(NB) Giáo trình Thực hành Hàn cơ bản cung cấp cho người học những kiến thức như: Hàn điện hồ quang; Hàn bằng ngọn lửa khí; Hàn thiếc. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm chi tiết nội dung giáo trình!
HÀN ĐIỆN HỒ QUANG
Khái niệm về hàn điện hồ quang
Hàn hồ quang tay là phương pháp hàn nóng chảy sử dụng năng lượng từ hồ quang điện để nung nóng kim loại đến trạng thái chảy, giúp tạo ra mối hàn chắc chắn khi kim loại kết tinh.
Trong quá trình hàn, người thợ thực hiện các thao tác như gây hồ quang, dịch chuyển que hàn để duy trì chiều dài hồ quang, dao động để tạo ra chiều rộng cần thiết cho mối hàn, và chuyển động dọc trục để đảm bảo đường hàn đều.
+ Được sử dụng rộng rãi ở tất cả các nước do có tính linh động cao, tiện lợi và đa năng
+ Cho phép hàn được mọi vị trí trong không gian
+ Thiết bị hàn dễ vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng, mức độ đầu tư thấp
+ Năng suất hàn không cao do thao tác bằng tay, chất lượng mối hàn phụ thuộc vào tay nghề người thợ
+ Điều kiện làm việc không tốt (do chịu tác động trực tiếp của môi trường khói và ánh sáng của hồ quang)…
Máy hàn và thiết bị phụ trợ
2.1- Máy hàn điện xoay chiều
Máy hàn xoay chiều bao gồm cả máy hàn sử dụng dòng điện một pha và ba pha Máy hàn ba pha có ưu điểm vượt trội nhờ hồ quang hàn ổn định hơn, cung cấp điện đồng đều và năng suất cao hơn từ 20-40% so với máy hàn một pha, đồng thời tiết kiệm điện năng từ 10-20% Tuy nhiên, máy hàn xoay chiều một pha vẫn được sử dụng rộng rãi trong sản xuất hiện nay.
* Cấu tạo máy hàn điện xoay chiều một pha điều chỉnh dòng điện hàn từng cấp (HQ-24)
Máy hàn này là biến thế hàn, có chức năng giảm điện áp từ 220V hoặc 380V xuống mức an toàn 75 - 80V, bảo vệ người thợ trong quá trình sử dụng Nó điều chỉnh số vòng dây ở cả cuộn dây điện vào và ra để thực hiện hàn Máy hàn bao gồm một gông từ B, được cấu tạo từ nhiều lá thép kỹ thuật điện được tẩm sơn cách điện, nhằm chống dòng điện phucô, đồng thời khép kín mạch từ thông và nâng đỡ hai cuộn dây sơ cấp (W1) và thứ cấp (W2).
Mạch sơ cấp W1 tương thích với hai mức điện áp 220V và 380V của lưới điện Cuộn dây thứ cấp W2 được cấu thành từ nhiều cuộn riêng biệt, được đấu song song và nối tiếp, cho phép lấy ra nhiều đầu dây nối với các cọc bulông nhằm điều chỉnh dòng điện từ 70V đến 240V.
Khi cầu dao điện được đóng, dòng điện I1 chảy qua cuộn dây sơ cấp W1, tạo ra từ thông biến thiên trong khung từ của máy Từ thông B chạy trong lõi thép từ sẽ sinh ra suất điện động cảm ứng tại cuộn W2, dẫn đến sự hình thành điện áp U2, mà giá trị của U2 phụ thuộc vào số vòng dây của cuộn W2.
Ukt = 80 V Ih- cường độ dòng điện hàn,
Ukt- Điện thế không tải
+ Khi hàn: Ih 0 (phụ thuộc vào người thợ điều chỉnh)
+ Quá trình ngắn mạch (lúc tạo hồ quang)
Hình 2.1- Sơ đồ nguyên lý máy hàn xoay chiều HQ - 24
- Cách điều chỉnh cường độ dòng điện hàn:
Người ta dựa vào hệ số của biến thế để điều chỉnh cường độ dòng điện hàn theo công thức: W1=I2 I2 = I1.W1
Thay đổi số vòng dây trên cuộn thứ cấp W2 cho phép điều chỉnh cường độ dòng điện hàn Để dễ dàng điều chỉnh, nhiều đầu dây được gắn trên các cọc bu lông, sử dụng cầu nối để thay đổi số vòng dây trên cuộn W2, tương ứng với dòng điện từ nhỏ đến lớn Phạm vi điều chỉnh điện áp dao động từ 70V đến 240V.
2.2- Máy hàn một chiều dùng chỉnh lưu
Máy hàn bằng dòng điện chỉnh lưu gồm hai bộ phận chính: máy biến thế hàn và bộ chỉnh lưu dòng điện Máy biến thế tương tự như máy hàn xoay chiều, trong khi bộ chỉnh lưu, thường sử dụng sêlen và silic, được lắp đặt trên mạch thứ cấp của máy biến thế Bộ chỉnh lưu có chức năng chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều ổn định để phục vụ quá trình hàn Hiện nay, có hai loại máy hàn chỉnh lưu, bao gồm một pha và ba pha.
- Sơ đồ cấu tạo máy hàn dùng chỉnh lưu một pha u h
Hình 2.2- Sơ đồ nguyên lý máy hàn chỉnh lưu một pha
* Nguyên lý máy hàn chỉnh lưu 1 pha:
Trong nửa chu kỳ đầu của quá trình chỉnh lưu, dòng điện chỉ đi qua các điện cực 1 và 3, trong khi nửa chu kỳ sau, dòng điện chỉ đi qua các điện cực 2 và 4 Điều này đảm bảo rằng dòng điện hàn luôn di chuyển theo một hướng nhất định, dẫn đến quá trình hàn hồ quang diễn ra một cách ổn định.
2.3 - Kết nối thiết bị dụng cụ hàn
2.3.1 - Đấu máy với nguồn điện
- Trước khi đâu phải độc hướng dẫn sử dụng để phù hợp với nguồn điện
- Tùy từng loại máy nguồn điện 1 pha, 2 pha, hay 3 pha ta đấu với nguồn điện cho tương thích
- Nếu máy hàn 1 chiều phải xác định xem cần đấu thuận hay đấu nghịch
- Đảm bảo các đầu cốt phải được đấu chặt tránh mô ve và sinh nhiệt
Hình 2.3.2 - Đấu cáp hàn với máy hàn
2.3.3- Kiểm tra mạch điện đầu vào
Hình 2.3.3 – Kiểm tra mạch điện đầu vào
- Kiểm tra công tắc nguồn điện vào máy ở vị trí OFF
- Kiểm tra cầu dao điện của mạng điện dẫn vào
- Kiểm tra dây tiếp đất của máy
- Siết chặt các vít, bu lông của dây dẫn vào máy
2.3.4- Kiểm tra mạch điện đầu ra
- Kiểm tra đầu nối của cáp hàn
- Nối dây mát với bàn hàn
- Lắp que hàn vuông góc với kìm hàn
2.3.5- Điều chỉnh chế độ hàn cho phù hợp
- Đóng cầu dao điện vào máy
- Bật công tắc điện trên máy (ON)
- Xoay tay quay để điều chỉnh dòng điện theo vạch số chỉ trên máy hàn
- Cho đầu que hàn tiếp xúc với vật hàn (Cầm kính bảo vệ mắt khi thử)
- Kiểm tra chỉ số chỉ dòng điện hàn trên máy (130 A)
- Điều chỉnh thô : Điều chỉnh vô cấp
- Điều chỉnh tinh: Điều chỉnh trên sun từ
Hình 2.3.5 –Máy hàn điều chỉnh vô cấp
Các loại mối hàn và chuẩn bị mép hàn
Hình dạng và kích thước vùng hàn chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố, bao gồm công suất nguồn nhiệt, phương pháp và chế độ hàn, loại dòng điện cùng kiểu nối dây, và tính chất lý nhiệt của vật liệu hàn.
Hình 3.1- Mối hàn giáp mối (a) và mối hàn góc (b)
Khi nguồn nhiệt chuyển động dọc theo mép hàn, vũng hàn cũng chuyển động theo để lại liên kết kim loại phía sau nó gọi là mối hàn
Theo hình dạng mặt cắt ngang, mối hàn nóng chảy được chia thành hai loại chính: mối hàn giáp mối và mối hàn góc Hình 3-1 minh họa rõ ràng các đặc điểm của mối hàn giáp mối và mối hàn góc cùng với các bộ phận liên quan của chúng.
Mối hàn giáp mối được đặc trưng bởi các kích thước chiều rộng b, chiều cao h (độ ngấu mối hàn) và chiều cao phần nhô e Hình dạng mối hàn được coi là hợp lý khi tỉ số b/h (hệ số ngấu) nằm trong khoảng từ 0,8 đến 4, trong khi tỉ số b/e (hệ số hình dạng) dao động từ 7 đến 10.
Mối hàn góc, với tiết diện ngang hình tam giác vuông cân cạnh k, có thể có nhiều dạng bề mặt khác nhau do ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ và kỹ thuật thực hiện.
Mối hàn góc có nhiều loại khác nhau, bao gồm: a) mối hàn góc với bề mặt phẳng, b) mối hàn góc có bề mặt lồi, c) mối hàn góc với bề mặt lõm, và d) mối hàn góc không đều cạnh.
Các mối hàn nóng chảy có thể hàn một lớp hay nhiều lớp, liên tục hay gián đoạn, một phía hay hai phía (Hình 3-3)
Hình 3.3- Mối hàn một lớp và mối hàn nhiều lớp
Trên cơ sở mối hàn giáp mối, mối hàn góc người ta có thể tạo ra liên kết hàn khác nhau (Hình 3.4)
Hình 3.4 trình bày một số loại liên kết hàn điển hình, bao gồm: a) liên kết hàn giáp mối, b) liên kết hàn góc chữ T, c) liên kết hàn góc L, d) liên kết hàn chốt, và e) liên kết hàn chồng.
Liên kết hàn là bộ phận của kết cấu, bao gồm các chi tiết riêng biệt được nối lại với nhau thông qua quá trình hàn Bộ phận này bao gồm mối hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt và một phần kim loại cơ bản.
Phân biệt mối hàn và liên kết hàn giúp hiểu rõ hơn về tổ chức kim loại, tính chất của mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt Điều này tạo cơ sở cho việc áp dụng giải pháp công nghệ hợp lý, từ đó nâng cao chất lượng và độ tin cậy cho kết cấu hàn.
- Nắn phẳng phôi, kiểm tra kích thước phôi, kích thước mép vát, làm sạch mép hàn và bề mặt phôi bằng giũa và bàn chải sắt
- Mối hàn giáp mối không vát mép a b h
Hình 3.5- Kkhe hở hàn không vát cạnh
Bảng: Các thông số cụ thể hàn giáp mối
- Sự chuẩn bị và kích thước mối hàn hình chữ T không vát cạnh
Bảng: Các thông số cụ thể hàn góc chữ T
Chế độ hàn là sự tổng hợp các tính chất cơ bản của quá trình hàn nhằm đạt được mối hàn có hình dáng, kích thước và chất lượng theo yêu cầu Các yếu tố đặc trưng của chế độ hàn bao gồm nhiều thành phần quan trọng.
Đường kính que hàn (d) đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất hàn Việc chọn que hàn có đường kính lớn có thể nâng cao hiệu suất, nhưng cũng dễ dẫn đến mối hàn không ngấu, làm tăng cường độ lao động cho thợ hàn Do đó, cần lựa chọn que hàn có đường kính phù hợp để đảm bảo chất lượng mối hàn và giảm thiểu sức lao động.
Chọn đường kính que hàn phụ thuộc các yếu tố sau:
+ Chiều dày vật hàn nếu vật hàn có chiều dày tương đối lớn nên chọn các que hàn có đường kính tương đối lớn
+ Loại đầu nối mối hàn ghép góc nên chọn loại que hàn có đường kính tương đối lớn
Khi hàn, vị trí mối hàn trong không gian cần được chú ý, với que hàn có đường kính lớn hơn một chút so với các vị trí khác Cụ thể, khi hàn đứng, nên chọn que hàn có đường kính không quá 5 mm, trong khi hàn ngửa và hàn ngang, đường kính que hàn không vượt quá 4 mm Việc này giúp tạo ra vẩy hàn nhỏ, giảm thiểu lượng kim loại chảy xuống dưới.
Khi hàn, lớp đầu tiên nên sử dụng que hàn có đường kính nhỏ hơn hoặc bằng 3mm Đối với lớp thứ hai, tùy thuộc vào độ dày của vật hàn, có thể chọn que hàn có đường kính từ 4 đến 5mm.
Trong trường hợp chung, quan hệ đường kính que hàn và chiều dày vật luôn có thể dùng công thức sau:
Trong đó:d là đường kính que hàn (mm) S là chiều dày vật hàn (mm)
K là cạnh mối hàn (mm) 4.2 - Cường độ dòng điện hàn(Ih)
Khi hàn, việc điều chỉnh dòng điện hàn một cách hợp lý có thể tăng tốc độ nóng chảy của que hàn, từ đó cải thiện hiệu suất hàn Tuy nhiên, nếu dòng điện quá lớn, có thể gây ra hiện tượng cháy cạnh mối hàn hoặc thậm chí làm cháy thủng kim loại, dẫn đến sự thay đổi tổ chức kim loại của mối hàn.
Nếu dòng điện hàn quá nhỏ, mối hàn sẽ không đủ nhiệt, dẫn đến việc kim loại không ngấu lẫn xỉ và làm giảm cơ tính của mối hàn Để chọn dòng điện hàn phù hợp, cần căn cứ vào các yếu tố như loại que hàn, đường kính que hàn, chiều dày vật hàn, thứ tự lớp hàn và vị trí mối hàn Đối với hàn thép ở vị trí hàn bằng, có thể sử dụng công thức tính toán gần đúng để xác định dòng điện hàn.
Công thức tính dòng điện hàn I được xác định bởi I = (β + .d).d (Ampe), trong đó β và là hệ số thực nghiệm với β = 20 Đường kính que hàn được ký hiệu là d (mm) Để đảm bảo độ ngấu khi chiều dày vật hàn S > 3d, cần tăng dòng điện hàn lên 15% Ngược lại, nếu vật hàn mỏng với S < 1,5d, dòng điện cần giảm xuống 15%.
4.3- Điện thế hồ quang(Uh)
Do chiều dài hồ quang quyết định, hồ quang dài điện thế cao, hồ quang ngắn điện thế thấp
Thực hành hàn, cắt
Hàn là phương pháp được ứng dụng rộng rãi trong thực tế nhờ vào nhiều ưu điểm và tính dễ thao tác Khi kim loại nóng chảy, các giọt kim loại sẽ tự động rơi vào vùng nóng chảy nhờ trọng lượng của chúng Người thợ có thể dễ dàng quan sát vùng nóng chảy mà không gặp khó khăn, và có thể sử dụng que hàn cùng dòng điện lớn, từ đó nâng cao năng suất lao động và cải thiện chất lượng mối hàn.
Hàn đường thẳng có thể thực hiện với hoặc không vát cạnh, và việc hàn đính đóng vai trò quan trọng trong chất lượng mối hàn Mối hàn đính cần phải chắc chắn, không gồ cao, với số lượng mối đính được tính theo công thức nđ = L/LKC + 1.
Trong đó L chiều dài mối hàn (mm)
Lkc khoảng cách hai mối đính L KC = (40 – 50).S không vượt quá 300mm; S là chiều dày vật hàn
Chiều dài mối hàn đính Lđ = (3 – 4).S
Khi hàn đính thường dùng que hàn d = 3mm, tăng dòng điện hàn đính (15 – 20)% so với hàn bằng
Khi tiến hành hàn mặt không có mối đính trước, cần đưa que hàn theo đường thẳng nếu chiều dày S < 3mm và theo hình răng cưa hoặc bán nguyệt khi S ≥ 4mm Góc độ que hàn so với trục hàn nên nằm trong khoảng (60 – 75) độ, và so với hai mặt bên là 90 độ Người thợ hàn cần quan sát vùng nóng chảy để điều chỉnh tốc độ hợp lý, đồng thời duy trì hồ quang ngắn với chiều dài Lhq từ 2 đến 4mm Đối với chi tiết có chiều dày S ≥ 6mm, cần vát chữ V, và với S ≥ 12mm, cần vát chữ X.
6.2 - Điều chỉnh cường độ dòng điện hàn
- Đóng cầu dao điện vào máy
- Kiểm tra dòng điện hàn
Hình 6.2- Điều chỉnh dòng điện hàn
- Đặt chi tiết lên bàn hàn song song với vị trí ngồi
Gây hồ quang và thực hiện hàn từ mép đường vạch dấu vào, đảm bảo que hàn tạo với trục đường hàn một góc α và với mặt phẳng hai bên một góc β.
Hinh 6.3 - Góc nghiêng que hàn khi tiến hành hàn 1 đường Đồng thời chuyển động que hàn theo bán nguyệt hoặc hình răng cưa (Kính hàn đặt cách xa so với vật hàn khoảng (400 500) mm, mắt luôn chú ý vào cột hồ quang và giữ chiều dài hồ quang (2 3)mm)
- Di chuyển đường hàn sang hai bên và dừng một ít ở phía ngoài đường hàn
- Bề rộng với chuyển động ngang que hàn khoảng 3 lần đường kính que hàn (89 mm)
Dùng hồ quang ngắt quãng để rãnh hồ quang điền đầy ở cuối đường hàn
Để làm sạch xỉ hàn tại chỗ nối khoảng 15 đến 20 mm, cần gây hồ quang phía sau vũng hàn Sau đó, đưa que hàn lên phía trên điểm nối, điều chỉnh để kim loại điền đầy rãnh hồ quang và di chuyển que hàn theo hướng hàn.
6.4 - Trình tự thực hiện hàn
TT Nội dung Dụng cụ - thiết bị Hình vẽ minh hoạ Yêu cầu kỹ thuật công việc
1 Chuẩn bị - Thước lá 500 - Nắm được các
- Phấn kích thước cơ bản
- Hiểu được yêu cầu kỹ thuật
Kiểm tra dụng cụ cầm tay bao gồm phôi phẳng thẳng, tình trạng của kìm, tuốc nơ vít, và cờ lê, đảm bảo không bị ba via và có cách điện an toàn Phôi cần đúng kích thước cho mỏ lết, hộp dụng cụ và thước điện vạn năng, cùng với các loại áp và điều chỉnh Cuối cùng, lựa chọn chế độ hàn phù hợp.
Máy hàn là thiết bị quan trọng trong việc chỉnh sửa dụng cụ đo kiểm với độ chính xác cao Các mối hàn nhỏ gọn và xoay chiều giúp tạo ra các kết nối chắc chắn và đúng vị trí Bàn hàn đa năng cũng là một phần không thể thiếu, hỗ trợ tối ưu cho quá trình hàn.
3 Tiến hành - Dụng cụ bảo hộ - Đảm bảo an toàn hàn - Thiết bị: Máy hàn cho người và thiết xoay chiều, máy hàn bị
- Ngồi đúng tư một chiều, bàn hàn đa thế, que hàn đúng năng góc độ
- Bắt đầu và kết thúc đường hàn đúng kỹ thuật
4 Kiểm tra Thước, dưỡng, dụng - Phát hiện được mối hàn cụ làm sạch các khuyết tật của mối hàn
6.5- An toàn lao động và vệ sinh phân xưởng
- Trang bị đầy đủ bảo hộ lao động: Mặt nạ hàn, kính bảo hộ, ướm da, dày da, ống che chân, che tay
Hình 2.11.1- Các loại trang bị bảo hộ lao động f d e a) Mặt nạ hàn; b) kính bảo hộ; c) giày da; d) yếm da; e) ống che tay chân; f) găng tay
HÀN BẰNG NGỌN LỬA KHÍ
Khái niệm
Hàn khí là quá trình sử dụng ngọn lửa từ khí cháy kết hợp với ôxy (O2) để nung nóng kim loại tại vị trí cần nối và que hàn phụ, nếu có, đến trạng thái nóng chảy.
Hình 1.1- Sơ đồ đơn giản của quá trình hàn khí
Ngọn lửa hàn 2 từ hỗn hợp khí cháy với ôxy tại mỏ hàn 3 sẽ làm nóng chảy khu vực nối giữa các chi tiết 1 và que hàn phụ 4, tạo ra vũng hàn 5 Khi ngọn lửa hàn di chuyển qua, kim loại lỏng trong vũng hàn sẽ kết tinh và hình thành mối hàn 6 Nhiệt độ của ngọn lửa khí cháy axêtylen (C2H2) với ôxy có thể đạt đến 3200 độ C.
3485 0 C Quá trình hàn khí có thể cần hoặc không cần bổ sung kim loại cho vũng hàn thông qua que hàn phụ
Ngọn lửa hàn không chỉ tạo ra nguồn nhiệt cần thiết cho quá trình hàn, mà còn bảo vệ vũng hàn khỏi những tác động tiêu cực từ môi trường xung quanh, qua đó nâng cao chất lượng của mối hàn.
Ngọn lửa hàn
Ngọn lửa OXy-A Xê TY LEN
2L Vùng cháy không hoàn toàn : C0 ; H 2 ; H d
2mm Vùng ô-xy hoá: CO 2 ; H 2 O; OH
Nh©n ngọn lửa Tỷ lệ tiêu thụ ( Oxy/Ace ): A = 1,1 tới 1,2`
Ngọn lửa này chia ra làm ba vùng:
Vùng hạt nhân có màu sáng trắng và nhiệt lượng thấp, chứa các bon tự do, do đó không thích hợp cho việc hàn, vì sẽ làm cho mối hàn thấm các bon, dẫn đến tình trạng giòn.
Vùng cháy không hoàn toàn có màu sáng xanh và nhiệt độ cao lên đến 3200 độ C Trong vùng này, CO và H2 hoạt động như hai chất khử ôxy, vì vậy nó được gọi là vùng hoàn nguyên hoặc vùng cháy chưa hoàn toàn.
Vùng cháy hoàn toàn có màu nâu sẫm và nhiệt độ thấp, chứa các khí như C2 và nước, chúng có khả năng ôxy hóa kim loại Đây được gọi là vùng ôxy hóa ở đuôi ngọn lửa, nơi các bon bị cháy hoàn toàn.
Ngọn lửa mất tính chất hoàn nguyên và trở thành ngọn lửa ôxy hóa, với khí cháy mang tính chất ôxy hóa Khi đó, ngọn lửa sẽ ngắn lại, vùng giữa và vùng đặc biệt không còn rõ ràng, tạo ra màu sáng trắng đặc trưng.
2.3- Ngọn lửa các bon hóa
Vùng ngọn lửa thừa các bon tự do và mang các bon hóa, lúc này nhân ngọn lửa kéo dài và nhập vào vùng giữa có màu nâu sẫm
Qua sự phân bố về thành phần về nhiệt độ của ngọn lửa hàn, áp dụng ngọn lửa để hàn như sau:
Ngọn lửa bình thường có tác dụng tích cực trong việc tạo ra vùng cách nhân ngọn lửa từ 2 đến 3mm, với nhiệt độ cao nhất, giúp sản xuất khí hoàn nguyên như CO và H2, rất thích hợp cho quá trình hàn.
Ngọn lửa các bon hóa được sử dụng trong quá trình hàn gang để bổ sung các bon khi hàn bị cháy Ngoài ra, nó còn được áp dụng trong việc hàn đắp thép cao tốc và hợp kim đồng thau, giúp cắt hơi và đốt sạch bề mặt.
Kỹ thuật hàn kim loại bằng ngọn lửa khí
Trong hàn khí, mối hàn giáp mối là kiểu hàn phổ biến nhất dựa vào hình dạng chi tiết và vị trí mối hàn trong không gian Đối với các vật liệu mỏng, mối hàn kiểu cuốn mép thường được sử dụng Khi hàn các vật liệu dày có độ dày lớn hơn 5mm, cần thực hiện vát mép theo hình chữ V hoặc chữ U và không cần sử dụng que hàn phụ.
X, sự biến dạng khi hàn loại vát mép chữ X ít hơn so với vát mép chữ V
Mối hàn chồng được sử dụng khi hàn các vật liệu có chiều dày lớn hơn 3mm, như trong trường hợp hàn đính các tấm thỏi hoặc tấm lót Tuy nhiên, đối với những vật liệu có chiều dày lớn, việc sử dụng mối hàn này không được khuyến khích do nguy cơ biến dạng lớn có thể dẫn đến nứt.
Mối hàn đứng, hàn góc và hàn chồng thường được sử dụng cho các vật liệu mỏng không vát mép Trong hàn góc, có ba loại mối hàn chính: mối hàn bằng mặt, mối hàn lồi mặt và mối hàn lõm mặt.
- Cũng như hàn hồ quang, tùy theo vị trí mối hàn trong không gian người ta chia ra: hàn bằng, hàn đứng, hàn ngang, hàn trần
Trước khi tiến hành hàn, cần phải vát mép cho kim loại dày, đồng thời làm sạch mép hàn và khu vực xung quanh rộng 20 ÷ 30mm mỗi bên Việc làm sạch mép hàn cần loại bỏ rỉ sét, ôxít và dầu mỡ để đảm bảo chất lượng mối hàn.
Trước khi tiến hành hàn, cần lựa chọn gá lắp phù hợp và hàn đính một số điểm để đảm bảo vị trí tương đối của kết cấu Thứ tự và khoảng cách các mối đính phải dựa vào bề dày vật liệu nhằm tránh hiện tượng cong vênh, có thể thực hiện đính theo thứ tự đã định.
Hình 3.2- Kích thước phôi hàn
Căn cứ vào sự chuyển dịch của mỏ hàn và que hàn chia hàn khí thành hai phương pháp:
Hình 3.3- Phương pháp hàn phải và hàn trái
Phương pháp hàn này có đặc điểm nổi bật là ngọn lửa luôn hướng vào bể hàn, giúp nhiệt lượng tập trung vào việc làm chảy kim loại Áp suất từ ngọn lửa tạo ra sự xáo trộn đồng đều trong kim loại bể hàn, thúc đẩy quá trình nổi lên của xỉ Bên cạnh đó, ngọn lửa bao bọc bể hàn mang lại sự bảo vệ tốt hơn cho mối hàn, giúp nguội chậm và giảm ứng suất cũng như biến dạng trong quá trình hàn.
Phương pháp này thường để hàn các chi tiết có δ>5mm hoặc những vật có nhiệt độ nóng chảy cao
Phương pháp hàn trái có đặc điểm ngược lại với hàn phải, khi ngọn lửa không hướng trực tiếp vào bể hàn, dẫn đến việc bể hàn ít bị xáo trộn và xỉ khí nổi lên nhiều hơn Mặc dù điều kiện bảo vệ mối hàn không tốt và tốc độ nguội của kim loại cao, gây ra ứng suất và biến dạng lớn hơn, nhưng thợ hàn dễ dàng quan sát mép vật hàn, từ đó tạo ra mối hàn đều, đẹp và năng suất cao.
- Phương pháp này thường để hàn các chi tiết có δ8mm) thì nên hàn phải Hàn ngang cũng nên thực hiện theo hướng hàn phải để ngọn lửa hàn có thể trực tiếp tác động vào mối hàn, giúp giữ giọt kim loại không bị rơi Đối với hàn trần, phương pháp hàn trái là lựa chọn tốt nhất.
4.1.1- Điều kiện thực hiện bài học
+ Dụng cụ cầm tay: Kìm rèn, tuốc nơ vít, clê, mỏ lết, hộp dụng cụ vạn năng, bật lửa
+ Thiết bị: Van giảm áp đơn cấp, ống dẫn khí, chai khí ôxy, chai khí axêtylen, và mỏ hàn hơi
Để đảm bảo chất lượng giảng dạy trong lĩnh vực Kỹ thuật hàn khí, cần có các điều kiện cơ bản như giáo trình chuyên sâu, tài liệu tham khảo đầy đủ, cùng với các thiết bị hỗ trợ như máy chiếu đa năng, máy chiếu vật thể và máy tính Ngoài ra, xưởng thực hành phải được trang bị đầy đủ dụng cụ, tủ đựng dụng cụ và thiết bị bảo hộ lao động (BHLĐ) để tạo môi trường học tập an toàn và hiệu quả cho sinh viên.
4.1.2- Trình tự thực hiện hàn
TT Nội dung Dụng cụ
Hình vẽ minh họa Yêu cầu kỹ thuật công việc thiết bị
1 Đọc bản vẽ - Nắm được các kích thước cơ bản
- Hiểu được yêu cầu kỹ thuật
2 - Kiểm tra - Thước lá - Phôi phẳng, phôi - Bàn chải sắt thẳng không bị bavia
- Chuẩn bị - Bộ thông thiết bị, gá pép hàn - Phôi đúng kích đính phôi thước
- Chai oxy, hợp lý chai axêtylen
- Van giảm áp gọn, chắc, đúng vị
3 Tiến hành - Bàn chải sắt - Đảm bảo an hàn - Bộ thông toàn cho người và thiết bị pép hàn
- Bộ đánh lửa - Ngồi đúng tư thế, mỏ hàn và
- Chai oxy, dây hàn dao động chai axêtylen đúng kỹ thuật
4 Kiểm tra sản - Thước lá - Phát hiện được phẩm - Dưỡng kiểm các khuyết tật của mối hàn tra
4.2.1- Điều kiện thực hiện bài học
* Dụng cụ - thiết bị: Dụng cụ, thiết bị hàn khí
Khí ôxy, khí axêtylen đóng chai đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh công nghiệp
* Các điều kiện khác: Giáo trình Kỹ thuật hàn, máy chiếu đa năng, máy chiều vật thể, máy tính, xưởng thực hành, tủ đựng dụng cụ, trang bị BHLĐ
4.2.2- Trình tự thực hiện hàn
TT Nội dung Dụng cụ
Hình vẽ minh họa Yêu cầu kỹ công việc thiết bị thuật
1 Đọc bản vẽ - Nắm được các kích thước cơ bản
- Hiểu được yêu cầu kỹ thuật
2 - Kiểm tra - Thước lá - phôi phẳng, phôi, chuẩn 500 thẳng không bị bị méo hàn - Bàn chải bavia, đúng kích thước
- Mối hàn đính nhỏ gọn, đủ bền, đúng vị trí
- Chọn chế độ hành hợp lý
3 Tiến hành - Bộ thông - Đảm bảo an hàn pép hàn toàn cho người
- Bộ đánh và thiết bị lửa - Dao động mỏ
- Chai oxy, hàn và dây hàn phụ hợp lý chai axêtylen
4 Kiểm tra sản - Thước lá - Phát hiện phẩm - Dưỡng được các khuyết tật của kiểm tra mối hàn
HÀN THIẾC
Dụng cụ,vật liệu và thiết bị dùng để hàn thiếc
2.1- Mỏ hàn nung điện: Có nhiệt độ cao nhất 350 o C cho hàn vảy thiếc
Hình 2.1- Mỏ hàn nung điện
Mỏ hàn điện trở có khả năng đạt nhiệt độ tối đa 350 độ C, rất phù hợp cho việc hàn vảy thiếc Với khả năng cung ứng nhiệt lượng tức thời, loại mỏ hàn này trở nên tiện lợi khi sử dụng để hàn các chi tiết nhỏ, đặc biệt là linh kiện điện tử.
Hình 2.2- Mỏ hàn điện trở
Mỏ hàn nung lò là loại mỏ hàn thủ công, yêu cầu phải được nung trên lò than để đạt đủ nhiệt độ trước khi sử dụng Sau khi hàn, nếu mỏ hàn nguội đi, cần phải nung lại trước khi tiếp tục công việc.
Hình 2.3- Mỏ hàn nung lò
2.4- Lò rèn: Sử dụng nhiệt lượng của cacbon hóa thạch cháy trong ôxy tự nhiên để nung vật hàn tới nhiệt độ đạt hơn 2000 o C
2.5- Mỏ hàn hơi oxy – axetylen: Sử dụng nhiệt của axetylen cháy với oxy để hàn, nhiệt lượng khoảng 3200 o C
Hình 2.5- Mỏ hàn hơi oxy – axetylen
2.6- Đèn khò: Sử dụng hơi xăng dầu để nung nóng vật hàn, nhiệt lượng khoảng
- Mỏ hàn sóng vi ba: Dùng sóng điện từ để làm nóng chi tiết giống như tôi cao tần, nhiệt độ đạt tới 3500 o C
Thuốc hàn thường dùng như nhựa thông, axit sunfuaric, hàn the, sunfuaric kẽm… có tác dụng:
Để đảm bảo độ bền tối ưu cho mối hàn, cần làm sạch oxit và bụi bẩn trên bề mặt mép hàn Việc này giúp vảy hàn thẩm thấu và khuyếch tán hiệu quả, từ đó hình thành mối hàn chắc chắn hơn.
Khử màng oxit kim loại trong quá trình hàn là rất quan trọng Sử dụng thuốc hàn là phương pháp hiệu quả để loại bỏ màng oxit khi thực hiện hàn vảy.
Là loại hợp kim thiếc chì, loại này thường dùng khi hàn sắt tây
+ Thiếc hàn có 7 loại: thiếc hàn 30 (gồm 30% Sn và 70% Pb), thiếc hàn 25, 33,
+ Loại thiếc hàn 60 dùng để hàn dụng cụ đồ điện, nhiệt độ nóng chảy của nó là
190 o C Thiếc hàn 90 dùng để hàn các dụng cụ chứa thức ăn vì chứa ít chì, tránh bị độc v.v…
Kỹ thuật hàn thiếc bằng mỏ hàn đôt (hoặc mỏ điện trở)
- Dùng mũi cạo, bàn chải sắt làm sạch hết vết bẩn ,dầu mỡ ô-xy hoá ở trên đường hàn
- Thuốc hàn Zncl 2 được pha chế bão hoà
- Dùng giũa làm sạch hết lớp ô-xy hoá, thiếc còn bám trên mỏ hàn, có thể dùng muối ZnCl2 rửa sạch đầu mỏ hàn
ZnCl2 a) Thiếc còn bám trên mỏ hàn b) Rửa sạch đầu mỏ hàn
Hình 3.2- Làm sạch mỏ hàn
Để đạt được lò cháy ổn định, trước tiên cần nhóm lò cho đến khi đạt nhiệt độ khoảng 400 - 450 độ C Khi đó, mới cho mỏ hàn vào để đốt, cần chú ý đặt đầu bắt thiếc lên phía trên Việc hàn có thể thực hiện bằng nguồn nhiệt từ ngọn lửa hàn khí hoặc sử dụng mỏ hàn điện.
3.4- Quét thuốc hàn lên đường hàn
- Dùng chổi lông nhúng vào thuốc hàn, rồi quét nhẹ lên vùng mối hàn chú ý quét thuốc hàn vừa đúng chiều rộng đường hàn
Hình 3.4.1- Quét thuốc lên vùng Hình 3.4.2- Hàn
Sau khi nung mỏ hàn đến nhiệt độ thích hợp, cho mỏ hàn tiếp xúc với thanh thiếc để thiếc chảy lỏng và bám vào mỏ hàn Đưa mỏ hàn đã có thiếc vào vị trí mối hàn, đặc biệt là ở lòng thuyền, và di chuyển mỏ hàn chậm rãi để vừa đốt nóng vật hàn, vừa làm cho thiếc chảy lỏng và bám vào vật hàn Người thợ cần quan sát thiếc chảy trước khi dịch chuyển mỏ hàn; khi thiếc trên mỏ hàn hết, mỏ hàn cũng nguội lại, lúc này cần nung lại và tiếp tục hàn cho đến khi hoàn thành đường hàn.
3.6- Các dạng sai hỏng nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa
- Nguyên nhân:Nung mỏ hàn không đúng nhiệt độ, chuyển động mỏ hàn nhanh, làm sạch chưa tốt
Để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình hàn, cần tuân thủ các biện pháp phòng ngừa như: nung mỏ hàn ở nhiệt độ quy định, thực hiện làm sạch bề mặt trước khi hàn, và luôn theo dõi tình trạng nóng chảy của vùng hàn để điều chỉnh tốc độ hàn một cách hợp lý.
* Mối hàn không đúng kích thước
Nguyên nhân gây ra hiện tượng ngậm xỷ trong hàn là do không làm sạch hoàn toàn vết bẩn và vết ô-xy hoá trên đường hàn, hoặc do nung mỏ hàn ở nhiệt độ không đúng, khiến thiếc hàn không chảy lỏng hoàn toàn.
- Biện pháp phòng ngừa: Khống chế chiều rộng khi quét thuốc hàn lên đường
- Nguyên nhân: Do không làm sạch hết vết bẩn và vết ô-xy hoá trên phôi hàn trước khi hàn, hoặc nung chưa đến nhiệt độ khi hàn
- Biện pháp phòng ngừa: Nung mỏ hàn đúng nhiệt độ , chấp hành tuyệt đối công tác làm sạch
3.7- Làm sạch kiểm tra chất lượng mối hàn
Sau khi hàn xong dùng dung dịch xút 5% hoặc nước rửa sạch mối hàn để tránh thuốc hàn làm ô-xy hoá mối hàn
Quan sát bằng mắt kiểm tra mối hàn có rong bóng hay không, có bị rỗ khí ngậm xỷ hay không
Kiểm tra kích thước mối hàn bằng thước
Sau đó dùng dầu lửa và phấn màu kiểm tra độ kín của mối hàn
Kỹ thuật hàn thiếc bằng mỏ hàn khí
4.1- Chuẩn bị phôi, vật liệu hàn
- Dùng giũa làm sạch hết vết bẩn, vết ô-xy hoá trên phần cần hàn, mẩu hợp kim 4.2- Tính chế độ hàn
- Dùng pép hàn số 3 hoặc số 4 để hàn, công suất ngọn lửa 400-700 m 3 /h
- Chọn que hàn có đường kính d= 4mm
- Tốc độ hàn khi hàn đắp cần đảm bảo trong khoảng từ 0,25-0,15m/ph không nên nhỏ hơn 0,15m/ph dễ gây rỗ trong mối hàn
- Chọn góc nghiêng mỏ hàn = 30 0 -60 0
Chọn phương pháp hàn trái, que hàn đi trước mỏ hàn
Hình 4.3- Phương pháp hàn trái 4.4- Lấy lửa và chọn ngọn lửa Chọn ngọn lửa ô- xy hoá để hàn
Hình 4.4- Ngọn lửa ôxy hóa
Đặt phôi hàn lên bề mặt bàn hàn và điều chỉnh mẩu hợp kim vào vị trí cần hàn, đảm bảo khe hở giữa mẩu hợp kim và thành xấn của cán dao khoảng 0,5-1mm.
Hình 4.5- Khe hở gá phôi hàn
Chi tiết được đốt nóng đến nhiệt độ từ 900-950 độ C bằng ngọn lửa hàn Sau đó, que hàn được làm nóng và cho thuốc hàn vào, rồi đưa que hàn vào vị trí hàn Đầu que hàn sẽ được nhúng vào bể kim loại lỏng, hoặc có thể rải thuốc hàn lên đường hàn sau khi đã đốt nóng vật hàn.
Quan sát qua kính hàn thấy đồng chảy tràn láng tốt, điền đầy khe hở đường hàn là được
4.7- Các dạng sai hỏng nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa * Mối hàn không ngấu:
- Nguyên nhân: Nung chưa đến nhiệt độ hàn, vảy đồng không được dát mỏng trước khi hàn, đồng chưa chảy lỏng đã nhấc ra khỏi lò
- Biện pháp phòng ngừa: Nung vật hàn đúng nhiệt độ quy định, luôn luôn quan sát tình hình nóng chảy của đồng hàn
- Nguyên nhân: Do không làm sạch hết vết bẩn và vết ô-xy hoá trên phôi hàn trước khi hàn, hoặc nung chưa đến nhiệt độ khi hàn
- Biện pháp phòng ngừa: Nung mỏ hàn đúng nhiệt độ , chấp hành tuyệt đối công tác làm sạch
4.8- Làm sạch kiểm tra chất lượng mối hàn
- Hàn xong chờ cho phôi hàn nguội, gõ sạch xỉ, dùng bàn chải sắt đánh sạch trên bề mặt phôi
- Dùng nước sạch hoặc dung dịch xút 5% rửa sạch chi tiết hàn
- Kiểm tra độ điền đầy của đồng vào khe hở đường hàn
- Kiểm tra chất lượng chảy láng và chất lượng bề mặt của mối hàn , kiểm tra các khuyết tật của mối hàn
An toàn khi hàn thiếc
- Mặt bằng thực tập bố trí gọn gàng, nơi làm việc có đủ ánh sáng, hệ thống thông gió, hút bụi hoạt động tốt
- Bảo hộ lao động đầy đủ
Thực hành hàn thiếc
6.1- Thực hành hàn mỏ đốt(hoặc mỏ điện trở)
TT dung Dụng cụ công Thiết bị việc
2 - Kiểm - Bàn chải tra phôi, sắt chuẩn bị -
Giũa mép - Bộ đánh hàn, mỏ lửa hàn - Chổi lông
3 Tiến - Bàn chải hành sắt hàn - Giũa
Hình vẽ minh họa Yêu cầu kỹ thuật
- Nắm được các kích Ф180 thước cơ bản lõi Ф3
- Hiểu được yêu cầu kỹ
- Dùng giũa làm sạch hết lớp ô-xy hoá, thiếc còn bám trên mỏ hàn, có thể dùng muối ZnCl2 rửa sạch đầu mỏ hàn
- Nung mỏ hàn trước khi hàn tối thiểu là 5 phút
- Quét thuốc hàn vừa đúng chiều rộng đường hàn
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị
- Ngồi đúng tư thế, mỏ hàn và thiếc hàn dao động
6.2- Thực hành hàn mỏ hàn khí đúng kỹ thuật
- Đảm bảo độ tràn láng tốt, kim loại vảy hàn bám chắc vào kim loại vật hàn, không bị bọt khí, lẫn xỉ, cháy vảy hàn
- Phát hiện được các khuyết tật của mối hàn
- Dùng dung dịch xút 5% hoặc nước rửa sạch mối hàn
Hình vẽ minh họa Yêu cầu kỹ thuật công Thiết bị việc
0,5 1 - Nắm được các kích thước
1 Đọc bản cơ bản vẽ - Hiểu được yêu cầu kỹ thuật
2 - Kiểm - Bàn chải - Dùng máy mài,chổi thép tra phôi, sắt 0,5 1 đánh sạch vùng mối hàn và chuẩn bị
- Bộ thông các mép hàn ở tấm hợp kim mép hàn, - Pha bột Bô rắc với nước ở pép hàn mỏ hàn trạng thái sệt
- Bộ đánh - Bôi đều một lớp thuốc hàn lửa lên bề mặt vật hàn và mép
- Chai oxy, hàn chai - Công suất ngọn lửa 250 axêtylen lít/giờ
- Van giảm - Ngọn lửa ôxy hoá
3 Tiến - Bàn chải - Đảm bảo an toàn cho hành hàn sắt người và thiết bị
- Giũa - Nung chi tiết,khi phát hiện chi tiết có màu cà chua thẫm
- Chổi lông thì tra dây hàn vào(đưa dây
- Mỏ hàn hàn vào sát các kẽ để kim
- Lò rèn loại vảy hàn thẩm thấu vào bên trong, thường xuyên chấm đầu que hàn vào lọ Bô rắc khô
- Đưa que hàn phụ xung quanh để tạo hình mối hàn
- Hàn vảy đồng đảmbảo độ tràn láng tốt, kim loại que hàn khuếch tán vào kim loại vật hàn, không bị bọt khí, lẫn xỉ
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị
4 Kiểm tra - Dùng nước ấm rửa sạch sản mối hàn phẩm - Phát hiện được các khuyết tật của mối hàn