Giáo trình Hàn TIG nâng cao (Nghề: Hàn - Cao đẳng) - Trường CĐ Nghề Kỹ thuật Công nghệ

(NB) Giáo trình Hàn TIG nâng cao cung cấp cho người học những kiến thức như: Hàn TIG thép tấm các bon thấp - Vị trí hàn (2G); Hàn TIG thép tấm các bon thấp - Vị trí hàn (3G); Hàn TIG thép ống, thép các bon thấp - Vị trí (1G); Hàn TIG thép ống, thép các bon thấp - Vị trí (2G).

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

của Trường Cao đẳng nghề kỹ thuật công nghệ)

Hà Nội, năm 2019

BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

của Trường Cao đẳng nghề kỹ thuật công nghệ)

Hà Nội, năm 2019

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể

được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và

tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh

doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI GIỚI THIỆU

Trong những năm gần đây, với nhu cầu công nghiệp hoá hiện đại hoá dạy

nghề đã có những bước tiến nhằm thay đổi chất lượng dạy và học, để 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 các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay

Mô đun 21: Hàn TIG nâng cao 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 dù 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 03 tháng 03 năm 2019

BAN CHỦ NHIỆM XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH

NGHỀ: HÀN

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

MỤC LỤC

Bài 1: Hàn TIG thép tấm các bon thấp - Vị trí hàn (2G) 5 Bài 2: Hàn TIG thép tấm các bon thấp - Vị trí hàn (3G) 19 Bài 3: Hàn TIG thép ống, thép các bon thấp - Vị trí (1G) 33 Bài 4: Hàn TIG thép ống, thép các bon thấp - Vị trí (2G) 44

TÊN MÔ ĐUN: HÀN TIG NÂNG CAO

Mã mô đun: MĐ HA25

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:

- Vị trí: Mô đun này được bố trí sau khi học xong hoặc học song song với các

môn học MH HA07 - MH HA12 và MĐ HA13 - MĐ HA24

Tính chất: Là mô đun chuyên ngành bắt buộc

- Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Là môđun có vai trò rất quan trọng, người

học được trang bị những kiến thức, kỹ năng hàn công nghệ cao

Mục tiêu của mô đun:

Sau khi học xong mô đun này người học có khả năng:

- Kiến thức:

+ Trình bầy được kỹ thuật hàn 2G, 3G và ống 1G, 2G bằng phương pháp hàn TIG;

+ Giải thích rõ trình tự hàn vị trí 2G, 3G và ống 1G, 2G bằng phương pháp hàn TIG;

+ Phân tích được các dạng khuyết tật, nguyên nhân và biện pháp phòng tránh

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:

- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác trong công việc

Nội dung của mô đun:

Số TT Tên các bài trong mô đun

Thời gian (giờ)

Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

Thi/Kiểm tra

BÀI 1: HÀN TIG THÉP TẤM CÁC BON THẤP – VỊ TRÍ HÀN 2G

Mã bài: MĐ HA25.1 Giới thiệu:

Kỹ thuật hàn ống ở vị trí 2G (TIG) là tư thế hàn ngang, ống có trục thẳng đứng cố định, không quay khi hàn Đây là tư thế hàn tương đối khó, mối hàn hình thành trên mặt phẳng đứng Do trọng lượng giọt kim loại lỏng luôn luôn có xu hướng rơi xuống phía dưới làm cho mối hàn hình thành khó khi hàn bằng phương pháp hàn SMAW

A Mục tiêu:

Học xong bài này người học có khả năng:

- Kiến thức:

+ Trình bầy được kỹ thuật hàn 2G bằng phương pháp hàn TIG;

+ Giải thích rõ trình tự hàn vị trí 2G bằng phương pháp hàn TIG;

+ Phân tích được các dạng khuyết tật, nguyên nhân và biện pháp phòng tránh

- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác trong công việc

như hình vẽ (Hình 1.1) khoảng 900, góc độ mỏ hàn so với mặt phẳng tấm dưới bằng 900 Góc độ que hàn phụ so với trục đường hàn như hình vẽ bằng 200 và góc độ que hàn phụ so với mặt phẳng tấm dưới bằng 750

Hình 1.1 Góc nghiêng mỏ hàn và que hàn phụ

b Phương pháp chuyển động của mỏ hàn và que hàn phụ

Dao động mỏ hàn và que hàn phụ thực hiện như hình vẽ (Hình 1.2) mỏ hàn dao

động răng cưa, bán nguyệt, que hàn dao động đường thẳng Thực hiện dao động

có thời gian dừng ở cạnh trên nhiều hơn nhằm bổ xung kim loại cho mối hàn, hạn chế hiện tương mối hàn bị lệch không cân đối

2 Phương pháp dao động: mỏ hàn dao động theo kiểu răng cưa và bán nguyệt và que hàn dao động theo đường thẳng

Hình 1.2 Phương pháp dao động mỏ hàn và que hàn phụ

- Việc bổ xung que hàn phụ tương tự như khi thực hiện hàn giáp mối ở vị trí hàn

- Thời gian giảm cường độ dòng hàn đến khi tắt hồ quang với mục đích tránh lõm cuối đường hàn

- Tốc độ hàn: Ảnh hưởng nhiều đến độ ngấu mối hàn, tùy theo chiều dầy vật liệu, dạng liên kết hàn và cường độ dòng điện hàn điều chỉnh cho thích hợp

- Đường kính điện cực W, que hàn phụ: tùy theo chiều dầy vật liệu, loại dòng điện hàn để chọn đường kính điện cực và que hàn phụ (chọn theo bảng)

- Lưu lượng khí bảo vệ và kích cỡ chụp khí: chọn theo chiều dầy vật liệu, tính chất vật liệu và loại khí bảo vệ

Hình 1.3 Chu trình cơ bản của hàn TIG

(1) : Thời gian mở khí bảo vệ trước khi gây hồ quang

(2) : Thời gian tăng dòng điện hàn lên giá trị làm việc

(3) : Thời gian ổn định dòng điện hàn

(4) : Thời gian giảm cường độ dòng điện hàn

(5) : Thời gian duy trì khí bảo vệ sau khi tắt hồ quang

+ Hàn TIG bằng dòng không xung

Đường kính điện cực (mm)

Đường kình que hàn phụ (mm)

Lưu lượng khí bảo vệ lít/phút

Cỡ chụp khí Ar (mm)

+ Hàn TIG bằng dòng xung điện

Hàn TIG bằng xung điện là phương pháp hàn TIG sử dụng dòng một chiều có chu trình gián đoạn ở dạng xung giá trị cường độ dòng điện lần lượt thay đổi giữa hai mức cao và thấp theo thời gian nhất định, và lặp đi lặp lại trong suốt quá tránh hàn Chu kỳ và biên độ (Ih và thời gian) của hai mức dòng điện này có thể thay đổi một cách độc lập để phù hợp với chu trình hàn cụ thể Sự nóng chảy xảy ra khi dòng điện ở mức cao (đỉnh), vũng hàn kết tinh khi dòng điện ở mức thấp (chân) Điều này tạo ra sự nóng chảy gián đoạn dọc theo đường hàn và dãy các điểm nóng chảy xếp chồng lên nhau Quy trình này thích hợp khi

tự động hóa quá trình hàn TIG ở mọi vị trí cho các mối ghép theo chu vi thực hiện trên các ống thành mỏng Nó có một số đặc điểm nổi bật là:

- Không đòi hỏi chặt chẽ về dung sai gá lắp như khi hàn không có xung

- Cho phép hàn các tấm mỏng dưới 1mm

- Giảm biến dạng do khống chế được công suất nhiệt, dễ hàn ở mọi tư thế

- Không đòi hỏi tay nghề của người thợ hàn thật cao

- Chất lượng mối hàn được cải thiện đáng kể

- Thích hợp cho cơ khí hóa và tự động hóa quá trình hàn

- Thích hợp khi hàn các chi tiết quan trọng như đường hàn lót mối hàn nhiều lớp, hàn các chi tiết chiều dầy không đồng nhất, hàn các kim loại khác nhau như

(bảng 1.2)

* Ưu điểm:

- Giảm biến dạng do khống chế được công suất nhiệt (giảm sự tích luỹ nhiệt)

- Dễ hàn ở mọi thế Chất lượng mối hàn được cải thiện đáng kể

- Thích hợp cơ khí hoá, tự động hoá quá trình hàn

- Thích hợp hàn các chi tiết quan trọng như hàn đường hàn lót mối hàn nhiều lớp, hàn các chi tiết có chiều dày không đồng nhất

- Lực điện từ mạnh của các xung điện cho phép hạn chế rỗ xốp trong các mối hàn và tăng chiều sâu ngấu

Tốc độ đẩy dây hàn phụ (cm/phút)

Dòng xung (A)

Dòng

cơ bản (A)

Tần số xung (Hz)

Tỉ lệ xung (%) Thép

các bon

thấp

0 1,2

b Chuẩn bị dụng cụ

Búa nguội, thước góc, mặt nạ hàn (loại chụp đầu), bàn chải sắt, dưỡng kiểm tra mối hàn, kìm cặp phôi, dụng cụ mở chai khí v à các phụ kiện đi kèm đúng chủng loại, kích cỡ

Hình 1.5 Dụng cụ hàn

Phải chuẩn bị đầy đủ dụng cụ và bảo hộ lao động Trước, trong và sau khi hàn để đảm bảo an toàn và tăng năng xuất khi hàn

c Chuẩn bị vật liệu hàn

+ Que hàn phụ: Phương pháp hàn TIG có thể hàn không dùng que hàn phụ, tùy thuộc vào dạng liên kết hàn và kim loại hàn Đồng thời khi hàn trên vật liệu mỏng có thể dùng kiểu mối hàn bẻ mí và hàn không que Cũng có thể áp dụng cách hàn này cho các mối hàn kiểu gấp mép hoặc các mối hàn góc ngoài

Que hàn phụ có các kích thước theo tiêu chuẩn ISO – R564 như sau: Chiều dài từ 500 – 1000mm, đường kính 1,2; 1,6; 2,0; 2,4; 3,2mm Các loại que hàn phụ gồm có: que hàn đồng và hợp kim đồng, que hàn thép không gỉ Cr cao

và Cr-Ni, que hàn nhôm và hợp kim nhôm, thép các bon thấp, thép hợp kim thấp v.v…

+ Khí bảo vệ: khí Ar được điều chế từ khí quyển bằng phương pháp hóa lỏng không khí và tinh chế đến độ tinh khiết 99,99%, có tỷ trọng so với không khí là 1,33 Ar được cung cấp trong các bình áp suất cao hoặc ở dạng khí hóa lỏng với nhiệt độ -184oc trong các bồn chứa Khí này được cung cấp trong các bình áp suất cao hoặc ở trạng thái lỏng với nhiệt độ dưới – 1840c

+ Điện cực hàn TIG: Vonfram được dùng làm điện cực hàn do có tính chịu

nhiệt cao (nhiệt độ nóng chảy là 3410 0 c), phát xạ điện tử tương đối tốt, làm ion hóa hồ

quang và duy trì tính ổn định hồ quang Các điện cực vonfram có đường kính từ 0,5 – 6,4 mm, với chiều dài từ 75 – 175mm thường chọn theo bảng

- Thép tấm CT3 phôi hàn có chiều dày vật liệu S = 3 mm, L = 200 mm, b = 100 mm

Hình 1.6 Phôi hàn

- Khí bảo vệ: Ar, He,

- Khí dùng cho cắt kim loại tấm: C 2 H 2 , O 2 và dây hàn có d = 2.4 mm.

° Yêu cầu kỹ thuật:

- Hàn đính hai mối, mối hàn đính ngấu chắc, kiểm tra phôi sau khi hàn

- Làm sạch mối hàn đính, kiểm tra

Bước 3: Hàn hoàn thiện

a Hàn phía không có mối đính

- Duy trì góc độ mỏ hàn  = 900,  = 900 và góc độ que hàn phụ so với trục đường hàn như hình vẽ bằng 200;

- Mỏ hàn chuyển động răng cưa, que hàn dao động đường thẳng

° Yêu cầu kỹ thuật:

- Mối hàn ngấu đều hai cạnh, vẩy hàn đều, Không có khuyết tật

- Che, chắn hồ quang và đeo găng tay khi hàn

Bước 4: Làm sạch và kiểm tra

a Mối hàn hoàn thiện

- Áp thước dưỡng để kiểm tra mối hàn

° Yêu cầu kỹ thuật:

- vẩy hàn đều, Không có khuyết tật, đúng kích thước yêu cầu kỹ thuật

- Đeo kính và găng tay khi làm sạch mối hàn và bài tập

1.1.3 Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp phòng tránh

a Mối hàn không thấu, ngấu

Hình 1.11 Mối hàn không thấu, ngấu

10÷12

2÷3

- Lưu lượng khí bảo vệ quá nhỏ hoặc quá lớn, vật hàn bị bẩn, hàn trong môi

trường có tốc độ gió lớn, góc nghiêng vòi hàn quá nằm

Hàn 2G không vát mép hai phía chi tiết 200x100x3 mm hàn TIG

1 Kỹ thuật hàn 2G không vát mép: Chọn góc nghiêng mỏ hàn giáp mối không vát mép Góc so với mặt phẳng hai chi tiết α = 900

và góc tạo với trục đường hàn góc β = 900 và góc độ que hàn 200

2 Phương pháp dao động: mỏ hàn dao động theo kiểu răng cưa và bán nguyệt và que hàn dao động theo kiểu đường thẳng

a Bản vẽ

- Làm sạch hết bụi bẩn dầu mỡ, lớp ôxit trên bề mặt vật hàn, cách mép hàn

- Vật hàn được làm sạch sau khi hàn đính

- Thực hiện góc độ mỏ hàn, que hàn phụ: như hình vẽ

- Chọn dao động mỏ hàn theo kiểu răng cưa, bán nguyệt, que hàn phụ đi thẳng

- Sử dụng phương pháp hàn hơ khi hàn

- Khi hàn tránh để que điện cực W tiếp xúc với que hàn phụ, vật hàn, đầu que hàn phụ luôn luôn năm trong vùng khí bảo vệ an toàn trong quá trình hàn

Mỏ hàn

10÷12

BÀI 2: HÀN TIG THÉP TẤM CÁC BON THẤP – VỊ TRÍ HÀN 3G

Mã bài: MĐ HA25.2 Giới thiệu:

Kỹ thuật hàn ở vị trí 3G (TIG) là tư thế hàn đứng Đây là tư thế hàn tương đối khó, mối hàn hình thành trên mặt phẳng đứng Do trọng lượng giọt kim loại lỏng luôn luôn có xu hướng rơi xuống phía dưới làm cho mối hàn khó hình thành, đồng thời mối hàn thường hay mắc các khuyết tật như chảy xệ đóng cục

A Mục tiêu:

Học xong bài này người học có khả năng:

- Kiến thức:

+ Trình bầy được kỹ thuật hàn 3G bằng phương pháp hàn TIG;

+ Giải thích rõ trình tự hàn vị trí 3G bằng phương pháp hàn TIG;

+ Phân tích được các dạng khuyết tật, nguyên nhân và biện pháp phòng tránh

- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác trong công việc

B Nội dung:

2.1 Hàn thép cacbon thấp – vị trí hàn (3G)

2.1.1 Kỹ thuật hàn giáp mối không vát mép ở vị trí hàn 3G

a Góc độ que hàn

Khi hàn ở vị trí hàn 3G hàn TIG thường có góc độ mỏ hàn và dây hàn phụ

Góc độ mỏ hàn so với mặt phẳng hai tấm phôi như hình vẽ (Hình 2.1) khoảng

900 Góc độ mỏ hàn so với trục đường hàn như hình vẽ bằng 650 ÷ 800 và góc độ que hàn phụ so với trục đường hàn bằng 200

b Phương pháp chuyển động của mỏ hàn và que hàn phụ

Dao động mỏ hàn và que hàn phụ thực hiện như hình vẽ (Hình 2.2) mỏ hàn

dao động răng cưa, bán nguyệt, que hàn dao động đường thẳng Thực hiện dao động nhằm liên tục bổ xung kim loại cho mối hàn, hạn chế hiện tương mối hàn

bị lệch không cân đối như hình vẽ

Hình 2.2 Phương pháp dao động mỏ hàn và que hàn phụ

- Việc bổ xung que hàn phụ tương tự như khi thực hiện hàn giáp mối

- Kỹ thuật khởi đầu, nối liền và kết thúc mối hàn thực hiện tương tự như khi hàn giáp mối ở vị trí hàn bằng

Đường kính điện cực (mm)

Đường kình que hàn phụ (mm)

Lưu lượng khí bảo vệ lít/phút

Cỡ chụp khí Ar (mm)

+ Hàn TIG bằng dòng xung điện

Hàn TIG bằng xung điện là phương pháp hàn tig sử dụng dòng một chiều

có chu trình gián đoạn ở dạng xung giá trị cường độ dòng điện lần lượt thay đổi giữa hai mức cao và thấp theo thời gian nhất định, và lặp đi lặp lại trong suốt quá tránh hàn Chu kỳ và biên độ (Ih và thời gian) của hai mức dòng điện này có thể thay đổi một cách độc lập để phù hợp với chu trình hàn cụ thể Sự nóng chảy xảy ra khi dòng điện ở mức cao (đỉnh), vũng hàn kết tinh khi dòng điện ở mức thấp (chân) Điều này tạo ra sự nóng chảy gián đoạn dọc theo đường hàn và dãy các điểm nóng chảy xếp chồng lên nhau Thích hợp khi hàn các chi tiết quan trọng như đường hàn lót mối hàn nhiều lớp, hàn các chi tiết chiều dầy không đồng nhất, hàn các kim loại khác nhau như (bảng 2.2).

* Ưu điểm:

- Giảm biến dạng do khống chế được công suất nhiệt (giảm sự tích luỹ nhiệt)

- Dễ hàn ở mọi thế Chất lượng mối hàn được cải thiện đáng kể

- Thích hợp cơ khí hoá, tự động hoá quá trình hàn

- Thích hợp hàn các chi tiết quan trọng như hàn đường hàn lót mối hàn nhiều lớp, hàn các chi tiết có chiều dày không đồng nhất

- Lực điện từ mạnh của các xung điện cho phép hạn chế rỗ xốp trong các mối hàn và tăng chiều sâu ngấu

(cm/phút)

Tốc độ đẩy dây hàn phụ (cm/phút)

Dòng xung (A)

Dòng

cơ bản (A)

Tần số xung (Hz)

Tỉ lệ xung (%) Thép

b Chuẩn bị dụng cụ

Búa nguội, thước góc, mặt nạ hàn (loại chụp đầu), bàn chải sắt, dưỡng kiểm tra mối hàn, kìm cặp phôi, dụng cụ mở chai khí và các phụ kiện đi kèm đúng chủng loại, kích cỡ

Que hàn phụ có các kích thước theo tiêu chuẩn ISO – R564 như sau: Chiều dài từ 500 – 1000mm, đường kính 1,2; 1,6; 2,0; 2,4; 3,2mm Các loại que hàn phụ gồm có: que hàn đồng và hợp kim đồng, que hàn thép không gỉ Cr cao

và Cr-Ni, que hàn nhôm và hợp kim nhôm, thép các bon thấp, thép hợp kim thấp v.v…

+ khí bảo vệ: khí Ar được điều chế từ khí quyển bằng phương pháp hóa lỏng không khí và tinh chế đến độ tinh khiết 99,99%, có tỷ trọng so với không khí là 1,33 Ar được cung cấp trong các bình áp suất cao hoặc ở dạng khí hóa lỏng với nhiệt độ -184oc trong các bồn chứa Khí này được cung cấp trong các bình áp suất cao hoặc ở trạng thái lỏng với nhiệt độ dưới – 1840c

+ Điện cực hàn TIG: Vonfram được dùng làm điện cực hàn do có tính chịu

nhiệt cao (nhiệt độ nóng chảy là 3410 0 c), phát xạ điện tử tương đối tốt, làm ion

hóa hồ quang và duy trì tính ổn định hồ quang Các điện cực vonfram có đường kính từ 0,5 – 6,4 mm, với chiều dài từ 75 – 175 mm thường chọn theo bảng

Hình 2.4 Dụng cụ hàn

- Thép tấm CT3 phôi hàn có chiều dày vật liệu S = 3 mm, L = 200 mm, b = 100

mm

Hình 2.5 Phôi hàn

- Khí bảo vệ: Ar, He,

- Khí dùng cho cắt kim loại tấm: C2H2, O2 và dây hàn có d = 2.4 mm

° Yêu cầu kỹ thuật:

- Hàn đính hai mối, mối hàn đính ngấu chắc, kiểm tra phôi sau khi hàn

- Làm sạch mối hàn đính, kiểm tra

Bước 3: Hàn hoàn thiện

a Hàn phía không có mối đính

- Mỏ hàn chuyển động răng cưa, que hàn dao động kiểu đường thằng

° Yêu cầu kỹ thuật:

- Mối hàn ngấu đều hai cạnh, vẩy hàn đều, Không có khuyết tật

- Che, chắn hồ quang và đeo găng tay khi hàn

Bước 4: Làm sạch và kiểm tra

a Mối hàn hoàn thiện

Hình 2.9 Mối hàn hoàn thiện

11÷13

2÷3