Lĩnh vực sử dụng hợp lý nhất là : Hàn nối các ống đường kính nhỏ và trung bình, hàn vỏ oto, sửa chữa các chi tiết đúc bằng gang, hàn vảy, hàn đắp, hàn các chi tiết bằng kim loại màu, s[r]
Trang 1ξξξξ 1 Những kiến thức cơ bản về hàn khí (9LT) MỤC TIÊU
Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng:
- Kiến thức:
+ Giải thích đúng nguyên lý, công dụng của phương pháp hàn khí
+ Trình bày đầy đủ các loại khí bảo vệ, các loại dây hàn
+ Liệt kê các loại dụng cụ thiết bị dùng trong công nghệ hàn khí
+ Trình bày đầy đủ mọi ảnh hưởng của quá trình hàn hồ quang tới sức khoẻ công
nhân hàn
- Kỹ năng: Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn khí
- Thái độ: Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng
NỘI DUNG
1.1 Thực chất, đặc điểm và công dụng của hàn khí
1.1.1 Thực chất
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
Thông dụng nhất là hàn bằng khí oxy – axetylen vì nhiệt sinh ra do phản ứng
Khi hàn dưới nước lại sử dụng ngọn lửa oxy và hidro
Các loại khí tự nhiên khác có tính chất về khả năng tự bốc cháy, nhiệt giải phóng
từ phản ứng cháy tương tự axetylen nhưng ở mức độ thấp hơn Có thể sử dụng chúng
để hàn do tính an toàn cao, nguy cơ cháy nổ thấp hơn, bảo quản dễ dàng, chi phí thấp
hơn nhưng ở phạm vi hẹp
1.1.2 Đặc điểm
- 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
- Vật hàn dễ bị cong vênh, biến dạng, năng suất hàn thấp
1.1.3 Công dụng
Ở nước ta hiện nay, sau phương pháp hàn điện, phương pháp này đang được sử
dụng nhiều trong các nhà máy, xí nghiệp và công trường Lĩnh vực sử dụng hợp lý nhất là : Hàn nối các ống đường kính nhỏ và trung bình, hàn vỏ oto, sửa chữa các chi tiết đúc bằng gang, hàn vảy, hàn đắp, hàn các chi tiết bằng kim loại màu, sử dụng ở những vùng xa nguồn điện
Trang 21.2 Ngọn lửa hàn
Căn cứ theo tỷ lệ của hỗn hợp khí hàn, ngọn lửa hàn có thể chia thành ba loại : ngọn lửa bình thường, ngọn lửa oxy hóa và ngọn lửa cácbon hóa Mỗi loại lại có thể chia làm 3 vùng: vùng hạt nhân (màu sáng trắng), vùng hoàn nguyên (màu sáng vàng), vùng oxy hóa (màu vàng sẫm có khói)
1.2.1 Ngọn lửa bình thường
Ngọn lửa này dùng nhiều trong hàn thép, đồng, bạc, kẽm
H C
O
2 2
2 = ÷
- Vùng hạt nhân: O2 và C2H2 từ mỏ hàn đi ra, C2H2 bị phân hủy
C2H2 = 2C + H2
Ngọn lửa màu sáng trắng, nhiệt độ thấp, thành phần giàu cacbon nên không dùng để hàn
C2H2 + O2 = 2CO + H2 + Q↑
gọi là vùng hoàn nguyên, được dùng để hàn
- Vùng cháy hoàn toàn : Sản phẩm của vùng trên cháy với oxy không khí
2CO + H2 + 1,5O2 = 2CO2 + H2O + Q↑
1.2.2 Ngọn lửa oxy hóa
H C
O
2 2
2 >
Vùng cháy không hoàn toàn xảy ra theo phản ứng sau:
C2H2 + 1,5O2 = 2CO + H2 + 0,5O2
Sau đó cháy tiếp với oxy không khí :
2CO + H2 + 0,5O2 + O2 = 2CO2 + H2O
giữa và vùng đuôi không phân biệt rõ ràng, ngọn lửa có màu sáng xanh Ngọn lửa này thường được dùng để hàn hợp kim đồng hoặc dùng để tôi bề mặt thép
1.2.3 Ngọn lửa cacbon hóa
H C
O
2 2
2 <
C2H2 + 0,5O2 = CO + C +H2
Trang 3Sau đó cháy tiếp với oxy không khí :
CO + C +H2 + 2O2 = 2CO2 + H2O Nhân ngọn lửa kéo dài, vùng giữa có cacbon tự do nên mang tính cacbon hóa và có màu nâu sẫm Thường dùng ngọn lửa này cho việc hàn vẩy các hợp kim nhôm và gang
1.3 Vật liệu hàn khí
1.3.1 Khí oxy
Oxy là chất khí cần cho sự cháy, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, nó chiếm 21% thể tích không khí Oxy dùng trong hàn khí là oxy kỹ thuật có độ tinh
sản xuất theo hai phương pháp:
+ Điện phân nước : phương pháp này khó khăn và tốn kém nên ít dùng + Làm lạnh không khí: Thực chất của phương pháp này là làm lạnh không khí
đến xuống -182,060C
ở -195,80C nito bốc hơi -185,70C Ar bay hơi
Phương pháp này năng suất cao, lượng điện tiêu tốn ít Oxy kỹ thuật có thể để ở trạng thái lỏng hoặc khí Ở thể lỏng, oxy chứa trong các bình thép và giữ ở nhiệt độ thấp, cứ 1lít oxy lỏng cho 860lít khí oxy Oxy hàn thường bảo quản ở thể khí, để giảm thể tích bình chứa, thông thường oxy được nén ở áp suất cao trong bình thép dung tích 40 lít, 150at
1.3.2 Khí axetylen
Axetylen là khí cháy, công thức hóa học là C2H2, được sản suất từ đất đèn CaC2
theo phản ứng :
CaC2 + H2O → C2H2↑ + Ca(OH)2 + Q Đất đèn là chất rắn màu xám tối hoặc nâu, điều chế bằng cách nấu chảy đá vôi với
tạp chất
Axetylen là chất không màu, nhẹ hơn không khí và có mùi hắc khi ở nguyên chất,
nó dễ cháy và dễ gây nổ Nếu hít trong thời gian dài sẽ bị chóng mặt, buồn nôn và có thể bị nhiễm độc
- Tính chất của axetylen
+ C2H2 thuộc nhóm CnH2n-2, nhiệt độ từ -82,4 – 83,60C ở thể lỏng, dưới -850C ở thể rắn, khi va chạm dễ nổ
Trang 4+ Nhiệt độ tự bốc cháy khoảng 4200C ở áp suất 1at
Axetylen có khả năng hòa tan trong nhiều chất lỏng với độ hòa tan lớn, đặc biệt là
+ Hòa tan trong nước : 1,15 lít C2H2 + Hòa tan trong benzel : 4 lít C2H2
+ Hòa tan trong dầu hỏa : 5,7 lít C2H2
+ Hòa tan trong axeton : 23 lít C2H2
Sự hòa tan trong axeton được dùng nhiều trong công nghiệp: dùng chất bột xốp(than gỗ, sợi amiang, đá bọt) thấm ướt axeton để vào bình chứa, sau đó nén axetylen vào bình nhằm tăng lượng khí C2H2 trong bình chứa khí dự trữ và vận chuyển, giảm khả năng nổ
+ Không khí: làm tăng khả năng nổ, chỉ cho phép 0,5÷1,5%
+ Hơi nước: làm giảm nhiệt độ của ngọn lửa hàn
chứa 45 ÷ 50g/m3 C2H2
đường ống dẫn khí từ trạm cố định Ngoài ra, C2H2 còn được chứa trong các bình nạp sẵn dung tích 40lít, áp suất tối đa là 16at
1.3.3 Kim loại phụ trợ và thuốc hàn
a Kim loại phụ trợ
Kim loại phụ trợ dùng để bổ xung kim loại cho mối hàn Kim loại phụ trợ cần
đảm bảo một số yêu cầu :
+ Vật liệu giống vật liệu của vật hàn + Đường kính tương đương chiều dày vật hàn + Bề mặt phải sạch
+ Nhiệt nóng chảy nhỏ hơn so với của vật hàn + Không gây nên sự sôi và tạo bọt khí trong vùng hàn cũng như không đưa tạp chất vào mối hàn
Trang 5Loại dây Loại que
b Thuốc hàn
Trong quá trình hàn, tất cả các kim loại và hợp kim của chúng đều có thể hợp với oxy của không khí và của ngọn lửa hàn để tạo ra các oxit Để tránh cho kim loại hàn không bị oxy hóa và loại bỏ các oxit hình thành trong khi hàn, ta dùng thuốc hàn Thuốc hàn trong hàn khí có nhiều loại, nhưng chúng phải đảm bảo các yêu cầu sau
+ Thuốc hàn có nhiệm vụ hoàn nguyên kim loại + Dễ chảy, nhiệt chảy nhỏ hơn so với của kim loại cơ bản và que hàn + Không tỏa khí độc hại và ảnh hưởng xấu đến mối hàn
+ Giữ được tính chất trong suốt quá trình hàn, rẻ tiền, dễ kiếm + Tác dụng của thuốc hàn là tránh sự oxy hóa mối hàn, loại bỏ các oxit kim loại tạo thành trong quá trình hàn
+ Tùy theo tính chất của kim loại hàn mà dung thuốc hàn có tính axit hay bazo
Thành phần thuốc hàn đồng và hợp kim đồng (%)
Thành phần thuốc hàn gang (%)
Trang 65.5.2 Hàn đứng
Bài 6: Hàn đắp mặt trụ tròn (1LT + 5TH)
MỤC TIÊU
Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng:
- Kiến thức: Trình bày khái niệm hàn đắp và phạm vi ứng dụng
- Kỹ năng:
+ Chuẩn bị chi tiết hàn đúng kích thước bản vẽ, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật
+ Tính đúng đường kính que hàn, công suất ngọn lửa, vận tốc hàn khi biết loại vật liệu và chiều dày của vật liệu
+ Gá phôi hàn, hàn đính chắc chắn đúng kích thước bản vẽ, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật
+ Hàn các loại mối hàn đắp ở mọi vị trí hàn đảm bảo độ sâu ngấu, không rỗ khí, ngậm xỉ
- Thái độ: Có tinh thần tự giác, thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng
6.1 Hàn đắp, phạm vi ứng dụng
Hàn đắp là phủ lên mặt kim loại hay hợp kim một hay nhiều lớp kim loại có chiều dày cần thiết theo yêu cầu Hàn đắp được ứng dụng để chế tạo các kết cấu và phục hồi các chi tiết, mà trong quá trình làm việc bề mặt của chúng bị thiếu hụt kích thước hay bị hư hỏng Việc phục hồi hình dạng, kích thước và tính chất lớp kim loại bề mặt chi tiết để sử dụng lại là vấn đề cần thiết và quan trọng vì nó mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn
Trang 76.2 Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị hàn, vật liệu hàn đắp
6.3 Làm sạch chi tiết hàn
6.4 Tính chọn chế độ hàn đắp
6.5 Kỹ thuật hàn đắp trụ tròn
Đắp mặt trụ có thể tiến hành theo 2 phương pháp: đắp theo đường sinh và đắp theo chu vi Đắp theo chu vi tương đối khó thao tác, do vậy khi đắp mặt trụ thường đắp theo đường sinh
Về nguyên tắc, đắp theo đường sinh tương tự như đắp mặt phẳng, nhưng khi đắp cần chú ý: các đường đắp bố trí đối xứng qua tâm vật đắp
Khi đắp nhiều lớp, các lớp đắp sau vẫn đắp theo đường sinh, nhưng vị trí các đường đắp sau nằm ở khe lõm do các đường đắp lớp trước tạo nên