Hàn kim loại màu và hợp kim màu là mô đun đào tạo nghề được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trình thực hiện, nhóm biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nước, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất.
LỜI GIỚI THIỆU Trong năm qua, dạy nghề có bước tiến vượt bậc số lượng chất lượng, nhằm thực nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội Cùng với phát triển khoa học cơng nghệ giới, lĩnh vực khí chế tạo nói chung ngành Hàn Việt Nam nói riêng có bước phát triển đáng kể Chương trình khung quốc gia nghề hàn xây dựng sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề kết cấu theo môđun Để tạo điều kiện thuận lợi cho sở dạy nghề trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo môđun đào tạo nghề cấp thiết Mô đun 32: Hàn kim loại màu hợp kim màu mô đun đào tạo nghề biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết thực hành Trong q trình thực hiện, nhóm biên soạn tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn nước, kết hợp với kinh nghiệm thực tế sản xuất Mặc dù có nhiều cố gắng, không tránh khỏi khiếm khuyết, mong nhận đóng góp ý kiến độc giả để giáo trình hồn thiện MỤC LỤC ĐỀ MỤC I Lời giới thiệu II Mục lục Vị trí, ý nghĩa, vai trò mơ đun Mục tiêu mô đun Nội dung mô đun Yêu cầu đánh giá hồn thành mơ đun III Nội dung chi tiết mô đun Bài 1: Hàn nhôm hợp kim nhôm phương pháp hàn khí Bài 2: Hàn nhơm hợp kim nhôm phương pháp hàn hồ quang tay Bài 3: Hàn nhôm hợp kim nhôm phương pháp hàn TIG Bài 4: Hàn đồng hợp kim đồng phương pháp hàn khí Bài 5: Hàn đồng hợp kim đồng phương pháp hàn hồ quang tay Bài 6: Hàn đồng hợp kim đồng phương pháp hàn TIG Kiểm tra mô đun IV Tài liệu tham khảo TRANG 3 13 19 25 36 41 46 MÔ ĐUN: HÀN KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MÀU Mã số mô đun: MĐ 32 I Vị trí, ý nghĩa, vai trò mơ đun - Vị trí: Là mơn đun bố trí cho sinh viên sau học xong môn học chung theo quy định Bộ LĐTB-XH học xong môn học bắt buộc đào tạo chuyên môn nghề - Tính chất: Là mơ đun chun ngành tự chọn II Mục tiêu mô đun - Làm việc sở sản xuất khí - Trình bày đầy đủ đặc điểm khó khăn hàn kim loại màu hợp kim màu - Nhận biết loại thuốc hàn, vật liệu hàn dùng hàn kim loại màu hợp kim màu - Chuẩn bị phôi hàn kích thước vẽ, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Tính chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu kiểu liên kết hàn - Vận hành, sử dụng thành thạo loại thiết bị, dụng cụ dùng hàn kim loại màu hợp kim màu - Hàn mối hàn kim loại màu hợp kim màu đảm bảo độ sâu ngấu, không rỗ khí ngậm xỷ, khơng cháy cạnh, biến dạng - Thực tốt cơng tác an tồn vệ sinh phân xưởng - Tuân thủ quy định, quy phạm quy trình hàn - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, xác, trung thực sinh viên III Nội dung mô đun Số Thời gian TT Tên mô đun Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành tra* Hàn nhôm hợp kim nhơm phương pháp hàn khí 16 14 Hàn nhôm hợp kim nhôm phương pháp hàn hồ quang tay 20 16 Hàn nhôm hợp kim nhôm phương pháp hàn TIG 24 19 Hàn đồng hợp kim đồng phương pháp hàn khí 16 14 Hàn đồng hợp kim đồng phương pháp hàn hồ quang tay 20 16 Hàn đồng hợp kim đồng phương pháp hàn TIG 20 15 Kiểm tra mô đun 4 Cộng 120 20 94 YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HỒN THÀNH MƠ ĐUN - Kiểm tra đánh giá trước thực mô đun: Được đánh giá qua kiểm tra trắc nghiệm tự luận, trắc nghiệm khách quan thực hành đạt yêu cầu mô đun liên quan - Kiểm tra đánh giá thực mô đun ; Được đánh giá qua kiểm tra viết, kiểm tra vấn đáp, kiểm tra thực hành thực hành trình thực mô đun yêu câu đạt mục tiêu học có mơ đun - Kiểm tra sau kết thúc mô đun: Về kiến thức: Được đánh giá qua kiểm viết, kiểm tra vấn đáp đạt yêu cầu sau: - Trình bày đặc điểm khó khăn hàn kim loại màu hợp kim màu - Liệt kê đầy đủ loại thuốc hàn que hàn khí cháy, khí bảo vệ dùng để hàn kim loại màu hợp kim màu - Trình bày rõ quy trình hàn kim loại màu hợp kim màu - Giải thích nguyên tắc an tồn, phòng chống cháy nổ vệ sinh phân xưởng Về kỹ năng: Được đánh giá kiểm tra trực tiếp thao tác máy, qua trình thực hiện, qua chất lượng tập, qua tổ chức nơi làm việc đạt yêu cầu sau: - Vận hành, sử dụng loại thiết bị dụng hàn kim loại màu, hợp kim màu thành thạo quy trình - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu hình dáng chi tiết hàn - Chuẩn bị phơi hàn đảm bảo sạch, kích thước hình dáng - Gá phơi hàn chắn nguyên tắc - Hàn kim loại màu hợp kim màu đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Tổ chức nơi làm việc hợp lý khoa học, an toàn Về thái độ: Được đánh giá phương pháp quan sát có bảng kiểm, đạt yêu cầu: - Đảm bảo thời gian học tập - Có ý thức tự giác, có tính kỷ luật cao, có tinh thần tập thể, có tránh nhiệm với cơng việc - Cẩn thận, tỷ mỉ, xác, tiết kiệm nguyên vật liệu Bài 1: Hàn nhôm hợp kim nhôm phương pháp hàn khí Mã bài: 32.1 Giới thiệu: Mục tiêu: - Trình bày đặc điểm, khó khăn hàn nhôm hợp kim nhôm - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn khí đầy đủ an tồn - Chuẩn bị mép hàn hết lớp ơ-xy hố, hết vết bẩn kích thước, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Chọn thuốc hàn, que hàn phụ phù hợp với tính chất vật liệu hàn - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày vật liệu, kiểu liên kết hàn - Hàn nhôm, hợp kim nhôm mối hàn giáp mối, mối hàn gấp mép, mối hàn góc phương pháp hàn khí đảm bảo độ sâu ngấu, khơng rỗ khí ngậm xỷ, khơng cháy cạnh, biến dạng - Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn - Thực tốt cơng tác an tồn lao động vệ sinh phân xưởng - Tuân thủ quy định, quy phạm quy trình hàn nhơm, hợp kim nhơm phương pháp hàn khí - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, xác Ni dung: I Đặc điểm khó khăn hàn nhôm, hợp kim nhôm vật liệu hàn nhôm Hàn nhôm hợp kim nhôm phơng pháp hàn khí đợc sử dụng sớm so với phơng pháp khác Thông thờng dung lửa ôxy, axêtylen nhng dùng loại khí khác để thay nhiên kết bị hạn chế Đặc điểm hàn nhôm hợp kim nhôm: Tính hàn khả vật liệu dùng công nghệ hàn tạo thành kết cấu hàn định để mối hàn có đợc chất lợng đạt yêu cầu Tính hàn nhôm hợp kim nhôm nói chung có nhiều yếu tố ảnh hởng đến tính hàn chúng Có thể nghiên cứu tới đặc điểm sau: - lực nhôm với ôxy lớn tạo nên lớp ôxít nhôm Al 2O3 có nhiệt độ cao (20500C) khối lợng riêng lớn vật liệu (3,96g/cm3) Các ôxit nhôm ngăn cách liên kết kim loại vật liệu phụ (que hàn) Vì cần phải khử ôxit nhôm trình hàn - Hệ số giãn nở lớn gây nên biến dạng ứng suất lớn, nguyên nhân tợng nứt hàn Từ quan điểm ta cần chọn phơng pháp hàn có ảnh hởng nhiệt bé đén vật liệu - Một số loại nhôm nung nóng có tợng kết tủa vùng ảnh hởng nhiệt nên làm giảm tính chống ăn mòn vùng - Có khác tính nhôm hợp kim nhôm đúc biến dạng so với mối hàn, cần cố gắng giảm khác biệt Điều thực đợc hàn hợp kim biến dạng - Độ hoà tan khí nhôm lớn nên thờng gây rỗ khí mối hàn - Khi hàn nhôm thay đổi màu sắc nên khó quan sát nhiệt độ kim loại a Nhôm: Nhôm vật liệu kỹ thuật đợc sử dụng rộng rãi sau thép, nhôm có nhiều tính chất lý hoá tốt nh: tính chống ăn mòn, tính dẫn điện cao, nhôm nhẹ thép ba lần, độ dẫn điện nhôm kỹ thuật vào khoảng 64% đồng, tính chất quan trọng nhôm tính chống ăn mòn, chủ yếu nhờ lớp ôxít nhôm (Al2O3) phủ bề mặt có chiều dày khoảng 0,01 micrômet, nhiệt độ độ ẩm cao lớp đạt 0,03 - 0,1 micromet Nếu dùng biện pháp hoá học lớp đạt từ dến 25 micromet b Hợp kim nhôm: Trong kỹ thuật thờng dùng hợp kim nhôm cách cho vào nhôm nguyên chất số nguyên tố hợp kim nhằm đạt đợc yêu cầu lý hoá tính nh mong muốn Các nguyên tố hợp kim nhôm thờng kết hợp với nhôm trạng thái dung dịch đặc hoà tan có giới hạn , tạo thành pha trung gian nằm tinh giới hạt Các pha thờng cứng giòn Hợp kim nhôm phân loại theo nhiều cách Thành phần hoá học, tính chống ăn mòn, nhiệt luyện phơng pháp gia công * Theo phơng pháp gia công hợp kim nhôm chia làm hai loại: hợp kim biến dạng hợp kim đúc - Hợp kim biến dạng: Là loại hợp kim có khả biến dạng nóng nguội tốt Các nguyên tố hợp kim thờng có số lợng không đạt đến nồng độ tinh, hợp kim gồm loại sau: + Hỵp kim Al-Mn + Hỵp kim Al-Mg, Al-Mg3; Al-Mg5; Al-Mg7 + Hỵp kim Al-Mg-Mn-; Al-Mg-Si + Hỵp kim Al-Zn-Mg-; Al-Cu-Mg Hợp kim thờng chế tạo thành dạng bán thành phẩm: Tấm, hình, thanh, băng, phơng pháp cán, kéo, ép - Hợp kim đúc: hợp kim mà chất chứa nhóm giống nh loại hợp kim biến dạng, song số lợng nhiều đạt tới nồng độ tinh sau tinh Vì hợp kim dòng không dùng đợc phơng pháp gia công áp lực nên phải đúc để chế tạo bán sản phẩm Hợp kim gồm loại + Hợp kim Al - Si; Al - Si - Mg; Al - Si - Cu + Hỵp kim Al - Cu, Al - Cu - Si + Hỵp kim Al - Mg + Hỵp kim Al - Zn - Mg * Theo phơng pháp nhiệt luyện hợp kim nhôm chia làm hai loại - Hợp kim hoá già: Là loại hợp kim qua nhiệt luyện để tăng tính, nh giới hạn bền, giới hạn chảy độ cứng nhng giảm độ dẻo Ví dụ: hợp kim Al - Cu - Mg (duyara) Hợp kim loại sau hoá già đạt độ bền 400N/mm2 Quá trình nhiệt luyện nh sau: Tôi nớc nhiệt độ 480-5100C (tuỳ loại hợp kim) sau độ bền đạt khoảng 200N/mm2 Tiếp theo trình hoá già hai phơng pháp: hoá già tự nhiên (để thời gian nhiệt độ không khí tĩnh) hoá già cỡng (trong lò nung có nhiệt độ 50 đến 1500C, số giờ) để đạt đợc độ bền 400N/mm2 Loại hợp kim thứ hai Al - Mg - Si, độ bền sau hoá già đạt đợc từ 250 350 N/mm2 Hợp kim so với loại hợp kim hoá già khác có tính dẫn điện tính chống an mòn tốt Loại thứ ba hợp kim Al - Zn - Mg, độ bền sau hoá già đạt 700 N/mm2, gọi hợp kim có độ bền cao dùng công nghiệp máy bay đẻ chế tạo chi tiết chịu độ bền mỏi Tuy nhiên hợp kim có tính chống ăn mòn thấp bề mặt thờng đợc phủ lớp chống ăn mòn, cần lu ý sau hàn loại hợp kim xong không cần tiến hành trình hoá già lò nhiệt luyện, mà hoá già tự nhiên sau 90 ngày, độ bền mối hàn đạt đợc độ bền kim loại Vì gọi hợp kim hợp kim tự hoá già - Hợp kim không hoá già: Là hợp kim dùng nhiệt luyện đẻ thay đổi độ bền chúng Muốn tăng độ bền dùng phơng pháp biến dạng nguội II Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn Thiết bị: Bình chứa khí ô-xy, bình chứa khí axêtylen, mỏ hàn, đồ gá hàn Dụng cụ: Dụng cụ làm sạch, nguồn lửa, dụng cụ đo kiểm Thiết bị phải đảm bảo độ kín, đảm bảo an toàn, nơi làm việc phải đảm bảo ngăn nắp đầy đủ ánh sáng thoáng mát theo qui định an toàn III Chuẩn bị phôi hàn Công việc chuẩn bị bao gồm, làm mép hàn, làm vật hàn, làm que hàn * Chuẩn bị mép hàn: Việc chuẩn bị mép hàn thờng vào chiều dày vật liệu kiểu liên kết hàn, nguyên tắc không khác so với hàn thép, thờng có chiều dày 10 mm cần tiến hành vát mép hàn phía, không cần vát mép hàn hai phía, nhng chiều dày 10 mm, nên vát mép phía (chữ V) hai phía (chữ X) * Làm vật hàn: vị trí hàn xung quanh chiều rộng 30 35 mm cần phải làm hết dầu mỡ chất bẩn lớp ôxit nhôm để tạo điều kiện cho thuốc hàn láng vùng cần nung chảy Chống việc tạo khí cháy gây rỗ khí sinh tạp chất lẫn vào mối hàn Làm phơng pháp khí chổi sắt chổi sắt quay, bàn chải sắt chi tiết bé dùng phơng pháp hoá học theo quy trình bảng sau: Quy trình làm nhôm hợp kim nhôm hoá học Thứ tự công việc Tẩm thực Rửa Trung hoà Rửa Sấy khô Nång ®é (%) 10 - 15 20 - 30 - Vật liệu Dung dịch NaOH Nớc nóng Nớc lạnh Dung dịch HNO3 Nớc nóng Không khí Nhiệt độ (0C) Thời gian (phót) 50 - 60 50 - 60 10 - 20 50 - 60 - 1-3 0,5 - 0,5 - 1-2 0,5 - - * Làm que hàn: Việc làm que hàn dùng giấy nhám bàn chải sắt, nhng sau phải dùng vải lau Khi yêu cầu khối lợng lớn dùng phơng pháp hoá học nh việc làm vật hàn Que hàn dạng tròn đờng kính khác dài 1m cuộn tang cuộn, que cần làm không làm nguyên nhân khuyết tật mối hàn gây khó khăn cho công nghệ hµn Khi hµn còng cã thĨ dïng vËt liƯu cắt để làm que hàn Thành phần hoá học que hàn nên chọn giống thành phần hoá học vật hàn, số hợp kim có khả tạo nứt dùng que hàn có thành phần hoá học khác vật hàn IV Tính chế độ hàn Căn vào chiều dày chi tiết hàn chủ yếu để chọn thông số hàn Để hàn nhôm hợp kim nhôm ta chọn thông số hàn qua bảng sau: Các thông số hàn khí nhôm hợp kim nhôm Chiều dày vật hàn, (mm) §êng kÝnh que hµn, (mm) 0,51 2-3 C2H2 0,8 0,6-1 O2 1,2 1-1,4 ¸p lùc O2 (N/cm2) >1 1-1,5 ¸p lùc khÝ C2H2, (N/cm2) >1 1-1,5 ¸p lùc khí H2, (N/cm2) 1-2 1,5-3 Đờng kính lỗ mỏ hàn, (mm) 89 10 15 4-5 6-8 0,81,2 1,21,8 1,52,5 1,52,5 11,4 1,42 23,5 23,5 34,5 1,42 22,8 3-3,5 2-2,5 2-3,5 3-6 4-8 3-6 4-8 5-7 7-9 Ngän lưa hµn: Trong thùc tÕ thêng dùng lửa ôxy, axêtylen có nhiệt lớn (khoảng 5050 calo) Nhiệt vùng đầu mỏ hàn thấp, cách đầu mỏ hàn khoảng 20 mm nhiệt độ có thĨ ®Õn 31500C, t theo tû lƯ thĨ tÝch O2 mà lửa C2 H hàn đợc phân thành ba lo¹i: O2 C2 H 1.1 – 1.2; O + Ngän lưa C¸c bon ho¸ 1.1 C2 H O + Ngän löa «xy ho¸ 1.2 C2 H + Ngän lưa trung tÝnh : §Ĩ hàn nhôm hợp kim nhôm thờng dùng lửa trung tính thừa bon, tức O2 0.9 - 1, quan s¸t ngän C2 H lửa ta thấy vùng sáng trắng dài lửa trung tính đến lần, hàn khoảng cách từ đầu mỏ hàn đến vật tốt nên chọn 1/2 chiều dài vùng sáng lửa cần phải êm tốc độ khí hàn vào khoảng 70 100 m/s, nhiên cần ý cháy trở lại lửa nên kiểm tra van bảo hiểm bình khí cẩn thận trớc hàn Chọn mỏ hàn: Tuy nhiệt độ nóng chảy nhôm hợp kim nhôm thấp thép nhng chọn mỏ hàn vào chiều dày nh hàn thép tính dẫn nhiệt nhôm cao Khi hàn có chiều dày dới 4mm, lợng khí C2H2 tiêu thụ tính theo công thức: W=100* (l/giê) ( lµ chiỊu dµy vËt hµn) Khi hµn có chiều dày mm, lợng khí C2H2 tiêu thụ tính theo công thức: W=(150-200)* (l/giờ) Chọn mỏ hàn dùng công thức: P N0 100 Ví dụ: chọn mỏ hàn để hàn cã chiỊu dµy = W=100*4 = 400 dïng má hµn sè N 400 = dïng má hµn sè 4, 100 nhng chó ý mét bé má hµn khÝ thêng còng cã má Thc hàn: Khi hàn tạo nên Al2O3 (nhiệt độ chảy 20500C) sinh bề mặt vật hàn ngăn cản việc hình thành mối hàn nên hàn phải dùng thuốc nhằm hoà tan Al 2O3 yêu cầu thuốc hàn là: - Phải hoà tan đợc ôxit nhôm tốt - Nhiệt độ chảy phải thấp kim loại vật hàn - Khối lợng riêng phải nhỏ kim loại vật hàn - Không tạo nên chất khí có hại cho sứ\c khoẻ ngời công nhân - Có thể sử dụng lại đợc dùng không hết - Có khả chảy láng tốt phủ mặt kim loại mối hàn Thuốc hàn thờng gồm muối clor flor Việc khử Al 2O3 mặt vật hàn, số nghiên cứu khẳng định Al 2O3 hoà tan vào fluoritd, số ý kiến lại cho Al 2O3 hoà tan cloritd chủ yếu cloritd liti theo phơng trình ph¶n øng sau: 6LiCl + Al2O3 = 2AlCl3 + 3Li2O Trong thuốc hàn thờng có thành phần Kryôlit Na3AlF6 NaHSO4 KHSO4 phản ứng với thành phần khác thuốc hàn theo phơng trình sau: KHSO4 + KCl = K2SO4 + HCl NaHSO4 + NaCl = NaSO4 + HCl NaHSO4 + NaF = Na2SO4 + HF Khí HCl HF phản ứng với ô-xit nhôm theo phơng trình sau: Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O 10 Kĩ thuật hàn đồng Kỹ thuật hàn đồng giống nh kỹ thuật hàn đồng thau đồng thau Khi hàn lỗ vật đúc cần ý phải hàn lỗ lớn trớc sau hàn lỗ rỗ nhỏ, hàn lỗ lớn trớc kim loại đợc nung nóng tốt tạo điều kiên dễ dàng cho việc hàn lỗ nhỏ Khi hàn đồng thanh, nên dùng lửa bình thường Khi hàn đồng silic thường dùng lửa thừa ôxy (tỷ lệ O2 = 1,15 1,25) C2 H Khi hàn đồng nhơm cần nung nóng sơ (350 4500C) O2 thành phần lửa C H = 1,2 1,3 2 Công suất lửa sau: Khi khơng nung nóng sơ bộ: W = (125 175).S (lít/giờ) Khi nung nóng sơ bộ: W = (100 150).S (lít/giờ) Thuốc hàn hàn đồng thiếc đồng silic thường dùng bôrắc Khi hàn đồng nhôm dùng thuốc hàn nhôm, tốt dùng thuốc hàn có thành phần: 45% KCl + 20% BaCl + 20% NaCl + 15% NaF Khi hàn đồng niken biến dạng dùng thuốc hàn gm: Na2B4O7, H3BO4 v NaCL Trờng hợp hàn lỗ nứt dài sâu nên đặt nghiêng chi tiết hàn góc 150 so với mặt phẳng nằm ngang hàn từ dới lên VII Kiểm tra chất lợng mối hàn * Công việc sau hàn: Do đặc điểm đồng hợp kim đồng sau hàn cần tiến hành số công việc cần thiết sau: + Làm thuốc hàn để tránh tợng thuốc hàn ăn mòn mối hàn vùng lân cËn mèi hµn + RÌn mèi hµn: Sau hµn mối hàn đợc rèn búa tay nhằm tăng độ bền lên ít, xong đem ủ mối hàn nhằm khả chốn ăn mòn mối hàn Rèn tiến hành sau làm thuốc hàn trạng thái nóng (nhiệt độ 300 0C đến 3500C), sau rèn cần tiến hành ủ để làm nhỏ hạt VIII An toàn lao động vệ sinh phân xởng - Trang bị đầy đủ bảo hộ lao động: Mặt nạ hàn, kính bảo hộ, yếm da, dày da, ủng, găng tay - Bình chống cháy - Mặt thực tập bố trí gọn gàng, nơi làm việc có đủ ánh sáng, hệ thống thông gió, hút bụi hoạt động tốt - Nền xởng khô ráo, máy hàn có đầy đủ dây tiếp đất 42 Bi 5: Hn ng, hợp kim đồng phương pháp hàn hồ quang tay Mã bài: 32.5 Giới thiệu: Mục tiêu: - Trình bày đặc điểm, khó khăn hàn đồng, hợp kim đồng - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn hồ quang tay đầy đủ an toàn - Chuẩn bị mép hàn hết lớp ơ-xy hố, hết vết bẩn kích thước, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Chọn que hàn phù hợp với kim loại hàn - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu kiểu liên kết hàn - Hàn đông, hợp kim đồng, mối hàn giáp mối, mối hàn gấp mép, mối hàn góc phương pháp hàn hồ quang tay đảm bảo độ sâu ngấu, không rỗ khí ngậm xỷ, khơng cháy cạnh, biến dạng - Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn - Thực tốt cơng tác an tồn lao động vệ sinh phân xưởng - Tuân thủ quy định, quy phạm quy trình trình hàn đồng, hợp kim đồng phương pháp hàn hồ quang tay - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ m, chớnh xỏc Ni dung: I Đặc điểm khó khăn hàn đồng, hợp kim đồng,vật liệu hàn đồng ặc điểm - ng v hp kim cú dn điện dẫn nhiệt cao, cần có nguồn nhiệt lớn để tạo nên bể hàn Vùng ảnh hưởng nhiệt lớn làm giảm tính vật hàn, gây biến dạng lớn nung nóng làm nguội Ở nhiệt độ cao độ bền mối hàn giảm nhiều, ứng suất nhiệt sinh hàn dễ tạo nên nứt mối hàn - Dễ bị ơxy hố tạo nên CuO Cu2O, nguội ôxýt làm cho kim loại giòn - Vì hàn phải dùng biện pháp công nghệ thuốc hàn, que hàn chứa chất khử ôxy (P, Si) Nhiệt độ chảy thấp nên dễ nhiệt hàn mỏng, mối hàn đứng hàn trần, kim loại dễ bị chảy - Khi hàn đồng thau, kẽm dễ bị cháy làm thay đổi thành phần kim loại mối hàn so với vật hàn VËt liƯu hµn: Khi hàn đồng cực điện không nóng chảy, vật liƯu hµn bao gåm thc hµn, que hµn (Than hay grafÝt) vµ que hµn phơ + Thc hµn cã thĨ dùng thuốc có thành phần nh hàn khí + Que hàn phụ Khi hàn đồng cực điện than hay grafít que hàn phụ đồng hay ®ång thau, nhng thùc 43 tÕ cho thÊy tèt nhÊt dùng que hàn đồng thành phần cã chøa phèt II chn bÞ thiÕt bÞ dơng cụ hàn hồ quang tay Thiết bị: Máy hàn chiều đảm bảo yêu cầu kỹ thuật có dây tiếp đât, bố trí nơi làm việc khô thoáng mát, đầu nối tiếp điện tốt, kìm hàn dụng cụ hàn đầy đủ Dụng cụ: Dụng cụ làm sạch, dụng cụ đo kiểm III chuẩn bị phôi hàn Cũng nh hàn khí trớc hàn cần phải làm mép hàn với chiều rộng định (20 - 30 mm) phía liên kết hàn Tuỳ theo chiều dày chi tíêt mà mép hàn đợc chuẩn bị khác Khi hàn liên kết giáp mèi cã chiỊu dµy S 2mm tèt nhÊt lµ gÊp mÐp chi tiÕt, chiÒu cao gÊp mÐp thêng lÊy chiều dày chi tiết Các liên kết giáp mối có chiều dày trung bình, không cần vát mép, nhng phải để khe hở hàn tốt hàn lớp Khi hàn liên kết giáp mối chi tiết dày vát mép chữ ''V" hay chữ "X'' với góc vát 600-700 chiều dày phần không vát mép P=3mm không cần ®Ĩ khe hë hµn IV.tÝnh chÕ ®é hµn ChÕ độ hàn hồ quang điện cực không nóng chảy Khi hàn đồng điện cực không nóng chảy, thông số chế độ hàn định nhiều đến chất lợng mối hàn là: Đờng kính que hàn phụ, điện cực grafit, cờng độ dòng điện điện áp hàn Đờng kính que hàn phụ yêu cầu phù hợp với chiều dày vật hàn mà phải tơng ứng với điện cực than hay grafit, xác định theo công thức: s s d 1mm vµ d 2, mm tra bảng sau 2 Chiều dày Đờng kính que Đờng kính chi tiết hàn, hàn phơ, mm ®iƯn cùc than, mm mm < 1,5 1,5 1,5 - 2,5 2,5 - 4-8 8 - 15 8 - 10 > 15 10 10 - 25 44 Để tránh tợng bon hoá mối hàn tăng thêm ti thä cđa ®iƯn cùc, thùc tÕ cho thÊy tèt hàn dòng điện chiều cực thuận ( cực dơng nối với vật hàn, cực âm nối với điện cực) cờng độ dòng điện hàn ®êng kÝnh ®iƯn cùc than hay grafit phơ thc vµo chiều dày vật hàn đựơc tra bảng sau: ChiỊu dµy chi tiÕt hµn, mm 15 Cờng độ dòng điện hàn, A Đờng kính ®iƯn cùc than,mm §êng kÝnh ®iƯn cùc gra fit,mm 130-180 195-260 250-360 300-400 350-460 600-700 10-12 - 6 8-10 25 Điện áp hàn đồng điện cực không nóng chảy chọn khoảng 40 - 50 V tính theo công thức: Uh= 18 + 1,8Lhq đây: Uh- điện áp hàn, V Lhq- Chiều dài cột hồ quang ,mm Chế độ hàn hồ quang điện cực nãng ch¶y Khi hàn cực điện kim loại lõi que hàn đồng hợp kim đồng hợp kim đồng - phốtpho, silic Cường độ dòng điện chọn theo công thức sau: Hàn vật mỏng: Ih = (35 48)d Hàn vật dày: Ih = (45 65)d V Gá phôi hàn Đọc vẽ: - Gá lắp phôi theo vẽ 45 Hình 1: Bài tập thực hành: Hàn đồng hợp kim đồng a Hàn giáp mối; b Hàn góc Hàn đính: Trớc hàn mối hàn giáp mối mối hàn góc để tránh tợng biến dạng cần phải hàn đính số điểm chiều dài đờng hàn với khoảng cách 50 100 mm Và chiều dài mối hàn ®Ýnh tõ 10 – 20 mm (h×nh 5.2) H×nh 5.2: Hàn đính chi tiết hàn a Hàn giáp mối; b Hµn gãc VI kÜ thuËt hµn KÜ thuËt hµn đồng phơng pháp hàn hồ quang điện cực không nóng chảy Hàn đồng điện cực than hay grafit tiến hành phơng pháp hàn trái (hình 5.3.a) phơng pháp hàn phải (hình 5.3.b) giống nh hàn khí 46 Hình 5.3 : Sơ đồ hàn đồng điện cực than 1- Điện cực than; 2- Que hàn phụ ; 3- Kim loại Trong trình hàn giữ chiều dài hồ quang Lhq=12mm phạm vi Lhq (8 10)mm cần nung nóng sơ từ (300 3500C) Chế độ dòng điện hàn giống hàn đồng, que hàn dùng đồng thau silic ЛK80-3.Thuốc hàn dùng hàn khí - Khi hàn cực điện kim loại lõi que hàn thường dùng loại ЛK80-3 Thành phần thuốc bọc có nhiều loại, tuỳ theo thành phần vật hàn lõi que hàn (ví dụ: Loại БЛ-1 thành phần thuốc bọc gồm 12% NaCl + 35% cirơlít (3Na F.Al F3) + 50% KCL + 2,5% than gỗ) Cường độ dòng điện Ih = (27 40)d KÜ thuËt hµn đồng phơng pháp hàn hồ quang - Khi hàn cực điện than tiến hành tương tụ hàn đồng đồng thau - Khi hàn cực điên kim loại, thành phần thuốc hàn gồm nhiều loai, phụ thuộc lõi que hàn vật hàn Ví dụ: Hàn đồng niken dùng thuốc hàn có 28% Ferơ mangan + 41% Ferô Silic + 28% trường thạch + 3% Magiê Cường độ dòng điện chọn theo cơng thức: Ih = B.d Trong đó: d - Đường kính que hàn; B - Mật độ dòng điện Khi d = (4 5) mm, B = (40 45)A/mm d = mm, B = (37 40)A/mm d > mm, B = (30 35)A/mm VII KiÓm tra chÊt lợng mối hàn * Công việc sau hàn: + Làm thuốc hàn để tránh tợng thuốc hàn ăn mòn mối hàn vùng lân cận mối hàn 47 + RÌn mèi hµn: Sau hµn mèi hµn đợc rèn búa tay nhằm tăng độ bền lên ít, xong đem ủ mối hàn nhằm khả chốn ăn mòn mối hàn Rèn tiến hành sau làm thuốc hàn trạng thái nóng (nhiệt độ 3000C đến 3500C), sau rèn cần tiến hành ủ đẻ làm nhỏ hạt VIII An toàn lao động vệ sinh phân xởng * An toàn lao động hàn - Nhắc nhở học sinh ý thực nội quy an toàn lao động phân xởng thực tập (Có đầy đủ quần áo, găng tay, dày, mũ) - Chú ý việc xếp thiết bị, dụng cụ, phôi hàn, vật liệu hàn c¸ch khoa häc, theo thø tù sư dơng - Trước hàn phải kiểm tra lại máy hàn, đầu dây, kìm hàn đảm bảo cách điện - Thờng xuyên kiểm tra điều kiện an toàn máy móc thiết bị hàn - Tuõn th ni quy xng thực hành - Cách xa đồ vật dễ bắt lửa > = 10m * Vệ sinh - Yêu cầu học sinh dọn vệ sinh cho thiết bị hàn, dụng cụ hàn trớc cất máy vào vị trí - Dọn phòng thực tập sau ca thùc tËp 48 Bài 6: Hàn đồng, hợp kim đồng phương pháp hàn TIG Mã bài: 32.6 Giới thiệu: Mục tiêu: - Trình bày đặc điểm, khó khăn hàn đồng, hợp kim đồng - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn TIG đầy đủ an toàn - Chuẩn bị mép hàn hết lớp ơ-xy hố, hết vết bẩn kích thước, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Chọn que hàn, khí bảo vệ phù hợp với kim loại hàn - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu kiểu liên kết hàn - Hàn đông, hợp kim đồng, mối hàn giáp mối, mối hàn gấp mép, mối hàn góc phương pháp hàn TIG đảm bảo độ sâu ngấu, khơng rỗ khí ngậm xỷ, khơng cháy cạnh, biến dạng - Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn - Thực tốt công tác an toàn lao động vệ sinh phân xưởng - Tuân thủ quy định, quy phạm quy trình trình hàn đồng, hợp kim đồng phương pháp hàn TIG - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thn, t m, chớnh xỏc Ni dung: I Đặc điểm khó khăn hàn đồng, hợp kim đồng,vật liệu hàn đồng Đặc điểm - ng v hp kim cú độ dẫn điện dẫn nhiệt cao, cần có nguồn nhiệt lớn để tạo nên bể hàn Vùng ảnh hưởng nhiệt lớn làm giảm tính vật hàn, gây biến dạng lớn nung nóng làm nguội Ở nhiệt độ cao độ bền mối hàn giảm nhiều, ứng suất nhiệt sinh hàn dễ tạo nên nứt mối hàn - Dễ bị ôxy hoá tạo nên CuO Cu 2O, nguoi ơxýt làm cho kim loại giòn Vì hàn phải dùng biện pháp công nghệ thuốc hàn, que hàn chứa chất khử ôxy (P, Si) Nhiệt độ chảy thấp nên dễ nhiệt hàn mỏng, mối hàn đứng hàn trần, kim loại dễ bị chảy - Khi hàn đồng thau, kẽm dễ bị cháy làm thay đổi thành phần kim loại mối hàn so với vật hàn VËt liệu hàn: a Khí bảo vệ: công nghệ hàn thờng sử dụng khí bảo vệ argon hêli nitơ hay hỗn hợp chúng Trong hêli argon (đặc biệt hêli) có tác dụng bảo vệ tốt cho phép nhận đợc mối hàn có chất lợng cao nhất, xong hêli chất khí đắt nên việc sử dụng để hàn bị hạn chế 49 Mặc dù nitơ tác dụng bảo vệ ttố argon hàn đòi hỏi điện áp không tải cao (U > 60 V) tức hồ quang cháy khó áp suất cần lớn 1,5 lần so với argôn, nhng nitơ chất khí rẻ tiền, hàn điện cực không nóng chảy vônfram hiệu nung nóng đạt 65 - 70% cao so với argon đạt (50 - 56%) nên đợc sử dụng phổ biến để hàn đồng b Dây hàn phụ: Khi hàn điện cực than môi trờng nitơ, ngời ta thờng dùng dây hàn phụ đồng silic mangan Còn hàn điện cực vonfram hay vonframthiori thờng sử dụng dây hàn phụ đồng đợc hợp kim hoá titan hay crôm II chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn tig - Chuẩn bị máy hàn TIG, có phận điều chỉnh dòng điện hàn xoay chiều - chiều - Chuẩn bị phôi hàn, dây hàn phụ III Chuẩn bị phôi hàn: Chuẩn bị chi tiết hàn hàn đồng hợp kim đồng phơng pháp hàn TIG giống nh chuẩn bị chi tiết hàn hàn khí IV Tính Chế độ hàn: Việc chọn chế độ hàn đồng phụ thuộc vào chiều dày vật hàn khí bảo vệ Khi hàn điện cực vônfram hay điện cực nóng chảy tốt dùng dòng chiều đấu thuận Do suất hàn điện cực nóng chảy cao 2-3 lần so với hàn điện cực không nóng chảy nên công nghệ hàn dùng điện cực nóng chảy nhiều Khi hàn vật dầy có chiều dày dới 6mm dùng điện cực vônfram Đờng kÝnh ®iƯn cùc d = 1,5 – mm Cêng độ dòng điện hàn chọn theo công thức : Ih=(60 - 65)*d (A) Tốc độ hàn vào khoảng - 12 m/h Lợng khí tiêu hao - l/phút (argon) 12 - 18 l/phút (hêli) áp lực khí vào khoảng 0,1 - 0,5 at V Gá phôi hàn Đọc vẽ: - Gá lắp phôi theo vẽ 50 Hình 1: Bài tập thực hành: Hàn đồng hợp kim đồng hàn TIG a Hàn giáp mối; b Hàn góc Hàn đính: Hình 6.2: Hàn đính chi tiết hàn a Hàn giáp mối; b Hàn góc Trớc hàn mối hàn giáp mối mối hàn góc để tránh tợng biến dạng cần phải hàn đính số điểm chiều dài đờng hàn với khoảng cách 50 100 mm Và chiều dài mối hàn đính từ 10 20 mm (hình 6.2) VI Kỹ thuật hàn: Để đảm bảo chất lợng mối hàn hàn cần lu ý số vấn đề sau: 51 Nếu hàn liên kết giáp mối khe hở không cần đệm, có khe hở cần hàn đệm đồng Khi hàn liên kết giáp mối có vát mép tiến hành hàn đệm đồng Khi hàn mối hàn vị trí hàn dùng phơng pháp hàn trái mỏ hàn nghiêng với bề mặt vật hµn mét gãc 70 - 900 so víi bỊ mặt vật hàn, dây hàn nghiêng góc từ 20 -450 ChiỊu dµi hå quang tõ - 10m (Hình 6.3) Hình 6.3: Vị trí điện cực que hàn hµn TIG vËt hµn; que hµn; 3.chơp khí; mối hàn; 5.điện cực Khi kết thúc mối hàn để tránh tợng thiếu kim loại bổ sung cần cho lợng que hàn chảy lỏng nhiều (giữ thời gian hồ quang dài hơn) hàn giật lùi đoạn để bổ sung kim loại hàn không đợc cho điện cực chạm vào vật hàn xẩy tợng hợp kim hoá mối hàn vônfram, mối hàn giảm chất lợng VII kiểm trachất lợng mối hàn Sau hàn xong cần ý kiểm tra cáckhuyết tật mối hàn xảy nh sau: Mối hàn không ngấu: Hình 6.4: Khuyết tật mối hàn (không ngấu) * Nguyên nhân: - Mép hàn chuẩn bị cha hợp lý Góc vát nhỏ - Dòng điện nhỏ tốc độ hàn nhanh - Góc độ điện cực quae hàn không hợp lý - Chiều dài hồ quang lớn Mối hàn ngậm xỉ: 52 Hình 6.5: Mối hàn ngậm xỉ Nguyên nhân: - Dòng điện nhỏ - Hàn lớp thứ nhât không làm lại hàn tiếp lớp thứ hai - không chấp hàn công tác làm trớc hàn - Góc nghiêng mỏ hàn que hàn không hợp lý Mối hàn cháy cạnh , chảy xệ: Hình 6.6: Mối hàn khuyết cạnh, chảy xệ Khuyết cạch chảy xệ thờng xẩy hàn góc nhiều Nguyên nhân: - Cờng độ dòng hàn lớn - Tốc độ hàn chậm Biện pháp khắc phục - Chọn lại chế độ hàn - Khi hàn góc tốt đa phôi vị trí lòng thuyên để hàn 53 Mối hàn bị nứt: Hình 6.7: Mối hàn nứt * Nguyên nhân - Chọn chế độ hàn không hợp lý - Kích thuốc mối hàn không theo yêu cầu - Chọn vật liệu hàn không thích hợp - Không nung nóng sơ trớc hàn Mối hàn rỗ khí: Rỗ khí Hình 6.8: Mối hàn rỗ khí * Nguyên nhân: - Không chấp hành công tác làm sấy khô que hµn vËt hµn tríc hµn; - ChØnh lu lợng khí bảo vệ thấp - Dùng hồ quang hàn dài - Chọn thuốc hàn không chủng loại - Chế dộ hàn cha hợp lý VIII Công tác an toàn lao động vệ sinh phân xởng Ngi th phải trang bị thiết bị bảo vệ như: Găng tay, mũ , áo dài tay, mặt nạ, Mặt nạ phải có kính lọc màu tối * An toàn lao động hàn - Nhắc nhở học sinh ý thực nội quy an toàn lao động phân xởng thực tập (Có đầy đủ quần áo, găng tay, dày, mũ) - Chú ý việc xếp thiết bị, dụng cụ, phôi hàn, vật liệu hàn c¸ch khoa häc, theo thø tù sư dơng - Thờng xuyên kiểm tra điều kiện an toàn máy móc thiết bị hàn * Vệ sinh - Yêu cầu học sinh dọn vệ sinh cho thiết bị hàn, dụng cụ hàn trớc cất máy vào vị trí - Dọn phòng thực tập sau ca thùc tËp 54 IV Tài kiệu tham khảo [1] Trương Công Đạt– Kỹ thuật Hàn -NXBKHKT- Hà Nội 1977 [2] Trần Hữu Tường, Nguyễn Như Tự- Hàn kim loại màu hợp kim màuNXBKHKT-1985 [3] Trung tâm đào tạo chuyển giao cơng nghệ Việt – Đức, “Chương trình đào tạo Chuyên gia hàn quốc tế”, 2006 [4] Metal and How to weld them - the James F.Lincoln Arc Welding Foundation (USA) – 1990 [5] The Procedure Handbook of Arc Welding – the Lincoln Electric Company (USA) by Richart S.Sabo – 1995 [6] Welding science & Technology – Volume – American Welding Society (AWS) by 2006 [7] ASME Section IX, “Welding and Brazing Qualifications”, American Societyt mechanical Engineer”, 2007 [8] AWS D1.1, “Welding Structure Steel”, American Welding Society, 2008 55 56 ... khăn hàn kim loại màu hợp kim màu - Liệt kê đầy đủ loại thuốc hàn que hàn khí cháy, khí bảo vệ dùng để hàn kim loại màu hợp kim màu - Trình bày rõ quy trình hàn kim loại màu hợp kim màu - Giải... hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu kiểu liên kết hàn - Vận hành, sử dụng thành thạo loại thiết bị, dụng cụ dùng hàn kim loại màu hợp kim màu - Hàn mối hàn kim loại màu hợp kim màu đảm... - Làm việc sở sản xuất khí - Trình bày đầy đủ đặc điểm khó khăn hàn kim loại màu hợp kim màu - Nhận biết loại thuốc hàn, vật liệu hàn dùng hàn kim loại màu hợp kim màu - Chuẩn bị phơi hàn kích