Giáo trình hàn cơ bản

Nội dung mô đun: Bài 1: Những kiến thức cơ bản khi hàn điện hồ quang tay I.Mục tiêu: - Trình bày được các ký hiệu, quy ước của mối hàn; - Phân biệt các loại máy hàn điện hồ quang, đồ

Trang 1

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP NAM ĐỊNH

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN:HÀN CƠ BẢN NGÀNH/NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-… ngày…….tháng….năm …………

của………

năm 2018

Trang 3

LỜI GIỚI THIỆU

Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới, lĩnh vực cơ khí chế tạo nói chung và ngành Hàn ở Việt Nam nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể

Chương trình khung quốc gia nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các môđun Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ

sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo theo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay

Mô đun Hàn cơ bản là mô đun đào tạo nghề được biên soạn theo hình thức tích

hợp lý thuyết và thực hành Trong quá trình thực hiện, nhóm biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nước, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất

Mặc dầu có rất nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Nam Định, ngày… tháng …… năm2018

Nhóm biên soạn

Tham gia biên soạn giáo trình

1 Phan Tiến Nhã – Chủ biên

2 Trần Xuân Dũng

3 Nguyễn Xuân Trưởng

4 Trần Quang Hải

Trang 4

MỤC LỤC

Trang

4 Bài 1: Những kiến thức cơ bản khí hàn hồ quang tay 5

6 Bài 3: Hàn đường thẳng trên mặt phẳng ở vị trí bằng 21

7 Bài 4: Hàn giáp mối không vát mép ở vị trí hàn bằng 23

8 Bài 5: Hàn giáp mối có vát mép ở vị trí hàn bằng 25

9 Bài 6: Hàn góc không vát mép(hoặc hàn chồng) ở vị trí hàn bằng 27

10 Bài 7: Hàn góc có vát mép ở vị trí hàn bằng 30

11 Bài 8: Hàn gấp mép kim loại mỏng ở vị trí hàn bằng 33

Trang 5

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN HÀN ĐIỆN CƠ BẢN

I Vị trí, tính chất của mô đun

- Vị trí: Mô-đun này được bố trí sau các môn học cơ sở ngành

- Tính chất của mô-đun: Là mô-đun chuyên ngành bắt buộc

II Mục tiêu mô đun:

1 Kiến thức:

- Giải thích đầy đủ các khái niệm cơ bản về hàn hồ quang tay

- Nhận biết các loại vật liệu dùng để hàn hồ quang tay

- Hiểu được cấu tạo, nguyên lý làm việc và vận hành các loại máy hàn hồ quang tay thông dụng một cách thành thạo

- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp

III Nội dung mô đun:

Bài 1: Những kiến thức cơ bản khi hàn điện hồ quang tay

I.Mục tiêu:

- Trình bày được các ký hiệu, quy ước của mối hàn;

- Phân biệt các loại máy hàn điện hồ quang, đồ gá, kính hàn, kìm hàn và các dụng cụ cầm tay;

- Xác định được loại que hàn thép các bon thấp theo ký mã hiệu, hình dáng bên ngoài;

- Liệt kê được các liên kết hàn cơ bản;

- Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn;

- Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh môi trường;

II Nội dung:

1 Sơ lƣợc về ký hiệu, quy ƣớc của mối hàn;

1.1 Cách biểu diễn mối hàn trên bản vẽ;

1.1.1 Khái niệm chung

Mối hàn là mối ghép không tháo được Muốn tháo rời các chi tiết của mối hàn ta phải phá vỡ mối hàn đó, vì khi hàn người ta dùng phương pháp làm nóng chảy cục bộ kim loại để dính kết các chi tiết lại với nhau

1.1.2 Phân loại mối hàn

Căn cứ theo cách ghép các chi tiết hàn, người ta chia mối ghép bằng hàn

ra bốn loại

Trang 6

a Mối ghép đối đỉnh, ký hiệu Đ hình 1.1.a

1.2 Quy ước mối hàn trên bản vẽ

Căn cứ theo hình dạng mép vát của đầu chi tiết đã chuẩn bị để hàn, người

ta chia ra nhiều kiểu mối hàn khác nhau Kiểu mối hàn được ký hiệu bằng chữ, bằng số và bằng dấu hiệu quy ước

Các kiểu mối hàn và kích thước cơ bản của mối hàn đã được quy định trong các tiêu chuẩn về mối hàn

Ví dụ: Kiểu và kích thước cơ bản của mối hàn hồ quang điện bằng tay được quy định trong TCVN 1091 - 75

Khi cần biểu diễn hình dạng và kích thước của mối hàn thì trên mặt cắt, đường bao mối hàn được vẽ bằng nét liền đậm, mép vát đầu các chi tiết được

của các mối hàn Hình 1.4

Trang 7

Hình 1.3

Cách ghi ký hiệu của mối ghép bằng hàn

Ký hiệu quy ước của mối ghép bằng hàn được ghi trên bản vẽ theo một trình tự nhất định và ghi trên giá ngang của đường gióng đối với mối hàn thấy

và ghi dưới giá ngang đối với mối hàn khuất Cuối đường gióng có ghi nữa mũi

tên chỉ vào vị trí của mối hàn Hình 1.4

Dưới đây là một số ví dụ về cách ghi ký hiệu mối hàn Hình 1.4 là mối hàn ghép chập có ký hiệu: C2 - 6 – 100/200

- C2: Kiểu mối hàn chập không vát hai đầu

- 6: Chiều cao mối hàn 6mm

- 100/200: Mối hàn đứt quãng, chiều dài mỗi quãng 100 mm, khoảng cách giữa các quãng là 200 mm

- : Hàn theo đường bao hở

2 Các loại que hàn thép các bon thấp

2.1 Que hàn thép các bon kết cấu

2.1.1 Cấu tạo que hàn: gồm 2 phần chính:

Hình 1.4 Cấu tạo que hàn

- Phần lõi: là những đoạn dây kim loại có chiều dài từ 250 ÷ 450mm,

tương ứng đường kính từ 1.6 ÷ 6mm Theo TCVN 3734-89 quy ước đường

kính que hàn được gọi theo đường kính của phần lõi que d

- Phần vỏ thuốc: gồm hỗn hợp các hoá chất, khoáng chất, fero hợp kim và chất dính kết

2.1.2 Yêu cầu:

- Về vỏ thuốc, que hàn phải thoả mãn các yêu cầu sau đây:

Trang 8

+ Tạo ra môi trường ion hoá tốt để đảm bảo dễ gây hồ quang và hồ quang cháy ổn định Thường dùng các nguyên tố của nhóm kim loại kiềm

+ Tạo ra môi trường khí bảo vệ vũng hàn, không cho nó tiếp xúc khí ô xi

và ni tơ của môi trường xung quanh Thường dùng các chất hữu cơ (tinh bột, xenlulô,…) các khoáng chất (manhêtit, đá cẩm thạch,…)

+ Tạo lớp xỉ lỏng phủ đều lên bề mặt kim loại mối hàn, bảo vệ không cho không khí xâm nhập trực tiếp vào vũng hàn và tạo điều kiện cho mối hàn nguội chậm Lớp xỉ này phải dễ tróc sau khi mối hàn nguội Thường dùng các loại như TiO2, CaF2, MnO, SiO2,…

+ Có khả năng khử ô xi, hợp kim hoá mối hàn nhằm nâng cao hoặc cải thiện thành phần hoá học và cơ tính của kim loại mối hàn Trong vỏ thuốc các fero hợp kim thường được đưa vào để thực hiện chức năng này

+ Đảm bảo độ bám chắc của vỏ thuốc lên lõi que, bảo vệ lõi que không bị

ô xi hoá Thường dùng các nước thuỷ tinh, dextrin,…

+ Nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp vỏ thuốc phải lớn hơn nhiệt độ nóng chảy của lõi que, để khi hàn lõi thuốc tạo ra hình phiểu hướng kim loại que hàn nóng chảy đi vào vũng hàn thuận lợi Vỏ thuốc phải cháy đều và không rơi thành cục

- Về tổng thể que hàn phải đạt được các yêu cầu sau đây:

+ Đảm bảo yêu cầu cơ tính của kim loại mối hàn

+ Đảm bảo thành phần hoá học cần thiết cho kim loại mối hàn

+ Có tính công nghệ tốt, thể hiện ở các chỉ tiêu:

 Dễ gây hồ quang, hồ quang cháy ổn định khi hàn với dòng điện và chế

2.1.3 Phân loại que hàn: có nhiều cách phân loại que hàn

- Theo công dụng que hàn được chia thành các nhóm sau:

+ Que hàn để hàn thép các bon và thép hợp kim kết cấu

+ Que hàn để hàn thép hợp kim chịu nhiệt

+ Que hàn để hàn thép hợp kim cao có tính chất đặc biệt

+ Que hàn đắp

+ Que hàn gang,…

- Theo chiều dày lớp vỏ bọc, căn cứ vào tỉ số D/d quy ước:

+ Loại vỏ thuốc mỏng: D/d ≤ 1.2

Trang 9

+ Loại vỏ thuốc trung bình: 1.2 ≤ D/d ≤ 1.45

+ Loại vỏ thuốc dày: 1.45 ≤ D/d ≤ 1.8

+ Loại vỏ thuốc đặc biệt dày: D/d > 1.8

- Theo tính chất hủ yếu của vỏ thuốc bọc (chất trợ dung) người ta phân

biệt:

+ Que hàn Cellulose (hữu cơ) ký hiệu (C)

+ Que hàn Rutile ký hiệu (R)

+ Que hàn Baze (Basic) ký hiệu (B)

+ Que hàn Oxit ký hiệu (O)

+ Que hàn Acid ký hiệu (A)

2.2 Que hàn thép hợp kim kết cấu

Que hàn thép VD-9016-B3 (VD-7018-A1, VD-8016-B2)

2.2.1 Đặc điểm - ứng dụng

- VD-9016-B3 là loại que hàn thuộc nhóm hydrogen thấp, kim loại có bổ xung hàm lượng Cr, Mo nên mối hàn chịu tải trọng lớn, chịu nhiệt độ cao Xỉ hàn dễ bong, dễ làm sạch, ít bắn nổ Kim loại đông đặc nhanh nên dễ hàn ở các

tư thế 3G, 4G, …

- Thích hợp để hàn thép hợp kim thấp (Cr đến 2,5%; Mo đến 1,2%) Chịu tải trọng từ 620 – 650 Mpa, làm việc ở nhiệt độ cao như: kết cấu lò luyện, buồng đốt, nhiệt điện, thuỷ điện, …

2.2.2 Thành phần hoá (%)

2.2.3 Cơ tính kim loại mối hàn

2.2.4 Hướng dẫn sử dụng

- Làm sạch dầu, mỡ, bụi bẩn trước khi hàn

- Sấy que hàn ở 300-3500C trong thời gian 30-60 phút trước khi hàn

- Gia công mép hàn theo đúng quy phạm

- Lựa chọn dòng điện hàn phù hợp để tránh các khuyết tật phát sinh

- Các đường hàn lót nên sử dụng que Ø3.2 mm

- Sử dụng nguồn điện AC hoặc DC (+)

- Kích thước que hàn và dòng điện sử dụng:

Trang 10

- Giữ hồ quang ngắn nhất có thể

- Sử dụng nguồn điện một chiều cực dương để hàn (DC +)

Trang 11

d Hướng dẫn sử dụng

b Thành phần hoá (%)

c Cơ tính kim loại mối hàn

d Hướng dẫn sử dụng

Trang 12

3 Các liên kết hàn cơ bản;

3.1 Liên kết hàn giáp mối;

Mối hàn giáp mối được đặc trưng bằng các kích thước: Chiều rộng b, chiều sâu chảy h (hàn một lớp h chính là chiều sâu ngấu của mối hàn) và chiều cao của mối hàn c (chiều cao phần nhô):

Loại liên kết này đơn giản, dễ chế tạo và chịu tải trọng tốt, tiết kiệm kim loại, nên được dùng phổ biến trong thực tế

4 Các khuyết tật của mối hàn;

4.1 Nứt mối hàn;

Nứt xảy ra bên trong và bên ngoài của mối hàn

Vết nứt có các kích thước khác nhau, có thể là nứt tế vi hay nứt thô đại Các vết nứt thô đại có thể gây phá huỷ kết cầu ngay khi làm việc Các vết nứt tế

vi, trong quá trình làm việc của kết cấu sẽ phát triển rộng dần ra tạo thành các vết nứt thô đại

Trang 13

Có thể phát hiện các vết nứt bằng mặt thường hoặc với kính lúp đối với các vết nứt thô đại và nằm ở bề mặt của liên kết hàn Đối với các vết nứt tế vi và nằm bên trong mối hàn chỉ có thể phát hiện được khi dùng các phương pháp kiểm tra như siêu âm, kiểm tra từ tính, chụp X quang,

Các lỗ khí trong mối hàn thường xuất hiện thành từng chuỗi hoặc từng nhóm Trong mối hàn, các lỗ khí thường tập trung nhiều nhất ở dọc trục mối hàn, là nơi kim loại lỏng kết tinh sau cùng Giới hạn số lỗ khí cho phép được ghi trong yêu cầu kỹ thuật sản xuất của liên kết hàn

* Nguyên nhân:

- Do dòng điện hàn nhỏ

- Hàm lượng khí cacbon trong điện cực hoặc trong kim loại cơ bản quá cao

- Que hàn đang sử dụng có khả năng oxy hoá kém

- Que hàn bị ẩm, cạnh hàn bẩn: dính dầu mỡ hoặc gỉ,

- Hồ quang hàn quá dài, tốc độ hàn lớn, đặt dòng điện hàn nhỏ

* Biện pháp phòng tránh

- Điều chỉnh lại cường độ dòng điện hàn cho thích hợp

- Dùng kim loại cơ bản và kim loại điện cực có hàm lược cacbon thấp nhưng phải đảm bảo cơ tính cho mối hàn và sử dụng que hàn có khả năng khử oxy tốt

- Làm sạch cẩn thận cạnh hàn và phải sấy khô que hàn trước khi hàn

- Rút ngắn chiều dài hồ quang hàn và điều chỉnh tốc độ hàn thích hợp

- Điều chỉnh thời gian làm nguội chậm mối hàn

4.3 Lẫn xỉ;

Trang 14

Lẫn xỉ là loại khuyết tật rất dễ xuất hiện trong mối hàn Xỉ hàn là loại tạp chất có thể tồn tại trong mối hàn (1), có thể nằm trên bề mặt mối hàn (2), chỗ giáp ranh giữa kim loại đắp và kim loại cơ bản (3) hoặc giữa các lớp hàn

- Góc độ hàn chưa hợp lý và tốc độ hàn quá nhanh

- Làm nguội mối hàn quá nhanh, xỉ hàn chưa kịp thoát ra ngoài

- Vật liệu hàn không đảm bảo chất lượng

- Trình độ công nhân quá thấp

Hàn không ngấu sinh ra ở góc mối hàn, mép hàn hoặc giữa các lớp hàn

Trang 15

* Nguyên nhân:

- Mép hàn chuẩn bị chưa hợp lý Góc vát quá nhỏ

- Dòng điện hàn quá nhỏ hoặc tốc độ hàn quá nhanh

- Góc độ điện cực hàn (que hàn) và cách đưa điện cực không hợp lý

- Chiều dài cột hồ quang quá lớn

- Điện cực hàn chuyển động không đúng theo trục mối hàn

* Biện pháp khắc phục:

- Chuẩn bị mép hàn hợp lý Vát đúng góc độ

- Chọn dòng điện hàn phù hợp, tốc độ hàn chậm đều

- Góc độ que hàn và cách dao động que hàn hợp lý

- Giữ đúng khoảng cách hồ quang

- Que hàn chuyển động luôn luôn theo trục mối hàn

4.5 Khuyết cạnh

Lẹm chân là phần bị lẹm (lõm, khuyết) thành rãnh dọc theo ranh giới giữa

kim loại cơ bản và kim loại đắp Lẹm chân làm giảm tiết diện làm việc của liên kết, tạo sự tập trung ứng suất cao và có thể dẫn đến sự phá huỷ của kết cấu trong quá trình sử dụng

Nguyên nhân:

- Dòng điện hàn quá lớn

- Chiều dài cột hồ quang quá lớn

- Góc độ que hàn và cách đưa que hàn chưa hợp lý

- Sử dụng chưa đúng kích thước điện cực hàn

Trang 16

Ngọn lửa hồ quang khi hàn hồ quang tay có bức xạ rất mạnh, chỉ cần tiếpxúc trong thời gian ngắn là có thể làm tổn thương cho da (quầng đỏ, bong tróc ) hoặc có thể làm bỏng giác mạc mắt, gây cảm giác khó chịu, ảnh hưởng lớn tới sức khỏe và hiệu quả làm việc của người thợ hàn Sử dụng mặt nạ hàn là một giải pháp hiệu quả, thường có 2 loại mặt nạ hàn, mặt nạ có độ tối cố định

và mặt nạ cảm quang Mặt nạ có độ tối cố định có giá thành rẻ nhưng có nhiều bất tiện khi sử dụng, mặt nạ cảm quang giá cao hơn nhưng rất tiện lợi khi hàn

5.2 Các ảnh hưởng khác

5.2.1 Ảnh hưởng của khói hàn

Không khí được gọi là "trong lành" nếu như 1 m3 không khí sạch chứa ít hơn 5mg khói hàn, thực tế trong các xưởng hàn thì lượng khói hàn lớn hơn rất nhiều

Với tùy từng loại thuốc bọc hàm lượng khói sinh ra sẽ khác nhau, ví dụ khói của que hàn E 6013 sẽ ít hại hơn khói của que hàn E7018, nhưng dù là ít hay nhiều nếu hít vào thường xuyên sẽ gây tác hại lớn cho sức khỏe người thợ hàn Lời khuyên tốt nhất là hạn chế tiếp xúc càng nhiều càng tốt, nơi làm việc phải thông thoáng, và người thợ nên bảo vệ tốt vùng mặt cùng đầu của mình.Khi hàn các loại thép không gỉ, hợp kim đắp cứng bề mặt, một số que hàn thành phần thuốc bọc có chứa flo, que hàn gang nên sử dụng loại mũ hàn có cấp khí thở Thợ hàn và người quản lý sản xuất luôn luôn cần tham khảo các khuyến cáo của nhà sản xuất vật liệu hàn để có những biện pháp bảo vệ hợp lý nhất cho người thợ hàn

5.2.1 Cẩn thận trước sự bắn tóe của kim loại nóng chảy và xỉ hàn

Khi hàn hồ quang có rất nhiều tia lửa bắn tóe ra xung quanh, nhất là đối với người mới học hàn Không nên ở quá gần mối hàn nóng chảy Các tia lửa gây cháy quần, áo và rất phiền toái nếu như bị lọt vào cổ hoặc giày Người thợ nên mặc đồ bảo hộ chuyên dùng như quần áo, tạp dề bằng da, đầu nên chùm khăn kết hợp với đeo mặt nạ hàn Xung quanh vị trí hàn cần sạch sẽ và không gồm các tác nhân dễ bắt lửa Cần bố trí 1 bình cứu hỏa để gần khu vực hàn, phòng khi cháy nổ

5.2.3 Đề phòng điện giật

Với máy hàn hồ quang 1 chiều điện áp không tải khoảng 80V, điện áp không tải của máy hàn xoay chiều cũng trong khoảng 80V, đặc biệt có máy lên tới 100V như vậy khả năng người thợ bị điện giật trong quá trình hàn hoàn toàn có thể xảy ra Vì thế trước khi hàn, người thợ cần kiểm tra các chi tiết như:

- Dây cáp có bị sờn, hở không?

- Các tiếp điểm phải tiếp xúc kín và chắc chắn

- Kìm hàn phải khô ráo và cách nhiệt, cách điện tốt

- Đeo găng tay khi hàn

Tuy trong trường hợp này điện giật ít có khả năng nguy hiểm tới tính mạng nhưng nó sẽ rất nguy hiểm nếu như người thợ thao tác ở trên cao hoặc dưới nước

Trang 17

Bài 2: Vận hành máy hàn điện

I.Mục tiêu:

- Trình bày được quy trình chung vận hành máy hàn hồ quang;

- Vận hành được một số loại máy hàn hồ quang thông dụng;

- Bảo quản được máy hàn sau khi vận hành;

- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phân xưởng;

II.Nội dung:

1 Quy trình vận hành máy hàn điện hồ quang

2 1.1 Nối máy hàn với nguồn điện

Máy hàn điện hồ quang (máy biến áp hàn) hiện nay có nhiều mẫu mã, hình dáng khác nhau, chủ yếu là loại giảm áp, chuyển điện áp cao dòng điện thấp từ tuyến phân phối điện công nghiệp một pha 220V hoặc 3 pha 380V thành điện

áp thấp dòng điện cao cần thiết cho quá trình hàn

Hình 2.1 Mô hình máy hàn điện

Dựa vào cách phân loại dòng điện, chia máy hàn thành hai loại: Hàn hồ quang bằng dòng điện xoay chiều (AC) và hàn hồ quang bằng dòng điện một chiều (DC)

Dựa vào phân loại theo cách nối dây, có: nối dây trực tiếp, nối dây gián tiếp

và nối hỗn hợp Trong cách nối trực tiếp có nối thuận và nối nghịch

Nối thuận: DC

-, DCEN (Direct Current Electrode Negative) là cách nối

cực âm của nguồn hàn với điện cực hàn và cực dương với vật hàn

Nối nghịch: DC+

, DCEP (Direct Current Electrode Positive) là cách nối

cực dương của nguồn hàn nối với điện cực hàn và cực âm nối với vật hàn

* So sánh hàn bằng máy xoay chiều và máy một chiều:

- Hàn bằng dòng xoay chiều có ưu điểm:

+ Thiết bị đơn giản, dễ bảo quản và sửa chữa

+ Giá thành tương đối thấp

+ Không gây hiện tượng thổi lệch hồ quang

- Khuyết điểm về mặt công nghệ:

Tiêu đề	Giáo trình hàn cơ bản
Tác giả	Phan Tiến Nhã, Trần Xuân Dũng, Nguyễn Xuân Trưởng, Trần Quang Hải
Trường học	Trường Cao đẳng Công nghiệp Nam Định
Chuyên ngành	Kỹ thuật Hàn
Thể loại	Giáo trình
Năm xuất bản	2018
Thành phố	Nam Định

Định dạng
Số trang	35
Dung lượng	1,04 MB