2. Bề dày của lớp vật liệu chịu lửa bao quanh: Ở phần trụ:
7.1. CƠ SỞ VẬT LÝ – KỸ THUẬT CỦA HÀN HỒ QUANG:
Hàn hồ quang là quá trình tạo ra sự liên kết các chi tiết từ các vật liệu khác nhau khi làm cho chúng nĩng chảy nhờ hồ quang. Đây là một trong các quá trình cơng nghệ phổ biến được ứng dụng nhiều trong chế tạo máy và trong xây dựng.
Ở quá trình hàn hồ quang, nhiệt lượng cần thiết để làm nĩng chảy kim loại nhận được sự phĩng điện hồ quang giữa kim loại hàn và điện cực. Dưới tác động của hồ quang, kim loại nĩng chảy từ điện cực (que hàn) đọg lại trên chi tiết cần nối, hình thạnh chậu kim loại nĩng chảy, khi nguội sẽ tạo ra mối hàn vững chắc.
Hàn hồ quang là quá trình luyện kim và lý – hố hỗn hợp, xảy ra trong kim loại ở điều kiện nhiêt độ cao.
Khi hàn hồ quang, cùng với kim loại (lõi que hàn) chất phủ bao quanh que hàn hoặc chất vảy hàn cũng bị nĩng chảy. Sau khi mối hàn đã được tạo ra, xung quanh nĩ sẽ bám đọng chất xỉ từ các loại oxyde như SiO2, TiO2, P2O5, CaO, MnO, FeO, BaO, MgO, NiO … và các loại muối từ các chất khác nhau như CaS, MnS, CaF2 …. Chính nhờ lớp xỉ bám này mà hồ quang được duy trì cháy bền vững.
Ở hàn hồ quang trong mơi trường khí bảo vệ thường sử dụng các loại khí như argon, argon – helium, nitrogen, CO2, hơi nước, …
Que hàn dùng trong cơng nghệ hàn hồ quang tay cĩ chiều dài 450 mm, bị chảy hết trong vịng 1,5 đến 2 phút.
Khối lượng kim loại nĩng chảy trên một đơn vị thời gian được tính bằng: G = n I . t (7.1)
Ơû đây:
n: hệ số nĩng chảy, g/A giờ đối với que hàn cĩ lớp thuốc phủ khác nhau là vào khoảng 7 đến 13 g/(A.giờ)
I : dịng điện hồ quang, A. t : thời gian hồ quang cháy, giờ. Tốc độ hàn (cm/giờ) : ) 2 . 7 ( .F I v n
Với : khối lượng riêng của kim loại nĩg chảy (g/cm ) F : tiết diện mối hàn, cm2.
Chiều dài thân hồ quang là từ 4 đến 7 mm. Nhiệt độ hồ quang cĩ thể đạt giá trị từ 4,5 .103 đến 8.103oK, điện áp cần thiết để duy trì hồ quang dao động từ 18 đến 45V.
Que hàn dùng trong cơng nghệ hàn hồ quang tay bao gồm lõi kim loại bằng thép hoặc hợp kim cĩ chứa các thành phần như sau: 0,1 0,8% C; 0,28 0,5% Mn; 0,05 0,25% Si; 0,035% S và P và lớp thốc phủ bên ngồi bao gồm một vài thành phần giữ những chức năng và đặc tính đăc biệt như sau:
Titanium dioxyt (TiO2) hoặc FeTiO3, đây là thành phần chính giúp cho que hàn mau chảy vì tạo xỉ nhanh chĩng đồng thời là thành phần dễ ion hố, giúp cho hồ quang cháy ổn định.
K, Al, M2SiO3: là thành phần làm cứng lớp thuốc bọc que hàn và giúp cho sự ion hố ở khu vực thân hồ quang.
Celluloza: đây là lớp bột gỗ … giúp để làm giảm áp suất xung quanh hồ quang, làm tăng điện áp hồ quang.
Metal carbonat: giúp để làm giảm áp suất xung quanh hồ quang.
Canxi florua (Calcium flouride): là chất được sử dụng để làm cho que hàn dễ cháy và định hình tính chất của lớp xỉ bám xung quanh mối hàn.
Fe (Iron) và MnO (manganese oxide): cũng được sử dụng để định hình lớp xỉ và giúp cho que hàn dễ cháy.
Hợp kim sắt mangan (Ferromanganese) và hợp kim sắt silicon (ferro – silicone), được sử dụng để làm cho lớp xỉ bám dễ lấy ra khỏi mối hàn và để bổ sung mangan cho mối hàn.
Khống vật silicát (Mineral silicate), được sử dụng để làm cứng lớp thuốc bao xung quanh que hàn.
Chất kết dính, được sử dụng để trộn đều các thành phần trong thuốc và làm cho lớp thuốc bám chắc lên lõi kim loại củ que hàn.
Bột sắt: được sử dụng để làm tăng sự ổn định hồ quang.