Tài liệu CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ HÀN (7) pdf

Cách sử dụng ngọn lửa hàn Ngọn lửa bình thường vùng cách nút hạt nhân 2 ÷ 3mm có nhiệt độ cao nhất và có thành phần của khí Ngọn lửa ôxy hóa dùng khi hàn đồng thau, cắt hớt bề mặt, nun

Trang 1

CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ HÀN (7) Bài 1 Các khái niệm cơ bản về công nghệ hàn (1)

Trang 2

3.1 Khái niệm

3.2 Vật liệu hàn khí

3.2.1 Ôxy

3.2.2 Axêtylen

3.2.3 Các loại nhiên liệu khác

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ - CÔNG NGHỆ

TP.HỒ CHÍ MINH

Trang 4

3.4 Ngọn lửa hàn

3.4.1 Ngọn lửa bình thường

3.4.2 Ngọn lửa ôxy hóa

3.4.3 Ngọn lửa cacbon hóa

3.4.4 Cách sử dụng ngọn lửa hàn

Trang 6

3.6 Công nghệ cắt kim loại và hợp kim

3.6.1 Cắt bằng ngọn lửa khí cháy với ôxy

3.6.2 Cắt bằng hồ quang điện

3.6.3 Cắt bằng plasma - khí nén

Trang 7

BÀI 3 CÔNG NGHỆ HÀN KHÍ

MỤC ĐÍCH

1 Kiến thức: Cung cấp các kiến thức

+ Các khái niệm chung về hàn khí.

+ Các thiết bị của hàn khí.

+ Kỹ thuật hàn khí và cắt bằng kim loại.

2 Kỹ năng:

+ Nhận biết bản chất và thiết bị của hàn khí.

+ Tư duy logic và vận dụng linh hoạt các kiến thức

Trang 8

YÊU CẦU

Sau khi học xong tiết giảng này, sinh viên có khả năng:

-Trình bày được bản chất của hàn khí.

-Trình bày các thiết bị dùng trong hàn khí.

BÀI 3 CÔNG NGHỆ HÀN HỒ QUANG

Trang 10

3.1 Khái niệm

Năng suất và chất lượng hàn khí không cao lắm Tuy nhiên, đối với một số thép, kim loại màu, sửa chữa các chi tiết bằng gang, nối các đường ống nhỏ

và trung bình v.v… hàn khí vẫn đóng vai trò khá quan trọng

Hàn khí chủ yếu dùng để hàn các chi tiết mỏng,

Trang 11

Trong công nghiệp, ôxy được điều chế từ không khí

thành thể lỏng Sau đó, được nạp vào các chai bằng

Trang 12

3.2.2 Axetylen

Là chất khí không màu , có mùi hơi đặc trưng , nếu

có thể bị nhiễm độc.

hủy cacbit canxi (CaC 2 – đất đèn) :

CaC 2 + 2H 2 O → C 2 H 2 + Ca(OH) 2 + Q

Khí axêtylen nhẹ hơn không khí, ngọn lửa của nó

Trang 13

3.2.2 Axetylen

Cacbit canxi (đất đèn – CaC 2 )

Là hợp chất của canxi (Ca) với cacbon (C), là một chất rắn màu xám tro hay màu hạt dẻ, được điều chế bằng cách nấu chảy vôi sống và than cốc :

CaO + 3C → CaC 2 + CO

Sau đó, được dẫn vào khuôn nó sẽ đông rắn lại, rồi được đem nghiền vỡ Rất dễ hút ẩm nên phải bảo

Trang 14

3.2.3 Các loại nhiên liệu khác

butan (C 3 H 8 – C 4 H 10 ) Để 1m 3 prôpan cháy cần có 5m 3

ôxy, với butan là 6,5m 3 ôxy.

Prôpan – butan nặng hơn không khí, nhiệt độ của ngọn lửa do hỗn hợp khí này cháy là 2500 0 ÷ 2750 0 C

Trang 15

áp suất tới 200at.

Mặt ngoài bình có sơn màu xanh là bình khí ôxy, sơn màu trắng là bình chứa khí axêtylen, sơn màu vàng là bình chứa khí hyđrô …

Trang 18

chất khí đến áp suất qui định và giữ cho áp suất đó không thay đổi trong suốt quá trình làm việc

Có thể sử dụng màng bảo hiểm, lò xo và quả tạ

Màng bảo hiểm sẽ bị xé vỡ khi áp suất lên quá cao

3.3 Thiết bị hàn khí

3.3.3 Van giảm áp

Trang 19

3.3.3 Van giảm áp

Van giảm áp cho khí ôxy có thể

điều chỉnh áp suất khí ôxy từ

150at xuống khoảng 1 ÷ 15at.

Van giảm áp cho khí axêtylen có

thể điều chỉnh áp suất các máy

sinh khí từ 0,1 ÷ 1,5at, thích

ứng với việc hàn hoặc cắt kim

Trang 20

3.3.4 Mỏ hàn

Mỏ hàn là một dụng cụ quan trọng khi hàn khí, nó có

tạo thành ngọn lửa hàn.

Mỏ hàn cần phải an toàn trong sử dụng, ổn định thành phần của ngọn lửa Phải nhẹ nhàng và thuận tiện khi sử dụng, dễ điều chỉnh thành phần và công

Trang 21

3.3.4 Mỏ hàn

Trang 23

3.3.4 Mỏ hàn

2 Vì đầu miệng phun có đường kính rất bé nên dòng khí ôxy đi ra khỏi miệng 6 với tốc độ lớn tạo nên khu vực chân không 3.

Trang 25

3.3.4 Mỏ hàn

– Khi hàn, mở ôxy trước, mở axêtylen sau.

– Khi thôi hàn, đóng axêtylen trước, ôxy sau.

–Trong quá trình hàn, lỗ ở đầu mỏ hàn có thể bị nhỏ

hoặc méo làm cho ngọn lửa không bình thường Lúc

đó có thể tắt và dùng kim bằng đồng đỏ để thông.

–Khi mỏ hàn bị nóng quá thì tắt ngọn lửa và nhúng

vào nước làm nguội.

Trang 26

Ôxy và axêtylen theo ống 4 và 5 vào thân mỏ hàn, sau

đó qua mỏ hàn để cháy thành ngọn lửa Lượng ôxy và axêtylen điều chỉnh bằng tay vặn 3 và 6.

Trang 27

3.3.4 Mỏ hàn

Mỏ hàn kiểu đẳng áp

nhưng phải đảm bảo điều kiện áp suất khí vào mỏ hàn

nếu ôxy và axêtylen đều chứa trong bình chứa qua bộ phận giảm áp hoặc nói cách khác là nếu khí axêtylen chứa trong bình chứa để hàn thì mới dùng loại mỏ

Trang 28

Kích thước, hình dạng và màu sắc của các vùng này phụ thuộc vào tỷ lệ về thể tích giữa ôxy và acêtylen

(β = ).

2 2

2

H C

O

Trang 29

Khi tỷ lệ β = = 1,1 ÷ 1,2.

2 2

2

H C O

Nhân (1) của ngọn lửa này có màu sáng trắng, nhiệt

độ thấp (khoảng 10000C) nên không hàn được.

Trang 30

Vùng hoàn nguyên (2) có màu sáng xanh , nhiệt độ cao (đến 3200 0 C), thành phần khí vùng này gồm có

CO và H 2 là những chất khử ôxy và bảo vệ vũng hàn tốt, chiều dài vùng này khoảng 20mm

Vùng cháy hoàn toàn (3) có màu nâu sẫm, nhiệt độ thấp Ở đây cacbon bị cháy hoàn toàn nên cũng gọi là

Trang 31

3.4.2 Ngọn lửa oxy hóa

Khi tỷ lệ β = ≥ 1,2.

2 2

2

H C O

So với ngọn lửa bình thường, hạt nhân của ngọn

lửa này nhọn và ngắn hơn, màu sáng nhạt Vùng hoàn nguyên và vùng cháy hoàn toàn khó phân biệt rõ ràng ranh giới với nhau, có màu xanh tím Vì vậy, tính chất hoàn nguyên của ngọn lửa bị mất, khí sẽ mang tính

Trang 32

3.4.3 Ngọn lửa cacbon hóa

Khi tỷ lệ β = ≤ 1,1.

2 2

2

H C O

Vùng giữa của ngọn lửa thừa cacbon tự do và

mang tính chất cacbon hóa nên gọi là ngọn lửa cacbon hóa Lúc này, nhân ngọn lửa kéo dài và nhập vào vùng

Trang 33

Trang 34

Ngọn lửa bình thường (vùng cách nút hạt nhân 2 ÷

3mm) có nhiệt độ cao nhất và có thành phần của khí

Ngọn lửa ôxy hóa dùng khi hàn đồng thau, cắt hớt bề mặt, nung nóng và đốt sạch bề mặt.

Ngọn lửa cacbon hóa dùng khi hàn gang (bổ xung cacbon bị cháy), tôi bề mặt, hàn đắp thép cao tốc và

Trang 35

3.5 Kỹ thuật hàn

3.5.1 Các loại mối hàn

Hàn khí thường dùng nhất là mối hàn giáp mối.

- Khi vật hàn mỏng , dùng mối hàn kiểu gấp mép và không cần que hàn phụ Khi vật hàn dày (S > 5mm), cần vát mép chữ V hoặc chữ X.

- Mối hàn chồng dùng khi vật hàn có chiều dày S < 3mm

Trang 36

3.5.2 Chuẩn bị chi tiết trước khi hàn

Trước khi hàn, nếu cần phải vát mép (đối với kim loại

có bề dày lớn), làm sạch mép hàn và bề mặt xung quanh mối hàn rộng từ 20 ÷ 30mm mỗi phía Mép hàn phải làm sạch gỉ, ôxyt, dầu mỡ v.v…

Chi tiết trước khi hàn cần phải gá lắp hợp lý và hàn đính một số điểm để đảm bảo vị trí tương đối của kết

Trang 37

3.5.2 Chuẩn bị chi tiết trước khi hàn

Thứ tự các mối hàn đính phụ thuộc vào chiều dày vật hàn và chiều dày mối hàn Chiều dài và khoảng cách giữa các mối hàn đính chọn như sau:

– Đối với các chi tiết mỏng: chiều dài mối hàn đính là

– Đối với những chi tiết lớn, dày: chiều dài mối hàn đính là 4 ÷ 5mm và cách nhau một khoảng từ 300 ÷

Trang 39

3.5.3 Phương pháp hàn

Phương pháp hàn phải

hướng vào vũng hàn, nhiệt lượng được tập trung Vì

luôn được xáo trộn đều, tạo điều kiện cho xỉ nổi lên tốt hơn, mối hàn được bảo vệ tốt, nguội chậm và đều,

Trang 41

3.5.3 Phương pháp hàn

Phương pháp hàn trái

Ngọn lửa không hướng trực tiếp vào vũng hàn, do đó

nhiệt lượng tập trung ở đây ít hơn, vũng hàn ít được xáo trộn đều và xỉ khó nổi lên hơn Ngoài ra, điều kiện bảo vệ mối hàn không tốt, tốc độ nguội của kim loại lớn, ứng suất và biến dạng hàn sinh ra lớn hơn Tuy nhiên, người thợ hàn dễ quan sát mép chi tiết, tạo khả

Trang 42

3.5.4 Chế độ hàn khí

Tốc độ hàn là yếu tố cơ bản xác định chế độ hàn khí, các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ hàn :

-Góc nghiêng của mỏ hàn.

-Công suất ngọn lửa.

-Đường kính que hàn.

Trang 43

+ Góc nghiêng α còn phụ thuộc vào nhiệt độ chảy và tính dẫn nhiệt của kim loại Nhiệt độ chảy càng cao, tính dẫn nhiệt càng lớn thì góc nghiêng α càng lớn

Trang 45

-Công suất ngọn lửa

Công suất ngọn lửa hàn tính bằng lượng tiêu hao khí trong một giờ, phụ thuộc vào chiều dày, tính chất nhiệt,

lý của kim loại Kim loại càng dày, nhiệt độ chảy, tính dẫn nhiệt càng cao thì công suất ngọn lửa càng lớn.

Khi hàn gang, đồng thau, đồng thanh, hợp kim nhôm công suất ngọn lửa hàn cũng như khi hàn thép.

Trang 46

-Đường kính que hàn

Khi hàn trái đường kính que hàn lớn hơn hàn phải Khi

– Hàn trái : d = S/2 + 1 (mm)

– Hàn phải : d = S/2 (mm)

Trang 47

khi hàn vật tương đối dày bằng hàn phải

(vát hoặc không vát mép) thì chuyển

Trang 48

-Chuyển động của mỏ hàn và que hàn

Khi hàn mối hàn góc, để được hình dạng

mối hàn bình thường, mỏ hàn và que

Trang 49

-Chuyển động của mỏ hàn và que hàn

Khi hàn tấm dày cần phải hàn nhiều lớp, thứ tự các lớp hàn như hình.

Khi hàn vật mỏng S < 3mm bằng cách uốn mép, không cần que hàn, chuyển động mỏ hàn như hình

Trang 50

Cắt kim loại bằng ngọn lửa khí cháy là quá trình dùng

nhiệt lượng của ngọn lửa khí cháy (C 2 H 2 hoặc các khí

nhiệt độ cháy của kim loại , tiếp đó dùng luồng ôxy có lưu lượng lớn thổi bạt lớp ôxyt kim loại đã nóng chảy

để lộ ra phần kim loại chưa bị ôxy hóa, rồi đến lượt lớp ôxyt mới này bị nóng chảy và bị luồng ôxy cắt thổi đi

Trang 51

Trang 52

Ưu điểm:

- Thiết bị đơn giản, dễ vận hành.

- Có thể cắt được kim loại có nhiều dày lớn.

- Năng suất khá cao.

Nhược điểm:

- Vùng ảnh hưởng nhiệt lớn nên sau khi cắt chi tiết dễ

Trang 53

–Nhiệt độ nóng chảy của ôxyt kim loại phải nhỏ hơn

nhiệt độ nóng chảy của kim loại đó

–Nhiệt lượng sinh ra trong phản ứng cháy của kim loại phải đủ lớn để duy trì quá trình cắt liên tục

–Xỉ tạo thành khi cắt phải có tính chảy loãng cao để có

thể dễ dàng bị thổi khỏi rãnh cắt.

–Tính dẫn nhiệt của kim loại và hợp kim không được

Trang 54

Trang 55

3.6.2 Cắt bằng hồ quang điện

Khác với cắt bằng ngọn lửa khí cháy, cắt bằng hồ

kim loại vật cắt rồi thổi kim loại nóng chảy khỏi rãnh cắt nhờ áp lực của hồ quang

Mép cắt bằng hồ quang sần sùi, mạch cắt rộng nên thường chỉ sử dụng khi sửa chữa, khối lượng cắt không nhiều và không yêu cầu cao về chất lượng mạch

Trang 56

Trang 57

3.6.3 Cắt bằng plasma – khí nén

Khi cắt bằng hồ quang plasma dưới tác dụng của nhiệt

độ cao trong hồ quang nén, khí 2 khi đi qua vùng tích điện hồ quang sẽ bị ion hóa rất mạnh, tạo thành luồng plasma làm nóng chảy kim loại mép cắt

Khí tạo plasma khi cắt bằng hồ quang plasma phải đảm bảo tạo được plasma và bảo vệ được điện cực vônfram khỏi bị ôxy hóa Có thể dùng khí argôn, nitơ,

Trang 58

Trang 59

Trang 60

Điểm khác căn bản nhất giữa cắt bằng hồ quang plasma so với cắt bằng ngọn lửa khí là khi cắt bằng hồ quang plasma kim loại mép cắt được nung chảy bởi nhiệt lượng của hồ quang plasma có nhiệt độ rất cao (5000 ÷ 20.0000 0 C), tập trung , do vậy có thể dùng để cắt dược tất cả các kim loại và hợp kim với vùng ảnh

Trang 61

Tuy nhiên, do chiều dài của hồ quang plasma bị hạn chế nên cắt bằng hồ quang plasma thường chỉ dùng để cắt các tấm kim loại và hợp kim có chiều dày nhỏ và trung bình Hồ quang plasma được sử dụng để cắt các kim loại không thể cắt hoặc khó cắt nếu sử dụng phương pháp cắt khác, như thép hợp kim chống ăn mòn (thép không gỉ), nhôm, magiê, titan, gang và

Trang 63

CÁC CÂU HỎI

4 So sánh thực chất của hai phương pháp cắt: cắt bằng

hồ quang − ôxy và cắt bằng hồ quang − không khí.

5 Nêu thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của phương pháp cắt bằng hồ quang plasma khí nén.

6 Trình bày sơ đồ hệ thống thiết bị cắt hồ quang plasma khí nén.

BÀI 3 CÔNG NGHỆ HÀN KHÍ

Tiêu đề	Chương 3: Công Nghệ Hàn (7)
Trường học	Trường Cao Đẳng Kinh Tế - Công Nghệ TP.Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Hàn
Thể loại	Bài giảng
Thành phố	Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	63
Dung lượng	2,63 MB