(NB) Giáo trình Đun cắt và hàn cơ bản với mục tiêu chính là Trình bày được công dụng và cách sử dụng thiết bị, dụng cụ hàn điện cắt khí cơ bản như máy hàn, mỏ cắt khí , máy cắt khí tự động. Trình bày được kỹ thuật hàn mối hàn vị trí hàn bằng, hàn ngang, hàn đứng, bằng phương pháp hàn hồ quang tay ,kỹ thuật cắt kim loại bằng mỏ cắt khí , máy cắt khí tự động Oxy-Ga, cắt kim loại bằng PlasMa và bằng O xy Gas -Plasma-CNC.
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BA RIA –VUNG TAU ̀ ̣ ̃ ̀ TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN CĂT VA HAN C ́ ̀ ̀ Ơ BAN ̉ NGHỀ : CHÊ TAO THIÊT BI C ́ ̣ ́ ̣ Ơ KHÍ TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG VÀ TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số:01 /QĐCĐN… ngày 4 tháng 1 năm 2016 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh BR VT Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2016 TUN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép dùng ngun bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới, lĩnh vực cơ khí chế tạo nói chung và ngành chê tao thiêt bi c ́ ̣ ́ ̣ ơ khi, lăp rap kêt câu thep noi riêng ́ ́ ́ ́ ́ ́ ́ ở Việt Nam nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể Chương trình khung nghề chê tao thiêt bi c ́ ̣ ́ ̣ khi ́ đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các môđun. Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong q trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo theo các mơđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện Mô đun cắt va hàn c ̀ ban ̉ là mô đun đào tạo nghề biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trình thực hiện, người biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu cơng nghệ nganh chê tao c ̀ ́ ̣ ơ khí trong và ngồi nước, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất Mặc dù có rất nhiều cố gắng, nhưng khơng tránh khỏ i những k hiếm khuyết, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của cac đơng nghiêp ́ ̀ ̣ để giáo trình được hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 25 tháng 2 năm 2016 Ch ủ biên Lê Văn Tân ́ MỤC LỤC TRANG CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN CẮT VÀ HÀN CƠ BẢN 1 Giới thiệu lịch sử phát triển nghề hàn : Thực chất, đặc điểm công dụng hàn: – Phân loại phương pháp hàn: 5 Dụng cụ thiết bị: 16 Que hàn hồ quay tay: 24 Các khuyết tật mối hàn, phương pháp kiểm tra 35 Các dạng nứt, nguyên nhân biện pháp khắc phục Bảng 6.1 .36 BÀI 2: 43 HÀN ĐƯỜNG THẲNG TRÊN MẶT PHẲNG THÉP TẤM 43 Kỹ thuật hàn bằng: .43 Quy trình thực .44 BÀI 50 HÀN GIÁP MỐI KHÔNG VÁT CẠNH VỊ TRÍ HÀN BẰNG 50 Chuẩn bị .50 Quy trình thực : .51 BÀI 4: 54 HÀN GIÁP MỐI KHÔNG VÁT CẠNH VỊ TRÍ HÀN NGANG (2G) 54 1.Đọc vẽ : 54 2.Chuẩn bị : .54 Chế độ hàn 54 Kỹ thuật hàn : 55 Những khuyết tât thường gặp, nguyên nhân biện pháp khắc phục : 56 BÀI 5: 57 HÀN GĨC CHỮ T VỊ TRÍ HÀN NGANG (2F) 57 Kỹ thuật hàn lấp góc : 57 Trình tự tiến hành : 58 BÀI 6: 59 HÀN GIÁP MỐI KHÔNG VÁT CẠNH VỊ TRÍ HÀN ĐỨNG (3G) 59 1.Chuẩn bị : 59 2.22.Trang thiết bị - dụng cụ : 59 3.Chế độ hàn : 60 BÀI 7: 64 CẮT THÉP TẤM BẲNG ƠXY VÀ KHÍ GAS 64 Thiết bị dụng cụ cắt khí 65 Vận hành sử dụng thiết bị, dụng cụ cắt khí .73 BÀI 8: 76 CẮT THÉP HÌNH BẲNG ƠXY VÀ KHÍ GAS 76 Chuẩn bị bề mặt vật cắt .77 Cắt đường thẳng 77 Cắt phơi trịn 78 Cắt kim loại định hình 78 Chú ý cắt 78 Chỉnh sửa phôi .78 An tồn, phịng chống cháy nổ hàn khí 78 BÀI 80 CẮT THÉP TẤM BẲNG MÁY CẮT TỰ ĐỘNG 80 Cấu tạo, nguyên lý làm việc máy cắt khí bán tự động 80 Vận hành máy cắt rùa 81 Chế độ cắt 82 Kỹ thuật cắt kim loại .82 An toàn cắt kim loại máy cắt khí bán tự động .83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN CẮT VÀ HÀN CƠ BẢN Mã số mơ đun: MĐ17 Thời gian mơ đun:150 h; (Lý thuyết:20 h; Thực hành:130 h) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN: Mơ đun Cắt và Hàn cơ bản là mơ đun nghề bổ trợ trong danh mục các mơn học, mơ đun đào tạo bắt buộc nghề Chế tạo thiết bị cơ khí. Mơ đun cắt và hàn cơ bản mang tính tích hợp và độc lập. II. MỤC TIÊU MƠ ĐUN: Học xong mơ đun này sinh viên có khả năng: + Trình bày được cơng dụng và cách sử dụng thiết bị, dụng cụ hàn điện cắt khí cơ bản như máy hàn, mỏ cắt khí , máy cắt khí tự động + Trình bày được kỹ thuật hàn mối hàn vị trí hàn bằng, hàn ngang, hàn đứng, bằng phương pháp hàn hồ quang tay ,kỹ thuật cắt kim loại bằng mỏ cắt khí , máy cắt khí tự động OxyGa, cắt kim loại bằng PlasMa và bằng O xy Gas PlasmaCNC + Chọn được chế độ hàn, cắt thích hợp cho từng loại vật liệu + Hàn được các mối hàn ở vị trí hàn bằng, hàn ngang, hàn đứng đảm bảo ngấu chắc, ít biến dạng, khơng có khuyết tật, theo đúng u cầu của bản vẽ hoặc sản phẩm mẫu + Cắt được các kim loại có chiều dày khác nhau đảm bảo đúng u cầu kỹ thuật + Sử dụng đúng kỹ thuật và an tồn các thiết bị, dụng cụ hàn điện cắt khí + Đảm bảo tốt an tồn lao động và vệ sinh cơng nghiệp + Bố trí chỗ làm việc khoa học, hợp lý III. NỘI DUNG MƠ ĐUN: 1. Nội dung tổng qt và phân phối thời gian: TT Tên các bài trong mơ đun Mở đầu Hàn đường thẳng trên mặt phẳng thép tấm Hàn giáp mối khơng vát cạnh vị trí hàn bằng (1G) Kiểm tra bài 3 Hàn giáp mối khơng vát cạnh vị trí hàn ngang (2G) Kiểm tra bài 4 Hàn góc chữ T vị trí hàn ngang (2F) Kiểm tra bài 5 Hàn giáp mối khơng vát cạnh vị trí hàn đứng (3G) Kiểm tra bài 6 Cắt thép tấm bằng ơ xy và khí gas Kiểm tra bài 7 Cắt thép hình bằng ơ xy và khí gas Cắt thép tấm bằng máy cắt tự động Kiểm tra bài 9 Cộng Thời gian Hình thức giảng dạy 20 Tích hợp Tích hợp 18 Tích hợp Tích hợp Tích hợp 18 18 18 18 18 150 Tích hợp Tích hợp Tích hợp Tích hợp Tích hợp Tích hợp Tích hợp Tích hợp Tích hợp Tích hợp BÀI 1 MỞ ĐẦU Mục tiêu của bài: Trình bày được thực chất, đặc điểm, cơng dụng của hàn Phân loại được các phương pháp hàn. Trình bày được cách gây hồ quang và sự cháy của hồ quang Trình bày được cơng dụng và cách sử dụng thiết bị, dụng cụ hàn điện Phân biệt được vật liệu và các loại que hàn thơng thường 1. Giới thiệu lịch sử phát triển nghề hàn : Từ cuối thế kỷ 19, vật lý, hóa học và các mơn khoa học khác phát triển rất mạnh. Năm 1802 nhà bác học Nga petơrop đã tìm ra hiện tượng hồ quan điện và chỉ rõ khả năng sử dụng nhiệt năng của nó để làm nóng chảy kim loại. Năm 1882 kỹ sư Benađớt đã dùng hồ quang cực than để hàn kim loại. Năm 1888 Slavianốp đã áp dụng cực điện nóng chảy cực điện kim loại vào hồ quang điện. Năm 1990 1902 trong cơng nghiệp đã sản xuất được các bit canxi và sau đó 1906 hàn khí ra đời. Hàn tiếp xúc xuất hiện và phát triển chậm hơn, năm 1886 Tomson tìm ra phương pháp hàn tiếp xúc giáp mối. Năm 1887 Benađớt tìm ra phương pháp hàn điểm, nhưng mãi đến năm 1903 thì hàn giáp mối mới dùng trong cơng nghiệp và đặc biệt kể từ sau chiến tranh thế giới thứ hai hàn tiếp xúc mới phát triển mạnh mẽ và xuất hiện nhiều phương pháp hàn mới. Một đóng góp rất quan trọng cho sự phát triển hàn hồ quang là thành cơng của kỹ sư Thụy Điển Kenbe năm 1907 về phương pháp ổn định q trình phóng hồ quang và bảo vệ vùng hàn khỏi tác dụng của khơng khí chung quanh bằng cách đắp lên cực kim loại một lớp vỏ thuốc. Việc ứng dụng que hàn bọc thuốc bảo đảm chất lượng cao của mối hàn. Từ những năm cuối bốn mươi các phương pháp hàn trong khi bảo vệ cũng được nghiên cứu và đưa vào sản xuất. Việc khai thác rộng rãi các khí tự nhiên (heli acgơng ở Mỹ, khí cacbonic ở Liên Xơ ) lúc đó đã làm cho các phương pháp hàn này phát triển mạnh mẽ. Hàn trong khi bảo vệ làm tăng vọt chất lượng mối hàn. Hiện nay hàn trong khí bảo vệ được ứng dụng mỗi ngày một nhiều hơn Những năm gần đây loạt phương pháp hàn mới ra đời như hàn bằng tia điện tử, hàn lạnh, hàn masat, hàn nổ, hàn siêu âm, hàn phát ma hồ quang vv Hiện nay có hơn 120 phương pháp hàn khác nhau. Ở Việt Nam, hiện nay đang trong thời kỳ CNHHĐH đất nước, cơng nghệ hàn đang được ứng dụng rộng rãi và phát triển. Nguồn nhân lực thợ hàn ngày càng được nâng cao về số lượng và chất lượng. Trong tương lai cơng nghệ hàn sẽ phát triển mạng mẽ hơn 2 . Thực chất, đặc điểm và cơng dụng của hàn: 2.1 . Khai niêm: ́ ̣ Hàn là q trình cơng nghệ nối hai hoặc nhiều phần tử (chi tiết, bộ phận) thành một khối thống nhất bằng cách dùng nguồn nhiệt nung nóng chỗ cần nối đến trạng thái lỏng (hoặc dẻo), sau đó kim loại tự kết tinh (hoặc dùng lực ép) tạo thành mối hàn 2.2 . Đặc điểm và ứng dụng: Mơi hàn là m ́ ột liên kết “cứng” khơng tháo rời được So với đinh tán tiết kiệm (10 20)% khối lượng kim loại, so với đúc tiết kiệm khoảng 50% Hàn chế tạo được các chi tiết có hình dáng phức tạp, liên kết các kim loại có cùng tính chất hoặc khác tính chất với nhau Mối hàn có độ bền và độ kín cao, đáp ứng u cầu làm việc quan trọng của các kết cấu quan trọng (vỏ tàu, bồn chứa, nồi hơi, v.v…) Van giảm áp oxy để điều chỉnh áp suất từ 150at xuống khoảng 1 ÷ 1,5at Van giảm áp axetylen để điều chỉnh áp suất từ 150at xuống 0,05 ÷ 1,5at Van giảm áp được phân loại : Theo ngun lý làm việc : van kiểu thuận và van kiểu nghịch Theo loại khí : van axetylen, van oxy, van metal Trên hình giới thiệu hai loại van kiểu thuận và kiểu nghịch Van thuận : Khí được dẫn vào theo ống (1) và ra qua ống (5) tới mỏ cắt. Áp lực khí trong buồng hạ áp (6) phụ thuộc vào độ mở của van (3). Khi lị xo chính (7) bị nén, van (3) chịu tác dụng của lị xo phụ (2) và áp lực của khí, đóng kín cửa van khơng cho khí vào buồng hạ áp. Khi vặn nút điều chỉnh (8) làm lị xo (7) bị nén, van (3) được nâng lên, cửa van mở cho khí sang buồng hạ áp. Tùy độ nén của lị xo, độ chênh áp trước và sau van, cửa van được mở nhiều hay ít ta nhận được áp suất cần thiết trong buồng hạ áp. Màng đàn hồi (9) để tự động điều chỉnh áp suất của khí ra. Nếu do ngun nhân nào đó áp suất cửa ra tăng lên đẩy màng (9) đi xuống kéo theo con đội đi xuống làm cửa van đóng bớt lại, lượng khí ở buồng hạ áp giảm làm áp suất khí ra giảm Hình 2.7. Sơ đồ ngun lý van giảm áp 70 1.7. Mỏ cắt Mỏ cắt để hịa trộn hỗn hợp oxi với khí cháy và dẫn oxi thổi để tạo mạch cắt. Cấu tạo của mỏ cắt ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng cắt. Mỏ cắt cần phải an tồn khi sử dụng và ổn định thành phần của ngọn lửa, phải nhẹ nhàng và thuận tiện khi sử dụng, dễ điều chỉnh thành phần và cơng suất ngọn lửa khi cắt Phân loại mỏ cắt theo nhiều cách, dùng phổ biến nhất là hai loại : Mỏ cắt kiểu hút Mỏ cắt kiểu đẳng áp Hình 2.8. Mỏ cắt kiểu hút Đầu mỏ cắt 8. Khung lắp van Ống dẫn oxy cắt 9. Van khí cháy van oxy cắt 10. Hốc trộn khí van oxy hỗn hợp 11. Đầu buồng hỗn hợp đầu lắp ống oxy 12. Buồng hỗn hợp đầu lắp ống khí cháy 13. Ống dẫn khí cháy Tay cầm 14. Lỗ hỗn hợp khí cháy 15. Lỗ oxy cắt 71 Khí cháy theo ống (6) đi vào buồng hỗn hợp (12) qua van điều chỉnh (9), oxi cháy đi theo ống (5) qua van (4) vào buồng hỗn hợp để hịa trộn với khí cháy, cịn oxi thổi đi qua van (3) đến trực tiếp đầu cắt. u cầu với mỏ cắt: Đảm bảo cắt được tất cả các hướng Chiều dài thích hợp để dễ thao tác và an tồn khi cắt Điều chỉnh được dịng oxi và hỗn hợp Mỏ có bộ phận gá đặt Bản chất của cắt bằng Oxy Axetylen là q trình oxy hóa cục bộ tại điểm cần cắt. Nhiệt sinh ra để cắt là nhờ nhiệt độ của phản ứng oxy hóa. Bí quyết để thực hiện tốt một đường cắt nhanh, vết cắt đẹp là phải giữ sao cho tốc độ di chuyển của mỏ cắt bằng với tốc độ ơxy hóa Việc sử dụng bép cắt bằng khí gas hay axetylen lâu nay rất thơng dụng ngồi xã hội cũng như trong các nhà máy. Có thể sử dụng để hàn các chi tiết hay để cắt thép thành những khổ hay hình theo ý muốn như cắt thép tấm để làm bích, đồ gá hàn hay khn dựng hình trong gia cơng dập Cơng việc này chủ yếu phụ thuộc vào tay thợ là chủ yếu: điểu chỉnh tỷ lệ gas, axetyle và oxy, chế tạo các dụng cụ để cắt các hình phức tạp 72 Hình 2.9. Một số loại mỏ cắt Hình 2.10. Bép cắt 2. Vận hành và sử dụng thiết bị, dụng cụ cắt khí 2.1. Kiểm tra tình trạng thiết bị Kiểm tra tình trạng ống dẫn xem có bị xước, bị rách ở đâu khơng, Kiểm tra các đầu nối ống có bụi bẩn, lẫn dầu mỡ, hỏng hóc gì khơng Kiểm tra van đầu bình có rị khí khơng 2.2. Lắp dây dẫn và van giảm áp 73 Dây dẫn khí oxi màu xanh, khí cháy màu trắng hoặc đỏ. Quay cửa xả khí về phía trái người thao tác để thổi sạch bụi bẩn Vặn nút điều chỉnh áp suất trên van giảm áp ngược chiều kim đồng hồ cho đến khi lỏng tay mới thơi Van oxi khơng có ren nên phải dùng gơng, có miếng đệm bằng da để đảm bảo độ kín Kiểm tra các van trên mỏ cắt đảm bảo đã đóng Dùng kìm vặn từ từ (ngược chiều đồng hồ) van khóa đầu bình nếu khơng thấy có tiếng xì do rị khí và kim đồng hồ áp suất cao dịch chuyển là được. Khi thấy tiếng xì xì phải khóa van đầu bình, tháo đai ốc và làm biện pháp đảm bảo độ kín của chỗ ghép Mở dần dần van áp suất theo chiều kim đồng hồ, theo dõi đồng hồ đến khi đạt trị số áp suất u cầu thì dừng lại Xả thử van trên mỏ cắt 2.3. Vận hành mỏ cắt Mở nhỏ van dẫn oxi vào buồng hỗn hợp Mở van khí cháy rồi mồi lửa Điều chỉnh van oxi hỗn hợp để điều chỉnh chiều dài và cơng suất ngọn lửa Nung nóng vật cắt đến trạng thái cháy thì mở van oxi cắt để tạo thành mạch cắt 2.4. Chế độ cắt khí 2.4.1. Tốc độ cắt Ảnh hưởng đến chất lượng mối cắt Tốc độ phải tương ứng với chiều dày cắt (tốc độ thấp thì sự cháy mạnh, tốc độ cao thì lượng khơng cắt hết lớn) 2.4.2. Lưu lượng khí 74 Lưu lượng khí tiêu hao phụ thuộc vào chiều dày vật cắt, trạng thái bề mặt vật cắt và độ tinh khiết của dịng oxy 2.4.3. Khoảng cách từ mỏ cắt đến vật cắt Khoảng cách từ nhân ngọn lửa đến bề mặt vật cắt tốt nhất là từ 1,5… 2,5 mm. Khoảng cách từ mỏ cắt tới bề mặt kim loại khi cắt thép S 100, oxi có áp suất thấp, h tính theo cơng thức : h = 5 + 0,05S (mm) S : chiều dày tấm (mm) Bảng 2.3. Chế độ cắt dùng gas, mỏ gas Số Chiều dày hiệu vật cắt (mm) bép 5 – 10 10 – 15 15 – 30 30 – 40 40 – 50 50 – 100 100 – 150 150 – 250 250 300 Áp lực khí (kg/cm2) Tốc độ Lưu lượng khí (mm/ph) O2 Gas O2 cắt O2 thổi Gas cắt 00 1.5 0.2 690 1180 310 0.2 1200 1180 310 2.5 0.2 2100 1180 310 0.25 3400 1370 360 3 0.25 4300 1370 360 3.5 0.3 6500 1860 490 0.3 11000 1860 490 0.3 15000 3040 800 4.5 0.4 22000 3720 980 4.5 0.4 28000 3720 980 Bảng 2.4. Chế độ cắt dùng gas, mỏ axetylen Chiều dày Số Áp lực khí vật cắt (mm) hiệu (kg/cm2) O2 Gas bép cắt cắt Lưu lượng khí 660 660 – 550 550 – 490 490 – 400 400 – 350 350 – 320 320 – 200 200 150 150 – 80 80 45 Tốc độ cắt (mm/ph) O2 cắt O2 thổi Gas 75 5 – 10 10 – 15 15 – 30 30 – 40 40 – 50 50 – 100 100 – 150 150 – 250 250 300 00 7 7 7 7 7 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.25 0.3 0.3 0.4 750 1100 2500 3800 5400 7300 10000 14000 22000 35000 520 520 600 600 600 750 860 950 1330 470 470 550 550 550 680 780 860 121 750 750 – 680 680 –600 600 – 500 500 – 450 450 – 400 400 – 260 260 180 180 – 100 1600 145 100 70 BÀI 8: CẮT THÉP HÌNH BẲNG ƠXY VÀ KHÍ GAS 76 Mục tiêu của bài: Trình bày được kỹ thuật cắt thép hình bằng ơ xy và khí gas Đường cắt đảm bảo u cầu kỹ thuật An tồn phịng chống cháy nổ, bố trí chỗ làm việc khoa học Kỹ thuật cắt 1. Chuẩn bị bề mặt vật cắt Làm sạch chất bẩn, dầu mỡ, gỉ sét, …bằng cách dùng ngọn lửa nung nóng để làm sạch Nếu thép đã tơi thì nhiệt luyện trước khi cắt, nếu khơng thì ứng suất khi tơi cộng ứng suất khi cắt sẽ làm cho kim loại bị nứt Với thép cacbon thấp thì khơng cần nung nóng sơ bộ 2. Cắt đường thẳng a. Bắt đầu cắt Ngọn lửa hướng vào vùng cắt để đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy. Với vật tương đối dày, mỏ cắt nghiêng góc 5…100 so với vật cắt nhằm nung nóng tồn bộ chiều dày để q trình cắt dễ dàng. Với tấm có S