cong nghe hàn tu dong(2)

Hàn hồ quang tay là phương pháp hàn nóng chảy mà nguồn nhiệt khi hàn là hồ quang điện cháy giữa hai điện cực.. Khi hàn một đầu được vát côn 60-70.0 - Điện cực volfram: Là loại điện cực

CÔNG NGHỆ HÀN

1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1 Khái niệm:

Hàn là quá trình nối cứng các phần tử kim loại với nhau bằng cách nung nóng chỗ hàn đến trạng thái hàn là chảy hay dẻo Sau đó kim loại đông đặc (hàn nóng chảy) hoặc dùng áp lực để ép chúng dính lại với nhau (hàn áp lực)

1.2 Đặc điểm

1.2.1 Ưu điểm:

- Tiết kiệm vật liệu

- Hàn có thể nối các kim loại khác nhau

- Thiết bị hàn đơn giản và dễ chế tạo

- Hàn cho mối nối bền, kín, chịu được áp suất cao, đáp ứng được các yêu cầu chế tạo như: vỏ tàu, bồn bể, nồi hơi…

- Hàn có năng suất cao, dễ cơ khí hóa và tự động hóa

- Mối hàn dễ tồn tại khuyết tật như : rỗ, nứt…

2 c«ng nghƯ hµn hå quang tay.

Hàn hồ quang tay là phương pháp hàn nóng chảy mà nguồn nhiệt khi hàn là hồ quang điện cháy giữa hai điện cực Sự cháy và duy trì ổn định của hồ quang trong quá trình hàn được thực hiện bằng tay

2.1 Khái niệm

2.2 Đặc điểm.

- Hàn được mối hàn ở các vị trí khác nhau

- Hàn được trên các chi tiết to, nhỏ, đơn

giản, phức tạp khác nhau

- Hàn trong môi trường khí bảo vệ, hàn dưới nước, hàn trong chân không…

- Thiết bị hàn và trang bị gá lắp hàn đơn

giản, dễ chế tạo

- Năng suất hàn thấp, chất lượng mối hàn không cao, phụ thuộc vào tay ngh c a công ề của công ủa công nhân

2.3.Cách gây hồ quang hàn

Sơ đồ thiết bị hàn hồ quang tay

Cho que hàn tiếp xúc với vật hàn theo phương thẳng góc ( hình a) hoặc cho que hàn vạch lên vật hàn như cách đánh diêm( hình b) trong khoảng thời gian ngắn(1/2 s ÷ 1/3s)

Tách hai điện cực cách nhau khoảng (2÷5mm), giữa 2 điện cực xuất hiện hồ quang hàn

2.4 Vật liệu hàn hồ quang tay.

2.4.1 Que hàn

a Cấu tạo

* Thuốc hàn

- Yêu cầu đối với thuốc bọc que hàn:

+ Dễ gây hồ quang và duy trì hồ quang cháy

ổn định

+ Tạo ra môi trường khí bảo vệ tốt vùng hàn, không cho nó tiếp xúc với oxy và nitơ của môi trường xung quanh

+ Tạo xỉ lỏng phủ đều trên bề mặt kim loại mối hàn

+ Có khả năng hợp kim hóa mối hàn

+ Thuốc hàn phải bám chắc vào lõi hàn, bảo vệ lõi không bị oxy hóa

+ Nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp thuốc phải lớn hơn nhiệt độ nóng chảy của lõi hàn

2.4.2 Điện cực không nóng chảy

- Điện cực than, graphit: Có dạng hình trụ, chiều dài từ 200-700mm và đường kính 5-25mm Khi hàn một đầu được vát côn 60-70.0

- Điện cực volfram: Là loại điện cực có chất lượng cao nhất trong các loại điện cực không nóng chảy Đường kính điện cực từ 0.2-10mm, dài từ 250-350mm

Điện cực volfram thường dùng khi hàn hồ quang tay yêu cầu chất lượng cao; hàn tự động và bán tự động trong môi trường khí bảo vệ

2.5 Vị trí hàn trong không gian

- Mối hàn sấp (mối hàn bằng): Là mối hàn nằm trong mặt phẳng phân bố từ 0-600

- Mối hàn đứng: Là mối hàn nằm trong mặt phẳng phân bố từ 60-1200

- Mối hàn ngang: Là mối hàn nằm trong mặt phẳng phân bố từ 60-1200 và mối hàn nằm theo phương ngang

- Mối hàn ngửa(hàn trần): Là mối hàn nằm trong mặt phẳng phân bố từ 120-1800

2.6 Các loại mối hàn

- Chuyển động theo chiều dài mối hàn: Để

thực hiện hết chiều dài mối hàn, chuyển động này có ảnh hưởng khá lớn đến chất lượng mối hàn và năng suất lao động

- Chuyển động dao động ngang: Để bảo đảm chiều rộâng của mối hàn

- Chuyển động theo trục que hàn: Để điều chỉnh chiều dài hồ quang chuyển động này phải có tốc độ bằng tốc độ chảy của que hàn thì mới có thể duy trì được hồ quang cháy ổn định

Phối hợp 3 chuyển động trên ta có các kiểu

di chuyển que hàn

3 Hàn hồ quang tự động và bán tự động.

3.1 Khái niệm và đặc điểm.

3.1.1 Khái niệm

Xét các bước của quá trình hàn hồ quang:

- Gây hồ quang và duy trì hồ quang cháy ổn định

- Dịch chuyển que hàn dọc mối hàn để hàn hết chiều dài cần hàn

- Bảo vệ hồ quang và vũng hàn khỏi bị tác dụng của môi trường không khí xung quanh

Trong hàn tự động, tất cả các bước trên hoàn toàn tự động, còn khi hàn bán tự động có bước phải thực hiện bằng tay( thường là công việc gây

hồ quang và dịch chuyển dây hàn dọc mối hàn do tay người thợ thực hiện

3.1.2 Đặc điểm

vị trí phức tạp, tuy nhiên hàn bán tự động có thể hàn được tất cả mối hàn trong không gian

3.2 Một số phương pháp hàn hồ quang

Hàn hồ quang dưới lớp thuốc bảo vệ SAW (Submerged Arc Welding) là quá trình hàn mà

hồ quang cháy dưới lớp thuốc bảo vệ

3.2.1 Phương pháp hàn hồ quang dưới lớp

thuốc bảo vệ.

a) Khái niệm

b) Vật liệu và thiết bị hàn.

- Thuốc hàn có nhiệt độ chảy thấp hơn kim loại mối hàn, có tác dụng bảo vệ vũng hàn, ổn định hồ quang, khử oxi, hợp kim hóa mối hàn, tạo xỉ dễ bong

* Vật liệu hàn

- Điện cực hàn( dây hàn) thường có hàm lượng các bon không quá 0,12% Đường kính dây hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc từ 1,6- 6 mm, 0,8 - 2 mm(đối với hàn hồ quang bán tự động)

Máy hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc hàn

Máy hàn hồ quang bán tự động dưới lớp thuốc hàn

Máy hàn hồ quang bán tự động dưới lớp thuốc hàn

Hàn hồ quang dưới lớp thuốc bảo vệ chủ yếu thực hiện được vị trí hàn sấp, các đường hàn không phức tạp.

3.2.2 Hàn hồ quang điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ:

a) Khái niệm:

Hàn hồ quang nóng chảy dưới lớp khí bảo vệ

là quá trình hàn mà hồ quang cháy giữa dây hàn(điện cực nóng chảy) và vật hàn được bảo vệ khỏi tác dụng của oxi và nitơ bởi một loại khí hoặc hỗn hợp khí

b) Phân loại: Có hai phương pháp hàn:

- Phương pháp hàn MIG

- Phương pháp hàn MAG

- Phương pháp hàn MIG (Metal Inert Gas):

Hàn hồ quang điện cực nóng chảy trong môi

trường khí trơ (Ar, He)

Khí bảo vệ là Ar, He hoặc hỗn hợp Ar + He không tác dụng với kim loại lỏng trong khi hàn

Phương pháp này có thể dùng cho hầu hết các loại vật liệu kim loại từ thép C, thép không gỉ,

thép hợp kim thấp và cao, Al, Cu, Ti, Ni và hợp kim của chúng

Do Ar và He có giá thành cao nên ít được sử

dụng rộng rãi mà chỉ dùng để hàn thép hợp kim

và kim loại màu

Phương pháp hàn MAG (metal Active Gas):

Hàn hồ quang điện cực nóng chảy trong môi trường khí hoạt tính

Khí bảo vệ là CO2, CO2 + O2, CO2+Ar , có tác dụng chiếm chỗ, đẩy không khí ra khỏi vũng hàn

Phương pháp này thường dùng để hàn thép

các bon và thép hợp kim thấp

3.2.3 Hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi trường khí trơ

Hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi trường khí trơ là quá trình hàn nóng chảy mà nguồn nhiệt được cung cấp bởi hồ quang được tạo thành giữa điện cực không nóng chảy và vật hàn Vùng hồ quang được bảo vệ bằng môi trường khí trơ (Ar; He hoặc Ar + He)

Điện cực không nóng chảy thường dùng là vonfram, nên phương pháp này gọi là hàn TIG (Tungsten Inert Gas).

Phương pháp hàn TIG được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất, đặc biệt rất thích hợp trong thép hợp kim cao, kim loại màu và hợp kim của chúng

4 Hàn điện tiếp xúc

4.1 Khái niệm và đặc điểm.

4.1.1 Khái niệm

Hàn điện tiếp xúc (hàn tiếp xúc) là dạng hàn

áp lực, dùng dòng điện có cường độ lớn đi qua chỗ tiếp xúc giữa các chi tiết hàn để nung nóng vùng hàn đến trạng thái chảy hoặc dẻo, sau đó dùng lực ép chúng lại với nhau tạo thành mối hàn

4.1.2 Đặc điểm

- Mối hàn bền, đẹp

- Thời gian hàn ngắn, năng suất cao

- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa

- Đòi hỏi máy hàn phải có công suất lớn

4.1.3 Phân loại

4.2 Hàn tiếp xúc giáp mối

4.2.1 Khái niệm:

Hàn tiếp xúc giáp mối là phương pháp hàn điện tiếp xúc mà mối hàn được thực hiện trên toàn bộ mặt tiếp xúc của hai chi tiết hàn

4.3 Hàn điểm

4.3.1 Khái niệm:

Hàn điểm là phương pháp hàn điện tiếp xúc mà mối hàn chỉ thực hiện theo từng điểm riêng biệt gọi là điểm hàn

4.3.2 Các phương pháp hàn điểm.

4.4 Hàn đường

4.4.1 Khái niệm:

Hàn đường là phương pháp hàn tiếp xúc, trong đó mối hàn là tập hợp các điểm hàn liên tục

Khi hàn đường người ta sử dụng các điện cực kiểu con lăn để dịch chuyển điểm hàn một cách liên tục

Hàn đường dùng để hàn 2 tấm kim loại có chiều dày từ 0,33 mm với nhau hoặc dùng để hàn ống

Sơ đồ nguyên lý máy hàn đường

5 HÀN KIM LOẠI BẰNG KHÍ.

5.1 Khái niệm.

Hàn bằng khí là phương pháp hàn, sử dụng nhiệt của ngọn lửa sinh ra khi đốt cháy các chất khí cháy (C2H2, CH4, v.v ) hoặc H2 với ôxy để nung chảy kim loại

Thông dụng nhất là hàn bằng khí Ôxy - Axêtylen vì nhiệt sinh ra do phản ứng cháy của 2 khí này lớn và tập trung, tạo thành ngọn lửa có nhiệt độ cao (vùng cao nhất đạt tới 32000C)

5.2 Đặc điểm khí hàn.

Phản ứng cháy của C 2 H 2 với oxy tỏa nhiệt

rất lớn so với nhiều loại khí khác, nhiệt trị của

C 2 H 2 vào khoảng 11470 kcal/ m3

C 2 H 2 nhẹ hơn không khí, có mùi rượu, không

màu, nhiệt độ cháy của C 2 H 2 là 420oC

Nếu nén khí C 2 H 2 lớn hơn 1.75at hoặc trộn lẫn với không khí với tỷ lệ 28% ÷ 65% thì dễ nổ

Phản ứng điều chế :

CaC2 +2 H2O  C 2 H 2 + Ca(OH)2 + Q

1 kg CaC2 cho 300 lít khí C 2 H 2

Oxy dùng trong kỹ thuật hàn cần có độ tinh khiết từ 98,5 – 99,5% (còn lại là tạp chất nitơ và argon), nên thường gọi là oxy kỹ thuật

Để sản xuất oxy dùng phương pháp hóa lỏng

không khí, sau đó cho bốc hơi ở nhiệt độ -183oc, thu được nước oxy lỏng màu xanh

Một lít oxy lỏng thu được 790 lít khí O2

5.3 Ngọn lửa hàn.

Căn cứ vào tỉ lệ của hỗn hợp khí, ngọn lửa hàn có thể chia làm 3 loại:

5.3.1 Ngọn lửa trung tính

Ngọn lửa hàn chia 3 vùng: Vùng nhân, vùng hoàn nguyên, vùng ngọn lửa (vùng cháy hoàn toàn)

-Vùng nhân: Có ánh sáng trắng, vùng này do

C 2 H 2 bị phân hủy ra, có C nên không dùng để hàn vì dễ làm cho mối hàn thấm các bon trở nên dòn

-Vùng hoàn nguyên(cháy không hoàn toàn):

Vùng nằm giữa, có màu xanh, vùng này có CO và H2 có tính chất khử oxy nên bảo vệ mối hàn không bị oxy hoá Vì vậy, người ta thường dùng vùng này để hàn, nhiệt độ cao khoảng 3200oC

-Vùng ngọn lửa: Sản phẩm của vùng hoàn

nguyên tiếp tục cháy với oxy của không khí tạo thành CO2 và hơi nước Do CO2 và hơi nước dễ

bị phân hủy thành O2 nên ở nhiệt độ cao nó sẽ oxy hóa kim loại hàn Vì vậy vùng này không dùng để hàn

5.3.2 Ngọn lửa oxy hoá

Ngọn lửa này có vùng nhân màu sáng nhạt

kích thước vùng nhân ngắn hơn

Vùng ngọn lửa và vùng hoàn nguyên khó phân biệt có màu xanh tím Nhiệt độ ngọn lửa oxy hóa cao hơn so với ngọn lửa trung tính

ng d ng: Ngọn lửa oxy hoá đ c dùng trong Ứng dụng: Ngọn lửa oxy hoá được dùng trong ụng: Ngọn lửa oxy hoá được dùng trong ược dùng trong

hàn đồng và nung nóng chi tiết khi tôi

5.3.3 Ngọn lửa các bon hóa

Ngọn lửa có nhiệt độ thấp hơn ngọn lửa

trung tính, vùng nhân kéo dài gần hết vùng ngọn lửa và có màu xanh không có ranh giới rõ ràng với vùng hoàn nguyên, đuôi ngọn lửa có màu vàng nhạt

Do có các bon tự do dễ xâm nhập vào kim loại hàn, nên ngọn lửa chủ yếu dùng để hàn gang, tôi bề mặt, và hàn hợp kim cứng

5.4 Sơ đồ chung của một trạm hàn khí

Phương pháp này dùng khi vật hàn dày hơn 6mm, hoặc những vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao

5.5.2 Hàn trái:

Mỏ hàn và que hàn chuyển động từ phải sang trái (que hàn đi trước mỏ hàn đi sau) Trong quá trình hàn, ngọn lửa không trực tiếp hướng vào vũng hàn, nhiệt ít tập trung hơn, vũng hàn ít được xáo trộn đều nên xỉ khó nổi lên hơn

Phương pháp này dùng khi vật hàn mỏng(dưới 6 mm), hoặc những vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp