Giáo trình hàn đắp (nghề hàn trình độ cao đẳng)

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên 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 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 công nghệ giới, lĩnh vực khí chế tạo, cơng nghệ 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 theo mơđun đào tạo nghề cấp thiết Mô đun 29: HÀN ĐẮP 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, kết hợp với kinh nghiệm thực tế sản xuất Mặc dầu có nhiều cố gắng, không tránh khỏi khiếm khuyết, mong nhận đóng góp ý kiến độc giả để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Cần thơ, ngày … tháng … năm 2021 Nhóm biên soạn Nguyễn Nhật Minh Hồ Anh Sĩ MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN BÀI HÀN ĐẮP TRỤC BẰNG MÁY HÀN Chuẩn bị chi tiết hàn đắp Kỹ thuật hàn đắp trục Kiểm tra sửa chữa sản phẩm sau hàn: 12 Bài HÀN ĐẮP MẶT PHẲNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP 13 Khái niệm chung 13 Chuẩn bị dụng cụ thiết bị, vật liệu hàn đắp 13 Kỹ thuật hàn đắp mặt phẳng: 14 Kiểm tra sửa chữa sản phẩm sau hàn: 16 Bài HÀN ĐẮP TRỤC BẰNG PHƯƠNG PHÁP 18 Nguyên lý đặc điểm: 18 Chuẩn bị thiết bị dụng cụ 21 Kỹ thuật hàn đắp trục máy hàn MIG, MAG 21 An toàn hàn hồ quang mơi trường khí bảo vệ: 23 BÀI HÀN ĐẮP MẶT PHẴNG BẰNG MÁY HÀN 25 Nguyên lý đặc điểm: 25 Vật liệu hàn đắp 26 Kỹ thuật hàn đắp 30 Kiểm tra sửa chữa sản phẩm sau hàn: 36 BÀI HÀN ĐẮP CHÍ TIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN TIG 50 Khái niệm 50 Đặc điểm công dụng 50 Vật liệu hàn TIG 51 Kỹ thuật hàn đắp mặt phẳng, đắp trục 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: HÀN ĐẮP Mã mơ đun: MĐ 29 Vị trí, ý nghĩa, vai trị mô đun Hàn đắp mô đun chương trình đào tạo nghề hàn trình độ lành nghề Đây khối kiến thức kỹ nghề hàn, bắt buộc tất người thợ hàn.Thiếu người thợ hàn khơng có kiến thức kỹ nghề nghiệp, gặp khó khăn q trình thực công việc nghề hàn đảm bảo an toàn sức khỏe người thợ Mục tiêu mô đun Nhằm trang bị cho người học có đủ khả làm việc sở sản xuất, hàn phục hồi chi tiết máy bị mịn trục máy, bạc lót, bánh hàn chi tiết đúc bị khuyết bị rỗ vật liệu khác thép bon thấp, thép bon trung bình, thép bon cao, thép hợp kim thấp, gang hợp kim đồng thiết bị hàn hồ quang tay, hàn hồ quang mơi trường khí bảo vệ, hàn tự động thuốc, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, an toàn hiệu Mục tiêu thực mô đun Học xong mơ đun người học có khả năng: - Chuẩn bị chi tiết hàn đắp hết vết bẩn, vết dầu mỡ, vết ơxy hố bề mặt, hàn vá vết nứt chi tiết cần hàn đắp, xác định đặc trưng đại lượng mòn, đồng thời xác định loại vật liệu chúng - Chọn vật liệu hàn (que hàn, dây hàn, thuốc hàn, khí bảo vệ) phù hợp với loại vật liệu phương pháp hàn - Tính tốn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất nhiệt lý loại vật liệu - Hàn đắp chi tiết máy thiết bị hàn khác đảm bảo độ sâu ngấu, khơng rỗ khí ngậm xỉ, biến dạng kim loại, đủ lượng dư gia công - Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn - Sửa chữa sai hỏng kích thước, hình dáng, khuyết tật mối - hàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Thực tốt cơng tác an tồn vệ sinh cơng nghiệp Nội dung mô đun Chuẩn bị phôi hàn đắp Vật liệu hàn Tính tốn chế độ hàn Gá phôi hàn Kỹ thuật hàn đắp Kiểm tra sửa chữa mối hàn An tồn vệ sinh cơng nghiệp CÁC HÌNH THỨC HỌC TẬP CHÍNH TRONG MƠ ĐUN Học lớp: - Các phương pháp làm chi tiết trước hàn đắp - Vật liệu hàn đắp - Tính tốn chế độ hàn đắp - Xác định quy trình cơng nghệ hàn đắp - An tồn lao động vệ sinh công nghiệp Học phịng học chun mơn hố: - Các đặc trưng mịn đại lượng mòn chi tiết - Các vết nứt chi tiết - Các dạng khuyết tật mối hàn đắp Thực tập xưởng trường: - Xem giáo viên làm mẫu công tác làm chi tiết, thao tác hàn đắp - Luyện tập kỹ chuyển động que hàn hàn đắp - Luyện tập hàn đắp trục, hàn đắp mặt phẳng thiết bị hàn khác - Thực kiểm tra đánh giá kết thực tập Tham quan thực tế sở sản xuất: - Cách tổ chức sản xuất xưởng hàn - Cơng tác an tồn vệ sinh môi trường xưởng sản xuất - Các công việc loại sản phẩm công nghệ hàn đắp U CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HỒN THÀNH MƠ ĐUN KIến thức: Bằng thi viết, vấn đáp trực tiếp trắc nghiệm với câu hỏi tự luận đạt yêu cầu sau - Giải thích phương pháp làm chi tiết hàn - Trình bày đầy đủ loại que hàn, dây hàn, thuốc hàn, khí bảo vệ dùng cơng việc hàn đắp - Tính tốn chế độ hàn phù hợp với loại vật liệu chiều dày vật liệu - Giải thích quy định an tồn vệ sinh công nghiệp hàn đắp 2.Kỹ năng: Bằng quan sát có bẳng kiểm thang điểm, chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu sau: - Làm chi tiết đưa vào hàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Hàn đắp chi tiết đảm bảo độ sâu ngấu, bị khuyết tật biến dạng, đủ lượng dư gia công 3.Thái độ: Bằng kết theo dõi suốt q trình học tập, quan sát có bẳng kiểm đánh giá thái độ đạt yêu cầu sau: - Ý thức tự giác, tính kỷ luật, tinh thần trách nhiệm cơng việc, tính hợp tác giáu đỡ lẫn nhau, ý thức tiết kiệm nguyên vật liệu - Tính cẩn thận, tỉ mỉ, xác công việc * Nội dung chi tiết: Số Tên mô đun Thời gian TT Tổng Lý Thực hành, Kiểm số thuyết tập tra* thảo luận Bài 1.Hàn đắp trục máy 12 hàn hồ quang tay Chuẩn bị chi tiết hàn đắp 1 Kỹ thuật hàn đắp trục Kiểm tra sửa chữa sản phẩm sau hàn: Hướng dẫn thực hành Bài 2.Hàn đắp mặt phẳng máy hàn hồ quang tay Khái niệm chung 0,5 Số TT Tên mô đun Tổng số Chuẩn bị dụng cụ thiết bị, vật liệu hàn đắp Kỹ thuật hàn đắp mặt phẳng: Kiểm tra sửa chữa sản phẩm sau hàn Hướng dẫn thực hành Bài 3.Hàn đắp trục máy hàn MIG, MAG Nguyên lý đặc điểm Chuẩn bị thiết bị dụng cụ Kỹ thuật hàn đắp trục máy hàn MIG, MAG An tồn hàn hồ quang mơi trường khí bảo vệ Hướng dẫn thực hành Bài Hàn đắp mặt phằng máy hàn MAG, MIG Nguyên lý đặc điểm Vật liệu hàn đắp Kỹ thuật hàn đắp Kiểm tra sửa chữa sản phẩm sau hàn Hướng dẫn thực hành Bài Hàn đắp (TIG) Khái niệm Đặc điểm công dụng Vật liệu hàn TIG Kỹ thuật hàn đắp mặt phẳng, đắp trục Hướng dẫn thực hành Kiểm tra mô đun Cộng Thời gian Lý Thực hành, thuyết tập thảo luận Kiểm tra* 0.5 0,5 0.5 0,5 0.5 0,5 0,5 1 1 5 45 15 28 BÀI HÀN ĐẮP TRỤC BẰNG MÁY HÀN HỒ QUANG TAY - Mã bài: MĐ 29 -01 * Giới thiệu: Chương trình đào tạo công nhân lành nghề, nhằm cung cấp kiến thức kỹ cần thiết thực công nghệ hàn đắp Trong trình học, người học nhận biết loại vật liệu hàn đắp, lựa chọn phương pháp làm chi tiết hàn hợp lý, phải thực cơng việc tính tốn chế độ hàn hợp lý, hàn đắp trục chế tạo vật liệu khác máy hàn hồ quang tay, đảm bảo u cầu kỹ thuật khơng rỗ khí ngậm xỉ, biến dạng, đủ lượng dư gia công * Mục tiêu thực hiện: Học xong học người học có khả năng: Chuẩn bị chi tiết hàn hết dầu mỡ, vết bẩn, lớp ơ-xy hố, khơng cịn vết nứt Chọn que hàn phù hợp với loại vật liệu chi tiết hàn đắp Tính tốn chế độ hàn phù hợp với chiều dày tính chất vật liệu Hàn đắp trục, đắp mặt phẳng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Thực tốt công tác an tồn vệ sinh cơng nghiệp * Nội dung chính: - Chuẩn bị phôi hàn đắp - Chuẩn bị dụng cụ thiết bị hàn đắp - Chọn vật liệu hàn - Tính tốn chế độ hàn đắp - Kỹ thuật hàn đắp mặt phẳng, hàn đắp trục - An toàn vận hành sử dụng thiết bị hàn đắp Chuẩn bị chi tiết hàn đắp 1.1.Vật liệu: Viện hàn quốc tế phân loại vật liệu hàn đắp cho tất phương pháp hàn đắp phân loại dựa theo thành phần hố học kim loại đắp Nhiều nước giới dựa vào cách phân loại nói để phân loại vât liệu hàn đắp chẳng hạn Liên xô cũ phân lại que hàn đắp theo loại sau đây: - Que hàn đắp thép hợp kim thấp chứa 0,4%C que hàn 'H-15G3-40, 'H18G4-35, 'H-20G4-40, 'H-14G2X-30 Que hàn thép bon thấp Cb-08 Cb-08A, thuốc bọc floruacanxi, dùng để hàn đắp chi tiết thép bon thấp bị mài mòn, độ cứng lớp kim loại đắp tuỳ thuộc vào kiểu que hàn nằm giới hạn 25- 40HRC - Que hàn đắp lớp thép hợp kim thấp chứa lớn 0.4%C có ba kiểu: 'H-60X2CM50, 'H-80X4CG-55 'H-60X2CM-50 Lõi que hàn thép Cb-08 Cb-08A thuốc bọc floruacanxi độ cứng lớp kim loại đắp 40-58HRC Dùng để hàn đắp chi tiết bị mòn nhanh khuôn dập, lưỡi gạt máy ủi vv - Que hàn đắp lớp thép crơm que hàn kiểu 'H-25X12-40, 'H70X11H3-25, T546A, có lõi thép bon thấp thép hợp kim thuốc bọc floruacanxi độ cứng kim loại hàn đắp 25-55HRC Dùng để hàn đắp khn máy dập nóng nguội, chi tiết mòn nhanh, ghi gờ đường ray chi tiết thép mangan cao G-13 +)Qủ hàn đắp lớp thép cắt gọt tốc độ nhanh Lõi que hàn làm loại thép khác Thuốc bọc floruacanxi độ cứng lớp đắp 5060HRC Đó que hàn kiểu 'H-80B18X4f-60, dùng để hàn đắp dụng cụ cắt gọt kim loại hàn đắp khn dập nóng tải trọng nặng - Que hàn đắp lớp gang đặc biệt crơm cao Đó kiểu que hàn 'HY30X28C4H4-50, 'H-Y30X25PC2G-60 'H-Y3023PC2TG-55 Kiểu que hàn 'H-Y30X28C4H4-50 Lõi que hàn thép hợp kim, thuốc bọc floruacanxi, dùng để phục hồi sản xuất chi tiết chống mài mòn máy bơm li tâm, máy khai thác dầu.vv Hai kiểu que hàn 'H-Y30X25PC2G-60 'H-Y3023PC2TG-55 làm từ lõi Cb-08 Cb-08A, thuốc bọc floruacanxi, dùng để hàn đắp chi tiết gang chống mòn, độ cứng lớp đắp 59-60 HRC - Que hàn đắp lớp thép crômvonfram chịu nhiệt Que hàn kiểu 'H30X3B8-40 làm lõi thép HP-60X3B10F thuốc bọc floruacanxi Dùng để hàn đắp bề mặt chống mịn khn dập nóng, dụng cụ ép, dao, cánh quạt máy khuấy vv Độ cứng kim loại hàn đắp 54HRC Que hàn có lõi thép Cb-08 thuốc bọc floruacanxi Dùng để hàn đắp lớp thép crômvonfram chứa bon cao chi tiết làm việc chịu nhiệt độ tới 6000 Độ cứng lớp đắp 54HRC - Que hàn đắp lớp hợp kim côban với crơm vơnfram Đó que hàn kiểu 'HY18k62X30B5C2-40 Lõi que hàn thép hợp kim B3K Thuốc bọc floruacanxi, thực phương pháp nhúng hai lớp Que hàn dùng vào việc hàn đắp chi tiết từ thep austenit cromniken làm việc nhiệt độ cao tới 6000 áp suất tới 800Kg/cm2 môi trường xâm thực Độ cứng lớp hàn đắp 45 HRC Chịu độ mài mòn cao kể cac chi tiết làm việc nhiệt độ bbình thường nhiệt độ cao - Que hàn đắp kiểu khác Đó 'H-08X17H7C5G2-30, BCH-6, 'HY10G5X7C-25, 'HX д-10, YPи-30X-10G10.Đặc điểm chung kiểu thuốc bọc nhóm floruacanxi, lõi que hàn làm từ nhiều loại thép hợp kim khác nhau, độ cứng lớp đắp tuỳ thuộc vào loại que hàn nằm phạm vi 20-55HRC.Công dụng que hàn khác chẳng hạn que hàn 'H-08X17H7C5G2-30 dùng để hàn đắp chi tiết ống làm việc nhiệt độ tới 5800 áp suất riêng 800kg/cm2, que hàn BCH-6 dùng để hàn đắp chi tiết thép bon thép tỷ lệ mangan cao làm việc điều kiện chịu tải trọng va đập mạnh mài mòn, vv tập thực tập hàn đắp thép bon thấp thép hợp kim thấp thuộc nhóm thép dễ hàn việc hàn đắp thực phương pháp thông thường điều kiện bình thường Hàn đắp mặth phẳng phơi 250´80´10mm hàn đắp trục phôi f20´250mm 1.2.Chuẩn bị thiết bị dụng cụ - Máy hàn điện hồ quang tay - Kính hàn - Búa gõ xỉ - Bàn chải sắt - Dưỡng đo - Thước dẹt - Búa nguội 1.3 Điều kiện an toàn - Mặt thực tập bố trí gọn gàng, nơi làm việc có đủ ánh sáng, hệ thống thơng gió, hút bụi hoạt động tốt - Máy hàn phải có đầy đủ dây tiếp đất - Bảo hộ lao động đầy đủ 1.4 Trình tự thực hiện: 1.4.1.Đọc vẽ Hình 1.1 Hàn đắp mặt phẳng Hình 1.2 Hàn đắp trục 1.4.2 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, rỗ khí tạp chất phi kim loại khác Bởi trước hàn đắp chi tiết hàn cần làm cẩn thận, sau phân loại xác định phương pháp phục hồi Phương pháp tẩy chi tiết tia lửa nhiệt hay lò nung có hiệu tiện lợi Chất bẩn khơng bị đốt cháy khỏi bề mặt mà khỏi chỗ hiểm hóc hay nứt rạn chi tiết Tiếp muội than ơ-xýt kim loại làm chổi thép Tuy nhiên chi tiết tẩy phương pháp chẳng hạn chi tiết thép mangan cao khơng phép làm bàng cách nung nóng mà phải rửa dung dịch xút 5% sau rửa nước nóng Trái lại chi tiết thép bon hay thép hợp kim mà công nghệ hàn đắp phải ứng dụng gia nhiệt trước việc tẩy dầu mỡ chất bẩn khác thự q trình gia nhiệt Chúng ta làm chi tiết máy máy mài chổi thép, thiết bị phun cát vv Sau làm xong ta loại trừ vết nứt chi tiết, vết nứt lớn ta hàn vá trước hàn đắp, vết nứt nhỏ ta loại bỏ máy mài cầm tay Tóm lại, cơng tác chuẩn bị chi tiết trước hàn đắp phương pháp hàn khác mang tính chất chung đóng vai trị quan trọng Nó định phần lớn chất lượng lớp hàn đắp Bởi không coi thường mà phải thực tốt đầy đủ tất cơng việc cần thiết q trình chuẩn bị 1.4.3 Chọn chế độ hàn: Giữa chiều dày lớp kim loại đắp , đường kính que hàn, số lớp hàn đắp cường độ dịng điện hàn có quan hệ sau: Chiều dày lớp đắp mm tới 1,5 tới lớn Đường kính que hàn mm 4-5 5-6 Số lớp đắp, lớp 1-2 Cường độ dòng điện A 80- 100 130-180 180-240 Kỹ thuật hàn đắp trục 2.1 Hàn đắp trục Kỹ thuật hàn đắp trục tương tự kỹ thuật hàn đắp mặt phẳng góc nghiêng que hàn, phương pháp chuyển động que hàn đường hàn sau phải làm nóng chảy 1/3-1/2 bề rộng đường hàn trước Khi hàn đắp nhiều lớp cần phải làm xỉ hàn 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 (Hình4) Hình 4: 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 2.2 Hàn đắp hợp kim cứng Việc hàn đắp bột hợp kim cứng thực hồ quang với cực địên than điện cực graphít nguồn điện xoay chiều chiều Nguồn điện chiều cho hồ quang ổn định Để đảm bảo cho mối hàn ngấu tốtvà điện cực tiêu hao người ta hàn điện cực âm Điện cực có đường kính 8-25mm chiều dài khoảng 300mm Dùng điện cực graphít có điện trở nhỏ, cháy khơng tạo bột tốt dùng điện cực than Trước hàn đắp đầu điện cực cần vát nhọn chiều cao phần 2-3 lần đường kính điện cực Kẹp điện cực kìm cho chiều dài đầu ngồi đến vị trí kẹp kìm khơng 70-80mm Cường độ dòng điện chọn theo chiều dày chi tiết chỗ hàn đắp chế độ hàn cho bảng sau, bảng Chiều dày Đường Chiều Cường đọ dòng điện Tên hợp kim chi tiết kính dài hồ hàn A điện quang cực mm Một Xoay chiều Vôka Stalinit BốCXOM-9 Hỗn hợp borua Áx k Áx Tới 10 lớn 8-10 12-18 10 8-10 3-5 10-12 6-15 16-20 Lớn 15 3-5 3-5 10-12 Tới 10 Lớn 10 12-15 4-6 4-6 4-8 4-8 4-8 chiều 140-160 160-200 160-180 180-240 80-100 120-140 160-180 90-120 140-160 180-230 160-190 170-210 190-210 220-250 Nếu diện tích bề mặt hàn đắp q lớn phải hàn nhiều lượt Người ta chia mặt hàn nhiều mảnh dọc ngang với mảnh không 40-50mm Hàn đắp mảnh rộng không đảm bảo tốt chất lượng lớp đắp kim loại vùng hàn nguội q nhanh Bột hợp kim cứng phải có kích thước không chứa bụi Bụi làm cháy nguyên tố hợp kim hàn gây rỗ mối hàn Bột hợp kim phải sấy khô trước hàn Bề dày lớp bột hợp kim phủ lên bề mặt chi tiết phụ thuộc vào loại hợp kim chiều dày lớp đắp.Chẳng hạn chiều dày lớp hàn bột stalinit BиCXOM-9 35-40% chiều dày lớp bột phủ, voka 50-65% bơ rít crom 20-30% Để nhận 10 BÀI HÀN ĐẮP CHÍ TIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN TIG Mã bài: MĐ 29 – 05 Giới thiệu: Hàn đắp chi tiết máy thiết bị hàn TIG tập nằm hệ thống thuộc mơ đun hàn đắp, chương trình đào tạo công nhân lành nghề, nhằm cung cấp kiến thức kỹ cần thiết thực hàn đắp chi tiết máy thiết bị hàn TIG Trong trình học, người học phải tiếp thu kiến thức vật liệu hàn, công nghệ hàn đắp thiết bị hàn TIG, an tồn vệ sinh mơi trường, phải thực thao tác hàn hoàn thiện tập thực công việc để hàn đắp chi tiết máy thành thạo đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Mục tiêu: - Trình bày khái niệm hàn đắp, phạm vi ứng dụng hàn hàn đắp phương pháp hàn TIG - Chọn chế độ hàn (Ih, Uh, Vh, dq) lưu lượng khí bảo vệ thích hợp với chiều dày tính chất vật liệu - Xác định góc nghiêng mỏ hàn, tầm với điện cực, phương pháp chuyển động que hàn, mỏ hàn hàn đắp - Hàn đắp mặt phẳng đảm bảo độ sâu ngấu, khơng rỗ khí, lẫn xỉ, biến dạng - Hàn đắp trục, bạc đảm bảo tròn đồng tâm, đủ lượng dư gia công - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, xác Khái niệm Hàn TIG ( Tungsten Inert gas) cịn có tên gọi khác hàn hồ quang điện cực khơng nóng chảy (tungsten) mơi trường khí bảo vệ - GTAW ( Gas Tungsten Arc Welding ) thường gọi với tên hàn Argon WIG ( Wonfram Inert Gas) Hình 5.1.Sơ đồ nguyên lý hàn TIG − Hồ quang cháy điện cực tungsten khơng nóng chảy chi tiết hàn bảo vệ dòng khí thổi qua mỏ phun, cung cấp nhiệt làm nóng chảy mép chi tiết, sau có khơng dùng que đắp tạo nên mối hàn − Kim loại đắp (que hàn có đường kính Ø 0,8 mm đến Ø 4,0 mm) bổ sung vào vũng chảy tay nhờ thiết bị tự động dùng dây cuộn (cuộn dây có đường kính từ Ø 0,8 mm đến Ø 2,0 mm) − Vũng chảy bảo vệ dịng khí trơ (lưu lượng đến 25 lit/phút) Argon Argon + Hélium, hàn tự động dùng Argon + H2 Đặc điểm công dụng 50 Đặc điểm − Điện cực không nóng chảy − Khơng tạo xỉ khơng có thuốc hàn − Hồ quang, vũng chảy quan sát kiểm sốt dễ dàng − Nguồn nhiệt tập trung có nhiệt độ cao Ưu điểm − Có thể hàn kim loại mỏng dày thơng số hàn có phạm vi điều chỉnh rộng ( từ vài ampe đến vài trăm ampe) − Hàn hầu hết kim loại hợp kim với chất lượng cao − Mối hàn đẹp, khơng lẫn xỉ văng tóe − Kiểm sốt độ ngấu hình dạng vũng hàn dễ dàng Nhược điểm − Năng suất thấp − Đòi hỏi thợ có tay nghề cao − Giá thành tương đối cao suất thấp, thiết bị nguyên liệu đắt tiền Công dụng − Là phương pháp hiệu hàn nhôm, inox hợp kim nicken − Thường dùng hàn lớp ngấu qui trình hàn ống áp lực − Hàn kim loại, hợp kim khó hàn titan, đồng đỏ Vật liệu hàn TIG 3.1 Khí bảo vệ Bất kỳ loại khí trơ dùng để hàn TIG, song Argon Heli ưa chuộng giá thành tương đối thấp, trử lượng khí khai thác dồi Argon loại khí trơ khơng màu, mùi, vị khơng độc Nó khơng hình thành hợp chất hóa học với vật chất khác nhiệt độ áp suất Ar trích từ khí phương pháp hóa lỏng khơng khí tinh chế đến độ tinh khiết 99,9 %, có tỷ trọng so với khơng khí 1,33 Ar cung cấp bình áp suất cao dạng khí hóa lỏng với nhiệt độ 184 0C bồn chứa Heli loại khí trơ khơng màu, mùi, vị Tỷ trọng so với khơng khí 0,13 khai thác từ khí thiên nhiên, có nhiệt độ hóa lỏng thấp – 272 0C, thường chứa bình áp suất cao Hình 5.2 So sánh hai loại khí bảo vệ 51 Argon Heli Dễ mồi hồ quang lượng ion Khó mồi hồ quang lượng ion hóa thấp cao Nhiệt độ hồ quang thấp Nhiệt độ hồ quang cao Bảo vệ tốt nặng Lưu Bảo vệ nhẹ lương Lưu lượng sử dụng cao cần thiết thấp Điện áp hồ quang cao nên lượng Điện áp hồ quang thấp nên hàn lớn lượng hàn thấp Giá thành đắt Giá thành rẻ Chiều dài hồ quang dài, mối hàn rộng Chiều dài hồ quang ngắn, mối hàn hẹp Thường dùng hàn chi tiết dây, dẫn Có thể hàn chi tiết mỏng nhiệt tốt Sự trộn hai khí Ar He có ý nghĩa thực tiển lớn cho phép kiểm sốt chặc chẻ lượng hàn hình dạng tiết diện mối hàn Khi hàn chi tiết dày, tản nhiệt nhanh, trộn He vào Ar cải thiện đáng kể trình hàn Nitơ ( N2 ) đơi đưa vào Ar để hàn đồng hơp kim đồng, Nitơ tinh khiết dùng để hàn thép không rỉ Hổn hợp Ar – H2 việc bổ sung hydro vào argon làm tăng điện áp hồ quang ưu điểm tương tự heli Hổn hợp với 5% H2 làm tăng độ làm mối hàn TIG tay Hổn hợp với 15% sử dụng để hàn khí hóa tốc độ cao cho mối hàn giáp mí với thép khơng rỉ dày đến 1,6 mm, ngồi cịn dùng để hàn thùng bia thép không rỉ với chiều dày, với khe hở đáy đường hàn từ 0,25 – 0,5 mm khơng nên dùng nhiều H2 , gây rỗ xốp mối hàn Việc sử dụng hổn hợp hạn chế cho hợp kim Ni, Ni – Cu, thép khơng rỉ Hình 5.3 Quan hệ V – I với khí bảo vệ Ar He Lựa chọn khí bảo vệ Khơng có quy tắc khống chế lựa chọn khí bảo vệ công việc cụ thể Ar , He hổn hợp chúng sử dụng cách thành công đa số công việc hàn, với ngoại lệ hàn vật cực mỏng phải sử sụng khí Ar Ar thường cung cấp hồ quang êm He Thêm vào đó, chi phí đơn vị thấp yêu cầu lưu lượng thấp Ar làm cho Ar ưa chuộng từ quan điểm kinh tế 3.2 Điện cực tungsten 52 Tungsten ( Wolfram) dùng làm điện cực tính chịu nhiệt cao, nhiệt độ nóng chảy cao (3410 0C), phát xạ điện tử tương đối tốt, làm ion hóa hồ quang trì tính ổn định hồ quang, có tính chống oxy hóa cao Hai loạI điện cực sử dụng phổ biến hàn TIG : − Tungstène nguyên chất (đuôi sơn màu Xanh lá) : chứa 99,5% tungsten nguyên chất, giá rẻ song có mật độ dịng cho phép thấp, khả chống nhiểm bẩn thấp, dùng hàn với dịng Xoay chiều (AC) áp dụng hàn nhơm hợp kim nhẹ − Tungstène Thorium (chứa đến % thorium {ThO2} - đuôi sơn màu đỏ) : có khả xạ electron cao dịng hàn cho phép cao tuổi thọ nâng cao đáng kể Khi dùng điện cực hồ quang dễ mồi cháy ổn định, tính chống nhiểm bẩn tốt, dùng với dòng chiều (DC) áp dụng hàn thép inox Ngồi cịn có : − Tungstène zirconium (0,15 đến 0,4% zirconium { ZrO2} - sơn màu nâu ) có đặc tính hồ quang mật độ dòng hàn định mức trung gian tungsten pure tungsten thorium, thích hợp với nguồn hàn AC hàn nhôm Ưu điểm khác điện cực khơng có tính phóng xạ điện cực thorium − Tungstène Cerium ( 2% cerium { CeO2} - đuôi sơn màu cam ) : khơng có tính phóng xạ, hồ quang dễ mồi ổn định, có tuổi bền cao hơn, dùng tốt với dòng DC AC − Tungsten Lathanum { La2O3} có tính tương tự tungsten cerium Bảng 1: Mã màu điện cực tungsten EWP = pure tungsten EWCe – = tungsten + 2% cerium EWLa – = tungsten + 1% lathanum EWLa – 1.5 = tungsten + 1.5% lathanum EWLa – = tungsten + 2% lathanum EWTh – = tungsten + 1% thorium EWTh – = tungsten + 2% thorium EWZr – = tungsten + 1% zirconium EWG = tungsten + nguyên tố hợp kim không xác định Bảng : phân loại thành phần điện cực tungsten theo AWS A5.12 53 3.3 Kích thước mài điện cực Các điện cực tungsten thường cung cấp với đường kính 0,25 ÷ 6,35 mm, dài từ 70 ÷ 610 mm, có bề mặt làm mài Bề mặt làm có nghĩa sau kéo dây thanh, tạp chất bề mặt loại bỏ dung dịch thích hợp Bề mặt mài có nghĩa tạp chất loại bỏ phương pháp màl 54 Tùy thuộc vào ứng dụng, vật liệu, bề dày, loại mối nối mà ta có dạng mài khác Khi hàn với dòng AC ta chọn điện cực lớn mài vê trịn thay mài nhọnnhư hàn với dịng DCEN Hình 5.4 Các dạng mài điện cực Bảng 5.3 Kích thước chi tiết mài điện cực Đường kính Đường kính phần Góc điện cực mũi mm mm Độ Phân cực DCEN Liên tục Dòng xung (A) (A) 1.0 0.125 12 – 15 - 25 1.0 0.25 20 – 30 – 60 1.6 0.5 25 – 50 – 100 1.6 0.8 30 10 – 70 10 – 140 2.4 0.8 35 12 – 90 12 – 180 2.4 1.1 45 15 – 150 15 – 250 3.2 1.1 60 20 – 200 20 – 300 3.2 1.5 90 25 – 250 25 – 350 Các giá trị bảng ứng dụng cho khí Argon Các giá trị dịng điện khác dùng tùy thuộc loại khí bảo vệ, loại thiết bị 55 Hình 5.5.Cách mài điện cực Hình dạng cách mài điện cực có ảnh hưởng quan trọng đến ổn định tập trung hồ quang hàn Điện cực mài đá mài có cở hạt mịn mài theo hướng trục hình vẽ Nói chung chiều cao mài tốt từ 1,5 đến lần đường kính điện cực Khi mài xong phần cần làm tù đầu chút để bảo vệ điện cực khỏi phá hủy mật độ dòng điện cao Cách thức ưa chuộng làm phẳng mũi điện cực Qui tắc chung : Góc mài nhỏ (Điện cực nhọn) độ ngấu sâu vũng chảy lớn bề rộng vũng chảy hẹp Khi hàn với dịng xoay chiều (AC) dịng chiều (DCEP) đầu điện cực cần có dạng bán cầu Đặc biệt hàn nhôm , lớp oxýt nhôm bám mũi điện cực có vai trị tăng cường xạ electron bảo vệ điện cực Với điện cực zirconium mũi điện cực tự động hình thành dạng bán cầu hàn với dịng AC Song ta phảI chấp nhận cháy không ổn định hồ quang hàn Đề nghị cho phép sử dụng tối ưu điện cực tungsten * Cần chọn dịng điện thích hợp ( kiểu cường độ) kích cở điện cực sử dụng Dịng điện cao làm hư hại đầu điện cực, dòng điện thấp gây ăn mòn, nhiệt độ thấp hồ quang không ổn định * Đầu điện cực phải mài hợp lý theo hướng dẫn nhà cung cấp để tránh nhiệt cho điện cực * Điện cực phải sử dụng bảo quản cẩn thận tránh nhiểm bẩn * Dòng khí bảo vệ phải trì khơng hàn mà sau ngắt hồ quang nguội điện cực điện cực nguội, đầu điện cực có dạng sáng bóng, làm nguội khơng chuẩn, đầu bị oxy hóa có mảng màu, khơng loại bỏ ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn Mọi kết nối, nước khí, phải kiểm tra cẩn thận * Phần điện cực phía ngồi mỏ hàn vùng khí bảo vệ phải giử mức ngắn nhất, tùy theo ứng dụng thiết bị, để bảo đảm bảo vệ tốt khí trơ * Cần tránh nhiểm bẩn điện cực Khi tiếp xúc điện cực nóng với kim loại que hàn, trì khí bảo vệ khơng đủ, gây nhiểm bẩn * Thiết bị, đặc biệt đầu phun khí bảo vệ, phải khơng dính vệt hàn Đầu phun bị bẩn ành hưởng đến khí bảo vệ, ảnh hưởng đến hồ quang, giãm chất lượng mối hàn 56 Phương pháp hàn TIG hàn khơng dùng que đắp, tùy thuộc vào dạng mối nối kim loại hàn Đồng thời hàn vật liệu mỏng dùng kiểu mối hàn bẻ mí hàn khơng que Cũng áp dụng cách hàn cho mối hàn kiểu bẻ gờ (Edge) mối hàn góc ngồi 3.4 Chọn kim loại đắp : Thành phần que đắp cần phải phù hợp tốt với thành phần kim loại hàn để bảo đảm mối hàn đồng , mà khơng có cấu trúc bất lợi mặt luyện kim Que đắp dùng phải loại đáp ứng yêu cầu phương pháp TIG : Que phảI bọc lớp vật liệu chống oxýt hóa (Đồng / Nickel …) đủ dày để bảo vệ que hàn mà không gây tác động bất lợi mặt luyện kim rỗ khí , ngậm oxýt / silic Kim loại đắp kim loại hàn hòa tan vào hàn , tỉ lệ thay đổi theo độ ngấu sâu vũng chảy vào vật liệu hàn độ ngấu thiếu thái gây cấu trúc bất lợi cho thành phần kim loại mối hàn Mặt khác phải đảm bảo que hàn tẩy dầu mỡ, bụi/ rỉ hàn để hạn chế bọt, rỗ khí ER : dây hàn, que hàn rắn dùng cho hàn hồ quang mơi trường khí bảo vệ 70 : độ bền kéo Ksi S : dây rắn 1,2,3,4,5,6,7 : loại khí bảo vệ G, D … : thành phần hóa học kim loại dây hàn Trang thiết bị : - Bộ nguồn CC Một chiều (DC) Xoay chiều (AC) (Nhất thiết phải AC hàn nhôm) - Bộ giải nhiệt dùng nước làm lạnh (Chu trình kín ) áp dụng hàn với dòng hàn lớn  Chai chứa khí bảo vệ gắn van giảm áp lưu lượng kế ống dẫn khí  Đuốc hàn (có khơng có hệ thống làm nguội dùng nước ) với dây cáp hàn bắt sẳn  Kẹp mass dây dẫn  Mặt nạ hàn với kính lọc chi số 10 -:- 13  Găng tay áo choàng da  Bàn chải sắt / Inox (khi hàn nhôm Inox )  Máy mài cầm tay chạy điện khí nén  Hai chắn gió Hệ thống hút khí cục 57 Phần Đuốc hàn mỏ phun : Chọn đuốc hàn : Đuốc hàn có ba nhiệm vụ Kẹp giữ điện cực tungstène Cung cấp khí bảo vệ làm nguội điện cực Bảo đảm dòng điện hàn liên tục ổn định Phương pháp hàn TIG sinh nhiệt lớn , dây dẫn điện thường có đường kính nhỏ chịu mật độ dịng thấp phải làm nguội dây dẫn hàn với dịng cao chu kỳ hàn lớn Thơng thường đuốc hàn khơ thiết kế cho lưu lượng khí bao quanh dây dẫn điện để vừa làm nguội dây vừa nung nóng khí Khi hàn với dòng 150 đến 500A, thiết phảI dùng đuốc hàn giải nhiệt nước Hình 5.6 Đuốc hàn giải nhiệt nước 58 Bảng 5.7 Các đặc tính kỹ thuật đuốc hàn TIG Chọn mỏ phun : Đường kính mỏ phun số lưu lượng khí(lít/phút) cần hiệu chỉnh Hình5.7 Đuốc hàn giải nhiệt khơng khí Hình 5.8 Đuốc hàn giải nhiệt nước Hình 5.9 Đuốc hàn sử dụng ống hội tụđể giảm cuộn xốy dịng khí bảo vệ Nguồn hàn TIG dùng nguồn điện hàn có đặc tính dịng khơng đổi (CC) Ngồi cịn có u cầu khác độ dốc đặc tính, dịng xung không xung … Chúng ta dùng nguồn hàn có đặc tính áp khơng đổi (CV) cho hàn TIG dịng ngắn 59 mạch q lớn gây nhiều nguy hiểm điện cực bi ngắn mạch, ngồi độ tăng dịng q lớn áp thay đổi khơng thích hợp cho phương pháp Nguồn hàn TIG thường có cầu trúc biến áp hàn – nắn điện để sử dụng nguồn AC hàn nhôm Hiện loại máy hàn thường thiết kế đa tính năng, nghĩa chọn đặc tính ngồi CC CV Bộ nguồn hàn TIG thường thiết kế cho đặc tính V – I đạon công tác gần thẳng đứng có trang bị thêm mạch cao tần (HF) để mồi hồ quang, van đóng mở khí nước điện định để mở gas sớm tắt gas trể Các thiết bị hàn TIG thường loại điều chỉnh dịng hàn vơ cấp, đơi trang bị thêm thiết bị chỉnh dòng bàn đạp chân Kỹ thuật hàn đắp mặt phẳng, đắp trc 4.1 Mài nhọn đầu điện cực 4.2 Lắp điện cực vào mỏ hàn 4.3 Đặt chế độ hàn 4.4 Gây hồ quang Đ- ợc tiến hành t- ơng tự nh- 4.5 Tiến hành hàn - Đ- a que hàn vào phần đầu bể hàn - Sau bổ xung kim loại từ que hàn vào bể hàn đủ, nhấc que hàn lên - Tiếp tục nung chảy kim loại đồng thời di chuyển mỏ hàn bổ sung kim loại hết đ- ờng hàn - Que hàn phụ đ- a vào bể hàn tạo với bề mặt vật hàn phía h- íng hµn mét gãc tõ 10 ~ 150 Kết thúc đ- ờng hàn Để kết thúc đ- ờng hàn, dùng ph- ơng pháp ngắt hồ quang đồng thời bổ xung kim loại từ que hàn phụ (làm nh- từ ~ lần), sử dụng chế ®é lÊp r·nh hå quang 60 KiÓm tra - Kiểm tra đồng hình dáng mối hàn - Kiểm tra đồng chiều rộng vµ chiỊu cao mèi hµn - KiĨm tra hiƯn t- ợng cháy chân chảy tràn - Kiểm tra điểm đầu điểm cuối mối hàn - Kiểm tra ôxi hoá bề mặt mối hàn YấU CU V ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 1.Nội dung: + Về kiến thức: - Trình bày khái niệm hàn đắp, phạm vi ứng dụng hàn hàn đắp phương pháp hàn TIG - Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị, vật liệu hàn đầy đủ an toàn - Chọn chế độ hàn (Ih, Uh, Vh, dq) lưu lượng khí bảo vệ thích hợp với chiều dày tính chất vật liệu - Xác định góc nghiêng mỏ hàn, tầm với điện cực, phương pháp chuyển động que hàn, mỏ hàn hàn đắp + Về kỹ năng: - Hàn đắp mặt phẳng đảm bảo độ sâu ngấu, khơng rỗ khí, lẫn xỉ, biến dạng - Hàn đắp trục, bạc đảm bảo tròn đồng tâm, đủ lượng dư gia công 2.Phương pháp: - Về kiến thức: đánh giá hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm - Về kỹ năng: Đánh giá thông qua tập cá nhân tập nhóm Người học sử dụng phương pháp thuyết trình phân tích giải vấn đề trước tập thể lớp 61 - Về lực tự chủ trách nhiệm: Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, xác Câu hỏi Câu 4: Trình bày khái niệm hàn TIG, phạm vi ứng dụng hàn TIG ? Câu 5: Nêu thông số chế độ hàn TIG? Câu 3: Trình bày kỹ thuật hàn đắp mặt phẳng phương pháp hàn TIG ? Câu 4: Trình bày kỹ thuật hàn đắp mặt tròn phương pháp hàn TIG? Bài tập sản phẩm thực hành Thực mối hàn theo yêu cầu sau: Yêu cầu kỹ thuật - Kích thước trục  30mm - Kim loại đắp 155 mm - Đảm bảo đồng kim loại đắp bề mặt - Đồng điểm khởi đầu, điểm kết thúc mối hàn 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Nguyễn Đức Thắng, “Đảm bảo chất lượng hàn”, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2009 [2] Trương Công Đạt- Kỹ thuật hàn-NXBKHKT-1977 [3] Nguyễn Văn Thông- Công nghệ hàn thép hợp kim khó hàn – KHKT2005 [4] Ngơ Lê Thơng- Cơng nghệ hàn điện nóng chảy (Tập sở lý thuyết) NXBGD-2004 [5] Trung tâm đào tạo chuyển giao công nghệ Việt – Đức, “Chương trình đào tạo Chuyên gia hàn quốc tế”, 2006 [6] Metal and How to weld them - the James F.Lincoln Arc Welding Foundation (USA) – 1990 [7] The Procedure Handbook of Arc Welding – the Lincoln Electric Company (USA) by Richart S.Sabo – 1995 [8] Welding science & Technology – Volume – American Welding Society (AWS) by 2006 [9] ASME Section IX, “Welding and Brazing Qualifications”, American Societyt mechanical Engineer”, 2007 [10] AWS D1.1, “Welding Structure Steel”, American Welding Society, 2008 [11] Tìm kiếm tài liệu, hình ảnh internet với từ khóa DT, NDT, AWS D1.1 Tìm kiếm video tren youtube.com từ khóa DT, NDT, Chappy, haness testing, VT, UT, MT, X-ray, ET, TIG, GTAW [12] 63