công nghệ hàn cắt kim loại

công nghệ hàn cắt kim loại, bài báo cáo về công nghệ hàn và cắt kim loại.ưu nhược điểm, an toàn trong hàn cắt, cách phòng tránh, cách bảo hộ như thế nào............................................................

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

KHOA CƠ KHÍ

oo0oo -BÀI TIỂU LUẬN MÔN

KỸ THUẬT AN TOÀN LAO ĐỘNG

ĐỀ TÀI

KỸ THUẬT KHI HÀN VÀ CẮT KIM LOẠI

GVHD: ĐỖ NGỌC THỊNH SINH VIÊN THỰC HIỆN: LÊ NỮ HÀ MI - NHÓM 5

MSSV: 2006140181

TP.Hồ Chí Minh, Tháng 05, Năm 2016

MỞ ĐẦU

Lao động là hoạt dộng quan trọng nhất để tạo ra của cải vật chất và các giá trị tinh thần cho xã hội Lao động có năng suất, chất lượng, hiệu quả là nhân tố quan trọng quyết định sự phát triển của mọi hình thái xã hội, điều này không thể tách rời với cách thức lao động an toàn và môi trường lao động trong lành Chính vì vậy đảng và Nhà nước luôn quan tâm đến công tác bảo hộ lao động, coi đây là nhiệm vụ quan trọng trong quá trình lao động Làm tốt công tác bảo hộ lao động là góp phần tích cực chăm lo bảo vệ sức khỏe, tính mạng và đời sống người lao động, biểu hiện quan điểm quần chúng, quan điểm yêu quý con người và coi trọng sức lao động của chế độ xã hội chủ nghĩa, có như vậy vai trò của con người trong xã hội mới ngày càng được nâng cao và tôn trọng

Trong đời sống và các hoạt động sản xuất luôn có nhiều những mối nguy hiểm mà chúng ta cần phải chú ý và phòng tránh như: trong an toàn điện, các thiết

bị nâng, thiết bị chịu áp lực, an toàn trong hóa chất, … trong đó việc hàn và cắt kim loại gây ra nhiều nguy hiểm mà người lao động cần phải hiểu rõ những nguyên nhân và các biện pháp an toàn khi sử dụng để tránh xảy ra những rủi ro và thiệt hại đáng tiếc

Chính vì những lý do đó mà nhóm đã tìm hiểu về đề tài “Kỹ thuật khi hàn và cắt kim loại” nhằm đảm bảo an toàn và sức khỏe cho người lao động, không ngừng nâng cao năng suất lao động, bảo đảm hoàn thành kế hoạch sản xuất

MỤC LỤC

1 Khái niệm về hàn kim loại 2

1.1 Khái niệm 2

1.2 Đặc điểm 2

2 Phân loại các phương pháp hàn 2

3 Hàn hồ quang 4

3.1 Khái niệm 4

3.2 Hoạt động 4

3.3 Nguyên nhân gây tai nạn 5

3.4 Các biện pháp an toàn 6

4 Hàn khí 7

4.1 Khái niệm 7

4.2 cấu tạo 7

4.3 Kỹ thuật an toàn với bình sinh khí axetylen 8

5 Cắt kim loại bằng hàn khí 9

5.1 Khái niệm 9

5.2 Hoạt động 11

5.3 Nguyên nhân gây tai nạn 11

5.4 Biện pháp an toàn 11

TÀI LIỆU THAM KHẢO 13

1 Khái niệm về hàn kim loại:

1.1.Khái niệm:

Hàn là quá trình nối cứng các phần tử kim loại với nhau bằng cách nung nóng chỗ hàn đến trạng thái hàn là chảy hay dẻo Sau đó kim loại đông đặc (hàn nóng chảy) hoặc dùng áp lực để ép chúng dính lại với nhau (hàn áp lực)

1.2.Đặc điểm:

- Tiết kiệm kim loại

- Giảm được thời gian và giá thành chế tạo kết cấu

- Hàn có thể nối được những kim loại có tính chất khác nhau

- Thiết bị hàn tương đối đơn giản và dễ chế tạo

- Chi tiết hàn dùng trong tải trọng tĩnh

- Do nung nhanh và nguội nhanh nên thường tập trung ứng suất trong quá trình hàn nếu có bọt khí thì mối hàn không chất lượng

- Kết cấu tại mối hàn có độ bền rất cao

- Giảm được tiếng động khi sản xuất

Cấu tạo mối nối hàn

2 Phân loại các phương pháp hàn:

Dựa vào trạng thái, năng lượng sử dụng, mức độ tự động hóa mà người ta phân loại hàn thành các phương pháp sau:

• Theo trạng thái hàn:

 Hàn nóng chảy

Gồm có: hàn hồ quang, hàn khí, hàn điện xỉ, hàn bằng tia điện tử, hàn bằng tia laze, hàn plasma,

Khi hàn nóng chảy kim loại mép hàn được nung nóng đến trạng thái nóng chảy kết hợp với kim loại bổ sung từ ngoài vào điền đầy khe hở ở giữa hai chi tiết hàn, sau đó đông đặc tạo ra mối hàn

 Hàn áp lực:

Gồm có: hàn tiếp xúc, hàn nổ, hàn ma sát, hàn siêu âm, hàn khí ép, hàn cao tầng, hàn khuếch tán,…

Khi hàn áp lực kim loại ở mép hàn được nung đến trạng thái dẻo sau đó hai chi tiết hàn được ép lại với nhau bằng lực ép đủ lớn để tạo nên mối hàn

 Hàn nhiệt

Hàn nhiệt là sử dụng nhiệt của các phản ứng hóa học phát nhiệt để nung kim loại mép hàn đến trạng thái nóng chảy đồng thời kết hợp với lực ép để tạo nên mối hàn

• Theo năng lượng sử dụng:

 Điện năng: hàn hồ quang, hàn điện tiếp xúc,

 Hóa năng: hàn khí, hàn nhiệt,…

 Cơ năng: hàn ma sát, hàn nguội,…

• Theo mức độ tự động hóa:

 Hàn bằng tay

 Hàn bán tự động

động

Hàn hồ quang tay

3 Hàn hồ quang:

3.1 Khái niệm:

Hàn hồ quang là phương pháp hàn nóng chảy dùng nhiệt của ngọn lửa hồ quang sinh ra giữa các cực điện hàn Hồ quang hàn là dòng chuyển động của các điện tử và ion về hai điện cực, kèm theo sự phát nhiệt lớn và phát sáng mạnh Năng lượng của hồ quang (nhiệt và ánh sáng) mang tính tập trung và được dùng để nung chảy kim loại khi hàn

3.2 Hoạt động:

• Giai đoạn 1:

Do bề mặt đầu que hàn và vật hàn không phẳng tuyệt đối, lúc chạm que hàn vào vật hàn xảy ra ngắn mạch ở những chỗ thật

sự có tiếp xúc điện ở những chỗ thật sự có tiếp xúc điện, sinh ra một lượng nhiệt lớn trong khoảng thời gian rất ngắn

• Giai đoạn 2:

Kim loại nóng chảy nhanh tại chỗ tiếp xúc và điền đầy khoảng giữa điện cực

và vật hàn

• Giai đoạn 3:

Khi nhấc điện cực lên, lực từ trường tác động vào cột kim loại nóng chảy, tiết diện của nó giảm, dẫn đến tăng mật độ dòng điện (hiệu ứng Pinch)

• Giai đoạn 4:

Kim loại lỏng nhanh chóng sôi và bay hơi, cột kim loại lỏng bị đứt, dẫn đến hình thành hồ quang

Khi hồ quang hàn hình thành sự phát xạ điện tử bề mặt catod

và điện áp tăng đáng kể, dẫn đến làm tăng sự phát xạ nói chung Tính dẫn điện của hồ quang cũng tăng theo cho đến khi dòng điện tăng và điện áp giảm tới những giá trị nhất định, tạo nên sự ổn định của hồ quang

☀ Vùng anod (cực dương)

☀ Vùng catod (cực âm)

☀ Vùng cột hồ quang => Hồ quang được duy trì thông qua quá trình phát xạ điện tử từ catod

Sơ đồ cấu tạo hoạt động của hàn hồ quang 3.3 Nguyên nhân gây tai nạn:

• Bị điện giật do tiếp xúc với một phần của mạch điện

• Bị thương do nguồn tia của hồ quang chiếu vào mắt và da

• Bị bỏng do các giọt kim loại hoặc xỉ nóng chảy trong quá trình hàn bắn vào

• Bị ngộ độc do khí và bụi hàn

• Cháy nổ do các thao tác không đúng quy định các bình chứa khí hàn hoặc hàn

trong không gian có chứa hoặc gần các chất dễ cháy nổ

• Hỏa hoạn do kim loại và xỉ nóng chảy gây ra

Bỏng do hàn hồ quang 3.4 Biện pháp an toàn:

• Lúc làm việc phải trang bị đầy đủ dụng cụ bảo hộ lao động, mặt nạ hàn, mũ, găng tay và giày da, quần áo bảo hộ

• Xung quanh nơi làm việc không để các chất dễ cháy, nổ khi làm việc trên cao phải có biện pháp tránh cho kim loại lỏng rơi xuống gây nguy hiểm cho người khác hoặc gây cháy

• Khi làm việc trên cao phải dùng các tấm chắn hồ quang che xung quanh đồ, hồ quang sẽ không ảnh hưởng đến người xung quanh

Trang bị đồ bảo hộ lao động trước khi làm việc

• Khi hàn vá những vật chứa như bình xăng, két xăng hững vật

mà trước đó đã đựng những chất dễ cháy, thì phải cọ rửa sạch

để khô, sau đó mới hàn

• Khi làm việc trong nồi hơi hoặc những thùng lớn thì qua một thời gian nhất định phải ra ngoài để hô hấp không khí mới

• Khi cạo và làm sạch xỉ hàn, phải đem kính trắng để đề phòng

xỉ bắng vào mắt gây tai nạn

• Chỗ làm công việc hàn phải được thông gió tốt, đặc biệt là khi hàn những kim loại màu càng phải chú ý hơn

• Khi làm ở trên cao phải đeo dây an toàn và phải buộc dây cáp trên giá cố định, tuyệt đối không được khoác vào người

4.1 Khái niệm:

Hàn khí là một trong những phương pháp hàn hóa học trong đó dùng nhiệt lượng phản ứng cháy của khí đốt trong oxy để nung chảy các sản phẩm kim loại được hàn và que hàn bổ sung để tạo thành mối hàn

Phương pháp hàn khí được dùng để hàn các tấm kim loại mỏng, kim loại và hợp kim màu

4.2 Cấu tạo:

Sơ đồ cấu tạo hàn khí Các thành phần của mỏ hàn cơ bản:

◉ Copper tip: Bép hàn.

◉ Torch head: Đầu mỏ hàn

◉ Mixing head: Ống trộn

◉ Mixing head nut: Vòi trộn

◉ Handle: Tay cầm

◉ Oxygen tube: Ống cấp oxy

◉ Fuel-Gas tube: Ống cấp khí cháy.

◉ Oxygen needle valve: Van khóa oxy cấp cho súng mỏ

◉ Gas needle calve: Van khóa khí cháy cấp cho súng mỏ

◉ Oxygen hose connection, Gas hose connection: Ống cấp

khí, oxy cho súng mỏ

◉ Oxygen hose connection Gland, Gas hose connection

Gland: Đệm cho ống nối gắn vô súng mỏ hàn.

4.3 Kỹ thuật an toàn với bình sinh khí axetylen:

• Trước khi cho phản ứng sinh khí xảy ra cần xả hết không khí chứa trong bình

để đảm bảo không có hỗn hợp nổ

• Không sử dụng bình với năng suất quá mức quy định

• Mức nước trong bình luôn phải ngang với các van kiểm tra

• Khi ngừng tiêu thụ khí phải khóa van trên ống dẫn đến bình ngăn lửa tạt lại

• Mỗi ca làm việc phải kiểm tra mực nước 2 lần

• Bình sinh khí phải đặt xa nơi có nguồn lửa 10m

• Không sử dụng bình trong trường hợp van an toàn, van xả, đồng hồ báo áp suất không tốt

• Thường xuyên kiểm tra tình trạng của các bộ phận lắp trên bình

• Khi nghỉ việc lâu phải lấy hết bã đất đèn phải rửa sạch và phơi khô bình

• Không mở nắp bình khi trong bình còn khí

5 Cắt kim loại bằng hàn khí:

5.1 Khái niệm:

• Cắt kim loại bằng khí là quá trình đốt cháy kim loại cắt bằng dòng oxy, tạo thành dòng các oxit (FeO, Fe2O3, Fe3O4), làm nóng chảy các oxit đó và thổi chúng khỏi mép cắt tạo thành rãnh cắt

Sơ đồ quá trình cắt kim loại bằng hàn khí 1-Dòng oxy cắt

2-Dòng hỗn hợp khí cháy

3-Ngọn lửa nung nóng

4-Rãnh cắt

5-Phôi cắt

Điều kiện đối với kim loại cắt

- Nhiệt độ cháy của kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại đó Đối với thép cacbon thấp C < 0,7% nhiệt độ cháy vào khoảng 1350 độ C còn nhiệt độ chảy gần 1.500 độ C nên thoả mãn điều kiện này Đối với các loại thép cacbon cao thì nhiệt độ cháy

gần bằng nhiệt độ chảy nên trước khi cắt phải đốt nóng sơ bộ đến

300 độ C

- Nhiệt độ nóng chảy của oxit kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại đó Thép hợp kim crôm hoặc crôm-niken,

do khi cháy Cr tác dụng với O2 để tạo thành oxit crôm Cr2O3 có nhiệt độ nóng chảy tới 2.050 độ C vì vậy phải dùng thuốc cắt mới

có thể cắt được Nhôm và hợp kim của nhôm, do nhiệt độ nóng chảy thấp, khi cháy tạo thành oxit nhôm Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy tới 2.000 độ C, mặt khác lại dẫn nhiệt nhanh nên cũng không thể cắt bằng khí, trừ khi dùng thuốc cắt

- Nhiệt toả ra khi kim loại cháy phải đủ lớn để đảm bảo sự cắt được liên tục, quá trình cắt không bị gián đoạn Khi cắt các tấm mỏng bằng thép cacbon thấp nhiệt lượng sinh ra khi cháy đạt tới 70% chỉ cần nhiệt lượng của ngọn lửa 30% nữa là đủ cắt liên tục

- Oxit kim loại nóng chảy phải có độ chảy loãng tốt, để dễ tách ra khỏi mép cắt Gang không thể cắt bằng khí vì nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhiệt cháy và khi cháy tạo ra oxit silic SiO2 có độ sệt cao

- Độ dẫn nhiệt của kim loại không quá cao, tránh sự tản nhiệt nhanh làm cho mép cắt bị nung nóng kém làm gián đoạn quá trình cắt

Cấu tạo mỏ cắt

Sơ đồ nguyên lý cấu tạo mỏ hàn khí

1 - Ống dẫn khí C2H2

2 - Ống dẫn khí oxy

3 - Van điều chỉnh dòng C2H2

4 - Van điều chỉnh dòng oxy nung

5 - Van điều chỉnh dòng oxy cắt

6 - Ống dẫn hỗn hợp khí cháy

7 - Ống dẫn dòng oxy cắt

Khí axetylen được dẫn vào ống (1) đi qua van (3), còn oxy được dẫn vào ống (2), sau đó phân làm hai nhánh, một dòng đi qua van (4) và tới miệng phun hút khí axetylen và hòa trộn tạo ra hỗn hợp cháy để nhận được ngọn lửa nung nóng, một dòng đi qua van (5) tới đầu mỏ phun để tạo ra dòng oxy cắt

5.2 Hoạt động:

• Khi bắt đầu cắt, kim loại ở mép cắt được nung nóng đến nhiệt độ cháy nhờ nhiệt của ngọn lửa nung

• Sau đó cho dòng oxy thổi qua, kim loại bị oxy hóa mãnh liệt (bị đốt cháy tạo thành oxit)

• Sản phẩm cháy bị nung chảy và bị dòng oxit thổi khỏi mép cắt

• Phản ứng cháy của kim loại toả nhiệt mạnh, lớp kim loại tiếp theo bị nung nóng nhanh và tiếp tục bị đốt cháy tạo thành rãnh cắt

5.3 Nguyên nhân gây tai nạn:

- Điện giật do rò rỉ

- Chạm, chập vào các bộ phận dẫn điện, bức xạ có hại do hồ quang điện;

- Khí, bụi độc hại

- Bỏng do hạt kim loại nóng chảy, kim loại có nhiệt độ cao

- Cháy, nổ

5.4 Biện pháp:

• Người lao động phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Trong độ tuổi lao động qui định của nhà nước

- Đã qua kiểm tra sức khỏe bởi cơ quan y tế

- Được đào tạo chuyên môn và có chứng chỉ kèm theo, được huấn luyện BHLĐ

và được cấp thẻ an toàn

• Người thợ hàn, cắt phải sử dụng đúng và đầy đủ các phương tiện bảo vệ cá nhân

• Sắp xếp nơi làm việc gọn gàng, kiểm tra tình trạng nước, cát, bình cứu hỏa và khu vực hàn

• Kiểm tra thiết bị trước khi sử dụng

• Không dùng búa hoặc các dụng cụ phát ra tia lửa để gõ vào nắp chai chứa khí

• Khi mở van chai axetylen phải dùng loại chìa khoá vặn chuyên dùng Trong thời gian làm việc chìa khoá này phải thường xuyên treo ở cổ chai

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Võ Tuyển – Ngô Trọng Hùng (2012), Kỹ thuật an toàn lao động,

ĐH Công nghiệp Thực phẩm Tp HCM

[2] Các trang internet, goole về kỹ thuật an toàn cơ khí