Hiện nay, ở bất kì nơi đâu b ạn cũng có thể bắt gặt các vật dụng, đồ vật hay chính nơi bạn đang đứng, đang ở được tạo ra nhờ các mối hàn. Công nghệ hàn được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống thực tiễn của chúng ta. Bằng các phương pháp hàn người ta có thể chế tạo được những kết cấu phức tạp từ những chi tiết đơn giản, giảm thời gian chế tạo, độ bền, độ kín mối hàn cao, khả năng cơ khí hóa và tự động hóa cao. Có nhiều phương pháp hàn khác nhau, ở đây em tập trung vào phương pháp hàn vảy. Hàn vảy là gì? Đặc điểm của phương pháp này là gì? Công nghệ hàn vảy như thế nào? Dưới đây sẽ tập trung làm rõ những nội dung này. B.NỘI DUNG CHÍNH I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HÀN 1. Khái niệm Hàn là phương pháp công nghệ nối các chi tiết máy bằng kim loại hoặc phi kim loại với nhau bằng cách nung nóng chỗ nối đến trạng thái hàn (chảy hoặc dẻo). Sau đó kim loại lỏng hóa rắn hoặc kim loại dẻo thông qua có lực ép, chỗ nối tạo thành mối liên kết bền vững gọi là mối hàn. 2 . Đặc điểm Phương pháp hàn ngày càng được phát triển và sử dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế vì chúng có đặc điểm sau: - Tiết kiệm nhiều kim loại, so với các phương pháp nối khác như tán rivê, ghép bulông tiết kiệm từ 10 - 25% khối lượng kim loại, hoặc so với đúc thì hàn tiết kiệm 50%. - Hàn có thể nối những kim loại có tính chất khác nhau. Ví dụ, kim loại đen với kim loại đen, kim loại với vật liệu phi kim loại,… - Tạo được các chi tiết máy, các kết cấu phức tạp mà các phương pháp khác không làm được hoặc gặp nhiều khó khăn. - Độ bền mối hàn cao, mối hàn kín. - Tuy nhiên hàn có nhược điểm: sau khi hàn vẫn tồn tại ứng suất dư, vật hàn dễ biến dạng (cong vênh). 3.Phân loại các phương pháp hàn Căn cứ theo trạng thái kim loại mối hàn khi tiến hành nung nóng, người ta chia các phương pháp hàn thành hai nhóm sau: - Hàn nóng chảy là chỗ hàn và que hàn bổ sung được nung đến trạng thái nóng chảy. Đối với phương pháp hàn nóng chảy yêu cầu nguồn nhiệt có công suất đủ lớn (ngọn lửa ôxy - acetylen, hồ quang điện, ngọn lửa plasma…) đảm bảo nung nóng cục bộ phần kim loại ở mép hàn của vật liệu cơ bản và que hàn (vật liệu bổ sung) tới nhiệt độ chảy. - Hàn áp lực nếu chỗ nối của các chi tiết được nung nóng đến trạng thái dẻo thì phải dùng ngoại lực ép lại. Sau khi ép thì mới có khả năng tạo nên mối hàn bền vững. Đối với hàn áp lực: phạm vi nguồn nhiệt tác động để hàn rất lớn. Bằng nguồn nhiệt này, ở một số phương pháp hàn, kim loại cơ bản bị nung nóng đến nhiệt độ bắt đầu nóng chảy (như hàn điểm, hàn đường). Ở một số phương pháp khác, kim loại cơ bản chỉ đạt đến trạng thái dẻo (như hàn tiếp xúc điện trở hoặc công nghệ hàn khuếch tán) kim loại hoàn toàn không chảy, nhưng tất cả đều có sự liên kết hàn xảy ra là do khuếch tán ở trạng thái rắn có sự tác dụng của nhiệt và áp lực.
CÔNG NGHỆ HÀN VẢY A MỞ ĐẦU Hiện nay, nơi đâu b ạn bắt gặt vật dụng, đồ vật hay nơi bạn đứng, tạo nhờ mối hàn Công nghệ hàn ứng dụng rộng rãi sản xuất đời sống thực tiễn Bằng phương pháp hàn người ta chế tạo kết cấu phức tạp từ chi tiết đơn giản, giảm thời gian chế tạo, độ bền, độ kín mối hàn cao, khả khí hóa tự động hóa cao Có nhiều phương pháp hàn khác nhau, em tập trung vào phương pháp hàn vảy Hàn vảy gì? Đặc điểm phương pháp gì? Công nghệ hàn vảy nào? Dưới tập trung làm rõ nội dung B NỘI DUNG CHÍNH I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HÀN Khái niệm Hàn phương pháp công nghệ nối chi tiết máy kim loại phi kim loại với cách nung nóng chỗ nối đến trạng thái hàn (chảy dẻo) Sau kim loại lỏng hóa rắn kim loại dẻo thông qua có lực ép, chỗ nối tạo thành mối liên kết bền vững gọi mối hàn Đặc điểm Phương pháp hàn ngày phát triển sử dụng rộng rãi ngành kinh tế chúng có đặc điểm sau: - Tiết kiệm nhiều kim loại, so với phương pháp nối khác tán rivê, ghép bulông tiết kiệm từ 10 - 25% khối lượng kim loại, so với đúc hàn tiết kiệm 50% - Hàn nối kim loại có tính chất khác Ví dụ, kim loại đen với kim loại đen, kim loại với vật liệu phi kim loại,… - Tạo chi tiết máy, kết cấu phức tạp mà phương pháp khác không làm gặp nhiều khó khăn - Độ bền mối hàn cao, mối hàn kín - Tuy nhiên hàn có nhược điểm: sau hàn tồn ứng suất dư, vật hàn dễ biến dạng (cong vênh) 3.Phân loại phương pháp hàn Căn theo trạng thái kim loại mối hàn tiến hành nung nóng, người ta chia phương pháp hàn thành hai nhóm sau: - Hàn nóng chảy chỗ hàn que hàn bổ sung nung đến trạng thái nóng chảy Đối với phương pháp hàn nóng chảy yêu cầu nguồn nhiệt có công suất đủ lớn (ngọn lửa ôxy - acetylen, hồ quang điện, lửa plasma…) đảm bảo nung nóng cục phần kim loại mép hàn vật liệu que hàn (vật liệu bổ sung) tới nhiệt độ chảy - Hàn áp lực chỗ nối chi tiết nung nóng đến trạng thái dẻo phải dùng ngoại lực ép lại Sau ép có khả tạo nên mối hàn bền vững Đối với hàn áp lực: phạm vi nguồn nhiệt tác động để hàn lớn Bằng nguồn nhiệt này, số phương pháp hàn, kim loại bị nung nóng đến nhiệt độ bắt đầu nóng chảy (như hàn điểm, hàn đường) Ở số phương pháp khác, kim loại đạt đến trạng thái dẻo (như hàn tiếp xúc điện trở công nghệ hàn khuếch tán) kim loại hoàn toàn không chảy, tất có liên kết hàn xảy khuếch tán trạng thái rắn có tác dụng nhiệt áp lực Ngoài có dạng hàn có tác dụng áp lực, phương pháp liên kết hàn tác dụng lực mà hoàn toàn nguồn nhiệt cung cấp hàn nguội Căn vào dạng lượng cung cấp cho trình hàn ta có dạng sau: - Hàn điện phương pháp sử dụng điện biến thành nhiệt cung cấp cho trình nung nóng Ví dụ: hàn hồ quang, hàn tiếp xúc… - Hàn hóa học phương pháp sử dụng hóa (các phản ứng hóa học) biến thành nhiệt cung cấp cho trình hàn Hàn khí, hàn nhiệt nhôm dạng hàn hóa học - Hàn học sử dụng biến thành nhiệt để làm dẻo chỗ hàn hàn ma sát, hàn nguội, hàn nổ… Người ta phân dạng hàn đặc biệt Đó phương pháp dựa nguyên lý đặc biệt để hàn kết cấu có yêu cầu cao với dạng thường dùng Có nhiều dạng hàn đặc biệt như: hàn xỉ điện để hàn nối vật dày, lớn; hàn chùm tia điện tử với nhiệt độ cao buồng chân không; hàn siêu âm sử dụng dao động siêu âm với tần số cao, hàm cảm ứng, hàn lazer; hàn nổ II KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA HÀN VẢY 1.Thực chất Hàn vẩy:Là phương pháp nối chi tiết lại với nhờ kim loại hợp kim trung gian gọi vẩy hàn.Trong trình hàn phải nung nóng vật hàn đến nhiệt độ tương đương nhiệt độ ế chảy vẩy hàn, vẩy hàn bị chảy kim loại vật hàn không chảy (cơ tính kém) kim loại vật kém), hàn khuếch tán thẩm thấu vào vật hàn tạo thành mối hàn Hàn vẩy thông thường phương pháp hàn dị chất nghĩa độ nóng chảy kim loại đắp phải nhỏ kim loại hàn kim loại đắp không tính chất với vật hàn Từ xa xưa khoa học chưa phát triển người ta sử dụng lò rèn chính, làm chủ đường hàn với kim loại mỏng hàn lò Do người xưa dùng thau hàn hay gọi hợp kim đông với kẽm, sau đúc thành thỏi người ta giũa lấy mạt để hàn với hàn the Do để mạt thau ánh sáng mặt trời có hình lấp lánh vẩy cá từ từ hàn vẩy thau Đặc điểm - Hàn vảy tiến hành lò có khí bảo vệ, máy hàn chân không lò muối, không yêu cầu thuốc hàn - Với phương pháp hàn chi tiết nhỏ gọn, bề mặt mối hàn phẳng, đẹp - Tiết kiệm chi phí - Sau hàn vảy không cần gia công khí Chi tiết hàn vảy ứng suất cục hàn phương pháp hàn khác - Trong sản xuất hàng khối, tất chi tiết hàn có chất lượng giống - Hàn vảy chế tạo sản phẩm mà phương pháp hàn khác không thực - Phương pháp không cần công nhân có trình độ chuyên môn cao - Phương pháp hàn vảy nâng cao suất lao động, đặc biệt sản xuất hàng khối, sản phẩm hàn nhiều mối hàn lúc III VẨY HÀN VÀ THUỐC HÀN Vảy hàn thuốc hàn yếu tố quan trọng hàn vảy, vảy hàn thường kim loại hợp kim có khả khuếch tán liên kết với kim loại khác Vảy hàn a, Phân loại Tùy thuộc vào hình dáng vật hàn, kim loại vật hàn mà có nhiều loại vảy hàn Nếu vào nhiệt độ nóng chảy vảy hàn chia làm hai nhóm sau: - Vảy hàn mềm: có nhiệt độ thấp 450oC, có độ cứng nhỏ, tính chất học thấp Loại vảy hàn dùng để hàn chi tiết chịu lực nhỏ, làm việc điều kiện nhiệt độ thấp có để nối cách đơn mà Vẩy hàn mềm bao gồm thiếc hàn nguyên liệu đặc biệt - Ví dụ, vảy hàn Sn-Pb (thiếc - chì) với 61%Sn 39%Pb; vảy hàn Sn - Zn (thiếc - kẽm) để hàn nhôm… - Vảy hàn cứng có nhiệt độ nóng chảy tương đối cao (>500 oC) thường từ 720 - 900oC Vảy hàn có độ cứng độ bền học tương đối cao Vảy hàn cứng dùng để hàn vật hàn làm việc nhiệt độ tương đối cao chi tiết chịu lực lớn Ví dụ chế tạo máy, dùng vảy hàn cứng để hàn mảnh hợp kim cứng lên thân dao thép kết cấu … Loại vảy hàn thường dùng đồng thau, bạc, nguyên liệu bền nóng, nhôm, niken… b, Yêu cầu Vẩy hàn cần đáp ứng yêu cầu chủ yếu sau đây: Vẩy hàn nóng chảy cần phải có khả khuếch tán tốt vào kim loại vật hàn dễ bám vào bề mặt mối nối Nhiệt độ nóng chảy vẩy hàn thấp nhiệt độ nóng chảy kim loại vật hàn Trong trạng thái nóng chảy, vẩy hàn cần có tính chảy loãng cao để điền đầy toàn mối hàn Hệ số truyền nhiệt vẩy hàn kim loại vật hàn cần phải gần Vẩy hàn cần phải bảo đảm tính dẻo độ bền cần thiết mối hàn không bị dòn nóng nguội hàn Bảo đảm giá thành rẻ, đơn giản dễ chế tạo 2.Thuốc hàn vảy Thuốc hàn vẩy có nhiệm vụ làm lớp oxit chất bẩn khác vẩy hàn kim loại vật hàn Tạo khả tốt cho kim loại vẩy hàn thẩm thấu vào kim loại vật hàn, giảm sức căng bề mặt kim loại nóng chảy Thuốc hàn vật liệu hàn cần thiết để làm mối hàn thúc đẩy trình hòa tan khuếch tán vảy hàn vào kim loại Tùy thuộc loại vảy hàn mà sử dụng thuốc hàn khác Thuốc hàn gồm loại: - Các muối (clorua kẽm), axit phốt phoric…dùng cho vảy hàn mềm - Borat, clorua kẽm, muối kali dùng cho vảy hàn cứng Để giảm ứng suất nhiệt xuất miếng hợp kim cứng, hàn thường dùng miếng đệm thép cacbon hợp kim pecmalôi Việc sử dụng miếng đệm có tác dụng, hàn hợp kim cứng titan-vonfram titan-tantan-vofram Thành Vảy hàn phần hóa học Cu - 68,7% Đồng niken Nhiệt độ Công dụng nóng chảy oC 1170 Hàn mảng hợp kim Ni - 27,5% cứng vào dụng cụ, hàn Al - 0,8% phải đốt nóng đến 900oC Loại chịu tải trọng lớn Cu - 99,9% Đồng điện giải Tạp chất 0,1 1083 Hàn mảng hợp kim cứng vào dụng cụ, hàn phải đốt nóng đến 700oC Loại chịu tải trọng trung bình Đồng Cu - 68,0% thau niken Zn - 27,0 Đồng Ni - 5,0 Cu - 62,0% thau Л162 Zn – 38 1000 Như 900 Hàn mảng hợp kim cứng vào dụng cụ, hàn phải đốt nóng đến 600oC Bảng Các loại vảy hàn Thành phần chất trợ dung Borat – 100 Borat – 50 Công dụng Chất trợ dung Dùng cho vảy hàn đồng thau Axit boric – 50 Bảng Các chất trợ dung hàn vảy IV CÔNG NGHỆ HÀN VẢY 1.Chọn vảy hàn Khi chọn mối hàn cho hàn vẩy cần phải vào điều kiện kỹ thuật mối hàn điều kiện làm việc vật hàn Căn vào mà chọn loại vẩy hàn thích hợp thỏa mãn yêu cầu đề Thường chọn vảy hàn theo theo nguyên tắc nhiệt độ nóng chảy vảy hàn thấp nhiệt độ nóng chảy kim loại vật hàn 50÷100oC 2.Chế độ hàn vảy Chọn chế độ hàn vảy gồm thông số chủ yếu sau: - Nhiệt độ hàn: thường chọn nhiệt độ hàn lớn nhiệt độ nóng chảy vảy hàn khoảng 30 ÷50oC mục đích làm vảy hàn điền đầy tốt vào mối hàn - Tốc độ nung nóng: xác định tính dẫn nhiệt độ dày vật hàn Tốc độ nung chậm vật hàn có tính dẫn nhiệt độ dày lớn, ngược lại tính dẫn nhiệt tôt độ dày bé tốc độ nung nhanh - Thời gian giữ nhiệt: thời gian giữ nhiệt hàn vảy phụ thuộc vào phương pháp hàn tính chất vật hàn Chế độ làm nguội: sau hàn phải tính đến chế độ làm nguội để ngăn ngừa ôxy hóa phá hủy mối hàn vảy hàn vảy hàn chưa đông đặc hoàn toàn Tốc độ nguội cần chậm để tránh biến dạng (nứt, cong, vênh, …) 3.Các phương pháp hàn vảy - Hàn vảy lò: tiến hành lò với môi trường khác khí nhân tạo, chân không… - Hàn vảy điện trở: vảy hàn dạng mỏng đặt vào mối hàn trước kẹp cho dòng điện chạy qua Sử dụng máy hàn điện tiếp xúc giáp mối, điểm - Hàn vảy phương pháp nhúng: nhúng vật hàn vao lò mối, vảy hàn nóng chảy nhanh so với hàn lò khác Sau hàn phải rửa dung dịch muối bám kết cấu - Hàn lửa hàn khí: dùng lửa hàn ( thường ôxyaxetylen, ôxy- xăng) để nung nóng vảy hàn Theo phương pháp này, vật hàn bị nung nóng cục mạnh nên dễ bị cong vênh - Hàn vảy mỏ hàn điện trở (hàn thiếc) : nung nóng mỏ hàn lò than (mỏ hàn đồng),… để hàn kết cấu thông thường không yêu cầu chịu lực mà yêu cầu kín yêu cầu dẫn điện, ví dụ hàn vảy kĩ thuật vô tuyến điện, kỹ thuật điện… 4.Kết cấu mối hàn vẩy Độ bền mối hàn phụ thuộc vào tiết diện chỗ nối vẩy hàn điều chỉnh chi tiết liên kết với Hàn vẩy ứng dụng mối hàn chồng mép hàn giáp mối hàn góc mép, mối, góc, gấp mép, chồng mép với mặt cắt xiên C.KẾT LUẬN Hàn vảy phương pháp hàn đơn giản sử dụng rộng rãi ngành kỹ thuật điện, radio, hàn dụng cụ cắt kim loại, dụng cụ nhiệt, dụng cụ gia đình… Thông qua em hiểu thêm nội dung phương pháp hàn vảy TÀI LIỆU THAM KHẢO http://123doc.org/document/56173-cong-nghe-han-chuong-6.htm? page=7 http://vi.wikipedia.org/wiki/H%C3%A0n_v%E1%BA%A3y http://tailieu.vn/doc/cong-nghe-han-vay-385253.html http://www.technologymag.net/vi/10/2013/cong-nghe-han-vay/ Đào Quang Kế, Hoàng Đình Hiếu Giáo trình Cơ Khí Đại Cương NXB Nông nghiệp, H - 2006 10 MỤC LỤC A.MỞ ĐẦU B NỘI DUNG CHÍNH I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HÀN Khái niệm 2.Đặc điểm Phân loại phương pháp hàn II KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA HÀN VẢY Thực chất Đặc điểm III VẢY HÀN VÀ THUỐC HÀN Vảy hàn a Phân loại b Yêu cầu 11 Thuốc hàn vảy IV CÔNG NGHỆ HÀN VẢY Chọn vảy hàn Chế độ hàn vảy Các phương pháp hàn vảy Kết cấu mối hàn vảy I KẾT LUẬN TÀI LIỆUTHAM KHẢO 12