bai giang cong nghe han

PHÊ DUYỆT Ngày….tháng năm 2013 TRƯỞNG BỘ MƠN MỞ ĐẦU Thượng tá, ThS Phạm Thanhcơ khí cơng nghệ hàn có Ngày nay, với phát triểnHồng ngành bước phát triển mạnh mẽ; chế tạo chi tiết có kết cấu phức tạp, suất cao, chất lượng tốt giá thành hạ Tuy cơng nghệ hàn tự động đời hàn hồ quang tay sử dụng phổ biến nước ta NỘI DUNG Chương 3: CƠNG NGHỆ HÀN CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 Khái niệm: Hàn q trình nối cứng phần tử kim loại với cách nung nóng chỗ hàn đến trạng thái hàn chảy hay dẻo, sau kim loại đơng đặc (hàn nóng chảy) dùng áp lực để ép chúng dính lại với (hàn áp lực) 1.2 Đặc điểm 1.2.1 Ưu điểm : Tiết kiệm vật liệu: Với kết cấu kim loại, hàn tiết kiệm từ 10 – 20 % khối lượng kim loại so với mối ghép đinh tán; So với đúc tiết kiệm đến 50% khối lượng kim loại Hàn nối kim loại khác ví dụ hàn đồng với thép, hàn nhơm với thép… Thiết bị hàn đơn giản dễ chế tạo Hàn cho mối nối bền, kín, chịu áp suất cao, đáp ứng u cầu chế tạo vỏ tàu, bồn bể, nồi hơi… Hàn có suất cao, dễ khí hóa tự động hóa 1.2.2 Nhược điểm: Dễ sinh ứng suất dư lớn gây biến dạng kết cấu hàn (do nguồn nhiệt nung nóng cục bộ) Tổ chức kim loại vùng gần mối hàn bị thay đổi theo chiều hướng xấu đi, làm giảm khả chịu tải trọng động mối hàn Mối hàn dễ tồn khuyết tật như: rỗ, nứt… Nhận xét: Mặc dù hạn chế định, cơng nghệ hàn ngày phát triển mạnh ứng dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực cơng nghiệp kinh tế quốc dân, đặc biệt ngành chế tạo máy, giao thơng vận tải, xây dựng… 1.3 Phân loại : - Hàn nóng chảy : Hàn khí, hàn điện xỉ, hàn laze, hàn tia lửa điện, hàn plasma, hàn siêu âm, hàn nổ, hàn hồ quang… - Hàn áp lực : Hàn nguội, hàn điện tiếp xúc, hàn ma sát, hàn cao tần… 1.4 Vũng hàn Khi hàn nóng chảy, tác dụng nguồn nhiệt hàn phần kim loại vị trí mép hàn với kim loại bổ sung từ vật liệu hàn(que hàn, thuốc hàn…) bị nóng chảy tạo khu vực kim loại lỏng thường goị vũng hàn Hình 1.2 : Sơ đồ cấu tạo vũng hàn Cơng nghệ hàn hồ quang tay 2.1 Khái niệm Hàn hồ quang tay phương pháp hàn nóng chảy mà nguồn nhiệt hàn hồ quang điện cháy hai điện cực Sự cháy trì ổn định hồ quang q trình hàn thực tay 2.2 Đặc điểm - Hàn mối hàn vị trí khác - Hàn chi tiết to, nhỏ, đơn giản, phức tạp khác - Hàn mơi trường khí bảo vệ, hàn nước, hàn chân khơng… - Thiết bị hàn trang bị gá lắp hàn đơn giản, dễ chế tạo - Năng suất hàn thấp, chất lượng mối hàn khơng cao, phụ thuộc vào tay nghề cơng nhân 2.3 Cách gây hồ quang hàn Điện cực Máy hàn Kìm hàn Hồ quang Chi tiết Hình 2.1 : Sơ đồ thiết bị hàn hồ quang tay Cho que hàn tiếp xúc với vật hàn theo phương thẳng góc ( hình a) cho que hàn vạch lên vật hàn cách đánh diêm( hình b) khoảng thời gian ngắn(1/2 s ÷ 1/3s) Tách hai điện cực cách khoảng( 2÷ 5mm), điện cực xuất hồ quang hàn a) b) a) Kiểu mổ thẳng ; b) Kiểu quẹt Hình 2.2 Cách gây hồ quang hàn Hiện gây hồ quang hàn nguồn xoay chiều cao tần Trong trường hợp khơng cần làm ngắn mạch điện cực mà nhờ phóng điện dòng điện cao tần với điện áp cao hai điện cực mà thời gian ngắn hình thành hồ quang hàn Phương pháp dùng để gây hồ quang hàn điện cực khơng nóng chảy 2.4 Phân loại hàn hồ quang 2.4.1 Phân loại theo điện cực hàn Có hai loại: a) Hàn hồ quang điện cực khơng nóng chảy Điện cực graphit, than vonfram Điện cực có tác dụng gây trì hồ quang Sự hình thành mối hàn kim loại vật hàn nóng chảy kim loại que hàn phụ bổ sung b) Hàn hồ quang điện cực nóng chảy: Điện cực que hàn kim loại(que hàn thép, que hàn nhơm, que hàn đồng…) Que hàn vừa có tác dụng gây hồ quang, trì hồ quang đồng thời bổ sung kim loại dể hình thành mối hàn 2.4.2 Phân loại theo dòng điện hàn a) Hàn dòng điện xoay chiều: Thiết bị gọn nhẹ, sử dụng đơn giản, giá thành rẻ hồ quang khơng ổn định nên chất lượng mối hàn khơng cao, nối điện tùy ý b)Hàn dòng điện chiều: Tạo hồ quang dễ ổn định nên chất lượng mối hàn cao thiết bị đắt tiền, cồng kềnh, sử dụng phức tạp, khó bảo quản - Có hai phương pháp nối dây hàn dòng điện chiều: a) Nối thuận b) Nối nghịch Hình 2.3 Sơ đồ nối dây hàn +Nối thuận: Cực dương nguồn điện nối với vật hàn, cực âm nối với que hàn Trường hợp nhiệt độ hồ quang phần vật hàn cao que hàn thường dùng hàn vật có chiều dày lớn Đối với điện cực khơng nóng chảy nối thuận làm tăng tuổi thọ điện cực +Nối nghịch: Cực dương nối với que hàn cực âm nối với vật hàn Dùng hàn vật mỏng, kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp(đồng, nhơm) 2.4.3 Phân loại theo cách nối dây a) Nối dây trực tiếp: Cả que hàn vật hàn nối trực tiếp với hai cực nguồn Hồ quang cháy que hàn vật hàn (hình a) Phương pháp thường dùng hàn điện cực nóng chảy Hình 2.4 Các phương pháp nối dây hàn b) Nối dây gián tiếp: Hai cực nguồn điện nối vào hai điện cực, hồ quang cháy hai điện cực.(hình b) Phương pháp nối dây gián tiếp thường dùng hàn điện cực khơng nóng chảy hàn vật mỏng c) Nối dây hỗn hợp: Dùng máy hàn ba pha Nối pha với điện cực pha thứ nối với vật hàn (hình c) Nối dây hỗn hợp có đặc điểm hồ quang cháy đồng thời nhiệt tập trung vùng hàn cao, kim loại kim loại bổ sung chảy mạnh hơn, suất hàn cao Phương pháp thích hợp hàn vật dày, vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao 2.5 Vật liệu hàn hồ quang tay Để hàn hồ quang tay người ta dùng điện cực nóng chảy (que hàn) điện cực khơng nóng chảy 2.5.1 Que hàn a Cấu tạo Hình 2.5 Cấu tạo que hàn Trong q trình hàn hồ quang tay, que hàn có chức vừa dẫn điện, gây hồ quang trì hồ quang cháy, bổ sung kim loại cho mối hàn, vừa tham gia vào q q trình lý hóa luyện kim hàn, để hình thành mối hàn đạt chất lượng mong muốn Cấu tạo que hàn gồm có hai phần chính: lõi thuốc hàn : * Lõi hàn : Phần lõi đoạn kim loại có chiều dài từ 250 – 450 mm, tương ứng với đường kính từ 1,5 – 6,0 mm * Thuốc hàn Thuốc hàn cần có u cầu sau đây: - Dễ gây hồ quang trì hồ quang cháy ổn định - Tạo mơi trường khí bảo vệ tốt vùng hàn, khơng cho tiếp xúc với oxy nitơ mơi trường xung quanh - Tạo xỉ lỏng phủ bề mặt kim loại mối hàn, bảo vệ khơng cho khơng khí xâm nhập trực tiếp vào vũng hàn tạo điều kiện cho mối hàn nguội chậm, lớp xỉ phải dễ bong sau mối hàn nguội - Có khả hợp kim hóa mối hàn, nhằm nâng cao cải thiện thành phần hóa học tính kim loại mối hàn - Thuốc hàn phải bám vào lõi hàn, bảo vệ lõi khơng bị oxy hóa - Nhiệt độ nóng chảy hỗn hợp thuốc phải lớn nhiệt độ nóng chảy lõi hàn để hàn thuốc hàn tạo hình phễu hướng kim loại que hàn nóng chảy vào vũng hàn thuận lợi; vỏ thuốc hàn phải cháy khơng rơi thành cục b Ký hiệu que hàn: theo TCVN Gồm có loại que hàn - Que hàn thép cac bon hợp kim thấp (N) Ví dụ: N50 – 6B; o N - Que hàn thép cac bon hợp kim thấp; o 50: Kim loại mối hàn có độ bền kéo tối thiểu 50kG/mm2 o 6: hàn dòng chiều; o B: vỏ thuốc hệ bazơ - Que hàn thép chịu nhiệt (Hn) Ví dụ: Hn.Cr05 Mo10 V04 – 450R o Hn: que hàn chịu nhiệt o Cr05: kim loai mối hàn có thành phần hóa học 0.5%Cr ; 1%Mo; 0.4%V o 450R: Nhiệt độ tối đa 4500C, R: thuốc bọc hệ rutin - Que hàn thép bền nhiệt khơng gỉ (Hb) Ví dụ: Hb.Cr18 Ni8.Mn –600B o Hb que hàn bền nhiệt khơng gỉ; o kim loại đắp có thành phần hóa 18%Cr ; 8%Ni; 1%Mn; o 600B : nhiệt độ làm việc ổn định mối hàn 600 0C, B: Thuốc bọc hệ bazơ - Que hàn hợp kim có độ bền cao (Hc) Ví dụ: Hc.60.Cr18 Mo.W.V – B o Hc.60: que hàn hợp kim có độ bền cao, giới hạn bền kéo tối thiểu 60kG/mm2 Kim loại mối hàn có thành phần hóa học 18%Cr ; 1%V; 1%W; 1%Mo o B: Thuốc bọc hệ bazơ 2.5.2 Điện cực khơng nóng chảy - Điện cực than, graphit: Có dạng hình trụ, chiều dài từ 200-700mm đường kính 5-25mm Khi hàn đầu vát 60-70.0 - Điện cực volfram: Là loại điện cực có chất lượng cao loại điện cực khơng nóng chảy Đường kính điện cực từ 0.2-10mm, dài từ 250-350mm Điện cực volfram thường dùng hàn hồ quang tay u cầu chất lượng cao; hàn tự động bán tự động mơi trường khí bảo vệ 2.6 Trình tự hàn hồ quang tay 2.6.1.Vị trí hàn khơng gian Hình 2.6 Các vị trí hàn khơng gian Người ta chia thành loại: - Mối hàn sấp (mối hàn bằng): Là mối hàn nằm mặt phẳng phân bố từ 0-600 - Mối hàn đứng: Là mối hàn nằm mặt phẳng phân bố từ 60-1200 - Mối hàn ngang: Là mối hàn nằm mặt phẳng phân bố từ 60-120 mối hàn nằm theo phương ngang - Mối hàn ngửa(hàn trần): Là mối hàn nằm mặt phẳng phân bố từ 120-1800 2.6.2 Các loại mối hàn a: Mối hàn giáp mối d Mối hàn có đệm b Mối hàn gấp mép đ Mối hàn góc c Mối hàn chồng e Mối hàn chữ T g Mối hàn mặt đầu h.Mối hàn viền mép i Mối hàn kiểu chốt Hình 2.7 Các loại mối hàn 2.6.3 Chuẩn bị mối hàn - Làm dầu mỡ, bụi bẩn chỗ cần hàn - Vát mép chỗ hàn cần thiết Hình 2.8 Một số kiểu vát mép mối hàn 2.6.4 Các kiểu di chuyển que hàn Để đảm bảo trì chiều dài hồ quang chiều rộng mối hàn, người thợ hàn phải lúc phải di chuyển ba chuyển động bản: chuyển động hướng trục que hàn, chuyển động theo chiều dài mối hàn chuyển động dao động ngang - Chuyển động theo chiều dài mối hàn: Để thực hết chiều dài mối hàn Hình 2.9 Sơ đồ di chuyển que hàn - Chuyển động theo chiều trục que hàn: Để điều chỉnh chiều dài hồ quang chuyển động phải có tốc độ tốc độ chảy que hàn - Chuyển động dao động ngang: Để bảo đảm chiều rộng mối hàn Phối hợp chuyển động ta có kiểu di chuyển que hàn Hình 2.10 Các kiểu di chuyển que hàn 2.6.5 Chế độ hàn hồ quang tay a) Xác định đường kính que hàn: - Tính theo cơng thức: S dq = + 1(( mm) + Khi hàn giáp mối: dq = + Khi hàn góc: Với: - K + 2(( mm) S: Chiều dày vật hàn (mm) K: Cạnh mối hàn góc hay mối hàn chữ T (mm) Chọn đường kính que hàn theo bảng : Đường kính que hàn dq(mm) 1,5 ÷ Chiều dày liên kết giáp mối S ≤2 (mm) 3 4÷ 4÷5 9÷2 13 ÷ 15 5÷6 16 ÷ 20 > 20 Hàn kim loại Hàn nóng chảy nguội điện tiếp xúc ma sát khuyếc h đại cao tần rèn khí ép Hàn điện tiếp xúc đường Hàn điện tiếp xúc điểm Hàn Hàn Hàn Hàn Hàn Hàn Hàn Hàn điện tiếp xúc giáp mối Hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ Hàn hồ quang tay điện cực có lõi thuốc Hàn hồ quang điện cực nóng chảy khí hoạt tính Hàn hồ quang điện cực nón g chảy khí trơ Hàn hồ quang bằn g điện cực khôn g nóng chảy khí trơ Hàn hồ quang tay điện cực nón g chảy có vỏ thuốc Hàn khí Hàn điện xỉ Hàn hồ quang Hàn laze Hàn plasma Hàn chùm tia điện tử Hàn hóa nhiệt Hàn siêu âm Hàn nổ Hàn áp lực Phân loại phương pháp hàn Vòng hµn Khi hàn nóng chảy, tác dụng nguồn nhiệt hàn phần kim loại vò trí mép hàn với kim loại bổ sung từ vật liệu hàn(que hàn, dây hàn, thuốc hàn…) bò nóng chảy tạo khu vực kim loại lỏng thường g vũng hàn Trong vũng hàn, KL lỏng ln trạng thái chuyển động xáo trộn khơng ngừng: KL lỏng phần đầu bị đẩy lùi phía cách tuần hồn tác dụng áp suất dòng khí lên bề mặt vũng hàn Vì bề mặt mối hàn sau hình thành khơng phẳng có dạng sóng hình vảy cá xếp chồng Khi nguồn nhiệt chuyển động dọc theo mép hàn, vũng hàn chuyển động theo để lại liên kết kim lọai phía sau nó, gọi mối hàn Tổ chức hàn kim loại mối Hình 3.5 Các vùng qui ước mặt cắt ngang mối hàn giáp mối a.Vùng mối hàn Trong vùng kim loại nóng chảy hoàn toàn, nguội có tổ chức tương tự tổ chức thỏi đúc, thành phần tổ chức khác với kim loại bổ sung vật hàn Hình 3.4 Sự kết tinh kim loại mối hàn Hình 3.6 Vùng ảnh hưởng nhiệt thép bon thấp b Vùng ảnh hưởng nhiệt Kim loại vùng bò nung nóng nguội mối hàn làm cho tổ chức kim loại vùng thay đổi dẫn đến tính thay đổi theo Có thể chia vùng ảnh hưởng nhiệt thành vùng sau đây: Vùng viền chảy 1: Có kích thước bé, vùng giáp ranh vũng hàn kim loại Kim loại nung đến nhiệt độ xấp xỉ nhiệt độ nóng chảy vật liệu nằm trạng thái rắn - lỏng lẫn lộn Kích thước hạt kim loại sau hàn mòn có tính cao Vùng nhiệt 2: Là khu vực kim loại bò nung nóng từ 1100 0C đến xấp xỉ nhiệt độ chảy Ở đây, thường xảy trình kết tinh lại (biến đổi thù hình) Do tượng nhiệt nên hạt tinh thể có kích thước lớn, độ dai va đập độ dẻo thấp, dễ nứt nóng, nứt nguội Đây vùng yếu liên kết hàn Vùng thường hóa 3: Là khu vực kim loại nung nóng từ nhiệt độ 990 – 11000C Tổ chức kim loại gồm hạt ferit nhỏ peclit Vì có tính tương đối cao Vùng kết tinh lại không hoàn toàn 4: kim loại bò nung nóng khoảng nhiệt độ 720 – 9000C Kim loại có kết tinh phần, bên cạnh tinh thể kim loại chưa bò thay đổi trình nung nóng có tinh thể hình thành tượng kết tinh lại Tổ chức kim loại gồm hạt ferit thô ostenit nhỏ, tính vùng Vùng kết tinh lại 5: Kim loại bò nung nóng đến nhiệt độ 500 – 700 C Miền có tổ chức giống kim loại vật hàn nhiệt độ nhiệt độ biến mềm, làm tượng biến cứng, sai lệch mạng khắc phục, độ dẻo phục hồi Vùng giòn xanh 6: Khi hàn, kim loại chòu tác dụng nhiệt độ từ 100 – 500 C vùng thay đổi rõ rệt tổ chức kim loại ảnh hưởng nhiệt hàn nên thường tồn ứng suất dư, độ dẻo độ dai va đập giảm, độ bền tăng Cần cố gắng hạn chế vùng ảnh hưởng nhiệt Công suất lửa hàn lớn kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt tăng, ngược lại, tăng vận tốc hàn (giữ nguyên công suất nhiệt) kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt giảm Vật liệu có nhiệt dung cao độ dẫn nhiệt thấp kích thước vùng nhỏ II c«ng nghƯ hµn hå quang tay Hàn hồ quang tay phương pháp hàn nóng chảy mà nguồn nhiệt hàn hồ quang điện cháy hai điện cực Sự cháy trì ổn đònh hồ quang trình hàn thực tay Khái niệm hồ quang hàn Hồ quang hàn dòng chuyển động điện tử ion môi trường không khí hai điện cực bò ion hóa (trạng thái plasma) Hồ quang phát nguồn nhiệt nguồn ánh sáng lớn, sử dụng nhiệt hồ quang để hàn kim loại ánh sáng mạnh hồ quang phát có hại cho sức khỏe Cách gây hồ quang hàn Điện cực Máy hàn Kìm hàn Hồ quang Dây nối mát Chi tiết Dây điện hàn Cho que hàn tiếp xúc với vật hàn theo phương thẳng góc ( hình a) cho que hàn vạch lên vật hàn cách đánh diêm( hình b) khoảng thời gian ngắn(1/2 s ÷ 1/3s) Tách hai điện cực cách khoảng( 2÷ 5mm), điện cực xuất hồ quang hàn a) b) Cách gây hồ quang hàn Hiện gây hồ quang hàn nguồn xoay chiều cao tần Trong trường hợp không cần làm ngắn mạch điện cực mà nhờ phóng điện dòng điện cao tần với điện áp cao hai điện cực mà thời gian ngắn hình thành hồ quang hàn Phương pháp dùng để gây hồ quang hàn điện cực không nóng chảy Đặc điểm hàn hồ quang tay - Hàn mối hàn vò trí khác - Hàn chi tiết to, nhỏ, đơn giản, phức tạp khác - Hàn môi trường khí bảo vệ, hàn nước, hàn chân không… - Thiết bò hàn trang bò gá lắp hàn đơn giản, dễ chế tạo - Năng suất hàn thấp, chất lượng mối hàn không cao, phụ thuộc vào tay nghề công nhân Cấu tạo que hàn hồ quang tay Trong trình hàn hồ quang tay, que hàn có chức vừa dẫn điện, gây hồ quang trì hồ quang cháy, bổ sung kim loại cho mối hàn, vừa tham gia vào quá trình lý hóa luyện kim hàn, để hình thành mối hàn đạt chất lượng mong muốn Cấu tạo que hàn gồm có hai phần chính: lõi thuốc hàn : a Lõi hàn : Có tác dụng bổ sung kim loại vào mối hàn Phần lõi đọan kim loại có chiều dài từ 250 – 450 mm, tương ứng với đường kính 1,5 – 6,0 mm Theo TCVN 3734 – 89 qui ước đường kính que hàn gọi theo đường kính phần lõi d b.Thuốc hàn Thuốc hàn bao gồm hỗn hợp hóa chất, khoáng chất, fero hợp kim chất kết dính Thuốc hàn cần có yêu cầu sau đây: - Dễ gây hồ quang trì hồ quang cháy ổn đònh - Tạo môi trường khí bảo vệ tốt vùng hàn, không cho tiếp xúc với oxy nitơ môi trường xung quanh - Tạo xỉ lỏng phủ bề mặt kim loại mối hàn, bảo vệ không cho không khí xâm nhập trực tiếp vào vũng hàn tạo điều kiện cho mối hàn nguội chậm, lớp xỉ phải dễ bong sau mối hàn nguội - Có khả hợp kim hóa mối hàn, nhằm nâng cao cải thiện thành phần hóa học tính kim loại mối hàn - Thuốc hàn phải bám vào lõi hàn, bảo vệ lõi không bò oxy hóa - Nhiệt độ nóng chảy hỗn hợp thuốc phải lớ n nhiệt độ nóng chảy lõi hàn để hàn thuốc hàn tạo hình phễu hướng kim loại que hàn nóng chảy vào vũng hàn thuận lợi; vỏ thuốc hàn phải cháy không rơi thành cục Trình tự hàn hồ quang tay a Chuẩn bò mối hàn - Làm dầu mỡ, đất bụi chỗ cần hàn trước hàn - Vát mép chỗ hàn cần thiết, kiểu vát mép phụ thuộc vào chiều dày vật hàn (HV tìm hiểu cách vát mép vật hàn ) b Các kiểu di chuyển que hàn Để đảm bảo trì chiều dài hồ quang kích thước chiều rộng mối hàn, người thợ hàn phải lúc phải di chuyển ba chuyển động bản: chuyển động hướng trục que hàn, chuyển động theo chiều dài mối hàn chuyển động dao đôïng ngang - Chuyển động theo chiều dài mối hàn: Để thực hết chiều dài mối hàn chuyển động có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối hàn suất lao động Sơ đồ di chuyển que hàn - Chuyển động theo trục que hàn: Để điều chỉnh chiều dài hồ quang chuyển động phải có tốc độ tốc độ chảy que hàn trì hồ quang cháy ổn đònh - Chuyển động dao động ngang: Để bảo đảm chiều rộâng mối hàn Phối hợp chuyển động ta có kiểu di chuyển que hàn C¸c kiĨu di chun que hµn c.Vò trí hàn cách hàn 600-1200 1200-1800 00-600 VÞ trÝ hµn kh«ng gian vµ hµn nhiỊu líp Người ta chia thành loại: Mối hàn sấp(mối hàn bằng), mối hàn đứng, mối hàn ngang, mối hàn ngửa(hàn trần) Nếu hàn vật dầy, mép vát rộng thực hàn nhiều lớp sau lớp phải gõ xỉ hàn hàn tiếp lớp khác Mối hàn góc nên đặt vật nghiêng để mối hàn hàn điền đầy dễ dàng Khi hàn đứng nên hàn từ lên, hàn ngửa chiều dài hồ quang ngắn để tăng áp lực hồ quang đẩy kim loại lỏng vào mối hàn d ChÕ ®é hµn hå quang tay Th«ng sè quan träng cÇn ®ỵc x¸c ®Þnh hµn lµ ®êng kÝnh que hµn (dq) vµ cêng ®é dßng ®iƯn hµn (Ih): dq = - Khi hµn gi¸p mèi: dq = S + 1(( mm) K + 2(( mm) - Khi hµn gãc: ë ®©y: - S: ChiỊu dµy vËt hµn (mm) - K: C¹nh mèi hµn gãc hay ch÷ T (mm) Chọn đường kính que hàn theo bảng 3.1 giáo trình CNKL ( tham khảo) Đường kính que hàn d(mm) Chiều dày liên kết giáp mối S (mm) 1,5 ÷ ≤2 3 4÷8 4÷5 9÷2 13 ÷ 15 5÷6 16 ÷ 20 > 20 Mỗi điện cực có khoảng dòng điện vận hành xác đònh Khi hàn mỏng cần dòng điện nhỏ để tránh nhiệt, hàn dày cần dòng điện lớn Dòng điện thấp làm cho hồ quang không ổn đònh, dòng điện cao gây nhiệt, làm tăng văng tóe, rỗ xốp cho mối hàn Khi hàn thép, vò trí sấp tính cường độ dòng điện hàn(I h) theo công thức gần sau: Ih= (βâ+α.d) d (A) Trong đó: d : đường kính lõi que hàn (mm); α,β : Hệ số thực nghiệm; hàn thép α = 6, β = 20 Nếu chiều dày S>d; mối hàn đứng, mối hàn góc phải cộng thêm 10÷15% cường độ dòng điện hàn vừa tính Nếu S< 1.5 d, mối hàn góc trừ 10÷15% cường độ dòng điện hàn vừa tính III HÀN HỒ QUANG TỰ ĐỘNG VÀ BÁN TỰ ĐỘNG (Tham khảo) Khái niệm đặc điểm a Khái niệm Để phân biệt hàn hồ quang tự động bán tự động ta xét bước trình hàn hồ quang: - Gây hồ quang trì hồ quang cháy ổn đònh - Dòch chuyển que hàn dọc mối hàn để hàn hết chiều dài cần hàn - Bảo vệ hồ quang vũng hàn khỏi bò tác dụng môi trường không khí xung quanh Trong hàn tự động, tất bước hoàn toàn tự động, hàn bán tự động có bước phải thực tay( thường công việc gây hồ quang dòch chuyển dây hàn dọc mối hàn tay người thợ thực Đặc điểm - Năng suất cao - Cơ tính mối hàn tốt - Tiết kiệm kim loại dây hàn - Tiết kiệm lượng điện - Hàn tự động không hàn kết cấu vò trì phức tạp, nhiên hàn bán tự động hàn tất mối hàn không gian Một số phương pháp hàn hồ quang b a Phương pháp hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ Hàn hồ quang lớp thuốc bảo vệ tiếng Anh viết tắt SAW (Submerged Arc Welding) trình hàn mà hồ quang cháy dây hàn(điện cực nóng chảy) vật hàn lớp thuốc bảo vệ Do hồ quang vũng hàn hình thành lớp thuốc bảo vệ nên mắt thường không nhìn thấy nên gọi hàn hồ quang kín(hồ quang ngầm) Điện cực hàn( dây hàn) thường có hàm lượng bon không 0,12% Thuốc hàn có nhiệt độ chảy thấp kim loại mối hàn, có tác dụng bảo vệ vũng hàn, ổn đònh hồ quang, khử oxi, hợp kim hóa mối hàn, tạo xỉ dễ bong b Hàn hồ quang nóng chảy môi trường khí bảo vệ: Hàn hồ quang nóng chảy lớp khí bảo vệ tiếng Anh viết tắt GMAW (Gas metal Arc Welding) trình hàn mà hồ quang cháy dây hàn(điện cực nóng chảy) vật hàn bảo vệ khỏi tác dụng oxi nitơ loại khí hỗn hợp khí Có hai phương pháp hàn: - Phương pháp hàn MIG (Metal Inert Gas): Hàn hồ quang điện cực nóng chảy môi trường khí trơ(Ar, He) Khí bảo vệ Ar, He hỗn hợp Ar + He không tác dụng với kim loại lỏng hàn Phương pháp thường dùng để hàn thép không gỉ, hàn nhôm hợp kim nhôm, hàn đồng hợp kim đồng - Phương pháp hàn MAG(metal Active Gas): Hàn hồ quang điện cực nóng chảy môi trường khí hoạt tính Khí bảo vệ CO 2, CO2 + O2, CO2+Ar , có tác dụng chiếm chỗ, đảy không khí khỏi vùng hàn hạn chế tác dụng xấu Phương pháp thường dùng để hàn thép bon thép hợp kim thấp c Hàn hồ quang điện cực không nóng chảy môi trường khí trơ Hàn hồ quang điện cực không nóng chảy môi trường khí trơ trình hàn nóng chảy.Trong đó, nguồn nhiệt điện cung cấp hồ quang tạo thành điện cực không nóng chảy vũng hàn Vùng hồ quang bảo vệ môi trường khí trơ (Ar; He Ar + He) để ngăn cản tác động có hại oxy nitơ không khí Điện cực không nóng chảy thường dùng volfram, nên phương pháp tiếng Anh gọi hàn TIG (Tungsten Inert Gas) Phương pháp hàn TIG ứng dụng nhiều lónh vực sản xuất, đặc biệt thích hợp thép hợp kim cao, kim loại màu hợp kim chúng IV HÀN KIM LOẠI BẰNG KHÍ OXY-AXETYLEN Khái niệm Hàn khí phương pháp hàn sử dụng nhiệt từ phản ứng cháy khí nhiên liệu(C2H2) ôxi để nung nóng kim loại nền, có que hàn để tạo thành mối hàn không tháo §Ỉc ®iĨm khÝ hµn a Khí acetylen(C2H2) Phản ứng cháy C2H2 với oxy tỏa nhiệt lớn so với nhiều loại khí khác, nhiệt trò C2H2 vào khoảng 11470 kcal/ m3 C2H2 nhẹ không khí, có mùi rượu, không màu, nhiệt độ cháy C2H2 420oC Nếu nén khí C2H2 lớn 1.75at trộn lẫn với không khí với tỷ lệ 28% ÷ 65% dễ nổ Phản ứng điều chế : CaC2 +2 H2O  C2H2 + Ca(OH)2 + Q kg CaC2 cho 300 lít khí C2H2 b Khí Oxy (O2) Oxy dùng kỹ thuật hàn cần có độ tinh khiết từ 98,5 – 99,5% (còn lại tạp chất nitơ argon), nên thường gọi oxy kỹ thuật Để sản xuất oxy dùng phương pháp hóa lỏng không khí, sau cho bốc nhiệt độ -183oc, thu nước oxy lỏng màu xanh Một lít oxy lỏng thu 790 lít khí O2 Ngän lưa hµn Căn vào tỉ lệ hỗn hợp khí, lửa hàn chia làm loại: Ngọn lửa bon hóa 2CO + H2 + 1,5O2 = 2CO2 +H2O + Q Cấu tạo lửa hàn a Ngọn lửa trung tính Ngọn lửa hàn chia vùng: Vùng nhân, vùng hoàn nguyên, vùng lửa (vùng cháy hoàn toàn) Vùng nhân: Có ánh sáng trắng, vùng C2H2 bò phân hủy ra: C2H2 =2C2+H2 có C nên không dùng để hàn dễ làm cho mối hàn thấm bon trở nên dòn Vùng hoàn nguyên(cháy không hoàn toàn): Vùng nằm giữa, có màu xanh, vùng có CO H2 (C2H2 + O2=2CO+H2 ) có tính chất khử oxy nên bảo vệ mối hàn không bò oxy hoá Vì vậy, người ta thường dùng vùng để hàn, nhiệt độ cao khoảng 3200oC Vùng lửa: Sản phẩm vùng hoàn nguyên tiếp tục cháy với oxy không khí tạo thành CO nước(C2H2 + 5/2O2=2CO2+H2O) Do CO2 nước dễ bò phân hủy thành O nên nhiệt độ cao oxy hóa kim loại hàn Vì vùng không dùng để hàn b Ngọn lửa oxy hoá Ngọn lửa có vùng nhân màu sáng nhạt kích thước vùng nhân ngắn Vùng lửa vùng hoàn nguyên khó phân biệt có màu xanh tím Nhiệt độ lửa oxy hóa cao so với lửa trung tính dùng hàn đồng nung nóng chi tiết c Ngọn lửa bon hóa Ngọn lửa có nhiệt độ thấp lửa trung tính, vùng nhân kéo dài gần hết vùng lửa có màu xanh ranh giới rõ ràng với vùng hoàn nguyên, đuôi lửa có màu vàng nhạt Do có bon tự dễ xâm nhập vào kim loại hàn, nên lửa chủ yếu dùng để hàn gang, bề mặt, hàn hợp kim cứng Ph¬ng ph¸p hµn Bao gåm ph¬ng ph¸p di chun má hµn : Hµn ph¶i vµ hµn tr¸i - Hàn phải: Mỏ hàn que hàn chuyển động từ trái sang phải (mỏ hàn trước, que hàn sau) Ngọn lửa hướng vào vũng hàn nên hầu hết nhiệt tập trung vào viêc làm nóng chảy kim loại hàn Do áp suất lửa hàn mà kim loại lỏng vũng hàn xáo trộn tạo điều kiện xỉ tốt Bảo vệ vũng hàn tốt, nguội chậm Phương pháp dùng vật hàn dày mm, vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao - Hàn trái: Mỏ hàn que hàn chuyển động từ phải sang trái (que hàn trước mỏ hàn sau) Trong trình hàn, lửa không trực tiếp hướng vào vũng hàn, nhiệt tập trung hơn, vũng hàn xáo trộn nên xỉ khó lên Phương pháp dùng vật hàn mỏng(dưới mm), vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp Phương pháp hàn trái Phương pháp hàn phải KÕT LN Bµi häc tr×nh bµy kh¸i qu¸t vỊ c«ng nghƯ hµn c¬ khÝ, ®ã tËp trung vµo nghiªn cøu c¸c ph¬ng ph¸p hµn c¬ b¶n: Hµn hå quang tay, hµn kim lo¹i b»ng khÝ axetylen, yªu cÇu häc viªn n¾m ®ỵc c¸c kiÕn thøc vµ tham kh¶o thªm c¸c kiÕn thøc gi¸o tr×nh tµi liƯu [...]... … năm 2012 TRƯỞNG BỘ MƠN b) Xác định cường độ dòng điện hàn (Ih): Mỗi điện cực đều có khoảng dòng điện vận hành xác định Khi hàn tấm mỏng tá,tránh ThS sự Phạm cần dòng điệnTrung nhỏ để q Hồng nhiệt, Thanh hàn tấm dày cần dòng điện lớn Để xác định dòng điện hàn hợp lý có thể tra bảng trong sổ tay kỹ thuật hàn Khi hàn thép, ở vị trí hàn sấp có thể tính cường độ dòng điện hàn(I h) theo cơng thức kinh... điểm hàn 4.4 Hàn đường 4.4.1 Khái niệm Hàn đường là phương pháp hàn tiếp xúc, trong đó mối hàn là tập hợp các điểm hàn liên tục PHÊ DUYỆT Ngày….tháng … năm 2013 TRƯỞNG BỘ MƠN Trung tá, ThS Phạm Hồng Thanh Hình 4.3 Sơ đồ ngun lý hàn đường 4.4.2 Ngun lý hàn Cho dòng điện chạy qua các điện cực kiểu con lăn sau đó cho điện cực dịch chuyển dọc treo mối hàn Chỗ tiếp xúc giữa 2 vật hàn được nung đến trạng... bước a) Hàn đường liên tục: Trong q trình vật hàn chuyển động, điện cực thường xun ép vào vật hàn và cấp điện liên tục Phương pháp này đơn giản về cơng nghệ nhưng vật hàn bị nung nóng liên tục, dễ bị cong vênh, vùng ảnh hưởng nhiệt lớn và điện cực bị nung nóng mạnh, chóng mòn b) Hàn đường gián đoạn: Vật hàn chuyển động liên tục, nhưng dòng điện chỉ được cấp theo chu kỳ, thời gian cấp từ 0,01÷0,1 giây,... trình bày sơ đồ ngun lý của van giảm áp kiểu nghịch: 1 Đường dẫn khí cao áp; 2 Lò xo phụ; 3 Van; 4 Van an tồn; 5 Đường dẫn khí ra; 6 Buồng thấp áp; 7 Lò xo chính; 8 Vít điều chỉnh; 9 Màng đàn hồi; 10 thanh truyền; A Buồng cao áp Hình.5.4 Sơ đồ ngun lý van giảm áp kiểu nghịch Ngun lý hoạt động: Khí nén từ bình chứa theo ống (1) vào buồng cao áp(A), áp suất trong buồng cao áp được đo bằng đồng hồ (11)