Giáo trình công nghệ kỹ thuật hàn nghiêm đình thắng, nguyễn mạnh tùng, nguyễn văn bẩy pdf

Bản chất Hàn là quá trinh cOng nghệ nối hai hoặc nhiều phần tử chi tiết, bộ phận lại với nhau thành một khối bền vững khOng tháo rời bằng cácli dUng nguồn nhiệt dể nung nOng vị tri cần n

BO XAY Dimo

BO XAY DlJNG

TRUONG KY THUAT CO GlUl CO KH[ XAY DUNG VIET X6 SO 1

GIAO TRiNH CONG NGHE KY THUAT HAN

LỜI NÓI ĐẨU

Giáo trinH 'CôĩLg ĩigKẽ - طﻵ tKuật Kàĩi” được tổcKức biè^ soan пКат thong n^hát n^ội, dung ﻷ 0 ﻻ ua Hoc tLong chương t ٣ inh đào tọo công nhân ^ﻵ thuộ,t của các t ٣ ương (1 جﻻ nghề tLong nghnh dựng t ٢ èn cơ sỏ hếthitn nhftng nội dung cUu cdc tdi liệu có Itèn ٩ uun dd dược ^u ấ t bản ud lưu hdnh t ٣ èn todn quốc ١ uớl dung lượng 120 tiết buo gồm 17 chưcằg:

Chương 1 ٠ Đại cương cơ bdn uề hdn kim loụl

Chương 2 - Mối hdn ud sự hình thdnh mốt hdn

Chương s - Hồ quung hdn

Chương 4 - COng nghệ ud kỵ thuật hdn hồ quung tu ﻻ

Chương 5 - Công nghệ uà k ﻵ thuật hdn khi

Chương 6 - ư n g suất uà biến dạng hdn

Chương 7 - H dn ٧ جﻻ

Chương s - c ả t k tm loụi

Chương 9 - K^Ị th u ậ t un toUn kht hUn uU cát ktm loụi

Chương 10 - K huỵết tụt cUu mốt hdn ud phương phdp ktểm t ٣ u

Chương 11 - Công nghệ hUn ktm loụt uU hỢp ktm

Chương 12 - H dn tự dộng uà bdn tự dộng

Chương 13 - H dn diện tiếp xúc

Chương 14 - κ ﻵ thuật hUn một s ố kết cdu cU chi ttết má^?

X in chUn thUnh cUm ơn.

Trường Kỹ thuật cơ gỉớỉ cơ khi

Xây dựng v ؛ệt Xó số 1

Chưưng 1

ĐẠI CƯƠNG Cơ BẢN VỂ HÀN KIM LOẠI

1.1 LỊCH SỬPHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH HÀN

1.1.1 Lịch sử phát triển của ngành hàn trên thê giới

- Thời kì đồ đồng, đồ sắt loài người đã biết hàn kim loại

- Nãm 1802 nhà bác học người Nga Pêtơrốp tìm ra hiện tượng hồ quang điện

- Nãm 1882 kỹ sư Bênađót đã sử dụng hồ quang điện cực than để hàn kim loại

- Năm 1886 lồ m sơ n đã tìm ra phương pháp hàn tiêp xúc giáp môì và dược áp dụng rất nhiều trong lĩnh vực công nghiệp vào năm 1903

- Năm 1887 Bênađớt đã tìm ra phương pháp hàn điểm

- Nãm 1888 Slavianốp đã sử dụng cực điện kim loại để hàn

- Năm 1907 kỹ sư Kenbe người Thuỵ Điển đã sử dụng cực điện có thuốc bọc (que hàn) để hàn kim loại

- Cuối những năm 1930 - đầu những nãm 1940 viện sỹ E.O.Patôn (Liên Xô cũ) tìm

ra phương pháp hàn dưới thuốc, phương pháp hàn tự động, bán tự động

- Cuối năm 1940, tìm ra phương pháp hàn trong môi trường khí bảo vệ đó là các khí (Hêli, Ácgông ở Mỹ và khí cácboníc ở Liên Xô)

- Năm 1949 B.O.Patôn (Kiép Liên Xô١ Tim ra phương pháp hàn điện xỉ

* Những nám tiếp theo hàng loạt các phương pháp hàn mới được ra đời như: Hàn

bằng tia điện tử, hàn siêu âm, hàn ma sát và hiộn nay trên thế giới có 120 phương pháp hàn khác nhau

* Nói chung các phương pháp hàn ngày càng được hoàn thiện và phát triển hơn Nó được sử dụng rất rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân, trong kỹ thuật quốc phòng

và đậc biệt là ngành hàng không - Vũ trụ Có thổ nói: hàn là phương pháp gia công kim loại tiên liên và hiện đại

1.1.2 Lịch sử phát triển của ngành hàn ở Việt Nam

- Từ xa xưa, ông cha ta đã biết sử dụng hàn để làm ra các dựng cụ cần thiết phục vụ cho dời sống và cải thiện điều kiện lao động

- Sau cách mạng tháng 8/1945 và đặc biệt sau khi hoà bình 1954 Dưới sự lãnh đạo của Đảng ngành hàn được quan tâm và thực sự phát triển, nhất là trong thời kỳ đổi mới

Hiện nay với dội ngũ cán bộ khoa học kỹ thiiật hàn, công nhân hàn lànli nghể ngày càng dOng dảo với sự hợp tác khoa học với các nước trên thế giới Chúng ta tin cliắc rằng ngành hàn ờ Việt Nam ngày càng phát triển và dược ứng dụng ngày càng nhiềư vào sản xuất.

1.2 BẢN CHẤT, DẶC ĐIỂM VÀ ỦNG DỤNG CỦA HÀN KIM LOẠI

1.2.1 Bản chất

Hàn là quá trinh cOng nghệ nối hai hoặc nhiều phần tử (chi tiết, bộ phận) lại với nhau thành một khối bền vững khOng tháo rời bằng cácli dUng nguồn nhiệt dể nung nOng vị tri cần nối dến trạng thái hàn (trạng thái lỏng, hoặc dẻo) sau dó kim loại lỏng tự kết tinh (trạng thái lỏng) hoặc dUng thêm ngoại lực ép chUng dinh lại với nhau (trạng thái dẻo) dể tạo thành mối hàn

1.2.2 Đậc dỉểm

a) Liên kết hàn: là liên kết cứng khOitg tháo rời ra dược.

b) Tiết kiệm kim loại: với cUng khả nàng làm việc

* So với liên kết bulOng, dinh tán, hàn tiết kiệm từ 10 - 20% khối lưẹmg kim loại

* So với dUc, hàn tiết kiệm dến 50% khối lượng kim loại

c) Hàn cho phép ch ế tạo dược các kết cấu phítc tạp (siêu trọng, siêu trường) từ

những vật liệu cUng loại, khác loại, có tinh chất khác nltau dể phù hợp với các diều kiện, môi trường làm việc khác nhau

d) Hán tạo ra các liên kết có độ bền và độ kin cao đáp ứng với yêu cầu làm việc cùa

các kết cấu quan trọng như: v ỏ tàu, nồi hoi, thiết bị chỊu áp lực

e) Hàn có tinh linh động và có ndng suất cao so với các cOng nghệ gia cOng khác,

do vậy dễ cơ khi hoá, tự dộng hoá quá trinh sản xuất

f) Mi'(c độ đầu tư cho quá trinh sản xuất tlĩấp Tuy nhiên do trong quá trinh hàn vật

liệu chịu tác dộng của nguồn nhiệt có cOng suất lớn, tập trung và thời gian hàn ngắn VI vậy liên kết hàn thương có nhược điểm sau:

- Tổ chiíc và tinh chất của kim loại tại vUng mối hàn và khu vực lân cận có thể bị thay dổi (dặc biệt là những vật liệu khó hàn) do vậy làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu Dặc biệt khi làm việc dưới tác dộng của tải trọng dộng, tải trọng biến dổi theo chu kỳ

- Trong kết cấu hàn thương tồn tại trạng thái ứng suất và biến dạng dư, do vậy ảnh hưởng dáng kể dến hình dáng, kích thước, tinh thẩm mỹ và kliả năng làm việc cùa kết cấu

1.2.3 ứ ng dụng

* Mặc dù có những nhược điểm trên nhưng vớỉ tinh kinli tế kỹ thuật cao Công nghệ hàn ngày càng dược quan tâm phát lilển hoàn thiện và dược líng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực cồng nghiệp cùa nề!i kinli tế quốc dân

i 3 PH \N LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN

Có nhicu cách phân loại phương pháp hàn, Tuv nhiên thông dựng nhất có hai cách phân loại đó là: Phân loại theo dạng nãng lượng sử dụng và theo trạng thái kim loại mối hàn ứ thời diểm hàn

1.3.1 Phàn loại theo dạng nàng lượng sử dụng

Có các nhóm phương pháp hàn sau:

a) Cúc phương pháp hàn điện: bao gồm các phương pháp dùng điện năng biến

thành nhiệt nâng để cung cấp cho quá trình hàn (hàn điện hồ quang, hàn điện tiếp xúc, hànTIC, MIC, MAG )

h) Các phitơng pháp hàn cơ học: bao gồm các phương pháp dùng cơ năng để làm

biến dạng kim loại tại khu vực cần hàn tạo ra liên kết hàn (hàn nguội, hàn ma sát, hàn siêu âm )

c) Các ohương pháp hàn hoá học: bao gồm các phương pháp sử dụng năng lượng do

các phản ứr.g hoá học tạo ra để nung nóng kim loại như (hàn khí, hàn hoá nhiệt )

d) Cúc phương pháp hàn kết hợp: bao gồm các phương pháp sử dụng kết hợp các

dạng nàng lượng nêu trên (hàn điện cư, hàn điện tiếp xúc)

khí điện

x]

hồ quang

Laze plasma chùm

tai đlèn từ

hoá nhiệt

Hàn sièu

âm

Han no

Hàn nguội

1.3.2 Phân loại theo trạng thái kim loại mối hàn ở thòi điểm hàn

Theo cách phân loại này người ta chia tất cả các phương pháp hàn thành 2 nhóm: hàn nóng chảy và hàn áp lực

1.4 PHÂN LOẠI CÁC LIÊN KẾT HÀN

1.4.1 Khái niệm

Để tạo thành liên kết hàn các phần tử (chi tiết, bộ phận) chúng cần phải có vị trí xác định tương đối với nhau trong không gian Nghĩa là chúng phải được sắp xếp gần nhau, tiếp xúc với nhau theo một dạng nào đó (như: tiếp xúc điểm, đường, mặt) Sau khi hàn

ra được một liên kết hàn bao gồm mối hàn và kim loại cơ bản không bị thay đổi tổ chức dưới tác dụng của quá trình hàn Trong thực tế các loại liên kết đó được phân loại như sau:

1.4.2 Phân loại

Một số liên kết hàn thường gặp bao gồm 4 loại (hình 1.2):

a) Liên kết hàn giáp mối

b) Liên kết hàn góc

c) Liên kết hàn chữ T

d) Liên kết hàn chồng

d)

Hình 1-2: M ội sỏ ' liên kết hàn thường gặp

* Câu hỏi ôn tập và kiểm tra chương 1

1 Nêu bản chất, đạc diểm, phạm vi ứng dụng của hàn kim loại và hợp kim ?

2 Phân loại các phương pháp hàn ?

3 Phãn loại liên kết hàn, cho ví dụ ?

Chương 2

MỐI HÀN VÀ S ự HÌNH THÀNH M ố l HÀN

2.1 MỐI HÀN

Là hỗn hợp giữa kim loại

điện cực (que hàn) và kim loại cơ

bản (vật hàn) sau khi nóng chảy

kết tinh tạo thành một khối

không thổ tháo rời ra đuợc Trên

mặt cắt ngang của một liên kết

hàn giáp mối bao gồm 3 vùng

(hình 2-1):

Vùng mối hàn

Vùng ảnh hưởng nhiệt

^ Vùng kim loại cơ bản

Hình 2-1: Các vùng quy ước trên mặt cắt ngang

của liên kết hàn giáp mối.

1- vùng mối hàn; 2- vùng ảnh hưởng nhiệt;

3- vùng kim loại cơ bản

2.2 CHUYỂN DỊCH KIM LOẠI LỎNG TỪQUE HÀN VÀO VỮNG HÀN

Khi hàn hồ quang bàng bất cứ phương pháp hàn nào và ở bất kỳ vị trí hàn nào trong không gian kim loại lỏng cũng chuyển từ que hàn vào vũng hàn dưới dạng các giọt nhỏ riêng biệt có kích thước khác nhau chảy từ que hàn vào vũng hàn, điều này được giải thích bởi các nhân tố sau:

íi) Trọng lực của các giọt kim loại lỏng

Những giọt kim loại hình thành ở mật đầu que hàn và dịch chuyến theo phương thắng đứng từ trên xuống dưới (do lực hút của trái đất) lực này chí có khả năng làm dịch chuyển giọt kim loại vào bể hàn khi hàn sấp và có tác dụng ngược lại khi hàn trần Còn khi hàn đứng thì chỉ một phần kim loại chuyển dịch từ trên xuống dưới

h) Do sức căng hề mặt

Giọt kim loại được sinh ra do tác dụng của lực phân tử luôn luỏn có khuynh hướng lạo cho bề mặt chất lỏng một nãng lượng nhỏ nhất Vì vậy sức cãng bể mãl lạo thành những giọt kim loại lỏng có dạng hình cầu Những giọt này mất đi khi chúng rơi vào bẽ hàn và bị sức căng của bề mặt bể hàn kéo vào thành dạng chung Nó tao diéu kiện khi hàn irần kim loại lỏng không bị rơi và hình thành được mối hàn

c) Do cường độ diện trường

Dòng điện đi qua que hàn sinh ra

một lực điện trường ép lên que hàn và có

tác dụng làm -giảm tiết diện ngang đến

không lực này cắt kim loại lỏng ở đầu

que hàn thành giọt do sức căng bề mặt

và cường độ điện trường tiết diện ngang

giảm, mật độ dòng điện tăng, mặt khác

ở đây điện trở cao sinh nhiệt lớn kim

loại lỏng đạt đến trạng thái sôi tạo áp lực

đẩy giọt kim loại lỏng vào vũng hàn

Lực điện trường làm chuyển dịch kim

loại lỏng từ que hàn vào vũng hàn đối

với tất cả mọi vị trí hàn (hình 2-2)

d) Áp lực trong

Kim loại lỏng ở đầu que hàn bị quá

nhiệt nhanh, các phản ứng hoá học sinh

ra ở đó các khí như CO2 Thể tích tăng

rất nhanh gây áp lực mạnh đẩy giọt kim

loại lỏng tách khỏi que hàn và rơi vào

2.3.2 Cấu tạo vũng hàn (hình 2-3)

Người ta quy ước chia vùng hàn thành hai vùng:

a) Vùng A: Phần đầu mối hàn thực hiện quá trình làm nóng chảy kim loại vật hàn b) Vùng B: Phần đuôi mối hàn thực hiện quá trình kết tinh tạo thành mối hàn.

Hình 2-2: Tác dụng nén của điện trường

lên que hàn khi nóng chảy

Hình 2-3: Sơdố vững han A, B: pnần oàu va pnần OUOI cua vun؛؛ han

h, b, a: chiều sâu, chiều rộng và chiều dài của vũng hàn; s: chiều dầy của chi tiết hàn

2.4 TỔ CHÚC KIM LOẠI M ốl HÀN

Sau khi hàn xong kim loại que hàn và vật hàn nóng chảy kết tinh tạo thành mối hàn Mối hàn có thành phần và tổ chức kim loại khác với que hàn và vật hàn, thường tốt hctn vùng kim loại vật hàn quanh mối hàn Do ảnh hưỏíng của nhiệt nên có sự thay đổi về tổ chức và tính chất gọi là vùng ảnh hưởng nhiệt (phần kim loại lân cận mối hàn)

Kim loại nóng chảy hoàn toàn khi nguội có tổ chức tương tự như thỏi đúc vùng sát kim loại cơ bản do tản nhiệt nhanh, tốc độ nguội lớn nên hạt nhỏ, vùng tiếp theo kim loại kết tinh theo hướng thẳng góc với mặt tản nhiệt nên có dạng nhánh cây kéo dài, vùng trung tâm mối hàn do nguội chậm nên hạt lớn có tạp chất (phi kim loại) (hình 2-4)

Phẩn phi kim loại

Hỉnh 2-4: Sơ đồ kết tinh của kim loại mối hàn

2.5 VỪNG ẢNH HƯỞNG NHIỆT (hình 2-5)

2.5.1 Khái niệm

Sau khi kim loại ở vùng hàn nguội kết tinh thành mối hàn, vùng kim loại quanh mối hàn do ảnh hưởng nhiệt nên có sự thay đổi về tổ chức và tính chất gọi là vùng ảnh hướng nhiệt

Sự tạo thành vùng ảnh hưởng nhiệt là tất nhiên trong quá trình hàn nóng chảy, chiều rộng cúa nó phụ thuộc vào phương pháp và chế độ hàn, thành phần và chiều dày của kim loại vật hàn gồm các phần sau;

2.5.2 Cấu tạo vùng ảnh hưởng nhiệt

a) Vùng viền chảy (1)

Là vùng kim loại nóng chảy không hoàn toàn nằm giữa kim loại mối hàn nóng chảy

và kim loại vật hàn không nóng chảy Vùng này có kích thước bé Hạt kim loại nhỏ mịn

và có ảnh hưỏíng tốt đến mối hàn

h) Vùng quá nhiệt (2)

Có nhiệt độ từ 1 lOO.C đến gần nóng chảy kim loại chịu sự biến đổi vể hình thù hạt astenit phát triển mạnh, vùng này hạt kim loại to có độ dai và tính dẻo kém là vùng yếu nhất của mối hàn

c) Vùng thường hoá (3)

Là vùng kim loại bị nung nóng từ 900.C - 1 lOO.C có tổ chức hạt Peclit, ferit nhỏ vì thế nó có cơ tính tương đối cao

d) Vùng kết tinh lại không hoàn toàn (4)

Là vùng nhiệt độ từ 720.C - 900.C tổ chức là hạt Ferit thô và hạt astenit nhỏ vì thế

cơ tính của vùng này giảm do độ hạt không đồng đều

e) Vùng kết tinh lợi (vùng hoá già 5)

Vùng này kim loại bị nung nóng từ 500.C - 700.C diễn ra quá trình kết hợp giữa tinh thể nát vụn với nhau trong trạng thái biến dạng dẻo trong quá trình kết tinh lại phát sinh và phát triển những tinh thể mới Nếu giữ ở nhiệt độ này quá lâu thì không diễn ra quá trình kết hợp mà lại diễn ra quá trình phát triển mạnh các tinh thể Khi hàn kifn loại không có biến dạng dẻo (như hợp kim đúc) và sẽ không xảy ra quá trình kết tinh lại Vùng này có độ cứng giảm tính dẻo tăng

f) Vùng giòn xanh (6)

Là vùng kim loại bị nung nóng từ lOO.C - 500.C trong quá trình hàn vùng này không có thay đổi rõ về tổ chức nhưng do ảnh hưởng nhiệt nên tồn tại ứng suất dư

I1 nguy cơ xảy

،؟

11(

nội ứng suă.l sinli líi kill hhii càng

،!

اا!ﺎﻧ

Khu VLIC ánh liuứng nhiệl

ực iinli hương Iiliiệ، càng lớn llil nguy cơ làm biến dạng

' ١

1.11 nili chiig Iitiiểu Iiliưng kliu

chiig Iihiéu Ngoài ra cơ tíiili cUii kim loại tiong kliu vực ảiili hương nliiệt lliâ.p hơn cơ

)

3

i cơ bản (tiừ vUng ،liương hoá

؛،

tinh cUii kim lo

Kícli tliước kliu vực ảnh liường nhiệl phụ thuộc vào phương pháp, chê'độ \'à vận tốchàn cũng nliir vật liệu kim lơi.ii vật hàn

Hàn tụ' động có cưòiig độ dơng diện hàn lất lớn Iiliưng nhờ có vận tốc hàn cao nên

٩ue hàn trần mặc dù kícli tliu'،'nc vhiig ninli hương nliiệt kliOng ló'in liơin hàn hồ 4uaiig bằng

khi lihii tự độiig có lớp tliuốc giữ nliiệt, tínli liơn hẳn cUa hàn tự động là vùng ảnli litrơngIiliiệt rất nliO dõi klii hàn với vận tốc lớn thi liầư nliư kliOng có vUng ảnh hường nliiệt

Khi kim loại có tinh dẫn nliiệt càng cao thi kích thước vùng ảnh hương nhiệt

chng nhỏ

Kim loại nóng cháy

Uinh 2-5: Tổ chức vùng ảnlì hưởng nhiệt mối hàn giáp mối thép ít các hon

2.6 PHÂN LOẠI MÔÌ HÀN

2.6.1 Phân loại theo vị trí mối hàn trong không gian (hình 2-6)

a) Hàn bâng (hàn sấp}: Là những mối hàn phân bố trẽn những mặt phẳng nằm trong

góc từ 0 - 60“c

h} Hàn dứng: Là những mối hàn phân bô trên những mật phảng nằm trong góc từ

60 - 120‘١c theo phương bất kỳ trừ phnrơng song song với mặt phẳng nằm ngang

c) Hàn ngang: Là những mối hàn phân bố trên những mật phẳng nằm trong góc từ

60 - 120“c nhưng có phương song song với mặt phẳng nằm ngang

d) Hàn trần (hàn ngửa): Là những mối hàn phân bố trên những mặt phang nằm

Hinh 2-6: Phân loại mối hàn theo vỊ tri trong không gikm

2.6.2 Phân loạỉ mốí hàn theo phương ngoạỉ lực tác dụng (hình 2-7)

a) Mối hàn dọc: Là mối hàn có trục dối xứng song song với phương tác dụng của

ngoại lực (hình 2-7a)

b) Mối hàn ngang: Là mối hàn có trực dối xứng vuông góc với phương tác (dpmg cùa

ngoại lực (hình 2-7b)

c) Mối hàn xiên: Là mối hàn có trục dối xứng không vuông góc và không song song

với phương tác dụng của ngoại lực (hình 2-7c)

d) Mối hàn hỗn hợp: Là tập hợp các mối hằn trên và lực tác đاạra'g theo phương bất

HlnH 2-7: Phán loai mối hàn theo phương ngoai lực

a) mốl hàn dọc؛ b) mốl hàn neang; c) mối hàn xiên؛ d) mối hàn hỗn hợp

2.6.3 Phân loại theo tính chất liên tục của đường hàn (hình 2.8)

a) Mối hàn liên tục: Mối hàn hình thành liên tục từ đầu đến cuối đường hàn.

b) Mối hùn gián đoạn: Mối hàn hình thành gián đoạn theo chu kỳ hoặc không

khác là kim loại nóng chảy nhanh Lượng kim loại nóng chảy ít nhiệt độ ở các điểm

trong vũng hàn không đồng đều, tốc độ nguội nhanh Do đó quá trình lý hoá xảy ra trong khi hàn rất phức tạp Một cách gần đúng có thể xem quá trình lý hoá xảy ra ở những giai đoạn nhất định trong vũng hàn như sau:

- Sự tưirtig tác giữa kim loại lỏng và xỉ

- Tác động bảo vệ của môi trường khí và xỉ

- Quá trình ôxi hoá khử và hợp kim hoá kim loại mối hàn

- Quá trình hoà tan khí

' Sự kết tinh và hình thành mối hàn

2.7.2 Ảnh hưởng của các nguyên tô hoá học đến chất lượng mối hàn

a) Ôxy: Là nguyên tố có hại trong mối hàn vì nó tạo nên các ôxit (FeO, Fe203١

Fe304 ) nằm quanh tinh giới hạt hoặc hoà tan ở dạng hỗn hợp cơ học, vì thế nó làm giảm độ bền, độ dẻo, độ dai va chạm của kết cấu hàn

Để khử ôxy ta áp dụng các biện pháp sau: Hàn trong môi trường khí bảo vệ, hàn dưới thuốc, dùng Fêrô hợp kim ở thuốc bọc que hàn để khử ôxy tạo thành xỉ hoặc bay hơi ra khỏi mối hàn

b) Nitơ: Có từ môi trường và hoà tan vào kim loại lỏng tạo thành Nitơrit phân bố

trong kim loại ở dạng hình kim, nó được xem như tạp chất trong mối hàn, tăng lượng các

bon, magie trong ч٧е hàn và thuốò bọc que hàn có thể giảm dược lươig Nlto trong klm

!oạl mối hàn

c) Ilyđrô: Là chất hoà tan tiong klm !oql ở dạng nguyên tử nhất là ki!n loại ở trụng

Ihiii lỏng nhiệt độ cao kliả nảng hoà lan này rất mạnh gây nên rỗ khi tiong in(')'i hàn

cl) Lim hiiỳnh: Là chất có 1اا،؛ trong mối hàn nó tạo nên nứt nóng, dể hạn cliế ham

lưựng lưu huỳnlí trong mối hà!i ta clio lhê!n vào tliuốc hàn một lượng FerO Mn lioặc Mn

!Iguyên chất

جر Mangan: Làm tăng giới hạn bền của mối hàn nhưng giảm độ cứng Nếu lirọng

Mn > 1% thi kill hàn tạo nên xỉ khó nóng chảy dễ gây rỗ xỉ

رز Silic: Là chất khử ôxy mạnh nil ưng nếu Si > 0,5% thi nó dễ gây nên rỗ xỉ.

2.7.3 Hợp kim hoá mối hàn

Quá trlnli khử ôxy ti'ong kim loại dắp khOng thể dảm bảo clio kim loại mối hàn có thành phẩn hoá Iiọc và độ bền tương đương với kim loại cơ bản Muốn dạt dược yêu cầu này, trong quá trinh hàn phải tiến liành hợp kim lioá kim loại mối hàn nhằm bù lại các nguyên tố liợp kim cùa vật liệu cơ bản dã mất di do quá trinh cháy hay bốc hơi, hoặc là hợp kim hoá kim loại mối hàn bằng các nguyên tố hợp kim khác khOng có trong thành pliần cùa kim loại cơ bản

Thông thương các nguyên tố họrp kim hoá là Cr, M٥, w , V, Ti dược đưa vào mối

hàn thOng qua dây hàn, thuốc bọc que hàn và thuốc hàn, trong dó víệc hợp kim hoá mối hàn bằng dây hàn là có hiệu qu

* Cáu hỏi óìi tập và kiểm tra chương 2

1 Nêu các nhan tố làm chuyển dịch kim loại lỏng lừ que hàn vào vũng hàn '?

2 Nêu các víing ảnh hưởng nhiệt, dặc điểm của từng vUng ?

3 Phân loại các mối hàn trong không gian ?

4 Dặc điểm luyện kim khi hàn nOng chảy ?

5 Ảnh hường cùa một số nguyên tố hoá học dến chất lượng mối hàn ?

C liiiong 3

ﻵ ١ ا

، (

ا ا ا

، hồ

.

ực cực ،lương

' ١

3- khit

3 1

KI lÁI NIỆM VỀ HỒ QUANG HÀN

٧iệc sứ l،)i'i Iiliict l،')i، \'à hnli Siing ingnli

của 1١ Ổ cỊuaiig dể hàn du'،:)c g،.)i ا

)

3 -2QUANG (hhili

tháng

ا؛

اا

ng pháp ,'

٠

' 3.2.1 l٠lii٠

١ng a،')c Klii d،3 có tia 1١Ổ quang xuất،u

' ١

it lihn thc،) pli،i'،)'na

'(

١

Cli،) qiie lihn tidp xúc \'،')ì

3mm) sd liìnli tlihnli hổ quang Đồng lliOi

ب

3ina

،)؛

kli(

اا

،'،

ا

11

ngu'،')'i m،'ĩi li،.)c ngliO pliương phhp nàv kliO tliLic liỉện \'ì n،') dO sinli liO quang nliLtng dễ bỊtht h،)(،c dO bị dohn mqcli (que hhn ،línli cl،ạt v،)'i v(،t hhn

.(

3.2.2 l.hu’n’ng pháp nia sảt

ậl hhn

' ١ - l١hu'ưng plidp nhy giOng nhu' chcli ،liínli dídm clio ،jue hhn quql nhẹ lên mặt

dm m và giữ clio liO

؛2

c dhu que hàn lên chcli vật hhn từ

؛،'klii ،!،') 1١Ồ quang x u íl hiện, ta nh

tliuc hiện nil ưng đẽ hun xưOc bổ mặt vật hàn

ة ا

p nhy

؛'،

quang clidy On dịnli Phương ph

ng'- Klti inOi liO quang động the cO tay pliih lli(،t linli hoqt \'à chinh xdc dối với pliư٥

ó ' ì vật hhn sau dO dưa nl،ẹ cO lay'

' ١

inO tilin g , d lu tidn ta clio que h،'،n \'uóng góc

'ؤ ١

0

ذ

\'xuOng cli،) que lihn chqm nliq

k h o ln g lOinin kill x u ít hiện liO ،!uang chhv cần nhiinli cliOng dưa cO tay xuOng

ةاا

1

hhn

thật bằng đến khoảng cách giữa que hàn và vật hàn từ 2 4· 4mm sau đó mới bắt đầu hàn Đối với phương pháp ma sát cũng tiến hành tương tự như trên nhưng chỉ khác là cho cổ tay quay một góc nào đó để tạo ra một cung quv đạo chuyển động của đầu que hàn vạch khẽ lên vật hàn rồi cho cổ tav trở lại thăng bang và duy trì khoảng cách 2 4- 4mm.

- Trường hợp nếu thấy que hàn dính vào vật hàn thì phải lắc que hàn sang hai bên trái và phải khi đó nó sẽ được tách ra khỏi vật hàn

3.3 SỰCHÁY VÀ SựPHÂN BỐ NHIỆT CỦA HÔ QUANG

3.3.1 Sự cháy của hồ quang

Sau khi hồ quang phát sinh nếu duy trì khoảng cách từ 2 - 4mm giữa que hàn với vật hàn hồ quang sẽ cháy đều, liên tục và ổn định.sự cháy của hồ quang phụ thuộc vào: Điện thế giữa hai điện cực khi máy hàn chưa làm việc, cường độ dòng điện hàn và khoảng cách giữa hai điện cực (chiều dài của hồ quang)

3.3.2 Sự phân bố nhiệt của hồ quang

Trong hồ quang điện cực cácbon hàn

bằng dòng một chiều nhiệt độ ở khu vực

cực âm khoảng 3200؛c , nhiệt lượng phóng ١

ra là 38% của tổng nhiệt lượng hồ quang

Nhiệt độ ở khu vực cực dương khoảng

3400‘١c nhiệt lượng phóng ra là 42% cúa

tổng nhiệt lượng hồ quang nhiệt độ tại trung

tâm cột hồ quang khoảng 6000؛c nhưng ١

ngược lại xung quanh cột hồ quang nhiệt độ

lại thấp nhiệt lượng phóng ra khoán20 ؟%

tổng nhiệt lượng hồ quang (hình 3-3)

Hình 3-3: Sự phân hố nììiệt

của hồ quang.

1'rong liồ quang điện cực kim loại không nhất thiết như trẽn bới vì quá trình cháy và phàn bố nhiệt cúa hồ quang phụ thuộc vào tính nãng cứa que hàn, cường độ dòng điện, loại dòng điện hàn và nhiều nhân lố khác.

Khi dùng hồ quang điện xoay chiểu đê hàn nhiệt độ và nhiệt lượng phân bố trên que hàn và vật hàn cãn bản siống nhaư khoảng 50% cho mỗi phía

3.4 ĐUỜNG ĐẶC TÍNH CỦA H ồ QUANG VÀ PHÂN LOẠI H ồ QUANG

3.4.1 Đường đậc tính của hồ quang (hình 3-4)

a) Khái niệm

Khi cho que hàn chạm nhẹ vào vật hàn rồi đưa que hàn lên cách vật hàn từ 2 ·í- 4mm thì phát sinh hồ quang, sự cháy của hổ quang phụ thuộc vào điện thế giữa hai điện cực lúc máy chưa làm việc, cường độ dòng điện và khoảng cách giữa hai điện cực đó (chiều dài hồ uuang)

Đường cong biểu diễn quan hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện trên hai đầu cột hồ quang khi chiều dài hồ quang không đổi gọi là đường đặc tính tĩnh của hồ quang

b) Đườm> đặc tính tĩnh

Khi hàn hồ quang tay, điện thế

hồ quang chủ yếu phụ thuộc vào

chiều dài hồ quang, bằng lý thuyết

và thực nghiệm la đã chứng minh

và vẽ được đường dặc tính tĩnh của

hổ quang trên gián đồ Uh = f(Ih)

thay đối theo ba khoảng dòng điện

như sau;

ỉlỉnh 3-4: Đường dặc íínlì tĩnh của hồ quang khi hàn với:

= 5nun, /y 5 = ؟nim.

Khoảng Ih < 80(A); Khi Uh

giảm thì Ih tãng nguyên nhân do

công suất cúa hồ quang nhỏ tãng Ih

thì sẽ tãng mặt cắt cột hồ quang

đồng thời táng tính dẫn diện của nó

đường đặc tính giảm hên tục

Khoảng từ 80 - 800A điện thế hồ quang không đổi và chỉ thay đổi khi chiều dài hồ quang thay đổi Đường đặc tính hầu như song song với trục dòng điện được gọi là đường đặc tính cứng (trường hợp này phù hợp với hàn hồ quang tay)

Khoríng Ih > 800A mạt độ dòng điện trong que hàn tăng cao nhưng mặt cắt hồ quang không lăng bởi vậy điện thế tãng đường đặc tính dốc lên phù hợp với hàn tự động

اآاااا اآا؛اا ١n 4 d ụ c )Đ if ذ-ة:

ĩ l l t i h

ل؛اأاأ IC

،؛(

هأأ،')'ااﺈﻤﻟ ١

اذ ٩

،!اأ،(اأ ١ اا،

Cliu

١ (؛' 11

،'!

1

،'،ﻹا 1 اا 1

’

<)،'أ؛ا'ا 11٩

ا!'لا ngoài của !niiy !5-2 ااأ ا (1) (اا'أا ا)

la 11 ٧ ا؛أ c!١' ú!ie cẮt nhau IíịI hai diổni A,

R V(ýi B !؛I d؛d!n gảy hổ c!uang tại đây

d؛؛n áp găy liồ ٩uang lớn nhung do

dòng diện nhỏ ndn kliOng ihổ duy اآاا

liổ ciuang chdy ổn dỊnli Mà điổm A

inứ'i là ،1 ﺔﻟاا؛ liồ Ijuang chdy ổn dỊnli

3.4.2 llià n l ؛٧ JÌ hàn 1١ ا'ز tjuang

и) Plidti llico ، h('ii CIÍC 6-3 ااأ'أاأ 1 أ cl)

ù.1 Điệu CIÍC kliỏiig nóu؛> chcW

{>ồni có; diện cụ'c cdchon (tlian),

graphil, wonfiam Mối han duợc lilnli thành bỏ'i kim loại vật hàn nOiig chiy Itoặc do kim

loiii phụ (٩ue hần) cùng vật hàn nóng chảy.

(1.2 Điện cKc 4 اأ(')اأ cluiy 4ồm: ٩ue hàn, dây 1اةاا, mối h؛m du'ợc hình thành chil

ydu hầ!ig kim loại IJUC lií'in cùng kim loại vật hàn nOng cltiiy klii nguội kdt tinli 0ااأ

thành !nối hàn

h) Plidu llico cdcli ddii cltiN

Ỉ).Ị N()'i n ifc tiếp (liìiìlt S-ốa); Que hàn nối với cụ'c cUa nguOn diện còn vật hàn nối

vó'i một cục khac liổ cjuang cliUy giữa ٩uc hàn \ ’à vật 1اذاا liuOng hợp nay tliuờng dhng

đc liàn hằng diộn cực nOng chay

h.2 N(>'i 41 ( 11 ! tiếp (liiiili 3-6ì)ì: Plai cực của nguồn dirọ'c nối vứi ،JUC han, còn vật liàn

kliống dupc nối với một cực nao cả Hồ cjuang cliáv giữa hai que han Khi muốn liàn pluii dC liổ quang gần mối hàn lliì mới có kha năng tiLiyổn nliiệl tíi' liồ cjuang vao vật hàn

để làm nóng chay mOi han нап liồ quang gian tiếp thuờng dUng dể han hằng điện cụ'c kliOng nóng cliiiy H'u điểm liồ quang gian liếp la có tliổ diéu chhih đu'ợc nhiệt độ tiuyổn

\'ào mối liàn bằng cdcli điểu chỉnh khoảng cácli tù' hai cụ'c diện ddn bể mặt mối hàn do

dó tliuẠn lợi cho han tấm mỏng, hợp kim \'à họp kim mau

h.3 N('ii dây hỗn lì(/p (lììiili 3-6c); dUng klii liàn bằng hồ quang 3 pha Phương pl١áp nay clto năng suat râl cao vì nguồn nliiệt rât lớn

c ١ Plidii tlico dcmg diệu

- нап bằng dOng xoay chiổu (AC) cụ'c tínli kliOng ổn dịnli vì một giây dòng diện dổi cliiểu 100 Idn nhung idt tiện lọ'i rẻ liổn \'à tliiết bỊ dơn giản

- нап bàng dOng 1 cliiều (DC) liồ quang ổn định nhung thiết bị phitc tạp kh'1 đổ có liai phuơng phdp daU day nliu' sau (lilnti 3-7) :

bì c)

Hình 3-6: Sơ dồ phán loại hồ quang hàn

a) nối đây trực tiếp; b) nối dây gián tiếp; c) nối dây hỗn hợp;

d- điện cực không nóng chảy và nóng chảy

* Đấu tlìuận (lìììĩli 3-7a)

Que hàn nối với cực âm còn vật hàn nối với cực dương của nguồn khi đó nhiệt độ của vật hàn cao hơn que hàn vì vậy được áp dụng dùng để hàn thép có chiều dày lớn hoặc kim loại khó nóng chảy

'؛ ١ Đã II nghịch (hình 3-7h)

Que hàn nối với cực

dương còn \'ật hàn nối với cực

âm cúa nguồn khi đó nhiệt độ

của vật hàn thấp hơn que hàn

a) đấu thuận; b- đấu nghịch; 1- máy phát điện;

2- que hàn; 3- kìm hàn; 4- vật hàn

3.5 HIỆN TUỢNG THỔI LỆCH H ồ QUANG

3.5.1 Khái niệm

Hồ quang hàn thực chất giống như một dây dẫn mềm bằng khí nối giữa dầu que hàn

và kim loại vùng hàn Trong quá trình hàn xung quanh que hàn và kim loại cơ bản xuất hiện một từ trưòfng, 'nếu từ trưòíig này phân bố không đối xứng xung quanh que hàn thì

hồ quang sẽ bị thổi lệch gây khó khăn cho quá trình hàn, hiện tượng đó gọi là hiện tượng

hồ quang bị thổi lệch Trường hợp bình thường trục tuyến của cột hồ quang bao giờ cũng cùng một đường thẳng với trục tuyến của điện cực (hình 3-8), còn quá trình hồ quang lệch sang bên phải hoặc bên trái, phía trước hoặc phía sau là hồ quang bị thổi lệch (hình 3-9) Nó làm cho hồ quang không tập trung sức nóng vào vùng nóng chảy làm giảm tác dụng bảo vệ vùng hàn và giảm chất lượng hàn

3.5.2 Các yếu tở ảnh hưỏfng đến hiện tượng thổi lệch hồ quang

a) Ảnh hưởng của từ trường

Do từ trường xung quanh cột hồ quang phân bố không đều khi hàn bằng dòng xoay chiều ít có hiện tượng hồ quang bị thổi lệch nhưng khi hàn bằng dòng một chiều thì hồ quang thường bị thổi lệch từ phía từ trường mạnh sang phía từ trường yếu do bộ phận tiếp điện (hình 3-10)

c) Ảnh hưởng góc nghiêng của que hàn

Khi hàn cột hồ quang luôn hướng theo trục que hàn, nếu chọn góc nghiêng không hợp lý cũng sẽ làm cho hồ quang bị thổi lệch (hình 3-9b)

* Hiện tượng thổi lệch cũng có thể đo một số các nguyên nhân khác gây nên:

3.5.3 ^ác bỉện phảp khắc phục

- Thay dổi vỊ tri dấu dây với vật hàn dể

tạo ra từ trường dối xứng (hlnh 3-lOb)

- Dặt que hàn nghiêng ngược chiều với

chiều hồ quang bỊ thổ؛ lệch (hlnh 3-11)

- Khi tiàn mối hàn góc phải dật góc

nghidng que hàn nằm trên dương phân g؛ác

cUa góc dó

- Khi hàn cuối dường hàn cần dặt thêm

một vật sắt từ nối tiếp với vật hàn dể kéo hồ

quang về phía đầu vật hàn

- Thay dổi dOng một chiều bằng dOng xoay chiều

- CO biện pháp che chắn gió hoặc các luồng khi tác dộng lên hồ quang khi hàn ngoài trời

* Cáu hỏi ôn tập và kiểm tra ch u Ê g 3

1 Các phương pháp mồi hồ quang, ưu nhược điểm ?

2 Sự ch;؛y và sự phân bố nhiệt của hồ quang ?

3 Định nghla dường dặc tinh tĩnh cUa hồ quang ? cho ví dụ ?

4 Các phương pháp phân loại hồ quang ?

5 Iliện Iirợng thổi lệch hồ quang ? Nguyên nhân ? Biện pháp khắc phục ?

Hiìih 3-11: Góc nghiêng qne hàn lt، ĩp lý

dể khắc pltqc Itồ quatig b؛ thổi lệch.

Chương 4

CÔNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT HÀN H ổ QUANG TAY

4.1 CÔNG VIỆC CHUẨN BỊ VẬT HÀN

* Sự chinh xác ciici công tác chiiẩìì bị các chi tiết hàn, độ sạch cùa chUng và quá

trinh gá lắp có ảnh hưởng lớn tới khả năng chịu tải, tinh kinh tế cùa kết cấu hàn; sự chuẩn bị thiếu chu dáo trong các cOng đoạn dẫn dến tăng các khuyết tật trong các mối hàn và kết cấu nói chung

* Công tác chuẩn bị vật hàn gồm các công việc sau:

a) Mối hàn giáp mối

- Dốỉ với vật hàn có chiều dầy < З т т thi khOng cần vát mép (hlnh 4-1)

Hinh 4-1 : Sự chuổu bị kícir

1

ة' ١١ ا

ủp

؛ g

١

ة ا ١ ا

t ١١ ifờc mối

không vút mép

- Đối với vật hàn có chiều dày > З т т thl phải vát mép chữ V Sự chuẩn bị kích thước mối hàn và vát mép chữ V (hình 4-2):

Ilình 4-2: Sitclĩuấn bi và

RÌúp

١

ة ا ١ ا

l)nf، 'íc mối cl ١

؛

k mối vát mép clurV

10±2

2 ±01 1.5 ±1

Hinh 4-8: Sựchuan bị va kích thước moi hàn chữ'í vát ntội canh

١ hưoc cúu rnoi

١

ة ا ٦

4.1.2 Làm sạch, hàn dinh và gắ !áp

a) Làm sạch: Sau khi vát mép vật hàn phải làm sạch các mép hàn khỏ؛ các châ't bẩn

nhu sơn, dầu mỡ, và các chất bụi bẩn khác bám trên dó Với một khoảng từ 20-30mm về

cả 2 phía cùa dường hàn bằng phương pháp cơ khi hoặc phương pháp hoá học

b) Gá lắp và hàn dinh

* Gá lắp: xác định vị tri tương dối giữa các vật hàn tiong khOng gian, trên đồ gá chuyên dUng hoặc vạn năng tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật

* Hàn dinh: tuỳ theo chiều dài vật hàn, chiều dài của mối hàn dể chọn số điểm

Hàn dinh dảm bảo dược vị tri tương dối trong quá trinh hàn tránh bị cong vênh, thựchiện các mối hàn dinh như sau:

١ Chiểu dài cùa các mối hàn dinh bằng 3 - 4 lần chiều dày vật hàn nhưng không lớn hon 30-40mm

- Chiều dày mối hàn dinh bằng 0,5 - 0.7 bề dày vật hàn

- Khoảng cách hai mối hàn dinh liên tiếp nhau bằng 40 - 50 lần chiều dày vật hàn nhimg khOng quá ЗО О тт

- Mặc dù mối hàn đính chỉ có chức năng chinh là định vị các chi tiết dể chUng khOng bị biến dạng tự do khi hàn Song nó là một phần quan trọng của chất lượng mối hàn sau này Vì vậy, nó cũng cần dược thực hiện với chất lượng tốt, cụ thể các mối hàn dinh phải dược thực hiện bằng loại que hàn tốt Chọn chế độ hàn (dặc biệt là có yêu cẩu nung nOng so bộ) như đối với mối hàn chinh thức và cũng phải do chinh ngươi thợ liàn chinh thức mối hàn dó thực hiện

4.2 CHẾ Đ ộ HÀN

4.2.1 Kháỉ nỉệm

Là tập hợp các yếu tố co bản của quá trinh hàn dể dảm bảo nhận dược mối hàn có hlnh dạng, kích tliước mong muốn Đúng yêu cầu kỹ thuật

4.2.2 Các yếu tỏ co bản của chê' độ hàn

- Oường kínli que hàn (d٩)

- Cường độ dòng diện hàn (Ih)

- Diện thế hồ quang (٧ht|)

- Vận tốc hàn (Vh)

u ١ Đường kinh que hàn (dq)

Chọn dương kínli que hàn to hay nhỏ phụ thuộc vào các nhân tố sau: Cliiều dày vật hàn, loại dầu mối, vị tri mối liàn trong khOng gian và thứ tự thực hiện các lớp hàn Nhln cliung khi hàn mối liàn nhiều lớp thương chọn:

'(اا ١

٠ρ sau сап ch' \'ao clhcii ỏì\V(')lian nhỏ cấc 1

اإا!اا

kíiilì

لا!'(')'!آﺈﻳ ذ

ت ٤ ا

،

٠ ذا

)

٨

(

لاا ٠ ىﻵاا)

'ؤأ ١

ιη (mm) N^u)؛

1du'ch'ng klnh que

in Idn \5г/с\ Neu vặt hlm mc)iig < 1,3 llín dq ta phdi gihm dC)ng diện)؛

phdi lang ddng diqn l

llieo kinl) nghiqm có ihd linh c'u'ch'ng cìộ dchng diện him llìeo cdng lhú'c

؟(

13lilm cuC)ng

ا ا

1

،!

ذ ١

!

اة

،độ

ت ٤ اا ١ ااااا'،

quyCi dỊii!i

١ ﻻ

؛1цис

ا 'ا

;'

ا'اا ا ١ ا!'!

К - hẹ số do

mill:(

(

ا اة

1

ا!ا ٠ ا

^

ﺀ

15-

!(-)

١ιι bàng từ،nil،’) litiii so νό'Ι 1ι ٧

؛'،'1

اا

Ιΐ'ί hàn dtìiig

'ا ١

Kill lilìi cV

-.20%

1 l!iế

quiing do cliibri dài hổ qtiang

٧hq — a + tltioiig dó

:

.1liệu liíiii

(،

’ ١

،

ا

\'ιιι

؛ Khi liàii que nOiig chảy a = 15 30 بν

+ Khi hàu que khOng uôiig chảy a = 30 35؛ ٧

b- hệ sổ ηόΐ 1جاا diệu ííp rơi trên Iciu chiều d'ài hồ quaug thường lấy bằng

15,7 v/cm

Ihq - chiểu dài hồ quaug (mm)

- Klii hồ quang quá dài till sự cháy không ổn dịnli dễ bỊ tắt Sức nóng bị phân tán kim loại dễ bị bắn toé độ sâu nóng chảy giảm khi khó thoát ra ngoài dễ sinli ra các khuyê'1 tật clio mối hàn

d ỊT ố c độ hàn

- Là tốc độ di chuyển về phía trước của que hàn theo dư(7ng hàn Nó ảnh liưởng trực tiê'p dến hiệư suất cUa quá trinh hàn Dể đảm bảo cliất lư ơ g mối hàn tjong trường hợp hàn bằng cho pliép dUng que hàn và dOng diện hàn lớn hơn dể tăng tốc độ hàn

- Theo kinh nghiệm vận tốc hàn có thể tinh theo cOng thức sau:

٧h = L ^ h = a ٥.Ih/3600.y.Fđ (cm/s)

Trong dó:

L - chiều dài mối hàn (cm);

Th - thOi gian hàn trực tiếp (h);

- hệ sổ dắp cùa que hàn (g/A.h);

Ih - dOng diện liàn (A);

γ - khối lưcmg riêng cùa kim loạí que hàn (g/cm^);

Fj - diện tích cùa lớp dắp (cm2)

4.3 CHUYỂN DỘNG CỦA QUE HÀN VÀ CAC PHUƠNG PHAp DUA q u e HAN

4.3.1 Chuyển dộng ciia que hàn (hinh 4-11)

Ti'ong quá trinh hàn que Iràn cần phải thực hiện 3 chuyển dộng như sau:

a) Chuyển động theo tnic qiie hàn (!): Chuyển động này có tốc độ phù hợp với tốc

độ nóng chảy của que hàn dể chiều dài hồ quang khOng dổi trong suốt quá trinh hàn và duy tri sự cháy hồ quang ổn định

b) Címyển động theo cỉúềii triic mối hàn (2): Chuyển dộng này thực hiện liàn hết

cltiều dài mối hàn thOng thường que hàn phải dặt ngliiêng theo hướng hàn một góc từ 70

- 80ﻻ so với bề mặt vật hàn.

c) ctuiyển động duo động ngtnrg ciia dầu que lidn (3): ة ة \ ا ؟ ل ﻵﻵﻻ ủ\ực \uệt\

hàn hết cliiềư rộng mối hàn thOng thường bề rộng dó bằng từ 2 dến 5 lần dường kinh que hàn

cĨuyển dộtig dọc trục ч٧е !làn

;

;2.cliuyển dộng dọc trục mối hàn

.0dộng ngang dẩu que hàn

ác phương pháp dưa que hàn (hình

đường thẳng (hình 4 -í2 a

ااأة،) اأا'؛اا

؛rr ؛

độ sâu nóng chiy Idr'

.؟

p\và

؟ , 4 - 12b); ỸVtU l

Đitu qiic lidn ilieo dường lliẳng dt lụt b ١

điểm là tốc độ hàn nlianh, mối hàn hẹp và toả nhíệt nhanh thường dược dUng hàndường hàn tliU' nhâ't của mối hàn nhiều dường nliiều lớp nhirng dầu nối có khe hở lớntấm tliê'p m ỏng

Idnh 4-12c); Ỹ k ٥ v\g,p\váp

؛ (■) Đicu que lidn tlico lilnli rdng ciíti

chuyển động liên tiếp tlieo hlnli răng cưa ở các đỉnh cùa hình răng cira thương dímg lạimỏt cliUt đc dề pliOng khuyết cạnli, mục dích là khống chế tinh lưu dộng nóng chảy vàhạn chè' bề rộng cUa mối hàn, thường dược dùng trong hàn bằng, hàn trần, hàn dứng vàhàn ke gOc

cl) Đưa que hàn theo liìnli bủn nguyệt (hình 4-!2d): Phương pháp này dầu que

hàn cliiiyển tlộng liên tục theo hình bán ngưyệt, ở cuối hai cạnh thường dừng lại mộtcliUt dể dề pliOng kliuyết cqnli để tạo diều kiện cho kim loại nóng chảy tốt và thời

à xỉ dễ nổi

' ١

gian giữ nlilệt tuong đối dài các thể hoi lẫn trong mối hàn dễ thoát ra

lCn trdn mối hàn Thường dược ứng dụng dể hàn các mối hàn dứng, hàn ngang và

4 - 12e

f) Điki que hàn theo Iiìnli trỏti (liìnli 4-ỉ2ý'): Phương pháp này cho dẩu que hàn

lục tlieo liình liOn (có tliể là liình trOn lệcli) Thường díing dể hàn các

ةاا

؛1chuvể!! dộng

ti.ong lru'c)’ỉìg liop hàn hang C()n dn'a cỊLie hàn llìco diicYnu tiòiì lệcii

لأ

'

١ا

!

ậl có cliìcu dàv

\

1 )٠

ﻻا(

tl !Yhỏ

؛.

o! nó khỏ'ng chC dưt.Yc hi!i٦ أ

١

\'

ín '؛

hàn li hàn n^an٤i١ ١c ١

!ا

pl\áp

١ أﺀ(أا ١ اأا

11

4.4

KỸ THUẬT BÁT ĐẦU, KỂT THUC v à NỐ! L!ỂN M ốl HÀN

4.4.1 lỉát đầu 111(41 hàn

phđii Iihy !lơi

bắt đầu !êii ا1

ﺀف

khời điổm tươiig dối Iióiig, làm clio cu'ồ'iig độ dOiig đíệii

dự ا1

أﻻ

؛' ا1

ا

'!

ة

؛ 1 ,

ì i tưưmt Iiìiy, ·SUU klii mồi liồ quiing, phải kéo liổ quiuig dài ra một tí

Ị'i'ig

؛

bìiili lliư

4.4.2 Ket thilc iiiOí lià í

Kdl lliúc !nối hhii klii d؛i hàn xoiig một mối hàu Nếu klii kbt tlihc kéo Iigiy liồ

qumig ra ihl sẽ 1ا،ﻻ clio mặt ngoài ﺀﻻﻻ vặt hhii cO lănh tliTp liơn bề mặt vật liiii, r.h.ng

1'ănh liổ qumm quá sẳu, Ihin cho cường độ cliỗ kê't tliUc inOi hàn giilin bớt, và st sinli

ra ủ'ng su؛،'l tập liung inh nứt ign, clio nbn klii kết tlihc inbi hhn cliU ý klibng dé r٢inh

1١Ồ quiuig sảu Đê cO thổ Ihp dầy idnli liồ quung, klii kết tliUc cuối cUng phhi rgừng kliOmí clio que hàn cliuyển dộng Ngù'ng lụi một t؛ lồi tù' tù' nghi liồ quíuig, cUng cd

ﺎﻗ

1

أ clio hhn 11ﻻ một tí lồi cho lắt hồ quang, nliu'ng kill 1اذاا nhũng thin mbnglioặc

dùini dbiiíi điện hhn lớn till kliOng dược ^p dụne cdcli n;'،v, mà kill dó, ئ cliO kết thhc phải nlianli clióng mồi liổ quang \'à tắt liồ quang liên lục clio đến klii nho dẩy ihnh liổ quaint mới lliỏi

Khi hàn bằng tay, do chiều dài

của que hàn bị hạn chế nên không thể

hàn liên tục được Để đảm bảo mối hàn

liên tục, phải làm cho mối hàn sau nối

với mối hàn trước, chỗ nối này gọi là

đầu nối của mối hàn Đầu nối mối hàn

chia thành 4 loại như sau (hình 4-13)

- Phần đầu mối hàn hàn sau nối

với phần cuối mối hàn hàn trước

- Phần cuối của hai mối hàn nối

với nhau

- Phần cuối mối hàn hàn sau nối

\'Ớ1 pnân đẩu mối hàn hàn trươc

- Phần đầu của hai mối hàn nối

với nhau

4.4.3 Sự nối liền của mối hàn

iỉmiấiiỉmmmmầềmầầề iimiiẵmiỀỀmímỀiỀỀỀỉm

Hình 4-13: Các kiểu đầu nổi mối hàn

Trong quá trình hàn, bốn loại đầu mối hàn nói trên đều được áp dụng Những đầu nối mối hàn thường có những nhược điểm như: mối hàn quá cao, ngắt quãng và rộng hẹp không đều Để phòng ngừa và giảm bớt những thiếu sót đó, khi áp dụng những loại đầu nối nói trên cần chú ý thêm:

- Đối với đầu nối mối hàn kiểu thứ nhất và thứ tư, thì có thể mồi hồ quang ở chỗ chưa hàn của đầu mối hàn hoặc phần cuối của các mối hàn (rãnh hồ quang), sau khi mồi

hồ quang, kéo dài hồ quang ra một ít, cho ngừng một lát ở rãnh hổ quang như vậy có thể làm cho chỗ nối đạt được lượng dự nhiệt cần thiết, đồng thời có thể nhìn rõ vị trí của rãnh hồ quang, để điều chỉnh vị trí que hàn rồi lập tức rút ngắn độ dài hồ quang lại cho thích hợp, tiếp lục tiến hành hàn (hình 4-14)

- Đối với đầu nối mối hàn kiểu thứ 2 và thứ 3, phải chú ý khi que hàn đến phần đầu hoặc phần cuối của mối hàn, phải nâng ngọn hồ quang lên cao một chút, sau đó tiếp tục hàn một đoạn, cuối cùng lại dần dần kéo dài ngọn hồ quang để nó tự tắt (hình 4-15)

Hinh 4-14: Mồi hổ cỊuung ở đầu nối mối hàn Hình 4-15: Mồi hồ quang ở đầu nổi mối hàn.

4.5 KỸ THUẬT HÀN HỒ QUANG TAY ở VỊ TR؛ hAN bAnG

4.5.1 Đậc dlểm

- Người thợ hàn dễ thao tác, quan sát dược ١'ùng nóng chảy, mốl hàn đẽ hình thành sau khi nóng chảy những giọt kim loại lỏng do trọng lượng bản thăn tự lơi vào víing hàn Chất lượng mối hàn cao do vậy pliưong pháp hàn bằng dược sử dụng rộng rãi trong sản xưất

- Cho pliép dùng dường klnli que hàn lớn và cường độ dOng diện hàn cao 1ΐ(ίη dế

n ٠؛،ng cao năng suà't lao dộng

- Góc nghiêng que hàn (hìnli 4-16)

- Theo lilnh 4.16 β = 90ﻻ (là góc hợp bời ti'ục que liàn với pliirong vuOng góc với t)٠ục dương hàn); a = 60" ب75" ( ة góc hợp bời trục que hàn với phưong của trục dường hàn)

- Kill hàn vật mOng thường sử dụng pliuong phap ،lưa que hàn tlieo đương thẳng Titrờng hợp khi hàn mặt trước tốc độ dưa ،jue hàn hoi chậm mục đícli là bề rộiìg \'à chiổu sâu nOng chảy tương dối Ιό'η Còn kill hàn mặt sau (bỊt dáy) tốc độ đưa que h؛'i!i pliải hơi nhanh với mục dích clio bề rộng mối hàn giảm

'؛

('ا ١ أ إا؛،'أاا

bang

ااا'ااا

١ i

؛ k

١ ا'اا ١ ا

- Klii vật !làn dày có thê váí chữ

V lioặc chữ X \'à phái phân hàn

liiàníi nhicu dường nhiều lớp (hình

4-17) Lớp I chọn dườn؟ kính que

hàn nhỏ hơn các lớp sau, phương

pháp dưa quc hàn theo đường thắng

Các lớp sau chọn que hàn có đường

kính lớn hơn Phương pháp đưa que

hàn theo ráng cưa bán nguyệt hoặc

dường tròn, Chú ý hàn lớp sau phải

làni sạch .XI dường hàn lớp trước và

dường hàn sau phải chồng lên 1/3 bề

rộng dường hàn trước

Hỉnh 4-17: Mối hàn lìliiền iỊưò)n> lìhiềii lớp

4.5.3.2 H àn hằng c h ữ T ịììàn hcììUị viiâmỊ góc)

- Khi thực hiện mối hàn này thường gập phải các khuyết tật sau: Hàn không ngấu

khuvếl cạnh Để giải quyết vấn đề trên cần chú ý:

huứng vào lấm dày S2)

- Đê tạo điều kiện cho mối hàn

hình thành tốt trong thực tế nếu điéu

kiCm cho phép nên hàn ớ vỊ trí lòng

thuyền (hình 4-19)

4.6 KỸ THUẬT HÀN HỒ QUANG TAY ở VỊ TRÍ HÀN ĐÚNG

4.6.1 Đặc điểm

Hàn đứng thao tác tưong đối khó, kim loại nóng chảy chịu tác dụng của trọng lực

mà chảy xệ xuống phía dưới, mối hàn khó hình thành Chất lưọíng mối hàn kém do vậy khi hàn cần có những biện pháp kỹ thuật sau

4.6.2 Kỹ thuật hàn

- Chọn đường kính que hàn và cường độ dòng điện nhỏ hcfn hàn bằng từ 10 15%

để chống kim loại lỏng chảy xệ khi hàn

- Khi hàn đứng giáp mối góc độ que hàn nằm trong mặt phẳng vuông góc với bề mặt vật hàn và nghiêng một góc 60 - 80 về phía dưới của mối hàn (hình 4-20)

- Biên độ dao động ngang của đầu que hàn chỉ cho phép trong khoảng (1,5 - 2)d٩

H١ ؛ i١ ngang cO thể Víil cạnh hoặc khống vát cạnh, khi vát mép vật ti،٩n cạnh ờ phía

ngung giúp ،

اأا

1 ١ ا،)،

١

ا

càu

- Cliọn cường độ dòng diện hàn giống như hàn dứng

- Dưa que hàn theo dường trOn lệch, Iilnh 1'ăng cưa

- Hàn ngang gidp mối có vát cạnh có thể dùng cáclt hàn nhiềư lớp, hàn dương thứ

nhất cliọn que hàn nltO (dq < З т т ) Dưa que hàn theo kiểu đường thẳng di lại.

- Dường thứ hai, dưa qtie hàn theo hình dường trOn lệcli, dường kinh que hàn từ

3 - 4mm Có thể hàn tlieo liướng phải và tráí

- Sứ dụng liồ quang ngắn hoặc hồ quang nhảy

4.8 KỶ THUẬT HÀN HỒ QUANG TAY ở VỊ TR؛ HÀN TRẦN

4.8.1 Điìc điểm

Là m(١t trong nliững loại mối liàn khó nhâ't Khó thao tác, chất lượng mối hàn rất kdm thường ngậm xỉ Kim loại nOitg cliảy do tác dụng của trọng lực bị roi xưống làm mối hàn kliO liình tliành Trong thực tế nên hạn chế vị tri hàn này

4.8.2 Kỹ thuật hàn

- DUng que liàn có tliuOc bọc dày và dường kínli từ 3 4 ؛ m!n

- Góc ngliiêng của que hàn hợp với trục mối hàn một góc từ 70-90" (hlnh 4.23a)

- Góc ngliiêng của que hàn liựp với phương vưông góc với trục mối hàn một góc 90" (liìnli 4.23b)

w

90'

Hvnh 4-23: Góc độ tjiie 1 ١ αη khi ا ١ ﻵاا tran

- Hướng hàn từ trái sang phải

- Dưa que hàn theo kiểu đường thẳng hay đường thẳng di lại, răng cưa hoặc bản nguyệt

- Khi hàn cần chọn cường độ dOng diện cho thích hợp, khOng dược nhỏ quá, nếu nhỏ quá mối hàn không ngấu, hồ quang cháy khOng ổn định Không dảm bảo chất lượng mối hàn

- Nếu dOng diện hàn lớn quá kim loại nóng chảy sẽ bỊ chảy nhiều xuống phía dưới

- Khi hàn trần, những tạp chất như xỉ và các loại thể hoi dều có xu thế nổi lên phía trên, nên dễ sinh ra những khuyết tật như trong mối hàn có lãn xỉ và lỗ hoi cho nên phải chọn cường độ hàn cho phù hợp Thưỉmg chọn Ih giảm từ 1 5 2 0 ؛ % so với hàn bằng

- Khi hàn nhiều dirCíng, nhiều lớp, lop thứ nhất dưa theo dường thẳng hoặc dường tliẳng di lại, từ lớp thứ hai trO di dưa que hàn theo kiểu răng cưa ho,ặc bán nguyệt và

khOng nên cho lưọng kim loại nóng chảy quá nhiều Dảm bảo mồi lớp hàn ít ١'à mỏng

* Cáu hỏi ôn tập và kiểm tra chương 4

1 Nêu nội dung và mục dích công tác chuẩn bị vật hàn ?

2 Các yếu tố cùa chế độ hàn ? phưong pháp tinh toán chọn Ih ?

3 Giải thích công thức ٧hq và ٧h ?

4 Các phưong pháp dưa que hàn ? phạm vi ứng dụng cùa nó ?

5 Kỹ thuật bắt dầu, kết thUc, hàn nối mối hàn ?

6 Dặc điểm kỹ thuật hàn bằng, hàn dứng, hàn ngang, hàn irẩn ?

Chương 5

CÔNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT HÀN KHÍ

5 1 KHÁI NIỆM CHƯNG VỀ HÀN KHÍ

5.1.1 K hái niệm

- Hàn khí là quá trình nung nóng vật hàn và que

hàn đến trạng thái hàn (nóng chảy) bằng ngọn lửa

của khí cháy (axêtylen C2H2, Mêtan CHg, Benzen

ĩ ĩ ١ ١ ٠ -v A ٠ ' ١ r ٠٦٦ / ٦٠٦ ٠١ -! ٦ Ị ٠٦٠ - ٠ ٠٠ Ị ٠' Ò ؛ ỉ ٠ H ٠١Ị r ١٠٠٢ ٠٦ Ị٩ ١ ٠ ١ I

' ٧٠ ١ - ٠ ،١ ·} ٠ ‘ ^ ٠٤٠ ’ - ٠١٠ - ،^ ١ ii٠ U ١ J i Iv ٠ ii٠،w ٠ i

nhất là axêtylen C2H2 vì ngọn lửa của nó có nhiệt

độ cao khoảng 3200‘١c và có vùng hoàn nguyên tốt

Sơ đồ đơn giản của quá trình hàn khí giới thiệu trên

hình 5-1

5.1.2 Đặc điểm

- Năng suất và chất lượng mối hàn khí thấp hem

so với hàn hồ quang tay Thiết bị hàn đơn giản rẻ

tiền Ngọn lửa hàn có tác dụng bảo vệ cho vùng hàn

khói những ánh hưởng xấu của môi trường xung

quanh góp phần nâng cao chất lượng mối hàn

- Ngọn lửa này có 3 vùng: vùng nhân, vùng cháy không hoàn toàn và cháy hoàn toàn.

02/C2H2= u - 1,2

O2/ C2H2 > 1,2

02/C 2H2 < u

Hỉnh 5-2: Các loại ngọn lửa hùn khí

a) Vùng nhân: Có màu sáng trắng, nhiệt độ thấp (900.C - 1000“C) trong đó có

nhiều cácbon nên không dùng để hàn vì nó làm cho mối hàn thấm cácbon kim loại trở nên giòn

b) Vùng cháy không hoàn toàn: Có màu sáng xanh, nhiệt độ cao khoảng 3200“c

thành phần khí gồm c o và H2 là chất khử ôxy vì vậy còn gọi là vùng hoàn nguyên Vùng cháy không hoàn toàn dùng để hàn

c) Vùng cháy hoàn toàn: Có màu sẫm, nhiệt độ thấp có CO2 và H2O là những khí khi tiếp xúc với kim loại nóng chảy sẽ ôxy hoá kim loại vì thế nó còn gọi là vùng ôxy hoá ơ đây cácbon bị cháy hoàn toàn nên gọi là vùng cháy hoàn toàn, vùng này có nhiệt

5.2.3 Ngọn lửa cacboii lioá (hìnli 5 2c)

-C ó tỷ lệ 02/C 2H2 < 1,1

- Vùng giữíi Ciici ngọn lửa ihừa cacbon اﺎﻤﻟ do, vì thế nó mang tinh chất cacbon hoá ااذc này ngọn ILra kéo dài nhập vào vùng giữa ngọn lira có màu sẫm dùng dể hàn gang

(bb sung cacboii bỊ cháy), hàn dắp thép cacbon và thép hợp kim Cling

.٩.3 CÔNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT HÀN KHÍ

5.Τ.Ι U huẩn bl vật hàn

- Căn cii vào dạng dầu nối, loại và chiều dày vật hàn mà có sự chuẩn bị vật, hàn khác nhau Trong truOng hợp chuẩn bị vật hàn liên kết giáp mối:

+ Kim loại có cliỉều dày từ 0,5 ب Imm khi hàn gấp mép.

+ Chiều dày vật hàn < З т т khOng cần vát mép Từ 4mm trở lên cần vát mép dể mối hàn duợc ngấu, góc vát từ 60 70ب Khe hờ từ 0,5 2 بmm ٥

+ Làm sạch vật hàn khỏi sơn dầu mỡ và gỉ sắt bám vào vật hàn và 20 ب З О т т về hai

phia cua Лі'бі han

t Gá lắp và hàn dinh

5.3.2 C hế dỏ hàn khi

Yếu tố cơ bản dể xác định chế độ hàn khi là tốc độ hàn, các yếu tố ảnh hưởng dến tốc độ hàn là góc nghiêng của mỏ hàn, công suất ngọn lùa, dương kinh que hàn

ci) Góc nghienq của mỏ hàn (hĩnh 5-3)

- Căn CIÍ vào chíều dày cùa vật hàn, tinh chất vật lý cùa nó mà chọn góc nghiêng cho pliU hợp, cliiều dày càng lớn góc a càng lốn

- Kim loại có tinh dẫn nhiệt lớn thl góc a cũng phải lởn Từ 60 - 80 nhimg khi hàn clil góc a khOng quá 10٥.

- Dể nung kim loại vật hàn và

tạo thành bể hàn, lUc dầu góc a từ

80-90 sau đó tuỳ theo chiểu dày vật

hàn mà ta hạ góc nghiêng xuống

b) C6t ١ g siidt ngọn lira

Dược tinh bằng lượng tiêu hao

klií C2H2 trong Ih, nó phụ thuộc

vào chiều dày tinh dẫn nhiệt và

nhiẹt độ nOng chảy cùa vật hàn

Ví dụ: Thép ít cacbon, thép

hợp kim tliấp lượng C2H2 tiêu hao

trong 1 li dược tinh bằng cOng Hình 5-3: Góc nghiêng ciia mỏ hàn khi hàn thép