Tài liệu Tài liệu hướng dẫn kĩ thuật cho nhà máy tại Việt Nam docx

Tài liệu hướng dẫn k ĩ thuật cho nhà máy tại Việt Nam Kỹ thuật hàn cơ bản 용접기초 일반 Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) Mục Lục 1. Nội dung cơ bản về kỹ thuậ t hàn A. Định nghĩa kỹ thuật hàn B. Phân loại kỹ thuật hàn C. Hiệu quả của tính phân cực D. Môi trường khí bảo vệ hàn E. Cấu tạo và đặc tính của thiết bị hàn 2. Quản lý quá trình chuẩn bị hàn 3. Kỹ thuật Hàn chính 4. Nguyên nhân khuyết tật hàn và phương pháp khắc phục * Thêm: Ảnh mẫu khuyết tật hàn (cracking) 2 Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) 1 1. Khái lược về k ỹ thuật hàn A. Định nghĩa kỹ thuật hàn Hàn là kthuật dùng nhiệt độ cao hay áp lực để liên kết 2 loại vật chất kloại ở trạng thái rắn với nhau, bao gồm những ppháp như hàn nóng chảy (fusion welding), hàn áp (pressure welding), hàn vẩy (brazing soldering) để rút ngắn khoảng cách giữa các nguyên tử kloại. 1). Hàn Nóng Chảy (Fusion Welding): là ppháp hàn được thực hiện bằng cách làm nóng chảy cục bộ những phần được liên kết, không có lực tác dụng (nhiệt độ nung chảy: trên 1500 C, bán nung chảy: trên 1400 C) [Đặc tính]  Nhiệt độ của nguồn nhiệt cung cấp phải đủ cao hơn nhiệt độ cần thiết đ ể nung chảy kim loại.  Phải đáp ứng được việc gia nhiệt theo cục bộ.  Phải đáp ứng được việc chế ngự lượng nhiệt vào. 2). Hàn Áp Lực (Pressure Welding): là ppháp hàn ở trạng thái cán nguội hoặc gia nhiệt ở bộ phận tiếp xúc (điểm tiếp xúc, masát) trong đkiện có tác dụng của lực ép các chi tiết tạo liên kết hàn [Đặc tính]  Cần có thiết bị quy mô lớn có thể tạo lực lớn.  Có đkiện hình thành khá phức tạp, nhưng có thể sản xuất hàng loạt trong thời gian ngắn. 3). Hàn vảy (brazing soldering ): là p.pháp liên kết 2 vật liệu kloại với nhau bằng cách dùng trọng lực bề mặt để liên kết một kloại xúc tác có điểm nóng chảy thấp hơn kloại cơ bản vào giữa 2 phần tiếp xúc của vật liệu.  Hàn vảy mềm (soldering) : < 450 (nhiệt độ thấp)℃  Hàn vảy cứng (brazing): hàn vảy dùng đèn xì khí gas, hàn vảy trong lò, hàn vảy cảm ứng, hàn vảy cứng chân không B. Phân loại kỹ thuật hàn Hàn hồ quang điện cực có thuốc bọc (SMAW) Hàn hồ quang chìm (SAW) Hàn hồ quang Hàn hồ quang điện cực có khí bảo vệ (GTAW, GM AW) Hàn hồ quang dây hàn lõi thuốc (FCAW) Hàn nung Hàn khí gas Hàn đặc biệt Hàn xỉ điện khí 3 Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) P.Pháp hàn Hàn áp Hàn vẩy cứng & vẩy mềm (brazing soldering) C. Hiệu quả của tính phân cực Hiện các máy hàn đang sử dụng được chia ra thành dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện 1 chiều (DC) , máy hàn điện 1 chiều được chia thành cực dương( DCSP,DCEN) và cực âm (DCRP,DCEP) tuỳ theo trạng thái dòng điện. Phân cực Cực dương 1 chiều(DCSP) Cực âm 1 chiều(DCRP) Điện 2 chiều(AC) Dòng điện tử và ION Ảnh hưởng nhiệt Phía vật liệu (60%~75%) Phía thanh hàn(60%~75%) Đều 50% Tác dụng Cleaning Không Có Có(nửa vòng) Hình ngấu hàn Sâu và hẹp Rộng và nông Trung bình Lực hồ quang Ổn định và mạnh Ổn định và yếu Không ổn định và trung bình Hiện tượng thổi hồ quang Có Có Hầu như không Quá trình áp dụng Chủ yếu ở GTAW Chủ yếu ở GMAW,SAW,SMAW Chủ yếu ở SMAW SMAW: Han hồ quang điện có khí kim loại bảo vệ GMAW: Han hồ quang khí gas kim loại bảo vệ GTAW: Han hồ quang điện có khí Vonfram bảo vệ SAW: Han hồ quang chìm D. Khí Gas bảo vệ hàn 1 . Khái lược Có 3 p ² để cách ly kim loại nóng chảy với kkhí ① p ² trực tiếp cung cấp khí bảo vệ, ② p ² hình thành khí gas bằng nhiệt hồ quang tác dụng lên thuôc bọc (bọc điện cực), ③ p ² dùng hồ quang điện 4 Ion Ion Ion Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) ở thu ố c hàn (Flux Shielding) v.v. Phương thức bảo hộ Cách hàn chủ yếu Nội Dung Electrode coating SMAW Hàn hồ quang điện cực nóng cháy trong môi trường khí đốt thuốc bọc bảo vệ Gas shielding GTAW Hàn hồ quang điện cực Vonfram khí bảo vệ GMAW Hàn hồ quang trong mtrường khí trơ bảo vệ FCAW Bảo vệ khu vực nóng chảy bằng khí đốt lõi thuốc và hỗn hợp khí gas, CO2 Flux shielding SAW Bảo vệ bằng dung môi xúc tác Mục đích của mtrường khí bảo vệ là chống oxy hoá và nitơ hóa bằng cách tách kim loại hàn với môi trường không khí bên ngoài và ngoài ra còn các công dụng sau.  Đặc tính của hồ quang và chế độ thực hiện hàn.  Độ ngấu hàn và hình dạng mối hàn  Khả năng phát sinh khuyết tật như lỗi tốc độ hàn và khuyết tật cháy chân  Xử lý vệ sinh(Cleaning Action)  Tính chất cơ học của kim loại mối hàn và chi phí hàn v.v. 2) Đặc tính của các loại khí (1) Khí Ar Tính dẫn nhiệt của Ar là yếu nên thể plasma tập trung tạo nên gân sâu ở giữa bề mặt của mối hàn, có tác dụng vệ sinh mối hàn. Đồng thời dòng lửa hàn cũng ổn định. (2) Khí He Vì tính dẫn nhiệt tốt nên năng lượng phân tán ở trong hồ quang tạo nên lượt hàn hình bầu dục . Sử dụng lượng thuốc xúc tác hàn g ấ p 2~3 lần so với Ar. (3) Khí Ar+He hỗn h pợ Sử dụng lợi điểm của cả Ar và He để độ ngấu hàn sâu, dòng phun ổn định. Vật liệu càng dầy thì nên tăng tỉ lệ He lên. (4) Hỗ hợp khí Ar + O 2 ( hoặc khí CO 2 ) Ar tạo nên cháy chân ở cạnh của lượt hàn nên để phòng trừ hiện tượng này thì nên thêm vào O 2 (1~5%), hoặc CO 2 (3~25%) để kết hợp với axit được tạo thành làm ra chất xúc tác 5 Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) chống cháy chân. (5) Khí CO 2 Khí CO2 có giá rẻ, ngấu hàn sâu nhưng do đặc tính của khí này nên chỉ có 2 chế độ hàn là ngắn mạch (short circuiting) và trục cầu (globular) nên hồ quang không ổn định và tia lửa toé ra nhiều . N ế u cho thêm Ar vào thì sẽ có các đặc trưng sau đây  Phạm vi của điều kiện hàn tấm vật liệu mỏng rộng ra, hồ quang dịu đi.  Nếu tăng tỉ lệ Ar lên trong hỗn hợp (chừng trên 80%) thì sẽ có được dòng phun hồ quang.  Lượng bắn toé ra sẽ thấp, hiệu quả hàn sẽ cao lên.  Độ ngấu hàn sẽ sâu lên. (6) Sử dụng hỗn hạp của 3 loại khí trở lên Lấy Ar làm chất cơ bản và sử dụng thêm hỗn hạp các khí He, CO 2 , O 2 (nhằm dễ dàng ION hoá hỗn hạp khí, giảm lực hồ quang) v.v thì sẽ lợi dụng được ưu điểm của các loại khí, qua đó nâng cao hiệu quả của thao tác hàn. E. Đặc tính và cấu tạo của máy hàn 1) Hàn hồ quang điện cực có thuốc bọc(SMAW) (1) Nguyên lý Là phương pháp hàn sử dụng nhiệt của hồ quang điện phát ra từ sự tiếp xúc giữa thanh hàn có bọc thuốc và vật hàn * Tác dụng của thuốc bọc: ổn định hồ quang, phòng trừ oxy hoá, nung chảy kim loại hàn , tăng nguyên tố hợp kim (2) Máy hàn và đặc tính 1) Nguồn điện để hàn 6 Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) Thường là điện xoay chiều hoặc 1 chiều cực âm [DCRP, kim loại xúc tác có cực dương (+)] [So sánh giữa máy hàn hồ quang điện 1 chiều và máy hàn hồ quang điện xoay chiều] Đơn vị so sánh 1 chi ều Xoay chi ều Tính ổn định hồ quang Ưu việt Hơi bất ổn Sử dụng cực điện Có thể Không thể Điện áp Hơi thấp(20~60V) Cao(80~ 100V) Nguy hiểm giật điện Ít Nhiều Cấu tạo và hỏng hóc Phức tạp/nhiều Đơn giản/ Ít Giá thành Đắt Rẻ Chống hiện tượng thổi hồ quang Không thể Có thể ( hầu như không có) 2) Hình thái thao tác hàn và thiết bị [Hình thái hàn SMAW] [Thiết bị hàn SMAW] (3) Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Thao Tác Hàn Hồ Quang (Arc Welding ) 1) Điện lưu khi hàn Thông thường sử dụng dòng điện lưu 40A trên từng 1mm đường kính,nhưng ngoài ra còn phụ thuộc vào các yếu tố như vật liệu hàn, độ dày, đường kính que hàn, tư thế hàn, hình dạng của vật hàn v.v. mà thay đổi khác nhau . Chủng loại Tư thế Đường kính que hàn(mm) 3.2 4.0 5.0 Thép Cacbon F 110-130 150-180 190-230 V 80-110 130-160 160-200  Dòng điện quá cao sẽ gây ra toé lửa và cháy chân  Dòng điện quá thấp thì dòng hồ quang điện sẽ không ổn định và là nguyên nhân của hiện tượng 7 Que hàn Kloại hàn Slag Khí bảo vệ Đường tâm Hồ quang Kloại gốc Que hàn Kloại gốc Cáp nối đất Thanh giữ que hàn Điện nguồn Dây cáp hàn Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) chảy tràn và lẫn xỉ  Thép không gỉ so với thép mềm (ít cacbon ) thì tính kháng điện là mạnh hơn nên dễ gây ra hiện tượng phóng điện nên cần tránh dòng điện quá mạnh ( thấp hơn 10-20Amp so với thép mềm )  Đồng thời nên sử dụng máy hàn có dòng điện 1 chiều đối với thép không gỉ và kim loại màu. 2) Điện Áp Hàn ( Chiều dài hồ quang điện )  Chiều dài của hồ quang điện quá dài thì độ ngấu hàn kém, bề mặt hàn thô ráp, dòng hồ quang không ổn định.  Ngược lại nếu quá ngắn thì thanh hàn thường bị ngắn mạch và có khả năng bị lẫn xỉ. 3) Tốc độ hàn  Tốc độ thao tác hàn nên thực hiện đủ nhanh để bề mặt hàn không bị tổn thương. 4) Góc thực hiện hàn  Góc độ Có 2 loại góc độ của thanh hàn là góc tiến hành (Lead Angle) và góc thao tác (Work Angle). 2) Hàn hồ quang điện cực có khí vonfram bảo vệ (GTAW hoặc TIG) (1) Nguyên lý Hình thành kim loại mối hàn bằng cách dùng nhiệt hồ quang giữa que điện cực vonfram và kim loại cơ bản để nung chảy chất xúc tác hàn, tuỳ từng trường hợp có thể cần sử dụng kim loại xúc tác. Cũng được áp dụng nhiều để hàn đòi hỏi chất lượng và độ chính xác cao như ở các kim loại mầu như Al & Cu v.v. (2) Máy hàn và đặc tính 1) Nguồn điện hàn Dòng điện xoay chiều hoặc 1 chiều cực dương (vật liệu cực (+), kim loại phụ cực (-)) 2) Đặc tính 8 Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반)  Có khả năng hàn chất lượng cao với hầu hết mọi chất liệu hàn và hầu như không có toé lửa  Không gây ra hiện tượng lẫn xỉ và sử dụng được ở tất cả các loại kim loại  Chủ yếu sử dụng để hàn ống dạng mỏng và hàn chân ống dẫn ( pipe ). 3) Khí gas bảo vệ  Ar : chủ yếu sử dụng đặc tính hồ quang hình nón  He: sử dụng đặc tính hồ quang hình bắn nguyệt với nhiệt lượng cao và độ nung chảy tăng [Hình thái hàn TIG] 9 Callet Đường thông gas Que hàn điện cực hồ quang Vòi gas Khí bảo vệ Chất xúc tác hàn Điểm nóng chảy KLoại gốc Khí phi hoạt tính KL nóng chảy Vòi xì Nước làm mát Đồng hồ đo và cần chỉnh Máy hàn AC hoặc DC Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) [Máy hàn TIG] 3) Hàn hồ quang trong khí kim loại bảo vệ (GMAW hoặc MIG) (1) Nguyên lý Cung cấp liên tục kim loại xúc tác vào vật liệu hàn để nung chảy kim loại xúc tác bằng nhiệt hồ quang, tạo nên kim loại nóng chảy và bảo vệ kim loại mối hàn bằng lớp khí gas bảo vệ (2) Máy hàn và đặc tính 1) Nguồn điện hàn Thường sử dụng dòng điện 1 chiều cực âm(vật liệu cực âm (-), kim loại phụ cực dương (+), cấu tạo bởi dây cấp Wire Feeder, đèn xì, lớp vỏ bảo vệ shielding và thiết bị làm mát v.v. 2) Đặc tính  Hiệu quả thao tác hàn cao hơn so với SMAW.  Có thể tự động hoá , khi so với hàn thủ công thì yêu cầu kỹ năng thấp hơn 3) Khí bảo vệ  Chủ yếu dùng Ar  Ví dụ về sử dụng khí hỗn hợp : Ar + 20% CO 2 , Ar + 1 - 5% O 2 , 75% He + 25%Ar [hình thái hàn MIG] [máy hàn MIG] 4) Hàn hồ quang dây hàn lõi thuốc (FCAW) (1) Nguyên lý Cung cấp liên tục kim loại xúc tác hàn vào vật liệu hàn để nung chảy kim loại xúc tác bằng nhiệt hồ quang tạo nên kim loại nóng chảy và bảo vệ bằng lớp thuốc bọc (thuốc xúc tác hoặc dung môi) có sẵn trong kim loại xúc tác, có thể sử dụng hoặc không sử dụng khí bảo vệ. (2) Máy hàn và đặc tính 10 Vòi xì Dây hàn Khí bảo vệ Vùng hàn Kloại gốc Hồ quang Vùng tiếp đất Dây cáp hàn Bộ chỉnh từ xa Kloại gốc Đầu xì Thanh chỉnh dây hàn Bình khí Thiết bị chỉnh áp lực Cuộn dây [...]... 11 Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) [hình thái hàn SAW] [máy hàn SAW] 2 Quản lý quá trình chuẩn bị hàn Trong quá trình hàn thì tồn tại những lỗi khó phát hiện như sự biến dạng của chất liệu, biến dạng của mối hàn, ứng lực tàn dư phát sinh ngay cả khi đã kiểm tra phi huỷ hoại ( NDE ) Điều này có nghĩa là quá trình quản lý việc thực hiện kỹ thuật hàn là rất quan trọng, vì vậy nên hệ thống quản lý kỹ thuật. .. pháp quản lý đặc biệt riêng khác với các thao tác kỹ thuật khác A Hệ thống quản lý và giám sát thao tác hàn QLý hồ sơ kthuật QLý công nhân hàn Tuyển chọn thợ hàn QLý dụng cụ hàn Chọn lựa que hàn QLý thiết bị hàn 12 KTra bản vẽ kthuật/ WPS확인 KTra chuẩn bị máy hàn QLý sản phẩm KTra sản phẩm Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) Lắp ráp phần liên kết QLý thao tác kthuật hàn Hàn(Nung trước,sau) (Lắp táp hoàn thiện)...Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) 1) Máy hàn Tương tự như kỹ thuật hàn GMAW, chủ yếu dùng dòng điện 1 chiều ngược cực ( vật liệu ở cực âm, kim loại phụ ở cực dương ), trường hợp sử dụng dây có chức năng lớp bảo vệ luôn thì không cần sử dụng thiết bị cung cấp khí   2) Đặc tính Hiệu quả hàn cao, bề mặt hàn đều và mịn Áp dụng được với nhiều độ dày của chất liệu, yêu cầu ít kỹ năng... thép lượng cácbon cao, thép hợp kim v.v thì khi hàn cho làm mát qua để chống việc đông cứng vùng hàn và thoát ra khí hydro để chống hiện tượng nứt(khoảng gần 200℃)  Cải thiện tính hàn  Khi hàn những vật có tính dẫn điện tốt ( hợp kim đồng, hợp kim nikel, hợp kim aluminum ) hoặc hàn tấm vật liệu dầy  Nung trước để loại bỏ phần hơi nước và xỉ trong vật liệu hàn để chống xuất hiện lỗ khí  Cải thiện tính... bụi vụn, ứng lực) 2 Phương pháp phòng trừ nứt ở nhiệt độ thấp 1    15 Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반)       Chọn chất liệu thép thích hợp Theo tác hàn bằng Multi- Pass có thể Thực hiện nung trước ở bộ phận hàn(giảm tốc độ làm lạnh, thoát hơi nước) Thay đổi thứ tự , biến số khi hàn Làm khô chất liệu hàn và que hàn (có lợi cho việc thoát hơi nước) Xử lý trọng lực còn lại(nung sau) 4.3 Các lỗi hàn... không thấu qua được bên kia chiều dầy của vật liệu gây nên lỗi hàn không thấy 1 Nguyên nhân hàn không thấu Phát sinh ở cùng điều kiện như khuyết tật không ngấu  Kỹ thuật hàn không chính xác ( những lỗi kỹ thuật như run tay, khoảng cách hồ quang không đúng v.v) Hình dạng mặt cắt vùng hàn( khi chân mối hàn quá hẹp hoặc quá dầy ) Chất bụi bẩn ( xỉ, cặn)   17 Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반)   Tốc độ hàn... đất [thiết bị hàn FCAW] 5) Hàn hồ quang chìm (SAW) (1) Nguyên lý Kim loại nóng chảy được hình thành nhờ cho tiếp xúc kim loại cơ bản với que hàn ở trạng thái gia nhiệt hồ quang, ở đầu que hàn có bọc lớp thuốc xúc tác nên hồ quang sẽ được bảo vệ với môi trường bên ngoài (3)   Máy hàn và đặc tính 1) Máy hàn Hàn hồ quang chìm ( SAW) có dòng điện xoay chiều hoặc 1 chiều chính cực, sử dụng dòng 1 chiều... dung cái đo (Gauge) để đo độ lớn của khuyết tật, nếu thấy cần thiết thì phải sửa lại trước khi kiểm tra 19 Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) RT Phát sinh lỗi undercut Hình thái phát sinh Xác định kích cỡ 6) Chảy tràn (Overlap) Một loại lỗi khác xảy ra trên bề mặt hàn do nguyên nhân kém kỹ thuật của kĩ sư hàn đó là lỗi chảy tràn Overlap Đây là hiện tượng kim loại hàn chảy tràn trên bề mặt vật hàn, cũng giống... tràn Phụ thuộc nhiều vào năng lực kỹ thuật của kĩ sư hàn Tư thế, góc độ que hàn không thích hợp Chủng loại que hàn Tốc độ hàn chậm Hình thái phát sinh chảy tràn 2 Tính nguy hiểm của chảy tràn Overlap Nếu kích cỡ của chảy tràn lớn thì sẽ xuất hiện vết nứt ở trong vết chảy tràn do tập trung trọng lực ở một điểm, đây được phân loại là một lỗi hàn rất nguy hiểm 20 Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) * Tham khảo... Đây được coi như một khuyết tật hàn nguy hiểm cũng giống như vết rạn nứt trong mối hàn Trong hầu hết các trường hợp thì thường cho rằng chỉ có lỗi hàn hở ở bên trong mối hàn nhưng thực ra là có thể xảy ra ngay ở bề mặt ngoài của lớp hàn 1 Nguyên nhân khuyết tật không ngấu 16 Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반)      Sử dụng que hàn không thích hợp (dòng hồ quang không liên tục) Sử dụng que hàn quá to so . Tài liệu hướng dẫn k ĩ thuật cho nhà máy tại Việt Nam Kỹ thuật hàn cơ bản 용접기초 일반 Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) Mục Lục. lực Cuộn dây Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반) 1) Máy hàn Tương tự như kỹ thuật hàn GMAW, chủ yếu dùng dòng điện 1 chiều ngược cực ( vật liệu ở cực âm, kim