Định nghĩa, Đặc Điểm và phân loại hàn là phương pháp công nghệ nối hai hoặc nhiều phần tử thành 1 liên kết bền vững không tháo rời

Định nghĩa, đặc điểm và phân loại1.1 Định nghĩa Hàn là phương pháp công nghệ nối hai hoặc nhiều phần tử thành 1 liên kết bền vững không tháo rời, được thực hiện bằng nguồn nhiệt “Q” hoặ

1 Định nghĩa, đặc điểm và phân loại

1.1 Định nghĩa

Hàn là phương pháp công nghệ nối hai hoặc nhiều phần tử thành 1 liên kết bền vững không tháo rời, được thực hiện bằng nguồn nhiệt “Q” ( hoặc nguồn nhiệt và áp lực ) nung chỗ nung đến trạng thái hàn “TTH”, sau đó kim loại tự kết tinh ( ứng với TTH là chảy lỏng ) hoặc dùng áp lực ép ( ứng với TTH dẻo ) để các phần tử liên kết với nhau cho ta mối hàn

( hình ảnh minh họa cho mối hàn )

1.Định nghĩa , đặc điểm và phân loại

*Nhược điểm

+ Nguồn nhiệt nóng cục bộ, dễ tạo ứng suất dư lớn gây biến

dạng các kết cấu hàn, tổ chức kim loại vùng gần mối hàn bị thay đổi, giảm khả năng chịu đựng tải trọng động của mối hàn, dễ gây khuyết tật ( rổ, nứt, )

1.3 Phân loại

Ngày nay có hơn 120 phương pháp hàn khác nhau Chia làm 2 nhóm: Hàn nóng chảy và hàn áp lực.

Hàn nóng chảy: => Yêu cầu nguồn nhiệt có công suất đủ lớn ( ngọn

lửa O2 – C2H2, hồ quang điện, Plasma ) đảm bảo nung nóng cục bộ kim loại cơ bản và vật liệu hàn tới trạng thái nóng chảy.

Hàn áp lực: =>Hàn dưới tác dụng của nguồn nhiệt và áp lực Đối với

phương pháp này, phạm vi tác dụng của nguồn nhiệt là rất lớn

Một số phương pháp hàn khim loại cơ bản bị nung nóng đến nhiệt độ bắt đầu nóng chảy (hàn điểm, hàn đường)

Một số bương pháp khác kim loại cơ bản chỉ bị nung đến trạng thái

dẻo( hàn tiếp xúc điện trở)

Hàn dưới tác dụng cảu áp lực ở phương pháp này sự liên kết hàn chỉ

do tác dụng của lực không có nguồn nhiệt cung cấp (hàn nguội, hàn nổ, hàn siêu âm)

1.Định nghĩa , đặc điểm và phân loại

10 Hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ

11 Hàn hồ quang tay điện cực nóng chảy

12 Hàn hồ quang tay điện cực không nóng chảy

13 Hàn trong môi trường khí argon

14 Hàn trong môi trường khí Hêli

15 Hàn trong môi trường khí nitơ

16 Hàn trong môi trường khí CO2

2 Công nghệ hàn hồ quang điện

2.1 Khái niệm

2.1.1 Bản chất : Hàn hồ quang điện thực chất là phương pháp hàn nóng chảy mà nguồn nhiệt khi hàn là hồ quang

điện chảy giữa hai điện cực Sự cháy và duy trì ổn định của hồ quang trong quá trình hàn được thực hiện bằng tay 2.1.2 Đặc điểm :

+Có thể hàn được mối hàn ở các vị trí không gian

+Thực hiện hàn được trên các chi tiết to, nhỏ, đơn giản, phức tạp khác nhau.

+Có thể thực hiện hàn trong các môi trường khác nhau (Khí bảo vệ, hàn dưới nước hàn trong chân không )

+ Năng suất hàn thấp, chất lượng mối hàn không cao, phụ thuộc vào trình độ công nhân.trong các ngành công nghiệp như chế tạo máy, giao thông vận tải, xây dựng

+Thiết bị hàn và trang bị gá lắp hàn đơn giản, dễ thao tác

+ Được sử dụng rộng rải trong các ngành công nghiệp như chế tạo máy, giao thông vận tải, xây dựng

Một số hình ảnh về công nghệ hàn hồ quang trong cuộc sống

2 Công nghệ hàn hồ quang điện

2.2 Hồ quang hàn

2.2.1 Khái niệm về hồ quang hàn

- Hồ quang hàn là sự phóng điện ổn định qua môi trường khí đã được ion hóa Dòng điện truyền qua khí nằm giữa hai cực: cực âm gọi là Katod, cực dương gọi là Anod.

- Hồ quang phát ra một nguồn sáng và nhiệt cao Nguồn nhiệt có nhiệt độ tập trung rất cao, dùng làm nóng chảy kim loại Ánh sáng của hồ quang chia ra hai loại: một loại nhìn thấy được và một loại không nhìn thấy được, thường gây

ra viêm mắt và hỏng da Bởi vậy để bảo vệ mắt và da, khi hàn người thợ phải đeo mặt nạ và quần áo bảo vệ.

2.2.2 Cách gây hồ quang và sự cháy của hồ quang

Phương pháp gây hồ quang

- Cho que hàn chạm vào vật hàn theo phương thẳng góc (khoảng 1/10s) => lúc này mạch điện hàn ngắn mạch => cường độ dòng diện tăng lên => que hàn và vật hàn chỉ tiếp xúc tại những điểm nhấp nhô => tạo dòng nhiệt cao

rất cao

2 Công nghệ hàn hồ quang điện

2.3 Phân loại các phương pháp hàn:

2.3.1 Phân loại theo điện cực hàn

a Hàn hồ quang bằng điện cực không nóng chảy:

 Hàn TIG hay còn gọi là hàn hồ quang bằng điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ - GTAW ( Gas Tungsten Arc

Welding ) thường được gọi với tên hàn Argon hoặc WIG ( Wonfram Inert Gas).

 Các loại khí bảo vệ: Argon, Heli, Argon+Heli, Argon +Hidro hoặc Argon+oxy.

Ưu điểm của hàn TIG

•Hàn được các kim loại và hợp kim có chất lượng cao

•Có thể hàn được kim loại mỏng hoặc dày do thông số hàn có phạm vi

điều chỉnh rộng (từ vài Ampe đến vài trăm ampe)

•Kiểm soát được độ ngấu và hình dạng vũng hàn dễ dàng

•Mối hàn sạch đẹp, không lẫn xỉ và văng tóe

•Có thể sử dụng hoặc không sử dụng que đắp để tạo nên mối hàn

Nhược điểm của hàn TIG

•Đòi hỏi thợ hàn có tay nghề cao hơn

•Năng suất thấp

•Giá thành tương đối cao do năng suất thấp, thiết bị và nguyên liệu lại đắttiền

b Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy :

Hàn Mig là phương pháp hàn hồ quang nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ Trong đó :

Nguồn nhiệt hàn = điện cực nóng chảy + hồ quang + kim loại nóng chảy

Được bảo vệ khỏi tác dụng của oxy và nitơ trong môi trường xung quanh bởi một loại khí hoặc một hỗn hợp khí.

Khí bảo vệ trong máy hàn mig là gì ?

- > Có thể là khí là các loại khí hoạt tính (CO2; CO2 + O2; CO2+ Ar,Heli ) có tác dụng chiếm chỗ đẩy không khí ra khỏi vùng hàn và hạnchế tác dụng xấu của nó

Để sử dụng Máy hàn hồ quang bán tự động người ta phân thành

các loại như sau:

HÀN MIG LÀ GÌ : (Metal Inert Gas) khí sử dụng là khí trơ

Argôn hoặc Hêli Phương pháp này thông thường dùng để hàn

thép không gỉ, hàn nhôm và hợp kim nhôm, hàn đồng và hợp kim

đồng, hàn Inox

HÀN MAG LÀ GÌ : (Metal Active Gas) khí sử dụng là khí hoạt

tính CO2 phương pháp này thường dùng để hàn thép carbon và

thép hợp kim thấp, các phôi sắt

 Hàn Mig có tốc độ hàn nhanh, liên tục, giúp tiết kiệm vật liệu hàn.

 Mối hàn Mig : độ phẳng, bóng, không thấy mối hàn, đặc biệt máy hàn

mig tiêu thụ rất ít điện năng

 Hàn được một số các kim loại: thép, thép không gỉ, nhôm

 Rất dễ học hàn cho người mơi bắt đầu

 Dễ tự động hóa ứng dụng vào quy trình hàn tự động

 Mối hàn có thể thực hiện dài mà không bị ngắt quãng

 So với hàn Tig thì hàn Mig yêu cầu kỹ năng và trình độ thợ hàn thấp

2.3.2 Phân loại theo dòng điện: chia làm 2 loại

a Hàn hồ quang bằng dòng điện xoay chiều AC

Dùng dòng điện Công Nghiệp, tần số 50Hz hồ quang cháy không ổn định nên chất lượng mối hàn không cao Tuy nhiên vẫn được sử dụng nhiều do thiết bị đơn giản, giá thành rẻ.

b Hàn hồ quang bằng dòng điện 1 chiều DC:

- Hồ quang cháy ổn định, chất lượng mối hàn cao, dễ hàn Tuy nhiên thiết bị hàn

phức tạp, đắt tiền.

Khi hàn dòng điện 1 chiều có 2 phương pháp nối dây:

2.3.3 Phân loại theo phương pháp nối dây:

a.Nối trực tiếp

Que hàn (điện cực) nối với một cực của nguồn, còn vật hàn được nối với cực khác của nguồn Hồ quang cháy giữa que hàn và vật hàn

Thường dùng khi hàn bằng điện cực nóng chảy (que hàn).

b Nối gián tiếp

Hai cực của nguồn điện nối vào hai điện cực, hồ quang cháy giữa hai điện cực Phương pháp nối gián tiếp thường dùng khi hàn bằng điện cực không nóng chảy

và hàn các tấm mỏng.

c Nối dây hỗn hợp

Khi hàn trên máy hàn ba pha người ta nối 2 pha với hai điện cực, còn pha thứ 3 nối với vật hàn Như vậy trong cùng một lúc có 3 hồ quang cháy đồng thời

Ưu điểm của phương pháp này là năng suất cao, tiết kiệm năng lượng điện (khoảng 20 +25%)

Nhược điểm là phải chế tạo que hàn đặc biệt: que hàn 2 lõi

2 Công nghệ hàn hồ quang điện

2.4 Thiết bị hàn

Hàn điện 1 chiều

 Ưu điểm của dòng một chiều đó là hồ

quang có tính ổn định khá cao và cho

phép đổi cực để điều chỉnh mức độ đốt

nóng kim loại hàn

Hàn điện xoay chiều

 Người ta lại thường hàn hồ quang sử dụng dòng điện xoay chiều Ưu điểm dòng xoay chiều là thiết bị rẻ hơn, gọn nhẹ, và cơ động hơn, việc vận hành cũng khá đơn giản, hiệu suất cao, tiêu hao ít điện năng hơn so với thiết bị dùng điện một chiều.

Khi hàn hồ quang có thể sử dụng dòng điện xoay chiều hoặc một chiều

Nguồn điện hàn và máy hàn cần phải thỏa mãn một vài yêu cầu như:

+ Điện áp Uo Uh cần đủ lớn để gây hồ quang nhưng không nguy hiểm lúc sử dụng.

+ Dòng xoay chiều : Uo = 50 - 80V ,Uh = 25 - 45V

+ Dòng một chiều : Uo = 35 - 55V , Uh = 16 - 35V

+ Cường độ dòng ngắn mạch phải nhỏ để nâng cao độ bền cho máy hàn

2 Công nghệ hàn hồ quang điện

Máy phát điện hàn: máy được truyền động bằng một động cơ điện hay động cơ đốt trong, nguyên lý máy phát điện

Máy chỉnh lưu hàn: gồm một máy biến áp hàn và một mạch chỉnh lưu dòng xoay chiều thành một chiều

2 Công nghệ hàn hồ quang điện

Để hàn hồ quang người ta dùng điện cực nóng chảy (que hàn) và điện cực không nóng chảy.

2.5.1 Que hàn:

a Cấu tạo (hình bên dưới):

Que hàn gồm có lỏi kim loại là những đoạn dây kim loại có chiều dài từ 250 ÷450 mm và đường kính từ 1,6 ÷ 6mm.

Bọc ngoài là lớp thuốc hàn Đó là hỗn hợp các hóa chất, khoáng chất, fero hợp kim và chất dính kết.

b Phân loại:

+Theo công dụng

+Theo chiều dày lớp vỏ bọc

+Theo tính chất chủ yếu của vỏ thuốc

c Kí hiệu: que hàn theo tiêu chuẩn Việt nam.

Ví dụ: N50-6B là que hàn thép cácbon và hợp kim thấp, vỏ thuốc bazơ thích hợp với hàn dòng một chiều nối nghịch.Kim loại mối hàn có giới hạn bền kéo tối thiểu

là 50 kG/mm? (hay 490MPa), độ dai

va đập không bé hơn 1,3MJ/m 2 , độ dãn dài tương đối δk, >20%, góc uốn α >150°.

2.5.2 Điện cực không nóng chảy.

Trong hàn hồ quang tay điện cực không nóng chảy thường dùng là điện cực than,graphit và điện cực volfram.

+Điện cực Volfram

+ Điện cực than, graphit

- Nắn dây, làm sạch và cắt dây thành lõi có

chiều dài yêu câu

- Xác định mẻ liệu (đơn thuốc) của thuốc bọc

que

- Chế tạo hỗn hợp thuốc ướt (ép bánh)

- Bọc que hàn (ép thuốc lên bể mặt que)

- Sấy que hàn Kiểm tra chất lượng que hàn và

bao gói

2.5.3 Công nghệ chế tạo que hàn.

Gồm các nguyên công sau:

2 Công nghệ hàn hồ quang điện

2.6 Công nghệ hàn hồ quang điện

2.6.1 Vị trí mối hàn trong không gian

Chia thành 4 loại

Mối hàn sấp : là mối hàn nằm trong các mặt phẳng phân bố từ góc 0°: 120°

dễ thực hiện và cho năng suất cao nhất.

Mối hàn đứng : là mối hàn nằm trong các mặt phẳng phân bố từ góc 60°: 120° Trong phạm vi góc này nếu phương của mối hàn song song với mặt phẳng nằm ngang thì mối hàn đó được gọi là mối hàn ngang

Mối hàn trần : là mối hàn nằm trong các mặt phẳng phân bố trong góc từ

120 °: 180°

2 Công nghệ hàn hồ quang điện

2.6 Công nghệ hàn hồ quang điện

2.6.3 Kỹ thuật hàn hồ quang điện

Chuyển động theo trục que hàn (1) => Chuyển động dọc theo trục mối hàn (2) => Chuyển động dao động ngang (3)

2.6.3 Kỹ thuật hàn hồ quang điện

Chuyển động theo trục que hàn (1) => Chuyển động dọc theo trục mối hàn (2) => Chuyển động dao động ngang (3)

2.6.3 Kỹ thuật hàn hồ quang điện

Chuyển động theo trục que hàn (1) => Chuyển động dọc theo trục mối hàn (2) => Chuyển động dao động ngang (3)

2 Công nghệ hàn hồ quang điện

2.7 Các dạng khuyết tật khi hàn

* chủ yếu là xuất hiện các vết dạng vết nứt, lẫn xỉ, rỗ khí….v v

Không thấu chân xảy ra khi phần dưới của vùng hàn không chạm tới chân của mối nối để

hàn bề mặt đối diện của chi tiết Để khắc phục bất liên tục này, có thể tăng dòng điện, giảm tốc độ hàn hoặc thay đổi hình dạng của mép mối hàn.

Nứt có thể xuất hiện trên bề mặt mối hàn, trong mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt của mối

hàn Vết nứt có thể xuất hiện ở các nhiệt độ khác nhau:

•Nứt nóng: Xuất hiện trong quá trình kết tinh của liên kết hàn khi nhiệt độ còn khá cao, trên

1000C.

•Nứt nguội: Xuất hiện sau khi kết thúc quá trình hàn và ở nhiệt độ dưới 10000C, nứt nguội có

thể xuất hiện sau vài giờ hoặc sau vài ngày.

Khuyết tật rỗ khí sinh ra do hiện tượng khí trong kim loại mối hàn không kịp thoát ra

ngoài khi kim loại mối hàn đông đặc Rỗ khí có thể nằm ở phần ranh giới giữa kim loại

cơ bản và kim loại đắp và có thể sinh ra ở bên trong hoặc trên bề mặt mối hàn, có thể tập trung hoặc nằm rời rạc trong mối hàn.

Lẫn xỉ là loại khuyết tật dễ xuất hiện trong mối hàn Xỉ hàn và tạp chất có thể tồn tại trong

mối hàn, cũng có thể nằm trên bề mặt mối hàn, chỗ giáp ranh giữa kim loại mối hàn và

phàn kim loại cơ bản Lẫn xỉ ảnh hưởng đến độ bền, độ dai va đập và tính dẻo của kim loại mối hàn, giảm khả năng làm việc của kết cấu dưới tác dụng của tải trọng động.

Hàn không ngấu sinh ra ở góc mối hàn, mép hàn hoặc giữa các lớp mối hàn Hàn

không ngấu là khuyết tật nghiêm trọng trong liên kết hàn, nó có thể dẫn đến nứt Phần lớn kết cấu bị phá huỷ đều do hàn không ngấu.

Sự bắn tung tóe xảy ra với các giọt hàn nóng chảy bắn ra khỏi vùng mối hàn Để điều

chỉnh dạng khuyết tật này, có thể giảm dòng điện và kiểm soát sự không ổn định trong quá trình truyền năng lượng tới kim loại hàn.

Loại khuyết tật này bao gồm những sai lệch về hình dáng mặt ngoài của liên kết ngoài của liên kết hàn, làm nó không thỏa mãn với các yêu cầu kỹ thuật và thiết kế.

Khuyết tật về hình dáng liên kết hàn

Phương pháp xử lý khuyết tật hàn

Nói chung các loại khuyết tật hàn sau khi phát hiện được nếu quá trình cho phép thì phải:

· Đục bỏ phần kim loại có khuyết tật

· Hàn sửa chữa và kiểm tra lại

· Riêng đối với vết nứt cần phải khoan chặn 2 đầu vết nứt để hạn chế sựphát triển của vết nứt, loại bỏ triệt để và hàn sửa chữa lại

· Khắc phục khuyết tật quá nhiệt bằng phương pháp nhiệt luyện để khôiphục lại kích thước hạt của kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt

Good luck to you !!!

Mini Game

Câu 4 Đâu là nguyên nhân gây ra hàn không ngẫu

D Máy hàn chưa đắt tiền

nhỏ

Cảm ơn thầy và các bạn đã lắng nghe

trình bày của nhóm 5 !!!!