Công nghệ hàn hồ quang tay bát đầu từ việc chuẩn bị mối hàn.
Trên hình 72 giới thiệu các loại mối nối. Tùy thuộc vào độ dày vật hàn, trước khi hàn phải chuẩn bị mép hàn như trên hình 72.
Các mối nối phân bố trong một kết cấu hàn theo không gian được chia ra ba loại: sấp, đứng, trần. Xác định đúng vi tri trong không gian sẽ xác định một chế độ hàn, một biện pháp kỹ thuật đúng đán.
Hình 73 giới thiệu ba vị tri đó,
Xét trong mặt phẳng : ngang các mối hàn phân bố từ 0 + 60° thuộc vị trí hàn sấp.
Những vị trÍ nằm trong khoảng 60 + 120°
gọi là hàn ở vị trí đứng hay ngang.
Từ 120 + 180° các mối hàn cớ vị trí hàn trần.
Xét về mức độ, hàn sấp là vị trí thuận tiện nhất và hàn trần là vị trí khó làm nhất.
Hình 73 - Các vị trí hàn trong không gian.
cart ĐỘ HÀN HỒ QUANG TAY s. Thông số quan trọng cần được xác định khi hàn là đường | kính (đ), ,que han, cường độ dòng điện hàn.
Khi hàn mối hàn giáp mối, để bảo đảm chiều rộng và chiéu cao, . phu thuộc vào chiều day vật hàn, người ta tính d theo công thức
Sau:
rf
. II 1E +1 (mm)
„ ồn đối với dạng mối hàn góc hay chữ T (hình 72b) thì tính
18 - CKĐC 193
theo công thức sau.
d= 5 +2 K (mm).
Ỏ đây:
5 - chiều dày vật hàn giáp mối (mm),
K - cạnh mối hàn góc hay chit T (mm) (hinh 74).
Cường độ dòng điện hàn hồ quang tay (I,) phu thuộc vào đường kính và loại kim loại vật hàn.
Ngoài ra còn phụ thuộc vào vị trí mối hàn trong không gian. _
Hình 74. Thông số mối hàn.
Công thức kinh nghiệm sau đây tính cho mối hàn sấp là thép
cacbon: ,
I, = (0 + 6d) d (ampe) Trong đó: d - đường kính que hàn (mm) 6. Hàn hồ quang tự động
Hàn hồ quang tay có năng suất thấp, chất lượng không đều, hao phí kim loại đầu mấu que hàn cao, hiệu suất nhiệt kém.
Hàn hồ quang tự động sẽ nâng cao năng suất và bảo đâm tính đồng nhất về chất lượng mối hàn. Năng suất được nâng cao chủ yếu là do dùng mật độ dòng điện cao và do que hàn chảy liên tục.
Hàn hồ quang tự động không mất thời gian để thay đổi que hàn như hàn tay. Hồ quang khi hàn tự động mạnh và làm cho kim loại chảy sâu hơn, vì thế những mối hàn đòi hỏi chiều dày lớp hàn lớn hơn cũng có thể chỉ hàn một lần. Tất cả những điều đó làm cho năng suất hàn được nâng cao so với hàn tay hơn 5 - 10 lần.
Hàn tự động cũng không cần phải dùng kính bảo vệ mát cho 194
thg han.
Phuong pháp hàn tự động được dùng nhiều trong công nghiệp hiện nay là phương pháp hờn hồ quang kín.
. Phương pháp này có năng suất cao hơn hẳn phương pháp han tự: động hồ quang hở. Kinh nghiệm sản xuất chứng tỏ rằng hàn tự động hồ quang kín dưới lớp trợ dung đặc biệt dùng rất tốt khi hàn các mối hàn thẳng và vòng bảng máy hàn tự động trong các xí nghiệp sản xuất hàng loạt lớn hay hàng khối. Nhưng hàn tự động cũng được dùng nhiều trong sản xuất hàng loạt, thậm chí trong cả gân xuất đơn chiếc như hàn các bể chứa, nồi hơi, bình chứa chất lỏng, vỏ máy điện, ống v.v... Thời gian gần đây hàn tự động dưới lớp trợ dung còn được dùng trong việc xây dựng lò cao, cầu, trong chế tạo tàu thủy, toa xe, ô tô và các ngành chế tạo máy khác.
Hink 75. So dd han bd quang „ Hình 76. Sơ đồ hàn hồ quang trong tự động đưới lắp trợ đung. môi trường khi bảo vệ.
ằ Hàn tự động dưới lớp trợ dung (SyAW) là quỏ trỡnh đốt chỏy hồ quang và nung chảy que hàn dưới lớn trợ dưng nóng chảy. Sơ đồ của quá trỉnh hàn cho trong hỉnh 7ð. Dây hàn (2) cuộn trong giá (3) đi qua một ống nhỏ đến chỗ hàn (1) nhờ đầu tự động (4), đầu tự động
195
này đi động dọc theo đường hàn nhờ bộ truyền động (7). O phia trước hồ quang, chất trợ dung từ máng (6) rơi xuống, chảy đều trên đường hàn và sau khi hàn bị cúng lại, tạo thành vỏ cứng (9) bọc lấy mối hàn (8). Phần còn lại của chất trợ dung chưa bị nung chảy thì theo ống cao su (10) bị hút trở vê máng chứa (5) để dùng lại.
Các máy hàn tự động 5W - 101 của Nhật; máy MCH6; MCH? của Pháp... đang có ở Việt Nam.
Hồ quang cháy dưới lớp trợ dung giữa dây hàn và vật hàn trong điều kiện không có không khí nhờ lớp trợ dung nóng chảy cách ly nên kim loại không bị ôxy hóa.
7. Hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ
Trong phương pháp hàn điện hồ quang, ngoài việc dùng lớp thuốc bọc điện cực (que hàn), chất trợ dung, còn có cách bảo vệ mối hàn khỏi bị ôxy hóa và nitơ hóa bang ~ cách đùng những dòng khí.
bảo vệ đẩy không khí ra khỏi
môi trường hồ quang và giữ
cho kim loại nóng chảy không tiếp xúc thẳng với không khí bên ngoài. Các khí bảo vệ thường được dùng để hàn là các khí khử ôxy (hydrô, cacbon ôxyt, mêtan v.v...), các khí trơ (acgôn, hêl¡) và khí hoạt tính cacbônic (CO;).
Những phương pháp hàn trong môi trường khí bảo vệ thường dùng nhất là hàn trong khí hydrô, hàn trong khí acgôn và trong khíÍ cacbônic (CO¿). Hàn tròng môi trường CO; với đây hàn nóng chảy được gọi là hàn MAG.
Hình 76 là sơ đồ nguyên lý của phương pháp hàn này.
Hình 77, Số đồ hàn Irong khí hydrô. ˆ
- Han trong khi hydrô được tiến hành bằng hồ quang của dòng 196
điện xoay chiều, hồ quang này được kích kích giữa 2 điện cực vonfram hay điện cực than, dọc theo mỗi điện cực dòng khi hydrô được dẫn tới vùng hàn (hình 77). Trong hồ quang xây ra phản ứng phân ly các phân tử hydrô và cớ thu nhiệt. Tiếp đó, các nguyên tử hydrô khi tiếp xúc với bề mặt lạnh của kim loại hóa học lại thành phân tử. Do đó nhiệt bị hút lại tỏa ra trên mật kim loại và làm cho nó nguội chậm đi. Chính hydrô là chất khử ôxy, nó giữ cho kim loại khỏi bị ôxy hóa. hàn trong khí hydrô được dùng để hàn thép và các hợp kim nhẹ có chiều dầy từ 2 tới 10 mm trong những cấu trúc quan trọng làm việc dưới tải trọng động, dưới áp suất cao, trong chân không v.v... đòi hỏi mối hàn phải kín và có cơ tính cao.
- Hàn hồ quang acgôn có thể tiến hành với điện cực không chảy vonfram (gọi là hàn TIG) hay điện cực chảy (gọi là hàn MIG). Khi hàn hồ quang acgôn bằng điện cực vonfrai. hồ quang cháy trong môi trường khí acgôn, lớp khí này bảo vệ l:m loại nóng chảy khỏi bi ôxy hóa (hinh 78).
4 (pe Saw
gs om,
2> bà 4 yết 2 2c Ä N
Le KES QE
Hình 78. Sở đồ hàn hồ quang acgôn (hàn TIG) 1. Điện cực vônfram; 2. Khí bảo vệ (acgôn), 3. Quc hàn phụ; 4. Hồ quang điện
Những ưu điểm của phương pháp hàn hồ quang acgôn là:
- Năng suất cao;
- Co thé co khí hóa quá trỉnh hàn;
- Cơ thể hàn một số lớn kim loại mà không cần chất trợ dung,
197
dam bảo mối hàn sạch, bỏ được nguyên công làm sạch xi han;
- Có tính linh hoạt khi hàn;
- Nung nống tập trung nên kim loại hàn ngấu hơn.
Hàn hồ quang acgôn được dùng chủ yếu để hàn thép không gì, các hợp kim nhôm, hợp kim magié, hgp kim titan...
II. HẦN ĐIỆN TIẾP XÚC
1. Khái niệm
Phương pháp hàn điện tiếp xúc là một trong những phương pháp hàn tiên tiến không cân phải dùng que hàn hoặc chất trợ dung mà vần đảm bảo được mối hàn tốt. Phương pháp này đã được cơ khí hơa và tự động hơa. Máy hàn điện tiếp xúc cố thể đặt trực tiếp trong dây chuyền sản xuất. VÌ thế trong sản xuất hàng loạt va san xuất hàng khối hàn tiếp xúc được dùng rất nhiều.
Phương pháp hàn điện tiếp xúc dựa trên nguyên lý phát nhiệt khi dòng điện đi qua điện trở để đốt cháy chỗ hàn bằng nguồn nhiệt Jun- Lenxơ Q = RI*t, sau đó ngắt đồng điện và ép với một lực thích đáng để nối hai chỉ tiết cần hàn lại với nhau. Dòng điện dùng trong hàn điên tiếp xúc đều là điện xoay chiều, điện áp và cường độ sẽ điều chỉnh tùy theo vật hàn to hay nhỏ.
Đặc điểm của hàn điện tiếp xúc là thời gian đốt nóng chố hàn . rất nhanh - vài phần trăm giây - nhờ dùng đòng điện có cường độ
rất lớn,
Han dién tiếp xúc có năng suất rất cao, được dùng nhiều trong các ngành chế tạo ô tô, máy kéo, máy bay; chế tạo dụng cụ đo, dụng cụ cát; hàn đường ray, toa xe lửa; trong sản xuất hàng tiêu dùng (máy làm lạnh, xe đạp) v.v... Gần đây phương pháp hàn điện tiếp xúc còn được dùng nhiều trong xây dựng (hàn cốt thép xây dựng).
2. Các phương pháp
Hàn điện tiếp xúc có ba dạng chủ yếu: hàn đối đầu (hàn giáp mối), hàn điểm và hàn đường. Sơ đỏ biểu diễn các dạng hàn đó cho trên hình 79.
198