Giáo trình MH 29 - Các phương pháp hàn tiên tiến

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XƠ GIÁO TRÌNH MƠN HỌC CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN TIÊN TIẾN NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-… ngày tháng năm của…………………………… Ninh Bình, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô trường đào tạo nghề trọng điểm chất lượng cao khu vực Asean Thế giới, với quy mô trang thiết bị đầu tư theo hướng đại, lực đội ngũ giáo viên ngày tăng cường, sở vật chất đáp ứng đầy đủ nhu cầu giảng dạy học tập giáo viên học sinh – sinh viên Hướng tới mục tiêu nâng cao chất lượng đào tạo nghề, nhằm đáp ứng yêu cầu thị trường lao động kỹ thuật hội nhập, việc biên soạn giáo trình phục vụ cơng tác đào tạo nhà Trường, đáp ứng yêu cầu mục tiêu chương trình khung Bộ LĐTB - XH ban hành nhằm đáp ứng yêu cầu người học, nhu cầu chất lượng nguồn nhân lực nghề Hàn, cung cấp lao động kỹ thuật chuyên ngành Hàn cho Doanh nghiệp xuất lao động Được đạo Ban Giám Hiệu nhà trường, thời gian qua giáo viên khoa Cơ khí chế tạo dành thời gian tập trung biên soạn giáo trình, cải tiến phương pháp giảng dạy nhằm tạo điều kiện cho học sinh hiểu biết kiến thức rèn luyện nâng cao kỹ nghề Người biên soạn vận dụng sáng tạo vào việc biên soạn giáo trình môn học, mô đun chuyên môn Hàn Nội dung giáo trình đáp ứng để đào tạo cho cấp trình độ có tính liên thơng cho cấp trình độ (Sơ cấp nghề, Trung cấp nghề, Cao đẳng nghề) Mặt khác nội dung giáo trình mơn học phải đạt tiêu chí quan trọng theo mục tiêu, hướng tới đạt chuẩn quốc tế cho ngành Hàn Vì giáo trình mơn học bao gồm nội dung sau: - Trình độ kiến thức - Kỹ thực hành - Năng lực người học tư môn học đào tạo ứng dụng thực tiễn - Phẩm chất văn hóa nghề đào tạo Trong trình biên soạn giáo trình, tham khảo ý kiến từ Doanh nghiệp ngồi nước, nhiều tài liệu giáo trình trường Đại học, Cao đẳng, Học viện Mặc dù có nhiều cố gắng để giáo trình đạt chất lượng tốt nhất, không tránh khỏi khiếm khuyết, mong nhận đóng góp ý kiến độc giả để tài liệu hoàn thiện Trân trọng cảm ơn! Ninh Bình, ngày 12 tháng 04 năm 2019 Biên soạn Phạm Thanh Lưu MỤC LỤC Tuyên bố quyền…………………………………………………………….2 Lời giới thiệu……………………………………………………………………3 Mục lục………………………………………………………………………….5 Bài mở đầu………………………………………………………………………8 Các phương pháp hàn truyền thống……………………………………….8 Các phương pháp hàn tiên tiến xu hướng phát triển Phân loại phương pháp hàn tiên tiến 10 Chương 1: Các phương pháp hàn nóng chảy tiên tiến .10 Hàn tia laze……………………………………………………… 11 Hàn chùm tia điện tử………………………………………………23 Hàn Plasma………………………………………………………………26 Hàn nhiệt nhôm………………………………………………………….31 Hàn nước………………………………………………………… 38 Hàn điện xỉ………………………………………………………………47 Hàn lai ghép…………………………………………………………… 52 Chương 2: Các phương pháp hàn khơng nóng chảy tiên tiến 54 Hàn nổ………………………………………………………………… 55 Hàn ma sát……………………………………………………………….58 Hàn siêu âm………………………………………………………… …67 Hàn nhiệt nhôm………………………………………………………….74 Hàn cao tần………………………………………………………………76 Hàn điện khí…………………………………………………………… 78 Tài liệu tham khảo……………………………………………………….…… 80 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN TIÊN TIẾN Mã môn học: MH29 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Mơn học bố trí sau mơn học MH08 ÷MH13 mơ đun MĐ14 ÷ MĐ28 - Tính chất: Là mơn học tự chọn - Ý nghĩa vai trị mơn học: Mơn học cung cấp cho học viên phương pháp hàn tiên tiến có, bao gồm chủ đề: giới thiệu chung, hàn nóng chảy, hàn khơng nóng chảy Nội dung mơn học nhằm giúp học viên nắm vững kiến thức phương pháp hàn tiên tiến khác nhau, từ thiết kế quy trình hàn phù hợp với vật liệu, thiết bị sản phẩm cụ thể lĩnh vực kỹ thuật khí nói chung kỹ thuật ô tô, tàu thủy nói riêng… Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Liệt kê số phương pháp hàn tiên tiến sử dụng nay; + Trình bày chất, đặc điểm ứng dụng số phương pháp hàn tiên tiến; - Về kỹ năng: + Nhận biết số thiết bị hàn tiên tiến sử dụng thực tế sản xuất; + Mô tả cấu tạo chung chức phận số loại thiết bị hàn tiên tiến sử dụng nay; - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện tính cẩn thận, xác cơng việc; + Chủ động, tích cực việc cập nhật kiến thức phương pháp hàn tiên tiến Nội dung môn học: T T Tên chương, mục Bài mở đầu Các phương pháp hàn truyền thống Các phương pháp hàn tiên tiến xu hướng phát triển Phân loại phương pháp hàn tiên tiến Chương 1: Các phương pháp hàn nóng chảy tiên tiến Hàn tia laser Hàn chùm tia điện tử Hàn Plasma Hàn nhiệt nhôm Hàn nước Hàn điện xỉ Hàn lai ghép Chương 2: Các phương pháp hàn khơng nóng chảy tiên tiến Hàn nổ Hàn ma sát Hàn siêu âm Hàn khuếch tán Hàn cao tần Hàn điện khí Cộng Thời gian (giờ) Tổng Lý Kiểm số thuyết tra 15 14 2 2 2 14 13 30 2 2 28 BÀI MỞ ĐẦU Giới thiệu: Hàn trình công nghệ nối chi tiết với thành liên kết không tháo dời được, cách đưa vị trí cần nối tới trạng thái nóng chảy dẻo thông qua hai yếu tố nhiệt áp lực hai yếu tố Hiện giới có khoảng 200 phương pháp hàn khác Căn vào trạng thái kim loại tiến hành nung nóng, chia phương pháp hàn thành nhóm là: hàn nóng chảy hàn áp lực Mục tiêu: - Nhận biết số phương pháp hàn tiên tiến sử dụng nay; - Phân loại phương pháp hàn tiên tiến; - Biết xu hướng phát triển phương pháp hàn tiên tiến, thiết bị hàn ứng dụng thực tế Nội dung chính: Các phương pháp hàn truyền thống Các phương pháp hàn kim loại truyền thống đời từ thời xa xưa, nhiều tư liệu ghi nhận hàn xuất xác từ thời trung cổ, bao gồm hàn nguội, hàn rèn, hàn vảy, hàn khí, hàn hồ quang điện,…Các thiết bị hàn đơn giản, rẻ tiền, không ứng dụng phổ biến chất lượng mối hàn không cao Phương pháp địi hỏi tay nghề người thợ khơng q cao - Đầu tiên xuất phương pháp hàn nguội để nối chi tiết lại với Tiếp sau đó, xuất phương pháp hàn rèn, kim loại nung nóng chảy liên kết lại với qua lửa lò rèn - Vào kỷ thứ XII người ta sử dụng phương pháp hàn thiếc để hàn vật dụng vàng, bạc, đồng, đồng thau sắt Q trình hàn mà lồi người áp dụng kéo dài hàng trăm năm tận cuối kỷ XVIII không đạt tiến đáng kể - Năm 1801 Sir Humphrey Davy sáng chế hồ quang điện - Năm 1802 nhà bác học Nga Pêtơrôp tìm tượng hồ quang điện rõ khả sử dụng nhiệt để làm nóng chảy kim loại - Năm 1881, Auguste de Meritens thực thành công ý tưởng dùng hồ quang điện điện cực cacbon để hàn nối chì lại với - Năm 1882, kỹ sư Bênadơt dùng hồ quang cực than để hàn kim loại - Năm 1887, nhà khoa học người Nga, Nikolai Bernados cấp sáng chế Anh quốc cho phương pháp sử dụng hồ quang điện cực cacbon để hàn chi tiết công nghệ hàn tay - Năm 1989, độc lập với nhau, N G Slavianov (người Nga) Charles Coffin (người Mỹ) cấp sáng chế cho phương pháp hàn hồ quang tay có sử dụng điện cực kim loại, thay điện cực cacbon - Năm 1890, phương pháp hàn hồ quang điện cực cacbon ứng dụng thương mại châu Âu Mỹ với phạm vi hạn chế sử dụng điện áp cường độ dòng hàn cao (100300 V 6001000A) - Năm 1907, Oscar Kjellberg (người Thụy Điển) coi người đưa ý tưởng hàn hồ quang tay que hàn có vỏ bọc mà quen dùng ngày nay, ông cấp sáng chế cho phương pháp Các phương pháp hàn tiên tiến xu hướng phát triển Tiến lĩnh vực hàn kim loại từ kỷ XI ghi nhận nhiều thành tự khoa học đánh dấu kỷ nguyên phát triển lĩnh vực này, người ta phát điện ứng dụng lượng chất khí để hàn kim loại Bao gồm hàn điện xỉ, hàn điện tiếp xúc, hàn siêu âm, hàn laze, Thiết bị hàn đắt tiền, chất lượng mối hàn rất, chủ yếu sử dụng công nghiệp sản xuất hàng loạt địi hỏi trình độ vận hành thiết bị tốt, có tay nghề cao - Năm 1932, ý tưởng đặt lớp dày thuốc hàn khô lên bề mặt liên kết phía trước hồ quang điện cực cacbon biến thành thực - Năm 1939, lãnh đạo Viện sĩ E O Paton, hàn lớp thuốc đưa vào sử dụng lần Liên xô Cho đến năm 1942, ứng dụng thành công công nghệ này, ngành công nghiệp quốc phịng Liên xơ sản xuất nhiều xa tăng Đức, góp phần khơng nhỏ vào chiến thắng chung nhân loại trước hiểm hoạ phát xít - Năm 1949, lãnh đạo Viện sĩ E O Paton, hàn điện xỉ đời, cho phép hàn kim loại dày - Năm 1950, hàn Nhơm mơi trường khí trơ điện cực nóng chảy dược áp dụng Sau thay khí trơ, người ta cịn sử dụng khí CO hỗn hợp khí Argon khí Oxi cho kim loại khác - Cuối năm 1950, hàn tia điện tử xuất hiện, tạo điều kiện cho hàn kết cấu kim loại có địi hỏi cao, đặc biệt ngành hàng không - Năm 1960, người ta áp dụng hàn xung điện cực nóng chảy mơi trường khí trơ Ngày có khoảng 200 phương pháp hàn khác nhau, ứng dụng ngành công nghiệp để chế tạo sản phẩm từ nhỏ vi mạch điện tử lớn tàu biển, cầu đường, v.v Phân loại phương pháp hàn tiên tiến 3.1 Hàn nóng chảy Bao gồm: Hàn tia laze; Hàn hồ quang Plasma; Hàn chùm tia điện tử; Hàn điện xỉ; Hàn nhiệt nhôm; Hàn nước; Hàn lai ghép Hàn tự động lớp thuốc,… 3.2 Hàn khơng nóng chảy Bao gồm: Hàn siêu âm; Hàn nổ; Hàn ma sát; Hàn khuếch tán chân khơng; Hàn cao tần; Hàn điện khí Hàn điện tiếp xúc (hàn giáp mối, hàn điểm, hàn đường, hàn điện cực giả, hàn điểm tụ),… CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN NÓNG CHẢY TIÊN TIẾN Mã chương: 29.1 Giới thiệu: Các phương pháp hàn nóng chảy tiên tiến bao gồm: Hàn tia laze; Hàn hồ quang Plasma; Hàn chùm tia điện tử; Hàn điện xỉ; Hàn nhiệt nhôm; Hàn nước; Hàn lai ghép Hàn tự động lớp thuốc,… Nắm kiến thức thực chất, đặc điểm, phạm vi ứng dụng sơ đồ thiết bị….sẽ làm sở cho việc nghiên cứu giúp tự tin vận hành, sử dụng thiết bị thực công việc khác thực tế Mục tiêu: - Trình bày chất, đặc điểm phạm vi ứng dụng số phương pháp hàn hồ quang nóng chảy tiên tiến; - Mơ tả cấu tạo chung chức số phận số thiết bị hàn hồ quang nóng chảy tiên tiến sử dụng Nội dung chính: 10 ... đầu Các phương pháp hàn truyền thống Các phương pháp hàn tiên tiến xu hướng phát triển Phân loại phương pháp hàn tiên tiến Chương 1: Các phương pháp hàn nóng chảy tiên tiến Hàn tia laser Hàn. .. nay; - Phân loại phương pháp hàn tiên tiến; - Biết xu hướng phát triển phương pháp hàn tiên tiến, thiết bị hàn ứng dụng thực tế Nội dung chính: Các phương pháp hàn truyền thống Các phương pháp hàn. .. đầu………………………………………………………………………8 Các phương pháp hàn truyền thống……………………………………….8 Các phương pháp hàn tiên tiến xu hướng phát triển Phân loại phương pháp hàn tiên tiến 10 Chương 1: Các phương pháp hàn nóng chảy tiên