Công Nghệ Hàn Khí ( Hàn Hơi)

Hàn khí dùng nhiều khi hàn các vật hàn có chiều dày mỏng, chế tạo và sửa chữa các chi tiết mỏng, sửa chữa các chi tiết đúc bằng gang, đồng thanh, nhôm, magiê...Bài giảng trình bày những kiến thức cơ bản về Hàn khí, lắp đặt thiết bị, điều chỉnh ngọn lửa hàn v.v...và được sử dụng cho trình chiếu giảng dạy, thuyết trình, học tập tại trường cao đẳng đại học, giúp giáo viên sinh viên giảng dạy và học tốt hơn.

GV : HOÀNG HUY LỘCCÔNG NGHỆ HÀN HƠI

1.1 Khái niệm

Hàn khí là quá trình nung nóng vật hàn và que hàn đến trạng thái hàn bằng ngọn lửa của khí cháy (C2H2, CH4,

C6H6 …) với O2

31500C

1 Khái niệm, đặc điểm và ứng dụng

1.1 Khái niệm

Thiết bị đơn giản, rẻ tiền, thuận lợi khi xa nguồn điện

Có thể hàn các vật liệu khác nhau như thép, gang, đồng, nhôm

Hàn những vật liệu có độ chảy thấp, các kết cấu mỏng

1 Khái niệm, đặc điểm và ứng dụng

Hàn các chi tiết có chiều dày bé Chế tạo, sửa chữa các chi tiết

mỏng, các chi tiết đúc bằng gang, nhôm, magie

Hàn các chi tiết có chiều dày bé Chế tạo, sửa chữa các chi tiết

mỏng, các chi tiết đúc bằng gang, nhôm, magie

Hàn nối các ống có đường kính nhỏ và trung bình

Hàn các chi tiết bằng kim loại màu, hàn vảy kim loại, hàn đắp hợp

2.1 Khí Oxy

 Là khí không màu, không mùi và vị

 Khí oxy có 3 loại: loại 1 có độ nguyên chất không dưới 99,7%, loại 2: 99,5% ,

loại 3: 99,2%

 Oxy dạng khí được bảo quản và vận chuyển trong các chai bằng thép dưới áp

suất 150kg/ cm2, có dung tích 40 lít khoảng 6m3

 1 dm3 oxy lỏng bốc hơi tạo thành 860 dm3 khí oxy

 Khi cho khí oxy nén tiếp xúc với các môi trường hữu cơ, dầu –mỡ , bụi than,

nhựa dễ cháy, cao su … thì chúng có thể tự bốc cháy

• Tự phát nổ khi nhiệt độ 450 – 5000C và áp suất cao quá 1,5at

• Khi cho acetylen tiếp xúc lâu ngày với đồng đỏ và bạc Vì các chất này tác

dụng với nhau sẽ tạo ra acetylua – đồng và acetylua – bạc dễ nổ khi bị va đập

mạnh hoặc nhiệt độ tăng cao Vì vậy khi chế tạo thiết bị không dùng hợp kim

chứa đồng trên 70%

2.2 Khí cháy

 Propan kỹ thuật ( C3H8 )

• Là khí không màu có mùi vị rất hắc, gồm

propan, hoặc cả propan và prôpilen với hỗn hợp cả

2 không dưới 93%

• Ta thu được propan khi chế biến các sản phẩm

của dầu thô

dễ nổ ở buồng phía dưới

• Hỗn hợp propan – butan được dùng rất nhiều

để cắt thép, hàn và hàn vẩy các kim loại màu dễ chảy, tôi, hàn khí các chất dẻo

2.3 Điều kiện để chọn khí cháy thay thế khí

acetylen khi hàn và cắt

• Khi hàn, nhiệt độ ngọn lửa cần phải cao gần bằng 2 lần nhiệt độ nóng

chảy của kim loại

• Khi cắt, người ta dùng các chất khí thay thế khi cháy hỗn hợp với oxy có nhiệt độ

ngọn lửa không dưới 20000C

• Việc chọn khí thay thế còn phụ thuộc vào khả năng toả nhiệt của chúng

• Công suất có ích của ngọn lửa là nhiệt lượng truyền cho kim loại nung nóng trong 1 đơn

• Trên một cổ bình có một vành ren ở ngoài để vặn nắp bảo vệ vào, nắp này giữ cho van của

bình không bị va đập khi chuyển chở

3.1 Bình chứa khí

• Do mỗi loại có tính chất khác nhau nên áp suất khí nạp vào bình không giống nhau, vì vậy để tránh

sự nhầm lẫn khi sử dụng, phía ngoài bình được sơn theo các màu qui định

• Nếu khối lượng bình giảm 20%, dung tích tăng lên 3% thì không được dùng nữa

• Nếu khối lượng của bình giảm 7,5 – 10% và dung tích tăng lên 1,5 – 2% thì phải giảm áp suất

khí nạp vào 15% so với lần nạp trước và phải đánh dấu mới

• Khối lượng của bình không có khí 67kg.

• Áp suất khí oxy nạp vào bình 150 at, còn áp suất thí nghiệm 225 at

• Để tính lượng oxy trọng lượng bình bằng cách lấy dung tích nhân với áp suất

• Bình oxy được đặt thẳng đứng và được kẹp chặt bằng xích hoặc vòng đai

Lượng oxy ( lít )

3.1 Bình chứa khí

 Bình Oxy

Nguyên nhân nổ bình Oxy

1 Do đổ dầu mỡ vào van, rơi hoặc va đập

bình

2 Xuất hiên tia lửa khi lấy khí quá mạnh

(cổ bình tích điện)

3 Bình bị nung nóng bởi một nguồn nhiệt ,

làm tăng áp suất trong bình lớn hơn áp

suất khí cho phép

3 Thiết bị hàn

3.1 Bình chứa khí

22

 Bình Acetylen

• Có cấu tạo tương tự như bình oxy

• Bình C2H2 chứa đầy khối xốp than gỗ hoạt tính ( 200 –

290g cho 1 dm3 dung tích của bình ) hoặc hỗn hợp than đá

bọt và đất xốp

• Để xác định lượng acetylen trong bình ta lấy dung tích bình

nhân với áp suất khí và nhân với hệ số 9,2

• Acêtylen hòa tan trong acêtôn trở thành không nguy hiểm,

làm tăng tính chống nổ và có thể giữ nó trong bình dưới áp

suất 25 – 30 at

3 Thiết bị hàn

3.1 Bình chứa khí

24

 Bình Acetylen

• Khi lấy acêtylen ra khỏi bình, cần phải lưu

ý sao cho trong bình áp suất còn lại không

nhỏ hơn 0,5 – 1 at

3.3 Van giảm áp

• Van giảm áp có tác dụng làm giảm áp suất của các chất khí đến áp suất qui định

• Van giảm áp cho khí oxy có thể

điều chỉnh áp suất khí oxy từ 150 at

xuống khoảng 1 – 15at

• Van giảm áp cho khí axetylen có thể điều

chỉnh xuống khoảng từ 0,1 – 1,5 at

3 Thiết bị hàn

3.3 Van giảm áp

28

Van giảm áp Oxy

Sơn màu xanh lơ

Áp suất khí do phép lớn nhất là 200 at, nhỏ

nhất là 30at, áp suất làm việc lớn nhất là 15 at, nhỏ

nhất là 1 at

Van giảm áp Acetylen

 Áp suất khí cho phép lớn nhất 30 at, áp

suất làm việc lớn nhất 1,2 at.

 Nối với bình chứa bằng vòng kẹp

3.4 Cơ cấu an toàn ( Van chống cháy ngược )

 Chức năng

3.5 Ống dẫn khí và các loại đầu mối

• Ống dẫn bằng cao su phải rất mềm, để không ảnh

hưởng đến thao tác của người thợ hàn

• Các tiêu chuẩn thường quy định ống dẫn oxy có

màu xanh, ống dẫn acetylen có màu đỏ Các đầu

nối ống cao su phải đảm bảo độ kín và tính an toàn

cao

3 Thiết bị hàn

3.6 Mỏ hàn

32

Phân loại mỏ hàn có nhiều cách

- Theo nguyên lý truyền khí cháy trong buồng hỗn hợp

3.6 Mỏ hàn

 Mỏ hàn kiểu hút

3 Thiết bị hàn

3.6 Mỏ hàn

34

Ngọn lửa bình thường (trung tính)

Ngọn lửa oxy hóa

Ngọn lửa oxy hóa

4 Ngọn lửa hàn

38

Ngọn lửa cacbon hóa

Ngọn lửa carbon hóa chủ yếu để hàn gang, hàn đắp thép cao tốc, tôi bề mặt, hàn hợp kim cứng

5 Lắp đặt thiết bị và điều chỉnh ngọn lửa hàn

5.1 Lắp đặt thiết bị

40

 Thổi sạch bụi trước khi lắp thiết bị

5.1 Lắp đặt thiết bị

5 Lắp đặt thiết bị và điều chỉnh ngọn lửa hàn

5.1 Lắp đặt thiết bị

42

Lắp ống dẫn vào mỏ hàn và van giảm áp

5.1 Lắp đặt thiết bị

 Kiểm tra các van trên mỏ cắt, tất cả van trên mỏ phải đóng Vặn van của chai khí ngược chiều kim đồng hồ, khi thấy kim đồng hồ áp suất cao dịch chuyển và không có tiếng xì do hở khí là được Vặn van điều chỉnh áp suất theo chiều kim đồng hồ và quan sát trên áp kế, khi thấy giá trị trên áp

kế đạt yêu cầu thì dừng lại Xả thử các van trên mỏ cắt

 Dùng nước xà phòng xịt vào các mối nối để kiểm tra xem các mối nối bị rò rỉ khí hay không

5 Lắp đặt thiết bị và điều chỉnh ngọn lửa hàn

5.2 Điều chỉnh ngọn lửa hàn

44

 Sử dụng đúng dụng cụ đánh lửa và thay đá đánh lửa nếu cần Chú ý hướng mồi lửa phải an toàn, không có người hay vật dễ cháy nổ gần hướng mồi lửa

5.2 Điều chỉnh ngọn lửa hàn

Điều chỉnh áp suất hàn khí

Thiếu các trang bị an toàn Phải lắp van chống cháy ngược (flash back)

Điều chỉnh áp suất không đúng qui định Không chỉnh áp suất acetylen quá 1 bar

Các chai khí không được bảo vệ chống va / ngã

- Các chai khí buộc phải đặt nơi bóng râm – neo cố định

- Không đặt các chai khí đầy nằm ngang

6.2 Trang bị bảo hộ khi hàn khí

6 An toàn hàn hơi

6.3 Quy định an toàn

48

 Chai ôxy và chai axêtylen phải đặt ở tư thế đứng,

dùng xích hoặc vòng kẹp gắn vào tường để giữ

chai không đổ

 Cấm không được để các chai chứa khí trên trục

đường vận chuyển của xí nghiệp

 Ở những nơi để chai, phải treo biển "tránh dầu mỡ"

khác ít nhất 1m và cách xa các nguồn nhiệt như lò rèn, lò

sấy ít nhất là 5m.

6.3 Quy định an toàn

 Trước khi lắp van giảm áp phải khẽ mở van khoá để thổi hết bụi bẩn nằm trên đường dẫn khí, việc mở van khoá phải nhẹ nhàng tránh xảy ra hiện tượng cháy nổ bình ôxy do mở van quá nhanh Sau khi lắp van giảm áp cần phải mở van khoá từ từ để tránh làm hỏng màng của van giảm áp

 Không đuợc để các chai ôxy ở gần đầu mỡ, các chất cháy và các chai dễ bắt lửa

 Khoảng cách giữa các chai ôxy và axêtylen (hoặc bình sinh khí axêtylen) cũng như khỏang cách

- Phải thực hiện thông gió, với tốc độ gió từ 0,3 đến 1,5 m/s.

- Phải kiểm tra đảm bảo trong hầm, thùng, khoang bể kín không có hơi khí độc, hơi khí cháy nổ mới cho người tiến hành công việc hàn hơi

6 An toàn hàn hơi

6.3 Quy định an toàn

52

 Van chai chứa

- Phải đóng van khi ngừng sử dụng

- Phải mở van chai từ từ

- Van chai không có tay vặn phải có chìa vặn (chìa khóa) kèm theo và chỉ được dùng chúng để

mở, chìa vặn (chìa khóa) phải để lại trên van trong lúc chai đang sử dụng

- Đối với van có tay vặn không được dùng cờ lê, mỏ lết, búa hoặc dùng các dụng cụ khác để mở hoặc đóng van

6.3 Quy định an toàn

 Van chai chứa

- Không được dùng lực mạnh để vặn van chai chứa

- Liên hệ với nhà cung cấp khí nếu việc vận hành van gặp khó khăn Không được tra dầu mỡ van chai

- Chiều dài của van đoạn nối phải từ 3m trở lên và chỉ được nối hai mối mà thôi Cấm sử dụng bất

kỳ kiểu nối nào khác

6.3 Quy định an toàn

 Yêu cầu đối với thợ hàn hơi

- Chỉ những người đã qua đào tạo về công việc hàn hơi, được huấn luyện về an toàn lao động

và được cấp chứng chỉ huấn luyện an toàn lao động mới được phép thực hiện công việc hàn hơi Việc huấn luyện định kỳ về an toàn lao động, vệ sinh lao động cho thợ hàn hơi phải được tiến hành ít nhất 1 lần trong 6 tháng

- Thợ hàn cắt không được tự ý sửa chữa thiết bị hàn, mỏ hàn, mỏ cắt,

6 An toàn hàn hơi

6.3 Quy định an toàn

56

 Yêu cầu đối với thợ hàn hơi

- Khi kết thúc công việc phải đóng tất cả các van chai; nới vít nén ở bộ phận giảm áp, xả hết khí thừa ra khỏi ống dẫn

 - Không được sử dụng khí oxy để thổi bụi trên quần áo, thiết bị cũng như dùng để thông thoáng không khí vùng làm việc

- Phải cạo sơn trước khi hàn, không dùng ngọn lửa hàn để đốt cháy sơn

- Không quàng ống dẫn khí vào người, vắt vai hay kẹp dưới chân

- Không mang mỏ hàn đang cháy đi khỏi nơi làm việc, leo cầu thang