Bài giảng môn Cơ khí đại cương: Chương 6 - ThS. Vũ Đình Toại

Những nội dung chính trong chương này gồm có: Định nghĩa, đặc điểm, phân loại của hàn cắt kim loại; hàn khí, hàn hơi - GW GAS welding; hàn hồ quang tay - MMA Manual metal arc welding; hàn plasma điện cực wolfram – WP Tungsten Plasma Welding; hàn khí + áp lực – PGW Pressure Gas Welding;… Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.

Trang 1

Faculty of Mechanical Engineering

Welding Engineering and Metals´

Technology

Các sản phẩm tạo thành bằng cách ghép nhiều chi tiết lại với nhau

Trang 2

Technology

Các thiết bị có rất nhiều chi tiết ghép lại với nhau bằng rất nhiều phương pháp liên kết Máy khoan tay

Máy giặt

Máy vi tính

Xe máy Có khoảng 8000 chi tiết

Boeing 747–400,

Có khoảng 6 triệu chi tiết

Khung Ôtô – ôtô có khoảng 15000 chi tiết

Cây cầu thép

CÓ NHỮNG LOẠI LIÊN KẾT GÌ ?

Trang 3

Technology

Trang 4

Technology

So s¸nh mét sè ph¬ng ph¸p liªn kÕt

Trang 5

Technology

1 Định nghĩa:

I Định nghĩa, đặc điểm, phân loại :

Hàn là phơng pháp công nghệ nối các chi tiết lại với nhau bằng cách nung nóng chỗ nối đến trạng thái hàn (chảy hoặc dẻo) Sau đó kim loại hoá rắn hoặc kết hợp với lực ép, chỗ nối tạo thành mối liên kết bền vững gọi là mối hàn

2 Đặc điểm: - Tiết kiệm kim loại nhiều So với phơng pháp nối khác nh tán rivê, ghép

bulông tiết kiệm từ 10  25% khối lợng kim loại; hoặc so với đúc thì hàn tiết kiệm 50%

Ví dụ: kim loại đen với kim loại đen, kim loại với vật liệu phi kim v.v…

không làm đợc hoặc gặp nhiều khó khăn

- Sau khi hàn vẫn còn tồn tại ứng suất d, vật hàn dễ biến dạng (cong, vênh),

…

- Chịu tải trọng va đập kém Nhợc điểm:

Trang 6

Technology

3 Phân loại: Căn cứ theo trạng thái kim loại mối hàn khi tiến hành nung nóng ngời ta

chia các phơng pháp hàn làm hai nhóm sau:

- Hàn nóng chảy: chỗ hàn và que hàn bổ sung đợc nung đến trạng thái nóng chảy

- Hàn áp lực: chỗ nối của các chi tiết đợc nung nóng đến trạng thái dẻo thì phải dùng

ngoại lực ép, ép lại mới có khả năng tạo ra mối hàn bền vững

VL phụ & VL nền đều chảy lỏng

Trang 7

Technology

C¨n cø theo d¹ng n¨ng lîng sö dông:

Hàn

Hàn nóng chảy

Năng lƣợng Điện

Nguồn nhiệt Phản ứng hóa học Cơ năng

Hàn Khí

Nhiệt nhôm Hồ quang

Chùm tia điện tử Chùm tia Laser

Hàn Điện trở Hàn nổ Hàn Ma sát

Hàn Siêu âm

Hàn vảy

Trang 8

Technology

HÀN ÁP LỰC

pressure welding

Hàn Khí + Áp lực (PGW) Pressure gas welding

Hàn Đường (SW) Seam welding

Trang 9

Technology

Yêu cầu đối với Hàn nóng chảy:

+ Nguồn nhiệt phải có công suất đủ lớn đảm bảo nung nóng cục bộ phần

kim loại ở mép hàn của vật liệu cơ bản và que hàn tới nhiệt độ nóng chảy

+ Phải sử dụng thuốc hoặc khí bảo vệ mối hàn khỏi tác động của không

khí

Yêu cầu đối với Hàn áp lực:

+ Lực ép phải đủ lớn đảm bảo mối ghép đợc hình thành tốt

+ Không cần sử dụng thuốc hoặc khí bảo vệ mối hàn

+ Không cần sử dụng kim loại bổ sung

Trang 10

Technology

1- Bỡnh ụxy (Oxygen cylinder with pressure redution)

2- Bỡnh axờtylen (Acetylene cylinder with pressure redution)

3- Van chống ngọn lửa quặt (Branch-line pressure valve)

back-4- Ống dẫn khớ ụxy (Oxygen hose)

5- Ống dẫn khớ axờtylen (Oxygen hose)

phản ứng khí cháy để nung chảy phần KL đợc

hàn

cháy (C 2 H 2 , H 2 , khí than đá, khí tự nhiên, hơi

Trang 11

Technology

CN Hàn trái (leftward technique)

Với tấm thép có chiều dày < 3mm

(Steel less than 3 mm thickness)

CN Hàn phải (rightward technique)

Với tấm thép có chiều dày >= 3mm

(Steel from 3 mm thickness)

Trang 12

Technology

Trang 13

Technology

Trang 14

Technology

III Hàn Hồ quang tay- MMA

Manual metal arc welding

KL đợc hàn

2 Các phơng pháp hàn điện hồ quang tay:

Điện cực không nóng chảy Điện cực tự nóng chảy

Điện cực than -

Graphit hoặc vonfram

Điện cực que hàn có

vỏ bọc thuốc

- Hồ quang gián tiếp

Trang 15

Technology

1- Ổ cấp điện (Mains connection)

2- Nguồn điện hàn (Welding current source)

3- Cáp hàn - nối với điện cực hàn (Welding

currenr supply - electrode)

10- Lõi que hàn (Electrode core)

11- Thuốc bọc (Electrode coating)

12- Giọt kim loại lỏng (Droplet transfer)

13- Khí phát sinh bảo vệ vùng hàn (Protective gases from coating of electrode)

Trang 16

Technology

3.1 Các loại dòng điện hàn

- Dòng điện xoay chiều AC

- Dòng điện 1 chiều DC

+ Ưu điểm của dòng điện một chiều là hồ

quang có tính ổn định cao và có thể đổi

cực để điều chỉnh mức độ đốt nóng vật

hàn

+ u điểm của dòng điện xoay chiều là thiết

bị rẻ hơn, nhỏ, nhẹ, cơ động hơn, vận

hành cũng đơn giản hơn, hiệu suất cao

hơn và tiêu hao điện năng ít hơn so với

thiết bị dòng điện một chiều

3.2 Yêu cầu của nguồn điện hàn MMA:

 Điện thế không tải Uo phải đủ lớn để gây

hồ quang nhng không gây nguy hiểm khi sử

dụng: Với dòng xoay chiều: Uo = 55  80V

Với dòng một chiều: Uo = 35  55V

Với các giá trị điện thế không tải trên, khi có tải (hồ

quang cháy) điện thế hạ xuống tơng ứng 25  40V với

dòng xoay chiều và 15  25V với dòng một chiều

Trang 17

Technology

Đờng đặc tính tĩnh của hồ quang và đờng đặc tính ngoài của máy hàn

1 - đờng đặc tính tĩnh của hồ quang

2 - đờng đặc tính ngoài của máy hàn

a - điểm gây hồ quang

b - điểm hồ quang cháy ổn định

 Cờng độ dòng ngắn mạch phải nhỏ nhằm nâng cao tuổi bền cho máy hàn:

I n/m = (1,3  1,4) I h

ở đây: I h - Cờng độ dòng điện hàn [A]

 Điện thế nguồn hàn phải thay đổi nhanh phù hợp với sự thay đổi điện trở hồ quang nhằm

ổn định sự cháy của hồ quang Thông thờng nguồn hàn có quan hệ giữa U và I (đặc tính

ngoài) là ngợc nhau Nghĩa là quan hệ có dạng đờng cong dốc liên tục

 Cờng độ dòng điện hàn thay đổi đựơc theo hai kiểu: vô cấp và phân cấp

 Nguồn xoay chiều U và I phải lệch pha nhau, tránh cả hai giá

trị cùng một lúc đều bằng không, để ổn định hồ quang

 Thiết bị hàn bảo đảm gọn nhẹ, cấu tạo đơn giản, dễ sử

dụng, giá thành rẻ

Trang 18

Technology

3.3 Dụng cụ hàn MMA:

- Mặt nạ để bảo vệ da và mắt khỏi tác dụng có hại của tia tử ngoại (làm hại da) và tia hồng

ngoại (làm hại mắt), đồng thời để chắc chắn các tia lửa từ que hàn và vật hàn bắn ra

- Găng tay và áo công tác làm bằng da hoặc vải amiăng

- Tấm chắn màu đen để tránh sự phản xạ quang tuyến ảnh hởng tới sức khoẻ của những

ngời ở gần nơi hàn

- Thiết bị thông gió

- Dây cáp dẫn điện hàn

- Kìm hàn để cặp điện cực (que hàn)

- Kẹp mát nối với vật hàn để tiếp thông dòng điện với vật hàn (tiếp mát)

- Những phụ tùng khác nh thùng que hàn, ghế hàn, bàn chải sắt, đục và dụng cụ gá lắp

v.v…

4 Điện cực và que hàn khi hàn điện hồ quang tay:

- Điện cực không chảy gồm có điện cực than, điện cực grafit và điện cực vônfram Điện cực

than và điện cực grafit chỉ dùng khi hàn với dòng điện một chiều Điện cực vonfram dùng

khi hàn với dòng điện một chiều hay xoay chiều

- Điện cực chảy (còn gọi là que hàn điện ) tuỳ theo công dụng của nó và thành phần hoá

học của kim loại đợc hàn có thể chế tạo bằng các vật liệu khác nhau nh thép, gang, đồng,

nhôm v.v…

Trang 19

Technology

Trang 20

Technology

4.3 Chế độ hàn MMA:

) (

Trang 21

Technology

IV HÀN HỒ QUANG TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC – SAW

Submerged arc welding

12- Xỉ đặc (kết tinh) 13- Thu hồi thuốc hàn thừa 14- Dây hàn (điện cực hàn) 15- Hồ quang

16- Kim loại lỏng 17- Kim loại mối hàn đã kết tinh

* Phạm vi ứng dụng

- Hàn những mối hàn có chiều dài

lớn, đặc biệt ở vị trí hàn sấp hoặc hàn ngang

Trang 22

Technology

14- Dây hàn (điện cực hàn) 15- Xỉ lỏng

16- Chuyển dịch kim loại lỏng 17- Kim loại lỏng mối hàn 18- Kim loại mối hàn đã kết tinh

Trang 23

Technology

VI HÀN HỒ QUANG ĐIỆN CỰC NÓNG CHẢY TRONG KHÍ BẢO VỆ - MIG/MAG

Metal Gas Shielded Arc Welding

14- Chụp khí bảo vệ

(Shielding gas nozzle)

15- Hồ quang 16- Giọt kim loại lỏng 17- Kim loại mối hàn nóng chảy 18- Kim loại mối hàn đã kết tinh 19- Khí bảo vệ vùng hàn

Trang 24

Technology

VII HÀN HỒ QUANG ĐIỆN CỰC KHÔNG CHẢY TRONG KHÍ BẢO VỆ - TIG

Tungsten inert-gas shielded arc welding

14- Kim loại mối hàn nóng chảy 15- Kim loại mối hàn nóng chảy 16- Khí bảo vệ vùng hàn

thép hợp kim (hợp kim cao)

- Kim loại màu sử dụng Ar,

He hoặc (Ar + He)

* Chiều dày vật hàn

- 0,5 đến 4 mm

VIDEO

Trang 25

Technology

VIII HÀN PLASMA ĐIỆN CỰC WOLFRAM – WP

Tungsten Plasma Welding

11- Que hàn phụ 12- Vật hàn 13- Điện cực Wolfram 14- Khí bảo vệ

15- Khí Plasma 16- Kim loại mối hàn 17- Hồ quang Plasma

kim ( hợp kim cao)

- Kim loại mầu

Trang 26

Technology

IX HÀN BẰNG CHÙM TIA ĐIỆN TỬ - EBW

Electron Beam Welding

14- Máy hút chân không

15- Vật hàn 16- Đồ gá vật hàn 17- Bộ phận điều khiển chuyển động của vật hàn

18- Vùng kim loại nóng chảy

Trang 27

Technology

6- Gương lái tia

7- Khí bảo vệ (Ar, He) 8- Chùm tia Laser 9- Thấu kính hội tụ 10- Vật hàn

11- Bộ phận điều khiển chuyển động của vật hàn

12- Vùng kim loại nóng chảy

Trang 28

Technology

Trang 29

Technology

7- Đĩa điện cực trên

8- Đĩa điện cực dưới

Trang 30

Technology

XIII HÀN ĐỐI ĐẦU - FBW

Flash But Welding

Trang 31

Technology

11- Áp lực 12- Vùng nhiệt độ cao 13- Vùng kim loại bị dồn

Tiêu đề	Chương 6 - ThS. Vũ Đình Toại
Tác giả	ThS. Vũ Đình Toại
Trường học	Trường Đại Học Kỹ Thuật
Chuyên ngành	Cơ khí đại cương
Thể loại	Bài giảng

Định dạng
Số trang	47
Dung lượng	10,84 MB