.Khái niệm hàn

Khái niệm

H5n l5 phương ph(p nKi hai hay nhiBu chi ti=t kim lo+i th5nh một m5 không thV th(o r-i đưUc bằng c(ch nung nTng chHy hay đẻo, sau đT không dùng (p lXc đV ép chi ti=t h5n dQnh chặt lGy nhau.

Khi h5n nTng chHy, kim lo+i h5n bW nTng chHy, sau đT k=t tinh ho5n to5n t+o th5nh mKi h5n.

Khi h5n (p lXc, kim lo+i h5n đưUc nung đ=n tr+ng th(i đẻo, sau đT đưUc ép đV t+o lên mKi liên k=t kim lo+i v5 tăng khH năng thẩm thGu, kh=ch t(n c6a ph:n t> vật chGt gi&a hai mặt chi ti=t c:n h5n l5m cho chi ti=t liên k=t chặt v?i nhau t+o th5nh mKi h5n.

Đăc điểm của quá trình hàn

Ti=t kiệm kim lo+i : so v?i t(n ri vê từ 10-20% So v?i phương ph(p đ]c 30-50%.

GiHm th-i gian v5 gi( th5nh ch= t+o k=t cGu như : đ:m,khung…v...v.. CT thV t+o đưUc c(c k=t cGu nhẹ nhưng khH năng chWu lXc cao.

Độ bBn v5 độ kQn c6a mKi h5n l?n.

CT thV h5n đưUc hai kim lo+i cT tQnh chGt kh(c nhau. Thi=t bW đơn giHn, đ:u tư không cao.

Tổ choc kim lo+i g:n mKi h5n bW gi`n nên chWu lXc kém t+i đT. TPn t+i ong xuGt nhiệt l?n, nên vật chGt bW bi=n d+ng cong vênh.

H5n đưUc s> đụng rộng r_i trong tGt cH c(c ng5nh kinh t= quKc dân, đặc biệt trong ng5nh ch= t+o m(y, ch= t+o c(c k=t cGu đ+ng khung,gi:m trong xây, c:u đư-ng, c(c bMnh choa trong công nghiệp.

I.2. Phân loại phương pháp hàn.a.Theo trạng thái hàn. a.Theo trạng thái hàn.

Đ N TT NGHIÊP THIT K XE CH BIN BO GIAO THÔNG

H5n hP quang, h5n khQ, h5n điện xS, h5n điVn tia t> điện, h5n tia laze, h5n plasma…khi h5n nTng chHy k=t hUp v?i kim lo+i bổ xung từ ngo5i v5o điBn đ:y gi&a hai chi ti=t h5n sau đT đông đặc t+o ra mKi h5n.

Hàn áp lực.

h5n ti=p x]c, h5n nổ, h5n siêu âm, h5n khQ ép, h5n cao t:n, h5n khu=ch t(n…khi h5n bằng (p lXc kim lo+i 9 vùng mép h5n đưUc nung nTng đ=n tr+ng th(i dẻo sau đT hai chi ti=t đưUc ép l+i v?i nhau, lXc ép đ6 l?n t+o ra mKi h5n.

Hàn nhiệt.

H5n nhiệt l5 s> dụng nhiệt c6a c(c phHn ong hTa hJc đV nung nTng mét kim lo+i h5n đ=n tr+ng th(i nTng chHy đPng th-i k=t hUp v?i lXc ép đV t+o ra mKi h5n.

cơ năng : h5n ma s(t, h5n nguội….

c)Theo mức độ tự động hóa

H5n tay.

H5n b(n tX động. H5n tX động.

I.3. Hàn hồ quan tay

Khái niệm về hồ quang hàn

ThXc chGt c6a hP quang h5n

H5n hP quang l5 phương ph(p h5n nTng chHy dùng nhiệt c6a ngJn l>a hP quang sinh ra gi&a c(c điện cXc h5n. HP quang h5n l5 d`ng chuyVn động c6a c(c điện t> v5 ion vB hai điện cXc, kèm theo sX ph(t nhiệt l?n v5 ph(t s(ng m+nh. Trong c(c điBu kiện bMnh thư-ng, không khQ không dLn điện, gi&a 2 điện cXc c6ac(c lo+i m(y h5n hP quang cT điện (p không tHi nh. thua 80 vôn, vM vậy không cT sXphTng điện gi&a ch]ng.ĐV gây hP quang, ngư-i ta gây ra hiện tưUng đoHn m+ch l]cđT mật độ d`ng điện t+i chổ ti=p x]c c6a 2 điện cXc rGt l?n, theo đWnh luật Jun-lenc thMQ = 0,24 RI t, nhiệt lưUng n5y đưUc c(c điện t> tX do 9 mặt đ:u catKt hGp thụ. Sau 2 khi nhận đưUc năng lưUng dư?i d+ng nhiệt c(c điện t> n5y cT th= năng l?n v5 bot ra kh.i quỹ đ+o c6a mMnh v5 phTng vB anKt, trên đư-ng đi ch]ng sF bDn ph( lên c(c

Đ N TT NGHIÊP THIT K XE CH BIN BO GIAO THÔNG

nguyên v5 phân t> chGt khQ bHo ho5 đV cho hoặc lGy đi c6a ch]ng một v5i điện t> (tuỳ theoho( trW c6a ch]ng) v5 bi=n ch]ng th5nh nh&ng ion. Môi trư-ng ion l5 môi trư-ng dLn điện rGt tKt cho nên qu( trMnh gây hP quang chS xHy ra 9 giai đo+n ban đ:u.

Như vậy hP quang h5n l5 d`ng chuyVn dWch c6a c(c ion dương vB catKt; ion âm v5 c(c điện t> vB anKt. C(c h+t n5y sF bDn ph( lên c(c v=t cXc, cơ năng sF bi=n th5nh nhiệt năng đV l5m nTng chHy hoặc hao m`n c(c điện cXc. Qu( trMnh gây hP quang khi h5n xHy ra ba giai đo+n:

a. Giai đo+n ch+m m+ch ngDn (a):cho hai điện cXc ch+m v5o nhau, do diện tQch ti=t diện ngang c6a m+ch điện bé v5 điện tr9 vùng ti=p x]c gi&a c(c điện cXc l?n vM vậy trong m+ch xuGt hiện một d`ng điện cư -ng độ l?n, hai mép điện cXc bW nung nTng m+nh.

b. Giai đo+n ion ho( (b):Khi nâng một điện cXc lên kh.i điện cXc tho hai một khoHng từ 2 - 5 mm. C(c điện t> bot ra kh. quỹ đ+o c6a mMnh v5 chuyVn động nhanh vB phQa anôt (cXc dương), trên đư-ng chuyVn động ch]ng va ch+m v5o c(c phân t> khQ trung ho5 l5m ch]ng bW ion hTa. SX ion ho( c(c phân t> khQ kèm theo sX ph(t nhiệt l?n v5 ph(t s(ng m+nh.

c. Giai đo+n hP quang ch(y ổn đWnh (c):Khi moc độ ion ho( đ+t t?i moc b_o h`a, cột hP quang ngừng ph(t triVn, n=u gi& cho khoHng c(ch gi&a hai điện cXc không đổi, cột hP quang đưUc duy trM 9 moc ổn đWnh. Khi h5n, điện (p c:n thi=t đV

Sự cháy của hồ quang

SX ch(y c6a hP quang phụ thuộc v5o: điện th= gi&a 2 điện cXc khi m(y ch−a l5m việc, cư-ng độ d`ng điện v5 khoHng c(ch gi&a ch]ng. Quan hệ gi&a điện th= v?i cư-ng độ d`ng điện gJi l5 đư-ng đặc tQnh tĩnh c6a hP quang. Khi hP quang ch(y ổn đWnh, nhiệt độ trong cột hP quang đ+t t?i 6000oC, 9 ca-tKt khoHng 2400oC v5 9 a-nKt khoHng 2600oC.

Đặc tQnh tĩnh V-A c6a hP quang h5n

Đ N TT NGHIÊP THIT K XE CH BIN BO GIAO THÔNG

cT ba vùng đặc tr−ng: vùng điện (p giHm (I), vùng điện (p không đổi (II), v5 vùng điện (p

tăng (III). Điện (p không đổi c6a cột hP quang cT thV x(c đWnh theo công thoc:

Trong đT: a - l5 tổng điện th= rơi trên 2 cXc, đKi v?i que h5n nTng chHy a = 15 t?i 20 v;

v?i que h5n không nTng chHy a = 30 t?i 35 V

b - điện th= rơi trên 1 đơn vW chiBu d5i hP quang lGy b = 15,7 v/cm. Lhq - l5 chiBu d5i cột hP quang

Tác dụng của điện trường đối với hồ quang hàn

Cột hP quang cT thV xem như l5 một dây dLn mBm v5 dư?i t(c dụng c6a điện trư-ng cột hP quang cYng bW chuyVn dWch, hMnh d(ng bW thay đổi.

Khi h5n, lXc điện trư-ng t(c dụng lên hP quang gPm cT lXc điện trư-ng tĩnh c6a m+ch h5n v5 lXc điện trư-ng sinh ra b9i sDt từ l5m hP quang bW lệch đi rGt nhiBu do đT l5m Hnh hư9ng xGu đ=n qu( trMnh h5n. ĐKi v?i d`ng xoay chiBu do cXc thay đổi, do đT chiBu c6a điện trư-ng cYng thay đổi theo v5 hiện tưUng lệch hP quang không đ(ng kV. Ch]ng ta chS quan tâm đ=n Hnh hư9ng c6a d`ng một chiBu đ=n hP quang h5n.

Ảnh hư9ng c6a điện trư-ng tĩnh

Điện trư-ng tĩnh ph(t sinh khi cT d`ng điện ch+y qua dây dLn, que h5n v5 cột hP quang. Ch]ng l5m cho hP quang bW thổi lệch đi ph( ho+i qu( trMnh h5n bMnh thư-ng. CT 3 trư-ng hUp cT thV xHy ra khi nKi m+ch h5n:

- HP quang bW lệch do t(c dụng c6a điện trư-ng không đKi xong (a): từ phQa d`ng điện đi v5o mật độ đư-ng soc d5y hơn, th= điện trư-ng m+nh hơn. Do đT hP quang bW xô đẩy vB phQa điện trư-ng y=u hơn.

- Điện trư-ng đKi xong xung quanh hP quang (b):hP quang cân bằng không bW thổi lệch.

Đ N TT NGHIÊP THIT K XE CH BIN BO GIAO THÔNG

cao nhGt l5 9 trung tâm cột hP quang do sX ion ho( c(c chGt khQ; c`n nhiệt độ 9 c(c v=t cXc l5 do sXbDn ph( c6a c(c điện t> v5 ion t+o nên, c`n 9 vùng lân cận nhiệt độ thGp hơn v5 kim lo+i bW qu( nhiệt. Nhiệt do hP quang sinh ra sF phân bK qua môi trư-ng, vật h5n, que h5n, kim lo+i mKi h5n.

Quá trình chuyển dịch kim loại lỏng từ que hàn vào vũng hàn

Kim lo+i từ que h5n v5o vYng h5n 9 d+ng nh&ng giJt nh. cT kQch thư?c kh(c nhau. Khi h5n, 9 bGt co vW trQ n5o trong không gian kim lo+i l.ng bao gi- cYng chuyVn từ que h5n v5o vYng h5n nh- c(c lXc sau đây:

- TrJng lXc c6a giJt kim lo+i l.ng:lXc n5y cT khH năng chuyVn dWch kim lo+i l.ng v5o vYng h5n khi h5n sGp v5 cT t(c dụng ng−Uc l+i khi h5n tr:n.

- Soc căng bB mặt:lXc n5y sinh ra do t(c dụng c6a lXc phân t>. LXc phân t> luôn luôn cT khuyênh hư?ng t+o cho bB mặt chGt l.ng một năng lưUng nh. nhGt, nên c(c giJt kim lo+i cT d+ng hMnh c:u. Nh&ng giJt n5y chS mGt đi khi rơi v5o vYng h5n v5 bW soc căng bB mặt c6a vYng h5n kéo v5o th5nh d+ng chung c6a vYng h5n. Soc căng bB mặt gi& cho kim lo+i l.ng c6a vYng h5n khi h5n tr:n không bW rơi v5 đV hMnh th5nh mKi h5n.

- Cư-ng độ điện trư-ng:d`ng điện đi qua que h5n sinh ra xung quanh nT một điện trư-ng ép lên que h5n, lXc n5y cDt kim lo+i l.ng 9 đ:u que h5n th5nh nh&ng giJt. Do soc căng bB mặt v5 cư-ng độ điện trư-ng, 9 ranh gi?i nTng chHy c6a que h5n bW thDt l+i, ti=t diện ngang giHm xuKng, mật độ d`ng điện tăng lên. Mặt kh(c 9 đây điện tr9 cao nên nhiệt sinh ra kh( l?n v5 kim lo+i l.ng đ+t đ=n tr+ng th(i sôi t+o (p lXc đẩy giJt kim lo+i ch+y v5o vYng h5n. Mật độ d`ng điện giHm d:n từ que h5n đ=n vật h5n, nên không bao gi- cT hiện tưUng kim lo+i l.ng chuyVn dWch từ vật h5n v5o que h5n đưUc.

- (p lXc trong:kim lo+i 9 đ:u m]t que h5n bW qu( nhiệt rGt l?n, nhiBu phHn ong ho( hJc xHy ra 9 đT v5 sinh rac(c chGt khQ. 9 nhiệt độ cao thV tQch c6a cac chGt khQ tăng lên kh( l?n v5 gây nên một (p lXc m+nh đẩy c(c giJt kim lo+il.ng t(ch kh.i que h5n. VQ dụ khi cT phHn ong ho5n nguyên ôxytsDt sF t+o ra khQ ôxyt c(cbon (CO).

I.4. Nguồn điện và máy hàn.

Yêu cầu chung của nguồn điên và máy hàn

NguPn điện h5n trong h5n hP quang tay cT thV l5 nguPn điện xoay chiBu hoặc một chiBu. NhMn chung nguPn điện h5n v5 m(y h5n phHi đHm bHo c(c yêu c:u chung sau:

U

• Đư-ng đặc tQnh động V-A c6a m(y h5n phHi l5 đư-ng dKc liên tục. • CT khH năng chWu qu( tHi khi ngDn m+ch Iđ= (1,3-1,4)Ih

• CT khH năng điBu chSnh d`ng điện h5n trong ph+m vi rộng.

• M(y h5n phHi cT khKi lưUng nh., hệ sK h&u Qch l?n, gi( th5nh rẻ, dễ s> dụng v5 dễ s>a ch&a.

Máy hàn hồ quang điện xoay chiều

M(y h5n hP quang dùng d`ng điện xoay chiBu đưUc s> dụng rộng r_i trong h5n hP quang tay vM ch]ng cT k=t cGu đơn giHn, gi( th5nh ch= t+o thGp, dễ vận h5nh v5 s>a ch&a. Tuy nhiên chGt lưUng mKi h5n không cao vM hP quang ch(y không ổn đWnh so v?i hP quang dùng d`ng điện một chiBu. M(y h5n một chiBu cT nhiBu lo+i, mỗi lo+i cT tQnh năng v5 nh&ng đặc điVm riêng, sau đây gi?i thiệu một sK m(y h5n xoay chiBu đưUc s> dụng nhiBu nhGt trong thXc t= công nghiệp.

Lo+i m(y h5n n5y điBu chSnh cư-ng độ d`ng điện h5n bằng c(ch thay đổi d`ng điện (p h5n nh- thay đổi sK v`ng đây cuộn tho cGp. m(y h5n lo+i n5y dơn giHn, dễ ch= t+o, gi( th5nh rẻ tuy nhiên chS thay đổi đưUc một v5i cGp gJi l5 diBu chSnh thô P = U.I = U1.I1 = U2.I2

ơ đ guyê a (y b = (p oay c u

Nguyên lý hoạt động

V?i nBn kinh t= hiện nay thM việc hổ trU c6a c(c lo+i m(y mTc thi=t bW l5 không thV thi=u v5 rGt c:n thi=t, c(c ng5nh công nghiệp, xây dXng, v5 đặc biệt l5 ng5nh cơ khQ ch= t+o thM không thV n5o thi=u đưUc m(y h5n.

Nguyên la ho+t động c6a c(c lo+i m(y h5n điện:

M(y h5n điện cT bộ tX cHm riêng l5 lo+i m(y h5n xoay chiBu cT từ thông tHn l?n.

Nguyên la ho+t đô ng c6a m(y h5n: Ch= độ không tHi: khi m+ch ngo5i h9:

D`ng điện không tHi: Ih = Ikt = 0 v5 Điện (p không tHi: U2 = Ukt = U20. Khi MBA h5n ho+t động: Uh = U20 - Utc.

V?i: Utc = Ih.(Rtc +Xtc) hay Ih = Utc/(Rtc +Xtc) Xtc = 2π.f.L

Trong đT:

f - T:n sK d`ng điện

L - Hệ sK tX cHm c6a bộ tX cHm riêng. Rtc - Điện tr9 thu:n c6a bộ tX cHm. Xtc - Tr9 kh(ng c6a bộ tX cHm. Ih: D`ng điện h5n.

- Khi cT d`ng điện ch+y qua, từ thông qua bộ tX cHm tăng lên l]c đT hiệu điện th= h5n sF giHm v5 ngưUc l+i.

· M(y h5n cT lõi từ di động.

MuKn điBu chSnh cư-ng độ d`ng điện h5n trong m(y h5n ta thay đổi vW trQ c6a lõi từ di động. Từ thông tHn tăng lên v5 l5m giHm d`ng điện h5n khi lõi từ đi v5o gông từ; ngưUc l+i từ thông tHn giHm khi lõi từ đi ra kh.i gông từ, d`ng điện h5n sF tăng lên.

Nguyên la ho+t động c6a m(y h5n * Đặc điVm chung c6a M(y h5n điê  n

- M(y h5n điê  n hay c`n gJi l5 m(y bi=n (p, h+ (p. Nhằm đHm bHo an to5n cho ngư-i s> dụng nên điện (p tho cGp thGp (Ukt < 100V). Trong qu( trMnh nung chHy kim lo+i khi h5n thM c:n cung cGp đ6 nguPn nhiệt nên d`ng tho cGp phHi l?n. Trong

Đ N TT NGHIÊP THIT K XE CH BIN BO GIAO THÔNG

cGp. ĐV điBu chSnh đưUc cư-ng độ d`ng điện h5n nhằm đ(p ong nhu c:u khi s> dụng thM sK v`ng dây 9 cuộn tho cGp cYng phHi thay đổi đưUc.

ĐV h+n ch= tKi đa việc hư h.ng cho m(y ta phHi h+n ch= d`ng ngDn m+ch

Đư-ng đặc tQnh ngo5i cong dKc l5 đặc trưng c6a m(y bi=n (p h5n hP quang tay, ngư-i ta ch= t+o m+ch từ cT từ thông tHn l?n hoặc s> dụng m(y h5n cT bộ tX cHm riêng đV t+o ra đư-ng đặc tQnh ngo5i n5y. Ngo5i ra c`n cT c(c lo+i MBA h5n 3 pha, MBA h5n 1 chiBu ...

Ch+m trXc ti=p v5o th5nh ph:n dLn điện l5 nguyên nhân gây ra điện giật hoặc bW b.ng nặng, c(c điện cXc v5 c(c m+ch ho+t động ngo5i m(y luôn luôn cT điện khi nguPn ra đưUc bật. Việc lDp đặt c(c th5nh ph:n, phụ kiện hoặc đGu dây ti=p đGt sai cYng cT thV gây nguy hiVm cho ngư-i s> dụng.

Không đưUc ch+m trXc ti=p v5o c(c th5nh ph:n c6a m(y.

C:n mặc bHo hộ lao động, mang găng tay khô khi s> dụng m(y.

B+n phHi tX c(ch điện v?i vật h5n v5 đGt bằng c(ch s> dụng vật c(ch điện đ6 l?n nhằm ngăn chặn sX ti=p x]c vật la trXc ti=p v?i vật h5n (cDt) v5 đGt.

B+n phHi h=t soc cẩn thận khi s> dụng m(y trong điBu kiện ẩm ư?t hoặc mặc đP bHo hộ không khô r(o, đPng th-i phHi cẩn thận khi đong trên c(c cGu tr]c l5m bằng kim lo+i, cẩn thận khi phHi h5n trong tư th= khT như đong, quỳ nằm…cẩn thận 9 nh&ng nơi cT nh&ng r6i ro cao khT tr(nh kh.i tai n+n xHy ra v?i vật h5n hoặc đGt. C:n th(o nguPn điện trư?c khi muKn th(o c(c linh kiện v5 phụ kiện.

Thư-ng xuyên kiVm tra c(p nguPn v5 phHi thay th= n=u ch]ng nguy hiVm hoặc tr:y xư?c.

TDt tGt cH c(c thi=t bW khi ch]ng không đưUc s> dụng.

Không đưUc s> dụng c(p đ_ qu( m`n, kQch c^ nh. hoặc chDp v(.

Không đưUc ch+m v5o điện cXc khi b+n đ_ ch+m v5o vật liệu h5n (cDt) hoặc đGt

Đ N TT NGHIÊP THIT K XE CH BIN BO GIAO THÔNG

hoặc điện cXc c6a m(y kh(c.

Không ch+m trXc ti=p v5o s]ng h5n (cDt) c6a hai m(y t+i cùng một th-i điVm khi hai m(y đT đang ho+t động.

C(ch ly kẹp mass v?i c(c kim lo+i kh(c khi ch]ng không đưUc nKi v?i vật h5n (cDt).

Không đưUc nKi hai s]ng h5n (cDt) v5o một m(y n=u m(y đT đưUc thi=t k= đV s>