Nghiên cứu thiết kế và chế tạo cụm mỏ hàn hồ quang tay cho hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo

Đó là hệ thống thiết bị cho phép người giáo viên dạy thực hành hàn cũng như thợ hàn không phải tiếp xúc trực tiếp với môi trường độc hại thông qua các thiết bị mô phỏng và ghi lại các lự

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS NGUYỄN TIẾN DƯ NG

MỤC LỤC

TRANG

MỤC LỤC

LỜI CẢM N

LỜI CAM ĐOAN

MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH VẼ

PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯ NG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Nhu cầu về nhân lực ngành hàn 4

1.2 Đào tạo nhân lực ngành hàn 4

1.3 Chi phí đào tạo hàn hồ quang 5

1.4 Thực trạng đào tạo thực hành hàn và giải pháp 5

1.4.1 Thực trạng đào tạo thực hành hàn 5

1.4.2 Giải pháp trong đào tạo thực hành nghề hàn 6

1.4.3 Ưu điểm của hàn hồ quang ảo 7

1.5 Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới về thiết bị hàn hồ quang ảo 8

1.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới về thiết bị hàn hồ quang ảo 8

1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước về thiết bị hàn hồ quang ảo 8

1.6 Kết luận chương 1 10

CHƯ NG 2 NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ VÀ 11

KỸ THUẬT HÀN HỒ QUANG TAY 11

2.1 Nguyên lý, đặc điểm và ứng dụng của hàn hồ quang tay 11

2.1.1 Thực chất 11

2.1.2 Nguyên lý của hàn hồ quang tay 11

2.1.3 Đặc điểm của hàn hồ quang tay 13

2.1.4 Ứng dụng của hàn hồ quang tay 13

2.2 Phân loại các tư thế hàn 15

2.2.1 Tư thế hàn tấm phẳng đối với mối hàn giáp mối 16

2.2.2 Tư thế hàn tấm phẳng đối với mối hàn góc 17

2.3 Hệ thống trang thiết bị trong hàn hồ quang tay 18

2.4 Mỏ hàn và que hàn 19

2.4.1 Vai trò của mỏ hàn (kìm hàn) và que hàn 19

2.4.2 Cấu tạo của que hàn 19

2.4.3 Cấu tạo của mỏ hàn 20

2.4.4 Cách lắp que hàn vào mỏ hàn 20

2.5 Các thông số chế độ hàn 21

2.5.1 Đường kính que hàn 21

2.5.2 Cường độ dòng điện hàn 22

2.5.3 Điện áp hàn 22

2.5.4 Số lớp hàn 23

2.5.5 Tốc độ hàn 23

2.5.6 Năng lượng đường 24

2.6 Kỹ thuật hàn hồ quang tay 24

2.6.1 Các chuyển động cơ bản của que hàn 24

2.6.2 Góc nghiêng que hàn 28

2.6.3 Chiều dài hồ quang 28

2.6.4 Kỹ thuật gây hồ quang hàn 29

2.6.5 Kỹ thuật kết thúc hồ quang hàn 30

2.6.6 Kỹ thuật hàn đính mối hàn 31

2.6.7 Kỹ thuật hàn cho các loại tư thế hàn 32

2.7 Kết luận chương 2 46

CHƯ NG 3 BỘ THÔNG SỐ ĐIỀU KHIỂN 47

QUÁ TRÌNH HÀN HỒ QUANG TAY ẢO 47

3.1 Các thông số điều khiển liên quan đến chế độ hàn 47

3.1.1 Bộ thông số chế độ hàn 47

3.1.2 Bộ thông số điều khiển chế độ hàn 47

3.2 Các thông số điều khiển liên quan đến kỹ thuật hàn 48

3.2.1 Bộ thông số liên quan đến kỹ thuật hàn 48

3.2.2 Bộ thông số điều khiển liên quan đến kỹ thuật hàn 48

3.3 Tổng hợp bộ thông số điều khiển quá trình hàn hồ quang tay ảo 49

3.3.1 Thông số điều khiển thao tác gây hồ quang 49

3.3.2 Thông số điều khiển các góc nghiêng của que hàn 50

3.3.3 Thông số điều khiển chuyển động dọc theo đường hàn 53

3.3.4 Thông số điều khiển chuyển động dọc trục que hàn 53

3.3.5 Thông số điều khiển thao tác kết thúc hồ quang 54

3.3.6 Thông số điều khiển kỹ thuật mồi lại hồ quang 54

3.4 Sơ đồ thuật toán và các chương trình con 55

3.4.1 Sơ đồ thuật toán 55

3.4.2 Các chương trình con 56

3.5 Thiết kế các cửa sổ menu 57

3.5.1 Khởi động chương trình 58

3.5.2 Chọn phương pháp hàn 58

3.5.3 Chọn loại mối hàn 59

3.5.4 Chọn tư thế hàn cho mối hàn giáp mối 60

3.5.5 Chọn tư thế hàn cho mối hàn góc 61

3.5.6 Chọn tốc độ hàn 62

3.5.7 Các thông số hàn đ chọn 63

3.5.8 Lựa chọn “Bắt đầu hàn” 63

3.5.9 Lựa chọn kết thúc thực hành hàn và hiển thị “Kết quả bài thực hành” 64

3.6 Kết luận chương 3 66

CHƯ NG 4 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CỤM MỎ HÀN HỒ QUANG TAY CHO HỆ THỐNG THIẾT BỊ HÀN HỒ QUANG ẢO 67

4.1 Hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo 67

4.1.1 Máy chủ 68

4.1.2 Cụm mô đun cho người dạy 68

4.2 Cấu tạo của hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo 69

4.3 Cấu tạo của mỏ hàn hồ quang tay thật 72

4.4 Tính toán thiết kế cụm mỏ hàn hồ quang tay ảo 72

4.4.1 Cơ sở thiết kế cụm mỏ hàn hồ quang tay ảo 72

4.4.2 Cấu tạo của mỏ hàn hồ quang tay ảo 73

4.5 Thiết kế các chi tiết của mỏ hàn hồ quang tay ảo 76

4.5.1 Cụm truyền động 76

4.5.2 Tay cầm 77

4.5.3 Các bánh ma sát 78

4.5.4 Cơ cấu kẹp que hàn 79

4.5.5 Que hàn ảo 80

4.5.6 Các chi tiết phụ khác 81

4.6 Kết luận chương 4 81

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82

1) Kết luận 82

2) Kiến nghị 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

LỜI CẢM N

Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các quý thầy, cô đ giảng dạy trong chương trình học cao học ngành công nghệ hàn , Viện cơ khí- Trường Đại học bách khoa Hà Nội Những người đ truyền đạt cho tôi những kiến thức vô cùng hữu ích về chuyên ngành Công nghệ hàn để làm cơ sở cho tôi thực hiện luận văn này

Đặc biệt tôi cũng xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Tiến Dương,

thầy đ tận tình hướng dẫn cho tôi trong thời gian thực hiện luận văn Mặc dù trong thời gian làm luận văn cũng có lúc không được thuận lợi, nhưng với sự nhiệt tình

và kinh nghiệm của thầy đ tạo điều kiện thúc đẩy giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện đề tài

Qua đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy, cô đang giảng dạy tại Viện Cơ Khí- Trường Đại học bách khoa Hà Nội đ tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và xưởng thực hành hàn đ tạo điều kiện cho tôi chế tạo cụm mỏ hàn hồ quang tay của đề tài luận văn

Do thời gian có hạn và kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa nhiều nên luận văn tôi thực hiện còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được ý kiến của quý thầy/

cô và các bạn đồng nghiệp góp ý

Hà Nội, Ngày ……tháng … năm 2014

Học viên

Trần Ánh Viên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu luận văn của riêng tôi dưới sự

hướng dẫn của PGS TS Nguyễn Tiến Dương Các số liệu kết quả trong luận văn

là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ đề tài nghiên cứu nào khác Nếu sai, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Hà Nội, Ngày … tháng … năm 2014

Học viên

Trần Ánh Viên

MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Ký

hiệu Tên tiếng Anh Tên tiếng việt

SMAW Shielded Metal Arc

Welding

Hàn hồ quang tay

MIG Metal Inert Gas Hàn bằng điện cực nóng chảy

trong môi trường khí trơ MAG Metal Active Gas Hàn bằng điện cực nóng chảy

trong môi trường khí hoạt tính

TIG Tungsten Inert Gas Hàn bằng điện cực không

nóng chảy trong môi trường khí trơ

PG 3Gd theo ASME Hàn đứng từ trên xuống

PF 3Gu theo ASME Hàn đứng từ dưới lên

PG 3Fd theo ASME Hàn đứng từ trên xuống

PF 3Fu theo ASME Hàn đứng từ dưới lên

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1 Hình ảnh mô phỏng của phương pháp hàn hồ quang tay Hình 2.2 Hình ảnh mô phỏng quá trình hàn hồ quang tay

Hình 2.3 Một số hình ảnh ứng dụng của hàn hồ quang tay

Hình 2.4 Sơ đồ vị trí mối hàn trong không gian

Hình 2.5 Ký hiệu tư thế hàn các mối hàn tấm phẳng

Hình 2.6 Hình ảnh mô phỏng hệ thống thiết bị hàn hồ quang tay Hình 2.7 Hệ thống thiết bị hàn hồ quang tay

Hình 2.8 Mỏ hàn (Kìm hàn)

Hình 2.9 Cấu tạo của que hàn có lớp thuốc bọc

Hình 2.10 Các loại mỏ hàn

Hình 2.11 Cách lắp que hàn vào mỏ hàn

Hình 2.12 Sơ đồ các chuyển động của que hàn

Hình 2.13 Chuyển động que hàn theo đường thẳng

Hình 2.14 Dao động que hàn kiểu đường thẳng đi lại

Hình 2.15 Dao động que hàn hình răng cưa

Hình 2.16 Dao động que hàn theo hình bán nguyệt

Hình 2.17 Dao động que hàn theo hình tam giác

Hình 2.18 Dao động que hàn hình vòng tròn

Hình 2.19 Dao động que hàn theo hình số 8

Hình 2.20 Góc nghiêng que hàn

Hình 2.21 Chiều dài hồ quang hàn

Hình 2.22 Chiều dài hồ quang hàn quá ngắn

Hình 2.23 Hồ quang hàn quá dài

Hình 2.24 Các phương pháp mồi hồ quang hàn

Hình 2.25 Kỹ thuật kết thúc hồ quang hàn

Hình 2.26 Hàn đính mối hàn

Hình 2.27 Góc nghiêng que hàn khi hàn sấp giáp mối

Hình 2.28 Tư thế hàn

Hình 2.29 Vị trí mồi hồ quang khi hàn giáp mối

Hình 2.30 Góc độ que hàn

Hình 2.31 Chiều dài hồ quang hàn

Hình 2.32 Kỹ thuật hàn điền đầy liên kết hàn

Hình 3.15 Cửa sổ hiển thị mối hàn giáp mối ở tư thế hàn sấp

Hình 3.16 Cửa sổ hiển thị mối hàn góc ở tư thế hàn ngang

Hình 3.17 Cửa sổ hiển thị kết quả bài thực hành

Hình 3.18 Cửa sổ kết thúc

Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo Hình 4.2 Các bộ phận cơ bản của hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo Hình 4.3 Mỏ hàn (kìm hàn) dùng cho hàn hồ quang tay

Hình 4.4 Mỏ hàn MIG/MAG (súng hàn)

Hình 4.5 Mỏ hàn TIG

Hình 4.6 Cấu tạo mỏ hàn hồ quang thật

Hình 4.7 Hình dạng của mỏ hàn ảo dựa trên mỏ hàn thật

Hình 4.8 Hình ảnh bộ phận cơ cấu dịch chuyển que hàn

Hình 4.9 Cấu tạo của mỏ hàn hồ quang tay ảo và các bộ phận cơ bản Hình 4.10 Hình ảnh quá trình hàn của mỏ hàn hồ quang ảo

Hình 4.11 Các chi tiết của mỏ hàn hồ quang tay ảo

Hình 4.12 Cụm truyền động

Hình 4.13 Tay cầm

Hình 4.14 Bánh xe chủ động

Hình 4.15 Bánh xe bị động

Hình 4.16 Cơ cấu kẹp que hàn

Hình 4.17 Que hàn hồ quang ảo

PHẦN MỞ ĐẦU

1) Tính cấp thiết của đề tài

- Hàn được ứng dụng trong các ngành công nghiệp như: Cầu đường, xây dựng, các nhà máy thủy điện, nhiệt điện, điện hạt nhân, các nhà máy sản xuất hóa chất, công nghiệp xi măng, công nghiệp dầu khí, ngành công nghiệp đóng tàu, chế tạo máy bay, ô tô, xe máy, … Với khối lượng công trình kết cấu thép hàn ngày càng tăng, đặc biệt hàn cho phép chế tạo các kết cấu siêu trường, siêu trọng, vì vậy ngành công nghiệp chế tạo kết cấu bằng hàn ngày càng phát triển với tốc độ rất cao

- Ở Việt Nam, hiện nay chúng ta đ và đang triển khai rất nhiều công trình lớn như: Chế tạo giàn khoan, đường ống dẫn dầu, các nhà máy thủy điện, nhiệt điện

và t ới đây là các nhà máy điện hạt nhân, Hiện ở Việt Nam có khoảng 18.000 công nhân hàn Chúng ta đang thiếu hụt trầm trọng thợ hàn được đào tạo bài bản theo tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế

- Trong hàn hồ quang, do ảnh hưởng của cường độ ánh sang hồ quang cực mạnh và các khí độc do kim loại nóng chảy, hóa hơi ảnh hưởng đến người thợ hàn, đặc biệt là những người mới học nghề Để nâng cao chất lượng đào tạo, giảm thời gian và những ảnh hưởng độc hại đối với người học hàn, cần thiết phải nghiên cứu, thiết kế và chế tạo ra các hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo Đó là hệ thống thiết bị cho phép người giáo viên dạy thực hành hàn cũng như thợ hàn không phải tiếp xúc trực tiếp với môi trường độc hại thông qua các thiết bị mô phỏng và ghi lại các lựa chọn, các thao tác duy trì chế độ hàn, gây và ổn định hồ quang, dịch chuyển hồ quang theo đường hàn để thực hiện quá trình hàn Khi hàn trên thiết bị hàn ảo cho phép người thợ hàn làm quen với các thao tác hàn và quan sát được các thao tác cũng như biết được các lỗi của mình mắc phải trong quá trình hàn, từ đó cùng với

sự trợ giúp của người dạy để tìm ra các nguyên nhân để khắc phục Hệ thống thiết

bị hàn ảo còn cho phép người dạy hàn có thể hướng dẫn trực tiếp và quan sát các thao tác của người thợ hàn giúp họ thực hiện các thao tác hàn đúng yêu cầu Ngoài

ra với hệ thống thiết bị hàn ảo còn cho phép tiết kiệm được năng lượng, nguyên vật liệu, giảm chi phí đào tạo

- Hiện ở Việt Nam có khoảng hơn 1.100 cơ sở đào tạo nghề trong đó có nghề hàn Như vậy nhu cầu về thiết bị hàn phục vụ cho đào tạo nghề hàn là rất lớn Để giảm chi phí đào tạo, một số cở sở đào tạo đ nhập các thiết bị hàn ảo được sản xuất

ở nước ngoài với giá thành rất cao, kinh phí đào tạo chuyển giao công nghệ rất tốn kém làm tiêu tốn một lượng lớn ngoại tệ của quốc gia.Qua phân tích ở trên ta thấy, việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống thiết bị hàn ảo là nhu cầu cấp thiết Ngoài việc giảm chi phí đào tạo, tiết kiệm được năng lượng, nguyên vật liệu và ngoại tệ cho đất nước, nó còn cho phép chúng ta làm c hủ công nghệ, chủ động trong việc chuyển giao công nghệ, bảo hành, bảo trì và sửa chữa sau này mà không phụ thuộc vào nước ngoài

2) Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu công nghệ và kỹ thuật hàn hồ quang tay để làm cơ sở cho việc xây dựng phần mềm hàn hồ quang tay ảo

- Nghiên cứu hệ thống thiết bị hàn hồ quang tay thật và hệ thống hàn hồ quang tay ảo

- Nghiên cứu chế tạo mỏ hàn hồ quang tay để có thể kết nối với hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo cho phép người học thực hành hàn thực hiện các thao tác như khi hàn hồ quang tay thật

3) Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

a) Đối tượng nghiên cứu

- Công nghệ và kỹ thuật hàn hồ quang tay;

- Cụm mỏ hàn hồ quang tay cho hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo

b) Phạm vi nghiên cứu

- Qua khảo sát tình hình thực tế về tình hình sử dụng thiết bị hàn hồ quang cho đào tạo thực hành hàn và đào tạo nghề hàn để từ đó thấy được ưu và nhược điểm của hệ thống thiết bị hàn thực qua đó cho thấy sự cần thiết của hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo trong đào tạo nghề hàn

- Nghiên cứu công nghệ, kỹ thuật và cụm mỏ hàn hồ quang tay để từ đó làm cơ sở

để thiết kế cụm mỏ hàn hồ quang ảo cho phương pháp hàn hồ quang tay để có thể hàn được các tư thế khác nhau cho liên kết hàn giáp mối và liên kết hàn góc

- Chế tạo được cụm mỏ hàn hồ quang tay kết nối với hệ thống thiết bị hàn hồ quang

ảo cho phép thực hiện được phương pháp hàn hồ quang tay

4) Phương pháp nghiên cứu

- Tìm hiểu về việc đào tạo thực hành hàn cho sinh viên và đào tạo nghề hàn tại các

cơ sở đào tạo, thu thập các tài liệu khoa học liên quan trong nước và thế giới làm cơ

sở cho việc nghiên cứu, thiết kế

- Nghiên cứu lý thuyết về công nghệ hàn hồ quang tay và cấu tạo của mỏ hàn hồ quang thật, và các tiêu chuẩn liên quan để từ đó xây dựng được yêu cầu đối với công nghệ và kỹ thuật hàn các phương pháp hàn này làm cơ sở để xây dựng phần mềm cho thực hành hàn hồ quang tay ảo

- Dựa trên nguyên lý cấu tạo của mỏ hàn hồ quang tay thật, nghiên cứu thiết kế và chế tạo ra mỏ hàn hồ quang tay

CHƯ NG 1 TỔNG QUAN

1.1 Nhu cầu về nhân lực ngành hàn

Thực tế tại Việt Nam chúng ta đ và đang sản xuất rất nhiều công trình lớn như: Chế tạo các kết cấu thép xây dựng, giàn khoan, đường ống dẫn dầu, các nhà máy thủy điện, nhiệt điện, trong tương lai sắp tới là nhà máy điện hạt nhân, Trong khi đó Việt Nam chỉ có khoảng 18.000 công nhân Hàn Chúng ta đang thiếu hụt trầm trọng thợ Hàn được đào tạo theo tiêu chuẩn trong nước và Quốc Tế Vì vậy đào tạo nguồn nhân lực ngành hàn đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát triển ngành cơ khí nói chung và các ngành kết cấu thép xây dựng nói riêng

1.2 Đào tạo nhân lực ngành hàn

Trong phương pháp hàn hồ quang, do ảnh hưởng của cường độ ánh sáng

hồ quang cực mạnh và sản sinh ra các khí độc hại do kim loại nóng chảy, hóa hơi ảnh hưởng đến người thợ hàn, đặc biệt là những người mới học nghề Đây cũng chính là sự bất lợi đối với nghề hàn Để nâng cao chất lượng đào tạo, tạo tâm lý hứng thú cho người học, giảm chi phí, thời gian và những độc hại đối với người học nghề hàn, cần thiết phải nghiên cứu thiết kế và chế tạo ra các hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo; Trong đó có cụm mỏ hàn là một trong những chi tiết trong hệ thống thiết bị Đó là chi tiết cho phép người giáo viên dạy thực hành hàn cũng như người thợ hàn không phải tiếp xúc trực tiếp với môi trường độc hại thông qua các thiết bị mô phỏng và ghi lại các lựa chọn, các thao tác duy trì chế độ hàn, gây và duy trì ổn định hồ quang hàn khi cháy Dịch chuyển hồ quang theo đường hàn để thực hiện quá trình hàn Khi hàn trên thiết bị hàn ảo cho phép người thợ hàn làm quen với các thao tác hàn và quan sát được các thao tác cũng như biết được các lỗi của mình khi mắc phải trong quá trình hàn, từ đó cùng với sự trợ giúp của người

dạy để tìm ra các nguyên nhân để khắc phục Hệ thống thiết bị hàn ảo còn cho phép người dạy hàn có thể hướng dẫn trực tiếp và quan sát các thao tác của người thợ hàn giúp họ thực hiện các thao tác hàn đúng yêu cầu kỹ thuật Ngoài ra với hệ thống thiết bị hàn ảo còn cho phép tiết kiệm được năng lượng điện, nguyên vật liệu, giảm cho chí đào tạo hàn

Hiện nay ở Việt Nam có khoảng hơn 1000 cơ sở đào tạo nghề trong đó có nghề hàn Nhu cầu đầu tư mua sắm thiết bị hàn hồ quang ảo là rất lớn để phục vụ đào tạo một lực lượng công nhân hàn đông về số lượng, và có chất lượng tay nghề đạt chuẩn quốc gia và quốc tế để đáp ứng nhu cầu sản xuất thực tế của các nhà máy, công ty

1.3 Chi phí đào tạo hàn hồ quang

- Qúa trình đào tạo thợ hàn hồ quang tay chi phí cho vật tư tiêu hao, thiết bị đào tạo và công giáo viên giảng dạy rất tốn kém Đặc biệt thời gian đào tạo để hình thành kỹ năng tay nghề cho học viên là rất lâu Khi hàn giáo viên và học viên thường xuyên tiếp xúc với khí hàn độc hại, ánh sáng hồ quang, kim loại nóng chảy bắn tóe nguy hiểm, khi đó hiệu suất lao động đạt được thì không cao Thời gian học tập kéo dài, học viên mới có kết quả tay nghề hàn tốt Trên đây cũng là sũy nghĩ của nhiều nhà chuyên môn, mong muốn và có phương pháp đào tạo bằng thiết bị hàn hiện đại đạt hiệu quả cao trong đào tạo, với thiết bị hàn hồ quang tay ảo ra đời là giải pháp bước ngoặc lớn nhất trong lịch sử phát triển công nghệ hiện nay Nó đ giải quyết được môi trường làm việc xanh, an toàn, hiệu quả, tạo điều kiện tốt cho giáo viên và người học viên học nghề Hàn Tạo hứng thú cho người học, giảm chi phí về vật tư tiêu hao trong đào tạo

1.4 Thực trạng đào tạo thực hành hàn và giải pháp

1.4.1 Thực trạng đào tạo thực hành hàn

Trong quá trình đào tạo ngành hàn nói chung và thực hành hàn nói riêng tại các cơ sở đào tạo đang chiếm một vai trò vị trí quan trọng Để phát triển ngành hàn mũi nhọn cung cấp nguồn lao động lớn cho các nhà máy đóng tàu, công ty sản xuất

cơ khí… Cần phải đào tạo, bồi dưỡng số lượng lớn công nhân có tay nghề đáp ứng được quá trình sản xuất đó Hiện nay các cơ sở đào tạo nghề đang phải tiêu hao một lượng lớn về vật tư hàn, tốn kém tiền của rất nhiều, mặt khác sức khỏe của người thợ đôi khi còn bị tổn thất Thực tế quá trình hàn là quá trình sinh ra nhiệt lớn, ánh sáng mạnh, kim loại nóng chảy, bắn tóe kim loại, khói hàn…Từ những ảnh hưởng trên người học luôn có cảm giác suy nghĩ về nghề Chấp nhận với nghề đang theo học là độc hại và nguy hiểm

Trong đào tạo thực hành nghề là những người giáo viên luôn tư vấn về an toàn lao động một cách tốt nhất không để học sinh phải suy nghĩ về nghề mình theo học

1.4.2 Giải pháp trong đào tạo thực hành nghề hàn

Từ những khó khăn và tồn tại trên một công nghệ mới đ chế tạo ra thiết bị hàn hồ quang ảo phục vụ trong đào tạo là máy đào tạo hàn hồ quang thực tế ảo Máy tính này dựa trên hệ thống đào tạo là một công cụ học tập được thiết kế cho phép sinh viên thực hành kỹ thuật hàn trong một môi trường mô phỏng Nó đẩy mạnh việc chuyển giao hiệu quả kỹ năng hàn và giảm l ng phí vật liệu so với phương pháp dạy nghề hàn truyền thống Kết hợp giữa sự mô phỏng vũng hàn và tiếng hàn hồ quang cùng với thao tác của thợ hàn tạo nên một trải nghiệm đào tạo thực hành thực tế và thú vị Hiện nay các cơ sở đào tạo đang có một nhu cầu lớn về việc đầu tư, mua sắm các thiết bị hàn hồ quang ảo trên để phục vụ đào tạo nghề hàn với mục đích giảm chi phí nguyên vật liệu, không độc hại cho người sử dụng và không ô nhiễm môi trường xung quanh có một ý nghĩa rất lớn cho người giảng dạy

và người học

- Giảm chi phí đào tạo;

- Tuyển dụng và giữ lại thế hệ thợ hàn mới có tay nghề cao;

- Cải thiện hình ảnh của công nghệ hàn;

- Tạo hứng thú cho người học hàn;

- Đào tạo thợ hàn nhanh hơn;

- Giảm chi phí nguyên vật liệu trong quá trình hàn;

- Tiết kiệm được năng lượng điện;

- Tạo ra chương trình hàn “xanh”, không ô nhiễm môi trường

1.4.3 Ưu điểm của hàn hồ quang ảo

- Hàn hồ quang ảo giảm được vật liệu tiêu hao trong quá trình đào tạo thực hành hàn;

- Học sinh có thể thực hành hàn và thực hiện qúa trình hàn một cách không giới hạn mà không sợ mắc sai lầm;

- Học viên mồi hồ quang trên các mẫu hàn ở các vị trí hàn khác nhau;

- Giá hàn được định vị theo nhiều cách khác nhau để mô phỏng nhiều vị trí hàn

- Có thể dùng kỹ thuật hàn khác nhau và ghi điểm;

- Mô phỏng vũng hàn thực một cách chặt chẽ tượng trưng cho sự di chuyển vũng hàn;

- Kỹ thuật hàn kém cho kết quả nhìn thấy là mối hàn không đều, như rỗ khí và cháy chân mối hàn…

- Âm thanh hàn gắn với chuyển động hàn;

- Kỹ thuật hàn tốt cho kết quả là tiếng hồ quang rõ nét với tiếng nổ dài;

- Giáo viên có thể tăng thời gian thực hành cho người học bằng cách trình bày một quá trình hàn thực tế, trực tiếp đến tất cả các học viên cùng một thời gian

1.5 Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới về thiết bị hàn hồ quang ảo

1.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới về thiết bị hàn hồ quang ảo

- Do nhu cầu đào tạo nguồn nhân lực hàn, đặc biệt là thợ hàn ngày càng lớn

và góp phần giảm chi phí đào tạo, tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu ô nhiễ m, độc hại nên một số nước công nghiệp phát triển như Anh, Mỹ, Đức, Pháp, Nhật, Canađa, Estonia, … đ đầu tư nghiên cứu và chế tạo thành công các thiết bị hàn hồ quang ảo Ví dụ một số h ng sản xuất thiết bị hàn đ chế tạo thiết bị hàn hồ quang ảo: H ng Lincoln (Mỹ), H ng Eurolaager (Estonia), …

- Nhiều cơ sở đào tạo ở các nước phát triển đ đầu tư trang bị các thiết bị hàn hồ quang ảo phục vụ cho việc hướng dẫn sinh viên thực hành, đào tạo thợ hàn Các cơ sở đào tạo nghề ở nhiều nước chưa phát triển, chưa chế tạo được các

hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo nhưng họ đ nhập các thiết bị hàn hồ quang ảo phục vụ cho việc đào tạo nguồn nhân lực hàn

- Tổng kinh phí cho một bộ thiết bị hàn hồ quang ảo bao gồm cả chi phí chuyển giao công nghệ và bảo hành có giá dao dộng từ 24.000 USD đến trên 90.000 USD

1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước về thiết bị hàn hồ quang ảo

- Ở Việt Nam, hiện nay chưa có cơ sở nào chế tạo được hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo Được sự quan tâm của nhà nước, một số trường đào tạo nghề đ được trang bị thiết bị hàn ảo Điều này tạo điều kiện cho học viên được thực hành nhiều hơn trong khi không tốn phôi liệu và năng lượng (năng lượng điện) Bên cạnh

đó nó còn cho phép người dạy tự luyện tập để nâng cao tay nghề, đặc biệt là với cán

bộ hướng dẫn trẻ, chưa có nhiều kinh nghiệm Ngoài ra việc đào tạo sử dụng thiết bị

hàn ảo cho phép giảm thiểu độc hại với cả người học và người dạy, giảm thiểu ô nhiễm môi trường do không tạo ra các khí độc

- Tuy nhiên do kinh phí đầu tư hạn hẹp nên thiết bị, chuyên môn và nhân lực chưa được đầu tư đồng bộ dẫn đến hiệu quả khai thác thiết bị chưa cao Sau một thời gian đi vào hoạt động, các hệ thống thiết bị đ bọc lộ một số nhược điểm, chưa thích ứng với điều kiện của ta

- Các thiết bị nhập ngoại nên thường gặp khó khăn trong việc sửa chữa, bảo dưỡng và rất tốn kém kinh phí do phải thuê chuyên gia từ các h ng Nhiều thiết bị hỏng nhẹ cũng phải ngừng hoạt động trong một thời gian dài để chờ đợi các chuyên gia từ các nước cung cấp thiết bị sang sửa chữa Đấy là chưa nói nếu thiết bị bị hỏng nặng, không có kinh phí thuê chuyên gia sửa chữa, còn phải xếp bỏ gây l ng phí lớn Mặt khác, linh kiện thay thế, sửa chữa không có sẵn trong nước nên thời gian cung cấp kéo dài ảnh hưởng đến hiệu quả khai thác thiết bị

- Vì thiết bị nhập ngoại giá thành cao nên hiện nay một vài cơ sở đào tạo mới chỉ được trang bị một bộ thiết bị hàn ảo nên khả năng đáp ứng nhu cầu giảng dạy thực hành hàn là chưa cao, hiệu quả giảng dạy chưa cao dẫn đến chưa có hiệu quả kinh tế

- Để nâng cao hiệu quả giảng dạy và đào tạo thực hành hàn, mỗi cán bộ một lúc

có thể hướng dẫn khoảng 5 học viên, thì như vậy mỗi cơ sở đào tạo cũng cần tối thiểu 5

bộ thiết bị hàn hồ quang ảo Với hơn 1.100 cơ sở đào tạo hàn trong cả nước thì nhu cầu trong nước là rất lớn (tới 5.000 đến 6.000) Nếu như tất cả số thiết bị đó được nhập từ nước ngoài thì chúng ta mất một lượng ngoại tế đến vài trăm triệu USD

1.6 Kết luận chương 1

Xuất phát từ thực tiễn về nhu cầu nhân lực ngành hàn hiện nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung cũng như trong sản xuất cơ khí chế tạo bằng hàn nói riêng, lĩnh vực cơ khí xây dựng, cơ khí đóng tàu, hàng không, thủy điện… chúng ta thấy nhu cầu ứng dụng hàn hồ quang ảo phục vụ đào tạo nghề trong các

cơ sở đào tạo nghề đóng vai trò rất quan trọng Đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế

tạo cụm mỏ hàn hồ quang tay cho hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo” mang tính

thiết thực của nhu cầu đào tạo nghề hàn đó Chi phí trong đào tạo giảm được

nguyên vật liệu tiêu hao trong khi hàn, và luôn luôn tạo ra môi trường hàn xanh, không phát sinh khói, khí hàn độc trong quá trình hàn Học viên thực hành trên cụm

mỏ hàn hồ quang ảo có cảm giác an toàn, hứng thú trong quá trình luyện tập Vì hình dáng và cấu tạo gần như mỏ hàn hồ quang tay thật nên người học thực hành khi chuyển từ học trên thiết bị ảo sang cầm mỏ hàn hồ quang tay thật không có cảm giác khác nhau nhiều

CHƯ NG 2 NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ VÀ

KỸ THUẬT HÀN HỒ QUANG TAY

2.1 Nguyên lý, đặc điểm và ứng dụng của hàn hồ quang tay

2.1.1 Thực chất

+ Hàn hồ quang tay là một trong những phương pháp hàn nóng chảy dùng năng lượng của hồ quang điện nung nóng kim loại chỗ cần nối đến trạng thái chảy sau khi kết tinh sẽ tạo thành mối hàn nối các chi tiết thành một liên kết bền vững

+ Trong quá trình hàn, mọi thao tác như: Gây hồ quang, dịch chuyển que hàn để duy trì chiều dài hồ quang, dao động để tạo ra chiều rộng cần thiết cho mối hàn cũng như chuyển động dọc trục để hàn hết đường hàn đều do người thợ thực hiện bằng tay

2.1.2 Nguyên lý của hàn hồ quang tay

Hình 2.1 Hình ảnh mô phỏng của phương pháp hàn hồ quang tay

Hồ quang hàn là nguồn nhiệt lớn tập trung dùng để làm nóng chảy kim loại khi hàn

Hồ quang là sự phóng điện liên tục giữa hai điện cực trong môi trường khí

bị ion hoá Khi cháy đạt đến nhiệt độ 61500C (ở tâm cột hồ quang) Năng lượng điện mà hồ quang tiêu thụ phần lớn chuyển thành nhiệt năng Ánh sáng hồ quang phát ra rất mạnh gây ra viêm giác mạc và hỏng da Ở trong môi trường các đìêu kiện bình thường, không khí không dẫn điện, dòng điện chỉ có thể qua khi môi trường khí có các phần tử tích điện như các ion âm, ion dương và điện tử tự do

Hình 2.2 Hình ảnh mô phỏng quá trình hàn hồ quang tay

Quá trình tạo ra các ion gọi là sự ion hoá, còn môi trường khí chứa ion gọi

là môi trường bị ion hoá Để cho một điện tử thoát ra khỏi nguyên tử và tạo ra ion cần phải tốn một năng lượng nhất định, năng lượng này đặc trưng bởi điện thế ion hoá và phụ thuộc vào một số yếu tố sau: Điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử và sự tác động tương hỗ giữa các điện tử trong điện trường Các nguyên tố thuộc nhóm kiềm có điện thế ion nhỏ nhất, nên được dùng để chế tạo thuốc bọc que hàn tạo điều kiện cho dễ mồi hồ quang và cháy ổn định hơn Thường điện thế của máy hàn lúc chưa gây hồ quang khoảng 50 ÷ 80V là phù hợp, với điện thế ion hoá của các nguyên tố dùng để mồi hồ quang

Khi hàn bằng dòng điện một chiều điện cực nối với cực âm của nguồn gọi là Katốt, cực dương là Anốt còn khi hàn bằng dòng xoay chiều thì cực bị thay đổi lúc

là Anốt lúc là Katốt Khoảng không gian giữa hai điện cực chứa hồ quang gọi là chiều dài cột hồ quang (Lhq)

Trong quá trình hàn mọi thao tác như gây hồ quang, dịch chuyển que hàn

để duy trì hồ quang cháy ổn định, dao động lắc ngang để hàn hết chiều rộng mối hàn và duy chuyển dọc để hàn hết chiều dài đường hàn đều được thực hiện bằng tay nên nó được gọi là hàn hồ quang tay

2.1.3 Đặc điểm của hàn hồ quang tay

+ Được sử dụng rộng r i ở tất cả các nước do có tính linh động cao, tiện

lợi và đa năng

+ Cho phép hàn được mọi vị trí trong không gian

+ Thiết bị hàn dễ vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng, mức độ đầu tư thấp + Năng suất hàn không cao do thao tác bằng tay, chất lượng mối hàn phụ thuộc vào tay nghề người thợ

+ Điều kiện làm việc không tốt (do chịu tác động trực tiếp của môi trường khói và ánh sáng của hồ quang)…

2.1.4 Ứng dụng của hàn hồ quang tay

- Công nghiệp hạt nhân và hàng không;

- Chế tạo cơ khí, đóng tàu và đường sắt;

- Giàn khoan và đường ống;

- Bảo dưỡng, thay thế và sửa chữa;

a Hàn bình, bồn bể chứa b Hàn khung bệ tàu

Hình 2.3 Một số hình ảnh ứng dụng của hàn hồ quang tay

- Phương pháp này được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nên nhu cầu về nguồn nhân lực hàn hồ quang là rất lớn Hơn nữa hàn hồ quang đòi hỏi người học hàn phải thực hiện đồng thời nhiều thao tác phức tạp nên việc thực hành để hàn thành thạo phương pháp hàn này đòi hỏi nhiều thời gian và chi phí bao gồm cả chi phí về vật liệu cơ bản (phôi hàn), vật liệu hàn (que hàn) và cả chi phí về năng lượng (tiêu hao điện) rất lớn Do đó để giảm chi phí đào tạo thực hành hàn hồ

quang thông qua đào tạo thực hành hàn trên mô hình hàn hồ quang ảo cho phép giảm chi phí rất nhiều Ngoài ra hàn hồ quang ảo còn có ưu điểm là không gây ô nhiễm môi trường và không gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người học hàn vì như ta biết hàn hồ quang tay tạo ra khói, bụi, khí độc, và đặc biệt là các loại tia hồng ngoại, tia tử ngoại,…

2.2 Phân loại các tư thế hàn

hàn thành (hình 2.4): Hàn sấp, còn gọi là hàn bằng (0 đến 600), hàn đứng (trên 600

đến 1200) và hàn trần (còn gọi là hàn ngửa, trên 1200

đến 1800)

2.2.1 Tư thế hàn tấm phẳng đối với mối hàn giáp mối

Hình 2.5 Ký hiệu tư thế hàn các mối hàn tấm phẳng

2.2.2 Tư thế hàn tấm phẳng đối với mối hàn góc

2.3 Hệ thống trang thiết bị trong hàn hồ quang tay

Hình 2.6 Hình ảnh mô phỏng hệ thống thiết bị hàn hồ quang tay

Hình 2.7 Hệ thống thiết bị hàn hồ quang tay

Hệ thống thiết bị hàn hồ quang tay gồm có các bộ phận chính sau:

- Máy hàn

- Một bộ cáp hàn

- Một kìm hàn (hay gọi là mỏ hàn) có tay cầm cách điện và cách nhiệt, kìm hàn có chức năng kẹp chặt que hàn và cung cấp dòng điện hàn cho nó

- Thiết bị hàn đơn giản, dễ chế tạo, cơ động, sử dụng nguồn điện AC/DC

2.4 Mỏ hàn và que hàn

2.4.1 Vai trò của mỏ hàn (kìm hàn) và que hàn

Mỏ hàn hồ quang tay còn gọi là kìm hàn dùng để kẹp chặt que hàn và cung cấp dòng điện hàn cho que hàn đồng thời cũng là bộ phận để cầm và điều khiển các chuyển động khi hàn

Hình 2.8 Mỏ hàn (Kìm hàn)

Trong hàn hồ quang tay que hàn có vai trò như là một điện cực để tạo ra hồ quang

và duy trì hồ quang làm nóng chảy vật hàn

2.4.2 Cấu tạo của que hàn

- Que hàn có hai loại đó là que hàn nóng chảy và que hàn không nóng chảy

1- Lõi thép 2- Lớp thuốc bọc Hình 2.9 Cấu tạo của que hàn có lớp thuốc bọc

- Que hàn không nóng chảy (que grafit hoặc que Wonfram) chỉ có tác dụng

để tạo ra hồ quang và duy trì hồ quang khi hàn nó không bị nóng chảy Còn que

hàn nóng chảy (là kim loại giống như vật hàn) ngoài tác dụng để tạo ra hồ quang

và duy trì hồ quang, nó còn tác dụng bổ sung kim loại cho mối hàn Khi hàn nó bị nóng chảy và dịch chuyển vào mối hàn

- Que hàn nóng chảy gồm có hai loại: Que hàn không có thuốc bọc (que hàn trần) và que hàn có thuốc bọc Lõi que hàn có đường kính từ d = 1 ÷ 12mm Nhưng thực tế người ta thường chế tạo que hàn có đường kính d= 1 ÷ 6mm Chiều dài của que hàn L= 250 ÷ 450mm Đối với que hàn có thuốc bọc, thuốc bọc không bọc hết hết toàn bộ que hàn; phần đuôi và phần đầu que hàn không bọc thuốc Phần đuôi que hàn để tiếp cận ( phần kẹp ) có chiều dài 25± 5mm Phần đầu

que hàn để mồi hồ quang có chiều dài (1÷ 2)mm ( Hình vẽ 2.9)

2.4.3 Cấu tạo của mỏ hàn

- Mỏ hàn tiếp điện cho que hàn và có tay cầm để cầm khi hàn (hình vẽ)

Vì vậy mỏ hàn phải cách điện, cách nhiệt tốt, ngoài ra que hàn chỉ có một chiều dài nhất định 250 ÷ 450 mm, nên trong quá trình hàn phải thường xuyên thay que hàn vì vậy mỏ hàn (kìm hàn) phải dễ dàng sử dụng tháo lắp thay que hàn

Hình 2.10 Các loại mỏ hàn

2.4.4 Cách lắp que hàn vào mỏ hàn

- Que hàn phải được lắp vuông góc với mỏ hàn hoặc theo r nh nghiêng

có sẵn của mỏ hàn Khi kẹp que hàn vào kìm hàn phải kẹp vào phần không có lớp thuốc bọc mà phải kẹp phần đầu kim loại của que hàn để kìm hàn tiếp điện cho que hàn

Khi hàn một lớp đường kính que hàn được xác định như sau

Đường kính que hàn được xác định theo công thức sau:

- Hàn giáp mối: 1

2

 s

d (mm) (2.1)

Trong đó: d- là đường kính que hàn

S- là chiều dày vật liệu

- Hàn góc, hàn chữ T (2.2)

Bảng 2.1 Chọn đường kính que hàn theo chiều dày vật hàn

Chiều dày kim loại

(S)mm

0,5- 1,0

1,1- 2,0

2,1- 5,0

1,5- 2,5

2,5- 4,0

4,0- 5,0

5,0- 6,0

6,0- 7,0

2.5.2 Cường độ dòng điện hàn

Cường độ dòng điện hàn ảnh hưởng đến hình dạng, kích thước, chất lượng mối hàn và năng suất hàn Cường độ dòng điện hàn chọn phụ thuộc vào vật liệu hàn, đường kính que hàn, vị trí mối hàn trong không gian, kiểu mối hàn, Cường

độ dòng điện hàn có thể tra trong các sổ tay công nghệ hàn hoặc xác định theo công thức kinh nghiệm sau đối với khi hàn sấp

lhq- là chiều dài cột hồ quang (cm)

I- Cường độ dòng điện hàn (A)

a- là điện áp trên a-nốt và ca tốt (a= 15 20 V)

b - là điện áp rơi trên một đơn vị chiều dài của cột hồ quang (b= 15,7v/cm)

(2.6) Trong đó: n -là số lớp hàn

F1- là diện tích tiết diện ngang của lớp hàn thứ nhất

Fn- là diện tích tiết diện ngang của lớp hàn tiếp theo

Fd- là diện tích tiết diện ngang của toàn bộ kim loại đắp (được tính toán theo bản vẽ thiết kế mối hàn)

Để đơn giản việc tính toán ta có thể coi F2= F3=…….Fn

Diện tích tiết diện ngang của kim loại đắp sau một lớp hàn phụ thuộc vào đường kính que hàn theo kinh nghiệm ta có:

- là trọng lượng riêng của vật liệu hàn (đối với thép  = 7,85 g/cm3)

I - Cường độ dòng điện hàn (A)

Trong quá trình hàn rất khó xác định tốc độ hàn do đó người thợ phải luôn luôn quan sát tình hình nóng chảy của vũng hàn để điều chỉnh tốc độ hàn cho thích hợp

2.5.6 Năng lượng đường

- Tính toán giải năng lượng đường tối ưu: (Công thức 2.10)

2.6 Kỹ thuật hàn hồ quang tay

2.6.1 Các chuyển động cơ bản của que hàn

Trong quá trình hàn thường chuyển động của que hàn bao gồm một số chuyển động cơ bản nhất để hình thành và hoàn thành mối hàn có chất lượng cao

Hình 2.12 Sơ đồ các chuyển động của que hàn

+ Chuyển động dọc trục que hàn (V1)

Que hàn chuyển động theo trục que hàn với tốc độ phù hợp với tốc độ nống chảy của nó, để tạo ra chiều dài hồ quang không đổi trong suốt quá trình hàn và duy trì tính ổn định của hồ quang

+ Chuyển động dọc trục đường hàn (V2)

Que hàn chuyển động theo chiều trục mối hàn để hàn hết chiều dài mối hàn Muốn đảm bảo chất lượng của mối hàn, que hàn cần phải đặt nghiêng theo hướng hàn một góc từ (75  85)0

+ Chuyển động dao động lắc ngang (V3)

Chuyển động dao động ngang để tạo ra chiều rộng mối hàn Phạm vi dao động càng rộng thì bề rộng của mối hàn không quá từ 2 đến 5 lần đường kính que hàn Khi hàn giáp mối, nếu que hàn chỉ có chuyển động theo chiều trục mối hàn, thì chiều rộng mối hàn thường bằng (0,8  1,5)d Với liên kết hàn giáp mối, vát mép chiều rộng mối hàn thường yêu cầu (3  5)d

* Các phương pháp dao động lắc ngang que hàn

- Phương pháp chuyển động que hàn theo hình đừơng thẳng

Hình 2.13 Chuyển động que hàn theo đường thẳng

- Phải duy trì chiều dài hồ quang không thay đổi và chuyển động về hướng trước chiều hàn không dao động ngang do vậy hồ quang cháy ổn định độ sâu nóng chảy tương đối lớn dùng làm lớp thứ nhất mối hàn nhiều lớp Hàn những chi tiết có chiều dày S  3mm

- Dao động que hàn theo hình đường thẳng đi lại: Đầu que hàn chuyển động theo đường thẳng đi lại theo chều dọc mối hàn Đặc điểm tốc độ hàn nhanh, mối hàn hẹp toả nhiệt nhanh, ứng dụng mối hàn có khe hở lớn Lớp thứ nhất mối hàn nhiều lớp hoặc khi hàn tấm có chiều dày mỏng

Hình 2.14 Dao động que hàn kiểu đường thẳng đi lại

- Dao động que hàn theo hình răng cưa: Đưa đầu que hàn chuyển động liên tục theo hình răng cưa và có điểm dừng 2 cạnh đề phòng khuyết cạnh

Mục đích nhằm khống chế tính lưu động của kim loại chảy và bề rộng mối hàn cần thiết

Đặc điểm dễ thao tác dùng nhiều trong sản xuất ứng dụng hàn bằng, hàn ngửa, hàn đứng giáp mối với chiều dày S  4mm

Hình 2.15 Dao động que hàn hình răng cưa

- Dao động que hàn theo hình bán nguyệt: Cho đầu que hàn chuyển động sang trái, phải theo hình bán nguyệt có điểm dừng hai cạnh Đặc điểm kim loại nóng chảy tốt, thời gian giữ nhiệt tương đối dài, xỉ hàn dễ nổi lên mặt mối hàn, khí dễ thoát ra

Ứng dụng: Tương tự như dao động que hàn hình răng cưa

Hình 2.16 Dao động que hàn theo hình bán nguyệt

- Dao động que hàn theo hình tam giác: Cho đầu que hàn chuyển động

theo hình tam giác Căn cứ vào phạm vi ứng dụng có hai loại:

Dao động que hàn theo hình tam giác nghiêng (b) thích hợp hàn vát cạnh

vị trí hàn ngang, hàn góc ở vị trí hàn bằng, hàn ngửa Ưu điểm dễ khống chế kim loại chảy, mối hàn hình thành tốt

Dao động que hàn hình tam giác cân (a) dùng hàn đứng vát cạnh, ghép góc,

ưu điểm hình thành mặt cắt mối hàn tương đối dày, ít sinh ra khuyết tật lẫn xỉ hàn

(a) (b)

a) Dao động theo hình tam giác cân; b) Dao động theo hình tam giác ghiêng

Hình 2.17 Dao động que hàn theo hình tam giác

- Dao động que hàn theo hình tròn

Dao động que hàn theo hình tròn thích hợp hàn những chi tiết tương đối dày S5mm ở vị trí hàn bằng Ưu điểm xỉ dễ nổi lên mặt mối hàn, ôxi, nitơ dễ thoát ra

+ Dao động que hàn hình tròn lệch thích hợp hàn ngang giáp mối, hàn góc

ở vị trí hàn bằng, hàn ngửa vì dễ khống chế kim loại chảy nhỏ xuống dưới

(a) (b)

a) Vòng tròn, b) Vòng tròn lệch Hình 2.18 Dao động que hàn hình vòng tròn

- Dao động que hàn hình số 8: Dùng để hàn mối hàn có bề rộng lớn

Hình 2.19 Dao động que hàn theo hình số 8

2.6.2 Góc nghiêng que hàn

- Đối với hàn giáp mối hai chi tiết có chiều dày bằng nhau, góc nghiêng

que hàn từ 700 đến 800 theo hướng chuyển động, đối với hàn hồ quang vị trí hàn

đứng nên để góc que hàn từ 0-150 ngược chiều với hướng di chuyển que hàn.Góc

tạo bởi giữa trục que hàn và tiếp tuyến mặt phẳng phôi hàn là 900

Hình 2.20 Góc nghiêng que hàn

- Góc nghiêng của que hàn có sự ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối hàn

- Nếu góc độ que hàn quá nhỏ dẫn đến hồ quang hàn dài, nhiệt không tập

trung và xảy ra hiện tượng kim loại bắn tóe tổn thất điện năng

2.6.3 Chiều dài hồ quang

- Chiều dài hồ quang phụ thuộc vào từng loại que hàn, từng vị trí hàn Cơ

bản chiều dài hồ quang hàn không nên vượt quá đường kính que hàn

Hình 2.21 Chiều dài hồ quang hàn

Khi chiều dài hồ quang quá ngắn có thể gây hồ quang không ổn định, có

thể làm tắt hồ quang, vũng hàn đông cứng nhanh hơn và tạo vảy hàn cao Hồ

quang quá dài sẽ gây ra hiện tượng bắn tóe, tốc độ kết tủa chậm và rỗ khí Hồ

quang quá ngắn