉnh phù hợp.vệ 18 6.4 Đường kính que hàn:ng kính dây hàn: Khi đường kính dây hàn tăng mà dịng điện khơng đổi chiều sâu ngấu giảm tương ứng Đường kính dây hàn giảm hồ quang ăn sâu vào kim loại bản, mối hàn hẹp chiều sâu ngấu lớn 6.5 Phần nhô điện cực (tầm với điện cực):n nhô điện hàn: n cực (tầm với điện cực):c (tần nhô điện cực (tầm với điện cực):m với điện cực):i điện hàn: n cực (tầm với điện cực):c): Đó khoảng cách đầu điện cực bép hàn Khi tăng chiều dài phần nhơ, nhiệt nung nóng đoạn dây hàn tăng, dẫn tới làm giảm cường độ dòng điện hàn cần thiết để nung chảy điện cực theo tốc độ cấp dây định Khoảng cách quan trọng hàn thép không gỉ, biến thiên nhỏ làm tăng biến thiên dịng điện cách rõ rệt Chiều dài phần nhơ lớn làm cho kim loại nóng chảy mối hàn, làm giảm độ ngấu lãng phí kim loại hàn khí bảo vệ khơng bảo vệ mối hàn Tính ổn định hồ quang bị ảnh hưởng Nếu chiều dài phần nhô nhỏ gây bắn tóe, kim loại lỏng dính vào mỏ hàn, chụp khí làm cản trở dịng khí bảo vệ cho dịng khí bảo vệ bị xốy, gây rỗ xốp mối hàn Chiều dài điện cực phía ngồi mỏ hàn (a) quan hệ dịng điện–phần nhơ điện cưc (b) 6.6 Các yết bị hàn:u tốc hàn: công nghện hàn: khác: Khi hàn hồ quang tự động bán tự động lớp thuốc bảo vệ dùng dịng điện chiều xoay chiều Thơng thường hàn thép dày dùng điện xoay chiều, cịn hàn thép mỏng dùng điện chiều để giữ hồ quang ổn định Với loại thuốc hàn dùng nay, đổi từ mối hàn thuận sang nối nghịch chiều sâu ngấu tăng lên Hàn dòng xoay chiều có mức độ ngấu độ trung bình so với hàn dòng chiều nối thuận nghịch Cỡ hạt thuốc hàn có ảnh hưởng định đến độ ngấu mối hàn Thuốc hàn có cỡ hạt nhỏ làm giảm bớt tính linh hoạt hồ quang tăng chiều sâu 19 ngấu Kỹ thuật hàn thép hợp kim trung bình: 7.1: Hàn giáp mốc hàn: i: - Góc độ que hàn; Trung b×nh que hàn tạo thành goc 900 so với hai thép tạo với trục đường hàn goc 600 80o       - Chuyển động mỏ hàn que hàn : Dao động theo đường thẳng Dao động hình cưa Dao động tròn lệch Khi hàn giáp mối lớp, để tránh cháy thủng, để có độ ngấu hồn tồn tạo hình tốt mặt trái mối hàn ta áp dụng biện pháp sau: hàn lót phía dưới, dùng đệm thép, đệm thuốc, đệm đồng, đệm gồm dùng khóa chân Nếu chiều dài vật hàn tương đối lớn, hàn lót phương pháp, sau hàn thức 7.1 Hàn góc: - Góc độ que hàn; Trung b×nh que hàn nằm đờng phân giác góc tạo hai tÊm thep tạo với trục đường hàn goc 600 80o Góc mỏ hàn so với trục đờng hàn Góc mỏ hàn so với bề mặt vật hàn - Cách dao động que hàn: 20