Giáo trình Cắt cốt thép (Ngành Cốt thép hàn)

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH TRUNG CẤP MƠN HỌC/MƠ ĐUN: Cắt cốt thép NGÀNH/NGHỀ: CỐT THÉP HÀN (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐLC ngày…….tháng….năm Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Lào Cai) Lào Cai, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình mơ đun “Cắt cốt thép” biên soạn theo đề cương chương trình chi tiết đào tạo nghề Cốt thép hàn hiệu trưởng trường Cao đẳng Lào Cai ban hành ngày tháng năm 2017 Trong chương trình đào tạo nghề Cốt thép Hàn, mơ đun “Cat cốt thép ” mơ đun có vai trò quan trọng giúp cho người học kiến thức trọng tâm chế tạo cốt thép, hình thành nên kỹ nghề nghiệp Đây mô đun để tiếp thu kiến thức kỹ chế tạo kết cấu hàn Khi biên soạn giáo trình Chúng tơi ln bám sát theo đề cương chương trình chi tiết; nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu Các kiến thức toàn giáo trình có mối liên hệ logíc chặt chẽ Tuy giáo trình phần nội dung chuyên ngành đào tạo, nên người dạy, người học tham khảo thêm tài liệu có liên quan ngành học để việc sử dụng giáo trình có hiệu Khi biên soạn, cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến mơ đun phù hợp với đối tượng sử dụng cố gắng gắn nội dung lý thuyết với thực hành để giáo trình có tính thực tiễn cao Trong q trình biên soạn cố gắng, chắn không tránh khỏi thiếu sót thời gian biên soạn cịn ngắn trình độ cịn hạn chế Rất mong góp ý người sử dụng để giáo trình hồn thiện Lào Cai, tháng năm 2017 Tham gia biên soạn Chủ biên: Hoàng Đức Lượng CẮT KIM LOẠI BẰNG HỒ QUANG Đọc vẽ Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật liệu 2.1 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ - Máy hàn điện xoay chiều (một chiều) kết nối - Máy sấy que hàn - Bàn hàn, ghế hàn - Dụng cụ: Đe, búa nguội, đục nguội, thước lá, mũi vạch, kìm rèn, búa gõ xỉ, bàn chải sắt 2.2 Vật liệu hàn: Que hàn Kim tín J421 Φ3,2 tương đương, thép S= 5mm Chế độ cắt 3.1 Đường kính que hàn d= + (mm) Trong đó: d đường kính que hàn (mm) ; S chiều dày vật liệu (mm) 3.2 Cường độ dòng điện Khi cắt, cường độ dòng điện lấy lớn so với hàn 30% Thơng thường cường độ dịng điện cắt lấy (60 – 65)d Đường kính que hàn cường độ dịng điện cắt chọn theo bảng sau: Vạch dấu vị trí cắt a Dụng cụ vạch dấu, chấm dấu: Mũi vạch, com pa vạch, thước góc, thước cặp vạch dấu, chấm dấu, dây bật, cữ vạch, dưỡng vạch, * Bàn phẳng đỡ: - Công dụng; Là nơi đặt, đỡ giữ phôi, chi tiết cần lấy dấu - Cấu tạo: (Hình 13.1.29) + Bàn phẳng chế tạo từ gang đúc có độ hạt nhỏ, có bố trí gân để tăng độ cứng vững, chống biến dạng Mặt bên mặt bàn gia cơng khí, mặt phẳng làm việc cạo đạt độ phẳng cao Trên bề mặt làm việc số trường hợp có làm rãnh vng góc với Khi lấy dấu chi tiết có kích thước khơng lớn thường dùng bàn vng có kích thước 1200x1200 mm; với chi tiết trung bình, dùng bàn chữ nhật 3000x4000 mm; với chi tiết có kích thước lớn, dùng bàn có kích thước 4000 x 6000 mm Bàn phẳng đặt bàn gỗ (Hình 13.1.29a) bệ đỡ (Hình 13.1.29b) Chất lượng đường vạch dấu phụ thuộc vào độ xác bàn bàn phẳng phẳng để đảm bảo mặt phẳng nằm ngang, mặt bàn sạch, khơng có vết Hình 13.1.29 Bàn phẳng a) Đặt bàn gỗ; b) Đặt bệ đỡ + Các đỡ: Bao gồm phẳng đặc rỗng, hình chữ I (Hình 13.1.30a), khối V (Hình 13.1.30b) để gá chi tiết trụ, ống tròn, đỡ điều chỉnh vít (Hình 13.1.30c) dùng để lấy dấu chi tiết, phơi có hình dáng phức tạp Ngồi gá đặt chi tiết, phơi có trọng lượng lớn để lấy dấu dùng kích (Hình 13.1.31) Hình 13.1.30 Các đỡ dùng lấy dấu a) Tấm phẳng; b) Khối V; c) Tấm đỡ điều chỉnh Hình 13.1.31 Các loại kích đỡ chi tiết vạch dấu a) Kích có đỡ nghiêng; 1- Tấm đế; 2- Con lăn; b) Kích có lăn; 3- Giá đỡ lăn; 4) Vít me; c) Kích dùng lấy dấu trục lớn * Mũi vạch: 5) Thân; - Công dụng: Mũi vạch dùng để vạch đường dấu bề mặt chi tiết, phôi - Cấu tạo: (Hình 13.1.32) Hình 13.1.32 Mũi vạch a) Mũi vạch thẳng; b) Mũi vạch vng góc; c) Vạch dấu mũi vạch Mũi vạch thường có tiết diện trịn đường kính 3-5 mm vng kích thước (5mm, đầu nhọn có chiều dài 150 - 300 mm Mũi vạch có dạng thẳng (Hình 6.9.4a) vng góc (Hình 6.9.4b), chế tạo từ thép bon dụng cụ Y10 Y12 phần đầu cứng, mài nhọn Loại b dùng lấy dấu trường hợp bề mặt có vị trí khó lấy dấu (Hình 6.9.4c) * Chấm dấu: - Cơng dụng: Chấm dấu dùng để đánh dấu vị trí (núng tâm) đường vạch dấu vạch - Cấu tạo: (Hình 13.1.33) Hình 13.1.33 Chấm dấu a) Mũi chấm dấu; b) Vạch dấu chấm dấu; c) Núng dấu chấm dấu Chấm dấu thường chế tạo thép bon dụng cụ CD70A, CD80A Y7A, Y8A, chiều dài 90-150 mm, đường kính 8-10 mm, đầu mài nhọn góc 450- 600 tơi cứng, đầu vê thành mặt cầu tơi cứng vói chiều sâu thấm tơi từ 15-20 mm để định tâm ta dùng búa gõ Phần thân khía nhám để giữ cho * Chú ý: Khi vạch dấu cung trịn có đường kính khơng lớn, dùng mũi vạch * Com pa thường: - Công dụng: Com pa dụng cụ dùng để lấy dấu cung trịn, vịng trịn có đường kính khác - Cấu tạo: (Hình 13.1.34) 1,2- Đai ốc; 3- Cung điều chỉnh; 10 Hình 13.1.35 Com pa thước dài a) Com pa thường; b) Com pa thước dài * Com pa thước cặp đặc biệt: - Công dụng: Com pa thước dài đặc biệt dùng để lấy dấu đường trịn nằm khơng mặt phẳng với đường tâm - Cấu tạo: (Hình 13.1.36) Com pa thước cặp đặc biệt có vạch chia hai thân thước chế tạo thép hợp kim dụng cụ có độ chống mài mịn cao Mỏ động di chuyển vị trí theo hai phương Hình 13.1.36 Com pa thước cặp đặc biệt * Thước đứng vạch dấu: - Công dụng: Thước đứng vạch dấu loại dụng cụ dùng để vạch dấu đường dấu có khoảng cách chiều cao xác so với - Cấu tạo: (Hình 13.1.37) Dụng cụ bao gồm thước đứng (6) cố định đế (7) Trên thước đứng có trượt (5), có vạch chia xác, vít (3) để cố định trượt thước đứng Trên trượt có lắp mũi vạch dấu (10), kẹp chặt nhờ vít (9) Mặt đáy mũi vạch (a) phải phẳng song song với mặt phẳng đáy (b) đế Thanh trượt phụ (2) có vít (8) để vi chỉnh kẹp chặt nhờ vít (1) 39 Hình 13.1.37 Thước đứng vạch dấu b Thực hành sử dụng thước lá, thước góc, vạch dấu: - Đặt thước vào phơi Ép sát thước vào phơi ba ngón tay bàn tay trái cho giũa thước phơi khơng cịn khe hở - Đo kích thước chi tiết thước 40 Khi đo kích thước thước tay trái cầm chi tiết, tay phải cầm thước áp vào chi tiết cho cạnh đầu thước trùng với cạnh chi tiết cạnh thước lại song song với cạnh cần đo đọc kết Khi đo chiều dài chi tiết trụ tròn đặt trụ tròn lên mặt phẳng áp thước theo đường sinh đọc kết Khi đo đường kính chi tiết tay phải đặt thước mặt trụ giữ cố định đầu thước lướt nhẹ thước theo chu vi đọc kết lớn - Cầm mũi vạch vạch dấu 41 Tay phải cầm mũi vạch cầm bút chì vạch đường liên tục với chiều dài cần thiết Khi vạch, mũi vạch áp sát vào thước, nghiêng phía ngồi góc nhỏ khoảng 150 Nghiêng theo đường vạch góc 750- 850 Không vạch hai ba lần chỗ đường vạch có hai, ba nét - Vạch dấu theo dưỡng chuẩn: Tay trái ép dưỡng vị trí cho dưỡng chi tiết khơng cịn khe hở, tay phải cầm mũi vạch vạch theo biên dạng dưỡng - Lấy dấu lỗ 42 Tay trái ép dưỡng vị trí cho dưỡng chi tiết khơng cịn khe hở, tay phải cầm mũi vạch vạch theo biên dạng lỗ dưỡng - Vạch dấu đường vng góc thước góc bàn phẳng lấy dấu: Phôi gá đặt bàn phẳng lấy dấu, dùng thước góc có chân dịch chuyển theo mặt cạnh góc vng b bàn phẳng để vạch đường dấu I-I Để vạch đường dấu II-II ta làm tương tự - Vạch dấu đường vng góc cách kẹp thước góc phơi 43 Thước góc gá đặt chi tiết cần vạch dấu miếng kẹp 2, dùng thước góc trượt cạnh thước góc để vạch đường dấu vng góc vị trí u cầu Tiến hành cắt: 5.1 Thực chất trình cắt Q trình cắt khí đốt cháy kim loại dịng O2 để tạo nên ơxít ơxít bị thổi để tạo thành rãnh cắt Quá trình cắt bắt đầu đốt kim loại đến nhiệt độ cháy (ơxy hố mãnh liệt) nhờ lửa hàn sau cho dịng ơxy thổi qua Để đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy, dùng nhiệt phản ứng O2 C2H2 (hoặc loại khí cháy C2H 2, C6H6 ) Khi đạt đến nhiệt độ cháy, cho dòng O2 kỹ thuật nguyên chất ( 98 đến 99,7% O2) vào rãnh mỏ cắt trực tiếp ơxi hố kim loại tạo thành ơxít sắt thổi chúng khỏi rãnh cắt Sự phát nhiệt trình cắt giúp cho việc nung nóng vùng xung quanh đến nhiệt độ cháy, dịng O2 tiếp tục mở để cắt kết thúc đường cắt Cắt O2 đuợc dùng rộng rãi công nghiệp luyện kim gia công kim loại, xây dựng Hiện cắt phương pháp thủ công đuợc ứng dụng rộng rãi để cắt thép tấm, thép tròn chi tiết đơn giản hay phức tạp Cắt máy ngày đuợc phát triển có suất cao, độ xác mép cắt phẳng hiệu kinh tế lớn 5.2 Điều kiện cắt kim loại ôxy: Không phải kim loại hay hợp kim loai cắt đuợc O2 mà kim loại cắt đuợc phải thoả mãn điều kiện sau: - Nhiệt độ chảy cần phải cao nhiệt độ cháy với O2 Đối với thép bon thấp có hàm lượng C (0,7%) nhiệt độ cháy khoảng 1350C, nhiệt độ chảy gần 15000C thoả mãn điều kiện Đối với thép bon cao, ví dụ ( từ 1,1 đến 1.2%) nhiệt độ chảy gần nhiệt độ cháy nên trước cắt cần phải đốt nóng từ (300 đến 6500C) Đối với thép bon cao thép kim cao Crôm - Ni ken, gang, kim loại màu muốn cắt phải dùng thuốc cắt 44 - Nhiệt độ cháy ơxít kim loại phải nhỏ nhiệt độ cháy kim loại Nếu ngược lại lớp ơxít tạo bề mặt kim loại khơng bị chảy nên có dịng O2 thổi vào lớp ơxít ngăn cản việc ơxi hố lớp kim loại phía - Nhiệt lượng sinh làm kim loại cháy dòng O2 phải đủ để trì q trình liên tục - Tính dẫn nhiệt kim loại không cao, trường hợp cao nhiệt lượng bị truyền xung quanh, làm cho nhiệt độ cắt chỗ không đủ gián đoạn q trình cắt - Ơxít phải có tính chảy lỗng cao để kim loại dễ bị thổi khỏi rãnh cắt, ngược lại cản trở dòng O2 tức cản trở trình cắt - Kim loại dùng để cắt phải hạn chế bớt nồng độ số chất làm cản trở trình cắt như: C(cacbon), Cr(crom), Si(silich), số chất nâng cao tính sơi thép Mo(mulitden), W(vonpram) 5.3 Tiến hành cắt 5.3.1 Bắt đầu cắt: Ngọn lửa hướng vào vùng cắt để đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy để đốt cháy cạnh kim loại Khi vật tươơng đối dày, mỏ cắt bắt đầu nghiêng góc 5÷100 so với mặt vật cắt, nhằm mục đích làm cho mép vật cắt nung nóng tốt tồn chiều dày bắt đầu trình cắt dễ dàng Khi vật dầy 50mm mỏ cắt bắt đầu đặt thẳng góc với vật Khi cắt cần phải gia công trước lỗ chiều dày nhỏ 20mm 45 dùng mỏ cắt để cắt thành lỗ này, để tránh lửa tạt trở vào, trước tiên phải nung nóng đến nhiệt độ chảy sau phun dịng O2 Bắt đầu đốt vật cắt mép sau dịch mỏ cắt tới vị trí cắt lỗ Khi chiều dày vật từ dùng máy khoan để gia công lỗ, sau gia công lỗ xong ta bắt đầu cắt từ lỗ 5.3.2 Khoảng cách từ mỏ cắt đến bề mặt vật cắt Khoảng cách từ nhân lửa đến vật cắt tốt 1,5 đến 2,5mm Khoảng cách từ đầu mỏ đến mặt kim loại cắt thép có chiều dày s < 100mm tính sau: h = L + (mm) L- Chiều dày nhân lửa (mm) Để khoảng cách không đổi cắt ta gá thêm cặp bánh xe Khi cắt dày 100mm, khoảng cách lớn 5.3.3 Vị trí di chuyển mỏ cắt: Khi cắt theo đường thẳng, hợp lý mỏ cắt nghiêng góc 20 đến 300 phía ngược hướng cắt, phương pháp cắt thép dày 20 đến 30mm cho phép nâng cao suất trình cắt 46 5.3.4 Tốc độ cắt: Quá trình cắt ổn định, chất lượng mối cắt tốt, đạt tốc độ dịch chuyển mỏ cắt tương ứng với tốc độ ôxy hố kim loại theo chiều dày cắt phơi Tốc độ cắt nhỏ làm hỏng mép cắt, tốc độ cắt lớn làm sót lại nhiều khơng cắt hết phá huỷ trình cắt Tốc độ cắt chọn bảng chế độ cắt 5.3.5 Thực hành cắt khí T T Nội dung bước cơng việc Mồi điều chỉnh lửa - Xả nhẹ van ôxy truớc sau xả nhẹ van nhiên liệu mồi lửa - Điều chỉnh lửa có tỷ lệ phù hợp với chế độ cắt Cắt đường thẳng - Khi bắt đầu cắt lửa hướng vào vùng cắt để đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy để đốt cháy cạnh kim loại - Khi mép cắ cháy nghiêng mỏ xả xy cắt Hình vẽ minh họa 47 Hướng dẫn sử dụng Cắt đường tròn - Khi khoét lỗ tròn phải khoan trước lỗ cắt từ Khi chiều dày nhỏ 20mm dùng mỏ cắt để cắt thành lỗ này, để tránh lửa tạt trở vào, trước tiên phải nung nóng đến nhiệt độ chảy sau phun dịng O2 - Dùng compa cắt hình vẽ để cắt chi tiết trịn Cắt thép trịn - Khơng thể lúc cắt chiều dày chi tiết góc độ mỏ phải thay đổi để cắt phần hình vẽ Vát mép phơi hàn - Dùng thước thẳng có góc vát 30 độ để làm dưỡng 6.Kiểm tra chất lượng mối cắt TT Sai hỏng Nguyên nhân Cách khắc phục Hở khí đầu chai khí Phần nối bị mòn Đệm miếng da cao su phần nối Khó mồi điều chỉnh lửa Áp suất khí chưa phù hợp Điều chỉnh áp suất khí phù hợp Quá trình cắt bị gián đoạn, mép cắt không thủng Chế độ cắt chưa Tăng công suất lửa cắt có tiếng nổ nhỏ lửa bị tắt Đầu bép cắt bị kim loại lỏng bắn vào gây bẩn Tháo bép, làm cách dùng dây đồng mềm để cọ, thông bép 48 Bài 3: CẮT THÉP BẰNG MÁY CẮT KHÍ BÁN TỰ ĐỘNG 2.1 Cấu tạo: Hình 13.2.1 Máy cắt khí bán tự động Hình 13.2.2 Cấu tạo máy cắt khí bán tự động Nút lắp ống xy Bép cắt 49 Nút điều chỉnh khoảng cách mỏ cắt Ren vít Nút van điều chỉnh ô xy phản ứng 10 Mô tơ Nút van điều chỉnh dịng xy thổi 11 Cơng tắc điều khiển tiến lùi Nút van điều chỉnh gas 12 Bánh xe Núm điều chỉnh tầm với mỏ cắt 13 Ray Nút lắp ống gas 14 Vật cắt 2.2 Nguyên lý hoạt động: Điều chỉnh cho ray song song với rãnh cắt, vặn núm điều chỉnh tầm với mỏ cắt cho mỏ cắt vào mép đường cắt, vặn núm (2) để điều chỉnh khoảng cách từ mỏ cắt đến chi tiết Khi khoảng cách vị trí cắt đạt u cầu vặn van (3) (5) để mồi lửa, lửa nung mép cắt tới trạng thái cháy vặn van (4) để xả dịng ơxy cắt, đồng thời gạt cơng tắc (11) để xe hàn chuyển động tạo thành rãnh cắt 2.3.Lắp ráp vận hành máy cắt khí bán tự động TT Nội dung bước công việc Hình vẽ minh họa Hướng dẫn sử dụng Nối ống dẫn khí vào van giảm áp máy cắt, lắp van giảm áp vào chai khí - ống đầu dẫn khí ơxy có màu xanh, ống dẫn khí nhiên liệu có màu đỏ nâu - Hai ống có ren ngược chiều Khí ơxy có ren phải, khí nhiên liệu ren trái Đặt ray lên vật cắt, đặt máy lên ray - Ray phải song song với đường cắt cách đường cắt khoảng để đầu cắt với tới khơng q gần máy cắt 50 - Trước điều chỉnh phải vặn tai hồng lỏng - Sau điều chỉnh phải vặn chặt Điều chỉnh tầm với mỏ cắt khoảng cách hồ quang, điều chỉnh tốc độ cắt - Nguồn điện 220V - Nối dây tiếp đất để đảm bảo an toàn Nối nguồn điện cho máy Chế độ cắt - Căn vào chiều dầy vật liệu (Plate thickness) để chọn chế độ cắt, chế độ cắt gồm thông số sau: Tên thông số tiếng việt Tên thông số tiếng Anh Đơn vị Chiều dày vật liệu Plate thickness Mm Số hiệu bép cắt Tip no áp lực khí Pressure kg/cm3 Lưu lượng khí Consumption lít / Tốc độ cắt Cutting speed mm/phút Ơ xy phản ứng Cutting oxygen lít / Ô xy để thổi Preheat oxygen lít / Khí cháy để phản ứng Fuel gas lít / Vạch dấu vị trí cắt Tấm thép sau nắn xong, tiến hành xếp phơi lên để chọn lấy phương án tối ưu Khi chọn phương án tối ưu rồi, tiến hành lấy dấu đánh dấu phơi Lấy dấu dù việc cần thiết khơng đảm bảo độ xác kích thước hình dạng phơi cắt mà cịn tạo điều kiện dễ dàng cho trình cắt Khi lấy dấu cần ý điểm phải tính đến lượng gia công độ co kim loại sau hàn 51 Để tránh nhầm lẫn nguyên công đặc biệt nguyên công lắp ghép - hàn để dễ kiểm tra mát, sau lấy dấu xong cần phải đánh dấu phôi Tuy nhiên, việc cần thiết trường hợp sản xuất đơn hay loại nhỏ mà thơi, cịn dạng sản xuất hàng loạt lớn hàng khối khơng cần thiết, trương hợp này, chuyển sang từ nguyên công sang nguyên công khác, Các phôi thường chứa thùng riêng, dó xảy tượng nhẫm lẫn mát, đồng thời nâng cao suất lao động Tiến hành cắt - Mồi lửa nhơư cắt kim loại tay - Nếu cắt bêtơng phải có miếng kê phía dươới mồi lửa tránh bêtơng bị nổ Mồi lửa 5.2.1 Cắt đường thẳng, mép cắt vng góc - Nung mép hàn tới màu cà chua sáng xả dịng ơxy cắt đồng thời nhấn công tắc di chuyển 5.2.2 Cắt đường thẳng, mép cắt vát - Điều chỉnh góc vát theo ý định bảng chia độ - Chế độ cắt tính theo chiều sâu đường vát 5.2 Kiểm tra chất lượng mối cắt TT Sai hỏng Mạch cắt bị gián đoạn Nguyên nhân Tốc độ cắt nhanh Công suất lửa nhỏ Tốc độ gió thổi mạnh 52 Cách khắc phục Giảm tốc độ cắt Che chắn bớt gió Máy chạy bị lệch khỏi ray Rãnh ray có vật cản Dây khí hặc dây điện bị vướng Đang cắt có tiếng nổ nhỏ tắt lửa Khoảng cách lửa nhỏ Dừng cắt thông bép, điều Kim loại lỏng bắn vào làm tắc chỉnh khoảng cách bép 53 Dừng cắt, chỉnh lại ray, kiểm tra vật cản rãnh ray, kiểm tra dây ... loại theo chiều dày cắt phơi Tốc độ cắt nhỏ làm hỏng mép cắt, tốc độ cắt lớn làm sót lại nhiều khơng cắt hết phá huỷ trình cắt Tốc độ cắt chọn bảng chế độ cắt 5.3.5 Thực hành cắt khí T T Nội dung... THIỆU Giáo trình mơ đun ? ?Cắt cốt thép? ?? biên soạn theo đề cương chương trình chi tiết đào tạo nghề Cốt thép hàn hiệu trưởng trường Cao đẳng Lào Cai ban hành ngày tháng năm 2017 Trong chương trình. .. 5-6 7-9 Tốc độ cắt phụ thuộc vào tốc độ cháy kim loại Độ ổn định chất lượng trình cắt phụ thuộc vào tốc độ cắt Tốc độ cắt thấp làm cho thép bị cháy hỏng, tốc độ cắt cao khơng cắt hết chiều dày