BÀI GIẢNG MÔ ĐUN BẮT BUỘCHÀN ỐNG CÔNG NGHỆ CAO

Bài 1: KỸ THUẬT HÀN ỐNG VỊ TRÍ 2G TIG + SMAW Thời gian: 20 giờ - Chọn chế độ hàn: điện áp hàn, dòng điện hàn, đường kính vật liệu hàn, đường kính dây hàn, lạo dây hàn, lưu lượng khí bảo

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ

Hệ đào tạo: Cao đẳng nghề.

Ngành đào tạo: Công nghệ Hàn

Bài 1: KỸ THUẬT HÀN ỐNG VỊ TRÍ 2G (TIG + SMAW)

Thời gian: 20 giờ

- Chọn chế độ hàn: điện áp hàn, dòng điện hàn, đường kính vật liệu hàn, đường

kính dây hàn, lạo dây hàn, lưu lượng khí bảo vệ, loại khí bảo vệ phù hợp với chiều

dày và tính chất của vật liệu, kiểu liên kết hàn

- Hàn nối các loại ống dẫn dầu, dẫn khí, ống chịu áp lực cao, ống chịu nhiệt, ốngchịu ăn mòn hoá chất bằng thiết bị hàn TIG& SMAW đảm bảo chắc kín, không rỗkhí, ngậm xỉ

- Tuân thủ quy định, quy phạm trong quy trình hàn ống vị trí 2G

- Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn

- Sửa chữa các sai lệch về hình dáng, kích thước, các khuyết tật của mối hàn đảmbảo yêu cầu kỹ thuật

- Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác trong công việc

- Thực hiện tốt công tác an toàn phòng chống cháy nổ và vệ sinh phân xưởng

II Điều kiện thực hiện môđun

1 Dụng cụ - Thiết bị:

- Bút thử điện, hộp dụng cụ sử chữa cơ khí

- Máy hàn TIG, máy nén khí, máy hàn điện DC

2 Nguyên vật liệu:

- Dây hàn, chai khí Ar, que hàn điện một chiều

3 Các điều kiện khác: Giáo trình Kỹ thuật hàn, tài liệu tham khảo, máy chiếu đanăng, máy chiếu vật thể, máy tính, nguồn điện 3 pha, tủ đựng dụng cụ, trang bịBHLĐ

III Nội dung

TT Nội dung bài học Thời gian: 20h (LT: 1 h, TH:18 h, KT: 1h)

1 Khái quát khi hàn các loại ống vị trí 2G

2 Tính toán chế độ hàn

3 Kỹ thuật hàn

2

4 Dạng sai hỏng thường gặp và cách phòng ngừa.

5 An toàn lao động và vệ sinh máy, phân xưởng

1 Khái quát khi hàn các loại ống vị trí 2G

Trong thực tế các loại ống công nghệ được chế tạo bởi các vật liệu khác nhau

kể cả vật liệu phi kim loại dùng để chuyển tải các chất lỏng, chất khí tùy theođiều kiện làm việc Ống công nghệ ở vị trí 1G, 2G, 5G, 6G, 6GR

Ở mô đun này giới thiệu với chúng ta hàn ống công nghệ ở vị trí hàn 2G bằnghai phương pháp hàn TIG (lớp lót) và các lớp còn lại hàn bằng phương pháp hàn

hồ quang tay que hàn có thuốc bọc Theo tiêu chuẩn AWS với ống công nghệ cóđường kính < 50 mm có thể áp dụng phương pháp hàn TIG Ống có đường kính

> 50 mm thường áp dụng phương pháp hàn lớp lót (lớp 1) bằng phương pháp hànTIG, các lớp còn lại (Lớp nóng) và lớp phủ hàn theo phương pháp hàn hồ quangtay que hàn thuốc bọc

Một số khái niệm cơ bản:

* Hàn SMAW (Shielded metal Arc welding): là phương pháp hàn hồ quang tay

que hàn thuốc bọc, trong đó nguồn nhiệt cần thiết để nóng chảy được cung cấp từ

hồ quang điện cưc nóng chảy và kim loại nền Điện cực nóng chảy (que hàn) trong

hồ quang sẽ bổ xung kim loại cho mối hàn

* Hàn TIG (Gas Tungsten Arc Welding): là phương pháp hàn hồ quang điện cực

không nóng chảy trong môi trường khí trơ bảo vệ, trong đó nguồn nhiệt là hồquang được tạo thành giữa điện cực không nóng chảy và kim loại cơ bản, hồ quang

và vùng kim loại được bảo vệ bởi không khí xung quanh (ôxy, nitơ ) bằng lớp khíbảo vệ như khí Argon, Heli Kim loại điền đầy nếu cần thiết được đưa vào bể hàn

từ bên ngoài ở dạng dây trần (que hàn phụ)

* Hàn ống (SMAW + SMAW): Hàn ống lót điện và phủ điện.

* Hàn ống (TIG + SMAW): Hàn ống lót TIG và phủ điện.

* Vị trí hàn 2G: là tư thế hàn ngang đối với ống dạng giáp mối có trục thẳng đứng

và ống không xoay khi hàn Khó khăn lớn nhất là người thợ hàn phải phân đoạnhàn và thường xuyên thay đổi vị trí hàn Kim loại nóng chảy thường bị chảy

xuống mép hàn dưới làm chất lượng mối hàn giảm (chảy sệ, ăn lệch một phía).Đây là loại mối hàn rất khó đòi hỏi tay nghề người thợ cao.

2 Tính toán chế độ hàn

2.1 Chọn chế độ hàn TIG:

- Chọn lưu lượng khí bảo vệ

- Chọn que hàn TIG: Que hàn loại

+ Góc độ que hàn so với phương thẳng đứng 1 góc 900

+ Góc độ điện cực so với phương thẳng đứng là 900

+ Que hàn hợp với điện cực 1 góc 900 - 1200

Chế độ hàn đóng một vai trò rất quan trọng Việc chọn chế độ hàn hợp lý haykhông là một trong những nhân tố quyết định tới chất lượng sản phẩm, mặt khácảnh hưởng trực tiếp tới quá trình thực hiện của người thợ

Ví dụ :

- Nếu ta chọn lưu lượng khí bảo vệ nếu nhiều quá vừa lãng phí vật liệu vừa gâynên hiện tượng lồc xoáy tạo điều kiện cho ôxy, nitơ trong không khí xâm nhập vàovùng nóng chảy tạo nên rỗ khí của mối hàn

Nếu chọn lưu lượng khí ít quá sẽ không đủ áp lực đẩy không khí xung quanh rakhỏi vùng hàn mất khả năng bảo vệ gây nên rỗ khí

- Chọn cường độ dòng hàn phù hợp với đường kính điện cực hàn nếu không phùhợp ảnh hưởng tới độ ngấu của các lớp hàn

- Chọn đường kính điện cực Volfram phụ thuộc vào cường độ dòng hàn nếu nhỏquá điện cực không chịu tải được cường độ dòng hàn

Vì vậy chế độ hàn có thể theo bảng sau :

Chiều dày

vật liệu

Khí bảo vệL/ph

Đường kính điệncực (mm)

Đường kính quehàn (mm)

Cường độ dòngđiện hàn (A)

từ trong ống (còn gọi là xông khí) thông qua việc đưa vào và duy trì khí trơ trongphần ống dưới đáy hàn.

Tại hiện trường khi hàn các đường ống lớn có thể sử dụng túi chất dẻo hoặcgiấy được thổi phồng bịt kín hai phía mối hàn bên trong ống, nhưng có đường chokhí bảo vệ vào vùng cần được bảo vệ.

Trong cả 2 trường hợp cần hạn chế argon thoát ra bằng cách dùng băng mềmche phần khe giữa 2 ống và chỉ để hở dần phần phía trước mối hàn đang hàn.(trường hợp tiêu biểu là hàn ở tư thế sấp 1G mối hàn giáp mối dạng chữ V có gócmép hàn 37,50 mỗi bên, kích thước mặt đáy 1,6 mm, khe đáy 1,6 ÷ 2,4 mm

Chuẩn bị mép hàn ống

Vị trí đầu điện cực khi hàn ống

Khi hàn, khoảng cách nhô ra của đầu điện cực (đã được vát nhọn thích hợp) từmiệng chụp khí bảo vệ cần được điều chỉnh như hình phía dưới Với đầu điện cựcnằm gần như ngang hoặc dưới bề mặt đáy ống một chút

Sau khi thiết lập được vị trí và bắt đầu hàn, cần dao động mỏ hàn Nếu thấyvùng hàn có xu hướng sụt, cần điều chỉnh tốc độ dịch chuyển và dao động của mỏhàn Cũng có thể điều chỉnh bằng cách bổ xung kim loại phụ vào vùng hàn để làmnguội bớt vùng hàn Đối với hàn ống nhiều lớp, khi hàn lớp đáy (lớp 1), việc khốngchế chiều sâu nóng chảy là yếu tố quyết định thành công và chỉ có thể đạt đượcthông qua thực hành Các bước như sau:

1 Hàn đính và đặt liên kết vào vị trí cần hàn

2 Gây hồ quang tại một bên mép và đưa hồ quang xuống đáy liên kết

3 Khi vũng hàn nối hai bên đáy thì đưa dây hàn phụ vào

Phương pháp kiểm tra, điều chỉnh đầu điện cực Wolfram khi hàn giáp mối:

6

Đầu điện cực phải được mài nhọn đúng tiêu chuẩn kỹ thuật, phần chìa ra củađiện cực tính từ mặt đầu của chụp sứ phải được thích hợp, điều này được thực hiệnbằng cách đặt đứng mỏ hàn với đầu phun khí tựa lên phần vát mép chi tiết hàn làmsao để đầu điện cực bằng mặt đáy hoặc mặt trong của ống.

* Que hàn lớp lót:

- Theo tiêu chuẩn AWS (American Welding Society) dùng cho hàn TIG

- Que hàn ER70S-6 , ER70S-2

Kỹ thuật hàn đính: các mối đính cách đều theo chu vi với các góc tương ứngtrên vị trí trên đồng hồ 8h30, 4h30, 1h30 và 11h30 Đường hàn bắt đầu từ vị trí 6hlên 12h, sau đó hàn nửa còn lại từ 6 h lên đỉnh

Các vị trí tương đối của mỏ hàn và kim loại điền đầy sau khi có bể hàn cầnchuyển động qua lại hai bên mép ống để hồ quang dịch chuyển tới các mép củaống (có thể di chuyển đầu mút điện cực theo hình răng cưa hay đường thẳng)

4 Dạng sai hỏng thường gặp và cách phòng ngừa.

4.1 Đối với đường hàn lót

Khuyết tật Hình minh họa Nguyên nhân Biện pháp phòng ngừa

Rỗ khí

- Lưu lượng khí quáít

- Góc độ mỏ hànquá nghiêng

- Đường ống cấpkhí bị hở

- Điều chỉnh lại lưu lượngkhí bảo vệ

- Chỉnh lại góc độ mỏ hàncho phù hợp

- Kiểm tra lại đường ốngcấp khí bảo vệ

Không

ngấu

- Cường độ dòngđiện yếu

- Lớp hàn quá dày

- Tốc độ hàn nhanh

- Điều chỉnh lại tốc độhàn cho phù hợp

- Chiều dày lớp hàn

≤3mm

- Giảm tốc độ hàn

4.2 Đối với đường hàn phủ

Ngậm xỉ Dòng điện hàn yếu, không làmsạch các lớp, tốc độ hàn nhanh. Chọn lại cường độ dòng điện hàncho phù hợp.Không thẳng,

không đều

Góc độ que hàn không đúng, tốc

độ hàn nhanh

Góc độ que hàn phải chỉnh đúng,tốc độ phải phù hợp

Cháy chân Hồ quang dài,thời gian dừng 2bên cạnh không hợp lý. Hàn với hồ quang ngắn, thời giandừng ở 2 biên hợp lý.Chảy sệ Góc độ que hàn không phù hợp,dòng điện hàn quá cao. Chỉnh góc que hàn và dòng điệnhàn hợp lý.

5 An toàn lao động và vệ sinh máy, phân xưởng.

- Thực hiện đầy đủ trang bị ảo hộ lao động theo quy định

- Chiều cao mối đính: 3 - 4 mm.

- Chiều dài mối đính: 20 mm

- Độ lồi mặt trong mối đính

4 Tiến hành hàn:

- Dao động mỏ hàn theo hình răng cưa.

- Dao động mỏ hàn sang trái, phải một góc 150

vì kim loại lỏng dễ chảy xuống

- Góc độ que hàn so với phương thẳng đứng

một góc là 900

- Góc độ điện cực so với phương thẳng đứng

một góc là 900

- Que hàn hợp với điện cực góc 90 - 1200

- Mỏ hàn dao động theo hình răng cưa (đường thẳng, tịnh tiến) theo hướng hàn

- Mỏ hàn hợp với bất kỳ đường tâm nào của đường tròn ống một góc 20 ÷ 250

- Que hàn hợp với mỏ hàn 85 ÷ 900

- Quá trình di chuyển của đầu mút điện cực tới các đỉnh của răng cưa phải dừng lạimột lát để tạo độ ngấu chân đường hàn Có thể lợi dụng vào độ vát của mối nốiống nên ta có thể tỳ đầu sứ vào rãnh vát để di chuyển theo hình răng cưa

Mối nối vị trí 2G không nhất thiết bắt đầu hàn từ bất kỳ vị trí nào cùa khe hở đầu nối, hướng hàn có thề hàn theo đường chu vi kín theo chiều cùng chiều kim đồng hồ hay ngược chiều kim đồng hồ (Tùy thuộc vào sự thuận tay phải hay tay trái của người thợ)

- Dao động đầu mút điện cực theo hình đường thẳng, răng cưa.

5 Kiểm tra chất lượng mối hàn

- Kiểm tra được chiều cao bên trong đường hàn theo bản vẽ:(1 ± 0.5mm).

- Kiểm tra được điểm ngấu và điểm không ngấu

Bài 2: KỸ THUẬT HÀN ỐNG VỊ TRÍ 5G (TIG + SMAW)

Thời gian: 45 giờ

Mục tiêu:

- Giải thích yêu cầu kỹ thuật khi hàn các loại ống chịu áp lực cao, ống chịu nhiệt,chịu ăn mòn hoá chất

- Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị hàn đầy đủ, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và an toàn

- Chuẩn bị mép hàn sạch hết các vết dầu mỡ, vết bẩn, lớp ô-xy hoá, đúng kíchthước đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

- Gá phôi hàn chắc chắn đúng kích thước, đảm bảo vị trí tương quan giữa các chitiết

- Chọn chế độ hàn: Ih, Uh, đường kính vật liệu hàn, đường kính điện cực, lưu lượngkhí, loại khí bảo vệ.

- Hàn nối các loại ống dẫn dầu, dẫn khí, ống chịu áp lực cao, ống chịu nhiệt, ốngchịu ăn mòn hoá chất bằng thiết bị hàn TIG, đảm bảo chắc kín, không rỗ khí

- Tuân thủ quy định, quy phạm trong quy trình hàn ống vị trí 5G

- Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác trong công việc

TT Nội dung bài học Thời gian: 45h (LT: 1 h, TH:43 h, KT: 1h)

1 Kh¸i qu¸t khi hàn các loại ống vị trí 5G

2 Tính toán chế độ hàn

3 Kỹ thuật hàn

4 Dạng sai hỏng thường gặp và cách phòng ngừa

5 An toàn lao động và vệ sinh máy, phân xưởng

1 Khái quát khi hàn các loại ống vị trí 5G

bằng) Trong quá trình hàn, người thợ hàn phải phân đoạn và thường xuyên xoaythay đổi tư thế hàn; kim loại nóng chảy ở bể hàn và que hàn luôn luôn có xu hướngchảy xuống phía dưới cho nên khó hình thành đường hàn Do vậy đòi hỏi ngườithợ hàn cần có những kỹ năng cao nhất định

Xác định các tư thế hàn (theo chu vi ống):

- Cung (2 - 1 - 6) là tư thế hàn ngửa (hàn trần )

- Cung (2 – 3) và (6 – 5) là tư thế hàn leo

- Cung (3 - 4 - 5) là tư thế hàn bằng (hàn sấp)

Chú ý :

- Bắt đầu hàn tại vị trí số 1 và kết thúc đường hàn ở vị

trí số 4 (theo hai nửa đường tròn)

12

2 3

1

4 5

6

- Mối hàn được thực hiện theo hai hướng Hướng theo (1-2-3-4) theo chiều cùngchiều kim đồng hồ Hướng theo (1-6-5-4) theo chiều ngược kim đồng hồ

- Mối hàn hai nửa đường tròn đối xứng

2 Tính toán chế độ hàn

2.1 Chọn chế độ hàn TIG:

- Chọn lưu lượng khí bảo vệ

- Chọn que hàn TIG: Que hàn loại ER70S - 6, đường kính Þ2.4 mm

- Chọn đường kính điện cực (Vonfram): 2.4 mm

- Chọn cường độ dòng điện: Ih.lót = 80- 90 A

- Góc độ que hàn như hình vẽ

- Dòng điện Ih.lót = 70 ÷ 90 A, Que hàn E7016, Þ2,5 mm

- Dòng điện Ih.phủ = 90 ÷ 120 A, Que hàn E7016, Þ3,2 mm

Các dao động của mỏ hàn TIG và di chuyển đầu mút

3

4 5

6

Chú ý:

trong của ống, mục đích chống hiện tượng hàn không thấu

b) Kỹ thuật hàn TIG ở dây cung (2- 3 hoặc 6 - 5) tư thế hàn leo.

- Góc độ mỏ hàn (đầu điện cực) hợp với

mỏ hàn khi hàn vị trí hàn leo

Chú ý :

Khi hàn (2-3 hoặc 6 - 5): 1/2 đấu đường kính que hàn nằm trên đường kính

trong của ống, mục đích chống hiện tượng hàn không thấu

c) Kỹ thuật hàn TIG ở dây cung (3- 4 hoặc 5 - 4) tư thế hàn bằng (hàn sấp).

- Góc độ mỏ hàn (đầu điện cực) hợp với

1 2

Khi hàn cung (3- 4 hoặc 5 - 4): Đường kính que hàn nằm tiếp xúc trên mép cùn

của ống Mục đích chống hiện tượng hàn quá lồi mặt trong

3.2 Kỹ thuật hàn ống các lớp SMAW

định các tư thế hàn ống vị trí này cũng được xác định các tư thế hàn như phươngpháp hàn TIG

a) Xác định các tư thế hàn (theo chu vi ống).

- Cung ( 2 - 1 - 6 ) là tư thế hàn ngửa (hàn trần).

- Cung ( 2 – 3 ) và ( 6 – 5 ) là tư thế hàn leo.

- Kỹ thuật hàn đối xứng như nhau

b) Khi hàn cung ( 1-2 hoặc 1-6 ) tư thế hàn ngửa (hàn trần)

Trước khi gây hồ quang đầu mút điện cực que hàn song song với trục tung (900) vịtrí 1 nhưng lệch so với bên phải khoàng 20 mm Sau khi có hồ quang que hànchuyển động tịnh tiến theo hướng cùng chiều kim đồng hồ từ (1- 2) hoặc từ (1- 6)

và xoay que hàn hợp với trục tung một góc 15 – 200 để tránh hiện tượng xỉ hàn nổi

về phía trước bể hàn gây nên lẫn xỉ hàn Dùng hồ quang ngắn để hàn Đầu mút điệncực có thể chuyển động theo hình đường thẳng hoặc hình răng cưa là thích hợpnhất

hàn tư thế hàn ngửa

c) Khi hàn cung (2-3 hoặc 6-5) là tư thế hàn leo.

2 3

1

4 5

6

1 2

Giữ nguyên góc độ que hàn đã hợp

với trục tung 15 – 200 để hàn cung (

2-3 hoặc 6- 5) Dùng hồ quang ngắn để

hàn Đầu mút điện cực có thể chuyển

động theo hình đường thẳng hoặc hình

răng cưa là thích hợp nhất

Góc độ que hàn và mỏ hàn khi hàn vị trí hàn leo

d) Khi hàn cung (3- 4 hoặc 5- 4) tư thế hàn bằng (hàn sấp)

Giữ nguyên góc độ que hàn đã hợp với

trục tung 15 – 200 để hàn cung 3- 4 hoặc 5 –

4 Tới đỉnh (vị trí 4) thì que hàn song song

với trục tung Đầu mút điện cực có thể

chuyển động theo hình đường thẳng hoặc

hình răng cưa là thích hợp nhất Góc độ que hàn và mỏ hàn khi hàn

vị trí hàn bằng

4 Dạng sai hỏng thường gặp và cách phòng ngừa

4.1 Đối với đường hàn lót

Khuyết tật Hình minh họa Nguyên nhân Biện pháp phòng ngừa

Rỗ khí

- Lưu lượng khí quáít

- Góc độ mỏ hànquá nghiêng

- Đường ống cấpkhí bị hở

- Điều chỉnh lại lưu lượngkhí bảo vệ

- Chỉnh lại góc độ mỏ hàncho phù hợp

- Kiểm tra lại đường ốngcấp khí bảo vệ

Không

ngấu

- Cường độ dòngđiện yếu

- Lớp hàn quá dày

- Tốc độ hàn nhanh

- Điều chỉnh lại tốc độhàn cho phù hợp

- Chiều dày lớp hàn

≤3mm

- Giảm tốc độ hàn

4.2 Đối với đường hàn phủ

16

1 2

3

4 5

6

15 - 200

Lỗ hơi

(rỗ khí)

Tốc độ hàn nhanh, que hàn ẩm,không làm sạch

Tốc độ hàn phải phù hợp, khi hànphải sấy lại que hàn

Lẫn xỉ Dòng điện hàn yếu, không làmsạch các lớp, tốc độ hàn nhanh. Chọn lại cường độ dòng điện chophù hợp.Mối hàn

Góc độ que hàn phải chỉnh đúng, tốc

độ phải phù hợp

5 An toàn lao động và vệ sinh máy, phân xưởng

- Thực hiện đầy đủ trang bị ảo hộ lao động theo quy định