Bài giảng: hàn khí công nghiệp

Đây là khối kiến thức và kỹnăng cơ bản của nghề hàn khí, bắt buộc đối với tất cả mọi ng- ời thợ hàn.Thiếu nó ngời thợ hàn sẽ không có những kiến thức và kỹ năng cơ bản của nghề nghiệp, s

Bài mở đầu

Giới thiệu chung về môđun hàn khí

Vị trí, ý nghĩa, vai trò của mô đun:

Hàn khí là một trong những mô đun của chơng trình đàotạo nghề hàn trình độ lành nghề Đây là khối kiến thức và kỹnăng cơ bản của nghề hàn khí, bắt buộc đối với tất cả mọi ng-

ời thợ hàn.Thiếu nó ngời thợ hàn sẽ không có những kiến thức và

kỹ năng cơ bản của nghề nghiệp, sẽ gặp khó khăn trong quátrình thực hiện công việc của nghề hàn cũng nh sự đảm bảo

an toàn và sức khỏe của ngời thợ

Mục tiêu của mô đun

Nhằm trang bị cho ngời học có đủ khả năng làm việc tại cáccơ sở sản xuất.Xác định chính xác chế độ hàn, phơng pháphàn, phôi hàn, vật liệu hàn, kích thớc của mối hàn và thực hiệnthành thạo các bớc công nghệ hàn các cấu kiện dạng tấm vỏmỏng thông dụng nh: nồi hơi, kết nớc, các cánh cửa ca bin xehơi, khung xe máy và hàn sửa chữa, hàn vá đảm bảo yêu cầu

kỹ thuật, hiệu quả, an toàn lao động

Mục tiêu thực hiện của mô đun

Học xong mô đun này ngời học sẽ có khả năng:

thiết bị, đồ gá và thời gian cần thiết cho công việc hànkhí ở vị trí hàn bằng, hàn ngang, hàn đứng hàn ngửa

đạt chất lợng cao

- Xác định chính xác chế độ hàn khí ở các vị trí hànbằng, hàn ngang, hàn đứng, hàn ngửa.

suất và xử lý đợc các h hỏng nh hở khí, tắc van khí, cácchỗ rò khí, sử dụng hợp lý và thuần thục các dụng cụ thôngdụng nh: mỏ hàn, mỏ đốt ,van giảm áp, bình ngăn lửa tạtlại đảm bảo không xảy ra cháy nổ

của vật liệu, đảm bảo chất lợng và hiệu quả kinh tế

ngang ,hàn ngửa đạt độ ngấu, chắc, kín, không biếndạng, cháy cạnh, không rỗ khí, rỗ xỉ, không bị nứt và đạttính thẩm mỹ cao

thớc, rỗ khí, rỗ xỉ, khuyết cạnh, không để xẩy ra phếphẩm

và trang thiết bị an toàn lao động, tuân thủ các nguyêntắc an toàn lao động và vệ sinh môi trờng, không đểxẩy ra tai nạn

Nội dung chính của mô đun

1 Khái niệm cơ bản về hàn khí, đặc điểm và công dụng

2 Tính toán chế độ hàn, phôi hàn, vật liệu hàn khí

3 Các phơng pháp hàn khí

4 Thao t¸c sö dông c¸c thiÕt bÞ, dông cô hµn khÝ th«ng

Bài 1 Vận hành, sử dụng thiết bị hàn khí

I Mục tiêu của bài:

- Trình bày đầy đủ cấu tạo và nguyên lý làm việc củabình sinh khí Axetylen, mỏ hàn khí, van giảm áp, ốngdẫn khí

- Lắp mỏ hàn, ống dẫn khí, van giảm áp chai ôxy, bìnhsinh khí Axetylen, bình chứa ga đảm bảo dộ kín, thựchiên các thao tác lắp ráp trên thiết bị hàn khí chính xáctheo yêu cầu kỹ thuật

- Điều chế khí Axetylen từ đất đèn, bằng bình sinh khí ápsuất thấp, đúng định lợng không quá mức cho phép,

* Thiết bị hàn khí: Trạm hàn khí (hình vẽ)

1.1.1 áp kế:

Là dụng cụ để đo áp suất làm việc của máy sinh khí Trên mặt áp kế phải kẻ một vạch đỏ rõ ràng ở ngay con số chỉ áp suất cho phép làm việc bình thờng

áp kế phải đợc lắp ráp ngay trên bình chứa khí đối với các máy sinh khí loại áp suất trung bình mà thùng chứa khí đ-

ợc đợc cấu tạo thành một bộ phận riêng thì phải lắp áp kế ở trên buồng sinh khí và thùng chứa khí

1.1 2 Van an toàn:

+ Van an toàn là thiết bị dùng để khống chế áp suất làmviệc của máy sinh khí

+Tất cả các loại máy sinh khí kiểu kín đều phải đợc trang

bị ít nhất một van an toàn kiêủ quả tạ hay lò xo Phải thiết kế

đờng kính và độ nâng cao của nắp an toàn thế nào để xả

đợc khí thừa khi năng suất máy cao nhất đảm bảo áp suất làmviệc của máy sinh khí Van an toàn không tăng không quá 1,5attrong mọi trờng hợp Nhiều khi ngời ta lắp màng bảo hiểmthay cho van an toàn màng bảo hiểm sẽ bị xé vỡ khi khíAxetylen bị nổ phân huỷ hay khi áp suất trong bình tăng lênquá cao Khi áp suất tăng lên 2,5 – 3,5 at thì màng bảo hiểm sẽhỏng Màng bảo hiểm thờng đợc chế tạo bằng lá nhôm, lá thiếcmỏng hoặc hợp kim đồng – nhôm dày từ 0,1 – 0,15 mm.

Van an toàn hoặc màng bảo hiểm phải đặt trên thùngchứa khí Ngoài ra, màng bảo hiểm còn đặt trên các thiết bịngăn lửa tạt lại

1.1.3 Thiết bị ngăn lửa tạt lại:

a Công dụng và yêu cầu:

- Thiết bị ngăn lửa tạt lại là dụng cụ chống nổ chủ yếu dongọn lửa hoặc khí oxy đi ngợc từ mỏ hàn vào máy sinh khísinh ra

- Tất cả các loại máy sinh khí Axetylen đều bắt buộc phải

có thiết bị ngăn lửa tạt lại

- Có độ bền ở áp suất cao khi cháy

- Tiêu hao lợng nớc ít khi dòng khí chạy qua

- Dễ kiểm tra, dễ sửa chữa và dễ rửa

Cấu tạo: 1 Vỏ bình ; 2 van kiểm tra ; 3 van ; 4 ống dẫn ; 5.

Van ;

6 Màng bảo hiểm ; 7 Phễu ; 8 ống

Hình 1: Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu hở

1 Vỏ bình ; 2 van kiểm tra ; 3 van ; 4 ống dẫn ; 5 Van ;

6 Màng bảo hiểm ; 7 Phễu ; 8 ốngNguyên lý:

Hình 1a: Mở van 5 cho axetylen từ bình sinh khí quaống 4 qua nớc qua van 3 rồi tới nơi tiêu thụ

Hình 1b: Sự chênh lệch giữa áp suất axetylen trong bình

và môi trờng đợc biểu hiện bằng độ cao H của cột nớc trên ống

8 (đó chính là áp suất d của axetylen)

Hình 1c: Khi ngọn lửa cháy tạt lại làm áp suất trong bìnhtăng nhanh nớc trong ống dẫn dăng lên ngắt không choaxetylen dẫn vào cho đến khi chân ống 8 hhở ra thì hỗn hợpkhí cháy thoát ra ngoài

Hình 1d: Sau khi khí thoát ra ngoài thì nớc từ ống tụtxuống (do áp suất giảm) qua phễu 7 và quá trình lại tiếp tục

6 ống dẫn tới nơi tiêu thụ; 7 Màng lọc ; 8 ống kiểm tra nớc

Nguyên lý: Nớc đợc đổ vào bình số, để kiểm tra mức nớctrong bbình dùng ống 8 Axêtylen theo ống số 2 qua nắp van 3chui qua lỗ 4 qua nớc vào ống 5 ra nơi tiêu thụ bằng ống số 6nối với vòi cao su Trên nắp có màng bảo hiểm 7 Khi có ngọn

lửa cháy tạt lại áp suất trong bình tăng làm nắp van 3 đóng lạikhông cho Axêtylen tiếp tục vào trong bình đồng thời màng 7

bị phá vỡ và hỗn hợp khí cháy thoát ra ngoài.Muốn bình hoạt

động chở lại ta thay màng bảo hiểm 7

1.1.4 Van giảm áp

+ Công dụng: Van giảm áp có tác dụng làm giảm áp suấtcủa các chất khi đến áp suất quy định, và giữ cho áp suất đókhông thay đổi trong suốt quá trình làmg việc Van giảm ápcho khí ôxy từ 150 at xuống khoảng 1 - 15 at Van giảm áp chokhí axetylen có thể điều chỉnh áp suất các máy sinh khí từ0,1 – 1,5at thích ứng với việc hàn hoặc cắt kim loại

+ Phân loại:

- Căn cứ vào buồng giảm áp: Van một buồng và van 2 buồng

- Căn cứ vào nguyên lý tác dụng : Van tác dụng thuận và vantác dụng nghịch

Vì nguyên lý hoạt động của 2 van tơng tự nhau nên chỉ xétnguyên lý hoạt động của van nghịch (loại van này thờngdùng)

Cấu tạo:

Hình 3: Van giảm áp tác dụng nghịch một buồng

1 ống dẫn ; 2 Đồng hồ ; 3 Lò xo ; 4 Buồng cao áp ; 5 Nắp ;6.Van an toàn ; 7 Đồng hồ ; 8 Buồng thấp áp ; 9 Lò xo ; 10

Màng lọc ; 11 màng cao su ; 12 ThanhNguyên lý: Khí nén có áp suất cao từ bình chứa theo ống

1 vào buồng cao áp 4, áp suất trong buồng cao áp đợc đo bằng

đồng hồ số 2 Nhờ có khe hở dới nắp số 5 khi sẽ đi xuốngbuồng thấp áp số 8, với áp suất đợc xác định theo đồng hồ 7,

rồi đi ra mỏ hàn Ban đầu ta dựa vào đồng hồ 7 để điềuchỉnh thể tích buồng áp suất số 8 để có áp suất yêu cầubằng cách điều chỉnh mang cao su số 11 nhờ vít số 10 thôngqua lò xo số 9 Trong quá trình hàn vì một lý do nào đó ápsuất trong buồng số 8 thay đổi thì tự nó sẽ điều chỉnh lấy.Nếu áp suất trong buồng số 8 mà giảm xuống thì lò xo 9 sẽnăng màng cao su số 11, thanh số 12 và nắp số 5 lên làm chothể tích buồng số 8 hẹp lại cùng lúc đó cửa van 5 mở rộng ra l-ợng khí từ buồng cao áp số 4 sẽ đi xuống nhiều hơn do đó ápsuất trong buồng số 8 lại tăang lên tới mức yêu cầu.Ngợc lại nếu

áp suất trong buồng số 8 mà tăng lên, lúc đó màng cao su số

11 sẽ nén lò xo số 9 lại kéo thanh số 12 và nắp số 5 xuống thuhẹp cửa van số 5 khí từ buồng cao áp số 4 đi xuống ít hơn và

áp suất trong buồng 8 lại đợc đảm bảo.Trờng hợp áp suất trongbuồng số 8 mà tăng lên qúa mức làm màng cao su không thể

ép đợc lò xo số 9 xuống hơn nữa thì van an toàn số 6 sẽ mở ra

và khí thoát ra ngoài

1.1.5 Mỏ hàn:

Mỏ hàn là dụng cụ quan trọng nhất trong trang bị của một

các bình chứa đến buồng hỗn hợp đa mỏ hàn tạo thành ngọnlửa cung cấp nhiệt cho quá trình hàn Mỏ hàn phải rất an toàntong sử dụng, ổn định đợc sự cháy của ngọn lửa, nhẹ nhàng,

dễ điều chỉnh thành phần và công suất của ngọn lửa khi hàn

a Mỏ hàn kiểu hút:

Cấu tạo:

Khi vận hành mở van khí ôxy, khí oxi có áp suất (3 – 4)

at theo ống dẫn 1 (qua van điều chỉnh) vào miệng phun 2

có tốc độ rất lớn tạo thành vùng áp suất thấp 3 (vùng chân

không) xung quanh miệng phun Nhờ vậy, khí axêtylen đợc hút

hợp khí cháy Hỗn hợp khí cháy này theo thân mỏ hàn 6 đi ra

đầu mỏ hàn 7 khi bị đốt sẽ cháy tạo thành ngọn lửa hàn

b Mỏ hàn kiểu đẳng áp:

Cấu tạo: Mỏ hàn kiểu đẳng áp có kết cấu đơn giản, dễchế tạo, ngọn lửa cháy ổn định, dễ hàn, song phải luôn đảmbảo đợc điều kiện ổn định của áp suất khí đi vào mỏ hàn.Loại này chỉ đợc sử dụng trong điều kiện cả oxi và axêtylen

đợc lấy trực tiếp từ các bình chứa thông qua các van giảm áp

b ống dẫn bằng cao su:

Mỏ hàn, mỏ cắt và các thiết bị khác muốn nối liền vớibình ôxy, máy sinh khí, hoặc các ống dẫn khí đều phải dùngống cao su ống cao su phải rất mềm để không ảnh hởng đếnthao tác của ngời thợ hàn Đờng kính trong của ống cao su phảicăn cứ vào lợng khí tiêu thụ mà chọn: Để có đủ sức bền áp suấtlàm việc, ống cao su mới có một hoặc nhiều lớp bọc bằng vảibông hoặc đay Đối với khí axetylen, ống cao su đợc tính toán

để làm việc ở áp suất đến 3at, còn đối với khí ôxy thì tínhtoán để làm việc với áp suất đến 10 at Chiều dày lớp trongcủa ống cao su không đợc mỏng quá 2mm, và lớp ngoài không

đợc mỏng quá 1 mm

1.2 Lắp ráp thiết bị hàn khí.

Kiểm tra an toàn các thiết bị trớc khi lắp ráp

Lắp ráp thiết bị theo trình tự

1.3 Điều chỉnh áp suất hàn

Điều chỉnh áp suất hàn phụ thuộc vào vậtchiều dày vậtliệu hàn và đờng kính que hàn cũng nh phơng pháp hàn và tthế hàn

1.4 Kiểm tra an toàn trớc khi hàn

Kiểm tra an toàn trớc khi hàn là một khâu quan trọng trớc

Đối với công nhân hàn không những biết cách sử dụngthành thạo những vật liệu trên, mà còn phải biết nguyên nhângây nên những sự cố của chúng, để đảm bảo sinh mạng củamình trong quá trình sản xuất

- Kỹ thuật an toàn đối với máy sinh khí axetylen

- Kỹ thuật an toàn đối với đất đèn

- Kỹ thuật an toàn đối với bình ôxy:

Bình chứa đầy ôxy phải để cách xa ngọn lửa trần ít nhất 5m

Trớc khi lắp van giảm áp, phải khẽ mở van khoá để thổihết bụi bẩn nằm trên đờng dẫn khí; việc mở van khoá thật từ

từ để tránh làm hỏng màng của van giảm áp

Không đợc dể các chai ôxy ở gần dầu mỡ, các chất cháy vàcác chất dễ bắt lửa

Khi vận chuyển các chai ôxy phải thật nhẹ nhàng, tránh

- Kỹ thuật an toàn đối với van giảm áp Van giảm áp của loại khí nào chỉ đợc phép dùng riêngcho khí ấy, không đợc dùng lẫn lộn

Trớc khi lắp van giảm áp, phải kiểm tra xem ống nhánhtrên van khoá của bình ôxy có dầu mỡ và bụi bẩn không

Khi ngừng hàn hoặc cắt trong thời gian ngắn, phải

đóng kín các van khoá trên nguồn cung cấp khí Nếu ngừnglàm việc lâu (từ một giờ trở lên) thì trớc khi đóng các van khoáphải nới lỏng các vít điều chỉnh trên van giảm áp cho đến khikim áp kế ở phần áp lực thấp chỉ số 0 mới thôi

Hàng tháng phải dùng nớc xà phòng bôi trên các phần nốicủa van để kiểm tra xem van có hở hay không

* Vệ sinh phân xởng thờng xuyên và kiểm tra định kỳ hàng ngày, hàng tuần

Bài 2 hàn mối hàn giáp mối

Mục tiêu thực hiện:

Học xong bài học này ngời học sẽ có khả năng:

- Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ thiết bị hàn khí, dụng cụ làmsạch phôi hàn, dụng cụ làm sạch mối hàn, dụng cụ đokiểm

- Chuẩn bị phôi hàn đúng kích thớc bản vẽ, làm sạch phôi

đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

- Tính đờng kính que hàn, tính công suất ngọn lửa, tínhvận tốc hàn phù hợp với chiều dày và tính chất nhiệt lý củavật liệu

- Chọn phơng pháp hàn, góc nghiêng mỏ hàn, phơng phápchuyển động mỏ hàn, chuyển động que hàn, loại ngọnlửa phù hợp với chiều dày và tính chất của vật liẹu

- Gá phôi hàn, hàn đính chắc chắn đảm bảo kích thớccủa chi tiết trong quá trình hàn

- Hàn các loại mối hàn giáp mối không vát mép, có vát mépchữ V, chữ X ở mọi vị trí hàn đảm bảo độ sâu ngấu,không rỗ khí, ngậm xỉ, không cháy cạnh, vón cục Không

bị nứt, ít biến dạng kim loại cơ bản

- Kiểm tra đánh giá đúng chất lợng mối hàn

- Sửa chữa sai lệch của mối hàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

- Thực hiện tốt công tác an toàn, phòng chống cháy nổ và

vệ sinh phân xởng

Nội dung chính:

- Tính chế độ hàn khí.

1.2 Thiết bị và dụng cụ:

1.3 Điều kiện an toàn

ánh sáng, hệ thống thông gió, hút bụi hoạt động tốt

II: Quy trình công nghệ:

Giáo viên: Nguyễn Ngọc Quý

- 19 -

25 0

6ữ8 0,

5

ữ

1, 0

2

2.1 §äc b¶n vÏ: H×nh 5

H×nh 5: B¶n vÏ chi tiÕt hµn

2.2 Chuẩn bị phôi, vật liệu hàn:

và khu vực quanh mối hàn rộng 20-30mm mỗi phía Méphàn trớc khi hàn phải làm sạch xỷ, ôxyt , dầu mỡ bằng giũa

Trong đó: d- là đờng kính que hàn

s- là chiều dày vật liệu

• Khi hàn giáp mối không vát mép S=2 ta có: VC2H2 =

Trong đó A là hệ số thực nghiệm do tính chất que hàn quyết

định khi hàn que hàn bằng thép ít các bon A= 9-11

2m/h (khi hàn phôi hàn có s=5mm)

d Chọn góc nghiêng mỏ hàn: Hình 6

Góc nghiêng mỏ hàn đối với mặt vật hàn chủ yếu căn cứvào chiều dày và tính chất nhiệt, lý của kim loại, chiều dàycàng lớn thì góc nghiêng càng lớn, tính dẫn nhiệt càng caothì góc nghiêng càng lớn

α=400 khi hàn phôi có s=5mm

e Chọn phơng pháp chuyển động mỏ hàn và que hàn: Hình 7a, 7b, 7c

Khi hàn giáp mối không vát có s=2 ta chọn phơng phápchuyển động mỏ hàn và que hàn nh hình (7a)

Khi hàn giáp mối có vát mép có s=5 lớp đầu mỏ hàn nằmsâu trong mép hàn và chuyển động dọc không có dao độngngang hình (b) còn những lớp sau ta chuyển động mỏ hànthẳng không có dao động ngang, còn que hàn chuyển độngtheo hình răng ca hình (c)

2.4 Chọn phơng pháp hàn:

α

Hình 7: Ph ơng chuyển động que hàn

Chuyển động

mỏ hàn Chuyển động que hàn

(a) (b)

Chuyển động

mỏ hàn

Chuyển động que hàn

(c)Hình 6: Góc nghiêng mỏ hàn

Khi hàn vật liệu có chiều dày s<4 ta chọn phơng pháp hàn trái

Khi hàn vật liệu có chiều dày s>4 ta chọn phơng pháp hàn phải

2.5 Lấy lửa và chọn ngọn lửa:

a Lấy lửa: Tay phải cầm mỏ hàn, tay trái cầm quẹt lửa, mở

khoá ô-xy sau đó mở khoá a-xê-ty-len đa mỏ hàn vào sátnguồn lửa cho mỏ hàn bắt lửa, điều chỉnh khoá ô-xy vàkhoá a-xê-ty-len để điều chỉnh ngọn lửa

b Lấy lửa: Lấy ngọn lửa định mức.

Ngọn lửa định mức: (hay còn gọi là ngọn lửa bình thờng)

2 2

2 =

H C

trong đó có các bon nên không dùng để hàn vì dễlàm cho mối hàn thấm các bon trở nên giòn

Hoàn nguyên

Nhân

Vùng lửa

• Vùng cháy không hoàn toàn: Có màu sáng xanh, nhiệt

nên gọi là vùng hoàn nguyên hoặc vùng cháy cha hoàntoàn

thế còn gọi là vùng ô-xy hoá

Ngọn lửa bình thờng có tác dụng tốt vùng cách nút nhânngọn lửa từ 2-3mm ta nên hàn ở vùng này

2.6 Gá phôi hàn:

Trớc khi hàn trớc hết ta ghép hai phôi hàn lại với nhau đảmbảo độ phẳng, không bị so le rồi sau đó tiến hành hàn đính

s=5mm

2.7 Hàn:

phơng pháp thực hiện hàn cho thích hợp

nóng chảy dới tác dụng của trọng trờng sẽ dễ dàng chảyvào bể hàn

Sau khi lấy đợc ngọn lửa hàn thích hợp ta đa vào điểm cầnhàn đốt nóng đến trạng thái hàn ( Bề mặt kim loại nóngchảy) lúc đó ta đa que hàn phụ vào cho que hàn nóng chảy

III Làm sạch kiểm tra chất lợng mối hàn

sắt đánh sạch xung quanh đờng hàn và mối hàn

IV Các khuyết tật thờng gặp của mối hàn khi hàn mối hàn giáp mối, hình 12

4.1 Mối hàn không ngấu, hình 12a

hàn lớn hoặc khi đốt nóng vật hàn cha đến trạng thái hàn

đã cho que hàn phụ vào

vũng hàn để điều chỉnh lại tốc độ hàn và công suấtngọn lửa

4.2 Mối hàn khuyết cạnh, hình 12b

khi chuyển động, mỏ, que hàn sang hai bên rãnh hàn