Giáo trình Hàn khí

LỜI NĨI ĐẦU Trong nghiệp cơng nghiệp hố đại hố đất nước ngành cơng nghiệp có nhiều chuyển biến, đổi phát triển Ngành Hàn ngành thiếu phát triển kinh tế quốc dân Do yêu cầu kiến thức khoa học công nghệ hàn cần quan tâm đáp ứng kịp thời Chúng ta cần cung cấp khoa học công nghệ cho đội ngũ công nhân trẻ, người mong muốn học tập nghiên cứu nhằm nâng cao trình độ tay nghề trình độ chun mơn Xuất phát nhu cầu thực tế sản xuất nhu cầu học tập nhà trường, chúng tơi biên soạn giáo trình “Hàn khí" Giáo trình bao gồm kiến thức nguyên lý, thiết bị, phương pháp công nghệ , kỹ thuật hàn khí nhiều học thực hành bổ ích hiệu cho học viên Trong q trình biên soạn, chúng tơi tham khảo tài liệu xuất nước, nước, ý kiến đóng góp đồng nghiệp chuyên gia nên nội dung giáo trình phần đáp ứng tính cấp thiết Tuy nhiên q trình biên soạn khó tránh khỏi sai sót Rất mong góp ý bạn đọc để giáo trình hồn thiện Các tác giả chân thành cảm ơn nhiệt tình giúp đỡ đồng nghiệp, chuyên gia trình biên soạn giáo trình Nam Định, ngày 20/11/2011 Các tác giả MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC BÀI VẬN HÀNH – SỬ DỤNG THIẾT BỊ HÀN KHÍ A Mục tiêu B Nội dung I Thực chất trình hàn khí II Đặc điểm cơng dụng hàn khí 2.1 Đặc điểm 2.2 Ưu nhược điểm phạm vi dụng hàn khí III Các loại khí hàn, dụng cụ thiết bị hàn khí 3.1 Khí hàn 3.2 Thiết bị dụng cụ dùng hàn khí 10 IV Một số máy sinh khí Axetylen thơng dụng 12 4.1 Máy sinh khí Axetylen AHB-1,25 12 4.2 Máy sinh khí axêtylen ACB 15 4.2 Máy sinh khí axêtylen kiểu ANHA-2 17 V Bình an tồn 19 5.1 Khái niệm yêu cầu 19 5.2 Phân loại bình an tồn 20 5.3 Thiết bị chống cháy ngược 24 5.4 Bình đựng khí nén 26 5.5 Van giảm áp 30 5.6 Mỏ hàndùng hàn khí 31 5.7 Dây dẫn khí 35 5.7 Thuốc hàn 35 5.9 Que hàn phụ 37 VI Các loại lửa hàn 38 6.1 Khái niệm 38 6.2 Phân loại 39 6.3 Lượng khí tiêu hao tương ứng với mỏ hàn chiều dày vật hàn 41 VII Các quy tắc an tồn hàn khí 42 7.1 An toàn chai chứa khí 42 7.2 An toàn trình hàn khí 43 VIII Bài tập thực hành: Lắp đặt vận hành thiết bị hàn khí 43 8.1 Trình tự lắp van giảm áp vào bình khí 44 8.2 Trình tự lắp ống dẫn khí .46 8.3 Trình tự tháo thiết bị hàn khí 48 IX Bài tập thực hành: Lấy điều chỉnh lửa hàn 49 9.1 Công việc chuẩn bị 49 9.2 Mồi lửa 49 9.3 Điều chỉnh lửa trung tính 50 9.4 Tắt lửa .50 9.5 Các ngun nhân lửa khơng bình thường 50 9.6 Thông bép hàn 51 9.7 Thay đá lửa 51 BÀI HÀN GIÁP MỐI 52 A Mục tiêu .52 B Nội dung học 52 I Phạm vi ứng dụng các phương pháp hàn khí 52 1.1 Phạm vi ứng dụng hàn khí 52 1.2 Các phương pháp hàn khí 54 II Công nghệ hàn 56 2.1 Công nghệ hàn thép cacbon thấp 56 2.2 Công nghệ hàn thép hợp kim 58 2.3 Hàn gang 60 2.4 Công nghệ hàn đồng hợp kimđồng 62 2.5 Công nghệ hàn nhôm hợp kim nhôm .66 2.6 Công nghệ hàn hợp kim khác 69 2.8 Kỹ thuật hàn giáp mối 72 2.9 Kỹ thuật điền đầy mối hàn 73 2.10 Kỹ thuật hàn vị trí khác không gian 74 2.11 Kỹ thuật hàn ống hàn sửa chữa 75 III Bài tập thực hành – Hàn giáp mối khơng có khe hở .76 3.1 Đọc vẽ 76 3.2 Công tác chuẩn bị: 76 3.3 Tính chế độ hàn 77 3.4 Lấy lửa chọn lửa 78 3.5 Gá phôi hàn 78 3.6 Thực hàn 78 3.7 Kỹ thuật hàn 79 3.8 Làm kiểm tra chất lượng mối hàn 86 3.9 Các khuyết tật thường gặp mối hàn hàn mối hàn giáp mối 86 IV Bài tập thực hành – Hàn giáp mối có khe hở 88 4.1 Đọc vẽ 88 4.2 Công tác chuẩn bị: 88 4.3Tính chế độ hàn 89 4.4 Lấy lửa chọn lửa 90 4.5 Gá phôi hàn 90 4.6 Thực hàn 90 4.7 Làm kiểm tra chất lượng mối hàn 98 4.8 Các khuyết tật thường gặp mối hàn hàn mối hàn giáp mối 98 BÀI HÀN GẤP MÉP TẤM MỎNG 100 A Mục tiêu 100 B Nội dung học 100 I Đặc điểm kỹ thuật hàn 100 1.1 Đặc điểm 100 1.2 Kỹ thuật hàn 100 II Bài tập thực hành: Hàn giáp mối gấp mép 101 2.1 Chuẩn bị 101 2.2 Hàn đính 103 2.3 Tiến hành hàn 103 2.4 Làm kiểm tra chất lượng mối hàn 106 2.5 Các khuyết tật thường gặp mối hàn hàn mối hàn gấp mép 106 BÀI HÀN GÓC 107 A Mục tiêu 107 B Nội dung học 107 I Đặc điểm kỹ thuậthàn góc 107 1.1 Đặc điểm 107 1.2 Thông số mối ghép mối hàn góc hàn khí 108 1.3 Kích thước mối hàn 109 II Bài tập thực hành 109 2.1 Hàn góc ngồi 109 2.2 Hàn góc vị trí hàn ngang 111 2.3 Hàn góc vị trí hàn đứng 112 BÀI HÀN ĐẮP MẶT TRỤ TRÒN 115 A Mục tiêu 115 B Nội dung học 115 I Khái niệm đặc điểm hàn đắp 115 1.1 Khái niện chung 115 1.2 Đặc điểm 115 II Công nghệ hàn đắp 116 2.1 Hàn đắp kim loại màu 116 2.2 Hàn đắp hợp kim cứng 117 III Hàn đắp mặt trụ tròn 119 3.1 Chuẩn bị chi tiết hàn đắp .119 3.2 Kỹ thuật hàn đắp trục tròn 120 3.4 Các khuyết tật thường gặp hàn đắp .122 BÀI VẬN HÀNH – SỬ DỤNG THIẾT BỊ HÀN KHÍ A Mục tiêu Sau học xong người học có khả năng: - Trình bày đặc điểm cơng dụng hàn khí - Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc bình sinh khí Axêtylen, mỏ hàn khí, van giảm áp, ống dẫn khí - Trình bày đặc điểm phạm vi ứng dụng lửa hàn - Trình bày quy tắc an tồn hàn khí - Lắp đặt vận hành thiết bị hàn khí - Điều chỉnh lửa hàn B Nội dung I Thực chất q trình hàn khí Hàn khí phương pháp hàn nóng chảy Q trình hàn thực cách dùng nhiệt phản ứng cháy khí cháy với ơxy(ví dụ khí axetylen cháy với ơxy) để làm nóng chảy mép chi tiết hàn que hàn phụ.Kim loại nóng chảy tự kết tinh hình thành mối hàn Hàn khí thường áp dụng để hàn loại thép có chiều dày nhỏ mm, kim loại mầu, kim loại yêu cầu nung nóng nguội chậm thép cơng cụ, kim loại có yêu cầu nung nóng sơ gang số thép đặc biệt Bên cạnh cịn dùng để hàn vẩy hợp kim cứng, hàn đắp v v Hàn khí dùng sửa chữa tiện lợi II Đặc điểm công dụng hàn khí 2.1 Đặc điểm Q trình hàn khí bao gồm; đốt nóng mép chi tiết chỗ nối đến trạmg thái nóng chảy lửa mỏ hàn Đồng thời lúc đốt nóng chảy kim loại phụ (dây hàn) để lấp đầy khe hở hai chi tiết Trong nhiều trường hợp khơng dùng kim loại phụ mà đốt nóng kim loại mép hàn vật hàn, nhờ lượng dư ghép nối chuẩn bị vật hàn mà phần kim loại nóng chảy mép hàn lấp đầy khe hở hai chi tiết hình thành mối hàn 2.2 Ưu nhược điểm phạm vi dụng hàn khí 2.2.1.Ưu điểm - Phương pháp hàn đơn giản khơng địi hỏi thiết bị dụng cụ phức tạp - Khơng địi hỏi nguồn lượng điện - Sự thay đổi công suất nhiệt lửa vị trí tương đối lửa với vũng hàn, người thợ điều chỉnh giới hạn rộng nhằm điều chỉnh tốc độ đốt nóng làm nguội kim loại vật hàn cách dễ dàng - Khi hàn kim loại gang, đồng, đồng vàng dễ thực so với hàn hồ quang 2.2.2.Nhược điểm - Tốc độ đốt nóng kim loại nhỏ vùng ảnh hưởng nhiệt lớn so với hàn hồ quang nên biến dạng vật hàn lớn hàn hồ quang Khi chọn điều chỉnh công xuất lửa thành phần lửa, chọn mã hiệu dây hàn trình độ tay nghề người thợ cao đảm bảo nhận mối hàn khí có chất lượng tốt - Do đốt nóng chậm tập trung nhiệt khơng cao hàn khí nên hiệu suất trình hàn thấp Đặc biệt giảm nhiều chiều dày vật hàn tăng lên Ví dụ hàn thép có chiều dày 1mm tốc độ hàn khoảng 10m/giờ, hàn vật hàn có chiều dày 10mm tốc độ hàn khoảng 2m/giờ Vì chiều dày lớn 6mm dùng hàn khí để hàn - Giá thành khí cháy (axêtylen) ơxy hàn khí đắt giá thành luợng điện dùng hàn hồ quang Do vây hàn khí đắt hàn hồ quang điện 2.2.3.Cơng dụng hàn khí - Hàn khí ứng dụng chế tạo sửa chữa sản phẩm từ mỏng (hàn ống, thùng chứa dung tích không lớn vết nứt, vv) - Hàn sửa chữa sản phẩm đúc từ gang, đồng đỏ - Hàn lắp ghép ống dẫn có kích thước nhỏ trung bình ( 1,5 at nhiệt độ 5000C hỗn hợp với khí khác, ví dụ: Hỗn hợp với khơng khí (chứa từ 2,282% C2H2), hỗn hợp với Ơxy (chứa từ 2,3÷93% C2H2) có khả phát nổ nhiệt độ thường áp suất at Hỗn hợp chứa 45% C2H2 + 55% CH4 hỗn hợp chứa 18% C2H2 + 82% H2 có khả phát nổ nhiệt độ thường áp suất 18 at - Ở nhiệt độ áp suất thấp dễ trùng hợp tạo thành hợp chất khác benzel (C6H6), stirôn (C8H8) Sự hịa tan axêtylen Axêtylen có khả hoà tan nhiều chất lỏng với độ hồ tan lớn, đặc biệt axêtơn, ví dụ: - Hồ tan nước : 1,15 lít C2H2/ lít - Hồ tan Benzel : lít C2H2/ lít - Hồ tan dầu hoả: 5,7 lít C2H2/ lít - Hồ tan axêtơn (CH3COCH3): 23 lít C2H2/lít Sự hồ tan axêtơn sử dụng nhiều cơng nghiệp: dùng chất bọt xốp (than gỗ, sợi amiăng, điatơmit) thấm ướt axêtơn để vào bình chứa, sau nén axêtylen vào bình để giảm khả nổ axêtylen áp suất cao Các tạp chất axêtylen - Khơng khí: làm tăng khả gây nổ, nên cho phép chứa 0,5÷1,5% - Hơi nước: làm giảm nhiệt độ lửa hàn - Hơi axêtơn (CH3COCH3): ảnh hưởng xấu đến q trình hàn, nên cho phép chứa (4550)g/m3 C2H2 - PH3: chất có hại tăng khả tự nổ hỗn hợp, cho phép chứa 0,09% - H2S: làm hại đến chất lượng mối hàn, nên cho phép chứa (0,08÷1,5)% 3.2 Thiết bị dụng cụ dùng hàn khí 3.2.1 Bình sinh khí axetilen Bình sinh khí axetilen máy dùng để lấy khí axetilen (C2H2) cách phân hủy cacbua canxi với nước Theo tiêu chuẩn OCT5190-78 bình sinh khí axetilen dùng để hàn cắt kim loại phân loại theo dấu hiệu sau: - Theo suất bình: thường có loại 1,25; 3; 5; 10; 20; 40; 80; 160; 320; 640m3 C2H2/h - Theo cách sử dụng: + Loại lưu động cơng trường: có loại bình suất từ 1,25 đến m3C2H2/h + Loại cố định nhà máy, xí nghiệp: có loại bình suất từ đến 640 m3C2H2/h - Theo áp lực công tác chia làm loại + Bình áp lực thấp: Đến 0,1kG/ cm2 = 1Mpa; + Bình áp lực trung bình 0,10,7 kG/cm2;v bình từ 0,7 1,5 kG/cm2; + Bình áp lực cao từ 1,5 kG /cm2 trở lên - Theo cách tác động tương hỗ cacbua canxi nước: + Bình sinh khí hệ thống KB (cho cac bua vào nước) người ta phân hịa cácbua canxi cách cho lượng định vào khoang phản ứng để sẵn cacbua canxi; + Bình sinh khí hệ thống BB (chuyển nước) cácbua canxi phân hóa cách cho tiếp xúc với nước tùy theo thay đổi mức nước khoang phản ứng nước di chuyển tùy theo lượng khí tạo thành 10 h b k k 1.2 Thơng số mối ghép mối hàn góc hàn khí Chuẩn bị mép vát ghép chữ T hàn khí Kiểu mối ghép S S K a S a K 2,0  2,5 0+2 3+2 3,0  4,3 0+2 3+2 5,0  6,0 0+2 12 7,0  9,0 0+2 12 Chuẩn bị mép vát ghép chữ L hàn khí Dạng liên kết mối hàn i 2÷4 S m b a p h 1÷2 2S+2 0+1 3÷4 2S+3 0+2