Giáo trình chế tạo phôi hàn trung cấp nghề

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 17: Chế tạo phôi hàn 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. YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN 1. Kiểm tra đánh giá trước khi thực hiện mô đun Kiến thức: Đánh giá qua kết quả bằng cách vấn đáp hoặc trắc nghiệm kiến thức đã học có liên quan của môn học vẽ kỹ thuật, an toàn lao động, dung sai. Kỹ năng: Được đánh giá qua kết quả thực hiện khai triển hình học trên bảng trong nội dung môn vẽ kỹ thuật. 2. Kiểm tra đánh giá trong khi thực hiện mô đun Giáo viên hướng dẫn quan sát trong quá trình hướng dẫn thường xuyên về công tác chuẩn bị, thao tác cơ bản, bố trí nơi làm việc... Ghi sổ theo dõi để kết hợp đánh giá kết quả thực hiện môđun về kiến thức, kỹ năng, thái độ. 3. Kiểm tra sau khi kết thúc mô đun 3.1. Về kiến thức Căn cứ vào mục tiêu môđun để đánh giá kết quả qua bài kiểm tra viết, kiểm tra vấn đáp, hoặc trắc nghiệm đạt các yêu cầu sau: Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của từng phương pháp cắt phôi. Nguyên lý hoạt động, cách sử dụng và quy định về an toàn của các thiết bị cắt. Cách dựng hình học, khai triển. Kỹ thuật an toàn khi cắt khí. 3.2. Về kỹ năng Được đánh giá bằng kiểm tra trực tiếp các thao tác trên máy, qua chất lượng của bài tập thực hành đạt các kỹ năng sau: Vận hành, điều chỉnh chế độ các thiết bị cắt. Thao tác cắt phội. Đo kiểm, khai triển, kiểm tra phôi. 3.3. Về thái độ Được đánh giá qua quan sát, qua sổ theo dõi đạt các yêu cầu sau: Chấp hành quy định bảo hộ lao động. Chấp hành nội quy thực tập. Tổ chức nơi làm việc hợp lý, khoa học. Ý thức tiết kiệm nguyên vật liệu. Tinh thần hợp tác làm việc theo tổ, nhóm. BÀI 1: CHẾ TẠO PHÔI HÀN BẰNG MỎ CẮT KHÍ CẦM TAY Mã bài: 17.1 Giới thiệu: Khi chế tạo kết cấu, vật liệu ban đầu ở dạng tấm, dạng ống, dạng định hình theo tiêu chuẩn. Để tạo thành kết cấu người thợ phải khai triển hình dạng và tách chúng thành các chi tiết có kích thước và hình dáng theo yêu cầu. Công việc quan trong ở đây là quá trình cắt, hiện nay có nhiều phương pháp khác nhau từ hiện đại tới đơn giản; cắt phôi bằng mỏ cắt khí cầm tay là phương pháp cắt mang lại hiệu quả kinh tế cao vì thiết bị đơn giản, dễ thực hiện, nguồn khí có nhiều trong tự nhiên và dễ điều chế. Theo nguồn thống kê của tổ chức kỹ thuật lao động và viện bảo hộ lao động, hiện nay chế tạo phôi bằng mỏ cắt khí cầm tay chiếm 57,8% tổng số công việc chế tạo phôi hàn. Mục tiêu: Liệt kê được đầy đủ các loại dụng cụ, thiết bị cắt khí bằng mỏ cắt cầm tay. Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của mỏ cắt, van giảm áp, chai chứa khí, máy sinh khí axêtylen, bình dập lửa tạt lại, ống dẫn khí. Lắp ráp thiết bị, dụng cụ cắt khí đảm bảo an toàn, đúng tiêu chuẩn kỹ thuật. Vận hành và sử dụng thành thạo mỏ cắt khí cầm tay Khai triển, tính toán phôi đúng hình dáng và kích thước của chi tiết. Chọn chế độ cắt (chiều cao cắt, công suất ngọn lửa, tốc độ cắt, góc nghiêng mỏ cắt) hợp lý. Gá kẹp phôi chắc chắn, đảm bảo thoát xỉ tốt. Cắt được đường cắt thẳng, tròn đúng kích thước và đường cắt ít ba via. Chỉnh sửa phôi đạt hình dáng, kích thước theo yêu cầu kỹ thuật. Thực hiện tốt công tác an toàn, phòng chống cháy nổ và vệ sinh phân xưởng. Nội dung: 1. Phôi hàn, vật liệu chế tạo phôi hàn 1.1. Phôi hàn + Thép chữ I Hình11 thép chữ I Các kích thước của thép hình chữ I Quy cách r1 r2 Đơn vị (Kgm) 100x75x5x8 7.00 3.50 12.90 125x75x5.5x9.5 9.00 4.50 16.10 150x125x8.5x14 13.00 6.50 36.20 150x75x5.5x9.5 9.00 4.50 17.10 180x100x6x10 10.00 5.00 23.60 200x100x7x10 10.00 5.00 26.00 200x150x9x16 15.00 7.50 50.40 250x125x10x19 21.00 10.50 55.50 250x125x7.5x12.5 12.00 6.00 38.30 300x150x10x18.5 19.00 9.50 65.50 300x150x11.5x22 23.00 11.50 76.80 300x150x8x13 12.00 6.00 48.30 350x150x12x24 25.00 12.50 87.20 350x150x9x15 13.00 6.50 58.50 400x150x10x18 17.00 8.50 72.00 400x150x12.5x25 27.00 13.50 95.80 450x175x11x20 19.00 9.50 91.70 450x175x13x26 27.00 13.50 115.00 600x190x13x25 25.00 12.50 133.00 600x190x16x35 38.00 19.00 176.00 + Thép hình chữ V Hình 12 thép chữ V Kích thước của thép góc Thép góc cán đều cạnh. Nhóm thép ҐOCT 850972 ( LX ) Thép góc cán lệch cạnh. Nhóm thép ҐOCT 8510 72

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 đápứng nhu cầu xã hội Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới, lĩnhvực cơ khí chế tạo nói chung và ngành Hàn ở Việt Nam nói riêng đã có những bướcphát 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 theotheo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay

Mô đun 17: Chế tạo phôi hàn 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 đãtham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nước, kết hợp với kinh nghiệmtrong thực tế sản xuất

MỤC LỤC

Bài 1: Chế tạo phôi hàn bằng mỏ cắt khí cầm tay 8 Bài 2: Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm bằng máy cắt khí con

MÔĐUN: CHẾ TẠO PHÔI HÀN

Mã số mô đun: MĐ17

Tên mô đun: Chế tạo phôi hàn

Mã mô đun: MĐ17

Thời gian mô đun: 75giờ (Lý thuyết: 15giờ; Thực hành, thí nghiệm,

thảo luận, bài tập: 57giờ, Kiểm tra: 3 giờ)

I Vị trí, tính chất của mô đun:

- Vị trí: Là môn đun được bố trí cho học sinh sau khi đã họcxong các môn học chung theo quy định của Bộ LĐTB-XH và học xongcác môn học/mô đun đào tạo chuyên môn nghề từ MH07 đến MH14

- Tính chất: Là mô đun chuyên ngành

II Mục tiêu mô đun:

- Kiến thức:

+ Xác định đúng phương pháp chế tạo phôi hàn

+ Tính toán khai triển phôi chính xác, đúng kích thước bản vẽ

- Kỹ năng:

+ Vận hành sử dụng thành thạo các loại dụng cụ, thiết bị chế tạo phôi hàn

+ Chế tạo các loại Phôi tấm, phôi thanh, phôi ống thép đúng kích thước bản vẽđảm bảo yêu cầu kỹ thuật và có tính kinh tế cao

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm

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

+ Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác, trung thực của Học sinh

III Nội dung mô đun

Số

Thời gian (giờ)

Tổng số

Lý Thuyết

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

Kiểm tra

mỏ cắt khí cầm tay

1 Phôi hàn, vật liệu chế tạo phôi

hàn

1.1 Phôi hàn

1.2 Vật liệu chế tạo phôi hàn

2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

của các thiết bị an toàn và mỏ cắt

cầm tay

2.1 Cấu tạo và nguyên lý làm

việc của các thiết bị an toàn

2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm

việc của mỏ cắt cầm tay

3 Lắp ráp thiết bị và tạo ngọn lửa

Thời gian (giờ)

Tổng số

Lý Thuyết

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

Kiểm tra

4 Khai triển, vạch dấu phôi

4.1 Khai triển phôi

6 Kỹ thuật chỉnh sửa phôi

7 Công tác an toàn lao động và

vệ sinh phân xưởng

1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của

máy cắt khí con rùa

5 Kỹ thuật cắt kim loại tấm bằng

máy cắt khí con rùa

5.1 Kỹ thuật cắt thẳng

5.2 Kỹ thuật cắt vát mép

6 Kỹ thuật chỉnh sửa phôi

7 Công tác an toàn lao động và

vệ sinh phân xưởng

Thời gian (giờ)

Tổng số

Lý Thuyết

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

Kiểm tra

6 Kỹ thuật chỉnh sửa phôi

7 Công tác an toàn lao động và

vệ sinh phân xưởng

0.5

0.50.5

2

0.250.25

5 Kỹ thuật chỉnh sửa phôi

6 Công tác an toàn lao động và

vệ sinh phân xưởng

2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc

của thiết bị cắt Plasma

Thời gian (giờ)

Tổng số

Lý Thuyết

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

Kiểm tra

8 An toàn khi cắt kim loại bằng

tia plasma và vệ sinh phân xưởng

11

50.50.5

6

Bài 6: Mài mép hàn, mép cắt

bằng máy mài cầm tay

1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của

máy mài cầm tay

1.1.Cấu tạo

1.2 Nguyên lý làm việc

2 Dụng cụ mài

2.1 Dụng cụ bảo hộ lao động

2.2 Dụng cụ tháo lắp, sửa chữa

3 Kiểm tra an toàn trước khi mài

4 Vận hành, sử dụng máy mài

cầm tay

5 Kỹ thuật mài

6 Chỉnh sửa phôi

7 Công tác an toàn khi mài và vệ

sinh phân xưởng

1

1

YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN

1 Kiểm tra đánh giá trước khi thực hiện mô đun

- Kiến thức: Đánh giá qua kết quả bằng cách vấn đáp hoặc trắc nghiệm kiến thức đã

học có liên quan của môn học vẽ kỹ thuật, an toàn lao động, dung sai

- Kỹ năng: Được đánh giá qua kết quả thực hiện khai triển hình học trên bảng trong

nội dung môn vẽ kỹ thuật

2 Kiểm tra đánh giá trong khi thực hiện mô đun

Giáo viên hướng dẫn quan sát trong quá trình hướng dẫn thường xuyên về công tácchuẩn bị, thao tác cơ bản, bố trí nơi làm việc Ghi sổ theo dõi để kết hợp đánh giá kếtquả thực hiện môđun về kiến thức, kỹ năng, thái độ

3 Kiểm tra sau khi kết thúc mô đun

3.1 Về kiến thức

Căn cứ vào mục tiêu môđun để đánh giá kết quả qua bài kiểm tra viết, kiểm tra vấnđáp, hoặc trắc nghiệm đạt các yêu cầu sau:

- Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của từng phương pháp cắt phôi

- Nguyên lý hoạt động, cách sử dụng và quy định về an toàn của các thiết bị cắt

Được đánh giá qua quan sát, qua sổ theo dõi đạt các yêu cầu sau:

- Chấp hành quy định bảo hộ lao động

- Chấp hành nội quy thực tập

- Tổ chức nơi làm việc hợp lý, khoa học

- Ý thức tiết kiệm nguyên vật liệu

- Tinh thần hợp tác làm việc theo tổ, nhóm

BÀI 1: CHẾ TẠO PHÔI HÀN BẰNG MỎ CẮT KHÍ CẦM TAY

Mã bài: 17.1 Giới thiệu:

Khi chế tạo kết cấu, vật liệu ban đầu ở dạng tấm, dạng ống, dạng định hình theotiêu chuẩn Để tạo thành kết cấu người thợ phải khai triển hình dạng và tách chúngthành các chi tiết có kích thước và hình dáng theo yêu cầu Công việc quan trong ở đây

là quá trình cắt, hiện nay có nhiều phương pháp khác nhau từ hiện đại tới đơn giản; cắtphôi bằng mỏ cắt khí cầm tay là phương pháp cắt mang lại hiệu quả kinh tế cao vì thiết

bị đơn giản, dễ thực hiện, nguồn khí có nhiều trong tự nhiên và dễ điều chế Theonguồn thống kê của tổ chức kỹ thuật lao động và viện bảo hộ lao động, hiện nay chếtạo phôi bằng mỏ cắt khí cầm tay chiếm 57,8% tổng số công việc chế tạo phôi hàn

Mục tiêu:

- Liệt kê được đầy đủ các loại dụng cụ, thiết bị cắt khí bằng mỏ cắt cầm tay

- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của mỏ cắt, van giảm áp, chai chứakhí, máy sinh khí a-xê-ty-len, bình dập lửa tạt lại, ống dẫn khí

- Lắp ráp thiết bị, dụng cụ cắt khí đảm bảo an toàn, đúng tiêu chuẩn kỹ thuật

- Vận hành và sử dụng thành thạo mỏ cắt khí cầm tay

- Khai triển, tính toán phôi đúng hình dáng và kích thước của chi tiết

- Chọn chế độ cắt (chiều cao cắt, công suất ngọn lửa, tốc độ cắt, góc nghiêng mỏcắt) hợp lý

- Gá kẹp phôi chắc chắn, đảm bảo thoát xỉ tốt

- Cắt được đường cắt thẳng, tròn đúng kích thước và đường cắt ít ba via

- Chỉnh sửa phôi đạt hình dáng, kích thước theo yêu cầu kỹ thuật

- Thực hiện tốt công tác an toàn, phòng chống cháy nổ và vệ sinh phân xưởng

Nội dung:

1 Phôi hàn, vật liệu chế tạo phôi hàn

1.1 Phôi hàn

+ Thép chữ I

Quy cách thép lệch cạnh

R r

Đơn vị (Kg/m)

160x160x10 16.0 5.3 24.70160x160x11 16.0 5.3 27.00160x160x12 16.0 5.3 29.35160x160x14 16.0 5.3 33.97160x160x16 16.0 5.3 38.52160x160x18 16.0 5.3 43.04160x160x20 16.0 5.3 47.44180x180x11 16.0 5.3 30.47180x180x12 16.0 5.3 33.12200x200x12 18.0 6.0 36.97200x200x13 18.0 6.0 39.92200x200x14 18.0 6.0 42.80200x200x16 18.0 6.0 48.65200x200x20 18.0 6.0 60.08200x200x25 18.0 6.0 74.02200x200x30 18.0 6.0 87.56220x220x14 21.0 7.0 47.40220x220x16 21.0 7.0 53.83250x250x16 24.0 8.0 61.55250x250x18 24.0 8.0 68.86250x250x20 24.0 8.0 76.11250x250x22 24.0 8.0 83.31250x250x25 24.0 8.0 93.97250x250x28 24.0 8.0 104.50250x250x30 24.0 8.0 111.44

+ Thép hình chữ U

Kích thước của thép hình chữ U:

Thép tấm thường có kích thước từ 6mm - 300mm (chiều dầy) x 1500mm - 3000mm(rộng) x 2000mm - 12000mm (chiều dài) tuỳ theo mục đích sử dụngLoại phổ thông Việt Nam hay mua là 6-12mm x 1500mm x 6000mm loại cho đóng tàuhay dùng khổ 2000mm x 9000mm/12000mm.

1.2 Vật liệu chế tạo phôi hàn

a Tính hàn của thép

* Khái niệm:

Tính hàn là khả năng hàn được các vật liệu cơ bản trong điều kiện chế tạo đóquy định trước nhằm tạo ra kết cấu thích hợp với thiết kế cụ thể và có tính năng tíchhợp với mục đích sử dụng Tính hàn được đo bằng 3 khả năng:

- Vật liệu có tính hàn thoả mãn (hay còn gọi là vật liệu có tính hàn trung bình):

so với nhóm trên, nhóm này chỉ thích hợp với một số phương pháp hàn nhất định, cácthông số của chế độ hàn chỉ có thể dao động trong một phạm vi hẹp, yêu cầu về vậtliệu hàn chặt chẽ hơn Một số biện pháp công nghệ như nung nóng sơ bộ, giảm tốc độnguội và sử lý nhiệt sau khi hàn, có thể được sử dụng Nhóm này có một số thép hợpkim thấp, thép hợp kim trung bình

- Vật liệu có tính hàn hạn chế: Gồm những loại vật liệu cho phép nhận được cácliên kết hàn với chất lượng mong muốn trong các điều kiện khắt khe về công nghệ vàvật liệu hàn Thường phải sử dụng các biện pháp sử lý nhiệt hoặc hàn trong những môitrường bảo vệ đặc biệt (khí trơ, chân không) chế độ hàn nằm trong một phạm vi rấthẹp Tuy vậy, liên kết hàn vẫn có khuynh hướng bị nứt và dễ xuất hiện các khuyết tật

cao, thép hợp kim cao, thép đặc biệt (như thép chụi nhiệt, thép chụi mài mòn, thépchống rỉ).

- Vật liệu có tính hàn xấu: Thường phải hàn bằng các công nghệ đặc biệt, phức

tạp và tốn kém Tổ chức kim loại mối hàn tồi, dễ bị nứt nóng và nứt nguội Cơ tính và

khả năng làm việc của liên kết hàn thường thấp hơn so với vật liệu cơ bản Ví dụ phầnlớn các loại gang và một số hợp kim đặc biệt

Trước đây, người ta nghĩ rằng có một số vật liệu không có tính hàn, tức là khôngthể hàn được Tuy nhiên với sự phát triển của khoa học công nghệ hàn, ngày naychúng ta có thể khẳng định rằng tất cả vật liệu đều có tính hàn dù chất lượng đạt đượcrất khác nhau Sự xuất hiện các loại vật liệu mới, những loại liên kết hàn mới đòi hỏichúng ta phải thường xuyên cập nhật kiến thức, nghiên cứu và hoàn thiện các côngnghệ thích hợp để tạo ra các kết cấu hàn có chất lượng cần thiết

* Đánh giá tính hàn của thép

Sau đây ngoài các phương pháp làm thí nghiệm trực tiếp, người ta còn có thểđánh giá bằng cách gián tiếp thông qua thành phần hóa học và kích thước của vật liệunhư sau:

- Hàm lượng cácbon tương đương: (CE)

Hàm lượng cácbon tương đương đặc trưng cho tính chất của vật liệu và biểuhiện tính hàn của nó Đối với thép cácbon và hợp kim nói chung thì CE được xác địnhtheo các công thức sau:

(%) 15 5

6

Cu Ni V Mo Cr Mn C

C E       

(%) 4

15 5 40 24 6

Mo Cr

Ni Si Mn C

C E      Trong đó: C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu là thành phần hóa học của các nguyên tố đó cótrong thép tính theo %.Thông qua giá trị CE có thể đánh giá tính hàn của thép thuộcloại nào

Theo kinh nghiệm sản xuất người ta cũng có thể đánh giá gần đúng tính hàn của thép theo thành phần hoá học bằng cách so sánh tổng lượng các nguyên tố hợp kim (H.K(%) với hàm lượng của cácbon có trong thép C (%) như bảng sau:

0,35  0,450,30  0,400,28  0,38

100 25

V Mo Cr Mn

Ni Si S P C Hcs

có trong thép kể cả các nguyên tố có hại như P, S

Khi Hcs ( 4 thì thép có thiên hướng nứt nóng khi hàn Với thép độ bền cao vàchiều dày lớn cần Hcs < 1,6 ( 2 sẽ ít thiên hướng nứt nóng.

Dễ dàng nhận thấy lưu huỳnh được coi là nguyên nhân chính gây ra nứt nóng.Cácbon và phốt pho cùng với lưu huỳnh sẽ làm tăng mạnh khả năng nứt nóng.Mangan, crôm, môlipđen và vanađi có tác dụng cản trở lại sự nứt nóng

- Thông số đánh giá nứt nguội: Pl

Thông số đánh giá nứt nguội là thông số biểu thị sự ảnh hưởng của các nguyên tốhợp kim tới sự hình thành nứt nguội

(%)10.40

K H

P

CM

l    Trong đó: PCM là thông số biểu thị sự biến dòn của vùng ảnh hưởng nhiệt Đốivới thép hợp kim thấp:

15

5 10 60 20

30

V Mo B V Ni Cu Cr Mn Si C

P CM          

K là hệ số cường độ cứng vững

HD là hàm lượng Hyđrô có trong kim loại mối hàn (ml/100g)

Khi Pl ( 0,286 thì thép có thiên hướng tạo nứt nguội

Để hạn chế hiện tượng nứt nguội cần phải giảm hàm lượng cácbon và hàmlượng Hyđrô trong kim loại mối hàn (ví dụ dùng thuốc hàn, que hàn không ẩm có chứa

ít H2)

- Xác định nhiệt độ nung nóng sơ bộ Tp:

Đối với thép cácbon trung bình và cao, cũng như các loại thép hợp kim thườngphải nung nóng sơ bộ trước khi hàn Nhiệt độ nung nóng sơ bộ Tp xác định theo côngthức sau:

C

Tp 350 E 0 , 25 0

Trong đó: CE là hàm lượng các bon tương đương của thép

b Thép cacbon sử dụng trong kết cấu hàn

Đối với kết cấu hàn, ngoài những yêu cầu về mặt tính năng sử dụng như độ bền

ở các chế độ chịu tải tĩnh và động, ở các nhiệt độ và môi trường khác nhau, cần cónhững đòi hỏi nhất định về mặt công nghệ hàn Do tính đa dạng của điều kiện vậnhành và vật liệu khi chọn các tiêu chí tính toán chế độ hàn, cần xem xét các tiêu chuẩnhoá lý của kim loại cơ bản, khả năng xuất hiện các khuyết tật nguy hiểm tại các vùngkhác nhau của liên kết hàn hoặc các thay đổi bất lợi về mặt cấu trúc và tính chất củachúng

- Thép kết cấu là loại được dựng làm các kết cấu, chi tiết chịu tải (lực) do đó ngoài yêucầu về độ bền đảm bảo cũng cần phải đủ độ bền, độ dai yêu cầu tức là cơ tính tổnghợp Bao gồm thép xây dựng và thép chế tạo máy

- Thép dụng cụ là loại chuyên dùng làm cụng cụ nên có yêu cầu chủ yếu về độ cứng vàchống mài mòn

* Mác thép

- Thép cacbon kết cấu chất lượng thông thường - mác thép và yêu cầu kỹ thuật

Thép được coi là thép cacbon khi không có quy định nào về nồng độ tối thiểucủa các nguyên tố Cr, Co, Nb, Mo, Ni, Ti, W, Zn hoặc bất kỳ nguyên tố nào khác cầnđưa thêm vào để có được hiệu ứng hợp kim hóa cần thiết; khi nồng độ tối thiểu quyđịnh cho đồng Cu không vượt quá 0,4% hoặc khi nồng độ tối đa quy định cho bất kỳnguyên tố hợp kim nào trong các nguyên tố sau đây không vượt quá 1,65%Mn; 0,6 Si;

* Theo công dụng tốt được chia thành 3 nhóm

Nhóm A: đảm bảo tính chất cơ học

Nhóm B: đảm bảo thành phần hóa học

Nhóm C: đảm bảo thành phần hoá học và tính chất cơ học

* Thép được sản xuất theo các mác sau

Nhóm A:CT31, 33, 38,42,51, 61

Nhóm B: BCT31, 33, 34,38,42, 51, 61

Nhóm C: CCT34, 38, 42, 52

- Thép của tất cả các nhóm với mác số 33, 34, 38, 42 được rút theo công nghệ sôi, lặng

và nửa lặng còn thép với mác số 51 và 61 theo công nghệ nửa lặng và lặng

Chữ CT là ký hiệu thép C thông thường

Chữ số đứng đằng sau chỉ giới hạn bền tối thiểu khi kéo tính bằng KgLực/mm2 Thép nhóm A không cần ghi

Chữ in thường đằng sau chữ số chỉ độ bền khi keó biểu thị mức độ khử O: s: thépsôi, n: thép nửa lặng, không ghi: thép lặng

VD: CT38s, BCT38n, CCT38

Để biểu thị loại thép, đứng sau cùng mác thép có thêm chữ số

Không cần ghi chỉ loại đối với thép loại 1

Ở thép lặng có thêm gạch ngang đằng sau độ bền keó để phân biệt với số chỉ loạithộp

VD: BCT38-2, CCT42-3, CCT38-6

Đối với thép nửa lặng có nâng cao hàm lượng Mn ở sau biểu thị mức độ khử O cóthêm chữ Mn

VD: CT38nMn, BCT38nMn2, CCT52nMn3

* Thép cácbon kết cấu chất lượng tốt:

Dựa theo thành phần hoá học, thép được chia làm 2 nhóm

- Nhóm 1: với hàm lượng Mn thường, gồm các mác sau C5s, C8s, C8,

- Nhóm 2: với hàm lượng Mn nâng cao gồm các mác sau C15Mn, C20Mn,C25Mn,C30Mn,

Chữ C ở đầu biểu thị thép cacbon chất lượng tốt, các số tiếp theo chỉ hàm lượngtrung bình của cácbon tính theo phần vạn Chữ Mn biểu thị thép có hàm lượng mangannâng cao

Thành phần hoá học của thép khi ra lò phải phù hợp với các chỉ tiêu ghi trong bảng:

Mác thép

Hàm lượng của các nguyên tố %

Lưu

Không lớn hơn Nhóm 1

0,.17-0.65

Nhóm 2

0.12-0.19

0.37

0.17-0.7-1.00 0.04 0.04 0.25 0.25

0.67-0.75

0.37

Bảng quy định tính chất cơ học của thép qua thử nghiệm kéo

và độ dai va đập trên các mẫu

Mác thép

Giới hạn chảy  ch

Độ bền kéo

b

Độ dẵn dài tương đối



Độ thắt tương đối

Được quy định trong TCVN 1822-76

Mác thép: CD với số tiếp theo chỉ lượng cacbon trung bình tính theo phần vạn

VD: CD80 và CD80A là hai mác cũng có khoảng 0,8%C song với chất lượng tốt vàcao

Sản phẩm các loại thép trên được cung cấp dưới dạng thép thanh, băng định hình,…với cỡ, thông số kích thước được quy định trong TCVN như 1654-1975 thép chữ C,1655-1975 thộp chữ I

* Ưu, nhược điểm của thép cacbon

+ Ưu điểm:

- Rẻ, dễ kiếm không phải dùng các nguyên tố đắt tiền

- Có cơ tính tổng hợp nhất định phù hợp với các điều kiện thông dụng

c Thép hợp kim dùng trong kết cấu hàn

* Thành phần hoá học

Khác với thép cacbon, thép hợp kim là loại thép mà người ta đưa thêm vào cácnguyên tố có lợi với lượng đủ lớn để làm thay đổi tổ chức và cải thiện tính chất cơ lýhóa Các nguyên tố có lợi được đưa vào với lượng đủ lớn gọi là các nguyên tố hợpkim Chúng bao gồm các nguyên tố với hàm lượng lớn hơn các giới hạn cho từngnguyên tố như sau

Nhỏ hơn thì được gọi là tạp chất

Thép hợp kim chất lượng tốt có chứa ít và rất ít các tạp chất có hại

* Đặc tính thép hợp kim

+ Cơ tính

Do một số yếu tố mà chủ yếu là tính thấm tôi cao hơn nên thép hợp kim có độbền cao hơn hẳn so với thép cacbon Điều này thể hiện đặc biệt ở thép sau khi tôi +ram

- Ở trạng thái không tôi+ram (ví dụ ở trạng thái ủ) độ bền của thép hợp kim không caohơn thép cacbon bao nhiêu Cho nên đã dùng thép hợp kim thì phải qua nhiệt luyện tôi+ ram Nếu dùng thép hợp kim ở trạng thái cung cấp hay ủ là sự lãng phí lớn về độbền

- Do tính thấm tôi tốt, dùng môi trường tôi chậm (dầu nên khi tôi ít bị biến dạng và nứthơn so với thép cacbon luôn phải tôi nước Do vậy các chi tiết có hình dạng phức tạpphải qua tôi (do đòi hỏi về độ bền) đều phải làm bằng thép hợp kim

- Khi tăng mức độ hợp kim hoá làm tăng được độ thấm tôi làm tăng độ cứng, độ bềnsong thường làm giảm độ dẻo, độ dai nên lượng hợp kim cần thiết chỉ cần đảm bảo tôithấu tiết diện đã cho là đủ, khôngnên dùng thừa Do vậy có nguyên tắc là chọn mácthép hợp kim cao hay thấp là phụ thuộc tiết diện vàkích thước

- Tuy có độ bền cao hơn nhưng thường có độ dẻo, độ dai thấp hơn Do vậy phải chú ýđến mối quan hệ này để có xử lý thích hợp (= ram)

Tuy có ưu điểm về độ bền nhưng nói chung thép hợp kim có tính công nghệ kém hơn

so với thép cacbon (trừ tính thấm tôi)

* Tính chịu nhiệt

Các nguyên tố hợp kim cản trở sự khuyếch tán của cacbon do đó làm mactẽnit khóphân hoá và cacbit khó kết tụ ở nhiệt độ cao hơn 200oC, do vậy tại các nhiệt độ nàythép hợp kim bền hơn Một số thép hợp kim với lớp vảy oxyt tạo thành ở nhiẹt độ caokhá xít chặt, có tính bảo vệ tốt

* Tính chất vật lý, hoá học đặc biệt:

Bằng cách đưa vào thép các nguyên tố khác nhau với lượng lớn quy định có thểtạo ra cho thép các tính chất đặc biệt: như không gỉ, chống ăn mòn trong axit, muối, có

từ tính hoặc không có từ tính, giãn nở nhiệt đặc biệt

* Phân loại thép hợp kim

- Thép sau cùng tích peclit + cacbit tự do

- Thép lêđêburit (cacbit) có lêđêburit

Riêng với thép hợp kim cao chủ yếu bằng 1 trong 2 nguyên tố Cr, Mn hay Cr-Ni sẽ có:

- Thép ferit loại có Cr rất cao (>17%) và thường rất ít cacbon

- Thép austenit có Mn rất cao (>13%) và thường có C cao loại có Cr (>18%) và

Ni (>8%)

+ Theo tổ chức thường hoá:

- Thép họ peclit: loại hợp kim thấp

- Thép họ mactenxit: loại hợp kim trung bình ( >4-6 )% và cao

- Thép họ austenit: loại có chứa Ni >8% hoặc Mn >13% cao

+ Theo tổng lượng nguyên tố hợp kim:

Theo tổng lượng các nguyên tố hợp kim có trong thép từ thấp đến cao

- Thép hợp kim thấp: loại có tổng lượng <2,5% (thường là thép peclit)

- Thép hợp kim trung bình: loại có tổng lượng từ 2,5 - 10%( thường là thép họ

Trong đó hai nhóm đầu cũng có trong loại thép cacbon, còn nhóm thứ 3 không có Đây

là nhóm với tính chất vật lý - hoá học đặc biệt, thường chứa tổng lượng hợp kim cao

và rất cao > 20%

Cách phân loại trên thường có quan hệ với nhau và hco biết một số đặc trưngcủa thép Thép austenit, ferit bao giờ cũng có loại thép đặc biệt, hợp kim cao hoặc rấtcao, đắt và khó gia công Thép mactenxit là loại thép rất dễ tôi song rất khó gia côngcắt phôi ở trạng thái cung cấp Thép ledeburit boa giờ cũng thuộc nhóm hợp kim cao-cacbon cao,, rất cứng để làm dụng cụ Thép Cr - Ni bao giờ cũng là thép kết cấu quý vì

có độ thấm tôi cao và độ dai tốt

* Tiêu chuẩn thép hợp kim:

TCVN 1759-75 quy định nguyên tắc ký hiệu thép hợp kim theo trật tự sau:

- Số chỉ hàm lượng cacbon trung bình theo phần vạn, nếu ≥1% thì có thể không cầnbiểu thị

- Các nguyên tố hợp kim theo ký hiệu hoá học và ngay sau đó là hàm lượng theo phầntrăm trung bình (thường được quy tròn thành số nguyên) xếp theo trật tự từ cao đếnthấp Khi lượng chứa của nguyên tố khoảng 1% thì không cần biểu thị bằng số:

VD: 40Cr: thép có 0,36÷ 0,44%C, 0,8÷ 1%Cr

90CrSi thép có 0,85-0,95%C, 1,2÷ 1,6%Si, 0,95÷ 1,25%Cr

Tuy nhiên TCVN chưa phủ hết các thép hợp kim thường dùng

Vật liệu AISI hay SAE Ứng dụng

Nickel Chromium 3 3 Thép không gỉ, dụng cụ nhàbếp, bánh răng, trục

Molypden 4 4 Máy móc, phụ tùng ô tô, bulông và bi lăn, lò xo

Chrome-Vanadi 6 6 Tools, spring and gears Côngcụ, mùa xuân và bánh răng Chromium & Molypden 8 8 Máy công cụ

Niken, crom và Molypden 9 9 Các bộ phận khuôn mẫu

d Tính toán hiệu suất sử dụng vật liệu

* Khai triển phôi

Khai triển phôi là “trải” chi tiết từ dạng hình không gian ra hình phẳng, sau đótính toán, xác định các yếu tố công nghệ như: Lượng dư gia công cơ, dung sai, độ biếndạng của kim loại v.v rồi cắt ra các kích thước và hình dạng cần thiết để từ đó đemtạo hình thành các chi tiết yêu cầu Trong thực tế có thể triển khai phôi theo ba phươngpháp: Phương pháp diện tích, phương pháp thể tích, phương pháp khối lượng, trong đóphương pháp diện tích thường được dùng hơn cả Theo phương pháp này có thể triểnkhai phôi theo kích thước trong hay ngoài các chi tiết khi chi tiết đó có chiều dày S( 0,5 mm; còn đối với các chi tiết có chiều dày S > 0,5 mm thì phải triển khai theođường trung bình Sau đó khai triển song chú ý bố trí phôi trên tấm thép để cắt hợp

lý, tức là phải bố trí thế nào đó để đảm bảo hệ số sử dụng vật liệu lớn nhất mà khôngảnh hưởng đến chất lượng phôi cắt ra Điều này có ý nghĩa về kinh tế rất lớn trong sảnxuất, đặc biệt là đối với dạng sản xuất loạt lớn hay hàng khối , bởi vì trong tổng giáthành của một chi tiết nào đó thì giá thành vật liệu có thể chiếm tới 60 (70%, đối vớicác vật liệu cúi có thể lớn hơn

Trong sản xuất cũng như trong kỹ thuật, người ta thường dùng hệ số để đánhgiá mức độ sử dụng vật liệu Hệ số này có thể tính theo công thức sau:

%100.F

F0



hay 100 %

F

f n

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 haycát tông ) cắt thành nhiều mẫu, rồi dùng những mẫu này xếp lên tấm thép để cắt, sosánh các phương án xếp và chọn lấy phương án tối ưu, tức là phương án có hệ số sửdụng vật liệu lớn nhất

Khi xếp phôi cần chú ý tới mạch nối (khoảng cách giữa các phôi và mép phôi với cạnhtấm cắt) Khoảng cách này cần phải đảm bảo sao cho khi cắt không có hiện tượng uốn(gấp) theo phôi để tránh hiện tượng kẹt hay có thể vỡ khuôn khi tạo hình Trị số mạchnối phụ thuộc vào chiều dày, tính chất của vật liệu, hình dạnh của phôi v.v Trị sốnhỏ nhất của mạch nối có thể lấy theo bảng 1.1

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

* Nắn

Việc nắn phẳng các tấm thép phổ biến nhất là bằng phương pháp cơ khí vàđược thực hiện trên các máy nắn vạn năng hay chuyên dùng Đối với các tấm thépcacbon có chiều dày S (10 mm thường tiến hành nắn ở trạng thái nguội có chiều dày

S > 10 mm và các tấm hợp kim phải tiến hành nắn ở trạng thái nóng Dù nắn trên bất

kỳ thiết bị nào, ở trạng thái nóng hay trạng thái nguội, sau khi nắn xong, yêu cầu độkhông phẳng của tâm không quá lớn hơn 1 mm mét chiều dài của tâm

* Lấy dấu và đánh dấu

Tấm thép sau khi được nắn xong, tiến hành xếp phôi lên đó để chọn lấy phương

án tối ưu Khi đã chọn phương án tối ưu rồi, tiến hành lấy dấu và đánh dấu phôi Lấydấu dù là vi việc cần thiết vì không những đảm bảo độ chính xác kích thước và hìnhdạng của phôi khi cắt mà còn tạo điều kiện dễ dàng cho quá trình cắt Khi lấy dấu cầnchú ý một điểm cơ bản là phải tính đến lượng gia công cơ tiếp theo và độ co của kim

Để tránh sự nhầm lẫn trong các nguyên công tiếp theo đặc biệt là nguyên cônglắp ghép - hàn và để dễ kiểm tra khi mất mát, sau khi lấy dấu xong cần phải đánh dấucác phôi Tuy nhiên, việc này chỉ cần thiết đối với trường hợp sản xuất đơn chiếc hayloại nhỏ mà thôi, còn đối với dạng sản xuất hàng loạt lớn hàng khối có thể không cầnthiết, bởi vì trong trương hợp này, khi chuyển sang từ nguyên công từ nguyên côngnày sang nguyên công khác Các phôi thường được chứa trong các thùng riêng, do dó

ít xảy ra hiện tượng nhẫm lẫn và mất mát, đồng thời nâng cao được năng suất laođộng

* Cắt

Cắt các phôi từ vật liệu tấm dùng phổ biến nhất là phương pháp cơ khí và ngọnlửa hàn khí Cắt bằng cơ khi thường tiến hành trên các máy, máy bào v.v Phươngpháp này có ưu điểm là phôi cắt ra có độ chính xác cao, mép cắt phằng, vùng kim loạithay đổi tính chất cơ lý ở gần mép cơ lý ở gần mép cắt nhỏ v.v Nhưng có khuyếtđiểm là khó hay không cắt được các tấm có chiều dày lớn và nói chung để cắt đườngthăng, ít khi có thể hiện bằng tay hay bằng máy Phương pháp này có ưu điểm có ưuđiểm là cắt được cả các tấm mỏng và các tấm có chiều dày lớn; cắt được cắt được cảđường thẳng và đường cong phức tạp; nhưng có khuyết điểm là mép cắt không thẳng

và không phẳng, vùng kim loại thay đổi tính chất cơ lý (vùng ảnh hưởng nhiệt) lớn; độchính xác kích thước và hình dạng hình học thấp Sau khi cắt xong, phôi thường phảiđược đưa qua gia công cơ thêm

Tuỳ theo mức độ yêu cầu, người ta thường chia độ chính xác kích thước củaphôi (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 bulông, 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 vớicác chi tiết khác như (căn, đệm, nắp, mặt bích) v.v dung sai cho phép đến (5 mm

rmin = 25 STrong đó S - chiều dày của chi tiết

Mỗi một chi tiết hàn có nhiều cách chuẩn bị khác nhau do đó sau khi đã chọnđược phôi rồi cần phải phác thảo ra một số phương án quy trình công nghệ để từ đóchọn lấy một quy trình tối ưu Một qui trình tối ưu là quy trình cho phép thực hiện cácnguyên công dễ dàng, số lượng nguyên công ít nhất v.v mà vẫn đảm bảo độ chínhxác của chi tiết yêu cầu, nói một cách khác nó vừa đảm bảo tính kinh tế và vừa bảođảm tính kỹ thuật

2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các thiết bị an toàn và mỏ cắt cầm tay.

2.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các thiết bị an toàn.

2.1.1 Bình sinh khí Acetylene

Là thiết bị trong đó dùng nước phân huỷ CaC2 để lấy khí C2H2

CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2

Trong thực tế 1kg CaC2 cho ta khoảng 220 đến 300 lít khí C2H2

Hiện nay có nhiều loại bình sinh khí C2H2 mỗi loại chia ra nhiều kiểu khác nhau,nhưng bất kỳ một máy sinh khí nào cũng đều phải có các bộ phận chính sau đây:

- Buồng sinh khí (một hoặc nhiều buồng)

- Thùng chứa khí

- Thiết bị kiểm tra và an toàn (áp kế, nắp an toàn )

Các bộ phận trên có thể bố trí thành một kết cấu chung hay lắp riêng rồi nối với nhaubằng các ống

Phân loại

Thông thường người ta xếp các loại máy sinh khí dựa theo một số đặc điểm sau:

- Phân loại theo năng suất của máy sinh khí:

+ Loại I có năng suất 3m3/giờ, cho mỗi lần dưới 10kg CaC2

+ Loại II có năng suất trên 3 đến 50m3/giờ, cho mỗi lần dưới 200kg CaC2

+ Loại III có năng suất trên 50m3/giờ cho mỗi lần trên 200kg CaC2 trở lên

Loại I chủ yếu dùng vào việc tu sửa và lắp ráp, phần lớn kiểu di động, còn loại II vàloại III được đặt cố định trong trạm để điều chế khí axêtylen hoà tan (đóng vào cácchai), cung cấp cho các xưởng hàn - cắt hơi

- Phân loại theo 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 1,5at thường đuợc chế tạo gọn nhẹ để dùngtrong việc hàn và cắt di động Còn loại máy sinh khí C2H2 áp suất cao chỉ dùng đặcbiệt để điều chế khí C2H2 theo yêu cầu của công nghiệp

- Phân loại dựa theo số lượng nước cần thiết để điều chế khí C2H2:

+ Bình sinh khí C2H2 loại khô

+ Bình sinh khí C2H2 loại ướt

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bình sinh khí axetylen hỗn hợp áp xuất thấp

lên đẩy nước trong buồng phản ứng 2 vào buồng 3, lúc này sự tiếp xúc giữa đất vànước giảm đi, phản ứng không xảy ra và ngược lại khi bên ngoài sử dụng khí, áp suấtbuồng 5 và buồng 2 giảm đi nước lại tràn vào buồng phản ứng làm phản ứng xảy ramạnh hơn đó chính là sự tự điều chỉnh phản ứng.

2.1.2 Áp kế

Hình 1-5 Áp kế

Là dụng cụ đo áp suất khí Trên mặt áp kế phải có kẻ một vạch đỏ rõ ràng ởngay sau số chỉ áp suất cho phép làm việc bình thường loại áp suất trung bình màthùng chứa khí được tạo thành một bộ phận riêng thì phải lắp áp kế cả ở trên buồngsinh khí và thùng chứa khí

Nhiều khi lắp màng bảo hiểm thay cho nắp an toàn, màng bảo hiểm sẽ bị xé vỡkhí C2H2 bị nổ phá huỷ hay khi áp suất trong bình tăng lên cao Khi áp suất tăng 2,5đến 3,5at thì màng bảo hiểm sẽ bị phá huỷ, màng bảo hiểm thường sẽ đuợc chế tạobằng lá nhôm, lá thiếc mỏng, hoặc hợp kim đồng nhôm dày từ 0,1 đến 0,15mm

2.1.4 Thiết bị ngăn lửa tạt lại

Là dụng cụ ngăn lửa chủ yếu do ngọn lửa hoặc khí Ôxy đi ngược từ mỏ hàn hay

mỏ cắt vào máy sinh khí C2H2 bắt buộc phải có thiết bị ngăn lửa tạt lại

Hiện nay chúng ta đang dùng loại mỏ hàn hoặc cắt kiểu hút, nghĩa là áp suấtcủa khí O2 cao hơn áp khí C2H2 rất nhiều (áp suất O2 từ 3 đến 14at, áp suất khí C2H2 từ0,01 đến 1,5at) Trường hợp mỏ hàn bị tắc hoặc bị nổ khí O2 và ngọn lửa sẽ đi ngượclại Hiện tượng đó xảy ra khi tốc độ cháy hỗn hợp O2 + C2H2 > hơn tốc độ khí cungcấp

Tốc độ khí cung cấp càng giảm khi: Tăng đường kính lỗ mỏ hàn giảm lực vàtiêu hao khí , ống dẫn bị tắc

Tốc độ cháy càng tăng khi: Tăng lượng O2 nhiệt độ khí cao, môi trường hàn khôráo và nhiệt độ cao Thiết bị ngăn lửa tạt lại có nhiệm vụ dập tắt ngọn lửa không chokhí cháy vào máy sinh khí Yêu cầu chủ yếu nó là:

- Ngăn cản ngọn lửa trở vào và xả hỗn hợp chạy 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:

Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô

Hình 1-6.Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô

Cấu tạo gồm vỏ thép (1) trong đặt thỏi hình trụ (2) bắt bọt sứ Hai mặt của vỏthép cặp hai nắp (3) và giữa lót cao su Khi ngọn lửa bị tạt đi vào thì lập tức bị dập tắt

2.1.4 Thiết bị ngăn lửa kiểu dùng chất lỏng, kín

Hình 1-7 Thiết bị ngăn lửa kiểu dùng chất lỏng, kín

Hoạt động bình thường: Khí từ bình sinh khí qua ống (3) đi quan van (5) chuiqua nước và ra van (4) đến mỏ cắt

Khi có hỗn hợp nổ tạt lại: Hỗn hợp nổ làm tăng áp xuất trong bình làm nén nước nênviên bi (5) đóng lại không để hỗn hợp nổ đi qua và dập tắt ngọn lửa

2.1.5 Van giảm áp

Tác dụng và vị trí của van giảm áp: Van giảm áp lắp ngay sau nguồn khí và có tác dụng:

- Làm giảm áp suất của các chất khí đến mức quy định

- Giữ cho áp suất đó không thay đổi trong suốt quá trình làm việc

- Điều chỉnh áp suất khí ra

- Van giảm áp cho khí O2 có thể điều chỉnh áp suất khí O2 từ 150at xuống khoảng

1 đến 15at

- Van giảm áp cho khí C2H2 có thể điều chỉnh áp suất khí C2H2 13at xuốngkhoảng 0,05 đến 1,5at

2.1.6 Van giảm áp đơn cấp

Có nhiều loại van giảm áp khác nhau nhưng nguyên lý chung của các bộ phận chínhthì giống nhau

- Cấu tạo:

Hình 1-8 Van giảm áp đơn cấp

Khí nén từ chai O2 hoặc từ máy sinh khí đi vào buồng áp lực cao sau đó qua khe

hở giữa nắp van và gờ van để vào buồng áp lực thấp Vì dung tích của buồng áp suấtcao nhỏ hơn buồng áp suất thấp nên chất khí đi từ buồng áp suất cao sang buồng ápsuất thấp sẽ giãn nở làm áp suất giảm xuống đến áp suất làm việc rồi dẫn ra mỏ hànhoặc mỏ cắt

Muốn cho áp suất khí trong buồng cao hay thấp ta điều chỉnh khe hở giữa nắpvan và gờ van Nắp càng nâng cao thì áp suất trong buồng áp lực thấp càng cao và lưulượng khí đi qua van giảm áp càng nhiều Để nâng nắp lên cao, do đó áp suất khí trongbuồng tăng dần đến mức quy định

Van giảm áp có nắp van an toàn, áp kế chỉ áp suất trong buồng cao áp và áp kếchỉ áp suất trong buồng áp lực thấp

Bảng thông số một số loại van giảm áp đơn cấp thường dùng

2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của mỏ cắt cầm tay.

Hình 1-9 Mỏ cắt

Ống dẫn khí dùng trong kỹ thuật

Trong kỹ thuật hàn - cắt khí thường dùng hai loại ống: Ống dẫn bằng kim loại vàống dẫn bằng cao su Ống dẫn bằng kim loại được cố định trong các phân xưởng hoặclắp giữa các máy sinh khí C2H2 với các phụ tùng Ống cao su được nối từ bình O2 hoặcmáy sinh khí đến mỏ hàn - cắt để công nhân thao tác

- Ống dẫn bằng kim loại:

Ống dẫn O2 có áp suất từ 16at trở xuống được chế tạo bằng ống thép không hàn,nhãn hiệu 10 hoặc 20 ống dẫn khí áp lực cao được chế tạo bằng đồng đỏ hoặc đồngthau, ống dẫn khí C2H2 chỉ dùng loại ống thép không hàn nhãn hiệu 10 hoặc 20 Đểgiảm sự cố nổ khí áp suất làm việc từ 0,1 đến 0,5at phải hạn chế đường kính trong ốngkhông được quá 50mm

- Ống dẫn bằng cao su:

Hình 1-11 Ống dẫn khí

Mỏ hàn, mỏ cắt và các thiết bị khác muốn nối liền với bình O2 máy sinh khíhoặc các ống dẫn khí đều phải dùng ống cao su, ống cao su phải mềm, để không ảnhhưởng đến thao tác của thợ hàn đường kính trong ống cao su căn cứ vào lượng khí tiêuthụ mà chọn Để có đủ sức bền ở áp suất làm việc ống cao su phải có một hoặc nhiềulớp hoặc bọc bằng vải bông hoặc đay, đối với khí C2H2, ống được tính toán để làm việc

ở áp suất đến 3at, còn đối với khí O2 thì tính toán để làm việc với áp suất 10at Chiềudày lớp trong của ống cao su không được mỏng quá 2mm và lớp ngoài không được

19mm, loại ống có đường kính trong 9,5mm và đường kính ngoài 1,5đến 22mm đượcdùng rộng rãi.

3 Lắp ráp thiết bị và tạo ngọn lửa cắt

1 Kiểm tra tìnhtrạng của thiết

- Hai ống này có ren ngược chiềunhau, ống chứa khí ô xy có ren phải

- Van ôxy không có ren vặn phảidùng gông Khi dùng gông phải cómiếng đệm bằng da để đảm bảo kínkhí

4 Điều chỉnh ápsuất khí, kiểm

Thực chất của cắt, điều kiện của kim loại để cắt được bằng ôxy

Thực chất của quá trình cắt.

Quá trình cắt khí là sự đốt cháy kim loại bằng dòng O2 để tạo nên các ôxít vàcác ôxít này bị thổi đi để tạo thành rãnh cắt

Quá trình cắt bắt đầu bằng sự đốt kim loại đến nhiệt độ cháy (ôxy hoá mãnh liệt) nhờngọn lửa hàn sau đó cho dòng ôxy thổi qua.

Để đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy, dùng nhiệt của phản ứng giữa O2 và

C2H2 (hoặc các loại khí cháy C2H 2, C6H6 ) Khi đã đạt đến nhiệt độ cháy, cho dòng

O2 kỹ thuật nguyên chất ( 98 đến 99,7% O2) vào ở giữa rãnh mỏ cắt và nó sẽ trực tiếpôxi hoá kim loại tạo thành ôxít sắt và thổi chúng khỏi rãnh cắt Sự phát nhiệt trong quátrình cắt giúp cho việc nung nóng vùng xung quanh đến nhiệt độ cháy, do đó dòng O2

cứ tiếp tục mở để cắt cho đến kết thúc đường cắt

Cắt bằng O2 đuợc dùng rộng rãi trong công nghiệp luyện kim và gia công kimloại, 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 mépcắt phẳng và hiệu quả kinh tế lớn

Điều kiện cắt đươợc của kim loại bằng ôxy

Không phải mọi kim loại hay hợp kim đều có thể cắt đuợc bằng O2 mà kim loại cắtđuợc phải thoả mãn các điều kiện sau:

- Nhiệt độ chảy cần phải cao hơn nhiệt độ cháy với O2 Đối với thép các bon thấp

có hàm lượng C (0,7%) nhiệt độ cháy khoảng 1350C, còn nhiệt độ chảy gần 15000Cnếu thoả mãn điều kiện này Đối với thép các bon cao, ví dụ ( từ 1,1 đến 1.2%) nhiệt

độ chảy gần bằng nhiệt độ cháy nên trước khi cắt cần phải đốt nóng từ (300 đến

6500C) Đối với thép các bon cao và thép kim cao Crôm - Ni ken, gang, kim loại màumuốn cắt phải dùng thuốc cắt

- Nhiệt độ cháy của ôxít kim loại phải nhỏ hơn nhiệt độ cháy của kim loại đó.Nếu ngược lại lớp ôxít được tạo ra trên bề mặt kim loại vì không bị chảy ra nên khi códòng O2 thổi vào lớp ôxít sẽ ngăn cản việc ôxi hoá lớp kim loại phía dưới

- Nhiệt lượng sinh ra khi làm kim loại cháy trong dòng O2 phải đủ để duy trì quátrình liên tục

- Tính dẫn nhiệt của kim loại không quá cao, trường hợp quá cao thì nhiệt lượng

bị truyền ra xung quanh, làm cho nhiệt độ cắt tại chỗ không đủ hoặc gián đoạn quátrình cắt

- Ôxít phải có tính chảy loãng cao để kim loại dễ bị thổi khỏi rãnh cắt, nếu ngượclại sẽ cản trở dòng O2 tức là cản trở quá trình cắt

- Kim loại dùng để cắt phải hạn chế bớt nồng độ của một số chất làm cản trở quátrình cắt như: C, Cr, Si, và một số chất nâng cao tính sôi của thép như Mo, W

Chế độ cắt khí

Căn cứ vào chiều dầy vật liệu (Plate thickness) để chọn chế độ cắt, chế độ cắt gồm cácthông số sau:

Số hiệu bép cắt Tip no

Bảng chế độ cắt dùng gas, cắt trên mỏ gas

Bảng chế độ cắt dùng gas, cắt trên mỏ gas axetylen

4 Khai triển, vạch dấu phôi

4.1 Khai triển phôi

4.1.1 Chia và dựng đường thẳng

4.1.1.1 Dựng đường thẳng vuông góc với nhau

* Trường hợp 1: dựng đường thẳng vuông góc tại trung điểm của đường thẳng AB

(Hình 1-12)

- Mở khẩu độ com pa lớn hơn 1/2 AB

- Lấy A làm tâm dựng hai cung ở trên và dưới AB

- Giữ nguyên khẩu độ com pa, lấy B làm tâm quay hai cung cắt hai cung vừa dựng tại

C và D

- Nối C và D thì đoạn CD cắt đường thẳng AB tại O

- Vậy giao của hai đường thẳng vuông góc AB và CD chính là điểm giữa O  AB

Hình 1-12

* Trường hợp 2: Dựng đường thẳng vuông góc tại O AB (Hình 1-13)

- Mở khẩu độ com pa nhỏ tuỳ ý

- Lấy O làm tâm quay một cung cắt AB ở C và D

- Lấy C và D làm tâm mở khẩu độ com pa lớn hơn 1/2 AB quay hai cung cắtnhau tại E

- Nối E với O ta được EO vuông góc với AB tại O

Hình 1-13

* Trường hợp 3: Dựng đường vuông góc qua điểm O không thuộc AB (Hình 1-14)

Hình1-14

- Mở khẩu độ com pa lớn hơn khoảng cách từ O đến AB, lấy O làm tâm quay mộtcung cắt AB tại C và D Lấy C và D làm tâm quay hai cung có bán kính lớn hơn 1/2

AB, cắt nhau ở I

- Nối O với I thì ta được OI vuông góc với AB

* Trường hợp 4: Dựng đường vuông góc tại điểm mút của đường thẳng AB (Hình

4.1.1.3 Chia đoạn thẳng thành nhiều phần bằng nhau (Hình 1-17)

Qua một điểm mút của đoạn thẳng, giả sử điểm mút đó là A Dựng đường xiên

Ax Cần chia đoạn AB ra làm bao nhiêu đoạn bằng nhau thì đặt lên đoạn thẳng ấy bấynhiêu đoạn thẳng bằng nhau Giả sử ta phải chia đoạn AB làm 6 phần bằng nhau, tanối điểm 6 với mút B, từ các điểm 1, 2, 3, 4, 5 dùng thước và êke dựng các đườngsong song với 6B Đoạn AB được chia làm 6 phần bằng nhau bởi các điểm 1’, 2’, 3’,4’, 5’, B

* Cách 2: (Hình 1-18b)

Dựng góc AOB = 900, lấy O làm tâm mở khẩu độ com pa tuỳ ý quay một cungcắt OA tạ C và cắt OB tại D Giữ nguyên khẩu độ com pa, lấy C làm tâm quay mộtcung cắt CD tại E Nối O với E ta được góc BOE = 300

Hình 1-18b 4.1.2.2 Dựng góc 60 0 (Hình 1-19)

Lấy B làm tâm và lấy R = BC làm bán kính quay một cung, sau đó lấy C làmtâm và cũng lấy R trên làm bán kính quay một cung Hai cung này cắt nhau ở A Nối Bvới A thì ta được góc ABC = 600

Hình 1-19 4.1.2.3 Dựng góc 120 0 (Hình 1-20)

Muốn dựng góc 1200 thì ta dựng liên tiếp 2 góc 600, hoặc từ góc bẹt 1800 tadựng một góc 600 thì góc còn lại sẽ là 1200

Hình 1-20 4.1.2.4 Chia một góc thành 2, 4, 8 góc đều nhau (Hình 1-21)

Lấy O làm tâm quay một cung cắt 2 cạnh AO và BO lần lượt ở C và D Lấy C

và D làm tâm, quay hai cung cắt nhau ở I Nối liền O với I thì đường Ionày chia gócAOB thành 2 góc đều nhau là AOI và góc IOB Muốn chia góc AOB thành 4 góc bằngnhau thì ta lại lần lượt chia các góc AOI và IOB thành 2 góc đều nhau

Hình.1- 21 4.1.2.5 Chia góc 90 0 làm ba góc đều nhau (Hình 1-22)

4.1.3.1 Dựng hình tam giác với ba cạnh cho trước (Hình 1-23)

Ví dụ: Dựng tam giác ABC với AB = c; BC = a; AC = b

Hình 1-23

Trước tiên dựng cạnh BC = a lấy B làm tâm và lấy R = c làm bán kính quaymột cung, sau đó lấy C làm tâm và lấy R = b làm bán kính quay một cung Hai cungnày cắt nhau ở A Nối B với A và C với A thì ta được tam giác ABC cần dựng

4.1.3.2 Dựng hình tam giác đều nội tiếp đường tròn (Hình 1-24)

C thì ta được tam giác ABC cần dựng

4.1.3.3 Dựng hình 6 cạnh đều nội tiếp đường tròn (Hình 1-25)

Lấy O (giao điểm của hai đường vuông góc xx’ và yy’) làm tâm, quay mộtđường tròn có bán kính R, cắt yy’ ở A và D, R cũng là cạnh của hình 6 cạnh đều Giữnguyên bán kính ấy lấy A làm tâm, quay hai cung cắt đường tròn ở B, F, A, C Nhữngđiểm A, B, C, D, e, F đã chia đường thành 6 phần bằng nhau Nối nhữnh điểm này lạithì ta được hình 6 cạnh đều

Hình 1-25

4.1.3.4 Dựng hình 8 cạnh đều nội tiếp đường tròn (Hình 1-26)

Lấy O (giao điểm của hai đường thẳng vuông góc là xx’ và yy’) làm tâm, quaymột đường tròn bán kính R, cắt hai đường thẳng xx’ và yy’ tại các điểm 3 và 7 (trênđường xx’), 1 và 5 (trên đường yy’) Bằng compa và thước lá dựng 2 đường thẳng điqua tâm O và chia đều 4 góc vuông trên hình tròn Hai đường thẳng vừa dựng chia 4góc vuông này thành 8 phần bằng nhau, hai đường thẳng này cắt đường tròn ở cácđiểm 2, 4, 6, 8, và kết hợp với hai đường thẳng xx’, yy’, chia đường tròn thành 8 phầnbằng nhau Nối các điểm 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ta được hình 8 cạnh đều

Hình1-26 4.1.3.5 Dựng hình 5 cạnh đều nội tiếp đường tròn (Hình 1-27)

* Cách 1: (Hình 1-27a)

Lấy O (giao điểm của hai đường thẳng vuông góc xx’ và yy’) làm tâm, quaymột đường tròn với bán kính là R, cắt xx’ và yy’ lấn lượt ở A và 1 Lấy trung điểm Bcủa đoạn thẳng AO làm tâm quay một cung có bán kính là B1 gặp đường xx’ ở C

Đoạn 1C là cạnh của hình 5 cạnh đều Lấy 1 làm tâm quay một cung với bánkính 1C, cắt đường tròn ở 2 điểm 5 và 2 Giữ nguyên khẩu độ compa, lấy 5 và 2 làmtâm quay 2 cung cắt đường tròn ở 4 và 3 Những điểm 1, 2, 3, 4, 5 chia đường trònthành 5 phần bằng nhau Nối các điểm 1, 2, 3, 4, 5 thì ta được hình 5 cạnh đều

Hình 1-27b

* Cách 2: (Hình 1-27b)

Dựng đường tròn tâm O bán kính R cắt xx’ và yy’ lần lượt ở AB và CD, dựngtrung điểm O’ của đoạn OA, Lấy O’ làm tâm dựng đường tròn có bán kính OA, NốiO’ với D cắt đường tròn tâm O tại H, Lấy D làm tâm mở khẩu độ compa có bán kính

là DH, quay một cung, cung này cắt đường tròn tâm O tại 1 và 5, mở khẩu độ compabằng đoạn 15, lấy 1 và 5 làm tâm quay hai cung cắt đường tròn tâm O tại 2 và 4, giữnguyên khẩu độ compa lấy 2 hoặc 4 làm tâm quay một cung ta được điểm 3 Nối cácđiểm 1, 2, 3, 4, 5 thì ta được hình 5 cạnh đều nội tiếp đường tròn tâm O

4.1.3.6 Dựng hình 5 cạnh đều khi biết độ dại một cạnh cho trước (Hình 1-28)

Dựng đoạn thẳng AB có độ dài bằng cạnh của hình 5 cạnh đều cho trước Lầnlượt lấy A và B làm tâm mở khẩu độ compa bằng AB quay 2 cung, 2 cung này cắtnhau tại C và D Lấy D làm tâm, mở khẩu độ compa bằng DB = DA quay một cung,cung này cắt cung tròn có tâm A tại F và cắt cung tròn có tâm B tại E, nối C với D,đường thẳng CD cắt cung tròn bán kính DA hoặc DB tại K Nối E với K kéo dài cắtđường tròn tâm A tại M Tương tự với F, với K kéo dài cắt đường tròn tâm B tại N, lấy

M, N lần lượt làm tâm quay 2 cung, 2 cung này cắt nhau tại P Nối các điểm A, M, P,

N, B thì ta được hình 5 cạnh đều AMPNB cần dựng

Hình1-28

4.1.3.7 Dựng các hình 7, 9, 11, 13…cạnh đều nội tiếp đường tròn

Phương pháp vẽ gần đúng sau đây thường dùng để chia đường tròn thành 7, 9, 11,13….phần bằng nhau

Ví dụ: Chia đường tròn thành 7 phần bằng nhau (Hình 1-29)

* Cách 1: (Hình 1-29a)

1 Dựng 2 đường kính AB và CD vuông góc với nhau

2 Dựng cung tròn tâm D với bán kính CD, cung này cắt AB kéo dài ở E và F

3 Chia đường kính CD làm 7 phần bằng nhau (muốn dựng hình bao nhiêu cạnhthì ta chia CD thành số phần tương ứng bằng nhau) và đánh số 1’, 2’, 3’, 4’, 5’, 6’, 7’

4 Nối E rồi F với các điểm chia chẵn 2’, 4’, 6’ (hoặc các điểm lẻ 1’, 3’, 5’, 7’).Kéo dài các đường thẳng đó, chúng sẽ cắt đường tròn tại các điểm 1, 2, 3, 4, 5, 6 cácđiểm này là đỉnh của hình 7 cạnh đều

Hình1-29a

* Cách 2: (H1-29b)