công nghệ chế tạo máy

Tiết kiệm kim loại.Giảm được thời gian và giá thành chế tạo kết cấu.Hàn có thể nối được những kim loại có tính chất khác nhau.Thiết bị hàn tương đối đơn giản và dễ chế tạo.Chi tiết hàn dùng trong tải trọng tĩnh.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 ñông đặc(hàn nóng chảy) hoặc dùng áp lực để ép chúng dính lại với nhau (hàn áp lực)

HÀN VẢY(HÀN BẰNG HỢP KIM TRUNG GIAN)

BIẾN DẠNG,ƯNG SUẤT, KHUYẾT TẬT KHI HÀN

1-2 QUÁ TRÌNH LUYỆN KIM VÀ TỔ CHƯC

KIM LOẠI CỦA MỐI HÀN.

1-3.TÍNH HÀN CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM.

1.1 KHÁI NIỆM,ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI

CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN.

1.1.1.Định nghĩa:

1.1.2Đặc điểm:

1.1.3 Phân loại:

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 ñông đặc(hàn nóng chảy) hoặc dùng áp lực để ép chúng dính lại với nhau (hàn áp lực)

(Hình 1-1:Mối nối hàn.)

1.1.1.Định nghĩa:

1.1.2.Đặc điểm:

Tiết kiệm kim loại.

Giảm được thời gian và giá thành chế tạo kết cấu Hàn có thể nối được những kim loại có tính chất khác nhau.

Thiết bị hàn tương đối đơn giản và dễ chế tạo.

Chi tiết hàn dùng trong tải trọng tĩnh.

Do nung nhanh và nguội nhanh nên hay tập trung ứng suất trong quá trình hàn nếu có bọt khí thì mối hàn không chất lượng.

Kết cấu tại mối hàn có độ bền rất cao.

Giảm được tiếng động khi sản xuất.

tinh thành mối hàn.

B.Hàn áp lực:

Trạng thái hàn là kim loại dẻo hoặc gần với kim loại chảy và phải dùng lực làm các phần tử

kim loại khuếch tán vào nhau tạo thành mối hàn.

Hàn điện tiếp xúc:

Bề mặt mối nối tiếp xúc với nhau cường độ dịng điện lớn chạy vào vật hàn,sau đĩ dùng lực ép lại.

Hàn điện tiếp xúc giáp mối.

Hàn điện tiếp xúc điểm.

Hàn điện tiếp xúc đường.

Hàn điện tiếp xúc đường giáp mối.

Hàn nguội,hàn rèn …

Ngồi ra còn có hàn vẩy:Khi hàn chỉ cần đốt nóng mối hàn đến một nhiệt độ nhất định sau đó cho nhỏ nguyên liệu hàn nóng chảy xuống để nối vật hàn lại với nhau.

1.2QUÁ TRÌNH LUYỆN KIM VÀ TỔ CHƯC KIM LOẠI CỦA MỐI HÀN.

1.2.1.Quá trình luyện kim: 1.2.2.Tổ chức kim loại của

mối hàn:

1.2.1.QUÁ TRÌNH LUYỆN KIM.

Trong quá trình hàn nóng chảy,mép kim loại hàn và kim loại phụ bị nóng chảy và tạo ra bể kim loại

lỏng,vũng hàn chung cho cả hai chi tiết.

Bể hàn và chuyển động của kim loại lỏng

Phần I của vũng hàn diễn ra quá trình nấu chảy kim

Phần I của vũng hàn diễn ra quá trình nấu chảy kim

loại cơ bản và kim loại phụ.

Phần II diễn ra quá trình kết tinh-hình thành mối

hàn.

Cơ tính mối hàn cao hơn cơ tính của kim loại cơ

bản.

Vùng ảnh hưởng nhiệt cĩ cơ tính kém hơn kim loại

cơ bản và mối hàn,là vùng hay tập trung ứng suất

dễ bị phá hỏng.

1.2.2.Tổ chức kim loại của

mối hàn.

Vùng mối hàn:

Sự kết tinh của kim loại mối hàn

Vùng ảnh hưởng nhiệt:

Vùng 1:Vùng kim loại

chảy không hồn tồn.

Vùng 2:Vùng quá nhiệt Vùng 3:Vùng thường hố Vùng 4:Vùng kết tinh

lại không hồn tồn.

Vùng 5:Vùng kết tinh lại hồn tồn.

Vùng 6:Vùng dòn xanh.

1.3 TÍNH HÀN CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM.

1.3.1.Khái niệm:

1.3.2 Phân loại:

1.3.1.Khái niệm:

Tính hàn của kim loại và hợp kim: là khả năng của kim loại và hợp kim cho phép hình thành mối hàn bằng các công nghệ hàn thông thường thích hợp để mối hàn đạt được các tính chất cần thiết,đảm bảo độ tin cậy của liên kết hàn.

2.4 VẬT LIỆU HÀN.

2.5.CÔNG NGHỆ HÀN

2.1.KHÁI NIỆM

2.1.1.Khái niệm:

2.1.2.Đặc điểm :

2.1.3.Phân loại:

2.1.1.Khái niệm:

Là phương pháp hàn nóng chảy mà nguồn nhiệt khi hàn là hồ quang điện chạy giữa hai điện cực Sự cháy và duy trì ổn định của hồ quang trong quá trình hàn là do sự điều khiển của tay người thợ.

2.1.2.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,chaát lượng mối hàn không

cao,phụ thuộc vào trình độ công nhân.

2.1.3.Phân loại:

• A.Phân loại theo điện cực:

• Điện cực không nóng chảy:(điện cực

bằng C, graphit,W)

• Đối với hàn vật hàn mỏng thì không cần

dùng que hàn phụ,trong trường hợp vật hàn dày cần bổ sung kim loại nóng chảy tại vũng hàn bằng que hàn phụ.

2.1.3.Phân loại:

hàn được nối trực tiếp với hai cực

của nguồn(nguoàn có thể là AC hoặc DC).(Hình 2-1)

 Nối dây gián tiếp :Que hàn nối với nguồn điện còn vật hàn không nối với nguồn điện(Hình 2-2)

 Nối hỗn hợp trực tiếp và gián tiếp:dùng nguồn điện

ba pha(tạo ra 3 cột hồ

quang,hàn vật dày.)(Hình 2-3)

2.1.3.Phân loại:

C.Phân loại theo dòng điện:

Dòng điện xoay chiều:thiết bị gọn nhẹ,sử dụng đơn

giản,vận hành dễ,giá thành rẻ nhưng hồ quang

không ổn định nên chất lượng mối hàn không

cao,nối điện tùy ý.

Hàn bằng dòng điện một chiều: tạo hồ quang dễ và ổn định nên chất lượng mối hàn cao nhưng thiết bị đắt tiền,cồng kềnh,sử dụng phức tạp,khó bảo quản.

Tùy theo từng trường hợp hàn mà ta nối điện thuận hay nghịch.

Cách Đấu Dây Đối

 Đấu thuận (Cực tính thẳng):

 Cực dương nối với vật hàn.

 Cực âm nối với que hàn.

 Hàn vật dày, kim loại khĩ chảy

 Điện cực khơng nĩng chảy.

Cách Đấu Dây Đối Với Dòng Một

Chiều:

 Đấu nghịch (Cực tính ngược):

 Cực dương nối với que hàn.

 Cực âm nối với vật hàn.

 Que hàn chảy rất nhanh,vật hàn chảy ít,dùng hàn kim loại màu,vật hàn mỏng.

2.2.1.Khái niệm:

Là sự phóng điện ổn định qua môi trường khí đã được ion hóa.Dòng điện truyền qua khí nằm giữa hai cực:cưïc âm gọi là katod,cực dương gọi là anod Tạo ra hồ quang do ánh sáng mạnh,nhiệt cao để làm

nóng chảy kim loại.

 Phương pháp mồi hồ quang mổ thẳng.(Hình 2-4)

 Phương pháp mồi hồ quang ma sát.(Hình 2-5)

2.2.2 Cách gây hồ

quang:

Khi trục tuyến của cột hồ quang tạo một gĩc với

trục của que hàn làm cho nguồn nhiệt khĩ tập trung vào vũng hàn nên chất lượng mối hàn kém.Hiện

tượng này xảy ra khi hàn hồ quang bằng dịng một chiều.

2.2.3.Hiện tượng thổi

lệch hồ quang :

2.3.1.Yêu cầu của nguồn điện hàn và máy hàn.

 Dòng xoay chiều:(220v hoặc 380v).

2.3.1.Yêu cầu của nguồn

điện hàn và máy hàn.

 Đường đặc tính của hồ quang(l3 >l2>l1).

2.3.1.Yêu cầu của nguồn

điện hàn và máy hàn.

 80A<I<800A:điện thế của cột hồ quang chỉ phụ

thuộc vào chiều dài của cột hồ quang không phụ

thuộc vào cường độ dòng điện,nghĩa là máy hàn phải

có cấu tạo sao cho điện thế thay đổi thích ứng với

chiều dài cột hồ quang.

 Quan hệ giữa Ih và Vh phải theo đường đặc tính dốc liên tục,càng dốc càng tốt.

 Trong máy hàn phải thay đổi được cường độ dòng

điện hàn để chọn chế độ hàn thích hợp với vật hàn,U

và I lệch pha nhau.

2.3.1.Yêu cầu của nguồn

điện hàn và máy hàn.

Đường đặc tính ngồi của máy hàn.(Hình 3-2)

2.3.2.Máy hàn xoay chiều:

 Với dòng xoay chiều có:

 Máy hàn xoay chiều có bộ tự cảm rời.

 Máy hàn xoay chiều có bộ tự cảm kết hợp.

 Máy hàn xoay chiều có lõi di động.

2.3.2.Máy hàn một chiều:

 Động cơ – Máy phát tạo ra dòng một chiều.

 Bộ phận chỉnh lưu dòng điện có các đi ốt để chỉnh lưu:

 Dòng xoay chiều một pha.

 Dòng xoay chiều ba pha.

 Máy phát điện một chiều kiểu các cực từ lắp rời

dùng để hàn gồm bốn cực từ,trên cực điện có lắp ba

tổ chổi điện than cung cấp điện cho hồ quang.

2.4 VẬT LIỆU

HÀN HỒ QUANG

2.4.1.Điện cực khơng nĩng chảy.

2.4.2.Điện cực nĩng chảy.

2.4.1.Điện cực không

nóng chảy.

 Gây hồ quang và duy trì hồ quangcháy ổn định.

 Vật liệu que hàn:C,graphit,T.

2.4.2.Điện cực nóng chảy.

 Yêu cầu đối với que hàn:

 Phải đảm bảo cơ tính cho mối hàn.

 Đảm bảo thành phần hóa học của kim loại.

 Dễ gây hồ quang và duy trì hồ quang cháy ổn định.

 Có tính công nghệ tốt.

 Hàn ở bất cứ vị trí không gian nào.

 Mối hàn không bị rỗ khí,xỉ,nứt.



 Hợp kim hĩa cho kim loại mối hàn.

 Khử O2 của các ơxít kim loại…

Lõi que hàn:

 Thành phần lõi que hàn phù hợp với kim loại vật hàn.



2.5.1.Vị trí hàn:

Các dạng mối hàn ở các vị trí không gian khác nhau.(Hình 5-1)

2.5.3.Chuẩn bị mép hàn:

 Các dạng vát mép:

2.5.4.Chế độ hàn:+ Hàn sấp,que hàn thép:

2.5.5.Kỹ thuật hàn hồ

quang tay:

 Chuyển động của que hàn.

2.5 5.Kỹ thuật hàn hồ quang

tay:

Chuyển động của que hàn.

+ Dịch chuyển que hàn dọc theo hướng hàn

để hàn hết chiều dài vật hàn(đường hàn).

+ Dịch chuyển que hàn dọc theo trục que hàn

để duy trì hồ quang cháy ổn định.

+ Dao động ngang của que hàn để tạo ra bề

rộng của mối hàn.

Chương 3:

HÀN HỒ QUANG TỰ ĐỘNG VÀ BÁN TỰ ĐỘNG.

3.1.1.Định nghĩa:

Quá trình hàn hồ quang bao gồm các bước sau:

Gây hồ quang và duy trì hồ quang cháy ổn định.

Dòch chuyển que hàn dọc mối hàn để đảm bảo hàn hết chiều dài mối hàn.

Bảo vệ hồ quang và vũng hàn khỏi bị tác dụng của môi trường không khí xung quanh bằng thuốc bảo

vệ, khí bảo vệ:CO2, Ar, He.

 Nếu các khâu được thực hiện bằng cơ khí hóa

là hàn tự động, còn một số khâu dùng tay thì gọi là hàn bán tự động.

3.1.2.Đặc điểm:

Hàn hồ quang tự động và bán tự động cĩ các đặc

điểm sau:

Năng suất cao vì sử dụng cường độ dịng điện rất lớn.

Hàn tự động dưới lớp thuốc hoặc trong mơi trường

khí bảo vệ bảo đảm được cơ tính của mối hàn rất cao.

Hệ số đắp cao, tiết kiệm kim loại dây hàn.

Tiết kiệm được năng lượng điện vì sử dụng triệt để

nguồn nhiệt sinh ra của hồ quang.

Nếu dùng thuốc bảo vệ thì điều kiện lao động tốt, dễ

cơ khí hĩa, tự động hĩa quá trình hàn.

Hàn tự động khơng hàn được những kết cấu và vị trí mối hàn phức tạp

Hàn hồ quang tự động và bán tự động được phân ra làm hai loại:

Hàn hồ quang hở:Trong quá trình hàn, hồ quang và mối hàn có thể nhìn thấy được.

Hàn hồ quang kín (hoặc ngầm):trong quá trình hàn,

hồ quang và mối hàn được bảo vệ bởi một lớp thuốc hàn nên không nhìn thấy được.

3.1.3.Phân loại:

A.Hàn hồ quangTĐ và BTĐ dưới lớp thuốc B.Hàn hồ quangTĐ và BTĐ trong môi

trường khí bảo vệ

A.Hàn hồ quang tự động và bán tự

động dưới lớp thuốc:

 Hàn dưới lớp thuốc chỉ thực hiện ở vị trí hàn sấp Những

mối hàn ngắn, khó thao tác dọc theo mối hàn thì dùng hàn bán tự động.

 Sơ đồ hàn dưới lớp thuốc

 1 Dây hàn; 2 Vật hàn; 3 Khoảng trống; 4.Thuốc hàn;

 5 Mối hàn; 6 Xỉ hàn

Quay về

HAỉN HỒ QUANG Tệẽ ẹỘNG dửụựi thuoỏc baỷo veọ (hồ quang ngầm)

7 Vaọt haứn

Khí bảo vệ là các loại khí trơ (Ar, He )hoặc khí hoạt tính (C02,

Hàn MIG (Metal Inert Gas): Hàn hồ quang dùng điện cực nóng

chảy, bảo vệ bằng khí trơ.

Quay về

B.Hàn hồ quang TĐ và BTĐ

trong môi trường khí bảo vệ:

3.2.1.Thiết bị hàn tự động:

Nguyên lý làm việc:

Động cơ xoay chiều 3 pha có công suất 1000w.Trong

máy phát có 2 cuộn kích từ 1-2 luôn tạo từ thông ngược chiều nhau.

Trạng thái không tải: từ thông của cuộn 1 kích thích

máy phát làm việc sinh ra 1 chiều cung cấp cho động cơ Đ2 quay theo chiều đẩy dây hàn đi xuống Khi chạm

vào vật hàn điện thế động cơ Đ1 = 0, từ thông cuộn 2 tăng lên và kích thích cho máy phát tạo ra dòng điện có chiều ngược lại và làm cho động cơ Đ2 chuyển động

theo hướng kéo dây hàn đi lên để gây hồ quang.

• Để hồ quang ổn định thì hiệu số từ thông giữa cuộn 1 và cuộn

2 đủ để kích thích máy phát tạo ra dòng điện làm quay Đ2

theo chiều đẩy dây hàn vào vũng hàn với tốc độ bằng tốc độ chảy của dây hàn.

• (Hình)

The end

3.2.1.Thiết bị hàn tự động:

Quay về The end

Bình đựng CO2 phải làm sạch và sấy khơ.

Aùp suất CO2 trong bình khoảng (50  60)at.

Khí cĩ tác dụng bảo vệ tốt và khử O 2

Khí Ar:Khơng cháy, khơng nổ và khơng tạo thành hỗn hợp nổ.

The end

3.2.2.Hàn tự động trong môi trường khí bảo vệ:

3.2.3.Hàn bán tự động:

Quá trình hàn BTĐ, dây hàn luôn luôn được tự động chuyển vào trong hồ quang, việc duy trì chiều dài hồ quang và

chuyển động dọc mối hàn được tiến hành bằng tay.

Hàn BTĐ hàn được tất cả các mối hàn trong không gian.

Có thể hàn BTĐ dưới lớp thuốc hàn và trong môi trường khí bảo vệ.

Năng suất hàn BTĐ cao.

Phạm vi sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, thiết bị gọn nhẹ hơn hàn tự động.

The end

 (Hình)



The end

Các dạng kết cấu dây hàn bột

 Thuốc hàn cĩ nhiệm vụ bảo vệ hồ quang hàn và mối hàn.

 Thành phần thuốc hàn gồm các quặng kim loại, các chất

hữu cơ, được chia làm 3 loại:

 Thuốc hàn dùng cho thép C, thép hợp kim thấp.

 Thuốc hàn dùng cho thép hợp kim trung bình.

 Thuốc hàn dùng thép hợp kim cao, kim loại màu.

 T0chảy thuốc hàn < T0chảy kim loại que hàn

 Theo phương pháp chế tạo ta chia thuốc hàn làm 2 loại:

Thuốc hàn nĩng chảy và thuốc hàn khơng nĩng chảy (thuốc hàn gốm).

3.3.2.Thuốc hàn:

The end

Thường dùng các loại khí trơ như He, Ar và hiện nay dùng rộng rãi khí CO2.

Ngồi các loại khí trên trong hàn còn sử dụng các loại khí như N2, hoặc dùng hỗn hợp khí Ar + CO2(trong đó

Chương 4:

HÀN ĐIỆN TIẾP XÚC

Quay về

4.1 THỰC THẤT, ĐẶC ĐIỂM & PHÂN LOẠI

4.2 HÀN ĐIỆN TIẾP XÚC GIÁP MỐI

4.3 HÀN ĐIỂM

4.4 HÀN ĐIỆN TIẾP XÚC ĐƯỜNG

Theo định luật Jun – Lenxơ thì khi cho dòng điện đi

qua một vật dẫn sẽ sinh ra nhiệt lượng Q:

Q = 0,24RI2t

Nhiệt lượng lớn sinh ra trên bề mặt tiếp xúc sẽ nung

nóng chúng đến trạng thái hàn, sau đó dùng lực ép để tạo điều kiện cho việc khuếch tán nguyên tử, làm cho

các vật hàn nối chắc với nhau.

4.1.2 Đặc điểm:

vị trí không gian khác nhau, hàn được các chi tiết có tiết diện nhỏ.

trong các ngành chế tạo máy, giao thông, công nghiệp

tiêu dùng…

The end

4.1.3.Phân loại:

HÀN ĐIỆN TIẾP XÚC

Theo dạng mối hàn Theo loại dòng điện

 Hàn điểm cĩ:

 Hàn giáp mối cĩ: Nóng chảy

Một điểm hàn Hai điểm hàn

Gián đoạn

Quay vềThe end

4.2.HÀN ĐIỆN TIẾP

XÚC GIÁP MỐI:

4.2.1Thực chất:

hàn áp lực mà mối hàn được thực hiện trên toàn bộ bề mặt tiếp xúc của chi tiết hàn.

Nguyên lý làm việc:

Dòng điện hàn từ biến thế hàn qua chi tiết hàn đã được kẹp chặt trên điện cực và được ép

sát với nhau Bề mặt tiếp xúc được nung nóng liên tục đến trạng thái chảy, sau đó dưới tác dụng của lực ép cơ học P thực hiện ép hình thành mối hàn.

(Hình vẽ)

1.Chi tiết hàn; 2.Cực của máy tiếp xúc; 3.Biến thế hàn một pha; 4.Công tắc

The end

4.2.2.Máy hàn điện

tiếp xúc giáp mối:

Theo công suất của máy hàn có:

Dùng để hàn nối các loại dây thép đường kính

 Máy có công suất lớn 160 KVA:

P=160000KN.

The end

4.2.3.Công nghệ hàn

tiếp xúc giáp mối:

Quay về

A.Yêu cầu

B.Chuẩn bị chi tiết trước khi hàn C.Kỹ thuật hàn

A.Yêu cầu:

Để đạt được chất lượng mối hàn tốt, quá

trình công nghệ hàn phải đạt được các

yêu cầu sau:

 Hàn chảy gián đoạn và hàn chảy liên tục.

 Làm sạch bề mặt tiếp xúc không bị oxy hóa.

 Chi tiết hàn khi gá lắp, kẹp chặt phải đồng tâm.

 Nung nóng đều bề mặt tiếp xúc của 2 chi tiết hàn.

áp lực P, thời gian chi tiết tiếp xúc với nhau, diện

B.Chuẩn bị chi tiết

trước khi hàn:

 Phôi liệu phải được làm sạch gỉ.

 Các phôi liệu có tiết diện tiếp xúc khác nhau đều phải gia công để kích thước của chúng bằng nhau hoặc gần bằng nhau và được làm sạch tốt.

The end

C Kỹ thuật hàn:

Hàn điện trở:

Hàn tiếp xúc giáp mối thực hiện bằng phương

pháp hàn điện trở chỉ thích ứng với các chi tiết

theo chu trình sau:

The end

Hàn tiếp xúc giáp mối nóng chảy:

Quá trình hàn gồm 2 giai đoạn chính: giai đoạn nung nóng và giai đoạn ép hàn.

Chu trình quan hệ dòng điện hàn, lực ép và sự dịch chuyển ép chi tiết khi hàn như sau:

C Kỹ thuật hàn:

The end

4.3.1.Thực chất:

Hàn điểm là phương pháp hàn điện tiếp xúc, các mối hàn khơng thực hiện liên tục trên tồn bộ chiều dài hàn mà chỉ là từng điểm riêng biệt gọi là điểm hàn.

Hàn điểm gồm hàn 1 điểm, hàn 2 điểm một lần, hàn

nhiều điểm và hàn điểm điện cực giả.

4.3.2 Đặc điểm:

Hàn điểm có những đặc điểm sau:

 Cho mối hàn bền, đẹp nhưng không bảo đảm độ kín.

 Năng suất hàn cao, dễ cơ khí hóa và tự động hóa quá trình sản xuất.

 Có thể hàn trên các kết cấu khác nhau, đặc biệt trên các kết cấu phức tạp.

Quay về

4.3.3.Thiết bị hàn điểm:

Quay về