SỞ LAO ĐỘNG TBXH TỈNH HÀ NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN CHẾ TẠO PHÔI HÀN NGHỀ HÀN TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNGTRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số 285QĐ CĐN ngày 21 tháng 7 năm 2017 củ.giáo trình học tập, tài liệu cao đẳng đại học, luận văn tiến sỹ, thạc sỹGIÁO TRÌNH MÔ ĐUN CHẾ TẠO PHÔI HÀN NGHỀ HÀN TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG
CHẾ TẠO PHÔI HÀN BẰNG MỎ CẮT KHÍ CẦM TAY
Phôi hàn, vật liệu chế tạo phôi hàn
Khai triển phôi là quá trình chuyển từ dạng hình không gian sang hình phẳng của phôi, sau đó tính toán và xác định các yếu tố công nghệ như lượng dư gia công, dung sai và độ biến dạng của kim loại để cắt ra các kích thước và hình dạng cần thiết nhằm tạo hình thành các chi tiết yêu cầu Trong thực tế, khai triển phôi có thể được thực hiện theo ba phương pháp: phương pháp diện tích, phương pháp thể tích và phương pháp khối lượng, trong đó phương pháp diện tích thường được dùng nhiều nhất Theo phương pháp diện tích, phôi được triển khai theo các kích thước đã xác định để đảm bảo tính chính xác và tối ưu hóa lượng phôi, từ đó tạo hình thành các chi tiết cuối cùng.
Đối với các chi tiết có chiều dày S ≤ 0,5 mm, việc triển khai có thể được thực hiện ở mặt trong hoặc mặt ngoài; đối với các chi tiết có chiều dày S > 0,5 mm thì phải triển khai theo đường trung bình Sau đó, khi triển khai đồng thời, cần chú ý bố trí phôi trên tấm thép để cắt hợp lý, tức là bố trí sao cho đảm bảo hệ số sử dụng vật liệu lớn nhất mà không ảnh hưởng đến chất lượng phôi được cắt ra Điều này có ý nghĩa kinh tế rất lớn trong sản xuất, đặc biệt đối với dạng sản xuất loạt lớn hoặc hàng khối, vì trong tổng giá thành của một chi tiết, giá thành vật liệu có thể chiếm tới 60-70%, đối với các vật liệu quý có thể lớn hơn.
Trong sản xuất và kỹ thuật, người ta thường dùng một hệ số để đánh giá mức độ sử dụng vật liệu, giúp đo lường hiệu quả và tối ưu hóa quá trình gia công Hệ số này được tính theo một công thức cụ thể, nhằm quy đổi lượng vật liệu thực tế sử dụng so với lượng vật liệu dự kiến hoặc đầu vào Việc xác định hệ số cho phép nhận diện các điểm lãng phí vật liệu, cải thiện thiết kế và quy trình sản xuất, từ đó nâng cao hiệu suất và giảm thiểu chi phí.
F0: Tổng diện tích các phôi bố trí trên mặt cắt
F: Diện tích tấm cắt f: Diện tích của mỗi chi tiết (phôi) bố trí trên tấm cắt n: Số lượng phôi (chi tiết) Trong thực tế sản xuất để chọn phương án cắt hợp lý người ta dùng giấy cứng (bìa hay cát tông ) cắt thành nhiều mẫu, rồi dùng những mẫu này xếp lên tấm thép để cắt, so sánh các phương án xếp và chọn lấy phương án tối ưu, tức là phương án có hệ số sử dụng vật liệu lớn nhất
Để bố trí phôi hiệu quả, chú ý tới mạch nối: khoảng cách giữa các phôi và mép phôi với cạnh tấm cắt Khoảng cách này phải được thiết kế để khi cắt không xảy ra uốn hay gấp theo phôi, nhằm ngăn kẹt và tránh làm hỏng khuôn khi tạo hình Trị số mạch nối phụ thuộc vào chiều dày, tính chất của vật liệu và hình dạng của phôi, cùng các yếu tố liên quan Giá trị tối thiểu của mạch nối được xác định theo bảng 28.1.9.
Bảng 28.1.9 Trị số mạch nối
Chiều dày của phôi (mm)
(mm) Chiều dày của phôi (mm)
Trị số mạch nối (mm) a b a b
Chú thích: a: Mạch nối khi cắt các phôi nhỏ có hình dạng đơn giản b: Mạch nối khi cắt các phôi lớn có hình dạng phức tạp b, Nắn
Việc nắn phẳng tấm thép phổ biến nhất là bằng phương pháp cơ khí, được thực hiện trên máy nắn vạn năng hoặc máy nắn chuyên dụng Đối với tấm thép cacbon có chiều dày S ≤ 10 mm, nắn được tiến hành ở trạng thái nguội; đối với các tấm có chiều dày S > 10 mm hoặc các tấm hợp kim, nắn phải thực hiện ở trạng thái nóng Dù nắn trên bất kỳ thiết bị nào và ở trạng thái nóng hay nguội, sau khi nắn xong, độ không phẳng của tấm không vượt quá 1 mm trên mỗi mét chiều dài của tấm Bước cuối cùng là lấy dấu và đánh dấu.
Sau khi tấm thép được nắn xong, xếp phôi lên bảng để chọn phương án tối ưu; khi đã chọn phương án tối ưu, tiến hành lấy dấu và đánh dấu phôi Lấy dấu là việc cần thiết vì không những đảm bảo độ chính xác về kích thước và hình dạng của phôi khi cắt mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình gia công sau Khi lấy dấu cần chú ý một yếu tố cơ bản là tính đến lượng gia công dư còn lại và độ co của kim loại sau khi hàn Để tránh nhầm lẫn trong các công đoạn tiếp theo, đặc biệt là lắp ghép và hàn, và để dễ kiểm tra khi thất lạc, sau khi lấy dấu cần đánh dấu rõ ràng các phôi Tuy nhiên, việc này chỉ cần thiết đối với sản xuất đơn chiếc hoặc loại nhỏ; còn với dạng sản xuất hàng loạt lớn, phôi thường được chứa trong các thùng riêng khi chuyển từ công đoạn này sang công đoạn khác, do đó ít xảy ra nhầm lẫn và mất mát, đồng thời nâng cao được năng suất lao động.
Cắt phôi từ vật liệu tấm phổ biến nhất gồm hai phương pháp chính là cơ khí và cắt bằng ngọn lửa hàn khí Cắt bằng cơ khí thường được thực hiện trên các máy như máy bào và các thiết bị gia công khác, cho phép phôi có độ chính xác cao và mép cắt phẳng; vùng kim loại ở gần mép có sự thay đổi tính chất cơ lý ở mức nhỏ Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là khó hoặc không thể cắt được các tấm có độ dày lớn và để cắt đường thẳng lại đòi hỏi sự điều chỉnh, thiết kế và điều khiển máy phức tạp, thậm chí có thể không thực hiện được bằng tay hoặc bằng máy.
Các phương pháp cắt này có ưu điểm là có thể cắt được cả tấm kim loại mỏng và tấm có độ dày lớn, đồng thời có thể cắt được cả đường thẳng lẫn đường cong phức tạp Tuy nhiên, nhược điểm là mép cắt không thẳng và không phẳng, vùng ảnh hưởng nhiệt (heat-affected zone) rộng khiến tính chất cơ lý của vùng kim loại bị biến đổi, và độ chính xác về kích thước cũng như hình học ở mức thấp Sau khi cắt xong, phôi thường cần được đưa qua gia công cơ để chỉnh sửa và hoàn thiện bề mặt, độ chính xác và hình học của chi tiết.
Tuỳ theo mức độ yêu cầu, người ta thường chia độ chính xác kích thước của phôi (chi tiết) cắt bằng khí ra ba loại sau đây:
Loại 1: Cắt ra các phôi (chi tiết) để hàn với nhau, dung sai cho phép là (0,5 ÷ 1,5) mm
Loại 2: Cắt ra các phôi (chi tiết) để nối với hay đối với các chi tiết khác bằng bu lông, định tán hay hàn chồng, dung sai cho phép là (1,5 ÷2,5) mm
Loại 3: Cắt ra các phôi (chi tiết) riêng biệt tức là không nối với nhau hay với các chi tiết khác như (căn, đệm, nắp, mặt bích) v.v dung sai cho phép đến
Việc tạo hình các chi tiết hàn có thể thực hiện trên nhiều loại thiết bị khác nhau, như máy cán, máy uốn, máy dập Tuỳ thuộc vào chiều dày và hình dạng của chi tiết, quá trình uốn có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội Khi tạo hình, cần đặc biệt chú ý đến bán kính uốn để tránh hiện tượng nứt sinh ra trong quá trình uốn Đối với những chi tiết có cùng chiều dày và tính chất vật liệu, uốn ở trạng thái nóng cho phép bán kính nhỏ hơn so với uốn ở trạng thái nguội Trị số bán kính uốn nhỏ nhất rmin cho trường hợp uốn ở trạng thái nguội thường được lấy như sau: rmin = 25 S, trong đó S là chiều dày của chi tiết.
Mỗi chi tiết hàn có nhiều cách chuẩn bị khác nhau; sau khi đã chọn phôi, cần phác thảo một vài phương án quy trình công nghệ để từ đó chọn ra quy trình tối ưu Quy trình tối ưu là quy trình cho phép thực hiện các nguyên công một cách dễ dàng, với số lượng nguyên công tối thiểu mà vẫn đảm bảo độ chính xác của chi tiết yêu cầu Nói cách khác, nó vừa đảm bảo tính kinh tế vừa bảo vệ tính kỹ thuật của chi tiết.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các thiết bị an toàn và mỏ cắt cầm tay
Máy sinh khí axêtylen (còn gọi là bình hơi hàn) là thiết bị trong đó dùng nước phân huỷ đất đèn để lấy khí axêtylen
Công thức phân huỷ như sau:
Trong thực tế, 1 kg đất đèn cho ra khoảng 220–300 lít khí C2H2 Hiện nay có nhiều loại máy sinh khí axêtylen với nhiều kiểu dáng và thiết kế khác nhau; bất kể loại máy nào, dù là kiểu, áp suất làm việc hay công suất, đều phải có đầy đủ các bộ phận chính sau đây.
- Buồng sinh khí (một hoặc nhiều cái)
- Thiết bị kiểm tra và an toàn (như áp kế, nắp an toàn v…v)
- Bình ngăn lửa tạt lại
Thông thường người ta phân loại máy sinh khí dựa theo một số đặc điểm sau: a Phân loại theo năng suất của máy sinh khí:
+ Loại I có năng suất 3m 3 /giờ, cho mỗi lần dưới 10kg CaC2
Trong hệ thống sản xuất khí acetylene, Loại I chủ yếu dùng cho sửa chữa và lắp ráp Loại II có năng suất từ 3 đến 50 m³/giờ cho mỗi lần, với lượng CaC₂ tối đa dưới 200 kg cho một lần Loại III có năng suất trên 50 m³/giờ cho mỗi lần và dùng với CaC₂ trên 200 kg cho mỗi lần Các loại II và III được đặt cố định tại trạm để điều chế khí acetylene hòa tan (đóng vào các chai), cung cấp cho các xưởng hàn – cắt hơi Phân loại tiếp theo dựa trên áp suất làm việc của máy.
+ Loại áp suất thấp: dưới 0,1at (dưới 1000mm cột nước)
Loại áp suất trung bình từ 0,1 đến 1,5 atm được chế tạo gọn nhẹ để dùng trong việc hàn và cắt di động; còn loại máy sinh khí C2H2 áp suất cao được thiết kế đặc biệt để điều chế khí C2H2 theo yêu cầu của ngành công nghiệp Ngoài ra, người ta phân loại dựa trên lượng nước cần thiết để điều chế khí C2H2.
+ Bình sinh khí C2H2 loại khô
+ Bình sinh khí C2H2 loại ướt
2.1.1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động của máy sinh khí Axêtylen kiểu ΓBP-125 (Liên xô)
Hình 13.1.1 Máy sinh khí Axêtylen ΓBP-125
1 Thùng; 2 Hòm chứa nước; 4 Bộ phận điều chỉnh nước; 6 Ngăn đất đèn; 7 Buồng sinh khí; 9 Vòi kiểm tra nước; 10 Bình ngăn lửa tạt lại; 11
Máy sinh khí axêtylen kín có các bộ phận quan trọng như màng bảo hiểm, 12 Nắp an tồn, 13 Ống dẫn và 14 Áp kế; đây là loại máy kín có áp suất làm việc ở mức trung bình (0,15–0,3 atm) và năng suất thấp Khi dùng khí axêtylen có áp suất trung bình để cắt, mỏ cắt được ổn định và không có hiện tượng ngọn lửa tạt lại, vì vậy loại máy ΓBP-1,25 rất thích hợp cho công tác này.
Máy gồm một thùng kín (1), hòm chứa nước cung cấp (2) buồng sinh khí
(7), máy điều chỉnh nước vào buồng sinh khí (4), nắp an toàn (12), màng bảo hiểm (11), áp kế (14) và bình ngăn lửa tạt lại (10)
Khi bắt đầu vận hành, ta đổ nước vào ống (13) để nước chảy xuống hòm nước (2) và thùng (1) cho tới khi nước trong thùng đầy tới vòi thăm nước (9), lúc đó ngưng cấp nước Đất đèn được cho vào ngăn (6), đặt vào buồng sinh khí (7) và đóng kín buồng lại Nước từ hòm (2) chảy qua máy điều chỉnh (4) rồi vào buồng sinh khí; khí axêtylen đi vào thùng (1) và qua bình ngăn lửa tạt lại (10) trước khi đến mỏ hàn Máy điều chỉnh (4) có van nối liền với tấm màng lò xo; nếu áp suất trong bình sinh khí ở mức thấp (0,16 ÷ 0,18 atm) thì van và tấm màng bị lò xo ép về phía trái, như vậy nước có thể chảy qua máy điều chỉnh và vào buồng sinh khí.
Nếu áp suất trong bình ngăn cao (0,19 ÷ 0,20at) sẽ ép chặt lò xo trên tấm màng mà đóng van lại làm nước không chảy qua được
Khi áp suất trong buồng sinh khí tăng cao, nó đẩy nước từ phần bên phải sang phần bên trái của buồng, làm thay đổi quá trình phân hủy của đất nền và khiến áp suất trong bình tăng dần lên theo thời gian Khi tiêu thụ bớt khí Axêtylen, áp suất trong buồng sinh khí giảm xuống, nước từ phần bên trái chảy sang phần bên phải.
10 phải làm tăng thêm tốc độ phân giải đất đèn Như vậy, khí Axêtylen được tự động điều chỉnh tuỳ theo tình hình tiêu thụ
Đối với loại này, cỡ hạt đất đèn phù hợp là 25 × 50 mm hoặc 50 × 80 mm để đảm bảo hiệu suất và an toàn Hiện nay khí axetylen được sản xuất tại các nhà máy và đóng gói thành chai khí (chai axetylen hay bình chứa khí) rồi được vận chuyển đến nơi tiêu thụ; còn ít trường hợp sử dụng máy sinh khí trong sản xuất vì tính bất tiện.
2.1.2 Bình chứa khí Để bảo quản , vận chuyển các loại khí người ta sử dụng các loại bình có dung tích khác nhau và màu sơn khác nhau Trong sản xuất hàn và cắt kim loại bằng khí thường dùng nhất là hỗn hợp khí (C2H2 + O2) Các bình chứa khí được chế toạ bằng thép có dung tích 40 lít và chịu được áp suất 200 at Mặt ngoài được sơn màu :
- Bình ôxy được sơn màu xanh
- Bình khí axêtylen sơn màu trắng
- Bình sơn màu vàng là bình chứa khí hyđrô
Hình 13.1.2 Các loại bình chứa khí
Bình chứa dung tích 40 lít có kích thước như sau :
- Chiều dài phần vỏ bình : 1390 mm
- Chiều dày thành bình (đối với loại 200 at ) : 9.3 mm
Khí oxi được nạp vào bình ở áp suất tối đa 150 atm, còn khí axêtylen ở mức tối đa 16 atm Để ngăn ngừa nguy cơ nổ của khí axêtylen, người ta cho vào bình các chất bọt xốp được tẩm axêton, một dung môi có khả năng hòa tan axêtylen.
* Cấu tạo của bình chứa khí:
Nắp bảo vệ Van giảm áp
Cấu tạo bình chứa khí
Hình 13.1.3 Cấu tạo các loại bình chứa khí
Đây là dụng cụ đo áp suất khí Trên mặt áp kế có một vạch đỏ rõ ràng ngay sau số cho biết áp suất cho phép để làm việc bình thường, tượng trưng cho loại áp suất trung bình Khi thùng chứa khí được thiết kế như một bộ phận riêng, cần nắp áp kế ở cả buồng sinh khí và thùng chứa khí để đảm bảo đo chính xác và an toàn.
Thiết bị này được dùng để khống chế áp suất làm việc của máy sinh khí Tất cả các loại máy sinh khí kiểu kín đều phải được trang bị ít nhất một nắp an toàn kiểu quả tạ hoặc lò xo Cần thiết kế đường kính và độ nâng của nắp an toàn sao cho có thể xả khí ở mức cao nhất khi năng suất máy đạt đỉnh, nhằm đảm bảo áp suất làm việc của máy không tăng quá 1,5 atm trong mọi trường hợp.
Trong nhiều trường hợp, người ta lắp màng bảo hiểm thay cho nắp an toàn cho bình chứa khí dễ nổ như C2H2, nhưng điều này làm tăng nguy cơ tai nạn Màng bảo hiểm có thể bị xé ra khi áp suất tăng lên quá mức, gây phá hủy bình và có thể dẫn tới nổ khí Khi áp suất trong bình đạt khoảng 2,5–3,5 atm, màng bảo hiểm sẽ bị phá huỷ và mất tác dụng bảo vệ, làm tăng nguy cơ rò rỉ và nổ Vì vậy, việc sử dụng màng bảo hiểm thay thế nắp an toàn nên được tránh để đảm bảo an toàn vận hành và giảm thiểu rủi ro cho người và tài sản.
12 đuợc chế tạo bằng lá nhôm, lá thiếc mỏng, hoặc hợp kim đồng nhôm dày từ 0,1 đến 0,15mm
2.1.5 Thiết bị ngăn lửa tạt lại:
Dụng cụ ngăn lửa là thiết bị chủ yếu để ngăn ngọn lửa hoặc khí Oxy đi ngược từ mỏ hàn hoặc mỏ cắt vào máy sinh khí C2H2, do đó bắt buộc phải có thiết bị ngăn lửa tạt lại Hiện nay chúng ta dùng mỏ hàn hoặc cắt kiểu hút, với áp suất khí O2 cao hơn nhiều so với áp suất khí C2H2 (O2 từ 3 đến 14 atm, C2H2 từ 0,01 đến 1,5 atm) Trường hợp mỏ hàn bị tắc hoặc khí O2 nổ, ngọn lửa có thể đi ngược lại Hiện tượng này xảy ra khi tốc độ cháy của hỗn hợp O2 + C2H2 lớn hơn tốc độ cung cấp khí.
Tốc độ khí cung cấp càng giảm khi: tăng đường kính lỗ mỏ hàn giảm lực và tiêu hao khí , ống dẫn bị tắc
Tốc độ cháy tăng lên khi lượng O2 tăng, nhiệt độ khí cao và môi trường hàn khô ráo cùng với nhiệt độ cao Thiết bị ngăn lửa tạt lại có nhiệm vụ dập tắt ngọn lửa và ngăn không cho khí cháy xâm nhập vào máy sinh khí Yêu cầu chủ yếu của hệ thống là đảm bảo an toàn bằng cách kiểm soát các yếu tố trên để ngăn ngừa sự lan rộng của đám cháy và bảo vệ thiết bị sinh khí.
- Ngăn cản ngọn lửa tạt lại và xả hỗn hợp cháy ra ngoài
- Có độ bền ở áp suất cao khi khí cháy đi qua bình
- Giảm khả năng cản thuỷ lực dòng khí
- Dễ kiểm tra, dễ rửa, dễ sửa chữa
Thiết bị ngăn lửa tạt lại đuợc chia làm hai loại:
2.1.5.1 Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô
Hình 13.1.5 Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô
Thiết bị ngăn lửa này có cấu tạo với vỏ thép chắc chắn ở bên ngoài, bên trong đặt thỏi hình trụ chứa bọt sứ; hai mặt của vỏ thép được đóng bằng hai nắp và giữa chúng là lớp lót cao su để đảm bảo độ kín Khi ngọn lửa bị tạt vào, thiết bị lập tức dập tắt, mang lại hiệu quả chữa cháy nhanh chóng Đây là loại thiết bị ngăn lửa kiểu dùng chất lỏng, kín (mô tả ở mục 2.1.5.2).
Hoạt động bình thường: Khí từ bình sinh khí qua ống (3) đi quan van (5) chui qua nước và ra van (4) đến mỏ cắt
Hình 13.1.6 Thiết bị hoạt động bình thường
Lắp ráp thiết bị và tạo ngọn lửa cắt
3.1 Lắp ráp thiết bị: a Thổi sạch bụi bẩn trước khi lắp van giảm áp:
- Quay cửa xả khí về phía trái người thao tác
- Mở và đóng nhanh van bình khí từ 1 đến 2 lần
- Để tay quay tại van bình khí b Lắp van giảm áp bình Ôxy
- Kiểm tra gioăng của van giảm áp
- Lắp van giảm áp bình ôxy vào sao cho lỗ xã khí của van an toàn quay xuống phía dưới (Chú ý van bình sử dụng ren thuận)
- Dùng mỏ lết xiết chặt đai ốc
21 c Lắp van giảm áp bình Axêtylen
- Kiểm tra các hư hại của gioăng
Điều chỉnh phần dẫn khí vào van giảm áp sao cho phần van nhô ra khỏi mặt trong của đồ gá kẹp khoảng 20 mm Nếu không dùng đồ gá kẹp, cách lắp đặt nên được thực hiện tương tự như với bình oxy để đảm bảo vị trí và liên kết kín.
- Để van giảm áp nghiêng một góc khoảng 45 0
- Xiết chặt gá kẹp hoặc đai ốc (Chú ý: đầu chai sử dụng ren ngược) d Nới lỏng vít điều chỉnh van giảm áp
- Nới lỏng vít điều chỉnh tới khi tay quay nhẹ nhàng
- Không đứng phía trước van giảm áp
- Quay chỡa vặn mở van bỡnh khớ nhẹ nhàng khoảng ẵ vũng
- Kiểm tra áp suất bình khí trên đồng hồ áp suất cao
- Để chìa vặn trên van bình khí g Kiểm tra rò khí
- Dùng nước xà phòng để kiểm tra các bộ phận sau:
+ Chổ lắp ghép giữa van giảm áp và bình khí
+ Chổ lắp ghép giữa vít điều chỉnh và thân van giảm áp
+ Chổ lắp đồng hồ đo áp suất
Quá trình cháy của khí oxy và axêtylen (hoặc các khí cháy khác như metan, benzen) sinh ra nhiệt lượng và ánh sáng Nhiệt từ phản ứng này làm nóng vật hàn, que hàn và khu vực xung quanh, tạo điều kiện duy trì nhiệt độ cần thiết cho quá trình hàn và ảnh hưởng đến môi trường làm việc.
Ngọn lửa hàn gồm 3 vùng riêng biệt về kích thước, màu sắc của các vùng phụ thuộc vào tỉ lệ thể tích giữa khí oxy và axetylen Căn cứ vào tỉ lệ hỗn hợp khí hàn, ngọn lửa hàn được phân thành 3 loại: ngọn lửa bình thường (cân bằng), ngọn lửa ôxy hoá (thặng oxy) và ngọn lửa cacbon hoá (thặng axetylen) Ngọn lửa bình thường là loại có tỉ lệ oxy và axetylen cân bằng, cho ngọn lửa ổn định, màu sắc trung tính và phù hợp cho hàn thông thường.
Ngọn lửa này chia ra làm ba vùng:
Vùng hạt nhân có màu sáng trắng, nhiệt lượng thấp và chứa cacbon tự do; vì vậy không nên dùng vùng này để hàn, vì mối hàn sẽ thấm cacbon và trở nên giòn.
Vùng cháy không hoàn toàn có màu xanh sáng và nhiệt độ rất cao lên tới khoảng 3200°C Ở vùng này CO và H2 là hai chất khử oxy nên được gọi là vùng hoàn nguyên hoặc vùng cháy chưa hoàn toàn.
Vùng cháy hoàn toàn có màu nâu sẫm ở nhiệt độ thấp, chứa các khí như C2 và nước (H2O) có khả năng oxy hóa kim loại, nên được gọi là vùng oxy hóa ở đuôi ngọn lửa; ở vùng này carbon cháy hoàn toàn, tạo nên hiện tượng cháy đầy đủ Ngọn lửa oxy hóa là phần của ngọn lửa nơi quá trình oxy hóa diễn ra mạnh, hình thành sản phẩm cháy điển hình là CO2 và H2O.
Tính chất của ngọn lửa phụ thuộc vào nguồn cung cấp oxy và điều kiện cháy Khi khí cháy mang tính chất ôxy hoá mạnh, ngọn lửa có đặc tính ôxy hoá: nhân ngọn lửa ngắn lại, vùng giữa và vùng đặc biệt không rõ ràng và ngọn lửa có màu sáng trắng Ngược lại, ngọn lửa các bon hoá xuất hiện khi quá trình cháy thiếu oxy, khiến quá trình cháy không đầy đủ và ngọn lửa có đặc trưng carbon hóa.
Vùng ngọn lửa thừa các bon tự do và mang các bon hoá lúc nào nhân ngọn lửa kéo dài và nhập vào vùng giữa có màu nâu sẫm
Qua sự phân bố về thành phần về nhiệt độ của ngọn lửa hàn, áp dụng ngọn lửa để hàn như sau:
Ngọn lửa bình thường cho hiệu quả tối ưu ở vùng cách nhân ngọn lửa khoảng 2–3 mm, nơi nhiệt độ đạt cao nhất; khí hoàn nguyên có thành phần CO và H2 nên được dùng trong quá trình hàn để tăng hiệu quả và chất lượng mối hàn.
Ngọn lửa carbon hóa được dùng khi hàn gang nhằm bổ sung carbon cho mối hàn bị mất carbon trong quá trình hàn Tôi thực hiện gia công bề mặt, hàn đắp thép cao tốc và hợp kim đồng thau, đồng thời dùng cắt bằng khí (oxy-fuel) và đốt sạch bề mặt để chuẩn bị và làm sạch chi tiết trước khi hàn, nhằm đảm bảo liên kết và chất lượng mối hàn.
Hình 13.1.12 Sự phân bố nhiệt độ theo chiều dài của ngọn lửa bình thường
Khai triển, vạch dấu phôi
Khai triển vạch dấu phôi cho nghề hàn là một công đoạn rất quan trọng, quyết định hình dạng và kích thước của chi tiết cũng như sản phẩm cuối cùng Đây là công việc phức tạp đòi hỏi kiến thức dựng hình và nền công nghệ vững chắc Trong quá trình khai triển, người thực hiện thường áp dụng hai phương pháp chính để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả sản xuất.
- Phương pháp chiếu hình tính toán bằng công thức: Thường áp dụng khai triển các chi tiết hình trụ, nón, nón cụt, ống chữ T v.v
Ví dụ 1: Khai triển ống trụ có đường kính D và chiều cao h
Để biết kích thước hình trải của ống trụ, ta cắt ống theo đường song song với trục rồi trải phẳng; khi đó hình trải là một hình chữ nhật có chiều cao bằng h và chiều rộng bằng chu vi của ống trụ, tức là πd, vậy hai cạnh của hình chữ nhật này là h và πd (H1.1).
Ví dụ 2: Khai triển chóp nón.
Khi triển khai chóp nón, ta thu được một hình quạt có bán kính bằng chiều dài đường sinh L của khối nón Khi vẽ hình quạt, ta phải xác định góc α để khi cuốn lại được một hình nón có đáy là hình tròn bán kính R Góc α được xác định từ chiều dài đường sinh và bán kính đáy của chóp nón (H1.2).
Trong đó: α- góc của hình quạt, độ
R- bán kính đáy của hình nón, mm
L- chiều dài đường sinh của chóp nón
Ví dụ 3: Khai triển ống hình chữ T có cùng đường kính (H1.3)
Bước 1: Vẽ hình chiếu đứng của ống chữ T
Chiếu 1/2 ống (A) và (B) và chia πd/2 thành 6 phần bằng nhau, đánh số như hình vẽ (H.1); từ các điểm chia kẻ song song với đường sinh của ống ta được giao điểm 1’, 2’, 3’, 4’, 5’, 6’, 7’; nối các điểm lại với nhau ta được giao tuyến của ống (A) và ống (B).
Bước 3: khai triển ống (A) Ở H.2 ta tính chiều dài L theo công thức sau: L= π.d và chia thành 12 phần bằng nhau, kẻ song song với đường sinh của ống
Xuất phát từ các điểm 10, 20, 30, 40; trên hình (H.1) các đường gióng kéo dài cắt các đường song song trên hình (H.2), cho xuất hiện các điểm 1’, 2’, 3’, 4’, 5’, 6’, 7’ Nối các điểm lại với nhau ta được hình khai triển của giao tuyến, giúp phân tích vị trí và tính chất của giao tuyến trong hệ hình học được mô tả.
Bước 4: khai triển ống (B) tương tự như khai triển ống (A) Trong H.3, ta tính chiều dài L theo công thức L = π × d, với d là đường kính, và chia thành 12 phần bằng nhau, kẻ song song với đường sinh để chuẩn bị cho các bước tiếp theo.
Khởi đầu từ các điểm 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 trên hình (H.1), một đường thẳng kéo dài cắt các đường song song trên hình (H.3) tại các điểm 1’, 2’, 3’, 4’, 5’, 6’, 7’ Nối các điểm ấy lại với nhau, ta được hình khai triển của giao tuyến, giúp hình dung và phân tích vị trí cùng quan hệ giữa giao tuyến với các đường song song đã cho.
Ví dụ 4: Khai triển ống chữ T không cùng đường kính hình vẽ (H1.4)
Bước 1: Vẽ hình chiếu đứng của ống chữ T không cùng đường kính (H.1) Bước 2: Tìm giao tuyến
- Chiếu 1/2 ống (d) trên hình vẽ (H.1) và (H.2); chia π.d/2 thành 6 phần bằng nhau, đánh số thứ tự 1, 2, 3, 4
Từ các điểm chia trên hình (H.2) kẻ song song với đường sinh của ống, đường tròn ống (D) cắt tại các điểm 0’, 1’, 2’, 3’; đồng thời từ đường vuông góc với đường sinh của ống (d) cắt các đường song song của ống (d) trên hình (H.1) Các điểm giao nhau 0’, 1’, 2’, 3’ được xác định.
- Nối các điểm lại bằng đường cong ta được giao tuyến của ống (d) và (D) (H.1)
- Ở H.2 ta tính chiều dài L theo công thức sau: L= π d và chia thành 12 phần bằng nhau, kẻ song song với đường sinh
Xuất phát từ các điểm 0′, 1′, 2′, 3′ trên hình (H.1), một đường thẳng kéo dài được vẽ để cắt qua các đường song song trên hình (H.3), tạo ra các giao điểm 0′, 1′, 2′, 3′ Nối các điểm chia này lại với nhau ta được hình khai triển của giao tuyến, mô tả cách giao tuyến xuất hiện và tương tác với các đường song song trong hệ hình.
Bước 4: khai triển ống (D).tương tư như khai triển ống (A)
- Ở H.4 ta tính chiều dài L theo công thức sau: L= π d và chia thành 12 phần bằng nhau kẻ song song với đường sinh
Xuất phát từ các điểm 0, 1, 2 và 3 trên hình (H.1), các đường gióng kéo dài cắt các đường song song trên hình (H.4) và cho ra các giao điểm 0′, 1′, 2′, 3′ Từ các giao điểm này ta nối lại bằng một đường cong để thu được hình khai triển của giao tuyến.
Ví dụ 5: Khai triển ống gắn xiên vào nhau (H1.5) d d
Bước 1: Vẽ hình chiếu đứng của ống (A) và ống (B) như hình vẽ (H.1)
Chiếu nửa ống (A) và (B) lên hình vẽ H.1, sau đó chia πd/2 thành sáu phần bằng nhau và đánh số lần lượt 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Từ các điểm chia, kẻ các đường song song với đường sinh của ống để được các giao điểm 1′, 2′, 3′, 4′, 5′, 6′, 7′.
- Nối các điểm bằng đường cong ta được giao tuyến của ống (A) và (B) như hình vẽ (H.1)
- Ở H.3 ta tính chiều dài L theo công thức sau: L= π d và chia thành 12 phần bằng nhau dánh số thứ tự, kẻ song song với đường sinh
- Xuất phát từ các điểm 1 ’ , 2 ’ , 3 ’ ; 4 ’ , 5 ’ , 6 ’ , 7 ’ trên hình (H.1) gióng vuông góc với đường sinh ống (B) kéo dài cắt các điểm chia trên hình (H.3) có các điểm
1 ’ , 2 ’ , 3 ’ ; 4 ’ , 5 ’ , 6 ’ , 7 ’ Nối các điểm chia lại bằng đường cong ta được hình khai triển của giao tuyến
Bước 4: Khai triển ống (A).tương tư như khai triển ống (B)
Ví dụ 6: Khai triển ống gắn xiên vào nhau (H1.6) d
Ví dụ 7: Khai triển ống lệch tâm (ống quần) H1.7 d 1
Ví dụ 7: Khai triển ống chạc (H1.8)
- Phương pháp chiếu hình xuyên qua phương pháp tam giác:
Thường được áp đối với các khối chóp, chóp lệch tâm, khối đa diện v.v
Ví dụ 1: Khai triển chóp lò cân hai đáy chữ nhật (H1.9)
Bước1: Vẽ hình chiếu đứng (H.1) có chiều cao h
Bước2: Vẽ hình chiếu bằng ( H.2)
Dựng 4 đường chéo, nối các cạnh ta có 8 mặt tam giác là các mặt cdD, cCD, cCb… AdD
Bước3: Tìm chiều dài thực của các cạnh góc
Dựng một góc vuông có cạnh dO = h, còn cạnh dD = dD đo ở (H.2)
Ta có DO trên hình (H.3) là chiều dài thực của cạnh Dd = Cc = Bb = Aa
Bước4: Tìm chiều dài thực của các đường chéo
Dựng một góc vuông có bO = h, còn cạnh bC = bC đo ở (H.2), ta có CO là chiều dài thực của đường chéo ngắn Cc = Ad
Dựng góc vuông có cạnh CO = cD đo ở (H.2) ta có OD là chiều dài thực của đường chéo dài aB = cD
- Trước tiên ta dựng cạnh dD = DO đo ở (H.3)
Để xác định tam giác cdD, ta lấy D làm tâm quay của cung có bán kính Dc = DO được đo ở (H.4) và lấy d làm tâm quay của cung có bán kính dc = dc được đo ở (H.2) Hai cung này giao nhau tại điểm c và từ đó hình thành tam giác cdD.
Đầu tiên, dùng điểm C làm tâm quay của một cung có bán kính bằng OD, tức cC = OD được đo ở hình H3 Tiếp theo, dùng điểm D làm tâm quay của cung có bán kính DC = DC được đo ở hình H2 Hai cung này cắt nhau tại điểm C và từ đó hình thành tam giác cCD.
Lấy C làm tâm quay của một cung có bán kính Cb = bO2 đo ở (H.5); sau đó lấy c làm tâm quay của cung có bán kính cb đo ở (H.2) Hai cung này gặp nhau tại điểm b và ta được tam giác cCb.
Đầu tiên, lấy C làm tâm quay của cung có bán kính Cb = CO đo ở (H.4) Sau đó, lấy c làm tâm quay của cung có bán kính cb = cb đo ở (H.2) Hai cung này cắt nhau tại điểm b, ta được tam giác cCb.
- Tương tự ta dựng được 4 tam giác con lại là: bBc; BaD; aAd; AdD
Ví dụ 2: Khai triển chóp lệch tâm hai đáy chữ nhật (H1.10)
Bước1: Vẽ hình chiếu đứng (H.1) có chiều cao h
Bước2: Vẽ hình chiếu bằng ( H.2)
Dựng 4 đường chéo, nối các cạnh ta có 8 mặt tam giác là các mặt DdC; dCc; cCB; cBb adD
Bước3: Tìm chiều dài thực của các cạnh góc
- Dựng một góc vuông có cạnh O2H = h đo ở (H.1)
Kỹ thuật chế tạo phôi hàn từ thép tấm, thép ống bằng mỏ cắt cầm tay
5.1 Thực chất của quá trình cắt
Quá trình cắt khí là sự đốt cháy kim loại bằng dòng O2 để tạo nên các ôxít và các ôxít này bị thổi đi để tạo thành rãnh cắt
Quá trình cắt kim loại bắt đầu bằng việc đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy nhờ ngọn lửa hàn và sau đó cho dòng ôxy được thổi qua khu vực nung để duy trì quá trình ôxy hóa mạnh Để đạt nhiệt độ cháy, nhiệt lượng cần thiết được cung cấp từ phản ứng giữa kim loại và oxy, tạo ra nguồn nhiệt bổ sung cho quá trình Khi oxi tiếp xúc ở nhiệt độ cao, phản ứng oxi hóa diễn ra nhanh chóng, hình thành lớp kim loại cháy và cho phép vật liệu được cắt thành từng phần.
Cắt bằng oxy (O2) sử dụng các khí cháy như C2H2 hoặc C6H6 Khi đạt đến nhiệt độ cháy, dòng O2 kỹ thuật nguyên chất (98 đến 99,7% O2) được đưa vào giữa rãnh mỏ cắt để trực tiếp oxy hóa kim loại, hình thành oxit sắt và thổi chúng ra khỏi rãnh cắt Sự phát nhiệt của quá trình cắt làm vùng xung quanh được nung nóng tới nhiệt độ cháy, vì vậy dòng O2 tiếp tục được cấp để thực hiện cắt cho tới khi kết thúc đường cắt Cắt bằng O2 được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp luyện kim, gia công kim loại và xây dựng.
Hiện nay cắt bằng phương pháp thủ công vẫn đuợc ứng dụng rộng rãi để cắt thép tấm, thép tròn và các chi tiết đơn giản hay phức tạp
Cắt bằng máy ngày càng đuợc phát triển và có năng suất cao, độ chính xác mép cắt phẳng và hiệu quả kinh tế lớn
5.2 Điều kiện cắt được của kim loại bằng ôxy:
Không phải mọi kim loại hay hợp kim loai đều có thể cắt đuợc bằng O2 mà kim loại cắt đuợc phải thoả mãn các điều kiện sau:
Nhiệt độ chảy phải cao hơn nhiệt độ cháy khi có oxi Đối với thép cacbon thấp có hàm lượng C khoảng 0,7%, nhiệt độ cháy vào khoảng 1350°C và nhiệt độ chảy gần 1500°C nếu điều kiện này được thỏa mãn Đối với thép cacbon cao, ví dụ từ 1,1% đến 1,2% C, nhiệt độ chảy gần bằng nhiệt độ cháy, nên trước khi cắt cần đốt nóng từ 300 đến 650°C để đảm bảo an toàn và chất lượng gia công Đối với thép cacbon cao và thép hợp kim chứa Crôm, nhiệt độ chảy có xu hướng cao và đòi hỏi biện pháp gia nhiệt trước khi gia công để tránh cháy và biến dạng.
Ni ken, gang, kim loại màu muốn cắt phải dùng thuốc cắt
Trong quá trình oxi hóa kim loại, nhiệt độ cháy của ôxít kim loại phải thấp hơn nhiệt độ cháy của kim loại tương ứng Nếu ngược lại, lớp ôxít hình thành trên bề mặt kim loại sẽ không bị tan chảy, và khi có dòng O2 thổi vào, lớp ôxít này sẽ ngăn cản sự oxi hóa của lớp kim loại ở phía dưới.
- Nhiệt lượng sinh ra khi làm kim loại cháy trong dòng O2 phải đủ để duy trì quá trình liên tục
Độ dẫn nhiệt của kim loại không nên quá cao, vì nếu quá cao, nhiệt lượng sẽ bị truyền ra xung quanh, làm cho nhiệt độ cắt tại chỗ không đủ hoặc gián đoạn quá trình cắt Việc kiểm soát tính dẫn nhiệt là yếu tố then chốt trong tối ưu hóa quy trình gia công, giúp duy trì nhiệt độ cắt ở mức phù hợp, đảm bảo chất lượng bề mặt và năng suất gia công.
Trong quy trình cắt kim loại, ôxít phải có tính chảy loãng cao để kim loại dễ bị thổi khỏi rãnh cắt; ngược lại, nếu ôxít không có tính chảy loãng cao sẽ cản trở dòng O2, tức là cản trở quá trình cắt.
Trong quá trình cắt kim loại, cần hạn chế nồng độ của các chất làm cản trở quá trình cắt như C, Cr và Si để đảm bảo hiệu suất và chất lượng gia công; đồng thời, một số chất nâng cao tính sôi của thép như Mo và W cần được cân nhắc kỹ để tránh tác động tiêu cực tới quá trình cắt Việc kiểm soát hai nhóm thành phần này giúp tối ưu hóa hiệu suất cắt và kéo dài tuổi thọ dụng cụ.
Trong quy trình cắt bằng mỏ cắt, khi vật liệu có độ dày dưới 50 mm, mỏ cắt được đặt thẳng góc với bề mặt để bắt đầu quá trình cắt Nếu phải cắt từ giữa tấm ra ngoài, cần gia công trước một lỗ khởi động Khi chiều dày vật liệu nhỏ hơn 20 mm, có thể dùng mỏ cắt để tạo lỗ này, nhưng để tránh ngọn lửa tạt ngược vào thiết bị, trước tiên phải nung nóng đến nhiệt độ chảy rồi sau đó mới phun dòng O2 để tiếp tục cắt.
Đầu tiên đốt vật cắt ở mép sau, sau đó dịch mỏ cắt về vị trí cắt lỗ Khi độ dày của vật được xác định, dùng máy khoan để gia công lỗ; sau khi gia công lỗ xong, ta bắt đầu cắt từ lỗ ra ngoài.
5.3.2 Khoảng cách từ mỏ cắt đến bề mặt vật cắt
Khoảng cách tối ưu từ ngọn lửa đến vật cắt là từ 1,5 đến 2,5 mm Với tấm thép có độ dày ∂ ≤ 100 mm, khoảng cách từ đầu mỏ đến mặt kim loại khi cắt được tính bằng h = L + 2 (mm), trong đó L là chiều dày nhân ngọn lửa (mm) Để duy trì khoảng cách này ổn định trong suốt quá trình cắt, ta có thể lắp thêm một cặp bánh xe hỗ trợ Khi cắt các tấm có độ dày lớn hơn 100 mm, khoảng cách có thể lớn hơn.
5.3.3 Vị trí và sự di chuyển mỏ cắt:
Khi cắt tấm thép theo đường thẳng, mỏ cắt nên nghiêng một góc từ 20 đến 30 độ về phía ngược với hướng cắt Phương pháp này giúp tăng năng suất quá trình cắt khi cắt thép có độ dày từ 20 đến 30 mm.
Để quá trình cắt ổn định và mối cắt có chất lượng cao, cần đồng bộ tốc độ dịch chuyển của mỏ cắt với tốc độ ôxy hoá kim loại theo độ dày tấm cắt hoặc phôi Tốc độ cắt nhỏ sẽ làm mép cắt bị hỏng, trong khi tốc độ cắt lớn sẽ gây sót lại và không cắt hết vật liệu, phá hỏng toàn bộ quá trình cắt Tốc độ cắt được chọn từ bảng chế độ cắt (bảng tham số vận hành) để tối ưu hiệu suất.
Nội dung các bước công việc
Hình vẽ minh họa Hướng dẫn sử dụng
Mồi và điều chỉnh ngọn lửa
- Xả nhẹ van ôxy truớc sau đó xả nhẹ van nhiên liệu và mồi lửa
- Điều chỉnh ngọn lửa có tỷ lệ phù hợp với chế độ cắt
- Khi bắt đầu cắt ngọn lửa hướng vào vùng cắt để đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy và để đốt cháy cạnh tấm kim loại
- Khi mép cắ đã cháy thì nghiêng mỏ và xả ô xy cắt
Để khoét lỗ tròn ở giữa tấm kim loại, cần khoan trước một lỗ làm điểm tựa và từ đó cắt ra Khi chiều dày tấm nhỏ hơn 20 mm, có thể dùng mỏ cắt/mũi cắt để tạo lỗ, nhưng để tránh ngọn lửa tạt vào phía trong, trước tiên phải nung nóng tấm đến nhiệt độ chảy, sau đó mới phun dòng O2 để tiến hành cắt.
- Dùng compa cắt như hình vẽ để cắt chi tiết tròn
- Không thể cùng 1 lúc cắt cả chiều dày chi tiết vì vậy góc độ của mỏ phải thay đổi dần dần để cắt từng phần như hình vẽ
- Dùng thước thẳng có góc vát 30 độ để làm dưỡng
TT Sai hỏng Nguyên nhân Cách khắc phục
1 Hở khí ở đầu chai khí Phần nối bị mòn Đệm miếng da hoặc cao su ở giữa phần nối
2 Khó mồi và điều chỉnh ngọn lửa Áp suất khí chưa phù hợp Điều chỉnh áp suất khí phù hợp
Quá trình cắt bị gián đoạn, mép cắt không thủng
Chế độ cắt chưa đúng Tăng công suất của ngọn lửa
5 đang cắt có tiếng nổ nhỏ và ngọn lửa bị tắt Đầu bép cắt bị kim loại lỏng bắn vào gây bẩn
Tháo bép, làm sạch bằng cách dùng dây đồng mềm để cọ, thông bép
Những quy định an toàn và các biện pháp phòng chống cháy nổ khi cắt khí
a Quy định an toàn trong cắt bằng khí:
Để được phép thực hiện công việc cắt bằng khí, người lao động phải từ 18 tuổi trở lên, có sức khỏe đủ điều kiện, đã qua đào tạo chuyên môn và có chứng chỉ đạt yêu cầu do các cơ quan, tổ chức có thẩm quyền cấp.
Trong công tác cắt bằng khí, không được tiến hành ở những vị trí cao hơn mặt đất 1 mét nếu khu vực đó không được che chắn đầy đủ hoặc không đảm bảo chiếu sáng an toàn Đồng thời, không thực hiện công việc ở những nơi nguy hiểm khi thời tiết xấu.
Để đảm bảo an toàn, cấm bố trí bình điều chế axêtylen di động ở nơi đông người và ở những khu vực có hơi của các chất có khả năng phản ứng với axêtylen thành hỗn hợp dễ cháy nổ Việc này giúp giảm thiểu nguy cơ cháy nổ và bảo vệ người lao động cũng như cộng đồng.
- Phải đặt các bình chứa khí cách vị trí cắt và nguồn nhiệt khác có ngọn lửa hở một khoảng cách ít nhất là 10 m
- Khi thao tác đối với các chai (bình) chứa khí ôxy:
+ Cấm dùng các dụng cụ có dính dầu mỡ để thao tác
+ Cấm mang vác bằng tay hoặc lăn
+Cấm thao lắp chai bằng búa đập và đục
+ Cấm sử dụng các chai bị nứt, bị hỏng (móp, sứt, mẻ )
+ Cấm dùng các van giảm áp có ren không thích hợp ở những chỗ có mối ghép bằng ren
+ Cấm dùng các chai có ren hở khí
Để đảm bảo an toàn trong khu vực chứa bình gas, không được để bình điều chế và chai chứa khí ở trạng thái thiếu kiểm soát Việc quản lý và sắp xếp các bình khí cần được thực hiện nghiêm ngặt, tránh để chúng ở vị trí quá gần nhau Khoảng cách giữa các chai chứa khí oxy và bình khí cháy nên được đặt xa hơn 5 mét nhằm giảm thiểu rủi ro cháy nổ và đảm bảo an toàn cho người và khu vực làm việc.
- Khi thao tác với bình điều chế axêtylen
+ Cấm dùng 1 bình điều chế di động cung cấp axêtylen cho từ 2 vị trí hàn cắt trở nên
+ Cấm nạp các bít can xi có cỡ hạt nhỏ hơn quy định trong hồ sơ kỹ thuật của bình
+ Cấm đặt bình ở các chỗ hàn, các chỗ có nguồn lửa hoặc tia lửa trực tiếp trong vòng 10 m
+ Cấm di chuyển các bít can xi trong các thùng hở
- Cấm lấy ôxy khỏi chai khi áp suất dư trong chai còn nhỏ hơn 0,5at
- Cấm đem mỏ cắt bằng khí đang cháy ra khỏi vị trí làm việc
- Cấm cắt bằng khí với các bồn bể chứa, ống dẫn đang chịu áp lực b Các biện pháp chống cháy nổ khi cắt kim loại
- Trước khi cắt cần kiểm tra khu vực làm việc và các vùng liên quan
+ Tường và những phòng thông nhau
+ Mức độ an toàn của hệ thống ống dẫn
+ Vật liệu dễ cháy, nổ trong khu vực cắt khí
Từ đó có thể đề xuất hoặc áp dụng các biện pháp phòng chống cháy nổ thích hợp
- Phải chuẩn bị các phương tiện tại chỗ có khả năng dập tắt cháy nổ (bình chữa cháy, nước, cát )
- Nếu không đảm bảo các điều kiện chống cháy nổ thì không được phép thực hiện việc cắt Cần tìm biện pháp thích hợp để giải quyết
Khi chưa đảm bảo các điều kiện chống cháy, cần che chắn hoặc di chuyển các vật liệu dễ cháy ra khỏi khu vực làm việc; tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về phòng chống cháy Phải có hệ thống báo cháy thích hợp và kiểm tra lại sau khi kết thúc công việc cắt.
- Khi cắt trong không gian hẹp, kín, chẳng hạn bình chứa nhiên liệu, nồi hơi, cần có các biện pháp an toàn về phòng chống cháy nổ đặc biệt hệ thống thông gió phải đảm bảo đủ lượng gió trao đổi qua không gian làm việc
Các nguy hiểm có thể do vật liệu dễ cháy, thừa hoặc thiếu ôxy, nhiều loại khí cháy, dòng điện, các chất còn lại trong bình chứa
Biện pháp an toàn: trước khi bắt đầu công việc cần dặt hệ thống thông hút khí, mặc đồ bảo hộ chống cháy, kiểm tra độ kín của thiết bị hàn và bình chứa khí Đặt bình chứa khí bên ngoài vùng hàn có không gian hẹp Sử dụng máy hàn an toàn (điện áp không quá 42 V), có hệ thống nối mát theo quy định và thiết bị điện hoặc chiếu sáng không quá 48 V Trong khi làm việc thường xuyên thông khí, bảo đảm loại bỏ hết khói sinh ra trong quá trình cắt, cung cấp đầy đủ không khí sạch Trong khi tạm nghỉ, các dây dẫn của thiết bị cần phải được tháo ra, kiểm tra hiện trạng Sau khi kết thúc, mang tất cả dụng cụ làm việc ra khỏi vùng hàn, kiểm tra làm vệ sinh khu vực cắt khí
Khi cắt các bình chứa chất nguy hiểm như thùng chứa hóa chất hoặc bình xăng, có thể phát sinh các chất dễ gây nhiễm độc, cháy nổ và ô nhiễm môi trường Vì vậy trước khi tiến hành cắt các loại bình chứa này, cần thực hiện kiểm tra và làm sạch cặn hoặc chất còn tồn dư bên trong để giảm thiểu rủi ro Những bình, thùng chứa có nguồn gốc không rõ được xem là bình chứa chất nguy hiểm và đòi hỏi sự xử lý thận trọng để đảm bảo an toàn và bảo vệ môi trường.
Biện pháp an toàn được thực hiện thông qua giám định chuyên môn, kiểm tra và đánh giá các biện pháp an toàn, đồng thời giám sát chặt chẽ công việc để ngăn ngừa sự cố Không để xảy ra tia lửa ở các miệng van khóa và các khu vực có nguy cơ, và trước khi cắt phải loại bỏ tất cả chất bên trong thiết bị chứa Tiến hành tẩy sạch bằng chất lỏng phù hợp hoặc làm bay hơi, sau đó có thể làm sạch bằng cơ học, rửa lại bằng nước sạch và để khô Cuối cùng, làm đầy thiết bị chứa bằng các chất chống cháy thích hợp như nước, nitơ hoặc khí CO2.
7 An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp
- Quần áo bảo hộ lao động giày mũ gọn gàng đúng quy định
- Bình chứa đầy ôxy phải để cách xa ngọn lửa trần ít nhất 5 mét
- Không được để các chai ôxy ở gần dầu mỡ, các chất cháy và các chai khí dễ bắt lửa
- Khi vận chuyển các chai ôxy phải thật nhẹ nhàng tránh va chạm mạnh
- Van giảm áp của loại khí nào chỉ được phép dùng riêng cho khí ấy, không được dùng lẫn lộn
- Trước khi lắp van giảm áp phải kiểm tra xem ống nhánh trên van khoá của bình ôxy có dầu mỡ và bụi bẩn không
Trong quá trình hàn hoặc cắt, khi ngừng làm việc ngắn hạn, phải đóng kín các van khoá trên nguồn cung cấp khí Nếu ngừng làm việc lâu hơn (từ 1 giờ trở lên), trước khi đóng van khoá cần nới lỏng vít điều chỉnh trên van giảm áp cho đến khi áp kế ở buồng áp lực thấp về 0.
- Hàng tháng phải dùng nước xà phòng bôi trên các phần nối của van để kiểm tra xem van có hở không
Bài tập và sản phẩm thực hành bài 20.1
Câu 1: trình bày cấu tạo của mỏ cắt khí
Câu 2: Hãy nêu điều kiện để kim loại cắt được bằng ôxy
Bài tập ứng dụng: Cắt chi tiết có kích thước như bản vẽ sau bằng mỏ cắt tay?