(NB) Giáo trình Hàn hồ quang tay 1F, 2F, 3F, 4F với mục tiêu chính là Giải thích đầy đủ các khái niệm cơ bản về hàn hồ quang tay. Nhận biết các loại vật liệu dùng để hàn hồ quang tay. Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại máy hàn hồ quang tay. Tính toán chế độ hàn hồ quang tay phù hợp chiều dày, tính chất của vật liệu và kiểu liên kết hàn.
TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRUNG ƢƠNG II -o0o - GIÁO TRÌNH Mơ đun: HÀN HỒ QUANG TAY1F;2F;3F;4F Mã số: MĐ26 NGHỀ HÀN Trình độ:CAO ĐẲNG NGHỀ (LƯU HÀNH NỘI BỘ) Hải phòng, năm 2011 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 công 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 theo môđun đào tạo nghề cấp thiết Mô đun 26: Hàn hồ quang tay 1F, 2F,3F,4F mơ đun đào tạo nghề biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết thực hành Trong trình thực hiện, nhóm biên soạn tham khảo nhiều tài liệu cơng nghệ hàn ngồi nước, kết hợp với kinh nghiệm thực tế sản xuất Mặc dầu có nhiều cố gắng, khơng tránh khỏi khiếm khuyết, mong nhận đóng góp ý kiến độc giả để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Tháng 12 năm 2011 Nhóm biên soạn MỤC LỤC Đề mục I Lời giới thiệu II Mục lục III Nội dung mô đun Trang Bài 1: Những kiến thức hàn điện hồ quang tay Bài 2: Hàn góc vị trí 1F 79 Bài 3: Hàn góc vị trí 2F 106 Bài 4: Hàn góc vị trí 3F 131 Bài 5: Hàn góc vị trí 4F Kiểm tra kết thúc mơ đun IV Tài liệu tham khảo 157 159 MÔ ĐUN: HÀN HỒ QUANG TAY CƠ BẢN Mã số mô đun: MĐ 26 I VỊ TRÍ, Ý NGHĨA, VAI TRỊ MƠ ĐUN: Môđun Hàn hồ quang tay mô đun chun mơn nghề, bố trí sau học xong môn học kỹ thuật, mô đun sở, Là mơđun có thời lượng lớn chương trình đào tạo, người học trang bị kiến thức, kỹ bản, sử dụng nhiều thực tế sản xuất II MỤC TIÊU MÔ ĐUN: - Giải thích đầy đủ khái niệm hàn hồ quang tay - Nhận biết loại vật liệu dùng để hàn hồ quang tay - Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc loại máy hàn hồ quang tay - Tính tốn chế độ hàn hồ quang tay phù hợp chiều dày, tính chất vật liệu kiểu liên kết hàn - Hàn mối hàn kết cấu hàn thông dụng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Thực tốt cơng tác an tồn vệ sinh cơng nghiệp III NỘI DUNG MÔ ĐUN: Số TT Tên mô đun Những kiến thức hàn điện hồ quang tay 6 Hàn góc vị trí 1F Hàn góc vị trí 2F Hàn góc vị trí 3F Hàn góc vị trí 4F Kiểm tra kết thúc Mơ đun U CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HỒN THÀNH MƠ ĐUN/MƠN HỌC Kiểm tra đánh giá trước thực mô đun: - Kiến thức: Được đánh giá qua kiểm tra trắc nghiệm tự luận; - Kỹ năng: Được đánh giá qua kết thực tập thực hành MĐ14 Kiểm tra đánh giá thực mô đun: Giáo viên hướng dẫn quan sát q trình hướng dẫn thường xun cơng tác chuẩn bị, thao tác bản, bố trí nơi làm việc Ghi sổ theo dõi để kết hợp đánh giá kết thực môđun kiến thức, kỹ năng, thái độ Kiểm tra sau kết thúc mô đun: 3.1 Về kiến thức: Căn vào mục tiêu môđun để đánh giá kết qua kiểm tra viết, kiểm tra vấn đáp, trắc nghiệm đạt yêu cầu sau: - Tính vật liệu hàn, phơi hàn xác - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày vật liệu kiểu liên kết hàn - Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động loại máy hàn điện hồ quang tay - Giải thích đầy đủ số quy định an toàn hàn điện 3.2 Về kỹ năng: Được đánh giá kiểm tra trực tiếp thao tác máy, qua chất lượng tập thực hành đạt yêu cầu sau: - Vận hành, sử dụng máy hàn xoay chiều chiều thông dụng thành thạo - Chuẩn bị phôi liệu, thiết bị dụng cụ hàn theo kế hoạch lập - Hàn mối hàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Phát khuyết tật mối hàn sửa chữa mối hàn không để phế phẩm sản phẩm - Sắp xếp thiết bị dụng cụ hợp lý, bố trí nơi làm việc khoa học 3.3 Về thái độ: Được đánh giá qua quan sát, qua sổ theo dõi đạt yêu cầu sau: - Chấp hành quy định bảo hộ lao động; - Chấp hành nội quy thực tập; - Tổ chức nơi làm việc hợp lý, khoa học; - Ý thức tiết kiệm nguyên vật liệu; - Tinh thần hợp tác làm việc theo tổ, nhóm Bài 1: Những kiến thức hàn điện hồ quang Giới thiệu: Hàn hồ quang tay phương pháp hàn ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực ngành công nghiệp Nắm vững kiến thức hàn điện hồ quang giúp người học hiểu rõ chất phương pháp hàn điện hồ quang, qua có hội để phát triển nghề nghiệp, góc sức vào cơng xây dựng kinh tế nước ta Mục tiêu: - Trình bày ký hiệu, quy ước mối hàn - Phân biệt loại máy hàn điện hồ quang tay, đồ gá, kính hàn, kìm hàn dụng cụ cầm tay - Phân biệt loại que hàn thép bon thấp theo ký mã hiệu, hình dáng bên ngồi - Trình bày ngun lý q trình hàn - Nêu liên kết hàn - Trình bày loại khuyết tật mối hàn - Nêu ảnh hưởng trình hàn hồ quang tay tới sức khỏe cơng nhân hàn - Thực tốt cơng tác an tồn vệ sinh môi trường Nội dung: Sơ lƣợc ký hiệu, quy ƣớc mối hà n: 1.1 Ký hiệu quy ước mối hàn theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) 1.1.1 Cách biểu diễn mối hàn vẽ: a Không phụ thuộc vào phương pháp hàn mối hàn vẽ quy ước biểu diễn sau: Mối hàn nhìn thấy biểu diễn – Nét (Hình 15.1.1a,b) Mối hàn khuất biểu diễn – Nét đứt (Hình 15.1.1c) Hình 15.1.1: Biểu diễn mối hàn vẽ b Không phụ thuộc vào phương pháp hàn, điểm hàn (các mối hàn điểm) vẽ quy ước sau: Điểm nhìn thấy biểu diễn dấu “+” (hình 15.1.1d) dấu biểu thị “nét liền bản” (hình 15.1.1e) c Để mối hàn hay điểm hàn quy ước dùng “đường dóng” nét gạch ngang đường dóng Nét gạch ngang kẻ song song với đường vẽ, tận đường dóng có nửa mũi tên vào vị trí mối hàn d Để biểu diễn mối hàn nhiều lớp quy ước dùng đường viền riêng chữ số “La Mã“ để thứ tự lớp hàn (hình 15.1.2) e Đối với mối hàn phi tiêu chuẩn (do người thiết kế qui định) cần phải dẫn kích thước phần tử kết cấu chung vẽ (hình 15.1.3) g Giới hạn mối hàn quy ước biểu thị nét liền giới hạn phần tử kết cấu mối hàn biểu thị nét liền mảnh 1.1.2 Quy ước ký hiệu mối hàn vẽ: a Cấu trúc quy ước ký hiệu mối hàn tiêu chuẩn (hình 15.1.4): Hình 15.1.4 Quy ước ký hiệu mối hàn tiêu chuẩn b Cấu trúc quy định ký hiệu mối hàn phi tiêu chuẩn dẫn hình 15.1.5 Phương pháp hàn để hàn mối hàn phải dẫn điều kiện kỹ thuật vẽ Hình 15.1.5 Quy ước ký hiệu mối hàn phi tiêu chuẩn c Những quy ước phụ để ký hiệu mối hàn dẫn theo bảng sau: Ký hiệu phụ Ý nghĩa ký hiệu phụ Phần lồi mối hàn cắt cho với bề mặt kim loại Mối hàn gia cơng để có chuyển tiếp từ kim loại mối hàn đến kim loại Mối hàn thực lắp ráp Mối hàn gián đoạn phân bố theo kiểu mắt xích Vị trí ký hiệu phụ Phía Phía phụ Mối hàn gián đoạn hay điểm hàn phân bố so le Mối hàn thực theo đường kính chu vi kín đường kính ký hiệu d = ÷ mm Mối hàn thực theo đường chu vi hở Ký hiệu dùng mối hàn nhìn thấy Kích thước ký hiệu qui định: Cao từ ÷ mm Dài từ ÷ 10 mm d Quy ước ký hiệu mối hàn phía ghi (hình 15.1.6a) phía phụ ghi (hình 15.1.6b) nét gạch ngang đường dóng vị trí hàn Hình 15.1.6 Quy ước phía ghi ký hiệu mối hàn e Độ nhẵn bề mặt gia công mối hàn ghi phía hay nét gạch ngang đường dóng vị trí hàn đặt sau ky hiệu mối hàn (hình 15.1.7) dẫn điều kiện kỹ thuật vẽ mà khơng cần ghi ký hiệu Hình 15.1.7 Quy ước ghi độ nhẵn bề mặt gia công mối hàn f Nếu mối hàn có qui định kiểm tra ký hiệu ghi phía đường dóng vị trí hàn (hình 15.1.8) Hình 15.1.8 Quy ước ghi ký hiệu kiểm tra mối hàn g Nếu vẽ có mối hàn giống cần ghi số lượng số hiệu chúng Ký hiệu ghi phía nét vạch ngang đường dóng vị trí hàn (nếu phía nét gạch ngang đường có ghi ký hiệu mối hàn) (hình 15.1.9) Hình 15.1.9 Quy ước ghi ký hiệu mối hàn giống h Vật liệu mối hàn (que hàn, dây hàn, thuốc hàn, thuốc bọc ) dẫn điều kiện kỹ thuật vẽ khơng cần phải dẫn i Hiện có nhiều phương pháp hàn dạng hàn khác song quy định số quy ước ký hiệu phương pháp hàn dạng dạng kiểu liện kết hàn thường dùng sau: T - Hàn hồ quang tay 118 Tính chế độ hàn Chế độ hàn gồm thông số sau: d qh, Ih, Uh, Vh, , số lớp hàn, tốc độ hàn lượng đường 2.1 Đường kính que hàn Khi hàn mối hàn góc, đường kính que hàn tính theo cơng thức: d= K 2 (1.1) Trong đó: d - đường kính que hàn (mm); K- cạnh mối hàn (mm) Ngồi việc tính theo cơng thức (1.1) chọn đường kính que hàn theo bảng Bảng Cạnh mối hàn K(mm) 6÷8 Đƣờng kính que hàn 1,6÷2 2,5÷3 3÷4 4÷5 d(mm) Khi hàn hồ quang tay, sau lớp hàn, thường cạnh mối hàn nhận không lớn mm Do đó, trường hợp yêu cầu cạnh mối hàn K > mm cần phải tiến hành hàn nhiều lớp Kinh nghiệm cho thấy hàn mối hàn góc, diện tích tiết diện ngang kim loại đắp tính theo cơng thức Fđ = Ky.K2/2 (1.2) đây: Fđ - diện tích tiết diện ngang kim loại đắp (mm2) K - cạnh mối hàn (mm) Ky - hệ số kể đến phần lồi mối hàn khe hở hàn K < 3mm, Ky = 1,1 ÷ 2; K = ÷ 20, ky lấy sau: Cạnh mối hàn K(mm) Hệ số Ky 3÷4 1,5 5÷6 1,35 7÷10 1,25 12÷20 1,15 2.2 Cường độ dòng điện hàn Cường độ dòng điện hàn thông số quan trọng chế độ hàn, ảnh hưởng nhiều đến hình dạng kích thước mối hàn chất lượng mối hàn suất trình hàn Đối với chế độ hàn, cường độ dòng điện hàn giới hạn phạm vi định Do hàn cần phải đảm bảo trị số nằm phạm vi cho phép Có thể chọn 119 cường độ dòng điện hàn bảng tính theo cơng thức sau Ih = k.d (1.3) Ih = k1d1,5 (1.4) Trong công thức trên: Ih - cường độ dòng điện hàn (A) d - đường kính que hàn (mm) k,k1 - hệ số thực nghiệm (k = 35 ÷ 50; k1 = 20 ÷25) 2.3 Hiệu điện hàn Điện áp hàn phụ thuộc vào chiều dài cột hồ quang tính chất que hàn, nói chung thay đổi phạm vi hẹp Do thiết kế qui trình cơng nghệ hàn hồ quang tay, chọn điện áp theo Paspo que hàn hay tính cơng thức sau: Uh = a b1hq (1.6) Trong đó: Uh - điện áp hàn (v) 1hq - chiều dài cột hồ quang (cm) Ih - cường độ dòng điện hàn (A) a - điện áp rơi anốt catốt a = 15 ÷20 (v) b - điện áp rơi đơn vị chiều dài hồ quang (b = 15,7 v/cm) 2.4 Số lớp hàn Do đường kính que hàn cho phép dùng phạm vi định, tiết có chiều dày lớn phải hàn hai hay nhiều lớp mối hàn hoàn thành Số lớp hàn hợp lý, tức lớp hàn tối thiểu cần thiết hàn mối hàn nhiều lớp tính sau: n Fd F1 Fn (1.7) Trong đó: n - số lớp hàn F1 - diện tích tiết diện ngang lớp hàn thứ Fn - diện tích tiết diện ngang lớp hàn Fd - diện tích tiết diện ngang tồn kim loại đắp Để đơn giản cho việc tính tốn, coi diện tích tiết diện ngang lớp hàn thứ hai trở đến lớp thứ n nhau, tức F = F3 = Fn Diện tích tiết diện ngang kim loại đắp sau lớp hàn phụ thuộc vào đường kính que hàn Theo kinh nghiệm, mối quan hệ xác định sau: F1 = (6 8) d (1.8) Fn = (8 12) d (1.9) 120 đây: d - đường kính que hàn (mm) F1 Fn tính mm2 4.5 Tốc độ hàn Tốc độ hàn có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối hàn Nếu khối lượng kim loại đắp kim loại nóng chảy lớn chảy phía trước hồ quang phủ lên phần mép hàn chưa đun nóng chảy, để gây nên tượng hàn khơng dính Ngượi lại, lớn q lượng đường không đủ, dễ gây nên tượng hàn khơng ngấu v.v Ngồi ra, tốc độ hàn q lớn lớp kim loại khơng đắp có tiết diện ngang qúa nhỏ sé làm tăng thêm tập trung ứng suất dễ làm cho mối hàn bị nứt nguội 2 F® (mm ) F® (mm ) 800 800 600 600 400 400 200 200 20 F® 40 S,K (mm) F® F® F® F® a) 40 20 s F® S,K (mm) s F® b) Hình 1.1 Đồ thị xác định diện tích tiết diện ngang kim loại đắp a - mối hàn giáp mối b - mối hàn góc Tốc độ hàn hợp lý tính theo cơng thức: I d h (1.10) Vh 3600 Fd Trong đó: Vh - Tốc độ hàn (cm/s) αđ - hệ số đắp (αđ= ÷11g/A.h) Ih - cường độ dòng điện hàn (A) - khối lượng riêng kim loại đắp (g/cm3) F® 121 Fđ - diện tích tiết diện ngang kim loại đắp tính cho lớp hàn tương ứng (cm2) 2.6 Năng lượng đường Năng lượng đường thông số quan trọng chế độ hàn, cho phép đánh giá hiệu nung nóng nguồn điện hàn kim loại kim loại đắp tốt hay xấu, mức độ biến dạng liên kết (hay kết cấu) hàn lớn hay nhỏ, đồng thời đại lượng cần thiết để tính tốn kích thước mối hàn Năng lượng đường tính sau: q 0,24.U h I h (1.11) qd Vh Vh Thay giá trị Vh từ công thức (1.10) vào (1.11) ta có: U h Fd (1.12) q d 0,24.3600 d Trong công thức (1.11) (1.12) qđ - lượng đường (cal/cm) q - công suất hiệu dụng hồ quang hàn (cal/s) vh - tốc độ hàn (cm/s) Uh - điện áp hàn (v) Ih - cường độ dòng điện hàn (A) Fđ - điện tích tiết diện ngang kim loại đắp lớp hàn tương ứng (cm2) αđ- hệ số đắp (g/A.h) - khối lượng riêng kim loại đắp (g/cm3) - hệ số hữu ích hồ quang hàn ( = 0,60 ÷ 0,80) Mặc dù mối hàn nhãn hiệu que hàn khác nhau, trị số αđ Uh tương ứng không giống nhau, song thực tế chứng tỏ chứng tỏ thay đổi phạm vi nhỏ xem gần tỷ số h const Đối với que hàn thép d thường lấy = 7,8 g/cm3 = 0,70 Do đó, nên ký hiệu tất số công thức (1.12) số M ta có: qđ = M Fđ Thực nghiệm cho thấy rằng, tất loại que hàn thép lấy trị số trung bình hàm số M = 14500, đó: qđ = 14500 Fđ (1.13) Tuy kích thước mối hàn (trong chủ yếu chiều sâu chảy) ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối hàn; chế độ hàn hồ quang tay tương đối thấp, nên ảnh hưởng đến hình dạng kích thước mối hàn khơng lớn Vì hàn liên kết có vát mép thường khơng u cầu 122 phải tính tốn kích thước mối hàn Chỉ có trường hợp hàn liên kết khơng vát mép liên kết có vát mép sử dụng chế độ hàn phạm vi rộng cần phải tính tốn chiều sâu chảy (chiều sầu ngấu) Thời gian hàn Thời gian hoàn thành mối hàn (gọi tắt thời gian hàn) bao gồm thời gian (thời gian cháy), thời gian phụ (thời gian chuẩn bị chỗ làm việc, mở, đóng máy, thay que hàn, tháo lắp vật hàn v.v ) tính sau: Th = T0 Tph Do việc xác định thời gian phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố, để giản đơn cho việc tính tốn, kỹ thuật hàn người ta thường xác định thời gian hàn theo công thức: T Th = (1.14) m đây: Th - thời gian hàn (h/ph) T0 - thời gian (h/ ph) m - hệ số kể đến tổ chức làm việc, đôi với hàn quang tay, thường lấy m = 0,3 ÷0,5 Kỹ thuật hàn 4F 3.1 Chuẩn bị mép hàn - Sự chuẩn bị kích thước mối hàn chữ T không vát cạnh k k +2 s Hình 1.2 Bảng 1.1 Các thơng số kỹ thuật -3 -6 -9 10 -12 14 -18 18 -22 K(nhỏ ) - Sự chuẩn bị kích thước mối hàn chữ T vát cạnh k1 2±1 0± 55 b h a b h 23 -30 10 123 Hình 1.3 Bảng 1.2 Các thông số kỹ thuật b 6 h a K1 10 10 12 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 1,5 0,5 6 - Sự chuẩn bị kích thước mối hàn chữ T vát hai cạnh s b h 10 12 14 16 18 10 b 2±1 0 ±3 Bảng 1.3 Các thông số kỹ thuật h 55 55 ±3 2±1 20 12 22 14 Hình1.4 24 26 16 28 30 18 32 34 20 36 38 22 40 24 3.2 Kỹ thuật hàn Hàn trần vị trí hàn khó tất vị trí khơng gian mối hàn: tác dụng trọng lực, kim loại lỏng rễ chảy khỏi bể hàn: đồng thời giọt kim loại lỏng từ đầu que hàn khó chuyển vào vũng hàn Vì hàn phải giữ chiều dài hồ quang thật ngắn giảm bớt cường độ dòng điện hàn xuống 15 ÷ 20% so với hàn để giảm bớt thể tích vũng hàn Que hàn thường dùng loại có đường kính d