Chương 12: Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ 1 Góc nghiêng của dây hàn Khi nghiêng dây hàn về phía sau ngược với hướng hàn, kim loại nóng chảy bị hồ quang đẩy, làm tăng chiều sâu ngấu.
Trang 1Chương 12:
Ảnh hưởng của các yếu tố công
nghệ
1) Góc nghiêng của dây hàn
Khi nghiêng
dây hàn về phía
sau (ngược với
hướng hàn), kim
loại nóng chảy bị
hồ quang đẩy, làm
tăng chiều sâu
ngấu Chiều cao
mối hàn cũng tăng
và chiều rộng
giảm Kết quả là
hệ số ngấu giảm Mối hàn như vậy dễ bị nứt, rỗ khí và không ngấu phương pháp này chỉ áp dụng hạn chế cho hàn các mối hàn vòng
có đường kính nhỏ
Khi nghiêng dây hàn về phía trước (theo hướng hàn), hồ quang có xu hướng song song với trục của điện cực Phần lớn hồ quang cháy dưới bề mặt kim loại cơ bản; việc nung trước bề mặt hàn được cải thiện Lượng kim loại nóng chảy phía dưới hồ quang
Hình 2-22 Góc nghiêng dây hàn và ảnh hưởng của góc nghiêng về phía trước lên hình dạng mối hàn
Trang 2tăng, dẫn đến giảm lượng kim loại cơ bản nóng chảy Kết quả là chiều sâu ngấu giảm nhưng chiều rộng mối hàn lại tăng
2) Góc nghiêng của vật hàn
Góc
nghiêng vật hàn
lên phía tên tạo
nên hình dạng
mối hàn tương tự
như khi hàn với
góc dây hàn
nghiêng về phía
sau, và góc
nghiêng vật hàn
xuống phía dưới tạo
nên hình dạng mối
hàn tương tự như khi
hàn với góc dây hàn
nghiêng về phía trước
Để tạo dáng tốt
mối hàn, cần tránh hàn với góc nghiêng lớn hơn 8o so với mặt phẳng nằm ngang
Trên hình 2-24 là thí dụ sử dụng góc nghiêng vật hàn là trường hợp hàn mối hàn vòng có đường kính nhỏ
Hình 2-24 Vị trí dây hàn khi hàn các mối hàn vòng đường kính nhỏ và cường độ dòng điện hàn tối đa
Hình 2-23 Góc nghiêng vật hàn và hình dạng mối hàn
Trang 33) Loại dòng điện hàn
Với thuốc hàn silic – mangan thông dụng, khi nối thuận (điện cực nối vào cực âm), chiều sâu ngấu nhỏ hơn và chiều cao mối hàn lớn hơn so với khi nối nghịch Khi dùng dòng xoay chiều, ta có giá trị trung bình so với hai loại đấu dây kể trên
4) Loại thuốc hàn
Thành phần thuốc hàn ảnh hưởng đến chiều dài hồ quang (tính chất ion hóa) Thuốc hàn có tính chất ion hóa kém cho hồ quang ngắn, do đó chiều sâu ngấu lớn
Độ hạt của thuốc hàn cũng ảnh hưởng đến hình dạng mối hàn Độ hạt thô (khối lượng riêng của thuốc hàn nhỏ) có tác dụng làm chiều sâu ngấu nhỏ hơn so với độ hạt nhỏ, do đó thích hợp cho hàn các tấm mỏng
2.5.3 Ảnh hưởng của các yếu tố kết cấu
Với chế độ hàn nhất định, hình dạng mối hàn hầu như không thay đổi theo loại liên kết
hàn Hình dạng mối hàn
chỉ thay đổi theo chế độ
hàn Loại liên kết hàn, góc
rãnh hàn và khe đáy ảnh Hình 2-25
Ảnh hưởng của góc rãnh hàn và khe đáy lên hình dạng mối hàn
Trang 4hưởng đến phần kim loại cơ bản tham gia vào mối hàn Góc rãnh hàn và khe đáy lớn làm cho lượng kim loại cơ bản tham gia vào mối hàn giảm
2.6 XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN
Các thông số của chế độ hàn được xác định dựa trên các giá trị biết trước về hình dạng mối hàn Các thông số của chế độ hàn bao gồm: đường kính dây hàn, cường độ dòng điện hàn, điện áp hồ quang, tốc độ hàn, tốc độ cấp dây
2.6.1 Trường hợp hàn giáp mối không có rãnh hàn (hàn
từ 2 phía, mỗi phía hàn một lượt):
Các bước tính toán cần thiết như sau:
1 Xác định chiều sâu chảy cần thiết cho hàn từ một phía,
2 Tính dòng điện hàn bảo đảm chiều sâu chảy đó,
3 Chọn đường kính dây hàn,
4 Tính tốc độ hàn,
5 Tính điện áp hàn,
6 Tính năng lượng đường và kiểm tra các kích thước
cơ bản của mối hàn
Nếu chiều sâu chảy và các kích thước đó thỏa mãn yêu cầu thì tính tương tự cho phía thứ hai Nếu không, phải điều chỉnh chế
độ hàn cho phù hợp Sau đó tính tiếp
Cụ thể tính toán như sau:
Trang 51 Chiều sâu chảy lớp thứ nhất với phía hàn thứ nhất:
h 1 = s/2 + 2 ÷ 3 (mm)
2 Cường độ dòng điện hàn cho lớp đó Có nhiều công thức để tính và có thể tra theo bảng, ví dụ:
I = (80 ÷ 100).h 1
3 Chọn đường kính dây hàn: d = 2.(I/.j) 0,5 [mm] trong đó j
– mật độ dòng điện hàn tối đa:
j [A/mm2] 65 ÷ 200 45 ÷ 90 35 ÷ 60 30 ÷ 50 25 ÷ 45
4 Tính tốc độ hàn Để bảo đảm điều kiện kết tinh tốt của vũng hàn, tỷ số giữa chiều dài và chiều rộng của vũng hàn phải
không đổi Theo lý thuyết truyền nhiệt, ta sẽ có: v.I = A = const.
Tức là v = A/I (m/h)
A[.103Am/h] 5 ÷ 8 8 ÷ 12 12 ÷
16
16 ÷ 20
20 ÷ 25
25 ÷ 30
Công thức thực nghiệm khác: v = I 2 /k.h (m/h)
Trong đó: I = (A); h = (mm); k = 0,22.104 khi h 9 mm và k =
0,49.104 khi h > 9 mm.
5 Tính điện áp hàn:
U = 20 + 50.I.10 -3 /d 0,5 1 (V) trong đó d = [mm]; I = (A).
6 Điều chỉnh tính toán
Trang 6Nếu dùng công thức b = h.n và h =
n
d n
A T
c e
q
2
max
có thể thấy hệ số ngấu n nhỏ hơn giá trị dưới của khoảng tối ưu (1,3 ÷ 2) thì phải điều chỉnh các thông số đã tính toán của chế độ
hàn bằng cách giảm tốc độ hàn v cho tới khi có được chiều rộng
yêu cầu của mối hàn hoặc tăng tốc độ hàn khi hệ số ngấu lớn hơn
2 Cần đặc biệt chú ý giá trị I tính được có thể vượt quá giá trị cho
phép đối với loại thuốc hàn cho trước
2.6.2 Trường hợp hàn giáp mối có rãnh hàn (hàn từ 2 phía, mỗi phía hàn một lượt):
Các bước tính toán như sau:
1 Xác định chiều sâu chảy cần thiết cho hàn từ một phía
2 Tính dòng điện hàn bảo đảm chiều sâu chảy đó,
1 Chọn đường kính dây hàn,
2 Tính tốc độ hàn,
3 Tính điện áp hàn,
4 Tính năng lượng đường và các kích thước cơ bản của mối hàn
Cụ thể tính toán bước 6 như sau:
c = (F d – f 2 tg - H.a)/(.b – a)
Trong đó:
Trang 7F d- diện tích tiết diện ngang lớp đắp
f - Chiều sâu vát mép
- góc mép hàn (1/2 góc rãnh hàn)
H = const, H – chiều cao toàn bộ mối hàn (đã xác định trước
cho trường hợp không có rãnh hàn
và khe đáy
a - Khe đáy
b - Chiều rộng mối hàn
h = H - c
2.6.3 Trường hợp hàn giáp mối nhiều lớp, hàn từ 2 phía: Bước 1:
Tính chế độ hàn cho lớp thứ nhất ở phía thứ nhất
Theo đường kính dây hàn đã chọn, tính I theo công thức đã
biết sau:
U = 20 + 50.I.10 -3 /d 0,5 1 và n =k’.(19 – 0,01.I).d.(U/I)
Tìm v = A/I
Xác định h, b, c và H của mối hàn thứ nhất đó (có thể khe đáy a = 0)
Cần thỏa mãn điều kiện:
h + h’ = p + k
Bước 2:
Tính chế độ hàn cho lớp
thứ nhất ở phía còn lại – như
Hình 2-26 Kích thước mối hàn giáp mối có vát mép hàn từ hai phía
Hình 2-27 Kích thước mối hàn giáp mối
có rãnh hàn, hàn nhiều lớp
Trang 8vừa tính ở bước 1.
Bước 3:
Tính chế độ hàn cho các lớp còn lại ở mỗi phía, coi diện tích tiết diện ngang các lớp hàn đó như nhau:
F 2 = F 3 = F n
F x = F d = F d1
F x – là diện tích tiết diện ngang kim loại đắp của toàn bộ các
lớp hàn từ thứ hai trở đi ở phía đó;
F d– là tổng diện tích tiết diện ngang kim loại đắp ở phía đó;
F d1 – là diện tích tiết diện ngang kim loại đắp của lớp thứ
nhất
Do đó số lớp hàn tiếp theo là n = F x / F n
