6. Cơng nghệ hàn điện hồ quang tay
BÀI 4: HÀN KHÍ 1 Khái niệm:
1. Khái niệm:
Hàn khí là sử dụng nhiệt lượng sinh ra từ các phản ứng toả nhiệt của các khí
cháy trong oxy để làm nĩng chảy chỗ hàn.
2. Các loại khí dùng trong hàn khí
Khí dùng trong hàn khí cĩ 2 loại: khí oxy và các loại khí cháy
- Khí oxy: dùng để duy trì cho sự cháy. Được chứa trong bình thép 40 lít, P = 150 at
- Các loại khí cháy như axêtylen (C2H2), hydrơ (H2), khí than đá, hơi của xăng và benzen... Trong thực tế chủ yếu dùng axêtylen vì khi cháy khí này toả
nhiệt lượng cĩ ích cao nhất (11470 cal/m3).
Khí axêtylen nhẹ hơn oxy và hydrơ, bốc cháy ở nhiệt độ 4200C và dễ nổ khi
áp suất P > 1,75at hoặc tiếp xúc lâu với đồng và bạc. Khi nồng độ axêtylen trong khơng khí từ 2,8 65% cĩ thể gây nổ. Để tránh hiện tượng nổ, thùng chứa đất đèn phải hết sức kín, nên để ở nơi thống giĩ, khơ ráo kê cao trên mặt dất, nhất
thiết khơng được đặt ở nơi ẩm ướt và kín giĩ vì khí axêtylen C2H2 được tạo
thành bằng cách cho đất đèn (cácbuacanxi CaC2) tác dụng với nước theo phản ứng sau:
CaC2 + 2H20 C2H2 + ca(OH)2 + Q
40 Chất lượng của mối hàn khí phụ thuộc vào cách chọn cơng suất của mỏ
hàn, chất lượng que hàn, cách điều chỉnh ngọn lửa hàn, cách chọn phương pháp hàn và độ nghiêng của mỏ hàn.
a.Điều chỉnh ngọn lửa hàn
Cấu tạo ngọn lửa hàn gồm ba vùng riêng biệt. Kích thước, hình dạng, màu sắc
mỗi vùng phụ thuộc vào tỉ lệ thể tích giữa oxy và axêtylen (hình 9.5) Hệ số = thể tích O2/ thể tích C2H2
- Nếu = 1,1 1,3 ta thu được ngọn lửa bình thường (Hình 9.5a), nhân ngọn
lửa (vùng 1) màu sáng trắng cĩ nhiệt độ bằng 10000C. Vùng hồn nguyên (2) cĩ màu sáng xanh, cĩ nhiệt độ cao nhất (32000C) dùng để hàn rất tốt, nên gọi là vùng cơng tác. Vùng cháy hồn tồn cĩ màu nâu sẫm (3), nhiệt độ vùng này thấp do mất mát một phần vào việc bốc hơi nước. Vùng này khơng dùng để hàn.
Ngọn lửa này dùng nhiều để hàn các loại thép
- Nếu > 1,3 thì ta nhận được ngọn lửa oxy hố (thừa oxy Hình 9.5b), cĩ nhiệt độ cao hơn so với ngọn lửa bình thường nhưng khơng để hàn thép vì mối
hàn dịn và dễ bị rỗ khí
Ngọn lủa này chủ yếu dùng để hàn đồng thau, nung nĩng và cắt hớt bề mặt
kim loại
- Nếu < 1,1 ta thu được ngọn lửa các bon hố (thừa cácbon Hình 9.5c) cĩ nhiệt độ thấp hơn ngọn lửa bình thường, ít dùng để hàn thép, chủ yếu dùng để hàn gang, hàn đắp thép cao tốc, hàn HK cứng.
b.Phương pháp hàn khí
Theo chiều dịch chuyển của mỏ hàn ta cĩ hàn phải và hàn trái ( Hình 9.6 ). - Hàn trái: Mỏ hàn dịch chuyển từ phải sang trái ( que hàn đi trước, mỏ hàn đi sau ).
- Hàn phải: Mỏ hàn dịch chuyển từ trái sang phải (mỏ hàn đi trước, que hàn đi sau ).
Trong sản xuất, hàn phải dùng để hàn tấm dày hơn, vật liệu khĩ nĩng chảy hơn. Ngược lại hàn trái dùng để hàn tấm mỏng hơn( <3mm) và những kim loại
khơng phải là sắt như nhơm, kẽm.
c. Chuẩn bị chi tiết hàn
Trước khi hàn, tuỳ theo chiều dày của chi tiết và yêu cầu kỹ thuật tiến
hành vát mép ( tương tự như hàn hồ quang tay). Làm sạch mép các chi tiết hàn về cả hai phía bằng ngọn lửa hàn trước, sau đĩ dùng bàn chảI sắt, axít hoặc phương pháp phun cát để làm sạch tiếp. Sau đĩ tiến hành gá lắp, hàn đính dể giữ
41 d.Chế độ hàn khí
Các thơng số cơ bản của chế độ hàn khí là: Tốc độ hàn, gĩc nghiêng của mỏ
hàn, cơng suất ngọn lửa và đường kính que hàn.
- Gĩc nghiêng của mỏ hàn so với bề mặt chi tiết hàn phụ thuộc chủ yếu vào chiều dày của kim loại. Chiều dày kim loại càng tăng thì địi hỏi độ tập trung
nhiệt càng lớn, do đĩ địi hỏi gĩc nghiêng càng lớn.
- Cơng suất ngọn lửa hàn (A) : Đĩ là lượng tiêu hao khí ơxy hoặc khí cháy
trong một đơn vị thời gian
A = k.S ( lít/ giờ ). Trong đĩ : S - Chiều dày vật hàn (mm ). K - Hệ số phụ thuộc vào khả năng dẫn nhiệt của kim loại và phương pháp hàn.
Ví dụ : Thép k = 100 -120; Đồng k = 150 - 200; Nhơm k = 120 - 150.
- Đường kính que hàn ( d ): là vật liệu bổ sung kim loại cho mối hàn. Thơng
thường vật liệu que hàn giống với vật liệu hàn. Được chọn theo cơng thức thực
nghiệm sau
Khi hàn phải : d = S/2 (mm) ; Khi hàn trái : d = S/2 + 1 (mm)
5. Đánh giá :
- Phương pháp đánh giá: Kiểm tra tư cách
- Cõu hỏi ụn tập:
1. Định nghĩa hàn kim loại. Nêu đặc điểm và phân loại hàn theo bản chất của nĩ ?
2. phân loại hàn hồ quang tay và hàn hồ quang tự động ?
3, Bản chất hàn điện tiếp xúc, đặc điểm và các phương pháp hàn điện tiếp xúc ?
4. Các loại ngọn lửa hàn khí và cơng dung của chúng ?
6. Tài liệu tham khảo:
- Giáo trình Vật liệu và Cơng nghệ cơ khí -PGS.TSHồng Tùng- NXB Giáo Dục
- Vật liệu học - Lê Cơng Dưỡng - NXB Khoa học- Kỹ thuật
- Cơng nghệ kim loại - Trần Hữu Tường, Đinh Cơng Mễ, ...- NXB Đại học
và Trung học chuyên nghiệp
- Kim loại học và nhiệt luyện - Nghiêm Hùng - NXB Đại học và Trung học
42