Máy hàn và nguyên lý hoạt động

Nguồn điện hàn và máy hàn

Máy hàn dòng điện một chiều hay chỉnh lưu cho chất lượng mối hàn cao, ổn định nhưng giá thành đắt nên chỉ sử dụng khi có yêu cầu cao về chất l−ợng. Khi nghiên cứu hồ quang của dòng xoay chiều ta thấy rằng để dể dang mồi hồ quang thì điện áp không tải của máy hàn phải cao hơn lúc hồ quang cháy ổn định. Máy hàn phải điều chỉnh được cường độ dòng điện hàn phù hợp với các loại chiều dày, đường kính và vị trí tương đối của mối hàn trong không gian.

Khi hàn người ta thường mắc thêm cuộn cản để tạo ra sự lệch pha của dòng điện và hiệu điện thế nên chế độ hàn sẽ ổn định hơn. Máy hàn dòng xoay chiều : máy biến áp có bộ tự cảm riêng, máy biến áp hàn có hàn cú từ thụng tản lớn (dạng cú lừi từ di động), mỏy biến ỏp hàn cú cuộn dõy di. Máy hàn một chiều : loại máy phát hàn chạy bằng động cơ điện, máy phát hàn có dùng máy nổ và các dạng máy phát hàn khác.

Máy hàn điện một chièu cũng nh− các loại máy điện một chiều khác có 3 bộ phận cơ bản: phần cảm, phần ứng và vành đổi chiều. Vành đổi chiều : gồm các lá đồng ghép thành hình trụ, giữa các lá đồng có lớp cách điện với nhau và với trục bằng một lớp mica mỏng. Để tạo điều kiện cho mối hàn kết tinh (đông đặc) tốt tránh đ−ợc một số khuyết tật, ng−ời ta phải chuẩn bị các mép hàn tr−ớc khi hàn.

Lưu ý cần chọn que hàn có thành phàn các bon thấp hơn một ít và chọn loại có các nguyên tố hợp kim để tăng cơ tính cho mối hàn. Chế độ hàn Chế độ hàn là tập hợp các thông số công nghệ và điện đặc tr−ng cho qúa trình hàn nhằm nhận đ−ợc mối hàn có chất l−ợng theo yêu cầu kỷ thuật.các thông số. Chọn đ−ờng kính que hàn phụ thuộc vào :Chiều dày của vật hàn ;Vị trí mối hàn trong không gian : hàn ngang / hàn đứng/ hàn leo chọn dh <=5mm hàn trần thì nên chọn que hàn có đ−ờng kính dh <=4mm.

Hàn và cắt kim loại bằng khí .1 Khái niệm

Ngọn lữa hàn

Thiết bị hàn khí gồm có : Bình chứa khí ô xy, bình chứa khí axetylen hoặc bình chế khí axetylen hoặc các bình chứa khí cháy khác (bình chứa khí metan, ..). Van giảm áp bình ôxy, van giảm áp bình axetylen, khoá bảo hiểm cho bình chế khí axetylen, mỏ hàn, mỏ cắt, ống dẫn khí và một số dụng cụ kèm theo. Bình chứa khí đ−ợc chế tạo từ thép các bon hay từ thép hợp kim bằng ph−ơng pháp dập (dùng cho các loại bình áp suất cao) hoặc hàn dùng cho bình có áp suất thấp (bình chứa khí C2H2, NH3.

Van giảm áp có công dụng giảm áp suất từ bình chứa xuống áp suất khi làm việc và làm ổn định áp suất đó trong suốt thời gian làm việc. Ngọn lữa hàn cháy ổn định sẽ đảm bảo sự nung nóng và làm nóng chảy đều kim loại, quá trình vận hành sẽ an toàn. Nếu tốc độ chảy lớn hơn tốc độ đi ra của hổn hợp (khi áp suất trong bình chế nhỏ hơn bên ngoài) thì ngọn lữa có thể cháy quặt lại vào phía trong mỏ hàn đến ống dẫn khí và vào đến bình chế khí; lúc đó có kảh năng gây nổ bình đe doạ trực tiếp tính mạng người sử dụng.

Khi sử dụng bình chứa khí thì áp suất trong bình luôn lớn hơn áp suất bên ngoài nên ngọn lữa hàn luôn nằm ngoài mỏ hàn nên không cần sử dụng khoá bảo hiểm. Yêu cầu đối với khoá bảo hiểm : Đảm bảo ngăn cản và dập tắt hiện t−ợng cháy quặt lại của ngọn lữa, có độ bền cao để chịu áp suất cao do quá trình cháy, dể quan sát, dể vận hành bảo quản và sửa chữa, tiêu hao ít n−ớc,. Khi có hiện t−ợng va đập ng−ợc áp suất trong khoá bảo hiểm tăng lên làm đóng van 5 lại, khí cháy không đi vào đ−ợc; khi áp lực do khí cháy trong khoá bảo hiểm cao thì màng 8 sẽ bị thủng tạo điều kiện cho khí cháy thoát ra ngoài (xem hình 4-7, 4-9).

• Giai đoạn 2: cho dòng ôxy cắt đi vào, quá trình ôxy hóa xảy ra mãnh liệt và tạo nên các sản phẩm cháy (các ôxyt kim loại). L−ợng khí tiêu hao phụ thuộc chiều dày cắt, độ tinh khiết của khí ôxy, trạng thái bề mặt của vật cắt. Để tránh sự quá nhiệt và bắn toe kim loại, khi cắt vật cắt có chiều dày lớn cần chọn khoảng cách h lớn.

Khi cắt theo hình tròn, trên vạt cắt cần đột hoặc khoan lỗ trước để tạo điều kiện cho việc cắt đ−ợc thuận lợi. Khi cắt vật liệu bằng khí, do có sự truyền nhiệt không đồng đều nên tạo thành rãnh cắt không đều từ bề mặt phía trên đến phía dưới.

Hàn điện tiếp xúc

Thực chất quá trình hàn tiếp xúc là một quá trình dịch chuyển các phần tử kim loại này tiến sát vào kim lkoại kia cho đến khi khoảng cách giữa chúng bằng một thông số mạng a = (3 - 5) x 10 -8 cm. • Giai đoạn 1 : Chi tiết 1 và chi tiết 2 không hoàn toàn tiếp xúc với nhau trên toàn bộ bề mặt mà chỉ xảy ra tyại một số điểm nào đó. • Giai đoạn 2 : Khi có nguồn nhiêtỵ nung nóng thì các chất bẩn bị phá huỷ, đồng thời với lực ép tăng lên sẽ làm tăng tiết diện tiếp xúc; xuất hiện những hạt tinh thể chung , hay nói cách khác bắt đầu đã có những mối liên kết kim loại.

• Giai đoạn 3 : Khi lực ép tăng đạt giá trị nhất định thì diẹn tích tiếp xúc tăng lên gần bằng 100 %, khi đó kim loại đạt mối liên kết bền chắc. Hai kim loại luôn tiếp xúc nhau nên bảo vệ không cho không khí bên ngoài xâm nhạp vào vùng mối hanf, vì vậy chất l−ợng mối hàn cao. Theo dạng mối hàn : Hàn tiếp xúc điểm Hàn tiếp xúc đ−ờng Hàn tiếp xúc giáp mối Theo nguồn điện Máy hàn dòng xoay chiều.

Cho dòng điện có cường độ lớn đi qua bề mặt tiếp xúc, nhờ có dòng điện mà vùng mối hàn đ−ợc nung nóng đến trạng thái dẽo (nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại cơ bản). Giai đoạn 3 : dập - ép lúc này nguồn nhiệt tăng lên đột ngột, lớp kim loại lỏng bị ép và bắn toé ra ngoài mang theo các chất bẩn và lớp oxit trên bề mặt vật hàn tạo điều kiện cho quá trình liên kết bền chắc. Chuẩn bị vật hàn Chọn tiết diện vùng tiếp xúc giữa 2 chi tiết cho hợp lý, không có sự chênh lệch quá lớn gây nên ứng suất,.

• Giai đoạn các chi tiết được ép sơ bộ nhằm giảm điện trở, tăng cường độ dòng điện, tăng nhiệt độ nung nóng, tránh quá nhiệt và sự bắn toé của kim loại vùng điểm hàn. • Giai đoạn 2 : tăng lực ép, diện tíc tiếp xúc tăng, kích th−ớc của nhân điểm hàn tăng lên; lớp hổn hợp im loại nóng chảy bị xáo trộn và có sự phân bố lại; quá trình biến dạng dẽo tiếp ỵuc xảy ra. • Lực dập có tác dụng cho mối hàn đặc chắc, chặt, nên sau khia ngắt dòng điện chúng ta cần giữ áp lực thêm một thời gian nữa cho kim loại kết dính chắc hơn.

• Khi làm việc yêu cầu phải làm mát để đảm bảo độ bền cần thiết cho điện cực khi làm việc ở nhiệt độ cao và áp lực cao. 6 - Khung ngoài của máy hàn đường bao gồm : cuộn thứ cấp, dây dẫn điện đề vật hàn, cơ cấu kẹp chi tiết, bánh điện cực hàn.