MÔN HỌC HÀN TIG CƠ BẢN NGÀNHNGHỀ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

SỞ LAO ĐỘNG TBXH TỈNH HÀ NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MÔN HỌC HÀN TIG CƠ BẢN NGÀNHNGHỀ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số QĐ ngày tháng năm c. MÔN HỌC HÀN TIG CƠ BẢN NGÀNHNGHỀ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Những kiến thức cơ bản khi hàn TIG

Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng phương pháp hàn TIG

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý hàn TIG

Hình 1.2 Vùng hàn và vũng chảy

Hàn TIG (tungsten inert gas) là một phương pháp hàn bằng điện cực vonfram không nóng chảy, được bảo vệ bởi khí trơ (Ar, He hoặc hỗn hợp Ar–He) Khí bảo vệ này ngăn chặn những tác động có hại của oxi và nitơ từ không khí và giúp ổn định hồ quang, từ đó đảm bảo chất lượng mối hàn và tính ổn định của quá trình hàn.

Trong hàn TIG, hồ quang có nhiệt độ rất cao, lên tới hơn 6100°C Mối hàn có thể hình thành từ kim loại cơ bản khi hàn các chi tiết mỏng với liên kết gấp mép, hoặc được bổ sung từ que hàn phụ Phương pháp hàn này thường được thao tác bằng tay và có thể được tự động hóa ở hai khâu chính là di chuyển hồ quang và cấp dây hàn phụ.

- Tạo ra mối hàn có chất lượng cao đối với hầu hết kim loại và hợp kim

- Nhiệt tập trung cao cho phép tăng tốc độ hàn, giảm biến dạng

- Có thể tự động hóa khi hàn

- Mối hàn không phải làm sạch sau khi hàn vì không có xỉ và không có kim loại bắn téo

- Dễ quan sát bể hàn

- Hàn được mọi vị trí trong không gian

- Khó bảo vệ mối hàn trong môi trường có gió

- Giá thành cao do năng suất thấp, thiết bị và nguyên vật liệu đắt

Hàn TIG (hồ quang tungsten được bảo vệ bằng khí trơ) là công nghệ hàn được áp dụng rộng rãi trong sản xuất, đặc biệt hiệu quả để hàn thép hợp kim cao, kim loại màu và các hợp kim của chúng Phương pháp này thường được thao tác bằng tay và có thể được tự động hóa để di chuyển hồ quang và cấp dây hàn phụ, giúp tạo ra mối hàn có chất lượng cao và ít biến dạng ở nhiều độ dày khác nhau Hàn TIG có thể xử lý nhiều kim loại và hợp kim khó hàn như titan, đồng đỏ và các hợp kim đồng, nhôm, magie, niken và hợp kim niken, inox, cũng như các loại thép carbon thấp ở nhiều mức độ dày.

Hình 1.3: Một số hình ảnh ứng dụng của phương pháp hàn TIG

Vật liệu hàn TIG

Trong hàn TIG, mọi loại khí trơ đều đóng vai trò bảo vệ, nhưng Argon (Ar) và Helium (He) được ưa chuộng hơn nhờ giá thành tương đối thấp và trữ lượng dồi dào Khí Argon (Ar) là khí không màu, không mùi, không vị và không độc, và nó không hình thành hợp chất hóa học với bất cứ vật chất nào ở mọi nhiệt độ và áp suất.

Argon được chiết xuất từ khí quyển bằng phương pháp hóa lỏng khí và được tinh khiết đến độ 99,9% Argon có tỷ trọng so với không khí là 1,33 Argon được cung cấp dưới dạng bình áp suất cao hoặc ở dạng khí lỏng ở nhiệt độ -184 °C trong các bồn chứa.

Trong công nghiệp hiện nay sản xuất ba loại Ar có độ tinh khiết khác nhau:

Loại A: Dùng để hàn kim loại có hoạt tính hoá học mạnh như: Titan, Zircon, Niobi và hợp kim của chúng

Loại B: Dùng để hàn kim loại nhôm, magiê và hợp kim của chúng

Loại C được dùng để hàn thép không gỉ và thép đặc biệt Khí Helium (He) là loại khí trơ, không màu, không mùi và không vị Tỷ trọng của Helium so với không khí là khoảng 0,13 Helium được khai thác từ khí thiên nhiên và có nhiệt độ hóa lỏng rất thấp, khoảng -272 °C, thường được chứa trong các bình áp suất cao.

Bảng 1 So sánh hai loại khí Ar và He

Dễ mồi hồ quang do năng lượng ion Khó mồi hồ quang do năng lượng ion hóa thấp cao

Nhiệt độ hồ quang thấp hơn Nhiệt độ hồ quang cao hơn

Bảo vệ tốt hơn do nặng hơn Bảo vệ kém hơn do nặng hơn

Trong quá trình hàn, lưu lượng cần thiết thường thấp hơn lưu lượng sử dụng thực tế, cho thấy sự chênh lệch giữa thiết kế và vận hành và ảnh hưởng đến hiệu suất thông số Khi điện áp hồ quang ở mức thấp, năng lượng hàn được sinh ra cũng thấp, khiến nhiệt lượng cấp cho vật liệu ở mức vừa phải và mối hàn có độ nung chảy thấp Ngược lại, điện áp hồ quang cao hơn đồng nghĩa với năng lượng hàn lớn hơn, tăng nhiệt độ nung chảy và cho phép hình thành mối hàn mạnh mẽ, liên kết bền và chất lượng tốt hơn.

Giá thành rẻ hơn Giá thành đắt hơn

Chiều dài hồ quang ngắn, mối hàn hẹp Chiều dài hồ quang dài, mối hàn rộng

Có thể hàn chi tiết mỏng Thường dùng hàn chi tiết dày, dẫn điện tốt

Việc pha trộn hai khí Ar và He mang ý nghĩa thực tiễn lớn, cho phép kiểm soát chặt chẽ năng lượng hàn và hình dạng tiết diện mối hàn Khi hàn chi tiết dày hoặc tản nhiệt nhanh, sự kết hợp Ar và He cải thiện đáng kể quá trình hàn Hỗn hợp Ar – He và Ar – H2: việc bổ sung H2 vào Ar làm tăng điện áp hồ quang và mang lại các ưu điểm tương tự He; ở một số ứng dụng, hỗn hợp Ar – H2 với 5% H2 đôi khi làm tăng độ làm sạch của mối hàn Hỗn hợp Ar – H2 ở 15% được sử dụng để hàn cơ khí hóa tốc độ cao cho các mối hàn giáp mép với thép không gỉ dày đến 1,6 mm; ngoài ra nó còn được dùng để hàn các thùng bia bằng thép không gỉ với mọi chiều dày, với khe hở đáy của đường hàn từ 0,25–0,5 mm Không nên dùng nhiều H2 vì có thể gây rỗ xốp ở mối hàn Việc sử dụng hỗn hợp này giới hạn cho các hợp kim Ni, Ni – Cu và thép không gỉ.

* Lựa chọn khí bảo vệ:

Trong hàn hồ quang, kim loại nóng chảy được bảo vệ bằng khí trơ như argon (Ar) hoặc heli (He), hoặc bằng hỗn hợp của hai khí này Ar được dùng phổ biến hơn vì chi phí thấp, dễ điều chế và Ar có mật độ cao hơn He nên bảo vệ tốt ngay cả khi lưu lượng phun khí ở mức thấp Khi thêm He vào Ar, hỗn hợp này tăng nhiệt lượng hồ quang trong khi dòng điện và chiều dài hồ quang vẫn giữ nguyên Vì vậy người ta thường dùng hỗn hợp hai khí để hàn những vật dày, còn khi hàn trên vật mỏng thì nên dùng khí Ar để đạt được sự bảo vệ tối ưu Ar cho hồ quang êm hơn He, và với chi phí đơn vị thấp cũng như yêu cầu lưu lượng thấp đã làm cho Ar được ưa chuộng từ góc độ kinh tế.

Bảng 2 Lựa chọn khí bảo vệ phụ thuộc vào vật liệu

Vật liệu Khí bảo vệ Khí bảo vệ chân

Thép hợp kim và hợp kim thấp Argon 100% Argon 100%

Thép hợp kim cao bền nhiệt, axit, thép hợp kim cao và dai lạnh

Nhôm và hợp kim Nhôm,Đồng và hợp kim Đồng, Niken và hợp kim Niken

Vật liệu nhạy cảm khí như Titan, tantal

Wolfram (tungsten) được dùng làm điện cực nhờ khả năng chịu nhiệt lớn, nhiệt độ nóng chảy cao lên tới 3410°C, phát xạ điện tử tương đối tốt giúp ion hóa hồ quang và duy trì sự ổn định của hồ quang trong quá trình gia công Do tính oxy hóa rất cao, tungsten cần được lựa chọn và bảo vệ phù hợp để đạt hiệu suất và tuổi thọ điện cực tối ưu; các loại điện cực tungsten được phân loại dựa trên đặc tính oxi hóa và cấu trúc, nhằm đáp ứng các yêu cầu khác nhau của ứng dụng hồ quang.

Tungsten nguyên chất (EWP) chứa 99,5% tungsten và có giá thành rẻ, phù hợp cho các ứng dụng tiết kiệm chi phí Tuy nhiên, mật độ dòng điện cho phép của EWP thấp và khả năng chống nhiễm bẩn kém, nên thường được dùng cho hàn TIG với dòng xoay chiều (AC) EWP được áp dụng đặc biệt khi hàn nhôm hoặc các hợp kim nhẹ.

Điện cực Wolfram–Thorium (EWTh) có khả năng phóng điện tử cao, do đó dòng hàn cho phép lớn hơn và tuổi thọ của điện cực được nâng lên đáng kể Khi dùng điện cực EWTh, hồ quang dễ mồi và cháy ổn định, đồng thời có tính năng chống nhiễm bẩn tốt Nó phù hợp để hàn bằng dòng một chiều (DC) và được ứng dụng phổ biến khi hàn thép hoặc inox.

Tungsten zirconium (EWZr) có đặc tính hồ quang ổn định và mật độ dòng hàn định mức ở mức trung bình giữa tungsten tinh khiết và tungsten thorium, phù hợp với nguồn hàn AC khi hàn nhôm (Al).

- Tungsten cerium (EWCe): nó không có tính phóng xạ, hồ quang dễ mồi và ổn định, có tuổi bền cao hơn, dùng tốt với dòng DC hoặc AC

- Tungsten Lathanum (EWLa) có tính năng tương tự tungsten cerium

Các điện cực tungsten thường được cung cấp với đường kính 0.25 – 6.35 mm, dài từ 70 – 610 mm, có bề mặt đã được làm sạch hoặc được mài

Bảng 3 Phân loại và thành phần điện cực theo tiêu chuẩn AWS A5.12

Bảng 4 Bảng mã màu điện cực tungsten

EWP Xanh lá cây (green)

Bảng 5 Chọn dòng điện ứng với kích thước điện cực Đường kính điện cực

(mm) Đường kính mỏ phun

Cường độ dòng điện (A) DCEN DCEP Xung không đối xứng

EWLa-1 EWTh-2 EWTh-1 EWZr-1 0.25 6.4 Đến 15 (2) Đến 15 Đến 15 Đến 15 Đến 15 0.5 6.4 5 – 20 (2) 5 - 15 5 – 20 10 – 20 5 - 20

4 12.7 400-500 40-55 200-275 300-400 160-240 200-320 4.8 16.9 500-750 55-80 250-350 400-500 190-300 290-390 6.4 19 750-1000 80-125 325-450 500-630 250-400 340-525 b Một số yêu cầu khi sử dụng điện cực W:

Cần chọn dòng điện phù hợp với kích thước điện cực đang sử dụng nhằm bảo vệ đầu điện cực và duy trì hồ quang ổn định Dòng điện quá cao sẽ làm hỏng đầu điện cực, trong khi dòng điện quá thấp gây ăn mòn, nhiệt độ thấp và hồ quang không ổn định.

- Đầu điện cực phải được mài hợp lý theo các hướng dẫn kèm theo điện cực

- Điện cực phải sử dụng và bảo quản cẩn thận tránh nhiễm bẩn

- Dòng khí bảo vệ phải được duy trì không chỉ trước và trong khi hàn mà cả sau khi ngắt hồ quang cho đến khi điện cực nguội

Phần nhô của điện cực ở phía ngoài mỏ hàn nên được giữ ở mức tối thiểu có thể, tùy thuộc vào ứng dụng và thiết bị sử dụng, nhằm đảm bảo bảo vệ tốt bằng dòng khí trơ.

- Cần tránh sự nhiễm bẩn điện cực, sự tiếp xúc giữa điện cực nóng với kim loại mối hàn

Chụp khí là thiết bị đặc biệt trong hệ thống hàn cần được bảo vệ và làm sạch đúng cách Đầu chụp khí bẩn có thể làm ô nhiễm khí bảo vệ, từ đó ảnh hưởng tới chất lượng và ổn định của hồ quang hàn Vì vậy, việc vệ sinh định kỳ và bảo vệ chụp khí rất quan trọng để đảm bảo khí bảo vệ đạt hiệu suất tối ưu và an toàn trong quá trình hàn.

Que hàn phụ có các kích thước tiêu chuẩn theo ISO/R564, với chiều dài từ 500 mm đến 1000 mm và đường kính 1,2 mm; 1,6 mm; 2 mm; 2,4 mm; 3,2 mm Các loại vật liệu gồm đồng và hợp kim đồng, thép không gỉ Cr cao và Cr–Ni, nhôm và hợp kim nhôm, thép cacbon thấp, thép hợp kim thấp và các loại hợp kim khác.

Thiết bị dụng cụ hàn TIG

Trang thiết bị sử dụng trong hàn TIG bao gồm:

- Bộ nguồn điện hàn: Một chiều (DC) hoặc xoay chiều (AC), nhất thiết phải là

AC khi hàn nhôm Bộ giải nhiệt dùng nước được làm lạnh (chu trình kín) áp dụng khi hàn với dòng hàn lớn

- Bộ phận cung cấp khí chai chứa khí bảo vệ gắn van giảm áp và lưu lượng kế và ống dẫn khí

- Mỏ hàn (có hoặc không có hệ thống làm nguội dùng nước) với dây cáp hàn bắt sẵn

- Kẹp mass và dây dẫn

- Bộ phận điều khiển (nằm trên máy và điều khiển từ xa)

Hình 1.4 Thiết bị hàn TIG

Hình 1.5 Thiết bị hàn TIG làm mát bằng nước a Mỏ hàn và chụp khí : Mỏ hàn có ba nhiệm vụ chính:

- Cung cấp khí bảo vệ vào làm nguội điện cực

- Bảo đảm dòng điện hàn liên tục và ổn định

Hình 1.6 Cấu tạo mỏ hàn

Quá trình hàn TIG sinh nhiệt rất lớn khiến dây dẫn có đường kính nhỏ phải chịu mật độ dòng điện cao, vì vậy khi hàn với dòng cao và chu kỳ hàn lớn cần làm mát dây dẫn Thông thường các mỏ hàn khô được thiết kế để luồng khí bao quanh dây dẫn vừa làm mát dây vừa nung nóng khí Khi hàn với dòng từ 150 A đến 500 A hoặc cao hơn, bắt buộc phải dùng mỏ hàn giải nhiệt bằng nước để đảm bảo hiệu quả và an toàn.

Bảng 6 Đặc tính kỹ thuật của mỏ hàn

Dòng điện định mức (A) Đường kính điện cực (mm)

Chiều dài điện cực (mm)

AC, chu kì tải DC, chu kì tải 60% 100% 60% 100%

Bảng 7 Các loại mỏ hàn

Mỏ hàn làm mát bằng khí

Mỏ hàn làm mát bằng nước

Mỏ hàn sử dụng ống hội tụ để giảm sự cuộn xoáy của dòng khí bảo vệ

Chụp khí có ba loại:

- Loại bằng gốm ceramic (màu hồng hoặc nâu sáng)

- Loại bằng oxit nhôm (màu hồng)

- Loại bằng oxit silic (màu trắng) Đường kính trong của chụp khí đồng thời là chỉ số và lưu lượng khí cần hiệu chỉnh

Bảng 8 Chọn mỏ phun theo dòng hàn Dòng hàn, A Đường kính trong của mỏ phun, mm

Thấp hơn 70A Từ 5 đến 9 mm

Từ 70A đến 150A Từ 9 đến 11mm

Từ 250A đến 350A Từ 15 đến 19mm b Van giảm áp và lưu lượng kế

Khí trơ được đóng chai và cung cấp tới mỏ hàn thông qua hệ thống van giảm áp, lưu lượng kế và ống dẫn

Loại đo lưu lượng khí bằng vật nổi hoạt động khi lưu lượng khí tăng lên, viên bi chỉ thị được đẩy lên cao trên thang đo và cho biết lưu lượng khí đi qua đồng hồ ở mức bao nhiêu L/min Một đồng hồ đo khí khác được sử dụng để đo lượng khí còn lại trong chai, tương tự như cách đo khí trong hệ hàn khí.

Hình 1.7 Van giảm áp dùng vật nổi

1 Đồng hồ đo áp suất chai

- Loại dùng đồng hồ áp suất c Nguồn điện hàn

Nguồn điện hàn TIG được cấp từ bộ nguồn, có nhiệm vụ biến đổi điện áp, nắn dòng và tạo xung cùng các cơ cấu điều khiển khác để cung cấp nguồn hàn ổn định Nó có thể cung cấp dòng hàn một chiều, xoay chiều hoặc cả hai, tùy ứng dụng và có thể là biến áp, chỉnh lưu hoặc máy phát hàn Để đáp ứng đường đặc tính ngoài dốc và tối ưu hóa hiệu suất, nguồn điện hàn được thiết kế với các đặc tính thích hợp Để tăng tốc độ ổn định hồ quang, điện áp không tải khoảng 70–80V Bộ phận điều khiển thường được bố trí chung với nguồn điện hàn, gồm công tắc ngắt dòng, bộ gây hồ quang ở tần số cao, hệ thống làm mát bằng nước với vòng tuần hoàn (nếu có) và hệ cánh tản nhiệt cùng quạt làm mát, và bộ khống chế thành phần dòng một chiều.

- Nguồn điện xoay chiều (AC):

Phù hợp để hàn nhôm, magie và các hợp kim của chúng, công nghệ hàn bằng nguồn điện xoay chiều (AC) với điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ mang lại chất lượng mối hàn cao Trong quá trình hàn, nửa chu kỳ dương của điện cực có tác dụng phá bỏ và làm sạch lớp oxit trên bề mặt, trong khi nửa chu kỳ âm làm nóng kim loại nền để liên kết tốt hơn Hiện nay có hai loại nguồn AC chính được sử dụng cho hàn bằng điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ, mang lại hiệu suất ổn định và chất lượng liên kết mối hàn.

Loại có dòng hàn dạng sóng sin, điều khiển dòng hàn bằng cảm kháng bão hòa

Ưu điểm nổi bật của công nghệ này là hồ quang cháy êm, cho quá trình hàn diễn ra mượt mà và ổn định Tuy nhiên, nhược điểm là phải thường xuyên gián đoạn công việc khi hàn do cần điều chỉnh cường độ dòng hàn để giảm xuống mức tối thiểu, ảnh hưởng đến tiến độ thi công và hiệu suất làm việc.

Van giảm áp dùng đồng hồ áp suất được áp dụng khi hàn để vũng hàn kết tinh chậm mà không cần điều khiển từ xa Với hàn nhôm, do hiện tượng tự chỉnh lưu của hồ quang ở dòng nhỏ nên phải kết hợp với bộ cản thành phần dòng một chiều (mắc nối tiếp bộ acquy có điện dung lớn hoặc tụ điện có điện dung lớn), nhưng có thể làm lẫn W vào mối hàn Khi điện cực ở cực dương để khử màng oxit nhôm, nó có thể bị nung nóng quá mức nếu bộ cảm kháng bão hòa không được thiết kế thích hợp để hạn chế biên độ tối đa của dòng hàn xoay chiều, khiến nó bị xói mòn và thành các vụn nhỏ dịch chuyển vào vũng hàn Phải sử dụng bộ cao tần (công suất nhỏ 250–300 W, điện áp 2–3 kV, tần số 250–1000 kHz) để gây hồ quang không tiếp xúc (~3 mm) và tạo ổn định hồ quang trong suốt quá trình hàn.

Loại có dòng hàn dạng sóng vuông cho phép giảm biên độ tối đa của dòng hàn so với dạng sóng sin khi cùng công suất nhiệt, khoảng 30%, từ đó ít có khả năng lẫn W vào mối hàn Một số máy hàn còn cho phép điều chỉnh thời gian tác động của từng bán chu kỳ của dạng sóng vuông, giúp làm sạch oxit nhôm hoặc đạt tới chiều sâu chảy như mong muốn Một lợi thế bổ sung của hàn sóng vuông là nó có thể duy trì hồ quang mà không cần tiếp tục dùng bộ ổn định hồ quang ở tần số cao, vì tần số đổi chiều của dòng hàn cao hơn nhiều so với dòng hàn dạng sóng sin.

- Nguồn điện một chiều (DC):

Để hàn bằng điện cực W mà không gây lẫn W vào mối hàn hay hiện tượng tự nắn dòng như khi hàn nhôm bằng AC, cần lưu ý kiểm soát hồ quang và đảm bảo dòng hàn ở mức tối thiểu; hầu hết máy hàn một chiều dùng phương pháp nối thuận nên 2/3 lượng nhiệt của hồ quang được chuyển vào vật hàn Điện cực W tinh khiết như trong trường hợp máy AC ít được dùng để hàn một chiều cực thuận vì khó gây hồ quang; thay vào đó người ta dùng điện cực W có 1,5–2% ThO2 hoặc ZrO2 hoặc oxit đất hiếm La2O3 Nếu dùng DC nghịch thì dòng điện tử sẽ bắn phá mạnh điện cực và 2/3 nhiệt của hồ quang đi vào điện cực, có thể làm nóng chảy đầu điện cực, vì vậy đường kính điện cực phải lớn hơn so với hàn bằng DC thuận.

Hình 1.9 và Hình 1.10 trình bày các dạng dòng hàn: sóng sin và sóng vuông Trong nối thuận, chiều dài mối hàn đo được là 6,4 mm, so với 1,6 mm khi I = 125 A Dòng một chiều nối nghịch cho mối hàn nông và rộng hơn so với nối thuận.

Nối nghịch có ứng dụng chủ yếu là làm tròn đầu mối hàn khi hàn bằng máy hàn xoay chiều Việc gây hồ quang cũng sử dụng cùng bộ cao tần như ở máy hàn xoay chiều; khi hồ quang được hình thành, hệ thống cao tần sẽ tự động ngắt chế độ tần số cao vì không cần nữa.

Bảng 9 So sánh các loại dòng hàn

Loại dòng điện DCEN DCEP AC

Hướng đi của các electron và ion Đặc tính vũng hàn

Tác dụng làm sạch oxit Không Có Có ở nửa chu kỳ

Cân bằng nhiệt 70% chi tiết

Vùng ngấu Hẹp và sâu Rộng và nông Trung bình

Bảo vệ điện cực Rất tốt Kém Tốt

Giới hạn điện cực 3.2 mm– 400A 6.4 mm– 120A 3.2 mm– 225A DCEN : dòng một chiều nối thuận

DCEP : dòng một chiều nối nghịch

Chế độ hàn TIG

Chiều dài hồ quang là khoảng cách từ mũi điện cực đến bề mặt vũng chảy Thông số này phụ thuộc vào cường độ hàn và sự ổn định của hồ quang, đồng thời độ chính tâm của điện cực trong mỏ phun cũng ảnh hưởng đến chiều dài hồ quang Khi hàn, ta cố gắng giữ chiều dài hồ quang không đổi để đảm bảo chất lượng mối hàn Nếu chiều dài hồ quang quá lớn, vùng hồ quang sẽ mở rộng và công suất nhiệt tăng lên đáng kể do đặc tính của thiết bị; ngược lại, nếu ngắn quá, điện cực dễ bị dính và độ ngấu tăng lên Quy tắc chung là chọn chiều dài hồ quang khoảng 0,5–3 mm.

Hình 1.11 Ảnh hưởng của cách đấu dây đến hình dạng mối hàn

Hình 2.4 Chiều dài hồ quang

- Khi hàn tôn mỏng dưới 1mm thì Lh = 0,025 in (khoảng 0,6mm) do vậy không dùng que đắp

- Khi hàn tôn dày (nhỏ hơn 4mm) hoặc hàn ngấu thì Lh = 0,082in (khoảng 2mm)

Tốc độ hàn là tốc độ di chuyển của điện cực, phụ thuộc vào tốc độ điền đầy vũng chảy và độ dày của chi tiết hàn Tốc độ này thường nằm trong khoảng từ 100 đến 250 mm/phút, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối hàn và hiệu suất gia công.

Tốc độ hàn phụ thuộc nhiều yếu tố, trong đó trình độ tay nghề của thợ hàn đóng vai trò quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến các thông số của mối hàn như độ sâu ngấu, bề rộng và chiều cao của mối hàn Nếu tốc độ hàn được thiết lập quá cao, độ sâu ngấu sẽ giảm và chiều cao mối hàn tăng lên; ngược lại, tốc độ hàn quá thấp khiến bể nóng chảy trở nên quá lớn, dễ gây nguy cơ bể hàn chạy trước hồ quang Trong trường hợp này cũng có thể xuất hiện ngấu ít và liên kết không ổn định.

Điện hàn (cường độ hàn) chịu ảnh hưởng bởi loại vật liệu và độ dày chi tiết hàn; tốc độ hàn và thành phần khí bảo vệ cũng ảnh hưởng đến việc chọn cường độ hàn phù hợp Thực nghiệm cho thấy cường độ hàn tối ưu là 1 A cho độ dày 0,0001 in (khoảng 40 A/mm) tương ứng với tốc độ hàn 250 mm/phút Thông thường khi hàn bằng tay rất khó đạt được tốc độ này và khi giảm tốc độ hàn thì ta phải giảm cường độ hàn tương ứng Ví dụ: để hàn với tốc độ 100 mm/phút thì nên chọn cường độ Ih = 40 x 100 / 250 = 16 A/mm bề dày.

Trong quy trình hàn, cường độ dòng điện được xác định dựa trên bề dày và loại vật liệu hàn; từ đó đường kính điện cực và đường kính que hàn được chọn sao cho phù hợp với phạm vi dòng điện hàn và ứng dụng cụ thể Việc lựa chọn đúng cường độ dòng điện và thông số kích thước phụ kiện hàn giúp đảm bảo mối hàn có chất lượng cao, ổn định quá trình và tăng độ bền cho liên kết.

Trong quá trình hàn hồ quang, khi dòng hàn nhỏ kết hợp với điện cực lớn sẽ khiến điện cực bị nguội quá mức, làm giảm sự phát xạ electron và khiến hồ quang khó ổn định Mặt khác, kích thước của vũng chảy phụ thuộc vào kích thước điện cực và chiều dài hồ quang, làm vũng chảy tăng lên và làm giảm mật độ nhiệt tại vùng hàn, từ đó làm giảm độ ngấu và tăng nhanh tốc độ nguội của vũng chảy, gây ra các biến đổi bất lợi cho quá trình hàn.

Cỡ que đắp ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn: que quá nhỏ sẽ làm tăng tốc độ cấp que, khiến mối hàn thiếu cấp liệu, bị lõm và thiếu kích thước đồng thời có nhiệt độ quá cao; ngược lại, que quá lớn sẽ khiến việc cấp que khó khăn (dễ chạm vào điện cực) và làm mối hàn trở nên quá nguội.

Bảng 10 Các thông số cơ bản khi hàn trên thép cácbon

Bề dày(mm) 1,6 2,4 3,2 4,8 6,4 12,7 Đường kính điện cực

0 Điện áp hàn(V) 12 12 12 12 12 12 Đường kính dây hàn(mm)

Tốc độ hàn (mm/min) 250 250 250 200 200 200

Dường kính mỏ phun(mm)

Lưu lượng khí bảo vệ(l/min)

Bảng 11 Các thông số khi hàn inox

0 Điện áp hàn(V) 12 12 12 12 12 12 Đường kính dây hàn(mm)

Tốc độ hàn (mm/min) 250 250 250 200 200 200

Bảng 12 Hàn thép cacbon và thép hợp kim, hàn giáp mối, vị trí hàn bằng, dòng DCEN

Dạng mép hàn Số lớp hàn Đường kính điện cực ( mm ) Đường kính que hàn phụ ( mm )

4 Không vát hoặc vát chữ V 2 2,4 2,4 70÷30

Bảng 13 Khi hàn nhôm, hàn giáp mối, vị trí hàn bằng, dòng AC

5 Không vát hoặc vát 1 or 2 3.2 3 150 ÷ 200

Bảng 14 Khi hàn đồng bằng đòng DCEN, hàn giáp mối ở vị trí bằng

Các khuyết tật của mối hàn TIG

Nguyên nhân Biện pháp phòng ngừa

Lưu lượng khí bảo vệ không đủ Điều chỉnh đúng lưu lượng khí bảo vệ Hàn môi trường có gió Che chắn khi hàn

Phôi hàn bẩn Làm sạch mép hàn trước khi hàn

Cỡ chụp khí quá lớn hoặc quá nhỏ Chọn số hiệu chụp khí phù hợp với lưu lượng khí bảo vệ

Nguyên nhân chính là đầu điện cực chạm vào bể hàn và đầu que hàn phụ chạm vào đầu điện cực Biện pháp phòng ngừa hiệu quả gồm không để đầu điện cực chạm vào bể hàn, không để đầu que hàn phụ chạm vào đầu điện cực, duy trì khoảng cách an toàn giữa các bộ phận và bể hàn, kiểm tra dụng cụ cách điện và trang bị bảo hộ trước khi bắt đầu quá trình hàn.

Nguyên nhân Biện pháp phòng ngừa

Bề mặt mép hàn không được mài sạch Mài sạch bề mặt mép hàn Đầu que hàn bị bọc oxit Bảo quản que hàn tránh tiếp xúc với oxi Đầu que hàn ra ngoài vùng khí bảo vệ khi hàn

Không để đầu que hàn ra ngoài vùng bảo vệ của khí khi hàn Không làm sạch giữa các lớp hàn Sau mỗi lớp hàn phải làm sạch bề mặt mối hàn

Những ảnh hưởng tới sức khoẻ của người công nhân khi hàn TIG

1.6.1 An toàn đối với ánh sáng hồ quang

Trong quá trình hàn, tia hồ quang với lượng nhiệt lớn và các tia bức xạ có thể gây hại cho mắt và da người Vì vậy, để bảo đảm an toàn khi làm việc với tia hồ quang, cần thực hiện đầy đủ các yêu cầu về bảo hộ và kiểm soát rủi ro như đeo kính bảo hộ có lớp chắn phù hợp, mặc áo dài tay và găng tay chịu nhiệt, sử dụng màn chắn hồ quang và kính chắn sáng, đảm bảo khu vực làm việc thông thoáng và tuân thủ quy trình vận hành an toàn, đồng thời kiểm tra thiết bị và đào tạo người lao động về an toàn hàn Những biện pháp này giúp ngăn ngừa chấn thương mắt, bỏng da và phơi nhiễm với bức xạ và nhiệt do tia hồ quang gây ra.

- Đeo mặt nạ hoặc đội mũ hàn có kính lọc ánh sáng để tránh gây hại cho da mặt và mắt người khi hàn hoặc quan sát vùng hàn

- Đeo kính bảo hộ đúng chủng loại quy định và nên được che hai bên mắt

Để giảm rủi ro từ tia sáng hồ quang cho những người xung quanh, cần sử dụng các tấm màn che hoặc tấm chắn được thiết kế chuyên dụng nhằm chắn và giảm thiểu lượng tia hồ quang nhìn thấy khi làm việc hoặc quan sát hồ quang Việc lắp đặt đúng chuẩn màn chắn giúp bảo vệ mắt và da, nâng cao an toàn điện và tuân thủ các tiêu chuẩn bảo hộ lao động trong môi trường có hồ quang.

- Quần áo bảo hộ, giầy bảo hộ và găng tay phải được làm từ vật liệu bền, chống cháy

1.6.2 An toàn với khói hàn và khí hàn:

Trong quá trình hàn, khói hàn và khí hàn được phát sinh có thể gây hại cho sức khỏe nếu hít phải Để hạn chế nguy cơ, cần chú ý đến thông gió tại chỗ và các biện pháp bảo hộ lao động: đeo khẩu trang lọc khí phù hợp, kính bảo hộ, găng tay và trang phục bảo hộ, sử dụng hệ thống hút khói hoặc quạt thông gió phụ trợ, giảm thời gian tiếp xúc và tiến hành khám sức khỏe định kỳ cho người lao động.

- Khi hàn giữ cho đầu người thợ ở ngoài vùng khói hàn tránh hít phải khói hàn

- Khu vực làm việc cần được thông gió hoặc dùng các thiết bị hút lọc khí để loại bỏ khói và khí hàn

- Nếu thông gió không tốt cần sử dụng bình thở theo đúng qui định

Không được hàn ở vùng có dầu mỡ hoặc sơn dính, vì nhiệt của hồ quang có thể làm chúng cháy và sinh ra hơi độc cũng như các khí gây kích ứng da.

- Khi làm việc ở những nơi kín, chật hẹp cần được thông gió tốt hoặc phải sử dụng bình thở

1.6.3 An toàn khi sử dụng chai khí:

Chai khí bảo vệ chứa khí ở áp suất cao, khi bị hỏng có thể gây nổ và đe dọa an toàn cho người dùng cũng như khu vực lân cận Vì vậy mọi chi tiết liên quan đến chai khí bảo vệ phải được xử lý một cách cẩn trọng và chuyên môn bởi những người có trình độ, đồng thời tuân thủ các quy trình an toàn và kiểm tra định kỳ nhằm ngăn ngừa sự cố rò rỉ khí và tai nạn.

Để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hệ thống khí bảo vệ, sử dụng đúng loại chai khí, đồng hồ đo và ống dẫn được thiết kế riêng biệt cho từng loại khí Bảo quản chúng ở điều kiện tốt nhất và tuân thủ các quy định lưu trữ phù hợp để giảm thiểu rủi ro và duy trì hiệu suất của hệ thống.

- Tránh các chai khí áp suất cao bị quá nóng, va chạm mạnh và phát sinh tia lửa điện

Để đảm bảo an toàn với chai khí, hãy giữ chai ở tư thế đứng thẳng và buộc cố định bằng dây xích lên xe đẩy hoặc lên giá đỡ, nhằm ngăn chai khí bị rơi trong quá trình di chuyển hoặc khi làm việc gần các thiết bị.

- Cần giữ cho chai khí không chạm vào mạch điện hàn hoặc mạch điện khác

- Nghiêm cấm không được chạm điện cực hàn vào chai khí

- Đọc kỹ cách sử dụng chai khí và an toàn cơ bản

- Khi mở van chai khí cần tránh cho mặt đối diện với đầu phun khí ra của van

- Cần có nắp bảo vệ phía trên của van chai khí, trừ khi chai khí đang được nối ra sử dụng

Câu hỏi ôn tập Kiến thức

Câu 1: Trình bày cấu tạo và phân loại mỏ hàn TIG?

Câu 2: Trình bày thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của phương pháp hàn TIG

Xác định các thành phần của sơ đồ nguyên lý hàn TIG như hình vẽ

Vận hành thiết bị hàn TIG

Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy hàn TIG

Tên tiếng việt Tên tiếng Anh Chế độ

Công tắc máy Power On – Off

Chế độ bấm công tắc mỏ Crater On – Off –

Dòng điện ra Output AC – DC

Hàn xung Pulse On – Off

Làm mát Torch Air – Water

Khí bảo vệ Gas Check – Weld

Kiểu hàn Weld Spot – Normal

Thời gian hàn điểm Arc spot 0,5 – 5s

Thời gian tăng dòng hàn Up slope 0,1 – 5s

Thời gian giảm dòng hàn down slope 0,2 – 10s

Tần số xung Pulse Freq 0,5 – 10Hz

Báo lỗi Warn Đèn báo

Hình 2.1 Các nút chức năng của máy hàn PANASONIC 2.1.2 Nguyên lý làm việc

Khi ấn công tắc mỏ hàn, chu trình hàn sẽ được thực hiện như sau:

Hình 2.2 Chu trình hàn TIG

Hàn xung là phương pháp hàn TIG cải tiến, sử dụng dòng điện DC có chu trình gián đoạn ở dạng xung Cường độ dòng điện hàn dao động giữa hai mức cao và thấp theo một chu kỳ lặp lại suốt quá trình hàn, và chu kỳ cũng như biên độ của hai mức có thể được điều chỉnh độc lập để phù hợp với từng chu trình hàn cụ thể Sự nóng chảy xảy ra ở mức cao, còn vũng hàn được giữ ở mức thấp, tạo ra quá trình nóng chảy gián đoạn dọc theo đường hàn và một chuỗi điểm nóng chảy chồng lên nhau Quy trình này thích hợp cho tự động hóa quá trình hàn TIG ở mọi vị trí cho các mối hàn vòng trên ống thành mỏng.

- Không đòi hỏi chặt chẽ về dung sai gá lắp như khi hàn không có xung

- Cho phép hàn các tấm mỏng <

- Giảm biến dạng do khống chế được công suất nhiệt

- Dễ hàn ở mọi tư thế

- Không đòi hỏi trình độ tay nghề của thợ thật cao

- Thích hợp cho cơ khí hóa, tự động hóa quá trình hàn

Thiết bị hàn này phù hợp để hàn các chi tiết quan trọng, như đường hàn lót và mối hàn ống nhiều lớp, đồng thời hiệu quả với các chi tiết có chiều dày không đồng nhất và khi hàn các kim loại khác nhau, giúp tạo liên kết chắc chắn và tăng độ bền của mối hàn.

- Lực điện từ mạnh của các xung điện cho phép bạn hạn chế rỗ xốp trong các mối hàn và tăng chiều sâu ngấu

Kết nối, vận hành thiết bị hàn TIG

2.2.1 Đấu nối thiết bị a Đấu nối nguồn điện

- Đấu nguồn điện cho máy, trước khi đấu phải đảm bảo là máy đã tắt

- Bật công tắc và quan sát đèn tín hiệu xem điện đã vào máy chưa

- Nối bộ điều khiển từ xa

Trong quá trình nối cáp hàn, tất cả mối nối điện phải sạch và kín; cáp dẫn được bố trí ở vị trí an toàn để tránh tia lửa hồ quang và không vướng đường đi của thợ hàn để phòng ngừa tai nạn và giẫm lên Nối thiết bị cung cấp khí cũng cần được thực hiện đúng quy trình, đảm bảo kết nối kín và ổn định để nguồn khí phục vụ cho quá trình hàn luôn sẵn sàng và an toàn.

Hình 2.3 Chu trình hàn bằng xung điện

Để thực hiện đúng kỹ thuật và an toàn, bạn lắp ống dẫn khí vào đầu dẫn khí ra trên đồng hồ đo lưu lượng khí, tiếp theo lắp van giảm áp vào chai khí; trước khi lắp đặt cần kiểm tra và đảm bảo tất cả các van đã đóng kín.

- Lắp ống dẫn với máy, kiểm tra lại tất cả hệ thống cung cấp khí

- Điều chỉnh thông số lưu lượng khí

- Ấn nút TEST để kiểm tra

- Kiểm tra đèn báo nguồn

Trước khi mở phải nới lỏng vít điều chỉnh áp suất khí và phải đóng van chỉnh lưu lượng khí Điều chỉnh áp suất khí từ 1 – 3 (kg/cm 2 )

- Điều chỉnh lưu lượng khí 5 – 8 (l/phút) bằng cách mở van chỉnh lưu lượng khí để viên bi trùng với vạch chia

- Ấn công tắc trên mỏ hàn để kiểm tra lưu thông khí

2.2.3 Tắt máy Để có thể tắt thiết bị một cách an toàn, phải thực hiện đầy đủ các bước sau:

- Bấm công tắc mỏ hàn để xả hết lượng khí còn dư trong máy hàn ra ngoài

- Đóng van chỉnh lưu lượng khí

- Tắt công tắc trên máy và ngắt cầu dao điện

2.2.4 Điều chỉnh chế độ hàn

- Điều chỉnh loại dòng AC, DC hay xung

- Điều chỉnh thời gian phun khí

Điều chỉnh kiểu bấm công tắc hay giữ công tắc trên máy hàn TIG khác nhau tùy từng model Về nguyên tắc, bất kỳ máy hàn TIG nào cũng phải có ba thông số quan trọng để điều chỉnh: dòng điện hồ quang, lưu lượng khí bảo vệ và lưu lượng khí làm mát; các thông số này phải có khả năng điều chỉnh độc lập trên bảng điều khiển của máy hoặc trên bộ điều khiển từ xa.

Kỹ thuật mài điện cực

Tuỳ thuộc vào ứng dụng, vật liệu, độ dày và loại mối hàn, ta có các dạng mài điện cực khác nhau để tối ưu chất lượng mối hàn Khi hàn bằng dòng AC, ta chọn điện cực có đường kính lớn hơn và mài đầu điện cực thành hình tròn thay vì mài nhọn như khi hàn bằng DCEN.

Hình dạng và cách mài điện cực ảnh hưởng quan trọng đến sự ổn định và tập trung của hồ quang hàn Điện cực được mài trên đá có cỡ hạt mịn và mài theo hướng trục Với dòng điện DCEN, đầu điện cực được mài nhọn với góc mài từ 30–60 độ; góc mài càng lớn hồ quang càng phân tán, trong khi góc mài càng nhỏ thì độ ngấu sâu của vũng chảy càng lớn và bề rộng vũng chảy càng hẹp Sau khi mài xong, cần làm tù đầu một chút để bảo vệ điện cực khỏi sự phá hủy do mật độ dòng điện quá cao.

Bảng 15 Kích thước chi tiết khi mài điện cực (khí Ar) Đường kính điện cực

(mm) Đường kính phần mũi (mm)

Phân cực DCEN Liên tục

Trong công nghệ gia công điện, khi dùng dòng AC hoặc DCEP, đầu điện cực có hình dạng bán cầu, giúp hình thành mũi điện cực ổn định và hiệu quả Để có được mũi điện cực thích hợp, ta sử dụng dòng AC hoặc DCEP để kích hoạt hồ quang trên tấm vật liệu dày, từ đó tối ưu hóa đặc tính của mũi điện cực cho quá trình gia công.

Hình 2.5 Cách mài điện cực Hình 2.6 Chọn loại đầu điện cực

Trong hình 2.7, kích thước đầu điện cực và tư thế của trục điện cực vuông góc với tấm vật liệu được trình bày Lý do dùng mũi điện cực bán cầu là khi hàn với dòng AC hoặc DCEP, nhiệt lượng tập trung tại đầu điện cực khiến nó nóng lên nhiều, do đó cần mũi điện cực có diện tích lớn để giảm mật độ dòng nhiệt Đặc biệt khi hàn nhôm, lớp oxit nhôm bám trên mũi điện cực đóng vai trò tăng cường bức xạ electron và bảo vệ điện cực Với điện cực bằng Zr, mũi điện cực tự động hình thành dạng bán cầu khi hàn với dòng AC; tuy nhiên, điều này đi kèm với sự cháy không ổn định của hồ quang.

Mồi hồ quang

Có hai cách mồi hồ quang: không tiếp xúc (bằng cao tần) và tiếp xúc

2.4.1 Mồi hồ quang không tiếp xúc

Phương pháp này áp dụng cho cả dòng một chiều và xoay chiều:

- Bật mỏ hàn: giữ mỏ hàn ở tư thế nằm ngang cách bề mặt vật hàn khoảng 5mm

Để khởi động hồ quang hàn, quay nhanh đầu điện cực trên mỏ hàn về phía vật hàn cho tới khoảng cách chừng 3 mm, tạo góc làm việc khoảng 75 độ Hồ quang sẽ tự hình thành nhờ hoạt động của bộ gây hồ quang có tần số và điện áp cao sẵn có trong thiết bị, giúp quá trình hàn diễn ra hiệu quả và ổn định.

Hình 2.9 Mồi hồ quang không tiếp xúc 2.4.2 Mồi hồ quang tiếp xúc

Trong hàn bằng dòng một chiều, đặc biệt khi làm việc ở khu vực tần số cao dễ gây nhiễu cho các thiết bị điện tử nhạy cảm, hồ quang có thể xuất hiện do tiếp xúc trực tiếp nhanh với bề mặt hàn hoặc với tấm mồi hồ quang (không được làm bằng graphit) Bộ phận điều khiển tự động của thiết bị hàn sẽ tăng dần dòng điện từ khi có hồ quang cho tới khi đạt giá trị dòng điện hàn đã chọn.

Hình 2.8 Kích thước đầu điện cực, AC

An toàn lao động và vệ sinh phân xưởng khi sử dụng thiết bị hàn TIG

- Không dùng máy nén khí để thổi vào bộ phận điện tử của máy

- Chỉ kiểm tra, sửa chữa khi chắc chắn rằng nguồn điện đã được rút ra khỏi máy

- Điều chỉnh dòng điện và cực tính chỉ tiến hành khi không hàn

- Sử dụng đúng điện áp đầu vào của máy

Câu hỏi ôn tập Kiến thức:

Câu 1: Trình bày các bước vận hành và bảo dưỡng máy hàn TIG

Câu 2: Trình bày kỹ thuật mài điện cực hàn TIG

Bài tập ứng dụng: Lắp ghép, vận hành và bảo dưỡng máy hàn TIG MATRIX

Chỉ dẫn đối với học sinh thực hiện bài tập ứng dụng

1 Bài tập ứng dụng phải thực hiện đúng chủng loại máy hàn giáo viên giao cho

2 Đọc catalo và hướng dẫn sử dụng trước khi thực hiện

3 Thực hiện đầy đủ các biện pháp an toàn về điện

4 Khi tháo các vi mạch điều khiển phải sử dụng dụng cụ chuyên dùng và tuân thủ quy định an toàn chống "sốc" điện cho các linh kiện điện tử

5 Tổng điểm và kết cấu điểm của các bài như sau:

Tổng số điểm tối đa cho bài: 100 điểm, kết cấu như sau: a, Phần vận hành: Tổng cộng 70 điểm b, Phần bảo dưỡng: 30 điểm

- Thời gian thực hiện bài tập vượt quá 25% thời gian cho phép sẽ không được đánh giá

Thí sinh phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn lao động và nội quy của xưởng thực tập; mọi vi phạm sẽ dẫn tới đình chỉ thực tập.

Hình 2.10 Các bước gây hồ quang kiểu tiếp xúc

Hàn góc Inox ở vị trí hàn (1F)

Kiến thức liên quan

+ Kim loại mối hàn bám đều hai mép

+ Mối hàn đúng kích thước K = 3 ÷ 4mm

+ Mối hàn không bị các khuyết tật: cháy cạnh, rỗ khí, ngậm xỉ W

+ Mối hàn không có sai lệch hình dáng, đồng đều về cạnh mối hàn

3.1.2 Xác định chế độ hàn

Dòng điện hàn(A) 100÷140 100÷160 120÷200 150÷250 150÷250 150÷300 Điện áp hàn(V) 12 12 12 12 12 12 Đường kính dây hàn(mm)

Tốc độ hàn (mm/min) 250 250 250 200 200 200

Để bắt mối hàn đúng kỹ thuật, cần gây hồ quang ở khoảng cách 10–25 mm từ điểm bắt đầu mối hàn, duy trì hồ quang và chuyển động nhanh về điểm bắt đầu của đường hàn; tại vị trí này, nung nóng kim loại cơ bản cho tới khi đạt trạng thái nóng chảy và chỉ sau đó mới tiến hành bón que hàn phụ để tạo liên kết chắc chắn giữa kim loại nền và que hàn.

- Góc độ que hàn phụ và mỏ hàn

- Thực hiện đường hàn theo phương pháp hàn trái

Chú ý : - Không để đầu điện cực chạm vào vũng hàn vì nó sẽ gây hiện tượng dính điện cực và lẫn W

- Không để đầu que hàn phụ chạm đầu điện cực và vượt ra khỏi vùng khí bảo vệ

Trình tự thực hiện

- Máy hàn TIG, máy mài, bàn gá phôi, thước lá, kính hàn, búa nguội

- Vật liệu hàn: khí Ar, điện cực W 2.4, que hàn TIG 2.4, phôi thép CT3 dạng tấm:

- Chuẩn bị phôi: Đúng kích thước đảm bảo độ thẳng, phẳng, sạch bụi bẩn, dầu mỡ

Thực hiện 2 điểm hàn đính như hình vẽ, mối đính chắc chắn, mỏng

- Tiến hành hàn: Thực hiện thao tác hàn đúng kỹ thuật, góc độ và dao động đã chọn

- Kiểm tra chất lượng mối hàn:

Kiểm tra ngoại dạng bằng mắt thường (hoặc kính lúp) và kiểm tra mối hàn bằng thước để xác định:

+ Bề mặt và hình dạng vảy mối hàn

+ Điểm bắt đầu, kết thúc của mối hàn

+ Khuyết tật của mối hàn: Cháy cạnh, rỗ khí

Bảng trình tự các bước thực hiện

TT Nội dung công việc

Dụng cụ, thiết bị Hình vẽ Yêu cầu kỹ thuật

- Đọc được bản vẽ kỹ thuật

- Hiểu được yêu cầu kỹ thuật

Thước lá, búa, máy mài

- Phôi phẳng, thẳng không bavia

Chọn chế độ hàn dq = 2,4mm ; dòng DC Ih = 110A

L bv = 8 l/p ; v h = 25 cm/p Hàn đính Máy hàn

Mối đính chắc, ngấu, không quá cao, kích thước như hình vẽ

Hàn mặt không có mối đính

- Giữ góc độ và dao động que hàn không đổi

- Điều chỉnh hồ quang đi đúng mép hàn

Kiểm tra, đánh giá sản phẩm và khắc phục sai hỏng

Thước lá Mối hàn xếp vảy đều, không có khuyết tật

3.2.3 Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa

TT Tên khuyết tật Nguyên nhân Khắc phục

Mối hàn cháy cạnh Ih lớn Giảm Ih

Để đạt mối hàn chất lượng, điều chỉnh vận tốc hàn cho phù hợp với mục tiêu công việc: tăng vận tốc khi cần làm đầy nhanh và giảm vận tốc để kiểm soát nhiệt độ và chất lượng ở mép hàn Dao động mỏ hàn nên được duy trì ở trạng thái liên tục và ổn định; điều chỉnh dao động que hàn một cách hợp lý giúp đường hàn thẳng và đều, tránh các điểm dừng bất ngờ Việc bón que hàn phụ cần thực hiện từ từ và đều; khi cần tăng công suất, tăng tốc độ bón que hàn để tăng lượng vật liệu, còn khi kiểm soát nhiệt hoặc mối hàn có yêu cầu đặc biệt, giảm tốc độ bón để ổn định quá trình hàn.

Mối hàn lẫn W Đầu điện cực chạm vào kim loại lỏng hoặc vào đầu que hàn phụ

Thực hiện đúng thao tác kỹ thuật

Rỗ khí là hiện tượng phổ biến khi thiếu khí bảo vệ trong hàn, nên điều chỉnh lưu lượng khí bảo vệ cho quá trình hàn để mối hàn không bị rỗ khí Chọn lưu lượng khí bảo vệ phù hợp giúp bảo vệ vùng hàn hiệu quả và nâng cao chất lượng sản phẩm Que hàn phụ có thể bị oxi hóa nếu không dùng que hàn phù hợp; vì vậy hãy chọn que hàn phù hợp với vật liệu và loại mối hàn để ngăn oxi hóa và tăng độ bền của mối hàn Đồng thời, cần giữ mỏ hàn ở vị trí đúng để lưu khí bảo vệ được duy trì khi hàn cuối đường hàn, tránh mất lớp bảo vệ và giảm thiểu rỗ khí.

Thao tác đúng kỹ thuật

Hàn trong môi trường có gió

Mối hàn thiếu ngấu Dòng điện hàn yếu Tăng dòng điện

Tốc độ hàn nhanh Giảm tốc độ hàn Đầu dây hàn phụ cản trở sự nóng chảy của kim loại cơ bản

Lượng que hàn bón vào lớn

Thực hiện bón que hàn phù hợp

An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp

- Trang bị đầy đủ bảo hộ lao động, sử dụng găng tay dành cho hàn TIG

- Khu vực hàn phải thông gió tốt để đảm bảo đủ lượng ôxy cho người thợ

- Không được bấm công tắc khi mỏ hàn chưa đưa vào vật hàn

Câu 1: Trình bày kỹ thuật và trình tự thực hiện mối hàn TIG vị trí 1F?

Câu 2: Hãy nêu kỹ thuật hàn góc chữ T không vát cạnh vị trí hàn bằng 1F

Bài tập ứng dụng: Hàn góc 1F - bản vẽ kèm theo

- Vật liệu: Thép tấm dày 8 mm, vật liệu CT3 hoặc tương đương

- Thời gian: 01 giờ (kể cả thời gian chuẩn bị và gá đính)

- Mối hàn đảm bảo các kích thước không khuyết tật

- Đường hàn thẳng, bóng bám đều hai bên mép hàn

- Độ cong vênh cho phép 1,5 mm/chiều dài phôi

- Làm sạch toàn bộ mối hàn

Chỉ dẫn đối với học sinh thực hiện bài tập ứng dụn

1 Bài tập ứng dụng phải thực hiện đúng phương pháp, đúng vị trí hàn theo qui định Nếu học sinh lựa chọn sai phương pháp, sai vị trí hàn bài đó sẽ bị loại và không được tính điểm

2 Có thể sử dụng bàn chải sắt để làm sạch bề mặt mối hàn

3 Phôi thi phải được cố định trên giá hàn trong suốt quá trình hàn

- Các mối hàn đính có chiều dài không quá 15 mm

- Hàn hồ quang tay: GTAW

6 Thời gian cho phép chỉnh máy và thử trước khi hàn là 10 phút

Tổng số điểm tối đa cho bài: 100 điểm, kết cấu như sau: a, Điểm ngoại dạng khách quan: Tổng cộng 70 điểm b, Điểm tuân thủ các qui định: 30 điểm

Thí sinh phải tuyệt đối tuân thủ các quy định an toàn lao động và các quy định của xưởng thực tập; mọi vi phạm sẽ bị xử lý nghiêm và có thể dẫn đến đình chỉ thực tập.

Hàn góc Inox vị trí hàn (2F)

Kiến thức có liên quan

+ Kim loại mối hàn bám đều hai mép

+ Mối hàn đúng kích thước K = 3 ÷ 4mm

+ Mối hàn không bị các khuyết tật: cháy cạnh, rỗ khí, ngậm xỉ W

+ Mối hàn không có sai lệch hình dáng, đồng đều về cạnh mối hàn

Bề dày(mm) 3 Đường kính điện cực (mm) 2,4

Dòng điện hàn(A) 110 Điện áp hàn(V) 12 Đường kính dây hàn(mm) 1,6

Tốc độ hàn (mm/min) 250

Dường kính mỏ phun(mm) 9,5 Lưu lượng khí bảo vệ(l/min) 10

Trong kỹ thuật hàn, cần gây hồ quang ở khoảng cách 10–25 mm từ điểm bắt đầu mối hàn, duy trì hồ quang liên tục và thực hiện chuyển động nhanh về đúng điểm bắt đầu của đường hàn Tại thời điểm đó, nung nóng kim loại cơ bản ở điểm bắt đầu đến trạng thái nóng chảy để sau đó tiến hành bón que hàn phụ một cách hiệu quả và ổn định.

- Góc độ que hàn phụ và mỏ hàn

Trong quá trình chuyển động, mỏ hàn phải duy trì khoảng cách từ đầu mỏ đến bề mặt vật hàn là 8–10 mm Đầu điện cực không được tiếp xúc với vùng hàn và với đầu que hàn phụ.

- Thực hiện đường hàn theo phương pháp hàn trái

Thực hiện 2 điểm hàn đính như hình vẽ, mối đính chắc chắn, mỏng

Hình vẽ Yêu cầu kỹ thuật

- Hiểu được yêu cầu kỹ thuật Chuẩn bị phôi

2 Chọn chế dq = 2,4mm ; dòng DC Ih = 110A

3 0 3 độ hàn Lbv = 8 l/p ; vh = 25 cm/p

Mối đính chắc, ngấu, không quá cao, kích thước như hình vẽ

3 Hàn mặt không có mối đính

4 Kiểm tra, đánh giá sản phẩm và khắc phục sai hỏng

Thước lá Mối hàn xếp vảy đều, không có khuyết tật

1 Mối hàn cháy cạnh Ih lớn Giảm Ih

Để tối ưu chất lượng và hiệu suất hàn, bạn cần điều chỉnh vận tốc hàn cho phù hợp: vận tốc nhanh khi cần hoàn thành nhanh và giảm vận tốc để kiểm soát nhiệt cũng như mối hàn trở nên chắc chắn hơn Dao động của mỏ hàn không có điểm dừng và cần được điều chỉnh sao cho di chuyển liên tục, mối hàn đều và đẹp; đồng thời điều chỉnh dao động que hàn để mỏ hàn di chuyển trơn tru, tránh gián đoạn Việc bón que hàn phụ nên thực hiện từ từ, nhịp nhàng, và khi cần tăng tốc độ bón que hàn phụ có thể tăng nhịp bón để cung cấp vật liệu đều cho mối hàn Tóm lại, sự phối hợp giữa vận tốc hàn phù hợp, kiểm soát dao động mỏ hàn và nhịp bón que hàn phụ là yếu tố then chốt để đạt mối hàn chất lượng cao và hiệu suất làm việc tối ưu.

2 Mối hàn lẫn W Đầu điện cực chạm vào kim loại lỏng hoặc vào đầu que hàn phụ

Đảm bảo khí bảo vệ và lưu lượng khí phù hợp là yếu tố then chốt để ngăn rỗ khí và thiếu khí ở mối hàn Chọn lưu lượng khí bảo vệ phù hợp giúp lớp bảo vệ quanh vết hàn ổn định, giảm nguy cơ oxy hóa và rỉ sét Que hàn phụ có thể bị oxi hóa nếu không được bảo vệ đúng, vì vậy cần sử dụng que hàn phù hợp với vật liệu và phương pháp hàn Không giữ mỏ hàn ở một chỗ quá lâu để lưu khí bảo vệ không bị thất thoát, đặc biệt ở cuối đường hàn nơi mối hàn dễ yếu do thiếu khí.

Hàn trong môi trường có gió

- Trang bị đầy đủ bảo hộ lao động, sử dụng găng tay dành cho hàn TIG

- Không được bấm công tắc khi mỏ hàn chưa đưa vào vật hàn

Câu 1: Trình bày kỹ thuật và trình tự thực hiện mối hàn TIG vị trí 2F?

Bài tập ứng dụng này yêu cầu thực hiện mối hàn góc không vát cạnh tại vị trí 2F và tiến hành kiểm tra, phát hiện các khuyết tật trên sản phẩm Quá trình kiểm tra khuyết tật tập trung vào các tiêu chí chất lượng mối hàn và độ bền của chi tiết, nhằm đảm bảo độ chính xác và an toàn của sản phẩm Kích thước như bản vẽ sau.

- Vật liệu: Thép tấm dày 8 mm, vật liệu CT3 hoặc tương đương

- Mối hàn đảm bảo các kích thước không khuyết tật

- Đường hàn thẳng, bóng bám đều hai bên mép hàn

- Độ cong vênh cho phép 1,5 mm/chiều dài phôi

- Làm sạch toàn bộ mối hàn

Chỉ dẫn đối với học sinh thực hiện bài tập ứng dụng

1 Bài tập ứng dụng phải thực hiện đúng phương pháp, đúng vị trí hàn theo qui định Nếu học sinh lựa chọn sai vị trí hàn bài đó sẽ bị loại và không được tính điểm

3 Phôi thi phải được cố định trên giá hàn trong suốt quá trình hàn

Thí sinh phải tuyệt đối tuân thủ các quy định an toàn lao động và các quy định của xưởng thực tập để bảo đảm môi trường làm việc an toàn và hiệu quả Mọi vi phạm sẽ bị xử lý nghiêm và có thể dẫn đến đình chỉ thực tập.

Hàn giáp mối Inox ở vị trí hàn 1G

Kiến thức có liên quan

+ Đảm bảo đúng kích thước mối hàn: B = 6mm

+ Mối hàn không bị các khuyết tật: cháy cạnh, rỗ khí, ngậm xỉ, lẫn W

+ Mối hàn không có sai lệch hình dáng: lệch, không đồng đều về chiều cao và chiều rộng mối hàn

Bề dày(mm) 3 Đường kính điện cực (mm) 2,4

Dòng điện hàn(A) 100 Điện áp hàn(V) 12 Đường kính dây hàn(mm) 1,6

Tốc độ hàn (mm/min) 250

Dường kính mỏ phun(mm) 9,5 Lưu lượng khí bảo vệ(l/min) 10

5.1.3 Kỹ thuật hàn a Bắt đầu đường hàn

- Đưa mỏ hàn vào đầu đường hàn, đầu điện cực cách mặt vật hàn 1- 4mm, góc độ mỏ hàn như hình vẽ

- Nhấn công tắc gây hồ quang, khi hồ quang hình thành thì giữ mỏ 3 – 5s để gia nhiệt cho đường hàn

Khi quan sát thấy vũng hàn sáng lỏng, di chuyển mỏ hàn một cách chậm và đều với tốc độ đủ để hình thành mối hàn có chiều rộng mong muốn Trong trường hợp không dùng dây hàn phụ, không cần dao động ngang mỏ hàn.

Khi sử dụng que hàn phụ, sau khi đầu đường hàn được nung nóng chảy, đưa que hàn phụ chạm vào bể hàn và rút ra nhanh nhưng vẫn nằm trong vùng bảo hộ của khí Tốc độ hàn và lượng que hàn bổ sung phụ thuộc vào chiều rộng và chiều cao của mối hàn, nhằm đảm bảo liên kết chắc chắn và chất lượng bề mặt.

- Phương pháp dao động mỏ hàn: hàn trái, dao động hình bán nguyệt với vận tốc đều đồng thời quan sát vùng hàn

Chú ý : - Đầu điện cực không được tiếp xúc vào vùng hàn và đầu que hàn phụ

- Đầu que hàn phải luôn nằm trong vùng khí bảo vệ b Kết thúc mối hàn

Ở cuối đường hàn, nhiệt độ của vũng hàn đạt tới ngưỡng nhất định do tốc độ tản nhiệt giảm, khiến nhiệt độ nóng chảy của kim loại tại vũng hàn cao hơn Để duy trì chất lượng hàn và tránh hiện tượng quá nóng, ta cần tăng tốc độ hàn và tăng chuyển động tịnh tiến của đầu que hàn phụ Khi kết thúc đường hàn, rút que hàn phụ, tắt hồ quang và giữ mỏ hàn để lưu khí bảo vệ kim loại lỏng, ngăn oxi hóa và đảm bảo mối hàn ổn định.

+ Hàn hai mối đính cách cạnh chi tiết ghép 15mm

+ Bề rộng và chiều cao mối đính càng nhỏ càng tốt, để không gây khó khăn khi hàn, Bđ = 5mm, hđ = 1mm

+ Tăng cường độ dòng điện so với khi hàn, các thông số khác vẫn giữ nguyên + Dao động hình bán nguyệt với biên độ nhỏ

Hình vẽ Yêu cầu kỹ thuật

- Hiểu được yêu cầu kỹ thuật

Chọn chế độ hàn và hành đính

Máy hàn TIG dq = 2,4mm ; dòng DC Ih = 110A

- Mối đính chắc, ngấu, không quá cao

4 Kiểm tra, đánh giá sản phẩm và khắc phục sai hỏng

- Mối hàn xếp vảy đều, không có khuyết tật

- Kích thước đảm bảo theo yêu cầu

1 Mối hàn cháy cạnh Ih lớn Giảm Ih

Vận tốc làm việc trong hàn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối hàn: vận tốc nhanh có thể gây dao động mỏ hàn không có điểm dừng, trong khi giảm vận tốc giúp kiểm soát tốt hơn Điều chỉnh dao động que hàn là yếu tố then chốt để định hình và ổn định mối hàn Bón que hàn phụ chậm giúp quản lý lượng vật liệu và đảm bảo sự đều đều của mối hàn; ngược lại, tăng tốc độ bón que hàn được áp dụng khi cần đẩy nhanh tiến độ nhưng vẫn phải duy trì sự ổn định và chất lượng mối hàn.

2 Mối hàn lẫn W Đầu điện cực chạm vào kim loại lỏng hoặc vào đầu que hàn phụ

Đảm bảo lưu lượng khí bảo vệ được cấp đúng mức để ngăn ngừa rò khí và thiếu khí trong quá trình hàn, giúp mối hàn chắc và bề mặt sạch Que hàn phụ dễ bị oxi hóa nếu không dùng đúng loại, vì vậy hãy chọn que hàn phụ phù hợp và đảm bảo chất lượng của lõi que Không giữ mỏ hàn ở vị trí quá lâu hoặc để lưu khí bảo vệ bị gián đoạn ở cuối đường hàn, vì điều này có thể làm mối hàn yếu và xuất hiện khiếm khuyết.

Hàn trong môi trường Đảm bảo điều kiện có gió làm việc tốt nhất

4 Mối hàn thiếu ngấu Dòng điện hàn yếu Tăng dòng hàn

Vận tốc hàn nhanh Giảm tốc độ hàn Đầu dây hàn phụ cản trở sự nóng chảy của kim loại cơ bản

Bón que hàn phụ đều tay

- Trang bị đầy đủ bảo hộ lao động, sử dụng gang tay dành cho hàn TIG

Câu 1: Trình bày kỹ thuật và trình tự thực hiện mối hàn TIG vị trí 1G?

Bài tập ứng dụng: Hàn mối hàn 1G - bản vẽ kèm theo

- Vật liệu: Thép tấm dày 2 mm, vật liệu

- Mối hàn đúng kích thước

- Mối hàn không bị khuyết tật

CHỈ DẪN ĐỐI VỚI HỌC SINH THỰC HIỆN BÀI TẬP ỨNG DỤNG

1 Bài tập ứng dụng phải thực hiện đúng phương pháp, đúng vị trí hàn theo qui định Nếu học sinh lựa chọn sai vị trí hàn bài đó sẽ bị loại

3 Phôi phải được cố định trên giá hàn trong suốt quá trình hàn

Thí sinh phải tuyệt đối tuân thủ các quy định an toàn lao động và các quy định của xưởng thực tập Mọi hành vi vi phạm sẽ dẫn tới đình chỉ thực tập, ảnh hưởng đến kết quả học tập và cơ hội tham gia các hoạt động thực hành sau này.

Tiêu đề	Môn học Hàn TIG cơ bản ngành/nghề: Công nghệ kỹ thuật cơ khí
Tác giả	Nguyễn Văn Tuyên
Người hướng dẫn	P.T.S. Nguyễn Văn A
Trường học	Trường Cao Đẳng Nghề Hà Nam
Chuyên ngành	Công nghệ kỹ thuật cơ khí
Thể loại	Giáo trình
Năm xuất bản	2020
Thành phố	Hà Nam

Định dạng
Số trang	51
Dung lượng	1,24 MB