Giáo trình Hàn TIG, MIGMAG

Giáo trình Hàn TIG, MIG/MAG Trình độ CĐN LI NểI ĐẦU Giáo trình “Hàn TIG, MIG/MAG” biên soạn dựa sở chương trình đào tạo thực hành thuộc Bộ mơn Cơng nghệ Hàn, Khoa Cơ khí - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định Bộ Giáo dục & Đào tạo quy định Giáo trình Hàn mơi trường khí bảo vệ thiết kế theo phương pháp dạy học thực hành tiếp cận lực thực (4D) Do đó, việc biên soạn giáo trình Hàn mơi trường khí bảo vệ TIG, MIG/MAG số công nghệ tiên tiến áp dụng rộng rãi ngành công nghiệp ôtô; công nghiệp đóng tàu chế tạo kết cấu thép Giáo trình Hàn mơi trường khí bảo vệ TIG, MIG/MAG phục vụ cho công tác dạy học thực hành giáo viên dạy nghề học tập HSSV, góp phần vào việc đào tạo đội ngũ cơng nhân kỹ thuật Hàn trình độ cao, đáp ứng nhu cầu ngày phát triển xã hội Để giáo trình hồn thiện, chúng tơi mong góp ý kiến rộng rãi độc giả Các ý kiến đóng góp xin gửi Email: nguyenngochung456@yahoo.com Xin trân trọng cảm ơn! T/M tác giả TS Nguyễn Ngọc Hùng TS NguyÔn Ngäc Hïng ThS NguyÔn Hång Thanh Tr-ờng Đại học SPKT Nam Định MODULE Hàn TIG, MIG/MAG Trình độ: CĐN MD 06-01 VN HNH THIT BỊ HÀN MAG, MIG VÀ ĐIỀU CHỈNH CHẾ ĐỘ HÀN I Mục tiêu Sau học xong học người học có khả năng: - Nắm khái niệm, ưu nhược điểm phương pháp hàn MIG/MAG - Trình bày ngun lý mơ tả phận máy hàn MAG, MIG - Thao tác nút điều chỉnh dòng điện hàn, điện áp hàn, tốc độ đẩy dây hàn, trình hàn liên tục không liên tục - Kết nối phụ kiện máy với 100% độ xác đáp ứng yêu cầu đặc điểm kỹ thuật - Kiểm tra miệng phun, vịi phun, ống tiếp điện khơng bị bám xỉ - Khi lắp ráp điều chỉnh lưu lượng khí CO2, tháo lắp van giảm áp với chai khí quy trình, ống dẫn khí CO2, điều chỉnh áp suất khí từ (13kG/cm2) II Nội dung 2.1 Khái niệm đặc điểm 2.1.1 Khái niệm Đây loại trình hàn có độ tin cậy cao sử dụng điện cực nóng chảy dạng dây hàn mơi trường khí trơ sở khí argon Ra đời thập kỷ 50, trình biết đến với tên gọi ban đầu trình hàn MIG trình hàn sử dụng rộng rãi có loạt ưu điểm bật Ta sử dụng phương pháp hàn chế độ hàn tự động bán tự động nhiều loại vật liệu, chiều dày vị trí hàn Đây loại q trình hàn có suất đắp cao hai chế độ hàn tự động bán tự động Một ứng dụng ban đầu phương pháp hàn hồ quang điện cực nóng chảy mơi trường khí bảo vệ hàn nhơm mơi trường khí argon Đối với thép, khí bảo vệ sử dụng rộng rãi CO2 hỗn hợp khí Ar/CO2 Thành phần khí bảo vệ có ảnh hưởng đáng kể đến đặc trưng trình hàn, hình dạng mối hàn, mức độ bắn tóe tính kim loại mối hàn (đặc biệt độ dai va đập) Khí bảo vệ CO2 thường sử dụng cho hàn kết cấu thông dụng từ thép cac bon thấp địi hỏi cao hình dạng bề mặt mối hàn, phạm vi biến thiên tương đối rộng chế độ hàn độ dai va đập Mặc dù có giá TS Nguyễn Ngọc Hùng ThS Nguyễn Hồng Thanh Trường ĐHSPKT Nam nh MODULE Hàn TIG, MIG/MAG Trình độ: CĐN thnh cao, hỗn hợp khí Ar/CO2 Ar/CO2/O2 cho phép cải thiện đáng kể hình dạng bề ngồi mối hàn 2.1.2 Ưu nhược điểm trình hàn GMAW Ưu điểm: - Có thể hàn hai chế độ: tự động bán tự động - Mức độ linh hoạt cao loại vật liệu khác vị trí hàn khác - Năng suất đắp cao (có thể dùng dây lõi bột) - Mật độ dòng hàn cao bảo đảm vùng ảnh hưởng hẹp; - Chế độ hàn xung cho phép kiểm soát tốt q trình hàn so với hàn khơng có xung Nhược điểm: - Dễ hình thành khuyết tật, bắn tóe rỗ khí - Giá thành thiết bị hàn cao so với phương pháp hàn hồ quang tay Bên cạnh yêu cầu tối ưu hóa thơng số hàn để kiểm sốt q trình hàn tốt giá thành thiết bị tăng cao - Sử dụng dây hàn lõi bột tự bảo vệ nhiều gây ảnh hưởng tới sức khỏe người thợ Do phải u cầu có thơng thống điều kiện thơng gió tốt (đặc biệt vùng khơng gian làm việc chật hẹp) - Chi phí sử dụng cao sử dụng khí bảo vệ sở argon so với khí CO2 - Khí bảo vệ (CO2) khơng cho phép đạt tới trạng thái dịch chuyển tia dọc trục, chất lượng bề mặt mối hàn hơn, hồ quang ổn định mức độ bắn tóe cao 2.1.3 Các dạng dịch chuyển hàn MIG/MAG Khi hàn mơi trường khí bảo vệ điện cực nóng chảy hồ quang đầu điện cực vật hàn liên tục nung chảy mép hàn điện cực Dây hàn cấp vào vùng hồ quang thông qua cấu cấp dây với tốc độ tốc độ nóng chảy điện cực (dây hàn) Phần điện cực nung chảy chuyển dịch vào vũng hàn theo chế sau: - Dịch chuyển ngắn mạch – Đây dạng dịch chuyển liên quan đến trị số điện áp hàn, dòng điện hàn thấp (khoảng 200A) suất đắp thấp Các giọt kim loại nóng chảy hình thành đầu điện cực liên tục có tiếp xúc đoản mạch với vũng hàn TS Nguyễn Ngọc Hùng ThS Nguyễn Hồng Thanh Trng HSPKT Nam nh MODULE Hàn TIG, MIG/MAG Trình độ: C§N dịch chuyển hình thành ảnh hưởng sức căng bề mặt lực điện từ Đây dạng dịch chuyển tương đối ổn định có thơng số hàn tối ưu - Dịch chuyển giọt lớn – Khi tăng suất đắp thông qua tăng mật độ dòng điện hàn (thường khoảng 200 – 250A) tăng tốc độ cấp dây, dịch chuyển kim loại nóng chảy vào vũng hàn có dạng dịch chuyển giọt lớn Lúc đầu điện cực khơng cịn tiếp xúc đoản mạch với vũng hàn Các giọt kim loại có kích thước lớn dịch chuyển khơng đồng theo thời gian vào vũng hàn tác dụng trọng lực lực điện từ dải cường độ dịng điện nói trên, dịch chuyển mang đặc tính xung tia (với khoảng tần số 50Hz) kiểm sốt dạng sóng dịng điện hàn Do giảm thiểu bắn tóe cải thiện chất lượng bề mặt mối hàn Mặc dù mức độ bắn tóe giảm trường hợp này, dễ bị chịu ảnh hưởng thay đổi gá lắp kết cấu hàn (như độ xác) thông số chế độ hàn xung Dạng dịch chuyển cần loạt thông số bổ sung, cần tối ưu hóa để có chiều dài hồ quang ổn định - Dịch chuyển tia dọc trục: Nếu tăng cường độ dòng điện hàn lên khoảng từ 220 – 250A kim loại điện cực dịch chuyển vào vũng hàn dạng tia dọc trục, lúc giọt kim loại có kích thước nhỏ nhiều so với đường kính điện cực, chúng phun qua hồ quang từ đầu điện cực vào vũng hàn với vận tốc lớn Để có dạng dịch chuyển này, dòng điện hàn cần phải đạt 250A khí sử dụng hỗn hợp Ar/CO2 Với dạng dịch chuyển cho ta phạm vi sử dụng dịng điện hẹp, cần phải đảm bảo độ ổn định hồ quang Sự dịch chuyển ổn định kim loại cho phép đạt mối hàn có hình dạng cường độ dịng hàn cao (năng lượng đường cao) tạo nên mối hàn có bề rộng lớn Do tính chảy lỗng cao vũng hàn nên áp dụng dạng dịch chuyển tư hàn hàn ngang 2.2 Nguyên lý hoạt động cấu tạo máy hàn MIG/MAG 2.2.1 Nguyên lý đặc điểm trình hàn GMAW Khi hàn mơi trường khí bảo vệ điện cực nóng chảy hồ quang đầu điện cực vật hàn liên tục nung chảy mép hàn điện cực Dây hàn cấp vào vùng hồ quang thông qua cấu cấp dây với tốc độ tốc độ nóng chảy điện cực (dây hàn) TS Nguyễn Ngọc Hùng ThS Nguyễn Hồng Thanh Trường ĐHSPKT Nam nh MODULE Hàn TIG, MIG/MAG Trình độ: CĐN Hình 1 Hệ thống máy hàn MAG Hình Sơ đồ nguyên lý hàn MAG 2.2.2 Nguyên lý cấu tạo Máy biến hàn - Đặc tính đầu ra: Đối với ph-ơng pháp hàn MAG đặc tính đầu th-ờng có điện áp hàn không đổi (CV) - Dòng điện hàn dòng chiều - Điện áp hàn điều chỉnh phù hợp với trình hàn - Để đảm bảo an toàn cho ng-ời thợ, điện áp hàn phải hạ thấp xuống; th-ờng điện áp không tải tối đa 113 V, điện áp hàn 15 đến 30 V Hình Máy hàn MAG TS Nguyễn Ngọc Hùng ThS Nguyễn Hồng Thanh Trng HSPKT Nam nh MODULE Hàn TIG, MIG/MAG Trình độ: CĐN Hình Đ-ờng đặc tính V-A Công tắc nguồn Điều chỉnh điện áp Đồng hồ dòng áp Núm điều chỉnh tốc độ dây (dòng hàn) Đèn báo nhiệt Đèn báo nguồn Hình Panel điều khiển Súng hàn Hình Súng hàn TS Nguyn Ngọc Hùng ThS Nguyễn Hồng Thanh Trường ĐHSPKT Nam nh MODULE Hàn TIG, MIG/MAG Trình độ: CĐN Cơ cấu đẩy dây hàn Chú ý: RÃnh hình thang sử dụng tr-ờng hợp dây hàn thép đen; rÃnh hình tròn dùng tr-ờng hợp dây hàn rỗng dây hàn lõi thuốc dây nhôm Hình Cơ cấu đẩy dây - rÃnh hình thang; - rÃnh hình tròn Van giảm áp phận sấy khí Hình Van giảm áp dùng hµn MAG TS Nguyễn Ngọc Hùng ThS Nguyễn Hồng Thanh Trng HSPKT Nam nh MODULE Hàn TIG, MIG/MAG Trình độ: CĐN 2.3 Điều chỉnh chế độ hàn 2.3.1 Chuẩn bị tr-ớc hàn - iu chnh phn nhụ ca điện cực (khoảng cách từ ống tiếp điện): Lựa chọn theo dạng dịch chuyển kim loại lỏng xuống bể hàn Thường từ  13 mm cho dịch chuyển ngắn mạch từ 13  25 mm cho dạng dịch chuyển khác Hoặc Được xác định theo công thức thực nghiệm l=5+d.d (d đường kính dây điện cực) - Giữ khoảng cách từ đầu dây hàn xuống vật hàn khoảng  mm (chính chiều dài hồ quang) - Lúc mỏ hàn tạo với mặt phng tm phụi mt gúc 900 Hình Độ nhô dây điện cực 2.3.2 Điều chỉnh chế độ hµn Đối với máy hàn Maxi Compact 322, cơng tắc số vừa có nhiệm vụ cơng tắc nguồn đồng thời đóng vai trị cơng tắc điều chỉnh điện áp mặc định máy hàn Núm số điều chỉnh điện áp mức tinh (khoảng 25 V tương ứng với mức) Đồng hồ dòng áp số báo cho người dùng biết bạn vừa hàn với dòng điện áp Núm số núm điều chỉnh tốc độ dây (điều chỉnh dịng hàn) Hoặc ta chọn chế độ hàn tương đối theo Error! Not a valid bookmark selfreference Sau tính điện áp hàn theo công thức thực nghiệm sau: Với kiểu dịch chuyển ngắn mạch (d = 0,6  1,2 mm, d đường kính dây hàn) ta có điện áp hồ quang U = 15+0,04.I (V) TS Nguyễn Ngọc Hùng ThS Nguyễn Hồng Thanh Trường ĐHSPKT Nam Định MODULE Hµn TIG, MIG/MAG Trình độ: CĐN Lu lng khớ bo v: Thụng thng người ta chọn theo bảng thơng số quy trình hàn Tuy nhiên tính theo cơng thức thực nghiệm dựa vào đường kính dây hàn Lưu lượng khí bảo vệ = 10 x đường kính dây hàn Ví dụ: đường kính dây hàn d=0,9 ta có lưu lượng khí bảo vệ 10x0,9=9 lít/phút chế độ 2T người thợ thao tác gây hồ quang cần phải gữi cơng tắc suốt q trình hàn Khi kết thúc q trình hàn, ngời thợ việc nhả cơng tắc, hồ quang tắt Còn chế độ 4T, người thợ bấm cơng tắc sau nhả ra, kết thúc trình hàn người thợ lại phải bấm nhả cơng tắc lần B¶ng 1 Bảng thông số chế độ hàn, Hàn giáp mối - dịch chuyển ngắn mạch 2.3.3 Mồi hồ quang: Trước mồi hồ quang, cần phải làm hạt kim loại xung quanh miệng phun, người thao tác cầm mỏ hàn nghiêng góc 100  250 so với phương thẳng đứng ấn công tắc mỏ hàn, khí bảo vệ phun trước bảo vệ vùng hàn, sau hồ quang hàn hình thành Khi hồ quang hình thành dây điện cực đưa vào vũng hàn tự động nên cần di chuyển mỏ hàn dọc theo trục đường hàn tránh trường hợp kim loại lỏng (do kim loại điền đầy tạo thành) cao dần dính vào bép hàn chụp khí 2.3.4 KiĨm tra hồ quang nghe nhìn Tr-ờng hợp 1: Dòng điện điện áp hồ quang thích hợp - Nhìn: Hồ quang cháy ổn định, việc cầm mỏ hàn thấy tốt, xuất kim loại bắn tóe, - Nghe: Tiếng hồ quang cháy kêu nhẹ đều, liên tục ri, ri l TS Nguyn Ngc Hựng ThS Nguyễn Hồng Thanh Trường ĐHSPKT Nam Định MODULE Hµn TIG, MIG/MAG Trình độ: CĐN Tr-ờng hợp 2: Dòng điện hàn cao điện áp hồ quang thấp - Nhìn: Không quan sát đ-ợc đầu dây hàn nóng chảy, dây hàn cắm vào kim loại bản, xuất nhiều hạt kim loại bắn tóe - Nghe: Tiếng hồ quang kêu mạnh, không pan, pan Tr-ờng hợp 3: Dòng điện hàn thấp điện áp hồ quang cao - Nhìn: Đầu dây hàn có dạng hình cầu, xuất hạt kim loại bắn tóe có kích th-ớc lớn, - Nghe: Tiếng hồ quang kêu không Shuru-Shuru v dây hn bị dính vào ống tiếp điện 2.4 Các lỗi th-ờng gặp vận hành máy điều chỉnh chế độ hàn 2.4.1 Các lỗi th-ờng gặp trình vận hành máy - Máy hàn không hoạt động: Kiểm tra áp tô mát, công tắc nguồn, - Không có khí bảo vệ: Kiểm tra xem khí chai có không, van điều tiết có chế độ hoạt động không, - Hồ quang không hình thành: Kiểm tra kẹp mát, phôi hàn đà đ-ợc làm ch-a, đà điều chỉnh tốc độ dây ch-a (ch-a có dòng hàn) 2.4.2 Các lỗi th-ờng gặp trình điều chỉnh chế độ hàn - Khó mồi hồ quang: Đấu sai cực tính, hết khí bảo vệ, bảng điều khiển bị hỏng - Kim loại bắn tóe: Điện áp lớn; điều chỉnh lại chế độ hàn - Hồ quang nổ: Tốc độ đẩy dây (dòng hàn) lớn; điều chỉnh lại chế độ hàn cho phù hợp - Đầu dây hàn có dạng giọt lớn sau ngắt hồ quang: điện áp lớn; điều chỉnh điện áp hàn cho phù hợp 2.5 An toàn lao động vệ sinh công nghiệp - Do đặc thù hàn môi tr-ờng khí bảo vệ nên an toàn lao động nh- an toàn nổ phải đ-ợc đặt lên hàng đầu nh-: quy trình vận hành máy, mở chai, đóng chai khí, tắt máy hàn sau kết thúc ca làm việc - Kiểm tra độ dò khí chỗ nối - An toàn điện - Vệ sinh công nghiệp TS Nguyễn Ngọc Hùng ThS Nguyễn Hồng Thanh Trường ĐHSPKT Nam Định ... dao động mỏ hàn Góc độ mỏ hàn: Tùy thuộc vào vị trí hàn bằng, hàn ngang, hàn đứng hay hàn trần mà có giáp mối độ phù hợp Hàn ngang Hàn Hàn đứng Hình Góc độ mỏ hàn ứng với vị trí hàn TS Nguyn... Thực hành độc lập kỹ theo hai nhãm cã sù h-íng dÉn cđa GV - SV thành thạo kỹ năng: Vận hành thiết bị hàn MAG điều chỉnh chế độ hàn - Trình tự thực kỹ Vận hành thiết bị hàn MAG điều chỉnh chế độ hàn. .. đặc điểm ph-ơng pháp hàn MIG/MAG Trình bày dạng dịch chuyển hàn MIG/MAG Trình bày nguyên lý hoạt động nguyên lý cấu tạo máy hàn MIG/MAG Trình bày quy trình vận hành máy hàn MIG/MAG 14 TS Nguyn