Giáo trình Hàn Tig nâng cao với mục tiêu giúp các bạn có thể làm việc tại các nhà máy, các cơ sở sản xuất cơ khí với những kiến thức, kỹ năng nghề hàn cơ bản; Giải thích đầy đủ thực chất, đặc điểm, công dụng của phương pháp hàn TIG; Nhận biết đúng các loại vật liệu dùng trong công nghệ hàn TIG; Trình bày chích xác cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị hàn TIG; Vận hành, sử dụng thành thạo các loại thiết bị dụng cụ hàn TIG.
ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHIỆP HẢI PHỊNG GIÁO TRÌNH Tên mơn học: Hàn Tig nâng cao NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG Hải Phịng , năm 2019 MƠ ĐUN HÀN TIG NÂNG CAO Mã số mô đun: MĐ15 Thời gian mô đun: 120 ;(Lý thuyết : 20giờ ; Thực hành 100 ) I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN: - Vị trí: Mơ đun bố trí sau học xong học song song với mơn học MH07- MH10 MĐ11- MĐ14 - Tính chất môđun: Là mô đun chuyên ngành bắt buộc II MỤC TIÊU MÔ ĐUN: - Làm việc nhà máy, sở sản xuất khí với kiến thức, kỹ nghề hàn - Giải thích đầy đủ thực chất, đặc điểm, cơng dụng phương pháp hàn TIG - Nhận biết loại vật liệu dùng cơng nghệ hàn TIG - Trình bày chích xác cấu tạo nguyên lý làm việc thiết bị hàn TIG - Vận hành, sử dụng thành thạo loại thiết bị dụng cụ hàn TIG - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày tính chất vật liệu - Hàn mối hàn vị trí hàn 1G,2G,3G, 2F, 3F đảm bảo độ sâu ngấu, kích thước vẽ bị khuyết tật - Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn, kết cấu hàn - Giải thích ngun tắc an tồn vệ sinh phân xưởng hàn hồ quang mơi trường khí bảo vệ với điện cực khơng nóng chảy - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỷ, xác, trung thực sinh viên III NỘI DUNG MÔ ĐUN Nội dung tổng quát phân phối thời gian: TT Tên mơ đun Thời gian Hình thức giảng dạy Những kiến thức khí hàn TIG 10 Lý thuyết Dụng cụ, thiết bị hàn TIG Lý thuyết Kiểm tra ,2 Hàn liên kết góc thép bon thấp – vị trí hàn (2F) 15 Tích hợp Hàn liên kết góc thép bon thấp – vị trí hàn (3F) 20 Tích hợp Kiểm tra , Hàn giáp mối thép bon thấp - Vị trí hàn (1G) 20 Tích hợp Hàn giáp mối thép bon thấp - Vị trí hàn (2G) 15 Tích hợp Hàn giáp mối thép bon thấp - Vị trí hàn (3G) 20 Tích hợp Kiểm tra Cộng 120 BÀI NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN TIG Giới thiệu: TIG viết tắt từ Tungsten Intert Gas, trình hàn hồ quang điện cực Volfram mơi trường bảo vệ khí trơ hỗn hợp khí trơ; mối hàn khí trơ bảo vệ tránh khỏi xâm nhập khơng khí bên ngồi Kim loại nóng chảy nhờ nhiệt lượng hồ quang tạo điện cực Volfram vật hàn Thiết bị hàn TIG có nhiều loại, gồm máy biến đơn giản sử dụng CPU kết hợp với kỹ thuật điều khiển PWM tiên tiến Điện cực hàn TIG khơng nóng chảy, q trình hàn khơng tạo xỉ khơng có thuốc hàn, hồ quang, vùng chảy quan sát kiểm soát dễ dàng, nguồn nhiệt tập trung có nhiệt độ cao Mục tiêu: - Nêu thực chất, đặc điểm phạm vi ứng dụng phương pháp hàn TIG - Trình bày công dụng , phân loại điện cực khí hàn - Liệt kê loại dụng cụ thiết bị dùng công nghệ hàn TIG - Nhận biết khuyết tật mối hàn hàn TIG - Trình bày đầy đủ ảnh hưởng trình hàn hồ quang tới sức khoẻ công nhân hàn - Thực tốt cơng tác an tồn lao động vệ sinh phân xưởng Nội dung: Thực chất đặc điểm hàn TIG 1 Thực chất Hàn TIG phương pháp hàn nóng chảy sử dụng hồ quang điện, hồ quang tạo thành điện cực khơng nóng chảy vùng hàn Bể hàn vùng hồ quang tạo thành bảo vệ môi trường khí trơ Argon Argon + Heli để ngăn cản tác dụng có hại ơxy nitơ khơng khí Điện cực khơng nóng chảy thường dùng Wonfram nên gọi phương pháp hàn TIG (Tungsten Inert Gas) Hình 1.1 1.2 Đặc điểm - Hồ quang tập trung, có nhiệt độ cao (60000C) - Kim loại mối hàn khơng cần kim loại phụ hàn gấp mép chi tiết mỏng - Mối hàn có chất lượng cao hầu hết kim loại hợp kim - Mối hàn làm sau hàn - Hồ quang vũng hàn quan sát hàn - Khơng có kim loại bắn t - Có thể hàn vị trí khơng gian - Nhiệt tập trung cho phép tăng tốc độ hàn, giảm biến dạng liên kết hàn Phạm vi ứng dụng Được áp dụng nhiều lĩnh vực sản xuất đặc biệt thích hợp hàn thép hợp kim cao kim loại màu hợp kim giá thành mối hàn cao xuất thấp vật liệu đắt (Hình 19.2) Hình 1.2 Một số ứng dụng phương pháp hàn TIG Vật liệu hàn TIG 2.1 Khí bảo vệ Bất kỳ loại khí trơ dùng để hàn TIG, song Argon Heli ưa chuộng giá thành tương đối thấp, trữ lượng khí khai thác dồi - Argon loại khí trơ khơng màu, mùi, vị khơng độc Nó khơng hình thành hợp chất hóa học với vật chất khác nhiệt độ áp suất Ar trích từ khí phương pháp hóa lỏng khơng khí tinh chế đến độ tinh khiết 99,9 %, có tỷ trọng so với khơng khí 1,33 Ar cung cấp bình áp suất cao dạng khí hóa lỏng với nhiệt độ 184 0C bồn chứa (Hình 19.3) - Heli loại khí trơ khơng màu, mùi, vị Tỷ trọng so với khơng khí 0,13 khai thác từ khí thiên nhiên, có nhiệt độ hóa lỏng thấp – 2720C, thường chứa bình áp suất cao (Hình 19.) Argon Heli Hình 1.3 Đặc điểm khí bảo vệ Dễ mồi hồ quang lượng ion thấp Nhiệt độ hồ quang thấp Bảo vệ tốt khối lượng riêng nặng Lưu lượng cần thiết thấp Điện áp hồ quang thấp nên lượng hàn thấp Giá thành rẻ Chiều dài hồ quang ngắn, mối hàn hẹp Có thể hàn chi tiết mỏng Khó mồi hồ quang lượng ion hóa cao Nhiệt độ hồ quang cao Bảo vệ nhẹ Lưu lượng sử dụng cao Điện áp hồ quang cao lượng hàn lớn Giá thành đắt Chiều dài hồ quang dài, mối hàn rộng Thường dùng hàn chi tiết dày - Sự trộn hai khí Ar He có ý nghĩa thực tiễn lớn cho phép kiểm sốt chặc chẽ lượng hàn hình dạng tiết diện mối hàn Khi hàn chi tiết dày, tản nhiệt nhanh trộn He vào Ar cải thiện đáng kể trình hàn - Nitơ ( N2 ) đưa vào Ar để hàn đồng hơp kim đồng, Nitơ tinh khiết dùng để hàn thép không rỉ - Hổn hợp Ar – H2 việc bổ sung hydro vào argon làm tăng điện áp hồ quang ưu điểm tương tự heli Hỗn hợp với 5% H2 làm tăng độ làm mối hàn TIG tay Hỗn hợp với 15% sử dụng để hàn khí hóa tốc độ cao cho mối hàn giáp mí với thép khơng rỉ dày đến 1,6 mm, ngồi cịn dùng để hàn thùng bia thép không rỉ với chiều dày, với khe hở đáy đường hàn từ 0,25 – 0,5 mm khơng nên dùng nhiều H2, gây rỗ xốp mối hàn Việc sử dụng hỗn hợp hạn chế cho hợp kim Ni, Ni – Cu, thép khơng rỉ (Hình 19.4) Hình 1.4 Quan hệ U-I khí hàn Lựa chọn khí bảo vệ Khơng có quy tắc khống chế lựa chọn khí bảo vệ cơng việc cụ thể Ar , He hổn hợp chúng sử dụng cách thành cơng đa số công việc hàn, với ngoại lệ hàn vật cực mỏng phải sử sụng khí Ar Ar thường cung cấp hồ quang êm He Thêm vào đó, chi phí đơn vị thấp yêu cầu lưu lượng thấp Ar làm cho Ar ưa chuộng từ quan điểm kinh tế 2 Điện cực tungsten Tungsten ( Wolfram) dùng làm điện cực tính chịu nhiệt cao, nhiệt độ nóng chảy cao (3410 0C), phát xạ điện tử tương đối tốt, làm ion hóa hồ quang trì tính ổn định hồ quang, có tính chống oxy hóa cao Hai loại điện cực sử dụng phổ biến hàn TIG : + Tungstène nguyên chất (đuôi sơn màu Xanh cây): chứa 99,5% tungsten nguyên chất, giá rẻ song có mật độ dòng cho phép thấp, khả chống nhiểm bẩn thấp, dùng hàn với dòng Xoay chiều (AC) áp dụng hàn nhôm hợp kim nhẹ + Tungstène Thorium (chứa đến % thorium {ThO2} - sơn màu đỏ) : có khả xạ electron cao dịng hàn cho phép cao tuổi thọ nâng cao đáng kể Khi dùng điện cực hồ quang dễ mồi cháy ổn định, tính chống nhiễm bẩn tốt, dùng với dịng chiều (DC) áp dụng hàn thép inox Ngồi cịn có : + Tungsten zirconium (0,15 đến 0,4% zirconium { ZrO2} - đuôi sơn màu nâu ) có đặc tính hồ quang mật độ dịng hàn định mức trung gian tungsten pure tungsten thorium, thích hợp với nguồn hàn AC hàn nhơm Ưu điểm khác điện cực khơng có tính phóng xạ điện cực thorium +Tungsten Cerium ( 2% cerium { CeO2} - sơn màu cam ) : khơng có tính phóng xạ, hồ quang dễ mồi ổn định, có tuổi bền cao hơn, dùng tốt với dòng DC AC + Tungsten Lathanum { La2O3} có tính tương tự tungsten cerium Loại điện cực EWP Màu nhận biết Xanh Green EWCe-2 Da cam Orange EWLa-1 Đen Black EWLa-1.5 Vàng Gold EWLa-2 Xanh da trời Blue EWTh-1 Vàng chanh Yellow EWTh-2 Đỏ Red EWZr-1 Nâu Brown EWG Xám Bảng 1.1 Mã màu điện cực Grey EWP = pure tungsten EWCe – = tungsten + 2% cerium EWLa – = tungsten + 1% lathanum EWLa – 1.5 = tungsten + 1.5% lathanum EWLa – = tungsten + 2% lathanum EWTh – = tungsten + 2% thorium EWG = tungsten + nguyên tố hợp kim không xác định EWZr – = tungsten + 1% thorium EWTh – = tungsten + 1% zirconium - EWLa-1 (1% Lanthan, màu đen); EWLa-1,5 (1,5% Lanthan, màu vàng); EWLa-2(2% Lanthan, màu xanh da trời): Là loại điện cực hợp chất với o xít Lanthan (đất hiếm)-o xít khơng phóng xạ, chúng cho khả châm hồ quang tốt Việc thêm vào từ 1-2% lanthan làm tăng khả chuyển tải dòng điện lên tới 50% (so với điện cực W tinh khiết) sử dụng với dòng AC So sánh với điện cực chứa Ce Th, điện cực chứa La có tuổi thọ cao có khả chống nhiễm bẩn W vào mối hàn tốt Lanthan phân bố khắp chiều dài điện cực trì đầu nhọn điện cực tốt, thuận lợi hàn thép thường thép khơng rỉ với dịng DC Điện cực chứa La sử dụng tốt với dòng DC AC với đầu điện cực mài nhọn dạng cầu - EWTh-1 (vàng chanh); EWTh-2 (đỏ) - Vơnphram hợp chất với oxít Thorium: Là loại điện cực W hợp chất với 2% oxít Thorium Đây loại điện cực sử dụng phổ biến chúng tạo hiệu suất hồ quang cao so với loại điện cực W tinh khiết (dòng điện DC) Thorium làm tăng “tuổi thọ” điện cực dài điện cực EWP Tuy nhiên, Thorium kim loại phóng xạ (mức thấp) làm việc cần phải ý bảo mang hộ đầy đủ, đặc biệt làm việc không gian hạn chế cần phải đảm bảo thơng gió tốt Đầu điện cực EWTh khơng mài có dạng cầu hàn với điện cực W tinh khiết, EWCe hay EWLa Thay vào mài nhọn sử dụng tốt với loại dịng điện chiều sóng hình vng Loại điện cực thường sử dụng để hàn loại thép Hay sử dụng loại EWTh-2 - EWZr-1, Vônphram hợp chất với 1% oxit Zirconium: Loại điện cực sử dụng để hàn với dòng điện AC Nó cho mối hàn chất lượng cao khả nhiễm W vào mối hàn thấp Hơn nữa, điện cực EWZr-1 tạo ổn định hồ tốt chống lại phân chia W hồ quang hàn Khả chuyển tải dòng điện tốt chút so với điện cực EWCe, EWLa hay EWTh có kích cỡ - EWG (unspecified alloy-hợp chất không định) Loại điện cực không rõ thành phần % o xít đất o xít kết hợp khác Khi rõ nhà sản xuất, chất thêm vào với mục đích gây ảnh hưởng tới đặc tính tự nhiên hồ quang Nhà sản xuất cần phải rõ chất (hoặc chất) thêm vào số lượng 10 ... 6.4 5-2 0 (2) 5-1 5 5-2 0 1 0-2 0 5-2 0 1.0 9.5 1 5-8 0 (2) 1 0-6 0 1 5-8 0 2 0-3 0 2 0-6 0 1.6 9.5 7 0-1 50 1 0-2 0 5 0-1 00 7 0-1 50 3 0-8 0 6 0-1 20 2.4 12.7 15 0-2 50 1 5-3 0 10 0-1 60 14 0-2 35 6 0-1 30 10 0-1 80 3.2 12.7 25 0-4 00... 2 5-4 0 15 0-2 10 22 5-3 25 10 0-1 80 16 0-2 50 4.0 12.7 40 0-5 00 4 0-5 5 20 0-2 75 30 0-4 00 16 0-2 40 20 0-3 20 4.8 16.9 50 0-7 50 5 5-8 0 25 0-3 50 40 0-5 00 19 0-3 00 29 0-3 90 6.4 19.0 75 0-1 000 8 0-1 25 32 5-4 50 50 0-6 30 25 0-4 00... DCEN EWP EWCe-2 EWLa-1 EWTh-2 Ph©n cùc dãơng DCEP EWP EWCe-2 EWLa-1 EWTh-2 Xung không đối xứng Xung ®èi xøng EWP EWCe-2 EWLa-1 EWTh-1 EWTh-2 EWZr-1 EWP EWCe-2 EWLa-1 EWTh-1 EWTh-2 EWZr-1 0.25 6.4