Những nội dung chính trong chương này gồm có: Định nghĩa, đặc điểm, phân loại của hàn cắt kim loại; hàn khí, hàn hơi - GW GAS welding; hàn hồ quang tay - MMA Manual metal arc welding; hàn plasma điện cực wolfram – WP Tungsten Plasma Welding; hàn khí + áp lực – PGW Pressure Gas Welding;… Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.
Bộ mơn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG LIÊN KẾT LÀ GÌ ? Các sản phẩm tạo thành cách ghép nhiều chi tiết lại với Sản phẩm = (1) + (2) 1 2 Bộ môn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại CĨ NHỮNG LOẠI LIÊN KẾT GÌ ? Khung Ơtơ – ơtơ có khoảng 15000 chi tiết Máy khoan tay Boeing 747–400, Có khoảng triệu chi tiết Các thiết bị có nhiều chi tiết ghép lại với nhiều phƣơng pháp liên kết Máy giặt Máy vi tính Xe máy Có khoảng 8000 chi tiết Cây cầu thép Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG MỘT SỐ KIỂU LIÊN KẾT CƠ BẢN TYPES OF JOINTS Bulông Dán (Screwing) (Bonding) Đinh tán Hàn Vảy (Rivetting) (Soldering/Brazing) Hàn nóng chảy (Welding) Bộ mơn HÀN & CNKL So s¸nh số phơng pháp liên kết C KH I CNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toi Chng VIII: Hn & Ct kim loi I Định nghĩa, đặc điểm, phân loại : Định nghĩa: Hàn phơng pháp công nghệ nối chi tiết lại với cách nung nóng chỗ nối đến trạng thái hàn (chảy dẻo) Sau kim loại hoá rắn kết hợp với lực ép, chỗ nối tạo thành mối liên kết bền vững gọi mối hàn Đặc điểm: - Tiết kiệm kim loại nhiều So với phơng pháp nối khác nh tán rivê, ghép bulông tiết kiệm từ 10 25% khối lợng kim loại; so với đúc hàn tiết kiệm 50% - Hàn nối đợc kim loại có tính chất khác với Ví dụ: kim loại đen với kim loại đen, kim loại với vật liệu phi kim v.v - Tạo đợc chi tiết máy, kết cấu phức tạp mà phơng pháp khác không làm đợc gặp nhiều khó khăn - Độ bền mối hàn cao, mối hàn kín Nhợc điểm: - Sau hàn tồn ứng suất d, vật hàn dễ biến dạng (cong, vênh), - Chịu tải träng va ®Ëp kÐm Bộ mơn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Phân loại: Căn theo trạng thái kim loại mối hàn tiến hành nung nóng ngời ta chia phơng pháp hàn làm hai nhóm sau: - Hàn nóng chảy: chỗ hàn que hàn bổ sung đợc nung đến trạng thái nóng chảy - Hàn áp lực: chỗ nối chi tiết đợc nung nóng đến trạng thái dẻo phải dùng ngoại lực ép, ép lại có khả tạo mối hàn bền vững Vị trí hàn Kết tinh (hóa rắn) Nung nóng Mối hàn VL phụ & VL chảy lỏng Cấu trúc mối hàn NhiÖt (Trạng thái hàn) Nhiệt sinh ma sát Dẻo Kết hợp Lực ép VL phụ chảy lỏng, VL không chảy Dẻo Lực ép Bộ mơn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS Vũ Đình Toi C KH I CNG Căn theo dạng lỵng sư dơng: Hàn Hàn nóng chảy Nguồn nhiệt Phản ứng hóa học Năng lƣợng Điện Hàn Khí Nhiệt nhơm Hồ quang Chùm tia điện tử Chùm tia Laser Hàn vảy Hàn áp lực Năng lƣợng Điện Nguồn nhiệt Phản ứng hóa học Hàn Điện trở Hàn nổ Cơ Hàn Ma sát Hàn Siêu âm Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG CÁC PHƢƠNG PHÁP HÀN General View of Welding Processes Hàn vảy HÀN NÓNG CHẢY HÀN ÁP LỰC fusion welding pressure welding Hàn khí Hàn Plasma (WP) Gas welding Tungsten plasma welding Hàn Khí + Áp lực (PGW) Pressure gas welding Hàn Điểm (SPW) Hàn Hồ quang tay (MMA) Hàn Điện xỉ (ESW) Spot welding Electroslag welding Manual arc welding Hàn Đƣờng (SW) Seam welding MIG/MAG Metal gas shielded arc welding Hàn chùm tia điện tử (EBW) Electron beam welding Hàn Đối đầu (FBW) Flash but welding TIG Tungsten inert-gas shielded arc welding Hàn tự động (SAW) Submerged arc welding Hàn Laser (LW) Hàn Ma sát (FW) Laser welding Friction welding Hàn Đinh (BW) Arc stud welding Bộ môn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ ỡnh Toi Yêu cầu Hàn nóng chảy: + Nguồn nhiệt phải có công suất đủ lớn đảm bảo nung nóng cục phần kim loại mép hàn vật liệu que hàn tới nhiệt độ nóng chảy + Phải sử dụng thuốc khí bảo vệ mối hàn khỏi tác động không khí Yêu cầu Hàn áp lực: + Lực ép phải đủ lớn đảm bảo mối ghép đợc hình thành tốt + Không cần sử dụng thuốc khí bảo vệ mối hàn + Không cần sử dụng kim loại bỉ sung Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG II HÀN KHÍ, HÀN HƠI - GW Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại * Phạm vi ứng dụng GAS welding Hàn vị trí khơng gian, đặc biệt cho hàn ống, lắp giáp, sửa chữa x lớ b mt Khái niệm: PP hàn NC, dùng nhiệt phản ứng khí cháy để nung chảy phần KL đợc hàn Các loại khí dùng hàn hơi: O2 khí cháy (C2H2, H2, khí than đá, khí tự nhiên, xăng, benzen, ) * Vật liệu Các loại thép thƣờng thép hợp kim thấp, Kim loại màu, Gang * Chiều dày vật hàn Lên tới 6mm (phụ thuộc vào hình dáng vật hàn) 1- Bình ơxy (Oxygen cylinder with pressure redution) 2- Bình axêtylen (Acetylene cylinder with pressure redution) 3- Van chống lửa quặt (Branch-line backpressure valve) 10 4- Ống dẫn khí ơxy (Oxygen hose) 5- Ống dẫn khí axêtylen (Oxygen hose) 6- Mỏ hàn (Welding torch) 7- Que hàn phụ (Welding rod) 8- Bép hàn (Welding nozzle) 9- Vật hàn (Workpiece) VIDE 10- Ngọn lửa hàn (Welding flame) O Bộ môn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại XVI HÀN ĐINH – BW Stud Welding 1- Ổ cắm điện 2- Nguồn điện 3- Cáp hàn 4- Cáp nối mát 5- Cáp điều khiển 6, Súng hàn (mỏ hàn) 7- Thiết bị định vị 8- Vật hàn 9- Đinh hàn vào vật hàn 10- Ống kẹp đinh 11- Đinh 12- Vòng gốm 13- Hồ quang 14- Vùng kim loại nóng chảy * Phạm vi ứng dụng - Hàn chi tiết dạng đinh vào vật khác vị trí khơng gian * Vật liệu - hầu hết kim loại * Kích thƣớc Đinh - đến 25 (mm) đƣờng kính Định vị Đinh Gây hồ quang Hình thành liên kết Bộ mơn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG BẢNG TỔNG HỢP MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP HÀN SỬ DỤNG Động PP Hàn áp lực PP Hàn nóng chảy Hàn ma sát Hàn nổ Chất lỏng Hàn đúc Khí Hàn áp lực + khí Hàn rèn Hàn khí Dịng điện Hàn điểm Hàn đƣờng Hàn điện trở Hàn điện xỉ Điện Khí Hàn đinh Hàn hồ quang tay MIG/MAG TIG Hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc Hàn Plasma Chùm tia Hàn laser Hàn chùm tia điện tử Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biờn son: ThS V ỡnh Toi XVII Cắt kim loại nhiệt Khái niệm: Cắt đứt kim loại đen, kim loại màu hợp kim hồ quang điện lửa khí cháy phơng pháp đốt nóng để làm vật cần cắt đạt tới điểm nóng chảy, bị chảy mạnh bị cắt rời Mục đích cắt đứt ngợc với phơng pháp hàn Cắt đứt hồ quang trình nung chảy cắt đứt kim loại nhiệt lợng ®iƯn: cđa hå quang ®iƯn - §iƯn cùc cđa hå quang than kim loại (que cắt) - có lỗ thổi khí nén - Phơng pháp cắt đứt hồ quang điện phơng pháp không kinh tế, khó thực chiều dày cần cắt lớn thờng cho đờng cắt không đều, thờng hay dùng để tháo rời cấu kim loại, cũ cắt đứt hệ thống đậu ngót, đậu hơi, đậu rót vật đúc - Ưu điểm phơng pháp cắt đứt đợc hồ quang điện dùng để cắt đứt đợc thép mà cắt đứt đợc gang kim loại màu Cắt đứt lửa khí: trình nung chảy cắt đứt kim loại nhiệt lợng lửa khí cháy 3.1 Cắt đứt khí Oxy: dựa khả số kim loại cháy khí ôxy toả nhịêt lợng lớn làm chảy đợc kim loại chất ôxyt tạo thành B mụn HN & CNKL C KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại §iỊu kiện cắt đợc: - Phơng pháp cắt đứt khí ôxy dùng để cắt kim loại có nhiệt độ cháy thấp nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ nóng chảy ôxyt đợc tạo thành phải thấp nhiệt độ nóng chảy thân kim loại đó, đồng thời ôxyt phải cã tÝnh ch¶y lo·ng cao (VD: thÐp cacbon) - TÝnh dẫn nhiệt thân kim loại phải thấp để tập trung đợc nhiều nhiệt gang, nhôm, đồng hợp kim màu cắt khí ôxy Cắt đứt khí Oxy 3.2 Cắt đứt khí Oxy + chất trợ dung: phơng pháp dùng thêm chất trợ dung (thành phần bột sắt số chất phụ thêm) đợc dẫn với luồng khí ôxy tới vùng phản ứng Cháy ôxy, chất trợ dung toa toả thêm nhiệt, làm cháy ôxyt kim loại khó chảy làm cho việc thổi chúng khỏi vùng cắt khí ôxy đợc dễ dàng Phơng pháp dùng để cắt đứt loại thép không gỉ, thép chịu nhiệt, gang số kim loại màu B mụn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HN & CNKL C KH I CNG Cắt đứt hồ quang Plasma khí nén: - Cắt đợc tát loại vật liệu: kim loại đen, KL màu, hỵp kim, gèm sø, Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toi XVIII Hàn vảy Khái niệm: phơng pháp nối chi tiết kim loại hợp kim trạng thái rắn nhờ kim loại trung gian gọi vảy hàn - có nhiệt độ nóng chảy thấp kim loại chi tiết hàn B mụn HN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toi Đặc điểm: - Sự hình thành mối hàn chủ yếu dựa vào trình hoà tan khuếch tán vảy hàn vào kim loại vật hàn mối nối - Trong trình hàn vảy, có vảy hàn bị nóng chảy có khả hoà tan vào mép hàn chi tiết hàn trình khuyếch tán mối hàn đông đặc - PP có tính kinh tế cao - Do không gây thay đổi thành phần hoá học kim loại vật hàn, vùng ảnh hởng nhiệt không tồn tại, vật hàn không bị biến dạng - Có thể hàn đợc kết cấu phức tạp mà phơng pháp hàn khác khó thực đợc - Có khả hàn kim loại khác với nhau, kim loại với phi kim - Năng suất hàn cao không đòi hỏi công nhân bậc cao Vảy hàn: - Vảy hàn mềm có nhiệt độ nóng chảy thấp 4500C, có độ cứng nhỏ, tính chất học thấp Loại vảy hàn dùng để hàn chi tiết chịu lực nhỏ, điều kiện nhiệt độ thấp Ví dụ: vảy hµn Sn - Pb (víi 61% Sn vµ 39% Pb); vảy hàn Sn - Zn để hàn nhôm v.v - Vảy hàn cứng có nhiệt độ nóng chảy tơng đối cao (> 4500C) thêng tõ 720 - 9000C V¶y hàn có độ cứng độ bền học tơng đối cao Vảy hàn cứng dùng để hàn chi tiết chịu lực lớn Ví dụ: dùng vảy hàn cứng để hàn mảnh hợp kim cứng lên thân dao thép kết cấu v.v Loại vảy hàn thờng dùng đồng thau, bạc, niken, nhôm v.v Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Thc hµn: lµ vËt liệu cần thiết để làm mối hàn thúc đẩy trình hoà tan, khuếch tán vật hàn Tuỳ theo loại vảy mà sử dụng thuốc hàn kh¸c nhau: - axit, muèi (clorua kÏm), axit photphoric, dïng cho v¶y mỊm - borac, clorua kÏm, mi kali, dïng cho v¶y cøng ThiÕt kÕ mèi ghÐp: Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại XIX Khuyết tật hàn phơng pháp kiểm tra Các dạng khuyết tật hàn: Khuyết tật bên - sai lệch kích thớc - không đủ tiết diện - không - nứt - rỗ xỉ, rỗ khí bên - cháy cạnh - chảy tràn - Khuyết tật bên - không ngấu - rỗ khí, lẫn xỉ - nứt, rỗ co - nhiệt - vùng ảnh hởng nhiệt lớn - sai tổ chøc Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biờn son: ThS V ỡnh Toi Các phơng pháp kiểm tra chất lợng hàn: Kiểm tra phá huỷ -Thử tính: kéo, nén, uốn, xoắn, đập - Soi kim tơng: xem độ hạt, tổ chức - Thử ăn mòn - Thử mài mòn Kiểm tra không phá huỷ - Chụp siêu âm - Chụp tia X (X-Ray) - Thử tõ tÝnh - Thư thủ tÜnh (kiĨm tra ®é kÝn) - Đo: thớc, dỡng, - Xem mắt thờng - Dùng chất thị màu - Chụp tia gama B mụn HN & CNKL XX Dán kim loại: Tự ®äc SGK CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại ... & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Cắt đứt hồ quang Plasma khí nén: - Cắt đợc... mát 1 3- Điện cực Wolfram kim (hợp kim cao) 5- Kẹp mát 1 4- Khí bảo vệ - Kim loại mầu 6- Bình khí bảo vệ 1 5- Khí Plasma 7- Bình khí Plasma 1 6- Kim loại mối hàn * Chiều dày vật hàn 8- Ống dẫn khí. .. Khuyết tật bên - sai lệch kích thớc - không đủ tiết diện - không - nứt - rỗ xỉ, rỗ khí bên - cháy cạnh - chảy tràn - Khuyết tật bên - không ngấu - rỗ khí, lẫn xỉ - nứt, rỗ co - nhiệt - vùng ảnh