Công nghệ hàn P2

Chia sẻ: Hoang Nhan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

0
151
lượt xem
103
download

Công nghệ hàn P2

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hàn và cắt bằng khí là phương pháp hàn hoặc cắt , sứ dụng nhiệt của ngọn lửa sinh ra khi đốt cháy các chất khí cháy

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Công nghệ hàn P2

  1. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn Ch−¬ng 4 Hµn vµ c¾t kim lo¹i b»ng khÝ 4.1. Kh¸i niÖm chung 4.1.1. Thùc chÊt vµ ®Æc ®iÓm a/ thùc chÊt Hµn vµ c¾t b»ng khÝ lµ ph−¬ng ph¸p hµn hoÆc c¾t, sö dông nhiÖt cña ngän löa sinh ra khi ®èt ch¸y c¸c chÊt khÝ ch¸y (C2H2, CH4, C6H6 v.v...) hoÆc H2 víi «xy ®Ó nung ch¶y kim lo¹i. Th«ng dông nhÊt lµ hµn vµ c¾t b»ng khÝ ¤xy - Axªtylen v× nhiÖt sinh ra do ph¶n øng ch¸y cña 2 khÝ nµy lín vµ tËp trung, t¹o thµnh ngän löa cã nhiÖt ®é cao (vïng cao nhÊt ®¹t tíi 3200oC); cßn ngän löa gi÷a O2 vµ c¸c chÊt khÝ ch¸y kh¸c chØ cho nhiÖt ®é tõ 2000÷22000C. Tuy nhiªn khi hµn d−íi n−íc th−êng dïng ngän löa gi÷a O2 vµ H2 v× C2H2 rÊt dÓ næ ë ¸p suÊt cao vµ nhiÖt ®é lín. b/ ®Æc ®iÓm • Cã thÓ hµn ®−îc nhiÒu lo¹i kim lo¹i vµ hîp kim (gang, ®ång, nh«m, thÐp ... ) • Hµn ®−îc c¸c chi tiÕt máng vµ c¸c lo¹i vËt liÖu cã nhiÖt ®é nãng ch¶y thÊp. • Hµn khÝ ®−îc sö dông réng r·i v× thiÕt bÞ ®¬n gi¶n vµ rÎ tiÒn. • N¨ng suÊt thÊp, vËt hµn bÞ nung nãng nhiÒu nªn dÓ cong vªnh. Hµn khÝ dïng nhiÒu khi hµn c¸c vËt hµn cã chiÒu dµy bÐ, chÕ t¹o vµ söa ch÷a c¸c chi tiÕt máng, söa ch÷a c¸c chi tiÕt ®óc b»ng gang, ®ång thanh, nh«m, magiª, hµn nèi c¸c èng cã ®−êng kÝnh nhá vµ trung b×nh. Hµn c¸c chi tiÕt b»ng kim lo¹i mµu, hµn v¶y kim lo¹i, hµn ®¾p hîp kim cøng v.v... Ngän löa khÝ hµn còng cã thÓ dïng ®Ó c¾t c¸c lo¹i thÐp máng, c¸c lo¹i kim lo¹i mµu vµ nhiÒu vËt liÖu kh¸c. 4.1.2. KhÝ hµn KhÝ hµn th−êng dïng gåm «xy kü thuËt vµ c¸c lo¹i khÝ ch¸y (C2H2, CH4, C3H8, C6H6v.v...) hoÆc H2. Trong hµn khÝ th−êng dïng lµ C2H2 v× nhiÖt ®é ngän löa cao (3200oC) vµ cã vïng hoµn nguyªn tèt. Khi hµn thÐp cã chiÒu dµy d−íi 3÷4 mm, hµn gang, ®ång thau, hîp kim nhÑ, hµn v¶y ta cã thÓ dïng khÝ kh¸c cã nhiÖt ®é ch¸y thÊp h¬n (2000÷2200oC) nh− H2, khÝ than mªtan, pr«pan, butan, x¨ng, dÇu ho¶.... a/ ¤xy kü thuËt Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 35
  2. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn ¤xy dïng ®Ó hµn khÝ lµ «xy kü thuËt chøa tõ 98,5÷99,5% «xy vµ kho¶ng 0,5÷1,5% t¹p chÊt (N2, Ar). Trong c«ng nhiÖp, ®Ó s¶n xuÊt «xy dïng ph−¬ng ph¸p ®iÖn ph©n n−íc hoÆc lµm l¹nh vµ ch−ng cÊt ph©n ®o¹n kh«ng khÝ. ¤xy hµn chñ yÕu dïng ph−¬ng ph¸p lµm l¹nh kh«ng khÝ. Nh− chóng ta ®· biÕt, trong thµnh phÇn kh«ng khÝ chøa kho¶ng 78,03 % N2, 0,93 % Ar vµ 20,93 % O2, nhiÖt ®é ho¸ láng cña chóng t−¬ng øng lµ: (-195,80C), (-185,70C) vµ (- 182,060C). B»ng ph−¬ng ph¸p lµm l¹nh kh«ng khÝ xuèng nhiÖt ®é d−íi -182,060C nh−ng trªn nhiÖt ®é hãa láng cña N2 vµ Ar, sau ®ã cho N2 vµ Ar bay h¬i ta thu ®−îc «xy láng. ¤xy kü thuËt cã thÓ b¶o qu¶n ë thÓ láng hoÆc khÝ. ë thÓ láng, «xy ®−îc chøa b»ng c¸c b×nh thÐp vµ gi÷ ë nhiÖt ®é thÊp, khi hµn cho «xy láng bay h¬i, cø 1 lÝt «xy thÓ láng bay h¬i cho 860 lÝt thÓ khÝ ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn. B¶o qu¶n ë thÓ láng, tuy ®ßi hái dung tÝch b×nh chøa bÐ, nh−ng tèn kÐm trong kh©u b¶o qu¶n l¹nh. Trong c¸c ph©n x−ëng c¬ khÝ, chñ yÕu dïng «xy thÓ khÝ, ®Ó gi¶m thÓ tÝch b×nh chøa, th«ng th−êng «xy ®−îc nÐn ë ¸p suÊt cao vµ chøa b»ng b×nh thÐp cã dung tÝch 40 lÝt, ¸p suÊt 150 at. b/ KhÝ Axªtylen Axªtylen lµ hîp chÊt cña c¸cbon vµ hy®r« cã c«ng thøc hãa häc lµ C2H2, khèi l−îng riªng ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn 1,09 kg/m3, nhiÖt trÞ 11.470 Cal/m3. Axªtylen ®−îc s¶n xuÊt tõ ®Êt ®Ìn CaC2. Khi nÊu ch¶y hçn hîp ®¸ v«i, than ®¸ hoÆc than cèc trong lß ®iÖn (nhiÖt ®é tõ 1.900÷2.3000C) ta thu ®−îc ®Êt ®Ìn kü thuËt: CaO + 3C → CaC2 + CO ↑ §Êt ®Ìn kü thuËt chøa kho¶ng 65÷80% CaC2, kho¶ng 10÷25% CaO vµ kho¶ng 6 % c¸c t¹p chÊt nh− (CO2, SiO2). Khi cho ®Êt dÌn t¸c dông víi n−íc ta thu ®−îc Axªtylen theo ph¶n øng: CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2 + 30.400 Cal/mol TÝnh chÊt cña khÝ Axªtylen - C2H2 thuéc nhãm CnH2n-2. NhiÖt ®é tõ (- 82,4÷83,6oC) ë thÓ láng, d−íi (- 85oC) ë thÓ r¾n khi va ch¹m dÓ næ. - NhiÖt ®é tù bèc ch¸y kho¶ng 420oC (ë ¸p suÊt 1 at). - DÓ ph¸t næ khi ¸p suÊt > 1,5 at vµ nhiÖt ®é trªn 500oC hoÆc hçn hîp víi khÝ kh¸c, vÝ dô: Hçn hîp víi kh«ng khÝ (chøa tõ 2,2÷82% C2H2), hçn hîp víi ¤xy (chøa tõ 2,3÷93% C2H2) cã kh¶ n¨ng ph¸t næ ë nhiÖt ®é th−êng vµ ¸p suÊt 1 at. Hçn hîp chøa 45% C2H2 + 55% CH4 vµ hçn hîp chøa 18% C2H2 + 82% H2 cã kh¶ n¨ng ph¸t næ ë nhiÖt ®é th−êng vµ ¸p suÊt trªn 18 at. Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 36
  3. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn - ë nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt thÊp dÔ trïng hîp t¹o thµnh c¸c hîp chÊt kh¸c nh− benzel (C6H6), stir«n (C8H8) ... Sù hßa tan cña axªtylen: cã kh¶ n¨ng hoµ tan trong nhiÒu chÊt láng víi ®é hoµ tan lín, ®Æc biÖt lµ trong axªt«n, vÝ dô: - Hoµ tan trong n−íc : 1,15 lÝt C2H2/ lÝt. - Hoµ tan trong Benzel : 4 lÝt C2H2/ lÝt. - Hoµ tan trong dÇu ho¶: 5,7 lÝt C2H2/ lÝt. - Hoµ tan trong axªt«n (CH3COCH3): 23 lÝt C2H2/lÝt. Sù hoµ tan trong axªt«n ®−îc sù dông nhiÒu trong c«ng nghiÖp: dïng c¸c chÊt bät xèp (than gç, sîi ami¨ng, ®iat«mit) thÊm −ít axªt«n ®Ó vµo b×nh chøa, sau ®ã nÐn axªtylen vµo b×nh ®Ó gi¶m kh¶ n¨ng næ cña axªtylen ë ¸p suÊt cao. C¸c t¹p chÊt trong axªtylen - Kh«ng khÝ: lµm t¨ng kh¶ n¨ng g©y næ, nªn chØ cho phÐp chøa 0,5÷1,5%. - H¬i n−íc: lµm gi¶m nhiÖt ®é cña ngän löa hµn. - H¬i axªt«n (CH3COCH3): ¶nh h−ëng xÊu ®Õn qu¸ tr×nh hµn, nªn chØ cho phÐp chøa (45÷50)g/m3 C2H2. - PH3: lµ chÊt cã h¹i v× t¨ng kh¶ n¨ng tù næ cña hçn hîp. cho phÐp chøa 0,09%. - H2S: lµm h¹i ®Õn chÊt l−îng mèi hµn, nªn chØ cho phÐp chøa (0,08÷1,5)%. Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 37
  4. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn 4.2. ThiÕt bÞ hµn khÝ 4.2.1. S¬ ®å chung cña mét tr¹m hµn khÝ C¸c thiÕt bÞ chÝnh cña mét tr¹m hµn hoÆc c¾t b»ng khÝ gåm cã c¸c bé phËn chÝnh sau: B×nh chøa «xy, b×nh chøa hoÆc thïng ®iÒu chÕ axªtylen, khãa b¶o hiÓm, van gi¶m ¸p, d©y dÉn khÝ, má hµn. 5 4 3 6 1 2 7 8 H.4.1. S¬ ®å mét tr¹m hµn vµ c¾t b»ng khÝ 1. B×nh chøa «xy; 2. B×nh chøa axªtylen; 3. Van g¶m ¸p; 4. §ång hå ®o ¸p 5. Kho¸ b¶o hiÓm; 6. D©y dÉn khÝ; 7. Má hµn hoÆc má c¾t; 8. Ngän löa hµn 4.2.2. B×nh chøa khÝ B×nh chøa khÝ dïng ®Ó chøa khÝ «xy vµ khÝ axªtylen, ®−îc chÕ t¹o tõ thÐp tÊm dµy 4÷8 mm b»ng ph−¬ng ph¸p dËp hoÆc hµn. B×nh cã ®−êng kÝnh ngoµi 219 mm, cao 1.390 mm, dung tÝch 40 lÝt, träng l−îng 67 kg. B×nh chøa «xy chøa ®−îc mét l−îng khÝ cã ¸p suÊt kho¶ng 150 at t−¬ng øng víi 6 m3 khÝ (ë 200C vµ 1 at) bªn ngoµi ®−îc s¬n mµu xanh hoÆc xanh da trêi. B×nh chøa axªtylen chøa ®−îc ¸p suÊt khÝ n¹p tíi d−íi 19 at, ®−îc s¬n mµu vµng. Trong b×nh chøa bät xèp (th−êng lµ than ho¹t tÝnh) vµ tÈm axªt«n (kho¶ng 290÷320 gram than ho¹t tÝnh tÈm 225÷230 gram axªt«n/ mét lÝt thÓ tÝch b×nh chøa). 4.2.3. B×nh ®iÒu chÕ axªtylen B×nh ®iÒu chÕ khÝ dïng ®Ó ®iÒu chÕ khÝ axªtylen tõ ®Êt ®Ìn. Trong thùc tÕ, ng−êi ta dïng nhiÒu lo¹i b×nh ®iÒu chÕ khÝ kh¸c nhau, ®−îc ph©n lo¹i theo c¸c ®Æc tr−ng c¬ b¶n: - Theo n¨ng suÊt: cã c¸c lo¹i nhá (d−íi 3,2 m3/h) vµ lo¹i lín (trªn 5 m3/h). - Theo ¸p lùc khÝ: thÊp (0,01÷0,1 at), trung b×nh (0,1÷1,5 at) cao (1,5÷1,75 at). Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 38
  5. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn - Theo nguyªn t¾c t¸c dông gi÷a ®Êt ®Êt ®Ìn vµ n−íc: ®¸ r¬i vµo n−íc, n−íc r¬i vµo ®¸ vµ ®¸ tiÕp xóc víi n−íc H×nh (H.4.2) giíi thiÖu s¬ ®å nguyªn lý cña mét sè b×nh ®iÒu chÕ khÝ ®iÓn h×nh. 2 3 6 C2H2 4 6 C2H2 1 5 1 2 2 C2H2 6 a/ 7 b/ 7 c/ 7 H.4.2. S¬ ®å nguyªn lý b×nh ®iÒu chÕ khÝ a xªtylen a) KiÓu ®¸ r¬i vµo n−íc b) KiÓu n−íc r¬i vµo ®¸ c) KiÓu ®¸ tiÕp xóc n−íc 1) N−íc 2) §Êt ®Ìn (®¸) 3) Nãn cÊp ®Êt ®Ìn 4) PhÔu cÊp n−íc 5) Van ®iÒu chØnh l−îng n−íc 6) èng dÉn khÝ ra 7) Ghi ®ì ®Êt ®Ìn B×nh ®iÒu chÕ kiÓu ®¸ r¬i vµo n−íc (H.4.2a) cã hiÖu suÊt sinh khÝ cao (trªn 95%), khÝ C2H2 ®−îc lµm nguéi vµ lµm s¹ch tèt, nh−ng ®ßi hái ®Êt ®Ìn cã ®é h¹t ®Òu, tèn nhiÒu n−íc, kÝch th−íc lín vµ ®iÒu chØnh phøc t¹p. KiÓu b×nh ®iÒu chÕ n−íc r¬i vµo ®¸ (H.4.2b) cã kÝch th−íc bÐ, tèn Ýt n−íc, kh«ng cÇn cì h¹t ®Òu nh−ng hiÖu suÊt thÊp (85÷90 %), khÝ C2H2 kh«ng ®−îc lµm s¹ch vµ bÞ nung nãng m¹nh. Hai lo¹i b×nh trªn thuéc lo¹i ®iÒu chØnh l−îng khÝ b»ng c¸ch ®iÒu chØnh l−îng chÊt tham gia ph¶n øng. KiÓu b×nh ®iÒu chÕ ®¸ tiÕp xóc víi n−íc (H.4.2c) cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, thuËn tiÖn trong sö dông nh−ng khÝ C2H2 còng kh«ng ®−îc lµm s¹ch vµ lµm nguéi. 4.2.4. Kho¸ b¶o hiÓm §Ó tr¸nh hiÖn t−îng ngän löa ch¸y ng−îc theo èng dÉn khÝ trë vÒ b×nh ®iÒu chÕ khÝ g©y næ b×nh ng−êi ta dïng khãa b¶o hiÓm. Trong qu¸ tr×nh hµn, do mét nguyªn nh©n nµo ®ã, l−u l−îng khÝ phun ra ë má hµn hoÆc má c¾t gi¶m m¹nh hoÆc tèc ®é ch¸y cña hçn hîp t¨ng, dÉn ®Õn tèc ®é ch¸y cña hçn hîp lan truyÒn nhanh h¬n tèc ®é ®i ra cña khÝ sÏ g©y ra hiÖn t−îng ngän löa quÆt. Sù gi¶m l−u l−îng khÝ xÈy ra khi tiÕt diÖn lç dÉn khÝ ë má hµn hoÆc má c¾t gi¶m, èng dÉn bÞ t¾c ... Sù t¨ng tèc ®é ch¸y xÈy ra khi nhiÖt ®é khÝ vµ nhiÖt ®é m«i tr−êng t¨ng, l−îng «xy t¨ng... Kho¸ b¶o hiÓm ®−îc ph©n lo¹i theo c¸c ®Æc tr−ng sau: • Theo kÕt cÊu: lo¹i hë, lo¹i kÝn. Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 39
  6. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn • Theo l−îng tiªu thô khÝ: lo¹i nhá, lo¹i lín. C2H2 1 1 C2H2 6 C2H2 2 C2H2 3 4 3 2 b/ a/ 5 H.4.3. S¬ ®å nguyªn lý kho¸ b¶o hiÓm a) KiÓu hë b) KiÓu kÝn 1) èng dÉn khÝ vµo 2) èng dÉn khÝ ra 3) Van ®iÒu chØnh møc n−íc 4) èng tho¸t khÝ 5) Van 6) Van an toµn Khãa b¶o hiÓm kiÓu hë (H.4.3a) dïng cho b×nh cã ¸p lùc thÊp. KhÝ C2H2 ®−îc dÉn vµo qua èng (1), ®i qua n−íc vµo ng¨n chøa khÝ tíi èng (2) ®i ra má hµn hoÆc má c¾t. Khi cã ngän löa quÆt, ¸p suÊt trªn mÆt n−íc cña cña khãa b¶o hiÓm t¨ng lªn, ®Èy n−íc d©ng lªn trong èng (1) chÆn kh«ng cho khÝ ®i vµo, ®ång thêi mùc n−íc h¹ xuèng, miÖng èng tho¸t (4) hë, khÝ qua èng tho¸t ®i ra ngoµi. Kho¸ b¶o hiÓm kiÓu kÝn (H.4.3b), dïng cho b×nh cã ¸p lùc trung b×nh. Khi C2H2 dÉn vµo qua èng (1), ®Èy viªn bi cña van (5) næi lªn vµ ®i qua van, tËp trung ë ng¨n chøa khÝ, sau ®ã qua èng (2) ®i tíi má hµn hoÆc má c¾t. Khi cã ngän löa quÆt, ¸p suÊt trªn mÆt n−íc t¨ng, viªn bi bÞ ®Èy xuèng ®ãng kÝn ®−êng dÉn khÝ, nÕu ¸p suÊt khÝ trong van v−ît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp, mµng chÆn cña van an toµn (6) bÞ ph¸ vµ khÝ tho¸t ra ngoµi. 4.2.5. Van gi¶m ¸p Van gi¶m ¸p lµ dông cô dïng ®Ó gi¶m ¸p suÊt khÝ trong b×nh chøa xuèng ¸p suÊt lµm viÖc cÇn thiÕt vµ tù ®éng duy tr× ¸p suÊt ®ã ë møc æn ®Þnh. §èi víi khÝ «xy ¸p suÊt khÝ trong b×nh ®¹t tíi 150 at, ¸p suÊt khÝ lµm viÖc vµo kho¶ng 3÷4 at, cßn khÝ axªtylen ¸p suÊt trong b×nh tíi 15÷16 at, ¸p suÊt lµm viÖc 0,1÷1,5 at. Trªn h×nh sau tr×nh bµy s¬ ®å nguyªn lý cña mét sè van gi¶m ¸p: Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 40
  7. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn 1 2 3 4 5 p1 p1 p2 p2 10 6 9 8 7 a/ b/ H.4.4. S¬ ®å nguyªn lý van gi¶m ¸p a/ Van kiÓu thuËn; b/ Van kiÓu ngÞch 1. §−êng dÉn khÝ cao ¸p; 2. Lß xo phô; 3. Van; 4. Van an toµn; 5. §−êng dÉn khÝ ra; 6. Buång thÊp ¸p; 7. Lß xo chÝnh; 8. VÝt ®iÒu chØnh; 9. Mµng ®µn håi; 10. thanh truyÒn Nguyªn lý lµm viÖc: khÝ ®−îc dÉn vµo van theo èng (1) vµ qua èng (5) ®i tíi má hµn hoÆc má c¾t. ¸p lùc khÝ trong buång h¹ ¸p (6) phô thuéc vµo ®é më cña van (3). Khi lß xo chÝnh (7) ch−a bÞ nÐn, van (3) chÞu t¸c dông cña lß xo phô (2) vµ ¸p lùc cña khÝ, ®ãng kÝn cöa van kh«ng cho khÝ vµo buång h¹ ¸p (6). Khi vÆn vÝt ®iÒu chØnh (8), lµm cho lß xo chÝnh (7) bÞ nÐn, van (3) ®−îc n©ng lªn, cöa van më vµ khÝ ®i sang buång h¹ ¸p. Tuú thuéc vµo ®é nÐn cña lß xo chÝnh (7), ®é nÐn cña lß xo phô (2), ®é chªnh ¸p tr−íc vµ sau van, cöa van (3) ®−îc më nhiÒu hay Ýt, ta nhËn ®−îc ¸p suÊt cÇn thiÕt trong buång h¹ ¸p. Nhê cã mµng ®µn håi (9), van cã thÓ tù ®éng ®iÒu chØnh ¸p suÊt ra cña khÝ. NÕu do mét nguyªn nh©n nµo ®ã, ¸p suÊt khÝ ra (p2) t¨ng, ¸p lùc t¸c dông lªn mÆt trªn cña mµng ®µn håi (9) t¨ng, ®Èy mµng ®µn håi dÞch xuèng vµ th«ng qua con ®éi van (3) bÞ kÐo xuèng, lµm cöa van ®ãng bít l¹i, l−îng khÝ ®i vµo buång h¹ ¸p gi¶m, lµm ¸p suÊt khÝ ra gi¶m. Ng−îc l¹i, nÕu p2 gi¶m, cöa van (3) më lín h¬n, l−îng khÝ vµo buång h¹ ¸p t¨ng, lµm p2 t¨ng trë l¹i. 4.2.6. D©y dÉn khÝ D©y dÉn khÝ dïng ®Ó dÉn khÝ tõ b×nh chøa khÝ, b×nh chÕ khÝ ®Õn má hµn hoÆc má c¾t. Yªu cÇu chung ®èi víi èng dÉn khÝ: chÞu ®−îc ¸p suÊt tíi 10 at ®èi víi d©y dÉn «xy, 3 at víi d©y dÉn axªtylen, ®ñ ®é mÒm cÇn thiÕt nh−ng kh«ng bÞ gÊp khóc. D©y dÉn ®−îc chÕ t¹o b»ng v¶i lãt cao su, cã ba lo¹i kÝch th−íc sau: - §−êng kÝnh trong 5,5 mm, ®−êng kÝnh ngoµi kh«ng quy ®Þnh. - §−êng kÝnh trong 9,5 mm, ®−êng kÝnh ngoµi 17,5 mm. - §−êng kÝnh trong 13 mm, ®−êng kÝnh ngoµi 22 mm. Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 41
  8. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn 4.2.7. Má hµn §©y lµ dông cô dïng ®Ó pha trén khÝ ch¸y vµ «xy, t¹o thµnh hçn hîp ch¸y cã tØ lÖ thµnh phÇn thÝch hîp ®Ó nhËn ®−îc ngän löa hµn hoÆc c¾t theo yªu cÇu. Má hµn cã 2 lo¹i lµ má hµn kiÓu hót vµ má hµn ®¼ng ¸p. 3 2 O2 6 5 4 1 C2H2 a/ O2 C2H2 b/ H.4.5. S¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o cña má hµn khÝ a/ Má hµn kiÓu hót; b/ Má hµn ®¼ng ¸p 1. D©y dÉn khÝ C2H2 2. D©y dÉn khÝ oxy 3. Van ®iÒu chØnh C2H2 4. Van ®iÒu chØnh oxy 5. Buång hót 6. §Çu má hµn Má hµn kiÓu tù hót (H.4.5a) sö dông khi hµn víi ¸p suÊt khÝ C2H2 thÊp vµ trung b×nh. KhÝ C2H2 (¸p suÊt 0,01÷1,2 at) ®−îc dÉn vµo qua èng (1), cßn khÝ «xy (¸p suÊt 1÷4 at) ®−îc dÉn vµo qua èng (2). Khi dßng «xy phun ra ®Çu miÖng phun (5) víi tèc ®é lín t¹o nªn mét vïng ch©n kh«ng hót khÝ C2H2 theo ra má hµn. Hçn hîp tiÕp tôc ®−îc hoµ trén trong buång (6), sau ®ã theo èng dÉn (7) ra miÖng má hµn vµ ®−îc ®èt ch¸y t¹o thµnh ngän löa hµn. §iÒu chØnh l−îng khÝ «xy vµ C2H2 nhê c¸c van (3) vµ (4). Nh−îc ®iÓm cña má hµn tù hót lµ thµnh phÇn hçn hîp ch¸y kh«ng æn ®Þnh. Má hµn ®¼ng ¸p dïng khi hµn víi ¸p lùc khÝ C2H2 trung b×nh. KhÝ «xy vµ C2H2 ®−îc phun vµo buång trén víi ¸p suÊt b»ng nhau (0,5÷1 at) vµ tiÕp tôc ®−îc hßa trén trong èng dÉn cña má hµn, ®i ra miÖng má hµn ®Ó ®èt ch¸y t¹o thµnh ngän löa. 4.3. Thuèc hµn Thuèc hµn lµ nh÷ng chÊt dïng ®Ó khö «xy cho kim lo¹i, t¹o ra c¸c hîp chÊt dÔ ch¶y, dÔ t¸ch khái vòng hµn vµ t¹o mµng xØ ®Ó che phñ mèi hµn. Thuèc hµn chñ yÕu dïng khi hµn mét sè thÐp hîp kim, gang vµ kim lo¹i mµu. Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 42
  9. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn Yªu cÇu ®èi víi thuèc hµn: - NhiÖt ®é ch¶y ph¶i thÊp h¬n nhiÖt ®é ch¶y cña kim lo¹i vËt hµn. - Thuèc hµn ph¶i nhÑ vµ cã tÝnh ch¶y lo·ng tèt, kh«ng g©y ¨n mßn kim lo¹i. - Kh«ng sinh khÝ ®éc, dÔ lµm s¹ch mèi hµn Khi hµn gang th−êng dïng hçn hîp K2O vµ Na2O; Khi hµn ®ång ®á, ®ång thau th−êng dïng bor¨c (Na2B4O7), axit boric (H3BO3); Khi hµn nh«m th−êng dïng muèi florua. 4.4. C¸c lo¹i ngän löa hµn Khi hµn khÝ, tuú thuéc vµo tØ lÖ thµnh phÇn cña hçn hîp ch¸y cã thÓ nhËn ®−îc ba lo¹i ngän löa hµn kh¸c nhau: Ngän löa b×nh th−êng, ngän löa «xy hãa, ngän löa c¸cbon hãa. Ngän löa hµn cã thÓ chia lµm 3 vïng: nh©n ngän löa cã mµu s¸ng tr¾ng, vïng trung t©m cã mµu s¸ng vµng, vïng ®u«i («xy ho¸) mµu vµng sÉm cã khãi. 4.4.1. Ngän löa b×nh th−êng O2 Ngän löa b×nh th−êng nhËn ®−îc khi tØ lÖ = 11 ÷ 1,2 . , C2 H 2 a/ Vïng nh©n ngän löa Trong vïng nµy x¶y ra ph¶n øng ph©n hñy C2H2: C2H2 → 2C + H2. Ngän löa cã I II III mµu s¸ng tr¾ng, nhiÖt ®é thÊp vµ thµnh T(oC) phÇn khÝ giµu c¸cbon. 3.150 b/ Vïng ch¸y kh«ng hoµn toµn Trong vïng nµy x¶y ra ph¶n øng ch¸y kh«ng hoµn toµn cña c¸cbon: C2H2 + O2 = 2CO + H2 + Q↑ L (mm) Ngän löa vïng nµy cã mµu s¸ng xanh, H.4.6. S¬ ®å cÊu tróc ngän löa hµn nhiÖt ®é cao nhÊt (3.2000C), khÝ chøa nhiÒu I/ Nh©n ngän löa; II/ Vïng ch¸y ch−a CO vµ H2 lµ nh÷ng chÊt hoµn nguyªn. hoµn toµn; III/ Vïng ch¸y hoµn toµn Nh÷ng chÊt nµy kh«ng tham gia vµo c¸c ph¶n øng cacbon ho¸ vµ «xy ho¸ nªn gäi lµ vïng hoµn nguyªn. c/ Vïng ch¸y hoµn toµn Trong vïng nµy xÈy ra ph¶n øng ch¸y hoµn toµn: s¶n phÈm cña vïng trªn ch¸y víi «xy cña kh«ng khÝ: 2CO + H2 + 1,5O2kk = 2CO2 + H2O + Q↑ Ngän löa vïng nµy cã mµu vµng sÉm, chøa nhiÒu CO2 vµ H2O lµ nh÷ng chÊt «xy ho¸ vµ nhiÖt ®é thÊp h¬n vïng gi÷a. Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 43
  10. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn 4.4.2. Ngän löa «xy hãa O2 Ngän löa «xy ho¸ nhËn ®−îc khi tØ lÖ > 1,2 . C2 H 2 Qu¸ tr×nh ch¸y còng chia ra thµnh 3 vïng vµ vïng ch¸y kh«ng hoµn toµn x¶y ra theo ph¶n øng sau: C2H2 + 1,5O2 = 2CO + H2 + 0,5O2 + Q↑ Sau ®ã chóng l¹i ch¸y tiÕp víi «xy cña kh«ng khÝ: 2CO + H2 + 0,5O2 + O2kk = 2CO2 + H2O + Q↑ Chóng ta nhËn thÊy nh©n cña ngän löa ng¾n l¹i, vïng gi÷a d− O2 vµ chøa c¶ CO2 nªn cã tÝnh «xy hãa m¹nh vµ gi÷a 2 vïng kh«ng ph©n biÖt râ ranh giíi, ngän löa cã mµu tõ vµng nh¹t ®Õn vµng sÉm. Ngän löa «xy hãa chØ dïng khi hµn ®ång thau, c¾t vµ ®èt s¹ch bÒ mÆt c¸c chi tiÕt m¸y hoÆc kÕt cÊu m¸y. 4.4.3. Ngän löa c¸c bon hãa O2 Ngän löa nµy nhËn ®−îc khi tØ lÖ < 11 . , C2 H 2 Qu¸ tr×nh ch¸y nh− sau: C2H2 + 0,5O2 = CO + H2 + C + Q↑ Sau ®ã ch¸y tiÕp víi «xy cña kh«ng khÝ: CO + H2 + C + 2O2kk = 2CO2 + H2O +Q↑ Nh©n cña ngän löa kÐo dµi, vïng gi÷a cã mét nguyªn tö cacbon tù do nªn ngän löa mang tÝnh c¸cbon ho¸ vµ cã n©u sÉm. Ngän löa c¸cbon hãa ®−îc dïng khi hµn gang, thÐp giã vµ thÐp hîp kim, hoÆc ®Ó t«i bÒ mÆt c¸c chi tiÕt m¸y. 4.5. C«ng nghÖ hµn khÝ 4.5.1. C¸c lo¹i mèi hµn - Khi hµn khÝ th−êng dïng nhÊt lµ mèi hµn gi¸p mèi, nÕu vËt dµy S > 5 mm th× cÇn v¸t mÐp ch÷ V, X. - Khi hµn vËt máng dïng mèi hµn kiÓu uèn mÐp vµ kh«ng cÇn que hµn phô. - Mèi hµn chång dïng khi vËt hµn cã chiÒu dµy S < 3 mm, hµn ®Ýnh c¸c tÊm, thái, tÊm lãt, ly hîp cña èng dÉn. 4.5.2. C«ng t¸c chuÈn bÞ tr−íc khi hµn Tr−íc khi hµn cÇn ph¶i tiÕn hµnh c¸c c«ng t¸c chuÈn bÞ sau: - TiÕn hµnh v¸t mÐp trªn m¸y bµo, m¸y mµi, b»ng dòa hay b»ng má c¾t khÝ. - Lµm s¹ch xØ, «xýt, dÇu mì trªn mÐp hµn réng (20÷30) mm b»ng c¸ch dïng má ®èt, sau ®ã dïng bµn ch¶i s¾t ®Ó lµm s¹ch hoÆc lµm s¹ch b»ng ph−¬ng ph¸p tÈm thùc. - G¸ l¾p vËt hµn hîp lý vµ hµn ®Ýnh mét sè ®iÓm ®Ó ®¶m b¶o vÞ trÝ t−¬ng ®èi cña kÕt cÊu trong qu¸ tr×nh hµn. Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 44
  11. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn 4 2 1 3 5 1 4 6 3 7 5 2 4.5.3. Kü thuËt vµ chÕ ®é hµn khÝ a/ Ph−¬ng ph¸p hµn Tuú thuéc vËt liÖu hµn, chiÒu dµy vËt hµn, cã thÓ sö dông hai ph−¬ng ph¸p hµn kh¸c nhau: hµn ph¶i vµ hµn tr¸i. 2 1 3 4 a/ b/ H.4.7. S¬ ®å c¸c ph−¬ng ph¸p hµn khÝ a) Hµn ph¶i b) Hµn tr¸i 1) Má hµn 2) Que hµn phô 3) Mèi hµn 4) VËt hµn Ph−¬ng ph¸p hµn ph¶i: Khi hµn ph¶i (H.4.7a), trong qu¸ tr×nh hµn ngän löa hµn h−íng vÒ phÝa mèi hµn, má hµn lu«n ®i tr−íc que hµn. §Æc ®iÓm cña hµn ph¶i lµ nhiÖt chñ yÕu tËp trung vµo vòng hµn nªn ®é ngÊu cña mèi hµn s©u, vïng hoµn nguyªn h−íng vµo mÐp hµn, mèi hµn nguéi chËm vµ ®−îc b¶o vÖ tèt, l−îng tiªu hao khÝ gi¶m. Ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc øng dông khi hµn c¸c tÊm dµy hoÆc kim lo¹i vËt hµn dÉn nhiÖt nhanh. Th−êng dïng khi S > 5 mm. Ph−¬ng ph¸p hµn tr¸i (H.4.7b): trong qu¸ tr×nh hµn ngän löa hµn h−íng vÒ phÝa ch−a hµn, que hµn ®i tr−íc má hµn ®i sau. Trong tr−êng hîp hµn tr¸i, mÐp hµn ®−îc nung nãng s¬ bé nªn kim lo¹i vòng hµn ®−îc trén ®Òu h¬n, ®ång thêi quan s¸t mèi hµn dÔ, mÆt ngoµi mèi hµn ®Ñp. Ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc dïng khi hµn c¸c tÊm máng (S < 3 mm) hoÆc kim lo¹i vËt hµn dÔ ch¶y. b/ ChÕ ®é hµn khÝ Khi hµn khÝ, dùa vµo tÝnh chÊt cña vËt liÖu, kÝch th−íc, kÕt cÊu vËt hµn, vÞ trÝ mèi hµn vµ kiÓu mèi hµn ®Ó chän chÕ ®é hµn hîp lý, bao gåm chän gãc nghiªng má hµn, c«ng suÊt ngän löa vµ ®−êng kÝnh que hµn phô. Gãc nghiªng má hµn (α): so víi mÆt ph¼ng hµn ®−îc chän theo nguyªn t¾c sau: ChiÒu dµy cµng lín, gãc nghiªng má hµn cµng α Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 45 H.4.8. Gãc nghiªng má hµn
  12. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn lín; NhiÖt ®é ch¶y vµ ®é dÉn nhiÖt cña vËt liÖu hµn cµng cao, gãc nghiªng cµng lín. VÝ dô khi hµn ®ång gãc nghiªng α = 60÷80o, cßn khi hµn ch× α ≤ 10o. B¾t ®Çu hµn gãc nghiªng lín, gÇn kÕt thóc gãc nghiªng gi¶m. C«ng suÊt ngän löa: c«ng suÊt ngän löa tÝnh b»ng l−îng khÝ ®−îc ®¸nh gi¸ qua l−îng khÝ tiªu hao trong mét giê, chän theo nguyªn t¾c: VËt hµn cµng dµy, c«ng suÊt ngän löa cµng lín; vËt liÖu cã nhiÖt ®é ch¶y vµ ®é dÉn nhiÖt cµng cao, c«ng suÊt ngän löa cµng lín. C«ng suÊt cña ngän löa khi hµn ph¶i cao h¬n hµn tr¸i. • Khi hµn thÐp c¸cbon thÊp, ®ång thau, ®ång thanh th−êng chän l−îng tiªu hao C2H2 trong mét giê theo c«ng thøc sau: VC2H2 = (100 ÷ 120).S [lÝt/h] - ®èi víi hµn tr¸i VC2H2 = (120÷150).S [lÝt/h] - ®èi víi hµn ph¶i Trong ®ã S lµ chiÒu dµy vËt hµn [mm]. • Khi hµn ®ång ®á do tÝnh dÉn nhiÖt lín nªn tÝnh theo c«ng thøc sau: VC2H2 = (150÷200).S [lÝt/h] §−êng kÝnh que hµn: phô thuéc vËt liÖu hµn vµ ph−¬ng ph¸p hµn. Khi hµn thÐp c¸cbon chän theo c«ng thøc kinh nghiÖm sau: S Hµn tr¸i: d = +1 [mm] 2 S Hµn ph¶i: d= [mm] 2 c/ ChuyÓn ®éng cña má hµn vµ que hµn khÝ C¨n cø vµo vÞ trÝ mèi hµn, kiÓu mèi hµn, chiÒu dµy vËt hµn ®Ó chän chuyÓn ®éng cña que hµn vµ má hµn cho hîp lý. Khi hµn sÊp vµ hµn gãc cã thÓ tiÕn hµnh theo ph−¬ng ph¸p hµn ph¶i hoÆc hµn tr¸i. Khi hµn sÊp, dÞch chuyÓn que hµn vµ má hµn th−êng theo ®−êng dÝch d¾c (H.4.9a). Khi hµn gãc, t¹i c¸c ®iÓm biªn ®¶o chiÒu chuyÓn ®éng, que hµn vµ má hµn cã thêi gian dõng thÝch hîp ®Ó nung nãng mÐp hµn tèt, ®Ó kim lo¹i trén ®Òu vµ mèi hµn liªn kÕt tèt (H.4.9b). Khi hµn sÊp c¸c tÊm máng, ng−êi ta cßn sö dông ph−¬ng ph¸p hµn nhá giät (H.4.9c). Khi hµn, nung ch¶y que hµn t¹o thµnh tõng giät d¾p lªn mÐp hµn, sau ®ã nhÊc que hµn ra, ®−a má hµn s¸t vµo vËt hµn nung ch¶y giät kim lo¹i ë mèi hµn t¹o thµnh mét ®iÓm hµn, sau ®ã tiÕp tôc lÆp l¹i ®Ó hµn ®iÓm tiÕp theo. Que hµn Má hµn Má hµn Que hµn Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 46
  13. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn d/ Hµn c¸c mèi hµn cã vÞ trÝ kh¸c nhau trong kh«ng gian Trªn (H.4.10) giíi thiÖu ph−¬ng ph¸p hµn t¹i c¸c vÞ trÞ mèi hµn kh¸c nhau: - Khi hµn ®øng th−êng dïng hµn tr¸i tõ d−íi lªn (H.4.10a). - Khi hµn ngang, má hµn ®Æt lÖch trôc víi h−íng hµn ®Ó h¹n chÕ kim lo¹i vòng hµn bÞ r¬i khi hµn (H.4.10b). - §èi víi hµn trÇn (H.4.10c), cÇn nung nãng mÐp hµn tèt míi ®−a que hµn vµo, khi hµn nªn hµn tõng líp máng vµ hµn nhiÒu lÇn nÕu mèi hµn lín. c/ a/ b/ H.4.10. Ph−¬ng ph¸p hµn mét sè vÞ trÝ mèi hµn ®Æc biÖt a) Hµn ®øng b) Hµn ngang c) Hµn trÇn 4.6. C¾t kim lo¹i b»ng khÝ 4.6.1. Thùc chÊt cña qu¸ tr×nh c¾t kim lo¹i b»ng khÝ Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 47
  14. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn Thùc chÊt cña qu¸ tr×nh c¾t kim lo¹i b»ng khÝ lµ ®èt ch¸y kim lo¹i c¾t b»ng dßng «xy, t¹o thµnh c¸c «xýt (FeO, Fe2O3, Fe3O4), lµm nãng ch¶y c¸c «xyt ®ã vµ thæi chóng ra khái mÐp c¾t t¹o thµnh r·nh c¾t. S¬ ®å qu¸ tr×nh c¾t kim lo¹i b»ng khÝ ®−îc tr×nh bµy trªn (H.4.11): Khi b¾t ®Çu O2 C2H2+O2 1 c¾t, kim lo¹i ë mÐp c¾t ®−îc nung nãng ®Õn nhiÖt ®é ch¸y nhê nhiÖt cña ngän löa 3 nung, sau ®ã cho dßng «xy thæi qua, kim 2 lo¹i bÞ «xy hãa m·nh liÖt (bÞ ®èt ch¸y) t¹o thµnh «xýt. S¶n phÈm ch¸y bÞ nung ch¶y vµ bÞ dßng «xy thæi khái mÐp c¾t. TiÕp theo, do ph¶n øng ch¸y cña kim lo¹i to¶ 5 4 nhiÖt m¹nh, líp kim lo¹i tiÕp theo bÞ nung H.4.11. S¬ ®å c¾t b»ng khÝ nãng nhanh vµ tiÕp tôc bÞ ®èt ch¸y t¹o 1) Dßng «xy c¾t 2) Dßng hçn hîp khÝ ch¸y thµnh r·nh c¾t. 3) Ngän löa nung nãng 4) R·nh c¾t 5) Ph«i c¾t 4.6.2. §iÒu kiÖn ®Ó c¾t ®−îc b»ng khÝ §Ó c¾t b»ng khÝ, kim lo¹i c¾t ph¶i tho¶ m·n mét sè yªu cÇu sau: - NhiÖt ®é ch¸y cña kim lo¹i ph¶i thÊp h¬n nhiÖt ®é nãng ch¶y cña kim lo¹i ®ã. §èi víi thÐp c¸cbon thÊp C < 0,7% nhiÖt ®é ch¸y vµo kho¶ng 13500C cßn nhiÖt ®é ch¶y gÇn 1.5000C nªn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn nµy. §èi víi c¸c lo¹i thÐp c¸cbon cao th× nhiÖt ®é ch¸y gÇn b»ng nhiÖt ®é ch¶y nªn tr−íc khi c¾t ph¶i ®èt nãng s¬ bé ®Õn 300÷6500C. - NhiÖt ®é nãng ch¶y cña «xýt kim lo¹i ph¶i thÊp h¬n nhiÖt ®é nãng ch¶y cña kim lo¹i ®ã. ThÐp hîp kim cr«m hoÆc cr«m-niken, do khi ch¸y Cr t¸c dông víi O2 ®Ó t¹o thµnh «xýt cr«m Cr2O3 cã nhiÖt ®é nãng ch¶y tíi 2.050oC v× vËy ph¶i dïng thuèc c¾t míi cã thÓ c¾t ®−îc. Nh«m vµ hîp kim cña nh«m, do nhiÖt ®é nãng ch¶y thÊp, khi ch¸y t¹o thµnh «xýt nh«m Al2O3 cã nhiÖt ®é nãng ch¶y tíi 2.000oC, mÆt kh¸c l¹i dÉn nhiÖt nhanh nªn còng kh«ng thÓ c¾t b»ng khÝ, trõ khi dïng thuèc c¾t. - NhiÖt to¶ ra khi kim lo¹i ch¸y ph¶i ®ñ lín ®Ó ®¶m b¶o sù c¾t ®−îc liªn tôc, qu¸ tr×nh c¾t kh«ng bÞ gi¸n ®o¹n. Khi c¾t c¸c tÊm máng b»ng thÐp c¸cbon thÊp nhiÖt l−îng sinh ra khi ch¸y ®¹t tíi 70% chØ cÇn nhiÖt l−îng cña ngän löa 30% n÷a lµ ®ñ c¾t liªn tôc. - ¤xýt kim lo¹i nãng ch¶y ph¶i cã ®é ch¶y lo·ng tèt, ®Ó dÔ t¸ch ra khái mÐp c¾t. Gang kh«ng thÓ c¾t b»ng khÝ v× nhiÖt ®é nãng ch¶y cao h¬n nhiÖt ch¸y vµ khi ch¸y t¹o ra «xýt silic SiO2 cã ®é sÖt cao. - §é dÉn nhiÖt cña kim lo¹i kh«ng qu¸ cao, tr¸nh sù t¶n nhiÖt nhanh lµm cho mÐp c¾t bÞ nung nãng kÐm lµm gi¸n ®o¹n qu¸ tr×nh c¾t. 4.6.3. Má c¾t khÝ Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 48
  15. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn §Ó c¾t b»ng khÝ chñ yÕu sö dông c¸c má c¾t dïng nhiªn liÖu khÝ. S¬ ®å cÊu t¹o chung cña chóng ®−îc tr×nh bµy trªn h×nh sau: 7 5 4 2 O2 6 1 3 C2H2 H.4.12. S¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o cña má hµn khÝ 1/ èng dÉn khÝ C2H2 2/ èng dÉn khÝ «xy 3/ Van ®iÒu chØnh dßng C2H2 4/ Van ®iÒu chØnh dßng «xy nung 5/ Van ®iÒu chØnh dßng «xy c¾t 6/ èng dÉn hçn hîp khÝ ch¸y 7/ èng dÉn dßng «xy c¾t KhÝ axªtylen ®−îc dÉn vµo èng (1) ®i qua van (3), cßn «xy ®−îc dÉn vµo èng (2), sau ®ã ph©n lµm hai nh¸nh, mét dßng ®i qua van (4) vµ tíi miÖng phun hót khÝ axªtylen vµ hßa trén t¹o ra hçn hîp ch¸y ®Ó nhËn ®−îc ngän löa nung nãng, mét dßng ®i qua van (5) tíi ®Çu má phun ®Ó t¹o ra dßng «xy c¾t. 4.6.4. kü thuËt c¾t khÝ a/ B¾t ®Çu c¾t Khi c¾t ph«i tÊm theo ®−êng c¾t hë, b¾t ®Çu c¾t tõ mÐp ph«i. Víi ph«i tÊm dµy d−íi 50 mm, má c¾t ®Æt th¼ng gãc víi mÆt ph¼ng c¾t (H.4.13a). NÕu chiÒu dµy ph«i lín h¬n 50 mm, khi b¾t ®Çu c¾t nªn nghiªng má c¾t mét gãc 5÷10o theo h−íng c¾t ®Ó nung nãng tèt mÐp c¾t, sau ®ã ®Æt th¼ng gãc (H.4.13b). I II H−íng c¾t H−íng c¾t a/ c/ b/ 5÷10o H.4.13. Kü thuËt c¾t khÝ Khi c¾t ph«i tÊm theo ®−êng c¾t kÝn, qu¸ tr×nh c¾t b¾t ®Çu ë gi÷a tÊm, bëi vËy ph¶i t¹o lç tr−íc b»ng ph−¬ng ph¸p khoan hoÆc dïng má c¾t ®Ó t¹o lç c¾t ban ®Çu. Khi dïng má c¾t ®Ó t¹o lç, ®Ó tr¸nh hiÖn t−îng næ, ®èi víi tÊm máng d−íi 20 mm, ®Æt má c¾t t¹i vÞ trÝ c¾t lç, më khÝ nung nãng tr−íc sau ®ã míi më «xy c¾t, víi c¸c tÊm Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 49
  16. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn dµy b¾t ®Çu nung nãng ë vÞ trÝ (I) vµ di chuyÓn chËm má c¾t ®Õn vÞ trÝ (II) míi b¾t ®Çu më «xy c¾t (H.4.13c). b/ Tèc ®é c¾t Tèc ®é c¾t lµ tèc ®é dÞch chuyÓn cña má c¾t däc theo ®−êng c¾t, còng lµ mét th«ng sè ¶nh h−ëng lín tíi qu¸ tr×nh c¾t. Khi tèc ®é c¾t nhá h¬n tèc ®é «xy hãa kim lo¹i theo chiÒu dµy c¾t th× mÐp c¾t bÞ ph¸ háng, ®ång thêi n¨ng suÊt c¾t gi¶m. Ng−îc l¹i, nÕu tèc ®é c¾t qu¸ lín, dÉn tíi c¾t bÞ sãt hoÆc qu¸ tr×nh c¾t bÞ gi¸n ®o¹n do mÐp c¾t kh«ng ®−îc nung nãng tèt. Tuú theo kim lo¹i c¾t, chiÒu dµy vËt c¾t, tèc c¾t th−êng tõ 75 - 550 (mm/phót). c/ Kho¶ng c¸ch tõ má c¾t ®Õn kim lo¹i c¾t Trong qu¸ tr×nh c¾t khÝ cÇn ph¶i khèng chÕ kho¶ng c¸ch tõ má c¾t tíi vËt c¾t thÝch hîp. Khi c¾t thÐp tÊm, c¨n cø vµo chiÒu dµi nh©n ngän löa vµ chiÒu dµy tÊm c¾t ta cã thÓ chän kho¶ng c¸ch nµy nh− sau: h = l + 2 [mm]. l - chiÒu dµi nh©n ngän löa §Ó gi÷ ®−îc kho¶ng c¸ch nµy kh«ng ®æi khi c¾t ta g¸ thªm mét cÆp b¸nh xe. d/ VÞ trÝ vµ sù di chuyÓn má c¾t - Khi c¾t tÊm theo ®−êng th¼ng, hîp lý nhÊt lµ má c¾t nªn ®Æt nghiªng mét gãc 20÷300 vÒ phÝa ng−îc h−íng c¾t (H.a). - Khi c¾t ph«i tiÕt diÖn trßn (H.b), b¾t ®Çu nung nãng ë mÆt trªn vµ dÞch chuyÓn má c¾t mét qu¶ng ng¾n, më «xy c¾t ®Ó tiÕn hµnh c¾t. 20÷300 a/ b c d H.4.14. VÞ trÝ vµ sù di chuyÓn má c¾t - §èi víi ph«i tiÕt diÖn vu«ng b¾t ®Çu c¾t tõ gãc, ban ®Çu má c¾t ®Æt nghiªng 2÷3o theo chiÒu ng−îc h−íng c¾t, lóc ®Õn gÇn cuèi nghiªng theo chiÒu ng−îc l¹i (H.c). - §èi víi ph«i thÐp gãc, má c¾t th−êng ®Æt vu«ng gãc víi mÆt c¾t, b¾t ®Çu c¾t tõ mÐp tíi ®Ønh ®Õn mÐp tiÕp theo (H.d). Ch−¬ng 5 Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 50
  17. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn Hµn ®iÖn tiÕp xóc 5.1. Thùc chÊt vµ ®Æc ®iÓm 5.1.1. Thùc chÊt Hµn ®iÖn tiÕp xóc (cßn gäi lµ hµn tiÕp xóc) lµ d¹ng hµn ¸p lùc, sö dông nhiÖt do biÕn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh nhiÖt n¨ng b»ng c¸ch cho dßng ®iÖn cã c−êng ®é lín ®i qua mÆt tiÕp xóc cña hai chi tiÕt hµn ®Ó nung nãng kim lo¹i. S¬ ®å nguyªn lý cña ph−¬ng ph¸p hµn P P ®iÖn tiÕp xóc nh− sau: Khi hµn, hai mÐp hµn ®−îc Ðp s¸t vµo nhau nhê c¬ cÊu Ðp, sau ®ã cho dßng ®iÖn ch¹y qua mÆt tiÕp xóc, theo ®Þnh luËt Jun-Lenx¬ nhiÖt l−îng sinh ra trong m¹ch ®iÖn hµn x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Q = 0,24. R. I 2 . t H.5.1. S¬ ®å nguyªn lý m¸y hµn ®iÖn tiÕp xóc I - c−êng ®é dßng ®iÖn hµn, t - thêi gian dßng ®iÖn ch¹y qua vËt hµn; R - ®iÖn trë cña toµn m¹ch. Do bÒ mÆt tiÕp xóc gi÷a hai mÐp hµn cã ®é nhÊp nh«, diÖn tÝch tiÕp xóc thùc tÕ bÐ h¬n so víi diÖn tÝch tiÕp xóc danh nghÜa, mÆt kh¸c trªn bÒ mÆt cã mµng «xýt vµ kh«ng s¹ch hoµn toµn nªn ®iÖn trë tiÕp xóc lín, l−îng nhiÖt sinh ra trong m¹ch chñ yÕu tËp trung ë mÆt tiÕp xóc cña hai mÐp hµn, nung nãng kim lo¹i ®Õn tr¹ng th¸i hµn. Khi hai mÐp hµn ®−îc nung nãng ®Õn tr¹ng th¸i hµn, hai chi tiÕt hµn ®−îc Ðp vµo nhau víi ¸p lùc lín t¹o thµnh mèi hµn. Ph−¬ng ph¸p nµy phô thuéc vµo ®iÖn trë suÊt ρ. Kim lo¹i cã ®iÖn trë suÊt nhá th× c−êng ®é dßng ®iÖn cÇn ph¶i lín vµ ng−îc l¹i. VÝ dô: khi hµn ®ång, nh«m vµ hîp kim cña chóng th× ph¶i dïng m¸y hµn cã c«ng suÊt lín. 5.1.2. §Æc ®iÓm - Thêi gian hµn ng¾n, n¨ng suÊt cao. Mèi hµn ®Ñp vµ bÒn. - DÔ c¬ khÝ hãa vµ tù ®éng hãa c¸c hÖ thèng hµn ®iÖn tiÕp xóc. - §ßi hái ph¶i cã m¸y hµn c«ng suÊt lín (dßng ®iÖn hµn cã thÓ lªn ®Õn vµi chôc ng×n Ampe). ThiÕt bÞ hµn ®¾t, vèn ®Çu t− lín. 5.2. Hµn tiÕp xóc gi¸p mèi Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 51
  18. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn Hµn tiÕp xóc gi¸p mèi lµ ph−¬ng ph¸p hµn ®iÖn tiÕp xóc mµ mèi hµn ®−îc thùc hiÖn trªn toµn bé mÆt tiÕp xóc cña hai chi tiÕt hµn. 5.2.1. Nguyªn lý chung 1 2 l1 l2 3 4 S¬ ®å nguyªn lý cña ph−¬ng ph¸p P nh− sau: hai chi tiÕt hµn (1) vµ (4) ®−îc kÑp chÆt trªn gi¸ cè ®Þnh (2) vµ gi¸ di déng (3), ®−îc nèi víi hai ®Çu cuén d©y 5 thø cÊp cña biÕn ¸p hµn (5). Nhê mét c¬ cÊu Ðp c¬ khÝ hoÆc thñy lùc hai chi tiÕt hµn ®−îc Ðp vµo nhau khi hµn. Theo tr¹ng th¸i nung kim lo¹i mÐp hµn, cã hai kiÓu hµn gi¸p mèi: hµn gi¸p mèi thuÇn ®iÖn trë vµ hµn gi¸p mèi nãng ch¶y. H.5.2. S¬ ®å m¸y hµn ®iÖn tiÕp xóc gi¸p mèi 5.2.2. ChuÈn bÞ chi tiÕt tr−íc khi hµn Hµn tiÕp xóc gi¸p mèi ®−îc øng dông ngµy cµng réng r·i trong c«ng nghiÖp, h×nh sau giíi thiÖu mét sè kÕt cÊu ®−îc chuÈn bÞ tr−íc khi hµn tiÕp xóc gi¸p mèi. a/ b/ H.5.3. ChuÈn bÞ chi tiÕt hµn a/ ChuÈn bÞ kh«ng ®óng; b/ ChuÈn bÞ ®óng 5.2.3. Kü thuËt vµ chÕ ®é hµn a/ Hµn ®iÖn tiÕp xóc gi¸p mèi thuÇn ®iÖn trë - Lùc Ðp: sau khi hai chi tiÕt hµn ®−îc Ðp s¸t vµo nhau víi lùc Ðp s¬ bé tõ 10÷15 N/mm2, tiÕn hµnh ®ãng ®iÖn nung kim lo¹i mÐp hµn ®Õn tr¹ng th¸i dÎo, c¾t ®iÖn vµ Ðp kÕt thóc víi lùc Ðp tõ 30÷40 N/mm2 ®Ó t¹o thµnh mèi hµn. - §iÖn ¸p hµn: U = 1÷12V. - C−êng ®é dßng ®iÖn hµn: cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc sau: Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 52
  19. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn Th Ih = (A). 0,24. K 2 . ρtb . t 0,24. m1 . Rtx . t + C. γ . F 2 F . π . γ . C. λ Trong ®ã: Th- NhiÖt ®é cÇn hµn (00C); K2- hÖ sè tæn thÊt nhiÖt. §èi víi thÐp c¸cbon kÕt cÊu thÊp lÊy b»ng 0,75; c¸c lo¹i thÐp kh¸c lÊy b»ng 0,9. ρtb- ®iÖn trë suÊt trung b×nh. ρtb = ρo (1 + αTh) (Ω.cm). ρo- ®iÖn trë suÊt vËt hµn ë 0oc. α- hÖ sè nhiÖt ®iÖn trë. §èi víi thÐp ρtb phô thuéc Th vµ ®−îc x¸c ®Þnh theo gi¶n ®å. Th−êng th× ®èi víi thÐp hîp kim thÊp vµ c¸cbon thÊp ρtb = 48 MΩ.cm; C¸c lo¹i thÐp kh¸c ρtb = 96 MΩ.cm m1 - HÖ sè phô thuéc ®iÖn trë tiÕp xóc lÊy gÇn ®óng = 0,4. Rtx - §iÖn trë tiÕp xóc lóc b¾t ®Çu hµn; C - §iÖn dung kim läai vËt hµn. γ - Khèi l−îng riªng kim lo¹i vËt hµn; F - DiÖn tÝch tiÕt diÖn chi tiÕt. λ - HÖ sè dÉn nhiÖt ( Calo/cm.s); t - Thêi gian cÇn thiÕt nung nãng Ta cã J √ t = K . 103; J- mËt ®é dßng ®iÖn, ®èi víi thÐp J = 20 ÷ 60 A/mm2 K - HÖ sè phô thuéc tÝnh chÊt vËt hµn, tiÕt diÖn chi tiÕt vµ chiÒu dµi phÇn nh«: VËt liÖu hµn ChiÒu dµi phÇn nh« §−êng kÝnh vËt hµn K l1, l2 (mm) (mm) ThÐp Cacbon thÊp d 4 ÷10 10 ThÐp hîp kim thÊp (0,7÷1)d 10 ÷ 40 8 §ång 2d -- 27 §ång thanh 1,5d -- 20 Nh«m 1,5d -- 12÷15 - C«ng suÊt hµn: C«ng suÊt riªng th−êng lÊy (0,12÷0,15) KVA/mm2. Khi hµn èng lÊy b»ng 0,2 KVA/mm2 . - Lùc Ðp: Lùc Ðp s¬ bé tr−íc khi nung nãng cã thÓ x¸c ®Þnh víi ¸p suÊt (10÷15) N/mm2, vµ sau khi nung nãng víi ¸p suÊt (30÷40) N/mm2 - ChiÒu dµi phÇn nh« l1, l2: l1 = (0,5÷1,5)d ; l2 = (0,5÷4)d. Hµn tiÕp xóc gi¸p mèi thuÇn ®iÖn trë ®ßi hái c¸c mÐp hµn ph¶i ph¼ng vµ song song víi nhau, tiÕt diÖn t¹i mÐp hµn kh«ng chªnh lÖch nhau nhiÒu vµ bÒ mÆt tiÕp xóc ph¶i ®−îc lµm s¹ch kü tr−íc lóc hµn. Hµn tiÕp xóc gi¸p mèi thuÇn ®iÖn trë chñ yÕu øng dông ®Ó hµn c¸c thanh, thái vµ d©y kim lo¹i cã tiÕt diÖn ®¬n gi¶n (h×nh trßn, vu«ng, ®a gi¸c... ) cã diÖn tÝch tiÕp xóc d−íi 1000 mm2. b/ Hµn gi¸p mèi nãng ch¶y Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 53
  20. Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ hµn §©y lµ ph−¬ng ph¸p hµn mµ kim lo¹i mÐp hµn ®−îc nung ®Õn tr¹ng th¸i nãng ch¶y. Cã hai ph−¬ng ph¸p tiÕn hµnh hµn gi¸p mèi nãng ch¶y: liªn tôc vµ gi¸n ®o¹n. Víi qu¸ tr×nh hµn liªn tôc: ban ®Çu hai mÐp hµn ®−îc Ðp nhÑ, ®ång thêi ®ãng ®iÖn. Ban ®Çu do tiÕp xóc kh«ng hoµn toµn, mËt ®é dßng ®iÖn t¹i c¸c ®Ønh tiÕp xóc lín, nhanh chãng lµm nãng ch¶y c¸c ®Ønh nhÊp nh«, diÖn tÝch tiÕp xóc t¨ng dÇn vµ c−êng ®é dßng ®iÖn t¨ng nhanh. Khi kim lo¹i trªn mÆt tiÕp xóc nãng ch¶y hoµn toµn, c¸c «xyt vµ mét phÇn kim lo¹i nãng ch¶y cïng vËt lÉn bÞ ®Èy ra ngoµi do t¸c dông cña lùc ®iÖn tõ, c¾t ®iÖn vµ tiÕn hµnh Ðp víi lùc Ðp lín ( tõ 2500÷5000 N/mm2) t¹o thµnh mèi hµn. §iÖn ¸p hµn khi hµn nãng ch¶y liªn tôc U = 1÷12 V, mËt ®é dßng ®iÖn tõ 10÷50 A/mm2. Víi qu¸ tr×nh hµn gi¸n ®o¹n: ®iÖn ®−îc ®ãng liªn tôc, cßn hai chi tiÕt hµn ®−îc Ðp tiÕp xóc víi nhau theo chu kú. Khi hai mÐp hµn tiÕp xóc, kim lo¹i bÞ nung nãng bëi dßng ®iÖn ch¹y qua mÆt tiÕp xóc, cßn khi hai mÐp hµn t¸ch ra, gi÷a hai mÐp hµn xuÊt hiÖn tia löa ®iÖn lµm t¨ng tèc ®é nung nãng mÐp hµn. Khi kim lo¹i hai mÐp hµn nãng ch¶y tèt, tiÕn hµnh Ðp kÕt thóc víi lùc Ðp tõ 15 ÷ 50 N/mm2, ®Ó t¹o thµnh mèi hµn. §iÖn ¸p hµn nãng ch¶y gi¸n ®o¹n U = 5÷15 V, mËt ®é dßng ®iÖn J = 3÷15 A/mm2. Hµn gi¸p mèi nãng ch¶y kh«ng ®ßi hái lµm s¹ch bÒ mÆt hµn kü tr−íc khi hµn, hµn ®−îc c¸c tiÕt diÖn phøc t¹p h¬n vµ chªnh lÖch nhau lín. Ph−¬ng ph¸p hµn nãng ch¶y gi¸n ®o¹n c«ng suÊt cña thiÕt bÞ yªu cÇu thÊp h¬n hµn liªn tôc. 5.3. Hµn ®iÓm 5.3.1. §Þnh nghÜa Hµn ®iÓm lµ ph−¬ng ph¸p hµn ®iÖn tiÕp xóc mµ mèi hµn kh«ng thùc hiÖn liªn tôc trªn toµn bé bÒ mÆt tiÕp xóc mµ chØ thùc hiÖn theo tõng ®iÓm riªng biÖt gäi lµ ®iÓm hµn. 5.3.2. C¸c ph−¬ng ph¸p hµn ®iÓm Khi hµn ®iÓm hai chi tiÕt hµn d¹ng tÊm ®−îc ®Æt xÕp chång lªn nhau. Theo c¸ch bè trÝ ®iÖn cùc hµn cã hai kiÓu hµn ®iÓm: hµn mét phÝa vµ hµn hai phÝa. - Khi hµn ®iÓm hai phÝa (H.5.4a), c¸c tÊm hµn ®−îc ®Æt gi÷a hai ®iÖn cùc hµn. Sau khi Ðp s¬ bé vµ ®ãng ®iÖn, dßng ®iÖn trong m¹ch chñ yÕu tËp trung ë mét diÖn tÝch nhá trªn mÆt tiÕp xóc gi÷a hai tÊm n»m gi÷a c¸c ®iÖn cùc, nung nãng kim lo¹i ®Õn tr¹ng th¸i nãng ch¶y. TiÕp theo c¾t ®iÖn vµ Ðp víi lùc Ðp ®ñ lín, t¹o nªn ®iÓm hµn. Ph−¬ng ph¸p hµn hai phÝa mçi lÇn hµn chØ ®−îc mét ®iÓm hµn gi÷a hai tÊm, nh−ng cã thÓ ®−îc c¸c tÊm dµy hoÆc hµn cïng mét lóc nhiÒu tÊm xÕp chång. Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng - 2006 54

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản