2.1.1. Vật liệu
* Vật liệu cơ bản
Thộp CT3 kớch thước 150 x40 x 2/2 tấm
Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex 40 2 pa HH - m1 40 40 15 0 80±2 2 Yờu cầu: - Kớch thước mối hàn + Bề rộng 3-4 mm + Chiều cao 0-1 mm - Mối hàn vẩy hàn đều - Mối hàn khụng khuyết tật * Vật liệu phụ trợ - Que hàn φ 3,2 mm x 10 cm - Que hàn φ 2 mm x 10 cm - Khớ ễxy (150 kg/cm2 1/3 bỡnh - Khớ Axetylen 5 kg/cm2 1/3 bỡnh
2.1.2. Mỏy và thiết bị bảo hộ lao động
Hỡnh 2-2: Cỏc bảo hộ lao động - Găng tay - Dụng cụ thụng mỏ hàn - ấ tụ bàn - Quần ỏo bảo hộ - Kỡm hàn - Cà lờ - Thiết bị hàn - Kớnh hàn - Bật lửa Hỡnh 2-1: Liờn kết hàn giỏp mối
Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex 41
Hỡnh 2-3: Trang thiết bị bảo hộ lao động của thợ hàn khớ
2.2.Thực chất, đặc điểm ứng dụng hàn khớ. 2.2.1. Thực chất
Hàn khớ là phương phỏp hàn núng chảy, thực hiện quỏ trỡnh hàn bằng cỏch dựng nhiệt độ của phản ứng giữa khớ chỏy với O2 (C2H2 , C3H8 ,… với O2) để làm núng chảy que hàn và vật hàn, sau khi kim loại núng chảy tự kết tinh hỡnh thành mối hàn.
2.2.2. Đặc điểm.
Thiết bị hàn đơn giản, rẻ tiền nhưng năng suất hàn thấp và liờn kết hàn biến dạng nhiều, chỉ sử dụng hàn cỏc vật hàn mỏng và nối cỏc ống kim loại màu cú đường kớnh nhỏ.
Dựng chủ yếu để sửa chữa cỏc sản phẩm hàn bị hỏng vỡ năng suất hàn thấp.
2.2.3. Phạm vi sử dụng.
Hàn khớ dựng hàn cỏc loại thộp cú chiều dầy s ≤ 5 mm, cỏc kim loại mầu, cỏc kim loại yờu cầu nung núng ớt và nguội chậm như : thộp dụng cụ ; cỏc kim loại yờu cầu cần nung núng sơ bộ như gang và một số thộp đặc biệt. Ngoài ra nú cũn sử dụng để hàn vảy hợp kim cứng, hàn đắp,v.v…
Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex 42 2.3. Phương phỏp hàn trỏị 1. Mỏ hàn khí. 2. Que hàn phụ 3. Vũng hàn 4. Vật hàn
- Hàn trái là khi hàn mỏ hàn và que hàn di chuyển từ phải qua trái, que hàn đi tr−ớc mỏ hàn. Đặc điểm của hàn trái là ng−ợc với hàn phải trong quá trình hàn ngọn lửa không phủ lên vũng hàn, nên nhiệt ít tập chung vào vũng
hàn và kim loại lỏng không bị xáo chộn, xỉ nổi kém hơn, mối hàn không đ−ợc ngọn lửa bảo vệ, song mép hàn lại đ−ợc nung nóng tr−ớc, mối hàn dễ bị oxy hoá và nguội nhanh, ứng suất d− trong mối hàn lớn, kết cấu hàn dễ biến dạnh và bị nứt. Dùng ph−ơng pháp hàn trái để hàn các chi tiết có chiều dày nhỏ hơn 3mm.
- Góc nghiêng của mỏ hàn phụ thuộc vào chiều dày vật liệu, chiều dày càng tăng thì góc mỏ hàn càng lớn vì cần tập chung nhiệt càng nhiềụ
Công suất ngọn lửa khi hàn trái th−ờng sử dụng 100ữ 130dm3 C2H2 trong 1h/1mm chiều dàỵ
- Que hàn phụ dùng để hàn hơi th−ờng có thành phần hoá học t−ơng tự nh− thành phần hoá học của vật hàn.
2.4. Tớnh chếđộ hàn khớ. 2.4.1. Gúc nghiờng mỏ hàn.
Mỏ hàn nghiờng so với cỏc chi tiết hàn phụ thuộc vào chiều dày và tớnh chất lý nhiệt của kim loại hàn. Chiều dày càng lớn, gúc nghiờng phải càng lớn (hỡnh vẽ thể hiện sự phụ thuộc của gúc nghiờng mỏ hàn khi hàn thộp cacbon và hợp kim thấp cú chiều dày khỏc nhau).
H−ớng hàn
Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex 43 α 20o≤1mm 30o 1ữ 3mm 40o 3ữ 5mm 50o 5ữ 7mm 60o 8 – 10 mm 70o 10ữ 15mm 80o≥15mm 90 o
Gúc nghiờng mỏ hàn cú thể thay đổi trong quỏ trỡnh hàn, lỳc đầu để nung núng kim loại được tốt và hỡnh thành mối hàn nhanh, gúc nghiờng mỏ hàn cú trị số lớn nhất 80ữ 90o quỏ trỡnh hàn, gúc nghiờng cần được thay đổi cho phự hợp với chiều dày và tớnh chất của kim loại hàn. Lỳc gần kết thỳc để mối hàn được điền đầy và trỏnh sự chảy của kim loại, phải giảm gúc nghiờng của mỏ hàn xuống, lỳc đú mỏ hàn như trượt trờn bề mặt chi tiết.
2.4.2. Cụng suất ngọn lửạ
Cụng suất ngọn lửa tớnh bằng lượng C2H2 tiờu hao trong 1 giờ, nú phụ thuộc vào chiều dầy và tớnh chất nhiệt lý của kim loại vật hàn. Vật hàn càng dầy, tớnh dẫn nhiệt của kim loại càng cao thỡ cụng suất ngọn lửa càng lớn.
Công thức tính : VC2H2 = k. S (lít/h).
Trong đó : k là hệ số phụ thuộc tính chất lý nhiệt của kim loạị S là chiều dầy vật hàn (mm). + Hàn trái (S < 3mm) : Vc2H2 = (100 ữ 120).S (lít/h). + Hàn phải : Vc2H2 = (120 ữ 150).S (lít/h). + Hàn thép : k = (100 ữ 130). + Hàn gang : k = (80 ữ 100). + Hàn đồng : k = (200 ữ 240). + Hàn nhôm : k = (120 ữ 150).
Khi hàn thép cácbon và thép hợp kim thấp, công suất ngọn lửa tính nh− sau :
Vớ dụ: với S = 2mm vật liệu là thép CT3 nên
α α α α
Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex 44
VC2H2 = 100 x 2 = 200 (lít/h).
+ Hàn gang, đồng thau, đồng thanh và hợp kim nhôm, công suất ngọn lửa lấy nh− khi hàn thép.
+ Hàn đồng đỏ, do tính dẫn nhiệt lớn, nhiệt độ chảy cao nên công suất ngọn lửa tính theo công thức :
Không nung nóng : Vc2H2 = (150 ữ 200).S (lít/h). Nung nóng tr−ớc khi hàn : Vc2H2 = (120 ữ 150).S (lít/h). + Mỏ dùng nung nóng phải có công suất lớn hơn mỏ dùng để hàn.
+ Từ công suất ngọn lửa ta chọn số hiệu mỏ hàn cho phù hợp.Tùy thuộc vào tính chất vật hàn và công dụng từng loại ngọn lửa mà điều chỉnh Vo2/ Vc2H2 cho phù hợp. 2.4.3. Đường kớnh que hàn. - Hàn trỏi : 1( ) 2 mm S d = + - Hàn phải : ( ) 2 mm S d = Nếu S > 15 mm, chọn que hàn cú đường kớnh d = (6 ữ 8)mm.
2.4.4. Tớnh toỏn lượng khớ tiờu haọ
- Tiờu thụ C2H2 tớnh theo lớt/h = chiều dầy vật hàn ì 100. - Tiờu hao O2 (l/h) ≈ tiờu hao axờtylen.
Tiêu hao khí tính theo lít/h Cỡ của dàn chai =
L−ợng khí lấy ra th−ờng xuyên cho phép
Căn cứ vào l−ợng khí tiêu hao để xác định số l−ợng chai C2H2 và cỡ của dàn chai O2.
2.4.5.Tớnh tốc độ hàn
Áp dụng cụng thức: Vh=
S
A (m/h)
Trong đú A là hệ số thực nghiệm do tớnh chất que hàn quyết định khi hàn que hàn bằng thộp ớt cỏc bon A= 9-11
Thay vào ta cú: Vh= 5m/h (khi hàn phụi cú s =2 mm) và Vh= 2 m/h (khi hàn phụi hàn cú s = 5 mm)
Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex 45
2.5. Lấy lửa và chọn ngọn lửa hàn. 2.5.1.Lấy lửa:
Tay phải cầm mỏ hàn, tay trỏi cầm quẹt lửa, mở khoỏ ụxy sau đú mở khoỏ axờtylen đưa mỏ hàn vào sỏt nguồn lửa cho mỏ hàn bắt lửa, điều chỉnh khoỏ ụ- xy và khoỏ axờtylen đểđiều chỉnh ngọn lửa . Hỡnh 2-6:Cỏch mồi lửa hàn khớ 2.5.2. Cấu tạo ngọn lửa hàn khớ O2 - C2H2. Tầng cháy 1 Tầng cháy 2 C2H2 + ôxy + ôxy → CO2 + H2Ọ Từ vòi hàn Từ không khí Vựng làm việc Nhõn ngọn lửa Hỡnh 2-7: Cấu tạo ngọn lửa Ngọn lửa đi kốm
Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex 46
1 phần +1 phần + 1,5 phần
Cháy hoàn toàn : 1 phần C2H2 cần 2,5 phần O2.
2.5.3. Cỏc loại ngọn lửa hàn khớ.
Căn cứ vào tỷ lệ hỗn hợp khớ chỏy giữa O2 và C2H2 (VO2/VC2H2), chia ngọn lửa thành 3 loại :
* Ngọn lửa bỡnh thường.
Khi t > 8000C : C2H2 → CH4 + C. Khi t > 10000C : CH4 → C + H2.
Vùng này có cácbon nên ngọn lửa sáng trắng và không có O2 tham gia vào phản ứng nên nhiệt độ ngọn lửa thấp (khoảng 10000C), không dùng để hàn. - Vùng hoàn nguyên, xảy ra phản ứng :
C2H2 + O2 → 2CO + H + Q.
Vùng này có màu sáng xanh, nhiệt độ lên tới 32000C , tạo ra CO và H2 có tác dụng bảo vệ và hoàn nguyên kim loại (CO + FeO → CO2↑ + Fe), vì vậy dùng ngọn lửa vùng này để hàn.
- Vùng cháy hoàn toàn (ngọn lửa đi kèm), xảy ra phản ứng : C2H2 + O2 +3/2 O2 → CO2 + H2Ọ
Vùng này có màu vàng rơm (nâu sẫm), nhiệt độ giảm dần nên không dùng để hàn (vì có hơi n−ớc).
* ứng dụng: Ngọn lửa bình th−ờng dùng để hàn thép, đồng nguyên chất, hàn
bạc.
* Ngọn lửa ôxy hóạ
Sau đó tiếp tục cháy với O2 của không khí : 2CO + H2 +1/2 O2 + O2 = 2CO2 + H2Ọ 2 , 1 2 2 2 > H VC Vo
Vùng hoàn nguyên xảy ra phản ứng : Hỡnh 2-9: Ngọn lửa oxy húa 2 , 1 1 , 1 2 2 2 = ữ H VC Vo Chia làm 3 vựng : -Vựng nhõn : xảy ra phản ứng: C2H2 → C + H2. Hỡnh 2-8: Ngọn lửa bỡnh thường
Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex 47
Do thừa ôxy nên nhân ngọn lửa ngắn lại, vùng hoàn và vùng cháy hoàn toàn
không phân biệt rõ ràng, ngọn lửa màu sáng trắng. Vùng hoàn nguyên chứa (6 ữ
7)%O2 ; 5% CO2 nên tính hoàn nguyên bị mất và nó mang tính ôxy hóạ
* ứng dụng : Dùng hàn hợp kim đồng (đồng thau, đồng thanh) hoặc dùng để làm sạch bề mặt thép, không dùng hàn các kim loại và hợp kim khác.
*Ngọn lửa các bon hóạ
Sau đó tiếp tục cháy với O2 của không khí : CO + H2 + C + 2O2 = 2CO2 + H2Ọ
Vì thừa C2H2 nên khi cháy ngọn lửa thừa C, nó mang tính cácbon hóạ Nhân ngọn lửa kéo dài ra chiếm cả vùng hoàn nguyên. Nhiệt độ ngọn lửa thấp vì có CO2 và H2Ọ Khi hàn ngọn lửa có màu nâu sẫm do cácbon cháỵ
* ứng dụng : do có nhiều cácbon tự do nên dùng để hàn gang, hàn nhôm, hợp kim nhôm; ít dùng hàn các kim loại và hợp kim khác.
2.5.4. Đồ thị phõn bố nhiệt độ của ngọn lửa bỡnh thường.
O2 không khí.
C2H2 + O2
Chùy lửa Vùng làm việc Ngọn lửa đi kèm
1 2 2 2 < H VC Vo
Vùng hoàn nguyên xảy ra phản ứng : Hỡnh 2-10: Ngọn lửa cỏcbon húa (2ữ5)mm 32000C 12000C Hỡnh 2-11: Phõn bố nhiệt của ngọn lửa hàn khớ
Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex 48 2.5.5. Ứng dụng của ngọn lửa hàn . Bảng 4: Cỏch chọn ngọn lửa hàn Ngọn lửa Vật liệu Dư C2H2 Bỡnh thường Dư O2 Thộp − + − Gang + − − Đồng nguyờn chất − + − Đồng thau − − + Nhụm + − −
2.6. Kỹ thuật hàn giỏp mối ở cỏc vị trớ hàn khỏc nhaụ 2.6.1. Kỹ thuật hàn ở vị trớ hàn bằng 2.6.1. Kỹ thuật hàn ở vị trớ hàn bằng
1. Khỏi niệm hàn bằng
Là vị trớ hàn mà những đường hàn phõn bố trong mặt phẳng từ 0 – 60 độ. Kim loại que hàn núng chảy dưới tỏc dụng của trọng trường sẽ dễ dàng chảy vào bể hàn.
Sau khi lấy được ngọn lửa hàn thớch hợp ta đưa vào điểm cần hàn đốt núng đến trạng thỏi hàn (Bề mặt kim loại núng chảy) lỳc đú ta đưa que hàn phụ vào cho que hàn núng chảy trộ lận với kim loại cơ bản núng chảy để tạo thành mối hàn, chuyển động mỏ hàn và que hàn như hỡnh vẽ
Hỡnh 2-12: Chuyển động của mỏ hàn
2.Tư thế ngồi hàn
- Để thuần thục cỏc thao tỏc hàn hơi, học viờn phải luyờn tõph cỏc thao tỏc sau theo đỳng thứ tự
Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex 49
- Cỏc thao tỏc bao gồm đốt núng chảy kim loại khụng dựng que hàn, hàn đắp bằng que hàn, cỏc loại mối nốị Tất cả cỏc theo tỏc đều thực hiển trờn tấm kim loại phẳng.
3. Vị trớ que hàn, mỏ hàn
- Ngọn lửa của mỏ hàn h−ớng vào kim loại cơ bản (mép hàn) chủ yếu ở vùng hoàn nguyên (vùng ngọn lửa giữa) nó có khoảng cách 2ữ 6 mm tới đầu nhân ngọn lửa không nên cho nhân của ngọn lửa sát vào kim loại cơ bản vì nếu làm nh− thế l−ợng cacbon trong vũng hàn sẽ lớn. đầu của dây hàn cũng phải nằm trong vùng hoàn nguyên của ngọn lửa ngay bên cạnh vũng hàn. ngọn lửa luôn tạo với bề mặt kim loại một góc nhỏ hơn 90o. Vì vậy d−ới tác dụng của áp lực hơi kim loại bị chảy ng−ợc lên theo h−ớng nghiêng của mỏ hàn tạo ra vũng hàn bị khuyết. L L L L L/3 L/3L/3 L/3
Kim loại cơ bản
Huớng hàn
Vũng hàn nóng chảy
Mỏ hàn chuyển động dao động ngang theo các hình răng cua, bán nguyệt,..
Que hàn phụ chuyển động lên xuống
15°-20°
45°-60°
Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex 50
- Nhiệt độ nung nóng trong hàn hơi có thể điều chỉnh đ−ợc bằng cách thay đổi góc nghiêng của mỏ hàn so với bề mặt kim loạị Khi góc nghiêng càng lớn thì l−ợng nhiệt truyền vào kim loại mối hàn càng lớn. Nghĩa là tốc độ đốt nóng nhanh hơn khi hàn những kim loại dày hoặc kim loại có độ dẫn điện cao thì góc nghiêng mỏ hàn càng lớn.
4. Chọn phương phỏp chuyển động mỏ hàn và que hàn.
Khi hàn giỏp mối khụng vỏt cú s=2 ta chọn phương phỏp chuyển động mỏ hàn và que hàn như hỡnh a
Khi hàn giỏp mối cú vỏt mộp cú s=5 lớp đầu mỏ hàn nằm sõu trong mộp hàn và chuyển động dọc khụng cú dao động ngang hỡnh b cũn những lớp sau ta chuyển động mỏ hàn thẳng khụng cú dao động ngang, cũn que hàn chuyển động
theo hỡnh răng cưa hỡnh c Chuyển động mỏ hàn Chuyển động que hàn (a) (b) Chuyển động mỏ hàn Chuyển động que hàn (c) Hỡnh 2-15: Cỏch dao động mỏ hàn và que hàn Hỡnh 2-14: Vị trớ của que hàn, mỏ hàn
Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex 51
2.6.2. Hàn đứng
Gỏ phụi hàn lờn đồ gỏ, điều chỉnh đồ gỏ hàn cho vị trớ phụi hàn ở vị trớ thẳng đứng tiến hành hàn từ trờn xuống dưới bằng phương phỏp hàn phải, hoặc hàn từ dưới lờn trờn bằng phương phỏp hàn phảị
Hình 2-16: Ph−ơng pháp hàn đứng Nhỡn đứng
Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex 52
2.6.3. Hàn ngang:
Lắp vật hàn vào đồ gỏ ở vị trớ hàn ngang, điều chỉnh ghế hàn cho tư thế hàn thoải mỏi, dựng phương phỏp hàn phải, mỏ hàn làm với trục đường hàn một gúc bằng gúc α (gúc nghiờng mỏ hàn) với mặt phẳng phụi hàn một gúc 70ữ800 đầu mỏ hàn nằm ở phớa dưới bể hàn để giữ cho kim loại lỏng khụng chảy xuống phớa dưới (hỡnh 2-17).
Hình 2-17: Ph−ơng pháp hàn ngang
2.6.4. Hàn trần:
Lắp phụi hàn vào đồ gỏ hàn sao cho vị trớ hàn thuận lợi nhất, người thợ quan sỏt được đường hàn và dễ dàng thao tỏc chọn phương phỏp hàn phải, mỏ hàn làm với trục đường hàn một gúc α(gúc nghiờng mỏ hàn) với bề mặt vật hàn ở hai bờn đường hàn một gúc 900 (hỡnh 2-18).
Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex 53
2.7. Làm sạch kiểm tra chất lượng mối hàn
- Hàn xong chờ cho phụi hàn nguội, gừ sạch xỉ, dựng bàn chải sắt đỏnh sạch xung quanh đường hàn và mối hàn.
- Kiểm tra bề rộng, chiều cao mối hàn, độđều của vảy hàn . - Kiểm tra điểm đầu và điểm cuối của đường hàn.
- Kiểm tra mức độ biến dạng của kim loạị - Kiểm tra khuyết tật mối hàn.
2.8.Cỏc khuyết tật thường gặp của mối 2.8.1. Mối hàn khụng ngấu, hỡnh 2-19ạ
-Nguyờn nhõn: Do cụng suất ngọn lửa hàn quỏ bộ, tốc độ hàn lớn hoặc khi đốt núng vật hàn chưa đến trạng thỏi hàn đó cho que hàn phụ vào
-Biện phỏp phũng ngừa: Quan sỏt tỡnh hỡnh núng chảy của vũng hàn để điều chỉnh lại tốc độ hàn và cụng suất ngọn lửa
2.8.2. Mối hàn khuyết cạnh, hỡnh 2-19b.
- Nguyờn nhõn: Do cụng suất ngọn lửa quỏ lớn, khụng dừng lại khi chuyển