2.4.1. Khái niệm về mối hàn.
Mối nối được thực hiện bằng phương pháp hàn gọi là mối hàn. Mối hàn là mối nối liền khơng tháo được.Vị trí nối các chi tiết gọi là mối hàn
24
Hình 2.8 : Cấu tạo mối hàn
Mối hàn:
Mối hàn gồm: kim loại cơ bản và kim loại điện cực (que hàn) sau khi nóng chảy kết tinh tạo thành
Vùng tiệm cận mối hàn:
Vùng kim loại cơ bản được nung nóng từ nhiệt độ 1000C đến nhiệt độ gần nhiệt độ nóng chảy.
Kim loại cơ bản:
Vùng kim loại khơng bị tác dụng của nhiệt trong q trình hàn
2.4.2. Sự tạo thành bể hàn
Khi hàn nóng chảy, dưới tác dụng của nguồn nhiệt làm cạnh hàn và kim loại phụ nóng chảy tạo nên bể kim loại lỏng. Bể kim loại đó gọi là bể hàn hay vũng hàn.
Trong quá trình hàn, nguồn nhiệt dịch chuyển theo kẻ hàn, đồng thời bể hàn cũng dịch chuyển theo. Bể hàn được chia làm hai phần: phần đầu và phần đuôi.
25
Phần đầu bể hàn:
Ở phần này xảy ra q trình nóng chảy của kim loại cơ bản và kim loại điện cực. Theo sự dịch chuyển của nguồn nhiệt, tất cả các kim loại ỏ phía trước bị
nóng chảy
Phần đi bể hàn:
Ở phần này xảy ra quá trình kết tinh của kim loại lỏng bể hàn để tạo nên mối hàn.
Trong quá trình hàn, kim loại lỏng trong bể hàn luôn chuyển động và xáo trộn không ngừng. Sự chuyển động của kim loại lỏng trong bể hàn là do tác dụng của áp lực dịng khí lên bề mặt kim loại lỏng và do tác dụng của lực điện từ, làm cho kim loại lỏng trong bể hàn bị đẩy về phía ngược với hướng chuyển dịch của nguồn nhiệt và tạo nên chỗ lõm trong bể hàn.
2.4.3. Sự dịch chuyển của kim loại lỏng từ điện cực vào bể hàn:
Sự dịch chuyển của kim loại lỏng từ điện cực và bể hàn không những ảnh hưởng đến sự tạo thành mối hàn, mà còn ảnh hưởng đến thành phần và chất lượng mối hàn.
Khi hàn hồ quang tay, dù hàn bằng phương pháp nào và hàn ở bất kỳ vị trí nào thì kim loại lỏng cũng đều chuyển dịch từ que hàn vào bể hàn dưới dạng những giọt kim loại có kích thước khác nhau. Sự chuyển dịch của kim loại lỏng từ que hàn vào bể hàn là do các yếu tố sau:
Trọng lực của giọt kim loại lỏng:
Những giọt kim loại được hình thành ở mặt đầu que hàn, dưới tác dụng của trọng lực sẽ dịch chuyển từ trên xuống dưới theo phương thẳng đứng vào bể hàn Lực trọng trường chỉ có tác dụng làm chuyển dịch các giọt kim loại lỏng vào bể hàn khi ở vị trí sấp, cịn khi hàn ngửa yếu tố này hồn tồn khơng thuận lợi.
Sức căng bề mặt:
Sức căng bề mặt sinh ra do tác dụng của lực phân tử. Lực phân tử ln có khuynh hướng tạo cho bề mặt kim loại lỏng có một năng lượng nhỏ nhất, tức là
26
làm cho bề mặt kim loại lỏng thu nhỏ lại. Muốn vậy thì những giọt kim loại lỏng phải có dạng hình cầu. Những giọt kim loại lỏng hình cầu chỉ mất đi khi chúng rơi vào bể hàn và bị sức căng bề mặt của bể hàn kéo vào thành dạng chung của nó.
Lực từ trường:
Dòng điện khi đi qua điện cực sẽ sinh ra một từ trường. Lực của từ trường này ép lên que hàn làm cho ranh giới giữa phần rắn và phần lỏng của que hàn bị thắt lại.
Hình 2.10 : Tác dụng của lực từ trường lên điện cực
Do bị thắt lại nên diện tích tiết diện ngang tại chỗ đó giảm, làm mật độ và cường độ của lực từ trường mạnh lên. Mặt khác, tại chỗ thắt do có điện trở cao nên nhiệt sinh ra lớn, làm kim loại nhanh chóng đạt đến trạng thái sôi và tạo ra áp lực lớn đẩy các giọt kim loại lỏng vào bể hàn.
Lực từ trường có khả năng làm chuyển dịch các giọt kim loại lỏng từ đầu que hàn vào bể hàn ở mọi vị trí.
Áp lực khí:
Khi hàn, kim loại lỏng ở đầu que hàn bị quá nhiệt mạnh và sinh ra khí. Ở nhiệt độ cao, thể tích của khí tăng và tạo ra áp lực lớn đủ để đẩy các giọt kim loại.