- I lớn : mối hàn dễ khuyết cạnh, chảy thủng . - I nhỏ : hàn chưa ngấu, lẫn xỉ.
* Hàn sấp:
Nếu α < 3d tăng Ih lên 15%. α < 1,5d giảm Ih xuống 15%.
* Hàn đứng, ngang Ih nhỏ hơn so với khi hàn bằng 10 ÷ 15% * Hàn ngửa Ih nhỏ hơn so với khi hàn bằng 15 ÷ 20%
c. Điện thế hồ quang : Phụ thuộc chiều dài cột hồ quang
- Hồ quang dài – điện thế cao- Hồ quang ngắn – điện thế thấp - Hồ quang ngắn – điện thế thấp
Nên sử dụng hồ quang ngắn để hàn, chiều dài của hồ quang khơng nên vượt quá đướng kính que hàn.
d. Tốc độ hàn:
Tốc độ hàn là tốc độ di chuyển về phía trước của que hàn, nĩ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của cơng việc hàn. Sử dụng que hàn cĩ đường kính lớn và cường độ dịng điện lớn để tăng tốc độ hàn. Nên căn cứ vào tình hình cụ thể để điều chỉnh tốc độ hàn, nhằm đảm bảo cho mối hàn cao, thấp rộng hẹp đều nhau.
6.2.4.3. Các phương pháp chuyển động que hàn :
* Khi hàn điện hồ quang tay, muốn tạo ra mối hàn. Chuyển động của que hàn bao gồm 3 chuyển động:
- 1: Chuyển động dọc trục que hàn từ trên xuống dưới, nhằm giữ chiều dài hồ quang
khơng đổi, do đĩ hồ quang cháy ổn định. Chiều dài hồ quang : Lhq = ( 0,5 ÷ 1 ) d
- 2: Chuyển động dọc trục mối hàn để hàn hết chiều dài mối hàn. Muốn đảm bảo chất
* Mục đích nghiêng que hàn: đẩy kim loại lỏng của vũng hàn và xỉ ra khỏi đáy
vũng hàn và về phía ngược với hướng hàn nhằm làm tăng chiều sâu ngấu.
- 3: Chuyển động dao động ngang để tạo ra chiều rộng mối hàn.
Các phương pháp dao động ngang:
a. Phương pháp đưa que hàn hình đường thẳng :
Que hàn khơng dao động ngang. Bề rộng mối hàn bằng 0,8 ÷ 1,5 lần đường kính que hàn. Dùng để hàn kim loại mỏng, hàn lớp lĩt trong mối hàn nhiều lớp, hàn đắp.
b. Phương pháp đưa que hàn theo đường thẳng đi lại :
Bề rộng mối hàn hẹp, tốc độ hàn nhanh, tỏa nhiệt nhanh. Dùng để hàn lớp thứ nhất của mối hn2 nhiều lớp, hàn khi yêu cầu hính dáng ngồi mối hàn đẹp, hàn đẩy bọt khí ra khỏi vùng hàn, hàn gĩc và hàn trần.
c. Phương pháp đưa que hàn hình răng cưa :
Khống chế được tính lưu động của kim loại nĩng chảy và khống chế bề rộng cần thiết cho mối hàn, do đĩ tạo hình mối hàn tốt. dùng để hàn bằng, hàn đứng, hàn trân các mối hàn giáp mối và hàn gĩc .
1 2 3
d. Phương pháp đưa que hàn hình bán nguyệt.Tác dụng như hình răng cưa. Tác dụng như hình răng cưa.
e. Phương pháp đưa que hàn hình tam giác. Đưa que hàn hình tam giác cĩ hai loại: Đưa que hàn hình tam giác cĩ hai loại:
- Đưa que hàn theo hình tam giác lệch thích hợp với những mối hàn vát cạnh ở vị trí hàn ngang và hàn gĩc ở vị trí hàn bằng và hàn trần. ở vị trí hàn ngang và hàn gĩc ở vị trí hàn bằng và hàn trần.
- Đưa que hàn hình tam giác cân, thích hợp khi hàn đứng cĩ vát cạnh và hàn đứng mối hàn gĩc. đứng mối hàn gĩc.
f. Phương pháp đưa que hàn theo hình trịn :
Đưa que hàn hình trịn, cĩ khả năng làm cho kim loại nĩng chảy cĩ nhiệt độ cao, bảo đảm các khí tan trong vùng hàn cĩ dịp thốt ra và xỉ hàn nổi lên.
Được sử dụng khi những mối hàn tương đối dày ở vị trí hàn bằng
Bắt đầu, nối liền và sự kết thúc mối hàn:
a. Bắt đầu mối hàn:
Sau khi mồi hồ quang, phải kéo dài hồ quang một ít, tiến hành dự nhiệt vật hàn, sau đĩ rút ngắn chiều dài hồ quang lại cho thích hộp và tiến hành hàn bình thường, để đàm bảo độ sạu nĩng chảy ở đầu mối hàn – đảm bảo cường độ mối hàn .
b. Sự nối liền mối hàn:
Chiều dài của que hàn hạn chế → khơng hàn liên tục
Để đảm bảo mối hàn liên tục, phải làm cho mối hàn sau nối mối hàn trước, chổ nối này gọi là đầu nối của mối hàn. Cĩ 4 cách:
B1. Phần đầu mối hàn nối với phần cuối mối hàn trứơc
Hình bán nguyệt (hoặc lưỡi liềm)
B2. Phần cuối của hai mối hàn nối với nhau
B3. Phần cuối mối hàn sau nối với phần đầu mối hàn hàn trước B4. Phần đầu hai mối hàn nối với nhau
* Những đầu nối mối hàn thường cĩ nhược điểm : + Mối hàn quá cao
+ Ngắt quãng
+ Rộng hẹp khơng đều.
Để đề phịng và giảm bớt thiếu sĩt đĩ, cần chú ý:
Đối với đầu nối mối hàn kiểu một và kiểu 4: cĩ thể mồi hồ quang ở chổ chưa hàn của đầu mối hàn hoặc phần cuối của các mối hàn (rãnh hồ quang) , sau khi mồi hồ quang, kéo dài hồ quang ra một ít cho ngừng một ít ở rãnh hồ quang (làm cho chổ nối đạt được lượng dự nhiệt cần thiết, đồng thời cĩ thể nhìn rõ vị trí của rãnh hồ quang, để điều chỉnh ví que hàn) rồi lập tức rút ngắn độ dài hồ quangcho thích hợp, tiếp tục tiến hành hàn.
Đối với đầu nối mối hàn kiểu 2 và kiểu 3: khi que hàn đến phần đầu hoặc mối hàn, phải nâng ngọn hồ quang lên caot ít sau đĩ tiếp tục hàn một đoạn cuối dần dần kéo dài ngọn hồ quang để nĩ tự tắt.
c. Kết thúc mối hàn:
Nếu khi kết thúc kéo ngay hồ quang ra sẽ tạo cho mặt ngồi của vật hàn cĩ rãnh thấp hơn bề mặt vật hàn, những rãnh hồ quang quá sâu làm cho cường độ chổ kết thúc mối hàn giảm bớt, sinh ứng suất tập trung → nứt rạn. Để lắp đầy rảnh hồ quang khi kết thúc cuối cùng phải ngừng khơng cho que hàn chuyền động. Ngừng lại một tí rồi từ từ ngắt hồ quang.
Trường hợp hàn tấm mỏng hoặc Ih lớn: ở chổ kết thúc nhanh chĩng mồi hồ quang và tắt hồ quang liên tục đến khi nào đầy rãnh hồ quang mới thơi.
6.2.4.4- Kỹ Thuật Hàn
a. Hàn giáp mối vị trí hàn bằng:
Hàn bằng là vị trí hàn dễ nhất, bảo đảm nhận được mối hàn cĩ chất lượng cao nhất, bởi vì điều kiệïn thốt khí và xỉ nổi lên dễ nhất, đồng thời sự hình thành mối hàn cũng dễ và tốt so với các vị trí mơia hàn khác.
- Khi hàn giáp mối vị trí que hàn được đặt như hình vẽ. Tuỳ theo chi tiết cĩ vát mép hay khơng vát mép mà que hàn sẽ cĩ chuyển động hay khơng chuyển động ngang.
- Hàn bằng giáp mối cĩ vát cạnh hay khơng vát cạnh. Khi bề dày vật hàn dưới 6mm thì cĩ thể khơng vát cạnh. Hàn đính Khoảng cách mối hàn bằng khoảng 40 đến 50 lần bề dày của vật hàn.
Gĩc độ que hàn khi hàn bằng giáp mối:
b- Hàn gĩc, hàn chữ T:
Mối hàn đầu nối hình chữ T, cịn được gọi là mối hàn vuơng gĩc, mối hàn này thường sinh ra những khuyết cạnh,hàn ngấu một phía, hàn khơng ngấu.
Để giải quyết những thiếu sĩt nĩi trên, khi thao tác ngồi việc chọn chế độ hàn thích hợp, cịn phải căn cứ vào bề dày 2 tấm thép, để điều chỉnh gĩc độ que hàn, khi hàn ke gĩc 2 tấm thép cĩ bề dày khác nhau, thì hồ quang nghiêng về phía cĩ bề dày lớn hơn để hai tấm thép cĩ nhiệt độ điều nhau.
Khi hàn chữ T, cĩ thể dùng hàn một lớp hay nhiều lớp, hoặc hàn nhiều đường.
- Trong thực tế sãn xuất vật hàn cĩ thể xoay chuyển được thì ta nên để vật hàn thành hình lịng thuyền. 900 600-750 4 3 2 1
H2.11 Khuyết tật thường gặp khi hàn gĩc 1. khuyết cạnh , 2.hàn một cạnh, 3. hàn khơng ngấu, 4 mối hàn tốt
450
55-650
c. Hàn bằng kiểu chồng mép:
Mối hàn chồng mép thực tế cũng là mối hàn vuơng gĩc. Gĩc độ que hàn cũng như khi hàn đầu mối chữ T.
d. Hàn đứng: (cịn gọi hàn leo)
Hàn đứng thao tác trương đối khĩ khăn, bởi vì kim loại nĩng chảy chịu tác dụng trọng lực hút của trái đất. để khắc phục ta cĩ thể áp dụng các phương pháp sau đây:
- Khi hàn giáp mối, gĩc độ que hàn so với hai bên vật hàn là 900 (đối vật hàn cĩ bề dày bằng nhau), Gĩc độ so với mặt phẳng đứng ở phía dưới một gĩc 60-800
- Dùng que hàn cĩ đường kính và dịng hàn hơi nhỏ, dịng điện hàn đứng nhỏ hơn 10-15% so với hàn sấp.
- Dùng hồ quang ngắn dễ hàn
- Căn cứ vào những đặc điểm của loại đầu mối hàn mà chọn phương pháp chuyển động que hàn cho phù hợp các phương pháp đưa que hàn thích hợp nhất là kiểu hồ quang nhảy,răng cưa, bán nguyệt.
e- Hàn ngang:
Thao tác khĩ hơn hàn đứng. Kim loại lỏng thường chảy nhiều xuống mép hàn dưới.
- Hàn ngang giáp mối cĩ thể khơng vát cạnh hoặc khơng vát cạnh. Khi hàn, gĩc độ que hàn (hướng xuống dưới) với tấm thép ở dưới hình thành một gĩc 750-800
H2.14 Liên kết hàn chồng
900
600 -800
- Khi hàn cĩ vát cạnh, thì gia cơng cạnh vát như sau: đặc điểm của cạnh vát là tấm dưới khơng mở gĩc hoặc vát gĩc nhỏ hơn gĩc vát của tấm trên, như vậy thuận tiện cho việc hình thành mối hàn.
- Hàn ngang giáp mối cĩ vát cạnh cĩ thể dùng hàn nhiều lớp.
Khi hàn lớp thứ nhất chọn que hàn cĩ đường kính nhỏ thường là 3mm, cách đưa que hàn căn cứ vàokhe hở của hai vật hàn, cách đưa que hàn theo kiểu hồ quang ngắn và hồ quang ngắn hàn đường thứ hai nên dùng que hàn cĩ đường kính từ 3 đến4mm và dùng cách đưa que hàn kiểu vịng trịn lệch.
f. Hàn ngửa:
Hàn ngửa là trong loại mối hàn khĩ nhất, khi hàn ngửa kim loại nĩng chảy do tác dụng của trọng lực kim loại lỏng bị nhỏ xuống nên mối hàn khĩ hình thành.
- Khi hàn ngữa dùng que hàn cĩ thuốc bọc dày và đường kính que hàn khơng quá lớn, thơng thường là từ 3-4mm, gĩc độ que hàn và hướng hàn từ 70 đến 800
6.3. Ứng suất và biến dạng hàn
6.3.1 Nguyên nhân gây ra ứng suất và biến dạng hàn
400
200
750-800
750-800
H2.16 Gĩc độ que hàn khi hàn ngang
70-800
Quá trình hàn là quá trình nung nĩng cục bộ khu vực cần hàn trong thời gian ngắn tới nhiệt rất cao. cĩ thể kể ra 3 nguyên nhân chính sau đây gây ra ứng suất và biến dạng hàn:
- Nung nĩng kim loại khơng đồng đều kim loại ở vật hàn.
- Độ co ngĩt của kim loại nĩng chảy ở mối hàn sau khi kết tinh. - Sự thay đổi tổ chức của vùng kim loại mối hàn.
+ Nung nĩng khơng đồng đều kim loại vật hàn làm cho những vùng ở xa nguồn nhiệt khơng hoặc rất ít biến dạng nhiệt , chúng sẽ cản trở sự biến dạng ở vùng lân cận mối hàn. Do vậy xuất hiện ứng suất trong mối hàn và vùng kim loại lân cận mối hàn.
Ví dụ:
+ Kim loại lỏng ở mối hàn bị giảm thể tích do kết quả đơng đặc tương tự như
đúc. Do sự co ngĩt đúc của kim loại trong mối hàn xuất hiện các lực nén theo phương dọc cũng như phương ngang so với trục mối hàn tạo ra trường ứng dư ở đĩ.
+ Thay đổi tổ chức kim loại trong vùng mối hàn là những thay về kích thước và vị trí sắp xếp của các tinh thể kim loại, đồng thời kèm theo sự thay đổi thể tích của kim loại trong vùng ảnh hưởng nhiệt.Khi hàn các thép hợp kim và cacbon cao cĩ khuynh hướng tơi thì các ứng suất này cĩ thể đạt tới những giá trị cao.
Ứng dư trong vật hàn kết hợp với ưng suất sinh ra do ngoại lực tác thì làm giảm khả năng làm việc của chi tiết vầt hàn.
6.3.2. Hướng biến dạng của vật hàn 6.3.2.1. Ứng suất và biến dạng dọc
Ứng suất dọc là tác dụng song song với trục mối hàn và xuất hiện co dọc của mối hàn, kim loại ở vùng lân cận mối hàn cĩ ứng xuất dọc là ứng suất kéo. Ứng suất dọc giống nhau trên mọi mặt cắt ngang của mối hàn .
Khi hàn các kết cấu mà ở đĩ trọng tâm các mặt cắt ngang của liên kết khơng trùng với trục mối hàn, thì ngồi ứng suất dọc và ứng xuất ngang vật hàn cịn bị uống võng dư nhất định.
6.3.2.2. Ứng suất và biến dạng ngang
Ứng suất ngang xuất hiện do hiện tượng co ngang và co dọc mối hàn và đồng thời cĩ thể do kẹp chặt chi tiết khi hàn.
- Xét liên kết hàn giáp mối . tiến hành cắt dọc theo trục mối hàn, khi đĩ ta sẽ hai tấm hình chữ nhậtcĩ một nữa mối hàn cạnh biên, hiện tượng co dọc gây ra như hình b. Trong thực tế hiện tượng nàn khơng thực hiện được do chúng cùng nằm trong một liên kết khối. vì vậy trong liên kết hàn sẽ tồ tại ứng suất ngang cĩ phương vuơng gĩc với trục hàn.
- Ứng suất co ngang, trong những điều kiện bất lợi cĩ thể dẫn đến xuất hiện các vết nứt dọc theo liên kết hàn.
- Độ lớn và sự phân bố ứng suất ngang phụ thuộc vào chiều đay kim loại cơ bản , tính chất gá kẹp các chi tiết trong khi hàn, kỹ thuật và thứ tự thực hiện các mối hàn. cùng với việc tăng chiều dày kim loại và số lớp mối hàn, wngs suất ngang cũng tăng lên.
6.3.2.3. Các biến dạng gĩc và cục bộ:
Các biến dạng gĩc xuất hiện do độ co ngang khơng đều của kim loại theo chiều của liên kết, giả sử mối hàn giáp mối vát mép các cạnh hình chữ V. Ta cĩ thể chi mối hàn thành nhiều lớp cĩ chiều dày khác nhau phụ vào vị trí của chúng so với bề mặt mối hàn. Khi nguội, các lớp này sẽ co lại những giá trị khác nhau trương ứng với chiều của chúng. Kết quả ở phần trên mối hàn (phía mặt) cĩ độ co ngang lớn so với phần dưới ( phía chân mối hàn) sẽ làm quay chi tiết đi một gĩc ß nào đĩ. Đĩ chính là biến dạng gĩc của liên kết do quá trình hàn gây ra.
- Khi hàn các liên kết hàn giáp mối với kiểu vát mép hình chữ V, các biến dạng gĩc cĩ thể đạt đến ß ≈30- 60 với chiều dày 6-12mm và ß ≥ 70 với chiều dày 13-20mm.
- Trong các liên kết chữ T, biến dạng gĩc biểu hiện qua gĩc quay ß của tấm biên
6.3.3. Các biện pháp cơng nghệ khi hàn
6.3.3.1. Biện pháp về kết cấu:
Điều kiện cơ bản của biện pháp kết cấu là chọn kim loại cơ bản và cực hàn. - Kim loại cơ bản phải cĩ khuynh hướng tự tơi ngồi khơng khí, kim loại que hàn cĩ tính dẻo, độ dẻo khơng lớn hơn kim loại cơ bản, đồng thời phải đảm bảo những yêu cầu sau đây:
+ Khơng cĩ những mối hàn tập trung giao nhau khi kết cấu chịu tải trọng động. + Khơng cĩ những mối hàn khép kín cĩ kích thước nhỏ.
+ Cố gắng giảm số lượng mối hàn và kích thước mối hàn nếu được cho phép. + Các gân trợ lực sắp xếp sao cho khi hàn cùng đối với một khu vực ở 2 bên kim loại cơ bản đảm giảm bớt sự co ngang và ứng suất tồn bộ kết cấu.
+ Khi hàn hai tấm kim loại cĩ bề dày khác nhau thí vát mép tấm day hơn . + Khi kết cấu phức tạp thì cố gắng chế tạo từng bộ phận riêng rồi mới lắp thành kết cấu lớn.
+ Kết câu mặt cắt hộp, cĩ đường hàn khép kín, để giảm biến dạấnĩng thì cần gân trợ lực.
6.3.3.2. Các biện pháp trước khi hàn:
Một trong các biện pháp đầu tiên để giảm ứng suất và biến dạng hàn là việc lựa