Phần 13: Chế tạo cầu thép
III. Lắp bản đáy IV. Hàn mối hàn ngoài
6. Máy hàn hai que hàn trong 7. Máy hàn hai que hàn ngoài
Thoạt đầu hàn các mối hàn góc bên trong bằng máy hàn hai que, sau đó lắp đặt và hàn đính bản ngang bên trên, tiếp theo tháo thanh khỏi giá gá lắp, quay đầu hàn nối hai mối hàn góc bên trong. Các mối hàn ngoài cũng có thể dùng loại máy tự
động hai que theo tuần tự hàn bản trên rồi bản dưới. Như vậy yêu cầu phải lật thanh 2 lÇn.
Quá trình hàn, các thanh tiết diện hình hộp thường phức tạp và tốn nhiều công,
chủ yếu là do phải hàn các liên kết bên trong hộp. Đó là điều khi thiết kế cần phải quan tâm sửa đổi, tạo thuận lợi cho việc chế tạo. Ví dụ có thể thiết kế tiết diện hoàn toàn kín, trường hợp này chỉ cần hàn bốn đường hàn bên ngoài. Vấn đề chống gỉ bên trong được đảm bảo bằng cách tạo đủ độ kín để khí ẩm và hơi độc không vào được.
Để tạo độ kín thì ở các đầu thanh, đặt các bản nắp đậy và hàn bịt kín lại.
Ngoài ra, máy hàn tự động hai que còn dùng để hàn các sườn tăng cường dính vào tường đứng của dầm hộp. Khi đó máy hàn tự động di chuyển theo phương pháp ngang với biên dầm. Cũng theo nguyên tắc tương tự, người ta tiến hành làm các sườn
đứng và ngang khi chế tạo bản mặt cầu có sườn.
Hàn bán tự động: Khi hàn các đường hàn ngắn hoặc cong, người ta dùng máy hàn bán tự động. Máy hàn bán tự động khác máy hàn tự động ở chỗ khi làm việc, que hàn không phải do máy mà do người điều khiển.
Để vật cầm tay không quá nặng, máy cấp que hàn đặt cố định ở một vị trí, còn que hàn truyền đến vị trí hàn bằng một ống cao su mềm (hình 13.25). Khi đó người thợ chỉ cần cầm một cán mang hộp bột phủ.
ở ống dẫn que hàn có một công tắc cho phép thợ hàn có thể chỉ bấm nút để tự
động cung cấp que hàn hay ngắt nguồn điện. Muốn vậy, que hàn bố trí tại chính giữa dây, còn dây dẫn nằm bên ngoài lớp cách điện bao bọc dây que hàn.
Hàn bán tự động cũng như hàn tự động đều có nhược điểm làm không hàn được các mối hàn khó. Ví dụ như khi hàn trên mặt đứng hoặc nghiêng thì mủ hàn thường bị rớt, trong các trường hợp như vậy, hàn bán tự động thường phải dùng lớp bột phủ
được nhiễm từ cao hoặc hàn trong môi trường hơi cacbonic.
Hình 13.25: Máy hàn bán tự động và cấu tạo ống dẫn que hàn 1. Máy cấp dây que hàn 2. Dây dẫn que hàn 3. Hộp chứa bột phủ
4. Tay cầm 5. Vỏ cách điện 6. Dây dẫn điện
7. Que hàn 8. Dây dẫn điện.
Bột phủ nhiễm từ là bột phủ có trộn bột sắt. Khi có dòng điện lớn qua que hàn, lớp phủ cùng que hàn nóng chảy và phun vào mối hàn. Lớp phủ loại này chẳng những có thể không cho mủ hàn tác dụng với ôxy và ôzôn trong không khí mà còn hợp kim hoá thép ở mối hàn. Khi hàn trong môi trường khí cacbonic thì không cần lớp phủ nữa vì mủ hàn đã được môi trường cacbonic bảo vệ. Hơi cacbonic được chữa trong bình qua dây dẫn đến vị trí tay cầm. Để đảm bảo khí bảo vệ được mối hàn tốt, vòi phun khí phải bố trí cách mặt mối hàn khoảng 1,5 - 2,5cm.
Hàn tay chỉ dùng để hàn các mối hàn đính, các mối hàn ngắn tại các vị trí mà máy hàn tự động và bán tự động không thể thực hiện được. Khi hàn tay, phải dùng que hàn đặc biệt được phủ một lớp thuốc hàn dày bên ngoài để đảm bảo ổn định ngọn lửa khi hàn, đồng thời lớp phủ khi hàn cũng bị nóng chảy bao phủ không cho mủ hàn tiếp xúc với môi trường bên ngoài và tác dụng ủ cho mối hàn nguội lạnh từ tõ.
Chế độ hàn tay khác hẳn với hàn tự động và bán tự động ở chỗ hàn tay cần cường độ dòng điện nhỏ hơn nhiều (khoảng 250 - 300A). Cường độ nhỏ sẽ cho nhiệt lượng nhỏ và khối lượng mủ hàn ít. Độ thấm sâu và kích thước mối hàn nhỏ. Vì vậy, hàn tay chỉ dùng vào một số trường hợp khi que hàn không những cần di chuyển dọc mà còn phải di chuyển ngang.
Chế độ nhiệt trong quá trình hàn đặc biệt ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn.
Quá trình hàn bao gồm việc nung nóng thép và sau đó là quá trình nguội lạnh.
Tốc độ nguội càng nhanh nếu lượng nhiệt khi hàn nhỏ, chiều dày thép hàn lớn và nhiệt độ ban đầu của thép thấp. Tốc độ nguội nhanh đặc biệt ảnh hưởng không tốt
đến các loại hợp kim thép, vì nó xảy ra hiện tượng tôi già làm thay đổi chất lượng thép theo chiều hướng xấu. Do đó khi hàn, tuy loại thép và tuỳ chiều dày, cần hạn chế nhiệt độ ban đầu của thép theo bảng sau đây:
Chiều dày tÊm thÐp (mm)
Nhiệt độ tối thiểu ban đầu của thép hàn (0C) Hàn bán tự động và hàn tay
Hàn tự
động Thép than Thép hợp kim
thÊp
Dưới 16 -30 -20 -30
17 - 30 -20 0 -20
31 - 40 -10 +5 -20
Trên 40 0 +10 -20
Khi hàn tay và hàn bán tự động, nếu nhiệt độ ban đầu của thép nhỏ hơn các trị số trong bảng thì người ta đốt nóng cục bộ tại vị trí mối hàn khoảng từ 100 - 1500C.
Khi hàn tự động thì có thể giảm tốc độ hàn chẳng những bằng cách đốt nóng bản thép mà còn có thể điều chỉnh chế độ hàn có lượng nhiệt cao.
Sau khi hàn xong, cần kiểm tra chất lượng mối hàn nhằm xác minh chất lượng và xác định các khuyết tật. Các khuyết tật khi hàn có thể là các vết nứt bên ngoài hoặc bên trong có thể có bọt, có xỉ, hàn không thấy ở các mối hàn đối đầu, mối hàn góc (mà theo thiết kế cần hàn đủ thấu). Ngoài ra thép chính còn có thể bị thương tật do quá trình hàn gây nên.
Nứt là hiện tượng nghiêm trọng nhất, gây ứng suất tập trung lớn làm cho mối hàn không thể làm việc an toàn khi chịu tải trọng. Vì vậy hiện tượng nứt khong thể bỏ qua được. Khi phát hiện vết nứt (có thể bằng máy thường hay máy do siêu âm) thì
phải cắt bỏ chỗ nứt bằng ngọn lửa ôxy - axêtilen, sau đó lại hàn lại. Các mối hàn không thấu, không đủ độ chịu lực cũng làm theo biện pháp trên (hình 13.26).