Giáo trình THỰC HÀNH hàn công nghệ kỹ thuật cơ khí

B1.2. Vận hành máy hàn hồ quang tay 1.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại máy hàn điện hồ quang tay a. Nguồn điện hàn Nguồn xoay chiều Máy biến thế hàn đơn giản, dễ chế tạo nên giá thành chế tạo máy hàn xoay chiều rẻ. Hàn bằng nguồn xoay chiều khó gây hồ quang và tính ổn định hồ quang kém. Trong nhà máy, công trường sử dụng 80% là máy hàn xoay chiều. Nguồn một chiều Có sự phân cực rõ rệt. Dễ gây hồ quang. Hồ quang có tính ổn định cao. Chất lượng mối hàn tốt hơn máy hàn xoay chiều. Muốn có dòng điện một chiều phải có động cơ máy phát hoặc bộ phận chỉnh lưu Cấu tạo phức tạp nên giá thành cao. Yêu cầu chung với máy hàn điện: Điện thế không tải của máy hàn phải cao hơn điện thế khi hàn, đồng thời không gây nguy hiểm đối với người thợ hàn. Với nguồn xoay chiều thì Uo = 55 80 V; Uh = 30 55 V. Với nguồn một chiều: Uo = 30 55 V; Uh = 20 40 V. Khi hàn thường xảy ra sự ngắn mạch, dòng điện lớn không những làm nóng chảy nhanh que hàn và vật hàn mà còn phá hỏng máy. Do đó I ngắn mạch không quá lớn thường I ngắn mạch = (1,3 1,4) I hàn. Tuỳ thuộc vào sự thay đổi chiều dài hồ quang mà điện thế công tác của máy hàn phải có sự thay đổi theo: Chiều dài hồ quang tăng thì điện thế công tác tăng và ngược lại. Quan hệ giữa điện thế và cường độ dòng điện hàn gọi là đường đặc tính ngoài của máy, yêu cầu của đường này phải cong và dốc liên tục: tức là I tăng thì U giảm. Đường đặc tính ngoài càng dốc thì càng thoả mãn yêu cầu trên. Vì khi chiều dài hồ quang thay đổi thì I hàn ít thay đổi. Máy phải điều chỉnh được dòng hàn một cách dễ dàng. Máy hàn phải gọn nhẹ, sử dụng bảo quản và sửa chữa dễ dàng.

BỘ LAO ĐỘNG -THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÝ THÁI TỔ

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN THỰC HÀNH HÀN Ngành/nghề: Công nghệ kỹ thuật cơ khí

Trình độ: Cao đẳng

NĂM 2021

1

LỜI GIỚI THIỆU

Hàn là một phương pháp để lắp ghép giữa các chi tiết với nhau tạo thành một sản phẩm hoàn chỉnh Công nghệ Hàn đã và đang phát triển mạnh mẽ trên thế giới cũng như tại Việt Nam Có rất nhiều phương pháp hàn khác nhau: hồ quang, TIG, MIG, MAG,…Trong đó hàn hồ quang được ứng dụng rộng rãi do tính phổ thông, dễ thực hiện

Để đáp ứng nhu cầu về tài liệu học tập cho sinh viên và tài liệu cho giáo viên khi giảng dạy Khoa Cơ khí, Trường Cao đẳng Lý Thái Tổ đã biên soạn cuốn giáo trình Thực hành hàn

Giáo trình gồm 5 bài

Bài 1 Những khái niệm cơ bản

Bài 2 Hàn hồ quang tay ở vị trí 1G

Bài 3 Hàn hồ quang tay ở vị trí 2G

Bài 4 Hàn hồ quang tay ở vị trí 1F

Bài 5 Hàn hồ quang tay ở vị trí 2F

Giáo trình cung cấp những kiến thức cơ bản nhất về nguyên lý vận hành thiết bị hàn, đặc điểm, khả năng ứng dụng, kỹ thuật hàn, quy trình công nghệ của phương pháp hàn hồ quang Đồng thời kết thúc mỗi bài là các ví dụ để sinh viên thực hành nhằm củng cố kiến thức lý thuyết, rèn luyện kỹ năng nghề đáp ứng yêu cầu công việc trong gia công, chế tạo cơ khí

Trong quá trình biên soạn nhóm tác giả đã tham khảo các tài liệu của các tác giả trong và ngoài nước Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng có thể sẽ không tránh được những thiếu sót Rất mong đồng nghiệp và độc giả đóng góp, bổ sung ý kiến để cuốn giáo trình này ngày càng hoàn thiện hơn

Trân trọng./

Các tác giả

2

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Thúc Hà (2008), Giáo trình Công nghệ hàn, NXB Giáo dục

[2] Hoàng Tùng (2000), Cẩm nang Hàn, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật [3] Ngô Lê Thông (2000), Công nghệ và Vật liệu Hàn, Nhà xuất bản Khoa học

3

MỤC LỤC

TÀI LIỆU THAM KHẢO 2

BÀI 1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 5

I MỤC TIÊU 5

II KIẾN THỨC LIÊN QUAN 5

1.1 Sơ lược về ký hiệu, quy ước của mối hàn 5

1.2 Vận hành máy hàn hồ quang tay 9

1.3 Nguyên lý của quá trình hàn hồ quang 14

1.4 Vật liệu hàn 15

1.5 Các loại liên kết hàn 19

1.6 Các khuyết tật của mối hàn 26

BÀI 2 HÀN HỒ QUANG TAY Ở VỊ TRÍ 1G 34

NỘI DUNG 1 MỒI VÀ DUY TRÌ HỒ QUANG 34

I MỤC TIÊU: Sau khi học xong bài này người học có khả năng: 34

II KIẾN THỨC LÝ THUYẾT LIÊN QUAN: 34

1 Hồ quang hàn 34

2 Các công việc chuẩn bị 34

3 Các phương pháp gây hồ quang hàn : 34

III NỘI DUNG THỰC HÀNH 35

1 Mồi và duy trì hồ quang bằng hai phương pháp 35

2 Các dạng sai hỏng - Nguyên nhân - Biện pháp khắc phục 38

NỘI DUNG 2 HÀN HỒ QUANG Ở VỊ TRÍ 1G 39

I MỤC TIÊU: Sau khi học xong bài này người học có khả năng 39

II KIẾN THỨC LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 39

1 Đặc điểm, ứng dụng của mối hàn: 39

2 Tính toán, chọn chế độ hàn: 39

3 Kỹ thuật hàn 40

III NỘI DUNG THỰC HÀNH 42

1 Chuẩn bị: 42

2 Trình tự thực hiện 44

3 Các dạng sai hỏng - Nguyên nhân - Biện pháp khắc phục 44

BÀI 3: HÀN HỒ QUANG TAY Ở VỊ TRÍ 2G 45

4

I MỤC TIÊU: Học xong bài học này người học sẽ có khả năng: 45

II KIẾN THỨC LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 45

1 Đặc điểm, ứng dụng của mối hàn: 45

2 Tính toán, chọn chế độ hàn: 45

3 Kỹ thuật hàn 46

III NỘI DUNG THỰC HÀNH 47

1 Chuẩn bị: 47

2 Trình tự thực hiện 49

3 Các dạng sai hỏng - Nguyên nhân - Biện pháp khắc phục 49

Bài 4: HÀN HỒ QUANG TAY Ở VỊ TRÍ 1F 50

I MỤC TIÊU: Sau khi học xong bài này người học có khả năng: 50

II KIẾN THỨC LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 50

1 Đặc điểm, ứng dụng của mối hàn: 50

2 Tính toán, chọn chế độ hàn: 50

3 Kỹ thuật hàn 51

III NỘI DUNG THỰC HÀNH 54

1 Chuẩn bị: 54

2 Trình tự thực hiện 55

3 Các khuyết tật thường gặp, nguyên nhân và biện pháp phòng tránh: 56

BÀI 5: HÀN HỒ QUANG TAY Ở VỊ TRÍ 2F 58

I MỤC TIÊU: 58

II KIẾN THỨC LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 58

1 Đặc điểm, ứng dụng của mối hàn: 58

2 Tính toán, chọn chế độ hàn: 58

3 Kỹ thuật hàn 59

III NỘI DUNG THỰC HÀNH 62

1 Chuẩn bị: 62

2 Trình tự thực hiện 63

3 Các khuyết tật thường gặp, nguyên nhân và biện pháp phòng tránh 64

- Phân biệt được các loại vật liệu hàn;

- Phân biệt được các liên kết, tư thế hàn;

- Xác định được các dạng khuyết tật hàn;

- Vận hành, điều khiển máy hàn hồ quang tay ở các trạng thái khác nhau

II KIẾN THỨC LIÊN QUAN

1.1 Sơ lược về ký hiệu, quy ước của mối hàn

1.1.1 Nội quy sử dụng thiết bị: Máy hàn, máy mài hai đá

a Nội quy sử dụng máy hàn điện

Điều 1: Chỉ những người đã được huấn luyện về kỹ thuật vận hành máy hàn, an

toàn lao động, được những người có trách nhiệm giao nhiệm vụ mới được sử dụng máy hàn

Điều 2 Phải có đủ bảo hộ cá nhân theo quy định

Điều 3 Trước khi hàn phải kiểm tra cầu dao, dây dẫn điện, kìm hàn đảm bảo an

toàn mới được làm việc

Điều 4 Khoảng cách giữa các máy hàn không được nhỏ hơn 1,5m, các máy hàn

phải được nối tiếp đất đúng kỹ thuật

Điều 5 Nơi thực hành hàn phải có tấm ngăn cách bằng vật liệu không cháy để

che chắn hồ quang

Điều 6 Khi di chuyển máy hàn phải ngắt cầu dao (ngắt nguồn điện cung cấp

cho máy hàn), không sửa chữa máy hàn khi đang có điện

Điều 7 Khi có sự cố hoặc tai nạn phải ngừng làm việc, ngắt cầu dao điện, giữ

nguyên hiện trường và báo ngay cho người có trách nhiệm xử lý

Điều 8 Khi thực hành xong hoặc hết ca thực tập phải ngắt cầu dao điện, thu

gọn cáp hàn, vệ sinh sạch khu làm việc và bàn giao máy

Điều 9 Mọi người phải nghiêm chỉnh chấp hành những nội quy trên, nếu ai vi phạm sẽ bị xử lý kỷ luật và bồi thường thiệt hại nếu có

b Nội quy sử dụng máy mài 2 đá

Điều 1 Chỉ có những người đã được huấn luyện về kỹ thuật an toàn, được phân

công mới được sử dụng máy mài

Điều 2 Trước khi sử dụng máy phải kiểm tra đá, xiết chặt bệ tỳ (Khe hở giữa

bệ tỳ với đá mài đảm bảo từ 2 3mm), kiểm tra cầu dao, dây dẫn điện đảm bảo an toàn mới được vận hành

6

Điều 3 Người vận hành phải có đủ trang bị bảo hộ lao động như quần áo, mũ,

kính trắng bảo hộ

Điều 4 Khi vận hành, sử dụng mài nếu thấy máy có hiện tượng khác thường,

hoặc có sự cố phải dừng lại, giữ nguyên hiện trường và báo cho người có trách nhiệm

Điều 7 Sau khi mài xong phải ngắt cầu dao và vệ sinh nơi làm việc

Điều 8 Mọi người phải nghiêm chỉnh chấp hành những nội quy trên, nếu ai vi phạm sẽ bị xử lý kỷ luật và bồi thường thiệt hại nếu có

1.1.2 Kỹ thuật an toàn

a Kỹ thuật an toàn phòng tránh ánh sáng hồ quang hàn

Khi hàn, hồ quang phát ra với một cường độ rất mạnh, nếu nhìn hoặc tiếp xúc trực tiếp với nguồn ánh sáng này có sẽ có nguy cơ bị bỏng giác mạc mắt hoặc cháy da gây ảnh hưởng xấu tới sức khoẻ con người Để đảm bảo an toàn và bảo vệ sức khoẻ khi làm việc phải có đủ bảo hộ cá nhân như: mặt nạ hàn, giày cách điện, mũ, găng tay, quần, áo bảo hộ lao động Xung quanh nơi làm việc phải có tấm che chắn hồ quang bằng vật liệu không cháy

b Kỹ thuật an toàn phòng tránh điện giật

- Trước khi vào làm việc phải kiểm tra máy hàn đảm bảo an toàn mới được vận hành

- Dây dẫn điện hàn phải được cách điện tốt, chỗ nối phải chắc chắn và đảm bảo không bị rò điện, không được để vật nặng hoặc nóng đè lên dây dẫn điện

- Khi đóng hoặc ngắt cầu dao điện phải đeo găng tay khô và đứng né người sang một bên để phòng tránh tia hồ quang phóng ra khi bị chập, nổ

- Không sử dụng kìm hàn, quần áo, găng tay, giầy ẩm ướt

- Nơi làm việc phải được trang bị đầy đủ ánh sáng

- Khi thay que hàn không được để người tiếp xúc với vật hàn

- Khi có người bị điện giật phải nhanh chóng ngắt cầu dao điện, hô hấp nhân tạo

và báo cho giáo viên hướng dẫn đưa nạn nhân đi cấp cứu Tuyệt đối không được dùng tay hoặc những vật dẫn điện để kéo người bị điện giật khi chưa ngắt nguồn điện

c Kỹ thuật an toàn phòng cháy nổ

- Xung quanh nơi làm việc không được để những chất dễ cháy, dễ nổ, khi làm việc trên cao 2 m trở lên phải đeo dây an toàn

7

- Không được hàn các thùng kín, khi hàn vá những vật chứa mà trước đó đã chứa những chất dễ cháy, dễ nổ như thùng đựng xăng, đựng dầu thì trước khi hàn phải

cọ rửa sạch, để khô mới được hàn Chú ý khi hàn phải mở nắp thùng hoặc bình chứa

- Khi làm việc trong nồi hơi hoặc thùng chứa lớn hoặc nơi kín gió phải có thiết

bị thông gió để lưu thông không khí và phải có một người ở ngoài canh chừng, làm việc sau một thời gian nhất định phải ra ngoài để thay đổi không khí

- Khi làm việc ở công trường phải đội mũ bảo hộ và sử dụng các thiết bị an toàn khác đúng quy định

- Không hàn ở nơi có những chất dễ cháy, nổ

1.1.3 Ký hiệu, quy ước của mối hàn

- Không phụ thuộc vào phương pháp hàn, các mối hàn trên bản vẽ được quy ước biểu diễn như sau:

+ Mối hàn thấy được biểu diễn bằng nét liền cơ bản

+ Mối hàn khuất được biểu diễn bằng nét đứt

- Để chỉ mối hàn hay điểm hàn quy ước dùng một đường dóng và nét gạch ngang của đường dóng Nét gạch ngang được kẻ song song với đường bằng của bản

vẽ, tận cùng của đường dóng có nửa mũi tên chỉ vào vị trí mối hàn

- Cấu trúc qui ước ký hiệu mối hàn tiêu chuẩn được chỉ dẫn ở hình 2.1

+ Ký hiệu phương pháp hàn, dạng hàn: Dùng chữ cái in hoa:

T: Hàn hồ quang tay

Đ: Hàn tự động dưới lớp thuốc không dùng tấm lót, đệm thuốc

Đt: Hàn tự động dưới lớp thuốc dùng tấm lót bằng thép

Đbv: Hàn tự động trong môi trường khí bảo vệ

B: Hàn bán tự động dưới lớp thuốc không dùng tấm lót, đệm thuốc…

Ký hiệu phụ Chiều dài mối hàn gián đoạn, so le

Ký hiệu và kích thước cạnh mh của LK hàn chữ T, hàn góc

Ký hiệu mh, liên kết hàn chuẩn bị và mh thực hiện

Ký hiệu phương pháp hàn, dạng hàn

Hình 1.1 Ký hiệu mối hàn tiêu chuẩn

8

Bt: Hàn bán tự động dùng tấm lót bằng thép

Bbv: Hàn bán tự động trong môi trường khí bảo vệ

Xd: Hàn điện xỉ bằng điện cực dây

Xt: Hàn điện xỉ bằng điện cực tấm

+ Ký hiệu liên kết hàn: Dùng chữ cái in thường:

m: Liên kết hàn giáp mối

Phần lồi của mối hàn được mài đi bằng với

bề mặt kim loại cơ bản

Mối hàn có sự gia công để có sự chuyển tiếp đều từ kim loại mối hàn đến kim loại

cơ bản Mối hàn được thực hiện khi lắp ráp

Mối hàn gián đoạn hay điểm hàn phân bố so le Mối hàn được thực hiện theo đường kính chu vi kín

Mối hàn được thực hiện theo đường kính chu vi hở

- Hàn 2 phía không đối xứng phía chính là phía có chiều sâu ngấu lớn hơn

- Hàn 1 phía thì phía chính là phía thực hiện hàn

- Hàn 2 phía đối xứng thì tùy chọn 1 phía là chính còn phía kia là phụ

9

1.2 Vận hành máy hàn hồ quang tay

1.2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại máy hàn điện hồ quang tay

a Nguồn điện hàn

* Nguồn xoay chiều

- Máy biến thế hàn đơn giản, dễ chế tạo nên giá thành chế tạo máy hàn xoay chiều rẻ

- Hàn bằng nguồn xoay chiều khó gây hồ quang và tính ổn định hồ quang kém

- Trong nhà máy, công trường sử dụng 80% là máy hàn xoay chiều

* Nguồn một chiều

- Có sự phân cực rõ rệt

- Dễ gây hồ quang

- Hồ quang có tính ổn định cao

- Chất lượng mối hàn tốt hơn máy hàn xoay chiều

- Muốn có dòng điện một chiều phải có động cơ máy phát hoặc bộ phận chỉnh lưu

- Cấu tạo phức tạp nên giá thành cao

* Yêu cầu chung với máy hàn điện:

- Điện thế không tải của máy hàn phải cao hơn điện thế khi hàn, đồng thời không gây nguy hiểm đối với người thợ hàn Với nguồn xoay chiều thì Uo = 55 - 80 V;

- Uh = 30 - 55 V Với nguồn một chiều: Uo = 30 - 55 V; Uh = 20 - 40 V

- Khi hàn thường xảy ra sự ngắn mạch, dòng điện lớn không những làm nóng chảy nhanh que hàn và vật hàn mà còn phá hỏng máy Do đó I ngắn mạch không quá lớn thường I ngắn mạch = (1,3 - 1,4) I hàn

- Tuỳ thuộc vào sự thay đổi chiều dài hồ quang mà điện thế công tác của máy hàn phải có sự thay đổi theo: Chiều dài hồ quang tăng thì điện thế công tác tăng và ngược lại

- Quan hệ giữa điện thế và cường độ dòng điện hàn gọi là đường đặc tính ngoài của máy, yêu cầu của đường này phải cong và dốc liên tục: tức là I tăng thì U giảm Đường đặc tính ngoài càng dốc thì càng thoả mãn yêu cầu trên Vì khi chiều dài hồ quang thay đổi thì I hàn ít thay đổi

- Máy phải điều chỉnh được dòng hàn một cách dễ dàng

- Máy hàn phải gọn nhẹ, sử dụng bảo quản và sửa chữa dễ dàng

b Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy hàn xoay chiều:

* Máy hàn xoay chiều có bộ tự cảm riêng:

- Cấu tạo: Máy dùng giảm điện thế mạng điện từ 220/380 V xuống điện thế không tải từ 60 - 75 V Máy có bộ tự cảm riêng mắc nối tiếp với cuộn dây thứ cấp của máy tạo ra sự lệch pha của dòng điện và điện thế, tạo ra đường đặc tính dốc liên tục

10

* Nguyên lý làm việc của máy:

- Máy chạy không tải:

Điện thế trong cuộn sơ cấp W1 bằng điện thế mạng điện U1 dòng điện I1 chạy trong cuộn dây tạo ra từ thông 1 chạy trong lõi của máy Từ thông 1 gây ra trên cuộn dây thứ cấp một điện thế U2 Khi đó Ih = 0; Uh = U2

- Khi máy làm việc:

Khi ngắn mạch: Ih = Id mà Id = 2 8 2

10 8,0

.2

w f

Rt U





Trong đó: Rt là từ trở của bộ tự cảm

W là số vòng dây trong bộ tự cảm

Để thay đổi Ih ta có thể thay đổi bằng hai cách:

- Thay đổi vòng dây cuốn W

- Thay đổi từ trở của bộ tự cảm Rt Muốn thay đổi Rt ta chỉ cần thay đổi khe hở

a trong bộ tự cảm: tăng khe hở a thì Rt tăng, L giảm nên Xtc và Utc giảm xuống do đó cường độ dòng hàn tăng và khi giảm khe hở a thì ngược lại

- Nếu điều chỉnh W thì chỉ có khả năng điều chỉnh có cấp nên ít dùng còn điều chỉnh khe hở a thì có khả năng điều chỉnh vô cấp từ Imin đến Imax và điều chỉnh rất thuận lợi

* Máy hàn với bộ tự cảm kết hợp:

- Cấu tạo của máy cải tiến từ máy hàn có bộ tự cảm riêng

- Nguyên lý làm việc tương tự máy hàn có bộ tự cảm riêng

* Máy hàn xoay chiều có lõi di động

- Cấu tạo: Gồm có 2 cuộn dây sơ cấp và thứ cấp, lõi thép di động đặt giữa 2 cuộn dây, lõi thép A

11

w 1

2 w

Nếu điều chỉnh lõi A chạy ra và tạo ra thêm khoảng trống của không khí thì từ thông 1 sẽ nhỏ dần còn từ thông 2 sẽ lớn dần, sức điện động cảm ứng sẽ lớn dần

và dòng điện hàn sẽ lớn dần

Đặc điểm của máy hàn này có thể điều chỉnh vô cấp dòng điện hàn và có khả năng diều chỉnh rất chính xác Để mở rộng khoảng điều chỉnh dòng điện hàn người ta phân cuộn thứ cấp ra nhiều phần đy là phương pháp tổng hợp của 2 phương pháp trên

c Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy hàn một chiều

* Máy hàn một chiều có cực từ lắp rời:

- Cấu tạo:

Máy loại này có 4 cực từ: 2 cực từ cùng tên được nối song song với nhau bởi vậy dù tồn tại 4 cực từ song thực chất chỉ là 2 đôi cực

Có 3 chổi than: 2 chổi than chính A, B đặt giữa các cực khác tên, chổi than phụ

C đặt giữa 2 chổi than chính 2 chổi than A, B cung cấp điện cho hồ quang, chổi than A,C cung cấp điện cho cuộn dây kích từ của máy phát

Cuộn dây kích từ thứ nhất bố trí trên đôI cực Sc và Nc gọi là hai cực chính và làm việc dưới chế độ bão hoà từ nhờ khoét rãnh để giảm tiết diện ngang Cuộn dây kích từ thứ 2 bố trí trên đôi cực Sn, Nn là hai cực ngang và làm việc ở chế độ bão hoà

từ Đôi cực từ chính tạo ra từ thông c ĐôI cực từ phụ tạo ra từ thông n nhờ bố trí đôI cực nên c n

- Nguyên lý làm việc:

Khi máy làm việc không tải: Trong cuộn dây phát động không có dòng điện nên không sinh ra phản ứng của rôto do đó điện thế không tảI của máy phát điện hơi cao nên rất dễ mồi hồ quang

Khi máy có tải: Trong rôto của máy phát có dòng điện hàn thông qua sinh ra phản ứng của rôto làm giảm từ thông  của máy phát giảm xuống tương đương điện

10 0

HQ-300 80

12 0 15 0 20 0 25 0 30 0

12

thế để đốt cháy hồ quang một cách ổn định Tuỳ theo sự thay đổi chiều dài hồ quang

mà phản ứng rôto cũng thay đổi theo làm ảnh hưởng đến điện thế công tác của máy phát Nếu chiều dài tăng thì điện thế tăng đáp ứng yêu cầu khi hàn Lúc ngắn mạch thì phản ứng rôto rất lớn khiến cho điện thế của máy phát xuống tới sấp xỉ không như vậy hạnc hế được dòng điện ngắn mạch

Cách điều chỉnh dòng điện:

C1: Điều chỉnh sơ: Di chuyển chổi than theo chiều quay của rôto thì phản ứng của rôto cũng tăng, điện thế của máy hàn giảm xuống dòng điện máy hàn giảm Nếu di chuyển chổi than ngược chiều quay của rôto thì phản ứng rôto giảm, điện thế của máy phát tăng dòng điện hàn tăng

C2: Điều chỉnh kỹ: Làm cho dòng điện sau khi điều chỉnh sơ được điều chỉnh lại một cách đều đặn Ta dùng độ biến trở để thay đổi dòng điện của cuộn dây kích từ

để tăng hoặc giảm từ thông của máy phát điện nhằm thay đổi điện thế của máy phát

* Máy hàn bằng dòng chỉnh lưu 1 pha:

- Cấu tạo: Gồm máy biến thế và bộ phận chỉnh lưu dòng điện

- Nguyên lý làm việc: Nửa chu kỳ thứ nhất chỉnh lưu chỉ cho dòng điện đi qua

đi ốt 1 và 3 Nửa chu kỳ sau chỉnh lưu cho dòng điện đi qua đi ốt 2 và 4 Như vậy toàn

bộ chu kỳ dòng điện hàn chỉ theo một hướng nên quá trình hàn hồ quang cháy ổn định

* Máy hàn bằng dòng chỉnh lưu 3 pha:

Nguyên lý làm việc: Sau mỗi một phần sáu chu kỳ có một cặp chỉnh lưu làm việc: Tuần tự: 1 -5; 2 - 4; 3 - 6; Kết quả trong toàn bộ chu kỳ dòng điện được chỉnh lưu liên tục, đường cong điện thế dần trở thành đường thẳng Như vậy dòng điện xoay chiều 3 pha sau khi chỉnh lưu để hàn cũng chỉ theo một chiều

1.2.2 Các sự cố thông thường của máy hàn và biện pháp khắc phục:

a Sự cố của máy hàn xoay chiều:

Máy hàn quá nóng Do quá tải

Do cuộn dây chập mạch

Giảm Ih và thời gian hàn Sửa chữa cuộn dây Chỗ nối dây quá nóng Do tiếp xúc không tốt Xiết chặt chỗ tiếp xúc Dòng điện không ổn

định

Vật liệu không đúng Chỗ tiếp xúc không tốt

Vật liệu Cu Vặn chặt chỗ tiếp xúc

Máy phát có tiếng kêu

lớn

Phần điều chỉnh Ih không ổn định

Vít hãm di động hỏng do mài mòn trong quá trình làm việc

Cố định phần điều chỉnh

Ih Sửa chữa lại phần di động

13

Vỏ máy có điện

Cuộn dây bị chập Cuộn dây dò điện Không có tiếp đất

Sửa chữa lại cuộn dây Tách lớp vỏ và dây Nối dây trung tính

b Sự cố của máy hàn một chiều

Mô tơ quay ngược

Thay cầu chì Cuốn lại cuộn dây stato

Chổi than có tia lửa

Sửa lại cho thấp

1.2.3 Bảo quản máy hàn điện:

Nếu bảo quản và sử dụng hợp lý thì có thể kéo dài thời gian sử dụng máy, tính năng công tác ổn định, bảo đảm sản xuất Việc bảo quản phải tuân theo mấy nguyên tắc sau:

- Khi đặt máy hàn điện phải đặt nơi thông gió và khô ráo, không nên để gần những chỗ nóng quá, đặt thân máy vững vàng

- Khi đấu máy hàn với lưới điện thì điện thế phải phù hợp với nhau

- Điều chỉnh dòng điện và cựu tính phải tiến hành khi không hàn

- Không nên sử dụng dòng điện hàn quá mức quy định của máy hàn, phải căn

cứ vào tỷ số quá tải và dòng điện của máy đó mà sử dụng

- Thường xuyên phải đảm bảo đấu nối máy hàn với cáp hàn tiếp xúc tốt

- Cần phải đảm bảo máy hàn được sạch sẽ, định kỳ dùng khí nén để thổi sạch những bụi bẩn bên trong

- Cần phải kiểm tra sự tiếp xúc chổi than và cổ góp điện và làm sạch mạt than trên bề mặt cổ góp

- Nơi có parie trượt phải thường xuyên cho mỡ và định kỳ thay mỡ

- Định kỳ kiểm tra dây tiếp đất của vỏ máy hàn điện để đảm bảo an toàn

- Kính hàn dùng để bảo vệ mắt của người thợ hàn và giúp cho người thợ hàn quan sát được vùng hàn tốt nhất Kính có hai loại kính trắng và kính đen Kính trắng bảo vệ kính đen, kính đen để lọc ánh sáng Kính đen có từ số 6  số 14 (Hàn TIG, Hàn hơi sử dụng kính hàn từ số 6  8, hàn hồ quang tay sử dụng kính hàn số 9  12, Hàn MAG, MIG sử dụng kính hàn số 13  14)

 Cáp hàn và kìm hàn

- Dây cáp hàn có tác dụng dẫn dòng diện từ máy hàn ra kìm hàn và vật hàn Dây cáp hàn có vỏ bọc ngoài bằng cao su mềm, cách điện tốt, bên trong là dây dẫn bằng đồng dẻo có tính dẫn điện tốt giúp người thợ hàn làm việc dễ dàng

- Kìm hàn có tác dụng kẹp chặt que hàn, dẫn dòng điện vào que hàn Kìm hàn

có tay cầm bằng cao su hoặc nhựa cứng để cách điện và cách nhiệt

 Các loại dụng cụ khác

- Búa gõ xỉ dùng để gõ sạch xỉ hàn sau khi hàn

- Bàn chải sắt dùng để làm sạch xỉ và bề mặt vật hàn

- Búa cái, búa con dùng để nắn, sửa phôi hàn

- Thước lá và mũi vạch dùng để đo, kiểm tra kích thước phôi hàn, mối hàn và vạch dấu trước khi cắt phôi

- Kìm rèn dùng để cặp phôi nóng sau khi hàn

1.3 Nguyên lý của quá trình hàn hồ quang

1.3.1 Thực chất của quá trình hàn hồ quang

- Hàn hồ quang là phương pháp mà kim loại hàn được hình thành bởi nguồn

nhiệt tạo ra từ hồ quang điện được duy trì giữa đầu que hàn và bề mặt kim loại cơ bản của liên kết hàn làm nóng chảy kim loại cơ bản và que hàn

- Lõi que hàn làm nhiệm vụ dẫn dòng điện tới vùng hồ quang và cấp kim loại điền đầy vào liên kết hàn

- Vỏ bọc que hàn làm nhiệm vụ ổn định hồ quang và bảo vệ vũng kim loại hàn nóng chảy

15

Hình 1.3 Nguyên lý cơ bản của quá trình hàn hồ quang

1.3.2 Khả năng ứng dụng:

a ưu điểm

- Thiết bị đơn giản, rẻ tiền, tiết kiệm vật liệu và cơ động nhất;

- Kim loại được bảo vệ bằng các tính chất của thuốc bọc nên không cần khí phụ trợ

- Phương pháp này phù hợp với hầu hết các kim loại cơ bản

- Có thể thực hiện trong một không gian hẹp

b Nhược điểm

- Nhược điểm bản của phương pháp là khả năng bảo vệ của thuốc hàn hạn chế khi cường độ dòng hàn tăng, chu kỳ hoạt động và tốc đọ đắp thấp do vậy phương pháp này ít hiệu quả khi hàn sản phẩm có yêu cầu tốc độ đắp cao

- Chất lượng mối hàn không cao

- Ảnh hưởng nhiều tới sức khoẻ của người công nhân

1.4 Vật liệu hàn

1.4.1 Cấu tạo của que hàn hồ quang:

- Gồm thanh kim loại có chiều dài 250 - 450 mm bên ngoài được bọc bởi lớp thuốc

- Đường kính que hàn từ 1.6 - 12 mm nhưng trong thực tế chỉ dùng que từ 1.6 -

6 mm

Lõi que hàn

Vỏ bọc

Vũng hàn Kim loại cơ bản

Vùng khí bảo vệ

xỉ hàn Kim

loại

hàn

16

Hình 1.4: Cấu tạo que hàn

1.4.2 Thành phần của thuốc bọc que hàn:

TD : Khử oxi có hại cho mối hàn

TP : Là các nguyên tố hợp kim như Mn, Si, Al… Hoặc các phức chất như Silicat, Titanat…

- Vật liệu hợp kim hóa

TD : Hợp kim hóa mối hàn, bổ xung thêm các nguyên tố hợp kim theo yêu cầu

để nâng cao cơ tính của mối hàn

TP : Chủ yếu là các nguyên tố hợp kim như Cr, Ni, Mn, Mo…

- Vật liệu ổn định hồ quang:

TD : ổn định hồ quang khi hàn

TP : Là các vật liệu có điện thế Ion hóa thấp : các kim loại kiềm, kiềm thổ như

Na, K, Ca… ngoài ra còn dùng đá phấn hoặc nước thủy tinh

- Vật liệu Xêmentit hóa:

TD : Đảm bảo độ bền của thuốc bọc sau khi đã khô

TP : Nước thủy tinh, dung dịch Dextrim

Vỏ bọc

Lõi que hàn

17

- Vật liệu tạo hình:

TD : Làm tăng tính dẻo của thuốc bọc để nó bám chắc lên lõi que

TP : Pentôxit, cao lanh

1.4.3 Tác dụng của que hàn:

- Đảm bảo tính ổn định của hồ quang khi hàn

- Tạo môi trường để bảo vệ mối hàn và giọt kim loại lỏng

- Tạo ra lớp xỉ phủ kín bề mặt mối hàn để tạo môi trường cho các quá trình lý hóa xảy ra trong vũng hàn

- Bổ xung kim loại đắp cho mối hàn và các nguyên tố hợp kim để nâng cao cơ tính cho mối hàn

1.4.4 Phân loại que hàn:

Có nhiều cách phân loại nhưng sau đây là các cách phổ biến:

a Phân loại theo công dụng:

- Que hàn thép các bon, thép hợp kim thấp ký hiệu 

- Que hàn thép hợp kim trung bình ký hiệu é

- Que hàn thép hợp kim cao ký hiệu B

- Que hàn đắp chi tiết bị mài mòn ký hiệu H

b Phân loại theo chiều dày lớp thuốc bọc:

- Que hàn thuốc bọc mỏng D/d ≤ 1,2

- Que hàn thuốc bọc trung bình 1,2 < D/d ≤ 1,45

- Que hàn thuốc bọc dày 1,45 < D/d ≤ 1,8

- Que hàn thuốc bọc đặc biệt dày D/d > 1,8

c Phân loại theo tính chất lớp thuốc bọc:

- Que hàn có tính chất axit ký hiệu A vật liệu tạo xỉ là FeO, MnO, Al.SiO2

- Que hàn có tính chất Bazơ ký hiệu B Vật liệu tạo xỉ là CaF2, CaCO3

- Que hàn vỏ bọc Rutin ký hiệu P vật liệu tạo xỉ là quặng Rutin và Al.SiO2

- Que hàn thuốc bọc Xenlulô ký hiệu ỉ tạo xỉ là vật liệu hữu cơ

- Que hàn thuốc bọc khác ký hiệu é thuốc bọc dày, năng suất cao

d Phân loại theo vị trí hàn trong không gian

- Hàn ở mọi vị trí ký hiệu: 1

- Hàn ở mọi vị trí trừ hàn rơi (hàn từ trên xuống) ký hiệu: 2

- Hàn bằng, ngang, hàn đứng từ dưới lên ký hiệu: 3

- Hàn tràn ngửa ký hiệu: 4

e Ký hiệu que hàn

18

* Ký hiệu que hàn theo ISO (tiêu chuẩn thế giới)

Ví dụ: E 51 B 160 2 0

- E: Ký hiệu cho phương pháp hàn hồ quang tay

- 51: Giới hạn bền kéo sau khi hàn có thể đạt được (kg/mm2)

- B: Loại vỏ bọc que hàn (Bazơ)

- 160: Là % kim loại thu hồi không nhỏ hơn

- 2: Chỉ vị trí mối hàn trong không gian (hàn ở mọi vị trí trừ hàn rơi)

- N: Ký hiệu cho phương pháp hàn hồ quang tay

- 46: Giới hạn bền kéo sau khi hàn có thể đạt được (kg/mm2)

- 6: Cách nối điện cực (nối nghịch)

- B: Ký hiệu vỏ bọc que hàn (bazơ: B, Axít: A, Xenlulô: T)

* Ký hiệu theo ASEME (tiêu chuẩn Mỹ)

Ví dụ: E 70 1 4

- E: Phương pháp hàn hồ quang tay

- 70: Độ bền kéo trung bình

- 1: Vị trí mối hàn (1: hàn mọi vị trí, 2: Hàn bằng, ngang, đứng)

- 4: Loại dòng hàn (1, 3, 4: dòng xoay chiều hoặc 1 chiều, 2: dòng xoay chiều hoặc một chiều nối thuận, 5: dòng 1 chiều nối nghịch, 6: dòng xoay chiều hoặc một chiều nối nghịch)

g Bảo quản que hàn

Việc bảo quản que hàn có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng mối hàn Que hàn

có xu hướng hấp thụ hơi ẩm do vậy cần phải bảo quản sấy khô trước khi sử dụng Việc bảo quản phải tuân theo những quy định sau:

- Que hàn phải để nơi khô ráo, thông gió tốt Nhiệt độ không dưới 180C

- Để que hàn cao hơn mặt đất 300mm trở lên và cách xa tường trên 300mm

- Kho chứa phải có phòng sấy khô, hệ thống hút ẩm

- Khi que hàn ẩm phải sấy khô nhiệt độ sấy = 150 độ C thời gian sấy 1- 2h Que hàn Bazơ nhiệt độ sấy = 250 độ C thời gian sấy 1-2h

- Khi làm việc phải bảo quản que hàn không bị ướt, bị vỡ thuốc bọc

Một số que hàn thường dùng

19

- Que hàn E 42A (liên xô) vỏ bọc CaF2 dùng hàn thép các bon thấp, thép hợp kim thấp khi hàn dùng hồ quang ngắn có thể hàn ở mọi vị trí Dòng điện 1 chiều hoặc xoay chiều khả năng chịu kéo từ 42- 48 kg/ mm2 tỷ lệ giãn dài 22- 28% độ dai va đập 140- 220N/ cm2 uốn nguội 1800

- Que hàn 12A (Trung quốc) que hàn loại tốt tốc độ nóng chảy nhanh hồ quang

ổn định, dễ tách xỉ, chống nứt tốt, hàn ử mọi vị trí dòng điện 1 chiều hoặc xoay chiều khả năng chịu kéo 44- 50 kg/mm2 độ giãn dài 22- 30% độ dai va đập 120 -180N/ cm

1.5 Các loại liên kết hàn

Có 4 loại liên kết hàn đó là:

1.5.1 Liên kết hàn giáp mối

Hình 1.5: Liên kết hàn giáp mối

1.5.2 Liên kết hàn góc

Hình 1.6: Liên kết hàn góc

a Ký hiệu theo tiêu chuẩn Việt nam:

Hình 1.9: Các vị trí hàn trong không gian

- Các mối hàn từ 0 – 600 : Hàn bằng

- Các mối hàn từ 60 – 1200 : Hàn đứng

- Các mối hàn từ 120 – 1800 : Hàn trần

21

Hình 1.10 Các liên kết hàn

b Ký hiệu thế hàn theo ISO (Hàn thép tấm)

Hình 1.11 Ký hiệu thế hàn theo ISO - F PA: Hàn giáp mối tư thế hàn sấp, hàn góc nằm (lòng thuyền)

PB: Hàn góc ở tư thế lấp góc

PF: Hàn giáp mối, hàn góc ở tư thế hàn đứng (từ dưới lên – hàn leo)

PG: Hàn giáp mối, hàn góc ở tư thế hàn đứng (từ trên xuống – hàn rơi) PC: Hàn giáp mối ở tư thế hàn ngang bằng

PE: Hàn giáp mối ở tư thế hàn trần

PD: Hàn góc ở tư thế hàn trần (hàn cổ trần)

c Ký hiệu thế hàn theo ISO (hàn thép ống)

22

Hình 1.12 Ký hiệu thế hàn theo ISO - G

d Ký hiệu theo DIN EN 22553

Hình 1.13 Ký hiệu theo DIN EN 22553

24

Hình 1.15: Ký hiệu mối hàn trên bản vẽ kỹ thuật

- Các chỉ ký hiệu hàn cần được thể hiện trên bản vẽ kỹ thuật

* Đối với mối hàn liên tục:

Hình 1.16: Ký hiệu mối hàn liên tục

* Đối với mối hàn không liên tục – So le

25

Hình 1.17: Ký hiệu mối hàn so le

- Ký hiệu đầy đủ của mối hàn

Hình 1.18: Ký hiệu mối hàn đầy đủ

- Các ký hiệu bổ sung

26

Hình 1.19: Ký hiệu mối hàn bổ sung

Chú ý:

- Nét đứt có thể nằm trên hoặc nằm dưới nét liền

- Không cần vẽ nét đứt khi mối hàn đối xứng

- Đường mũi tên phải chạm vào đường liên kết

- Đường mũi tên phải chạm một đầu vào đường tham chiếu và tạo với nó một góc ≈ 45 0

Ví dụ:

Hình 1.20: Một số ví dụ cụ thể

1.6 Các khuyết tật của mối hàn

Hàn hồ quang tay là phương pháp thủ công do vậy chất lượng mối hàn phụ thuộc chủ yếu vào kỹ năng của người thợ hàn Người thợ hàn phải đủ năng lực đồng thời quy trình hàn phải được lập chính xác

Với liên kết hàn mối hàn có thể có nhiều khuyết tật với các hình dáng kích thước khác nhau tuy nhiên ở một mức độ nhất định nó không ảnh hưởng tới chất lượng mối hàn và theo từng loại tiêu chuẩn hay yêu cầu kỹ thuật của công trình nó được đánh giá là đạt

Với hàn hồ quang tay thường xảy ra các khuyết tật sau

1.6.1 Rỗ mối hàn

Rỗ là hiện tượng các túi khí hay lỗ rỗng tồn tại trong mối hàn hay bề mặt của mối hàn, nó là kết quả của quá trình phản ứng hoá học trong mối hàn

27

Hình 1.21: Rỗ mối hàn Nguyên nhân chủ yếu là trong quá trình chuẩn bị mối hàn là các mép liên kết hàn không được làm sạch, que hàn cũ hay ướt, cột hồ quang quá ngắn sẽ tạo ra khí trong vũng hàn nóng chảy, nếu không đủ thời gian cho khí thoát ra trước khi kim loại mối hàn nóng chảy thì sẽ xảy ra hiện tượng rỗ

Hình 1.22: Rỗ khí được thể hiện trên ảnh chụp RT

Để ngăn chặn hiện tượng này, trước hết người thợ hàn phải kiểm tra độ sạch của liên kết trước khi hàn song rồi kiểm tra que hàn khi hàn giữ cho chiều dài hồ quang đủ lớn, sử dụng dao động hồ quang để điều chỉnh thời gian tồn tại vũng hàn nóng chảy hợp lý để khí thoát hết

28

Hình 1.23: Ngậm xỉ được thể hiện trên ảnh chụp RT

Xỉ hình thành từ vỏ bọc que hàn, khi hàn do hồ quang quá mạnh xỉ sẽ bị thổi chìm xuống đáy của bể hàn hoặc xỉ chảy tràn lên phía trước hồ quang, khi người thợ hàn không cẩn trọng và kim loại đông đặc nhanh xỉ sẽ không kịp nổi lên gây ra hiên tượng lẫn xỉ

Hiện tượng này cũng xảy ra khi hàn tại khe giữa hai mặt phẳng song song mà mối hàn lồi hoặc giữa mỗi hàn lồi với thành kim loại cơ bản khi khe hàn được vát mép không hợp lý hoặc khi hàn từ trên xuống kim loại lỏng chảy lên trên xỉ hàn đã đông đặc

Hiện tượng này được ngăn chặn khi công việc chuẩn bị tốt điều chỉnh dòng điện hàn hợp lý và yêu cầu người thợ hàn phải có tay nghề tốt

Ngậm xỉ giữa Ngậm xỉ tại chân Không ngấu

Không ngấu giữa Không ngấu chảy các đường hàn thành kim loại cơ bản

29

Hình 1.25: Không thấu chân mối hàn

Không thấu chân do Không thấu chân do

khe hở mối hàn nhỏ do đặt điện cực hàn không đúng

Hình 1.26: Không thấu chân thể hiện trên ảnh chụp RT

quang không đủ mạnh làm nóng chảy lớp kim loại xung quanh hoặc khi hàn lớp kim loại lỏng chảy tràn lên phía trên lớp trước làm ngăn hồ quang không trực tiếp tập trung lên kim loại lớp trước

Để ngăn chặn hiện tượng này cần phải chuẩn bị liên kết hợp lý, ví dụ để khe hở chân liên kết hàn lớn, độ vát mép lớn… chọn chủng loại que hàn hợp lý, tăng cường

độ dòng hàn, tốc độ hàn hợp lý sao cho điền đầy rãnh hồ quang

1.6.4 Không thấu

Nguyên nhân: do dòng điện, điện áp thấp, khe hở chân mối hàn nhỏ, chiều cao chân mối ghép lớn, tốc độ hàn nhanh.góc điện cực đặt không đúng, liên kết hàn bẩn vì vậy khi thực hiện mối hàn cần chú ý kiểm tra liên kết hàn cẩn thận và chọn chế độ hàn hợp lý

30

1.6.5 Cháy thủng

Hình 1.27: Hiện tượng cháy thủng khi hàn

Nguyên nhân chủ yếu do cường độ dòng điện quá cao, khe hở chân mối ghép rộng, chiều dày chân mối ghép nhỏ, tốc độ hàn chậm

31

Hình 2.12: Khuyết cạnh thể hiện trên ảnh chụp RT

điện cực đặt không đúng

Hình 1.29: Hiện tượng chảy tràn

Hình 1.29: Hiện tượng khuyết cạnh mối hàn Hiện tượng này sảy ra khi cường độ dòng điện cao, chiều dài hồ quang lớn, vị trí que hàn không đúng góc độ, tốc độ hàn không hợp lý, thời gian ngừng trong quá trình dao động que hàn không hợp lý Tuy nhiên với một số loại que hàn dù người thợ hàn có kỹ năng tốt cũng không thể tránh khỏi hiện tượng này nhất là thực hiện trong không gian hẹp

Ngoài những điều chỉnh các nguyên nhân trên, để khắc phục hiện tượng này cần phải mài phần khuyết cạnh sao cho sự chuyển tiếp giữa kim loại cơ bản với kim loại mối hàn tốt nếu quá xâu phải hàn một lớp bù lên trên

1.6.8 Nứt

Nứt là hiện tượng gián đoạn trong mối hàn hoặc vùng ảnh hưởng nhiệt

Nứt có thể xảy ra ở hai dạng: nứt nóng và nứt nguội

Nguyên nhân chủ yếu xảy ra hiện tượng này là: