Giáo trình Chế tạo phôi hàn CĐ Nghề Công Nghiệp Hà Nội

(NB) Giáo trình Chế tạo phôi hàn gồm các mục tiêu là Xác định được phương pháp chế tạo phôi hàn đảm bảo tính kinh tế và kỹ thuật với từng loại kết cấu. Nêu được thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của một số loại máy cắt thông dụng. ­Nêu được các phương pháp khai triển hình học đơn giản ­Tính toán khai triển phôi chính xác, đúng kích thước bản vẽ. ­Vận hành sử dụng thành thạo các loại dụng cụ, thiết bị chế tạo phôi hàn.

Đồng tác giả: Phạm Huy Hoàng, Đỗ Tiến Hùng, Dương Thành Hưng,

Nguyễn Thị Vân Anh

GIÁO TRÌNH

CHẾ TẠO PHÔI HÀN

(Lưu hành nội bộ)

Hà Nội năm 2012

Tuyên bố bản quyền

Tài liệu này là loại giáo trình nội bộ dùng trong nhà trường với mục đích làm tài liệu giảng dạy cho giáo viên và học sinh, sinh viên nên các nguồn thông tin có thể được tham khảo

Tài liệu phải do trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội in

ấn và phát hành

Việc sử dụng tài liệu này với mục đích thương mại hoặc khác với mục đích trên đều bị nghiêm cấm và bị coi là vi phạm bản quyền

Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội xin chân thành cảm ơn các thông tin giúp cho nhà trường bảo vệ bản quyền của mình

Địa chỉ liên hệ:

Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội

131 – Thái Thịnh – Đống Đa – Hà Nội Điện thoại: (84­4) 38532033

Fax: (84­4) 38533523 Website: www.hnivc.edu.vn

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới, lĩnh vực cơ khí chế tạo nói chung và ngành Hàn ở Việt Nam nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể

Chương trình khung quốc gia nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các môđun Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo theo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay

Mô đun 13: Chế tạo phôi hàn là mô đun đào tạo nghề được biên soạn theo

hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành Trong quá trình thực hiện, nhóm biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nước, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất

Mặc dầu có rất nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày tháng năm

Tham gia biên soạn giáo trình

MỤC LỤC

Vị trí, ý nghĩa, vai trò của mô đun 3

Yêu cầu đánh giá hoàn thành mô đun 4

Bài 1: Chế tạo phôi hàn bằng mỏ cắt khí cầm tay 5 Bài 2: Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm bằng máy cắt khí

Bài 6: Mài mép hàn, mép cùn bằng máy mài cầm tay 247

MÔĐUN: CHẾ TẠO PHÔI HÀN

Mã số mô đun: MĐ17

I VỊ TRÍ, Ý NGHĨA, VAI TRÒ CỦA MÔ ĐUN:

Môđun Chế tạo phôi hàn là mô đun chuyên môn nghề, được bố trí sau khi

học xong các môn học kỹ thuật cơ sở và trước khi học các mô đun chuyên môn nghề

Là môđun có vai trò rất quan trọng, người học được trang bị những kiến thức, kỹ năng chuẩn bị, chế tạo phôi liệu trước khi hàn

II MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN:

­ Xác định được phương pháp chế tạo phôi hàn đảm bảo tính kinh tế và

kỹ thuật với từng loại kết cấu

­ Nêu được thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của một số loại máy cắt thông dụng

­ Nêu được các phương pháp khai triển hình học đơn giản

­ Tính toán khai triển phôi chính xác, đúng kích thước bản vẽ

­ Vận hành sử dụng thành thạo các loại dụng cụ, thiết bị chế tạo phôi hàn

­ Cắt, vát mép, làm ạch phôi hàn đúng yêu cầu kỹ thuật

­ Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phân xưởng

III NỘI DUNG MÔ ĐUN:

Số

TT Tên các bài trong mô đun

Thời gian Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành

Kiểm tra

1 Chế tạo phôi hàn bằng mỏ cắt khí

2 Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm

3 Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép ống

YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN

1 Kiểm tra đánh giá trước khi thực hiện mô đun:

- Kiến thức: Đánh giá qua kết quả bằng cách vấn đáp hoặc trắc nghiệm kiến

thức đã học có liên quan của môn học vẽ kỹ thuật, an toàn lao động, dung sai

- Kỹ năng: Được đánh giá qua kết quả thực hiện khai triển hình học trên

bảng trong nội dung môn vẽ kỹ thuật

2 Kiểm tra đánh giá trong khi thực hiện mô đun:

Giáo viên hướng dẫn quan sát trong quá trình hướng dẫn thường xuyên về công tác chuẩn bị, thao tác cơ bản, bố trí nơi làm việc Ghi sổ theo dõi để kết hợp đánh giá kết quả thực hiện môđun về kiến thức, kỹ năng, thái độ

3 Kiểm tra sau khi kết thúc mô đun:

Được đánh giá qua quan sát, qua sổ theo dõi đạt các yêu cầu sau:

­ Chấp hành quy định bảo hộ lao động;

­ Chấp hành nội quy thực tập;

­ Tổ chức nơi làm việc hợp lý, khoa học;

­ Ý thức tiết kiệm nguyên vật liệu;

­ Tinh thần hợp tác làm việc theo tổ, nhóm

BÀI 1: CHẾ TẠO PHÔI HÀN BẰNG MỎ CẮT KHÍ CẦM TAY

Mục tiêu:

­ Liệt kê được đầy đủ các loại dụng cụ, thiết bị cắt khí bằng mỏ cắt cầm tay

­ Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của mỏ cắt, van giảm áp, chai chứa khí, máy sinh khí a­xê­ty­len, bình dập lửa tạt lại, ống dẫn khí

­ Lắp ráp thiết bị, dụng cụ cắt khí đảm bảo an toàn, đúng tiêu chuẩn kỹ thuật

­ Vận hành và sử dụng thành thạo mỏ cắt khí cầm tay

­ Khai triển, tính toán phôi đúng hình dáng và kích thước của chi tiết

­ Chọn chế độ cắt(chiều cao cắt, công suất ngọn lửa, tốc độ cắt, góc nghiêng

mỏ cắt) hợp lý

­ Gá kẹp phôi chắc chắn, đảm bảo thoát xỉ tốt

­ Cắt được đường cắt thẳng, tròn đúng kích thước và đường cắt ít ba via

­ Chỉnh sửa phôi đạt hình dáng, kích thước theo yêu cầu kỹ thuật

­ Thực hiện tốt công tác an toàn, phòng chống cháy nổ và vệ sinh phân xưởng

Nội dung:

1 Phôi hàn, vật liệu chế tạo phôi hàn

+ Thép chữ I

r Đơn vị

(Kg/m)

20x20x3 35.0 1.2 0.89 25x16x3 3.5 1.2 0.91 20x20x4 35.0 1.2 1.15 32x20x3 3.5 1.2 1.17 25x25x3 3.5 1.2 1.12 32x20x4 3.5 1.2 1.52 25x25x4 3.5 1.2 1.46 40x25x2 4.0 1.3 1.48 28x28x3 4.0 1.3 1.27 40x25x4 4.0 1.3 1.94 32x32x 4.5 1.5 1.46 40x25x5 4.0 1.3 2.38 32x32x4 4.5 1.5 1.91 45x28x3 5.0 1.7 1.68 36x36x3 4.5 1.5 1.65 45x28x4 5.0 1.7 2.20 36x36x4 4.5 1.5 2.16 50x32x3 5.5 1.8 1.90 40x40x3 5.0 1.7 1.85 50x32x4 5.5 1.8 2.49 40x40x4 5.0 1.7 2.42 56x36x4 6.0 2.0 2.81 40x40x5 5.0 1.7 2.98 56x36x5 6.0 2.0 3.46 45x45x3 5.5 1.7 2.08 63x40x4 7.0 2.3 3.17 45x45x4 5.5 1.7 2.73 63x40x5 7.0 2.3 3.91 45x45x5 5.5 1.7 3.37 63x40x6 7.0 2.3 4.63 50x50x3 5.5 1.8 2.32 63x40x8 7.0 2.3 6.03 50x50x4 5.5 1.8 3.05 70x45x5 7.5 2.5 4.39 50x50x5 5.5 1.8 3.77 75x50x5 8.0 2.7 4.79 56x56x4 6.0 2.0 3.44 75x50x6 8.0 2.7 5.69 56x56x5 6.0 2.0 4.25 75x50x8 8.0 2.7 7.43 63x63x4 7.0 2.3 3.90 80x50x5 8.0 2.7 4.99 63x63x5 7.0 2.3 4.81 80x50x6 8.0 2.7 5.92 63x63x6 7.0 2.3 5.72 90x56x5.5 9.0 3.0 6.17 70x70x4.5 8.0 2.7 4.87 90x56x6 9.0 3.0 6.70 70x70x5 8.0 2.7 5.38 90x56x8 9.0 3.0 8.77 70x70x6 8.0 2.7 6.39 100x63x6 10.0 3.3 7.53 70x70x7 8.0 2.7 7.39 100x63x7 10.0 3.3 8.70 70x70x8 8.0 2.7 8.37 100x63x8 10.0 3.3 9.87

75x75x5 9.0 3.0 5.80 100x63x10 10.0 3.3 12.14 75x75x6 9.0 3.0 6.89 110x70x6.5 10.0 3.3 8.98 75x75x7 9.0 3.0 7.96 110x70x8 10.0 3.3 10.93 75x75x8 9.0 3.0 9.02 125x80x7 11.0 3.7 11.04 75x75x9 9.0 3.0 10.07 125x80x8 11.0 3.7 12.53 80x80x5.5 9.0 3.0 6.78 125x80x10 11.0 3.7 15.47 80x80x6 9.0 3.0 7.36 125x80x12 11.0 3.7 18.34 80x80x7 9.0 3.0 8.51 140x90x8 12.0 4.0 14.13 80x80x8 9.0 3.0 9.65 140x90x10 12.0 4.0 17.46 90x90x6 10.0 3.3 8.33 160x100x9 13.0 4.3 17.96 90x90x7 10.0 3.3 9.64 160x100x10 13.0 4.3 19.85 90x90x8 10.0 3.3 10.93 160x100x12 13.0 4.3 23.59 90x90x9 10.0 3.3 12.20 160x100x14 13.0 4.3 27.26 100x100x6.5 12.0 4.0 10.06 180x110x10 14.0 4.7 22.24 100x100x7 12.0 4.0 10.79 180x110x12 14.0 4.7 26.44 100x100x8 12.0 4.0 12.25 200x125x11 14.0 4.7 27.37 100x100x10 12.0 4.0 15.10 200x125x12 14.0 4.7 29.74 100x100x12 12.0 4.0 17.90 200x125x14 14.0 4.7 34.43 100x100x14 12.0 4.0 20.63 200x125x16 14.0 4.7 39.07 100x100x16 12.0 4.0 23.30 250x160x12 18.0 6.0 37.92 110x110x7 12.0 4.0 11.89 250x160x16 18.0 6.0 49.91 110x110x8 12.0 4.0 13.50 250x160x18 18.0 6.0 55.81 125x125x8 14.0 4.6 15.46 250x160x20 18.0 6.0 61.65 125x125x9 14.0 4.6 17.30

180x70x5.1x8.7 9.0 5.0 16.30 180x74x5.1x9.3 9.0 5.0 17.40 200x76x5.2x5.2 9.0 5.5 18.40 200x80x5.2x9.7 9.5 5.5 19.80 220x82x5.4x9.5 10.0 6.0 21.00 220x87x5.4x10.2 10.0 6.0 22.60 240x90x5.6x10 10.5 6.0 24.00 240x95x5.6x10.7 10.5 6.0 25.80 270x95x6x10.5 11.0 6.5 27.70 300x100x6.5x11 12.0 7.0 31.80 330x105x7x11.7 13.0 7.5 36.30 360x110x7.5x12.6 14.0 8.5 41.90 400x115x8x13.5 15.0 9.0 48.30

+ Thép tấm

Thép tấm thường có kích thước từ 6mm ­ 300mm (chiều dầy) x 1500mm ­

3000mm (rộng) x 2000mm ­ 12000mm (chiều dài) tuỳ theo mục đích sử dụng

Loại phổ thông VN hay mua là 6­12mm x 1500mm x 6000mm loại cho đóng tàu hay dùng khổ 2000mm x 9000mm/12000mm

a Tính hàn của thép:

* Khái niệm:

Tính hàn là khả năng hàn được các vật liệu cơ bản trong điều kiện chế tạo

đó quy định trước nhằm tạo ra kết cấu thích hợp với thiết kế cụ thể và có tính năng tích hợp với mục đích sử dụng Tính hàn được đo bằng 3 khả năng:

- Vật liệu có tính hàn thoả mãn (hay còn gọi là vật liệu có tính hàn trung bình): so với nhóm trên, nhóm này chỉ thích hợp với một số phương

pháp hàn nhất định, các thông số của chế độ hàn chỉ có thể dao động trong một phạm vi hẹp, yêu cầu về vật liệu hàn chặt chẽ hơn Một số biện pháp công nghệ như nung nóng sơ bộ, giảm tốc độ nguội và sử lý nhiệt sau khi hàn, có thể được

sử dụng

Nhóm này có một số thép hợp kim thấp, thép hợp kim trung bình

- Vật liệu có tính hàn hạn chế: Gồm những loại vật liệu cho phép nhận được các liên kết hàn với chất lượng mong muốn trong các điều kiện khắt khe

về công nghệ và vật liệu hàn Thường phải sử dụng các biện pháp sử lý nhiệt hoặc hàn trong những môi trường bảo vệ đặc biệt (khí trơ, chân không) chế độ hàn nằm trong một phạm vi rất hẹp Tuy vậy, liên kết hàn vẫn có khuynh hướng

bị nứt và dễ xuất hiện các khuyết tật khác làm giảm chất lượng sử dụng của kết cấu hàn.Nhóm này có các loại thép cácbon cao, thép hợp kim cao, thép đặc biệt (như thép chụi nhiệt, thép chụi mài mòn, thép chống rỉ)

- Vật liệu có tính hàn xấu: Thường phải hàn bằng các công nghệ đặc biệt, phức tạp và tốn kém Tổ chức kim loại mối hàn tồi, dễ bị nứt nóng và nứt

nguội Cơ tính và khả năng làm việc của liên kết hàn thường thấp hơn so với vật liệu cơ bản Ví dụ phần lớn các loại gang và một số hợp kim đặc biệt

Trước đây, người ta nghĩ rằng có một số vật liệu không có tính hàn, tức là không thể hàn được Tuy nhiên với sự phát triển của khoa học công nghệ hàn, ngày nay chúng ta có thể khẳng định rằng tất cả vật liệu đều có tính hàn dù chất lượng đạt được rất khác nhau Sự xuất hiện các loại vật liệu mới, những loại liên kết hàn mới đòi hỏi chúng ta phải thường xuyên cập nhật kiến thức, nghiên cứu

và hoàn thiện các công nghệ thích hợp để tạo ra các kết cấu hàn có chất lượng cần thiết

* Đánh giá tính hàn của thép:

Sau đây ngoài các phương pháp làm thí nghiệm trực tiếp, người ta còn có thể đánh giá bằng cách gián tiếp thông qua thành phần hóa học và kích thước của vật liệu như sau:

- Hàm lượng cácbon tương đương: (CE)

Hàm lượng cácbon tương đương đặc trưng cho tính chất của vật liệu và biểu hiện tính hàn của nó Đối với thép cácbon và hợp kim nói chung thì CE được xác định theo các công thức sau:

15 5

6

Cu Ni

V Mo Cr

Mn C

(%)

4

15 5

40 24

6

Mo Cr

Ni Si

Mn C

Trong đó: C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu là thành phần hóa học của các nguyên tố

đó có trong thép tính theo %.Thông qua giá trị CE có thể đánh giá tính hàn của thép thuộc loại nào

Theo kinh nghiệm sản xuất người ta cũng có thể đánh giá gần đúng tính hàn của thép theo thành phần hoá học bằng cách so sánh tổng lượng các nguyên tố hợp kim (H.K(%) với hàm lượng của cácbon có trong thép C (%) như bảng sau:

0,35  0,45 0,30  0,40 0,28  0,38

100 25

V Mo Cr

Mn

Ni Si

S P C Hcs

Trong đó: C, Mn, Cr, Mo, V, Ni là thành phần hóa học của các nguyên

tố đó có trong thép kể cả các nguyên tố có hại như P, S

Khi Hcs ( 4 thì thép có thiên hướng nứt nóng khi hàn Với thép độ bền cao

và chiều dày lớn cần Hcs < 1,6 ( 2 sẽ ít thiên hướng nứt nóng

Dễ dàng nhận thấy lưu huỳnh được coi là nguyên nhân chính gây ra nứt nóng Cácbon và phốt pho cùng với lưu huỳnh sẽ làm tăng mạnh khả năng nứt nóng Mangan, crôm, môlipđen và vanađi có tác dụng cản trở lại sự nứt nóng

- Thông số đánh giá nứt nguội: Pl

Thông số đánh giá nứt nguội là thông số biểu thị sự ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim tới sự hình thành nứt nguội

(%) 10 40

K H

P

CM

l   

Trong đó: PCM là thông số biểu thị sự biến dòn của vùng ảnh hưởng nhiệt Đối với thép hợp kim thấp:

15

5 10 60 20

30

V Mo B

V Ni Cu Cr Mn Si

C

K là hệ số cường độ cứng vững

HD là hàm lượng Hyđrô có trong kim loại mối hàn (ml/100g)

Khi Pl ( 0,286 thì thép có thiên hướng tạo nứt nguội

Để hạn chế hiện tượng nứt nguội cần phải giảm hàm lượng cácbon và hàm lượng Hyđrô trong kim loại mối hàn (ví dụ dùng thuốc hàn, que hàn không

ẩm có chứa ít H2)

- Xác định nhiệt độ nung nóng sơ bộ Tp:

Đối với thép cácbon trung bình và cao, cũng như các loại thép hợp kim thường phải nung nóng sơ bộ trước khi hàn Nhiệt độ nung nóng sơ bộ Tp xác định theo công thức sau:

 C 

C

Trong đó: CE là hàm lượng các bon tương đương của thép

b Thép cacbon dựng trong kết cấu hàn:

Đối với kết cấu hàn, ngoài những yêu cầu về mặt tính năng sử dụng như

độ bền ở các chế độ chịu tải tĩnh và động, ở các nhiệt độ và môi trường khác nhau, cần có những đòi hỏi nhất định về mặt công nghệ hàn Do tính đa dạng của điều kiện vận hành và vật liệu khi chọn các tiêu chí tính toán chế độ hàn, cần xem xột các tiêu chuẩn hoá lý của kim loại cơ bản, khả năng xuất hiện các khuyết tật nguy hiểm tại các vùng khác nhau của liên kết hàn hoặc các thay đổi bất lợi về mặt cấu trúc và tính chất của chúng

Thép kết cấu là loại được dựng làm các kết cấu, chi tiết chịu tải (lực) do đó ngoài yêu cầu về độ bền đảm bảo cũng cần phải đủ độ bền, độ dai yêu cầu tức là

cơ tính tổng hợp Bao gồm thép xây dựng và tấep chế tạo máy

Thép dụng cụ là loại chuyên dùng làm cụng cụ nên có yêu cầu chủ yếu về độ cứng và chống mài mòn

* Mác thép :

­ Thộp cacbon kết cấu chất lượng thông thường – mác thép và yêu cầu kỹ thuật Thép được coi là thép cacbon khi không có quy định nào về nồng độ tối thiểu của các nguyên tố Cr, Co, Nb, Mo, Ni, Ti, W, Zn hoặc bất kỳ nguyên tố nào khác cần đưa thêm vào để có được hiệu ứng hợp kim hóa cần thiết; khi nồng độ tối thiểu quy định cho đồng Cu không vượt quá 0,4% hoặc khi nồng độ tối đa quy định cho bất kỳ nguyên tố hợp kim nào trong các nguyên tố sau đây không vượt quá 1,65%Mn; 0,6 Si; 0,6 Cu

* Theo công dụng tốt được chia thành 3 nhóm

Nhúm A: đảm bảo tính chất cơ học

Nhúm B: đảm bảo thành phần hóa học

Nhúm C: đảm bảo thành phần hoá học và tính chất cơ học

* Thép được sản xuất theo các mác sau

Chữ CT là ký hiệu thép C thông thường

Chữ số đứng đằng sau chỉ giới hạn bền tối thiểu khi kéo tính bằng

Để biểu thị loại thép, đứng sau cùng mác thép có thêm chữ số

Không cần ghi chỉ loại đối với thép loại 1

Ở thép lặng có thêm gạch ngang đằng sau độ bền keó để phân biệt với số chỉ loại thộp

VD: BCT38­2, CCT42­3, CCT38­6

Đối với thép nửa lặng có nâng cao hàm lượng Mn ở sau biểu thị mức độ khử

O có thêm chữ Mn

VD: CT38nMn, BCT38nMn2, CCT52nMn3

* Thép cácbon kết cấu chất lượng tốt:

Dựa theo thành phần hoá học, thép được chia làm 2 nhóm

­ Nhóm 1: với hàm lượng Mn thường, gồm các mác sau C5s, C8s, C8,

­ Nhóm 2: với hàm lượng Mn nâng cao gồm các mác sau C15Mn, C20Mn,C25Mn, C30Mn,

Chữ C ở đầu biểu thị thép cacbon chất lượng tốt, các số tiếp theo chỉ hàm lượng trung bình của cácbon tính theo phần vạn Chữ Mn biểu thị thép có hàm lượng mangan nâng cao

Thành phần hoá học của thép khi ra lò phải phù hợp với cỏc chỉ tiêu ghi trong bảng:

Nhóm 1

Bảng quy định tính chất cơ học của thép qua thử nghiệm kéo và độ dai va đập trên các mẫu

Mác thép

Giới hạn chảy  ch

Độ bền kéo

b

Độ dẵn dài tương đối



Độ thắt tương đối



Độ dai

va đập, kG.m/cm2

Không nhỏ hơn Nhóm 1

Được quy định trong TCVN 1822­76

Mác thép: CD với số tiếp theo chỉ lượng cacbon trung bình tính theo phần vạn VD: CD80 và CD80A là hai mác cũng có khoảng 0,8%C song với chất lượng tốt và cao

…

…

…

…

… C85 0.82 ­

Sản phẩm các loại thép trên được cung cấp dưới dạng thép thanh, băng định hình,… với cỡ, thông số kích thước được quy định trong TCVN như 1654­1975 thép chữ C, 1655­1975 thộp chữ I

* Ưu nhược điểm của thép cacbon

* Ưu điểm:

­ Rẻ, dễ kiếm không phải dùng các nguyên tố đắt tiền

­ Có cơ tính tổng hợp nhất định phù hợp với các điều kiện thông dụng

­ Có tính công nghệ tốt: dễ đúc, cấn, rèn…

* Nhược điểm:

­ Độ thấm tôi thấp nên hiệu quả hoá bền bằng nhiệt luyện tôi + ram không cao,

do đó ảnh hưởng xấu đến độ bền, đặc biệt đối với tiết diện lớn

­ Tính chịu nhiệt độ cao kém: khi nung nóng độ bền cao của trạng thái tôi giảm

đi nhanh chóng do mactenxit bị phân hóa ở trên 200oC, ở trên 570oC, bị ôxy hoá mạnh

­ Không có các tính chất vật lý hóa học đặc biệt như: cứng nóng, chống ăn mòn

c Thép hợp kim dùng trong kết cấu hàn:

* Thành phần hoá học:

Khác với thép cacbon, thép hợp kim là loại thép mà người ta đưa thêm vào các nguyên tố có lợi với lượng đủ lớn để làm thay đổi tổ chức và cải thiện tính chất cơ lý hóa Các nguyên tố có lợi được đưa vào với lượng đủ lớn gọi là các nguyên tố hợp kim Chúng bao gồm các nguyên tố với hàm lượng lớn hơn các giới hạn cho từng nguyên tố như sau

Nhỏ hơn thì được gọi là tạp chất

Thép hợp kim chất lượng tốt có chứa ít và rất ít các tạp chất có hại

* Đặc tính thép hợp kim:

* Cơ tính:

Do một số yếu tố mà chủ yếu là tính thấm tôi cao hơn nên thép hợp kim có

độ bền cao hơn hẳn so với thép cacbon Điều này thể hiện đặc biệt ở thép sau khi tôi + ram

­ Ở trạng thái không tôi+ram (ví dụ ở trạng thái ủ) độ bền của thép hợp kim không cao hơn thép cacbon bao nhiêu Cho nên đã dùng thép hợp kim thì phải qua nhiệt luyện tôi + ram Nếu dùng thép hợp kim ở trạng thái cung cấp hay ủ là

sự lãng phí lớn về độ bền

­ Do tính thấm tôi tốt, dùng môi trường tôi chậm (dầu nên khi tôi ít bị biến dạng

và nứt hơn so với thép cacbon luôn phải tôi nước Do vậy các chi tiết có hình

dạng phức tạp phải qua tôi (do đòi hỏi về độ bền) đều phải làm bằng thép hợp kim

­ Khi tăng mức độ hợp kim hoá làm tăng được độ thấm tôi làm tăng độ cứng, độ bền song thường làm giảm độ dẻo, độ dai nên lượng hợp kim cần thiết chỉ cần đảm bảo tôi thấu tiết diện đã cho là đủ, khôngnên dùng thừa Do vậy có nguyên tắc là chọn mác thép hợp kim cao hay thấp là phụ thuộc tiết diện vàkích thước

­ Tuy có độ bền cao hơn nhưng thường có độ dẻo, độ dai thấp hơn Do vậy phải chú ý đến mối quan hệ này để có xử lý thích hợp (= ram)

Tuy có ưu điểm về độ bền nhưng nói chung thép hợp kim có tính công nghệ kém hơn so với thép cacbon (trừ tính thấm tôi)

* Tính chịu nhiệt:

Các nguyên tố hợp kim cản trở sự khuyếch tán của cacbon do đó làm mactẽnit khó phân hoá và cacbit khó kết tụ ở nhiệt độ cao hơn 200oC, do vậy tại các nhiệt độ này thép hợp kim bền hơn Một số thép hợp kim với lớp vảy oxyt tạo thành ở nhiẹt độ cao khá xít chặt, có tính bảo vệ tốt

* Tính chất vật lý, hoá học đặc biệt:

Bằng cách đưa vào thép các nguyên tố khác nhau với lượng lớn quy định có thể tạo ra cho thép các tính chất đặc biệt: như không gỉ, chống ăn mòn trong axit, muối, có từ tính hoặc không có từ tính, giãn nở nhiệt đặc biệt

* Phân loại thép hợp kim:

­ Thép sau cùng tích peclit + cacbit tự do

­ Thép lêđêburit (cacbit) có lêđêburit

Riêng với thép hợp kim cao chủ yếu bằng 1 trong 2 nguyên tố Cr, Mn hay Cr­Ni sẽ có:

­ Thép ferit loại có Cr rất cao (>17%) và thường rất ít cacbon

­ Thép austenit có Mn rất cao (>13%) và thường có C cao loại có Cr (>18%) và Ni (>8%)

*Theo tổ chức thường hoá:

­ Thép họ peclit: loại hợp kim thấp

- Thép họ mactenxit: loại hợp kim trung bình ( >4­6 )% và cao

­ Thép họ austenit: loại có chứa Ni >8% hoặc Mn >13% cao

* Theo tổng lượng nguyên tố hợp kim:

Theo tổng lượng các nguyên tố hợp kim có trong thép từ thấp đến cao

­ Thép hợp kim thấp: loại có tổng lượng <2,5% (thường là thép peclit)

­ Thép hợp kim trung bình: loại có tổng lượng từ 2,5 ­ 10%( thường là thép họ từ peclit đến mactenxit )

­ Thép hợp kim cao: loại có tổng >10% ( thường là họ mactenxit và austenit )

Cách phân loại trên thường có quan hệ với nhau và hco biết một số đặc trưng của thép Thép austenit, ferit bao giờ cũng có loại thép đặc biệt, hợp kim cao hoặc rất cao, đắt và khó gia công Thép mactenxit là loại thép rất dễ tôi song rất khó gia công cắt phôi ở trạng thái cung cấp Thép ledeburit boa giờ cũng thuộc nhóm hợp kim cao­ cacbon cao,, rất cứng để làm dụng cụ Thép Cr ­ Ni bao giờ cũng là thép kết cấu quý vì có độ thấm tôi cao và độ dai tốt

* Tiêu chuẩn thép hợp kim:

TCVN 1759­75 quy định nguyên tắc ký hiệu thép hợp kim theo trật tự sau: ­ số chỉ hàm lượng cacbon trung bình theo phần vạn, nếu ≥1% thì có thể không cần biểu thị

­ các nguyên tố hợp kim theo ký hiệu hoá học và ngay sau đó là hàm lượng theo phần trăm trung bình (thường được quy tròn thành số nguyên) xếp theo trật

Nickel Chromium 3 3 Thép không gỉ, dụng cụ nhà

bếp, bánh răng, trục

Molypden 4 4 Máy móc, phụ tùng ô tô, bu

lông và bi lăn, lò xo Chromium 5 5 , bi, trục, bánh răng Chrome­Vanadi 6 6

Tools, spring and gears Công cụ, mùa xuân và bánh

răng Chromium & Molypden 8 8 Máy công cụ

niken, crom và Molypden 9 9 Các bộ phận khuôn mẫu

d Tính toán hiệu suất sử dụng vật liệu

*/ Khai triển phôi

Khai triển phôi là “trải qua” chi tiết từ dạng hình không gian ra hình phẳng, sau đó tính toán, xác định các yếu tố công nghệ như: lượng dư gia công

cơ, dung sai, độ biến dạng của kim loại v.v rồi cắt ra các kích thước và hình dạng cần thiết để từ đó đem tạo hình thành các chi tiết yêu cầu Trong thực tế

có thể triển khai phôi theo ba phương pháp: phương pháp diện tích, phương pháp thể tích, phương pháp khối lượng, trong đó phương pháp diện tích thường được dùng hơn cả Theo phương pháp này có thể triển khai phôi theo kích thước trong hay ngoài các chi tiết khi chi tiết đó có chiều dày S ( 0,5 mm; còn đối với các chi tiết có chiều dày S > 0,5 mm thì phải triển khai theo đường trung bình Sau đó khai triển song chú ý bố trí phôi trên tấm thép để cắt hợp lý, tức là phải

bố trí thế nào đó để đảm bảo hệ số sử dụng vật liệu lớn nhất mà không ảnh hưởng đến chất lượng phôi cắt ra Điều này có ý nghĩa về kinh tế rất lớn trong sản xuất, đặc biệt là đối với dạng sản xuất loạt lớn hay hàng khối , bởi vì trong tổng giá thành của một chi tiết nào đó thì giá thành vật liệu có thể chiếm tới 60 (70%, đối với các vật liệu cúi có thể lớn hơn

Trong sản xuất cũng như trong kỹ thuật, người ta thường dùng hệ số để đánh giá mức độ sử dụng vật liệu Hệ số này có thể tính theo công thức sau:

%100.F

F0



hay 100%

F

fn

f: Diện tích của mỗi chi tiết (phôi) bố trí trên tấm cắt

n: Số lượng phôi (chi tiết)

Trong thực tế sản xuất để chọn phương án cắt hợp lý người ta dùng giấy cứng (bìa hay cát tông ) cắt thành nhiều mẫu, rồi dùng những mẫu này xếp lên tấm thép để cắt, so sánh các phương án xếp và chọn lấy phương án tối ưu, tức là phương án có hệ số sử dụng vật liệu lớn nhất

Khi xếp phôi cần chú ý tới mạch nối (khoảng cách giữa các phôi và mép phôi với cạnh tấm cắt) Khoảng cách này cần phải đảm bảo sao cho khi cắt không có hiện tượng uốn (gấp) theo phôi để tránh hiện tượng kẹt hay có thể vỡ khuôn khi tạo hình Trị số mạch nối phụ thuộc vào chiều dày, tính chất của vật liệu, hình dạnh của phôi v.v Trị số nhỏ nhất của mạch nối có thể lấy theo bảng 1.1

a: Mạch nối khi cắt các phôi nhỏ có hình dạng đơn giản

b: Mạch nối khi cắt các phôi lớn có hình dạng phức tạp

*/ Nắn

Việc nắn phẳng các tấm thép phổ biến nhất là bằng phương pháp cơ khí

và được thực hiện trên các máy nắn vạn năng hay chuyên dùng Đối với các tấm thép cacbon có chiều dày S ( 10 mm thường tiến hành nắn ở trạng thái ngu?i

có chiều dày S > 10 mm và các tấm hợp kim phải tiến hành nắn ở trạng thái nóng Dù nắn trên bất kỳ thiết bị nào, ở trạng thái nóng hay trạng thái nguội, sau khi nắn xong, yêu cầu độ không phẳng của tâm không quá lớn hơn 1 mm mét chiều dài của tâm

*/ Lấy dấu và đánh dấu

Tấm thép sau khi được nắn xong, tiến hành xép phôi lên đó để chọn lấy phương án tối ưu Khi đã chọn phương án tối ưu rồi, tiến hành lấy dấu và đánh dấu phôi Lấy dấu dù là vi việc cần thiết vì không những đảm bảo độ chính xác kích thước và hình dạng của phôi khi cắt mà còn tạo điều kiện dễ dàng cho quá trình cắt Khi lấy dấu cần chú ý một điểm cơ bản là phải tính đến lượng gia công

cơ tiếp theo và độ co của kim loại sau khi hàn

Để tránh sự nhầm lẫn trong các nguyên công tiếp theo đặc biệt là nguyên công lắp ghép ­ hàn và để dễ kiểm tra khi mất mát, sau khi lấy dấu xong cần phải đánh dấu các phôi Tuy nhiê, việc này chỉ cần thiết đối với trường hợp sản xuất đơn chiếc hay loại nhỏ mà thôi, còn đối với dạng sản xuất hàng loạt lớn hàng khối có thể không cần thiết, bởi vì trong trương hợp này, khi chuyển sang

từ nguyên công từ nguyên công này sang nguyên công khác, Các phôi thường được chứa trong các thùng riêng, do dó ít xảy ra hiện tượng nhẫm lẫn và mất mát, đồng thời nâng cao được năng suất lao động

*/ Cắt

Cắt các phôi từ vật liệu tấm dùng phổ biến nhất là phương pháp cơ khí và ngọn lửa hàn khí Cắt bằng cơ khi thường tiến hành trên các máy, máy bào v.v Phương pháp này có ưu điểm là phôi cắt ra có độ chính xác cao, mép cắt phằng, vùng kim loại thay đổi tính chất cơ lý ở gần mép cơ lý ở gần mép cắt nhỏ v.v Nhưng có khuyết điểm là khó hay không cắt được các tấm có chiều dày lớn và nói chung để cắt đường thăng, ít khi có thể hiện bằng tay hay bằng máy Phương pháp này có ưu điểm có ưu điểm là cắt được cả các tấm mỏng và các tấm có chiều dày lớn ; cắt được cắt được cả đường thẳng và đường cong phức tạp; nhưng có khuyết điểm là mép cắt không thẳng và không phẳng, vùng kim loại thay đổi tính chất cơ lý (vùng ảnh hưởng nhiệt) lớn; độ chính xác kích

thước và hình dạng hình học thấp Sau khi cắt xong, phôi thường phải được đưa qua gia công cơ thêm

Tuỳ theo mức độ yêu cầu, người ta thường chia độ chính xác kích thước của phôi (chi tiết) cắt bằng khí ra ba loại sau đây:

Loại 1: Cắt ra các phôi (chi tiết) để hàn với nhau, dung sai cho phép là ( (0,5 ÷ 1,5) mm

Loại 2: Cắt ra các phôi (chi tiết) để nối với hay đối với các chi tiết khác bằng bu lông, định tán hay hàn chồng, dung sai cho phép là ( (1,5 ÷2,5) mm

Loại 3: Cắt ra các phôi (chi tiết) riêng biệt tức là không nối với nhau hay với các chi tiết khác như (căn, đệm, nắp, mặt bích) v.v dung sai cho phép đến (5 mm

*/ Tạo hình

Việc tạo hình các chi tiết hàn có thể thực hiện trong nhiều loại thiết bị khác nhau (máy cán, máy uốn, máy dập v.v ) Tuỳ theo chiều dày và hình dạng của chi tiết có thể tiến hành ở trạng thái nóng hay trạng thái nguội Khi tạo hình cần phải đặc biệt chú ý đến bán kính uốn để sao cho tránh được hiện tượng nứt sinh ra trong quá trình uốn Đối với những chi tiết có cùng chiều dày và tính chất vật liệu uốn ở trạng thái nóng, bán kính uốn cho phép lấy nhỏ hơn uốn ở trạng thái nguội Trị số bán kính uốn nhỏ nhất rmin đối với trường hợp uốn ở trạng thái nguội thường lấy như sau:

rmin = 25 S, trong đó S ­ chiều dày của chi tiết

Mỗi một chi tiết hàn có nhiều cách chuẩn bị khác nhau do đó, sau khi đã chọn được phôi rồi cần phải phác thảo ra một số phương án qui trình công nghệ

để từ đó chọn lấy một qui trình tối ưu Một qui trình tối ưu là qui trình cho phép thực hiện các nguyên công dễ dàng, số lượng nguyên công ít nhất v.v mà vẫn đảm bảo độ chính xác của chi tiết yêu cầu, nói một cách khác nó vừa đảm bảo tính kinh tế và vừa bảo đảm tính kỹ thuật

2 Thiết bị, dụng cụ cắt khí

2.1 Bình sinh khí acetylene:

Là thiết bị trong đó dùng nước phân huỷ CaC2 để lấy khí C2H2

CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2

Trong thực tế 1kg CaC2 cho ta khoảng 220 đến 300 lít khí C2H2

Hiện nay có nhiều loại bình sinh khí C2H2 mỗi loại chia ra nhiều kiểu khác nhau, nhưng bất kỳ một máy sinh khí nào cũng đều phải có các bộ phận chính sau đây:

­ Buồng sinh khí (một hoặc nhiều buồng)

­ Thùng chứa khí

­ Thiết bị kiểm tra và an toàn (áp kế, nắp an toàn )

Các bộ phận trên có thể bố trí thành một kết cấu chung hay lắp riêng rồi nối với nhau bằng các ống

2.1.1 Phân loại

Thông thường người ta xếp các loại máy sinh khí dựa theo một số đặc điểm sau:

­ Phân loại theo năng suất của máy sinh khí:

+ Loại I có năng suất 3m3/giờ, cho mỗi lần dưới 10kg CaC2

+ Loại II có năng suất trên 3 đến 50m3/giờ, cho mỗi lần dưới 200kg CaC2

+ Loại III có năng suất trên 50m3/giờ cho mỗi lần trên 200kg CaC2 trở lên Loại I chủ yếu dùng vào việc tu sửa và lắp ráp, phần lớn kiểu di động, còn loại

II và loại III được đặt cố định trong trạm để điều chế khí axêtylen hoà tan (đóng vào các chai), cung cấp cho các xưởng hàn ­ cắt hơi

­ Phân loại theo áp suất làm việc của máy:

+ Loại áp suất thấp: dưới 0,1at (dưới 1000mm cột nước)

+ Loại áp suất trung bình: Từ 0,1 đến 1,5at thường đuợc chế tạo gọn nhẹ để dùng trong việc hàn và cắt di động Còn loại máy sinh khí C2H2 áp suất cao chỉ dùng đặc biệt để điều chế khí C2H2 theo yêu cầu của công nghiệp

­ Phân loại dựa theo số lơượng nước cần thiết để điều chế khí C2H2:

+ Bình sinh khí C2H2 loại khô

+ Bình sinh khí C2H2 loại ướt

2.1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bình sinh khí axetylen hỗn hợp áp

sử dụng, áp xuất buồng chứa khí và buồng phản ứng tăng lên đẩy nước trong

buồng phản ứng 2 vào buồng 3, lúc này sự tiếp xúc giữa đất và nước giảm đi, phản ứng không xảy ra và ngược lại khi bên ngoài sử dụng khí, áp suất buồng 5

và buồng 2 giảm đi nước lại tràn vào buồng phản ứng làm phản ứng xảy ra mạnh hơn đó chính là sự tự điều chỉnh phản ứng

2.2 Áp kế:

Hình 1-5 Áp kế

Là dụng cụ đo áp suất khí Trên mặt áp kế phải có kẻ một vạch đỏ rõ ràng

ở ngay sau số chỉ áp suất cho phép làm việc bình thường loại áp suất trung bình

mà thùng chứa khí được tạo thành một bộ phận riêng thì phải nắp áp kế cả ở trên buồng sinh khí và thùng chứa khí

2.3 Nắp an toàn:

Là thiết bị dùng để khống chế áp suất làm việc của máy sinh khí Tất cả các loại máy sinh khí kiểu kín đều phải được trang bị ít nhất một nắp an toàn kiểu quả tạ hay lò xo Phải thiết kế đường kính và độ nâng của nắp an toàn thế nào để xả được khí thường khi năng suất máy cao nhất, đảm bảo áp suất làm việc của máy không tăng quá 1,5at trong mọi trường hợp

Nhiều khi lắp màng bảo hiểm thay cho nắp an toàn, màng bảo hiểm sẽ bị xé vỡ khí C2H2 bị nổ phá huỷ hay khi áp suất trong bình tăng lên cao Khi áp suất tăng 2,5 đến 3,5at thì màng bảo hiểm sẽ bị phá huỷ, màng bảo hiểm thường sẽ đuợc chế tạo bằng lá nhôm, lá thiếc mỏng, hoặc hợp kim đồng nhôm dày từ 0,1 đến 0,15mm

2.4 Thiết bị ngăn lửa tạt lại:

Là dụng cụ ngăn lửa chủ yếu do ngọn lửa hoặc khí Ôxy đi ngược từ mỏ hàn hay mỏ cắt vào máy sinh khí C2H2 bắt buộc phải có thiết bị ngăn lửa tạt lại Hiện nay chúng ta đang dùng loại mỏ hàn hoặc cắt kiểu hút, nghĩa là áp suất của khí O2 cao hơn áp khí C2H2 rất nhiều (áp suất O2 từ 3 đến 14at, áp suất khí C2H2

từ 0,01 đến 1,5at) Trường hợp mỏ hàn bị tắc hoặc bị nổ khí O2 và ngọn lửa sẽ

đi ngược lại Hiện tượng đó xảy ra khi tốc độ cháy hỗn hợp O2 + C2H2 > hơn tốc

độ khí cung cấp

Tốc độ khí cung cấp càng giảm khi: tăng đường kính lỗ mỏ hàn giảm lực và tiêu hao khí , ống dẫn bị tắc

Tốc độ cháy càng tăng khi: Tăng lượng O2 nhiệt độ khí cao, môi trường hàn khô ráo và nhiệt độ cao Thiết bị ngăn lửa tạt lại có nhiệm vụ dập tắt ngọn lửa không cho khí cháy vào máy sinh khí Yêu cầu chủ yếu nó là:

­ Ngăn cản ngọn lửa trở vào và xả hỗn hợp chạy ra ngoài

­ Có độ bền ở áp suất cao khi khí cháy đi qua bình

­ Giảm khả năng cản thuỷ lực dòng khí

­ Dễ kiểm tra, dễ rửa, dễ sửa chữa

Thiết bị ngăn lửa tạt lại đuợc chia làm hai loại:

2.4.1 Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô

Hình 1-6.Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô

Cấu tạo gồm vỏ thép (1) trong đặt thỏi hình trụ (2) bắt bọt sứ Hai mặt của

vỏ thép cặp hai nắp (3) và giữa lót cao su Khi ngọn lửa bị tạt đi vào thì lập tức

bị dập tắt

2.4.2 Thiết bị ngăn lửa kiểu dùng chất lỏng, kín

Hình 1-7 Thiết bị ngăn lửa kiểu dùng chất lỏng, kín

Hoạt động bình thường: Khí từ bình sinh khí qua ống (3) đi quan van (5) chui qua nước và ra van (4) đến mỏ cắt

Khi có hỗn hợp nổ tạt lại: Hỗn hợp nổ làm tăng áp xuất trong bình làm nén nước nên viên bi (5) đóng lại không để hỗn hợp nổ đi qua và dập tắt ngọn lửa

2.5 Van giảm áp:

1.5.1 Tác dụng và vị trí của van giảm áp: Van giảm áp lắp ngay sau nguồn khí

và có tác dụng:

­ Làm giảm áp suất của các chất khí đến mức quy định

­ Giữ cho áp suất đó không thay đổi trong suốt quá trình làm việc

­ Điều chỉnh áp suất khí ra

­ Van giảm áp cho khí O2 có thể điều chỉnh áp suất khí O2 từ 150at xuống khoảng 1 đến 15at

­ Van giảm áp cho khí C2H2 có thể điều chỉnh áp suất khí C2H2 13at xuống khoảng 0,05 đến 1,5at

2.5.2 Van giảm áp đơn cấp:

Có nhiều loại van giảm áp khác nhau nhưng nguyên lý chung của các bộ phận chính thì giống nhau

­ Cấu tạo:

Hình 1-8 Van giảm áp đơn cấp:

Khí nén từ chai O2 hoặc từ máy sinh khí đi vào buồng áp lực cao sau đó qua khe hở giữa nắp van và gờ van để vào buồng áp lực thấp Vì dung tích của buồng áp suất cao nhỏ hơn buồng áp suất thấp nên chất khí đi từ buồng áp suất cao sang buồng áp suất thấp sẽ giãn nở làm áp suất giảm xuống đến áp suất làm việc rồi dẫn ra mỏ hàn hoặc mỏ cắt

Muốn cho áp suất khí trong buồng cao hay thấp ta điều chỉnh khe hở giữa nắp van và gờ van Nắp càng nâng cao thì áp suất trong buồng áp lực thấp càng cao và lưu lượng khí đi qua van giảm áp càng nhiều Để nâng nắp lên cao, do đó

áp suất khí trong buồng tăng dần đến mức quy định

Van giảm áp có nắp van an toàn, áp kế chỉ áp suất trong buồng cao áp và

áp kế chỉ áp suất trong buồng áp lực thấp

Bảng thông số một số loại van giảm áp đơn cấp thường dùng

2.6 Mỏ cắt:

2.7 Ống dẫn khí dùng trong kỹ thuật:

Trong kỹ thuật hàn ­ cắt khí thường dùng hai loại ống: ống dẫn bằng kim loại và ống dẫn bằng cao su ống dẫn bằng kim loại được cố định trong các phân xơưởng hoặc lắp giữa các máy sinh khí C2H2 với các phụ tùng ống cao su được nối từ bình O2 hoặc máy sinh khí đến mỏ hàn ­ cắt để công nhân thao tác

­ Ống dẫn bằng kim loại:

ống dẫn O2 có áp suất từ 16at trở xuống được chế tạo bằng ống thép không hàn, nhãn hiệu 10 hoặc 20 ống dẫn khí áp lực cao được chế tạo bằng đồng đỏ hoặc đồng thau, ống dẫn khí C2H2 chỉ dùng loại ống thép không hàn nhãn hiệu

10 hoặc 20 Để giảm sự cố nổ khí áp suất làm việc từ 0,1đến0,5at phải hạn chế đường kính trong ống không được quá 50mm

­ Ống dẫn bằng cao su:

Hình 1-11 Ống dẫn khí

Mỏ hàn, mỏ cắt và các thiết bị khác muốn nối liền với bình O2 máy sinh khí hoặc các ống dẫn khí đều phải dùng ống cao su, ống cao su phải mềm, để không ảnh hưởng đến thao tác của thợ hàn đường kính trong ống cao su căn cứ vào lượng khí tiêu thụ mà chọn Để có đủ sức bền ở áp suất làm việc ống cao su phải có một hoặc nhiều lớp hoặc bọc bằng vải bông hoặc đay, đối với khí C2H2, ống được tính toán để làm việc ở áp suất đến 3at, còn đối với khí O2 thì tính toán để làm việc với áp suất 10at Chiều dày lớp trong của ống cao su không được mỏng quá 2mm và lớp ngoài không được mỏng quá 1mm Đường kính trong của ống cao su theo qui định là: 5,5; 9,5; 13; 16 và 19mm, loại ống có đường kính trong 9,5mm và đơờng kính ngoài 1,5đến 22mm được dùng rộng rãi

2.8 Thực chất của cắt, điều kiện của kim loại để cắt được bằng ôxy:

2.8.1 Thực chất của quá trình cắt

Quá trình cắt khí là sự đốt cháy kim loại bằng dòng O2 để tạo nên các ôxít

và các ôxít này bị thổi đi để tạo thành rãnh cắt

Quá trình cắt bắt đầu bằng sự đốt kim loại đến nhiệt độ cháy (ôxy hoá mãnh liệt) nhờ ngọn lửa hàn sau đó cho dòng ôxy thổi qua

Để đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy, dùng nhiệt của phản ứng giữa

O2 và C2H2 (hoặc các loại khí cháy C2H 2, C6H6 ) Khi đã đạt đến nhiệt độ cháy, cho dòng O2 kỹ thuật nguyên chất ( 98 đến 99,7% O2) vào ở giữa rãnh mỏ cắt và nó sẽ trực tiếp ôxi hoá kim loại tạo thành ôxít sắt và thổi chúng khỏi rãnh cắt Sự phát nhiệt trong quá trình cắt giúp cho việc nung nóng vùng xung quanh đến nhiệt độ cháy, do đó dòng O2 cứ tiếp tục mở để cắt cho đến kết thúc đường cắt

Cắt bằng O2 đuợc dùng rộng rãi trong công nghiệp luyện kim và gia công kim loại, xây dựng

Hiện nay cắt bằng phương pháp thủ công vẫn đuợc ứng dụng rộng rãi để cắt thép tấm, thép tròn và các chi tiết đơn giản hay phức tạp

Cắt bằng máy ngày càng đuợc phát triển và có năng suất cao, độ chính xác mép cắt phẳng và hiệu quả kinh tế lớn

2.8.2 Điều kiện cắt đươợc của kim loại bằng ôxy:

Không phải mọi kim loại hay hợp kim loai đều có thể cắt đuợc bằng O2 mà kim loại cắt đuợc phải thoả m•n các điều kiện sau:

­ Nhiệt độ chảy cần phải cao hơn nhiệt độ cháy với O2 Đối với thép các bon thấp có hàm lượng C (0,7%) nhiệt độ cháy khoảng 1350C, còn nhiệt độ chảy gần 15000C nếu thoả mãn điều kiện này Đối với thép các bon cao, ví dụ (

từ 1,1 đến 1.2%) nhiệt độ chảy gần bằng nhiệt độ cháy nên trước khi cắt cần phải đốt nóng từ (300 đến 6500C) Đối với thép các bon cao và thép kim cao Crôm ­ Ni ken, gang, kim loại màu muốn cắt phải dùng thuốc cắt

­ Nhiệt độ cháy của ôxít kim loại phải nhỏ hơn nhiệt độ cháy của kim loại

đó Nếu ngược lại lớp ôxít được tạo ra trên bề mặt kim loại vì không bị chảy ra nên khi có dòng O2 thổi vào lớp ôxít sẽ ngăn cản việc ôxi hoá lớp kim loại phía dưới

­ Nhiệt lượng sinh ra khi làm kim loại cháy trong dòng O2 phải đủ để duy trì quá trình liên tục

­ Tính dẫn nhiệt của kim loại không quá cao, trường hợp quá cao thì nhiệt lượng bị truyền ra xung quanh, làm cho nhiệt độ cắt tại chỗ không đủ hoặc gián đoạn quá trình cắt

­ Ôxít phải có tính chảy loãng cao để kim loại dễ bị thổi khỏi rãnh cắt, nếu ngược lại sẽ cản trở dòng O2 tức là cản trở quá trình cắt

­ Kim loại dùng để cắt phải hạn chế bớt nồng độ của một số chất làm cản trở quá trình cắt như: C, Cr, Si, và một số chất nâng cao tính sôi của thép như Mo, W

2.8.3 Chế độ cắt khí

Căn cứ vào chiều dầy vật liệu (Plate thickness) để chọn chế độ cắt, chế độ cắt gồm các thông số sau:

Tên thông số tiếng việt Tên thông số tiếng Anh Đơn vị

Số hiệu bép cắt Tip no

Bảng chế độ cắt dùng gas, cắt trên mỏ gas

Bảng chế độ cắt dùng gas, cắt trên mỏ gas axetylen

3 Lắp ráp thiết bị và tạo ngọn lửa cắt

­ Kiểm tra tình trạng các đầu nối

có bụi bẩn, hỏng hóc hay không

­ Hai ống này có ren ngược chiều nhau, ống chứa khí ô xy có ren phải và ngược lại

­ Van ôxy không có ren vặn phải dùng gông Khi dùng gông phải có miếng đệm bằng da để đảm bảo kín khí

­ 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

4 Khai triển, vạch dấu phôi

4.1 Chia và dựng đường thẳng

4.1.1 Dựng đường thẳng vuông góc với nhau

* Trường hợp 1: dựng đường thẳng vuông góc tại trung điểm của đường

thẳng AB (Hình 1­12)

­ Mở khẩu độ com pa lớn hơn 1/2 AB

­ Lấy A làm tâm dựng hai cung ở trên và dưới AB

­ Giữ nguyên khẩu độ com pa, lấy B làm tâm quay hai cung cắt hai cung vừa dựng tại C và D

­ Nối C và D thì đoạn CD cắt đường thẳng AB tại O

­ Vậy giao của hai đường thẳng vuông góc AB và CD chính là điểm giữa

O  AB

Hình 1-12

* Trường hợp 2: Dựng đường thẳng vuông góc tại O AB (Hình 1­1­13)

­ Mở khẩu độ com pa nhỏ tuỳ ý

­ Lấy O làm tâm quay một cung cắt AB ở C và D

­ Lấy C và D làm tâm mở khẩu độ com pa lớn hơn 1/2 AB quay hai cung cắt nhau tại E

­ Nối E với O ta được EO vuông góc với AB tại O

Hình 1-13

* Trường hợp 3: Dựng đường vuông góc qua điểm O không thuộc AB (Hình 1­

14)

Hình1-14

­ Mở khẩu độ com pa lớn hơn khoảng cách từ O đến AB, lấy O làm tâm quay một cung cắt AB tại C và D Lấy C và D làm tâm quay hai cung có bán kính lớn hơn 1/2 AB, cắt nhau ở I

­ Nối O với I thì ta được OI vuông góc với AB

* Trường hợp 4: Dựng đường vuông góc tại điểm mút của đường thẳng

­ Nối điểm O với điểm C, kéo dài đường CO thì đường thẳng này cắt đường tròn tâm O tại điểm D

­ Nối điểm D với điểm A ta được đường thẳng AD vuông góc với đường thẳng AB tại điểm A

* Phần chứng minh cách dựng chúng ta sử dụng các định lý trong tam giác cân, tam giác vuông

4.1.2 Dựng đường thẳng song song với AB cách AB một khoảng đã cho (Hình 1-16)

Hình1-16

Mở khẩu độ com pa bằng khoảng cách đã cho, lấy C thuộc AB làm tâm quay một cung, giữ nguyên khẩu độ com pa, lấy D thuộc AB làm tâm quay một cung đường tiếp tuyến MN với hai cung vừa dựng sẽ song song với AB với khoảng cách đã cho

4.1.3 Chia đoạn thẳng thành nhiều phần bằng nhau (Hình 1-17)

Qua một điểm mút của đoạn thẳng, giả sử điểm mút đó là A Dựng đường xiên Ax Cần chia đoạn AB ra làm bao nhiêu đoạn bằng nhau thì đặt lên đoạn thẳng ấy bấy nhiêu đoạn thẳng bằng nhau Giả sử ta phải chia đoạn AB làm 6 phần bằng nhau, ta nối điểm 6 với mút B, từ các điểm 1, 2, 3, 4, 5 dùng thước

và êke dựng các đường song song với 6B Đoạn AB được chia làm 6 phần bằng nhau bởi các điểm 1’, 2’, 3’, 4’, 5’, B

Hình1-18a

* Cách 2: (Hình 1­18b)

Dựng góc AOB = 900, lấy O làm tâm mở khẩu độ com pa tuỳ ý quay một cung cắt OA tạ C và cắt OB tại D Giữ nguyên khẩu độ com pa, lấy C làm tâm quay một cung cắt CD tại E Nối O với E ta được góc BOE = 300