Các phương pháp hàn

ệ Công ngh  hàn d ướ ướ i n c – Underwater welding

Hàn d ướ ướ i n c là gì?

ươ ồ ế ớ Hàn d ướ ướ i n c là ph ng pháp hàn h  quang đi n ặ ệ  đ c bi ệ ượ t đ c ti n hành d ướ ướ i n ố   c. Que hàn có hai l p thu c

ố ọ ư ớ ườ ớ ướ ọ b c: 1 l p bên trong có tính năng nh  thu c b c que hàn thông th ng, 1 l p bên ngoài có tính năng cách n ộ   c. M t

ủ ể ườ ề ắ ố ươ ặ đ c đi m c a hàn d ướ ướ i n c là th ng có chi u dài m i hàn ng n. Ph ng pháp hàn d ướ ướ ượ ử ụ c đ c s  d ng trong i n

ừ ữ ắ ư ả ự ử ặ ấ ả t t c  các quá trình t xây d ng s a ch a, l p đ t cũng nh  b o trì.

ầ Hàn d ướ ướ i n c trong khai thác d u khí

ủ Nguyên lý c a hàn d ướ ướ i n c

ươ ướ ướ ự ả ổ ồ ị ướ ự Ph ng pháp hàn d i n c d a vào kh  năng cháy  n đ nh h  quang trong bong bóng khí d ự ủ   i s  làm mát c c c a

ườ ướ ệ ủ ồ ượ ạ ậ ượ ữ ả môi tr ng n c xung quanh. Nhi t c a h  quang đ c t o ra gi a que hàn và v t đ ậ ệ   c hàn làm nóng ch y v t li u

ầ ủ ậ ệ ơ ả ạ ố ọ ự ủ ả ạ ạ ộ ơ ả c  b n. S  nóng ch y Lõi c a que hàn, các h t kim lo i có trong thu c b c và m t ph n c a v t li u c  b n t o nên

ặ ố vũng hàn và đông đ c thành m i hàn.

Ư ượ ủ ể ồ u nh c đi m c a hàn h  quang d ướ ướ i n c

Ư ể u đi m

Ư ể ấ ủ ớ ươ ườ ướ u đi m l n nh t c a ph ể ng pháp này là có th  thao tác trong môi tr ng n c.

ạ ướ ướ ả ộ ☺ Có kh  năng linh ho t d i n c, có tính linh đ ng cao.

ể ở ề ị ☺ Có th  hàn nhi u v  trí, t ư ế  th .

ả ưở ệ ủ ươ ☺ Vùng  nh h ng nhi t c a ph ỏ ng pháp này nh .

ượ Nh ể c đi m

ị ướ ẩ ứ ạ ☹ Công tác chu n b  tr c khi hàn ph c t p.

ệ ướ ướ ặ ề ạ ở ☹ Vi c thi công hàn d c g p nhi u khó khăn, tr  ng i. i n

ấ ượ ủ ế ề ủ ụ ố ộ ộ ợ ☹ Ch t l ng m i hàn ch  y u ph  thu c vào trình đ  tay ngh  c a th  hàn.

ế ị ụ ụ ề ấ ố ☹ Thi t b  ph c v  cho công tác hàn r t nhi u và t n kém.

ộ ạ ườ ệ ồ ướ ☹ Đ c h i cho môi tr ặ ng, đ c bi t là ngu n n c.

☹ Khó quan sát khi hàn.

ồ ươ ả ử ụ ệ ươ ả ạ ể Hàn h  quang d ướ ướ i n c là ph ng pháp hi u qu  s  d ng ph ng pháp làm nóng ch y t i đi m hàn sau đó hóa

ậ ộ ử ụ ằ ố ồ ượ ự ả ứ c ng m i hàn b ng cách s  d ng dòng h  quang có m t đ  năng l ứ   ng cao. Tuy nhiên s  tan ch y và đông c ng

ả ưở ạ ủ ử ụ ế ơ ố ươ nhanh chóng gây ra các  nh h ng đ n c  tính kim lo i c a m i hàn. Do đó khi s  d ng ph ng pháp hàn d ướ   i

ướ ầ ế ố ự ả ộ ở ườ ướ ả ưở n c c n ph i chú ý đ n t c đ  làm mát c c nhanh gây ra b i môi tr ng n c xung quanh và  nh h ủ ng c a môi

ườ ấ ả ở ồ ưở ế tr ng giàu khí hidro gây ra b i dòng h  quang. Áp su t cao cũng gây ra các  nh h ồ ng đ n dòng h  quang. Đây là

ế ố ưở ấ ượ ế ủ ố ươ các y u t ả  chính  nh h ng đ n ch t l ng c a m i hàn trong ph ng pháp hàn d ướ ướ i n c.

ạ Phân lo i hàn d ướ ướ c i n

ươ ể ạ ộ ươ ạ ộ ố Có m t s  ph ng pháp đ  phân lo i hàn d ướ ướ i n c m t trong các ph ng pháp đó là phân lo i theo môi tr ườ   ng

ể ạ ạ hàn. Chúng ta có th  phân lo i thành các lo i sau:

ạ Phân lo i hàn d ướ ướ i n c

ế Hàn trong gi ng kín (Cofferdam)

ươ ể ứ ồ ộ ỗ ở ự ướ ự ể Ph ng pháp này là dùng bu ng khô đ  ch a toàn b  vùng hàn và có l m  trên m c n c bi n, do đó áp l c môi

ườ ự ề ặ ể ấ ư ố ươ ượ ụ ễ tr ng xung quanh bên trong gi ng nh  áp l c b  m t. Chúng ta có th  th y ph ng pháp này đ c áp d ng d  dàng

ề ặ ướ ầ ố ươ ở ươ ự ư ươ ớ v i các m i hàn g n b  m t n c. Ph ng pháp hàn đây t ng t nh  các ph ng pháp hàn trong không khí bình

ườ th ng.

ồ Hàn trong bu ng kín (Atmospheric pressure)

ư ố ươ ồ ượ ử ụ ướ ượ ẩ ờ Gi ng nh  ph ng pháp trên tuy nhiên bu ng đóng đ c s  d ng. N c đ ấ c đ y ra nh  áp su t khí. Lúc này áp

ẽ ả ứ ể ấ ấ ố ớ ươ ở ươ ự ằ su t khí bên trong s  gi m xu ng b ng v i m c áp su t khí quy n. Ph ng pháp hàn đây t ng t ư  nh  các

ươ ườ ph ng pháp hàn trong không khí bình th ng.

ươ ấ ồ ớ Ph ng pháp hàn trong bu ng kín v i áp su t cao (Hyperbaric)

ự ồ ữ ấ ơ ự ơ ớ ườ ươ ợ Áp l c bên trong bu ng gi áp su t h i cao h n so v i áp l c môi tr ng xung quanh. Ph ớ   ng pháp hàn phù h p v i

ự ầ ượ ử ụ ườ ợ ươ ể ỏ ờ áp l c cao c n đ c s  d ng trong tr ng h p này. Ph ng pháp này cũng đòi h i chi phí cao và th i gian đ  thi ế   t

ề ệ ố ướ ộ ớ ậ l p đi u ki n hàn t i đ  sâu l n. t d

ươ ạ ể Ph ng pháp hàn khô t i đi m hàn (Local dry)

ươ ử ụ ế ị ặ ệ ể ạ ạ ạ ấ ả ự ả Ph ng pháp này s  d ng thi t b  đ c bi t đ  t o ra tình tr ng khô t ố   i kho ng hàn. T t c  khu v c bao quanh m i

ề ằ ườ ướ ươ ế ệ ớ ươ ồ hàn đ u n m trong môi tr ng n c. Ph ng pháp này ti ơ t ki m chi phí h n so v i các ph ng pháp hàn bu ng kín,

ả ơ ư ả ủ ế ả ả ố tuy nhiên chúng ta ph i quan tâm đ n kh  năng làm khô, cũng nh  đ m b o c  tính c a m i hàn.

ướ ơ ầ Hàn t đ n thu n

ươ ệ ả ấ ượ ư ả ấ ả ơ Đây là ph ng pháp hàn đ n gi n nh t, nh ng nó có các khó khăn trong vi c đ m b o ch t l ố ng m i hàn.

ủ Các r i ro khi hàn d ướ ướ i n c:

ể ả ị ệ ậ ợ ặ ư ề ẩ ầ ợ ồ ủ Có th  x y ra r i ro b  đi n gi ệ t cho th  hàn/th  l n. C n đ a ra các bi n pháp đ  phòng bao g m tiêu chu n cách

ệ ợ ế ị ế ị ệ ắ ắ ồ ắ ồ ớ ạ ệ đi n thích h p cho thi t b  hàn, thi t b  đóng ng t, c t ngu n đi n ngay khi t t h  quang và gi ạ   i h n đi n áp m ch

ứ ợ ượ ạ ở ồ ướ ừ ầ ủ ở h  thích h p cho máy hàn. R i ro th  hai là hydro và oxy đ c t o ra b i h  quang khi hàn t. C n phòng ng a kh ả

ạ ơ ổ năng hình thành các túi khí, t o ra nguy c  gây n .

ủ ả ưở ớ ợ ặ ừ ợ ơ ế ậ ớ ạ ấ R i ro khác  nh h ng t i th  hàn/th  l n t nit thâm nh p vào máu khi ti p xúc v i không khí t i áp su t gia tăng.

ơ ơ ừ ự ệ ể ạ ấ ả ồ ồ Bi n pháp phòng ng a là cung c p ngu n khí d  phòng và bu ng gi m áp đ  tránh nguy c  r i vào tr ng thái mê man

ơ ờ do nit gây nên khi lên b  nhanh.

ế ấ ữ ớ ượ ằ ươ ướ ể ố ể V i nh ng k t c u đ c hàn d ướ ướ i n c b ng ph ng pháp hàn t, vi c ệ  ki m tra m i hàn ơ    có th  khó khăn h n.

ệ ả ấ ượ ả ế ậ ể ố ồ ộ ố ư Vi c đ m b o ch t l ễ ng m i hàn đ ng b  cũng không d  dàng và m i hàn có th  có khuy t t t nh ng không phát

ệ ượ hi n đ c.

Hàn ma sát

ị Đ nh nghĩa hàn ma sát

ử ụ ự ệ ạ ề ặ ế ử ế Hàn ma sát là quá trình hàn áp l c ,s  d ng nhi t ma sát sinh ra t i b  m t ti p xúc gi a hai chi ti ộ   ể t chuy n đ ng

ố ớ ự ể ế ẻ ể ạ ả ế ạ ớ ươ t ng đ i v i nhau đ  nung mép hàn đ n tr ng thái ch y d o ,sau đó dùng l c ép đ  ép hai chi ti i v i nhau làm t l

ế ạ ạ ố cho kim lo i mép hàn khu ch tán sang nhau t o thành m i hàn.Hàn ma sát

Hàn ma sát

ề ặ ủ ể ể ộ ươ ố ớ ướ ụ ượ ậ ✪ Khi 2 b  m t c a v t th  chuy n đ ng t ng đ i v i nhau d ủ ự i tác d ng c a l c ép thì năng l ng c  h c s ơ ọ ẽ

ể ệ chuy n thành nhi t năng.

✪ Ma sát trong hàn là ma sát khô.

ọ Tên g i khác

ế ✪ Ti ng anh:Friction welding/Friction Stir Welding

✪ Pháp:Soudage par friction

ứ ✪ Đ c ReibschweiBen.

ươ Các ph ng pháp hàn ma sát:

✪ Hàn ma sát quay

ị ế ✪ Hàn ma sát t nh tuy n

✪ Hàn ma sát ngoáy.

Ư ể u đi m hàn ma sát

ậ ệ ế ệ ạ ✪ Ít hao phí v t li u ,ti t ki m kim lo i.

ự ấ ờ ✪ Th i gian hàn c c nhanh ,năng su t cao .

ứ ạ ệ ử ạ ộ ạ ắ ộ ✪ Không phát x  đ c h i(khói đ c, b n tóe,b c x  đi n t ạ  ngo i,..)

ế ạ ạ ả ề ể ố ố ✪ Kh  năng ch  t o l i và đi u khi n các thông s  quá trình hàn t t .

ầ ạ ổ ụ ✪ Không c n b  sung kim lo i ph .

ề ả ấ ự ộ ễ ợ ✪ D  dàng tích h p quá trình hàn vào dây chuy n s n xu t t đ ng .

ủ ộ ế ế ệ ặ ệ ✪ Đ  chính xác c a các chi ti ể ả t hàn cao (k  c  khi hàn ti t di n đ c bi t ).

ượ ạ ớ ạ ✪ Hàn đ c các kim lo i khác lo i v i nhau.

ấ ố ơ ố ✪ C  tính m i hàn r t t t .

ượ ạ ế ệ ✪ Hàn đ c các lo i ti t di n khác nhau .

ườ ấ ạ ả ✪ Môi tr ng s n xu t s ch.

ề ủ ầ ề ✪ Không yêu c u cao v  tay ngh  c a công nhân.

ế ậ ư ầ ố ✪ Khuy t t t m i hàn h u nh  không có .

ầ ế ệ ủ ế ả ầ ✪ Không c n yêu c u ti t di n c a 2 chi ti ố t ph i gi ng nhau.

ượ ể Nh c đi m hàn ma sát:

ồ ố ✪ M i hàn l ắ ỏ ấ i bavia nên m t công c t b .

ủ ề ế ị ả ✪ Chi u dài c a chi ti t hàn b  gi m.

ế ị ắ ề ✪ Thi t b  hàn đ t ti n.

ướ ủ ế ị ạ ế ✪ Kích th c c a chi ti t hàn b  h n ch

ượ ế ấ ứ ạ ✪ Kông hàn đ c k t c u quá ph c t p.

ụ ạ ứ Ph m vi  ng d ng

ủ ế ế ạ ụ ố Ch  y u hàn các chi ti t d ng thanh,  ng, tr c..

ử ể ị L ch s  phát tri n

ỹ ượ ườ ợ ệ ủ ề ầ ệ ậ K  thu t này đ ộ c m t ng ự   i th  ti n c a Nga Xô tên là AI Chudikov phát hi n vào năm 1954. Sau nhi u l n th c

ệ nghi m, ông đã thành công.

ừ ậ ỹ ượ ư ứ ạ ở ứ ậ ỹ ✪ T  năm 1956, k  thu t này đã đ c đ a vào nghiên c u t i S  nghiên c u k  thu t hàn Soviet (VNIESO) và đ ượ   c

ậ ủ ậ ỹ coi là k  thu t bí m t c a Nga.

ề ỹ ậ ọ ậ ả ủ ủ ề ề ậ ỹ ✪ Năm 1960, thông tin v  k  thu t này l t vào tay c a K  thu t Đi u tra Đoàn c a Nh t b n trong khi đoàn đi u tra

ở ữ ở ậ ậ ỗ ợ ủ ề ậ ỷ ỹ này đang Nga, (trong nh ng năm th p k  (19)70, chính ph  Nh t h  tr  thành l p các đoàn đi u tra k  thu t, c ậ ử

ỹ ư ỏ ố ể ọ ậ ế ậ ứ ộ ạ ự ệ ệ ạ các k  s  gi i đi tham quan các xí nghi p ngo i qu c đ  h c t p, th c ra là m t d ng đi p viên kinh t ), l p t c các

ậ ượ ỹ ứ ỹ ủ ể ệ ề ậ ố ộ thông tin k  thu t đ c chuy n v  Tokyo và Hi p h i nghiên c u k  thu t hàn c a Anh Qu c (BWRA).

ườ ố ỹ ế ạ ụ ậ ậ ậ ộ ỹ ✪ Năm 1961 ng ắ ầ ứ i Nh t công b  k  thu t hàn ma sát xoay và b t đ u  ng d ng r ng rãi trong k  thu t ch  t o ph ụ

tùng xe h i.ơ

ắ ầ ư ạ ạ ế ạ ế ạ ệ ✪ Năm 1962, hãng ch  t o máy d t Toyota b t đ u đ a vào ch  t o máy hàn ma sát xoay hàng lo t d ng Brake.

ế ậ ạ ậ ệ ắ ầ ứ ứ ề ộ ✪ Năm 1964, thi t l p H i nghiên c u hàn ma sát, b t đ u nghiên c u hàn ma sát trên nhi u lo i v t li u khác nhau,

ế ề ẩ ờ ạ ơ ở t o c  s  lý thuy t cho ra đ i các quy chu n v  hàn ma sát JIS 3607

ượ ủ ộ ừ ỹ ế ạ ủ ậ ✪ Năm 1998 hãng Izumi đ ế ạ c  y thác ch  t o toàn b  t k  thu t bàn giao c a Toyota đã ch  t o thành công máy

ạ ậ ệ ớ ườ ả ấ ỏ hàn ma sát NC . Máy hàn ma sát có kh  năng hàn 2 lo i v t li u khác nhau v i đ ng kính nh  nh t là 1.6mm.

ể ậ ỹ ườ ườ ả ế ụ ậ Có th  nói k  thu t này do ng ở ầ i Nga kh i đ u và ng ứ i Nh t đã c i ti n và  ng d ng thành công.

Hàn ma sát quay

ổ ế ấ ủ ạ ở ệ ẩ Hàn ma sát quay là lo i hàn ph  bi n nh t c a hàn ma sát và tr ố    thành tiêu chu n công nghi p trong hàn các  ng

ụ ụ ệ ầ ồ ữ ộ ộ ậ ầ khoan, c n khoan, tr c bánh xe, tr c quay, c n piston. Hàn ma sát xoay bao g m vi c gi m t b  ph n trong khi quay

ư ậ ạ ầ ộ b  ph n khác và đ a chúng l i g n nhau.

ứ ự ủ ươ ư Th  t c a ph ng pháp hàn này nh  sau:

ị Khâu chu n bẩ

ộ ộ ậ ượ ẩ ị ữ ố ị ậ ượ ữ ặ Khâu chu n b  hàn ma sát xoay. M t b  ph n đ c gi ộ ộ  c  đ nh, m t b  ph n khác đ c gi trên mâm c p xoay

ướ B c quay 1

ậ ố ị ố ộ ắ ầ ớ ộ ướ ế ặ B c quay 1 trong hàn ma sát quay. Mâm c p tăng t c đ  xoay và b t đ u ti p xúc v i b  ph n c  đ nh.

ướ B c quay 2

ế ụ ượ ướ ự ắ ầ ị ẩ ế B c quay 2 trong hàn ma sát quay. L c ép ti p t c đ ạ ẻ c tăng cho đ n khi kim lo i d o b t đ u b  đ y ra kh i b ỏ ề

ặ ế ế ụ ộ ượ ướ ế ế ạ ẻ ừ ủ ượ ẩ m t ti p hàn ti p xúc. B c này ti p t c cho đ n lúc m t l ng kim lo i d o v a đ  đ c đ y ra.

ướ B c rèn

ạ ắ ầ ượ ướ ừ ự ầ ặ B c rèn trong hàn ma sát quay. Mâm c p ng ng xoay, l c nén tăng, hai ph n kim lo i b t đ u đ ớ c rèn v i nhau.

ế K t thúc

ộ ố ế ế ấ ở ồ K t thúc hàn quay. Quá trình hàn k t thúc, toàn b  m i hàn tr  thành đ ng nh t.

ộ ươ ả ụ ể ạ ạ ớ ộ Hàn ma sát xoay là m t ph ố ả   ng pháp linh đ ng, có th  kh  d ng v i các lo i kim lo i khác nhau. Các tham s   nh

ưở ố ộ ấ ệ ỡ ủ ừ ự ế ờ ố ố ồ h ng đ n m i hàn bao g m: t c đ  xoay, l c nén, th i gian xoay. tùy t ng ch t li u kích c  c a m i hàn mà ng ườ   i

ề ợ ỉ ta đi u ch nh cho thích h p.

ệ Hàn nhi t nhôm

ị Đ nh nghĩa

ệ ề ộ Hàn nhi t nhôm (Exothermic welding hay exothermic bonding, thermite welding (TW)) thu c v  các quá trình hàn

ơ ở ự ả ệ ừ ả ứ ạ ủ ử nóng ch y. Quá trình hàn này d a trên c  s  nhi t sinh ra t ph n  ng kh  ôxit kim lo i c a nhôm.

→ ả ứ ớ ồ 3CuO + 2Al 3Cu + Al2O3 + Heat (Quá trình ph n  ng v i oxit đ ng)

ả ứ ệ ườ ượ ử ụ ố ồ ụ Ph n  ng nhi t nhôm th ng đ ạ   ư c s  d ng cho hàn các dây n i đ ng, nh ng cũng áp d ng cho hàn các kim lo i

ư ặ ồ ỏ ỉ ệ ữ ụ ạ ồ khác nh  thép không g , gang, thép, đ ng thau, đ ng đ …Nó cũng đ c bi t h u d ng khi hàn hai kim lo i khác nhau.

ươ ươ ể ặ Tên th ạ ủ ng m i c a ph ng pháp này có th  là: Ultraweld, Cadweld, Techweld ho c Thermoweld.

ệ Hàn nhi t nhôm

ể ặ Đ c đi m

ể ớ ✪ Th  tích hàn l n

ự ỳ ủ ế ờ ượ ổ ứ ả ơ ả ố ✪ Th i gian k t tinh c a vũng hàn c c k  lâu và thu đ ch c đúc, đ m b o c  tính m i hàn. c t

ệ ể ượ ể ừ ề ủ ể ả ườ ự ệ ✪ Hàn nhi t nhôm có th  đ c đi u khi n t xa gi m thi u các r i ro cho ng i th c hi n.

ươ ỏ ỏ ư ặ ấ ợ ả ờ ế ấ ệ ặ ✪ Tuy nhiên ph ế ng pháp này đ i h i ph i thay th  khuôn đúc, cũng nh  g p b t l ề i khi g p đi u ki n th i ti t x u

ờ ệ ế n u làm vi c ngoài tr i

ụ ạ ứ Ph m vi  ng d ng

ứ ụ ủ ươ ườ ✪ Ngày nay thì  ng d ng chính c a ph ng pháp này là hàn các đ ử ng ray xe l a

ử ể ị L ch s  phát tri n

ượ ể ả ở ✪ Nó đ c phát tri n b i Hans Goldschmidt kho ng năm 1895.

ứ ụ ạ ầ ệ ượ ể ế ✪ Kim lo i màu đ u tiên  ng d ng cho hàn nhi t nhôm đ ở c phát tri n vào năm 1938 b i Ti n sĩ Charles Cadwell,

ộ ở ệ ụ ườ ạ ọ ở m t chuyên gia ọ ứ  vi n khoa h c  ng d ng (Tr ng Đ i h c Case Western Reserve), ệ ử  Cleveland, Ohio. Vi c s

ầ ườ ử ụ d ng đ u tiên là quá trình hàn đ ng ray xe l a.

ườ ượ ấ ế ủ ỹ ố ằ ✪ John H. Deppeler Jr là ng c c p b ng sáng ch  c a M  s 1671412. i đ

ướ ệ Các b c trong hàn nhi t nhôm

ệ ươ ệ ả ộ ươ ượ ụ Hàn nhi t nhôm ộ  là m t ph ng pháp hi u qu , có tính di đ ng cao, là ph ng pháp đ c áp d ng cho hàn các chi ti ế   t

ế ấ ư ườ ấ ủ ắ ả ệ ộ ệ ộ ầ thép k t c u nh  là các ray đ ng s t. B n ch t c a hàn nhi t nhôm là m t quá trình đúc. Nhi t đ  đ u vào cao và

ủ ể ệ ặ ệ ươ ộ ứ ợ các đ c đi m quá trình luy n kim c a hàn nhi t nhôm làm cho ph ớ ng pháp này phù h p v i hàn thép đ  c ng cao.

ệ ườ ượ ứ ệ ố ụ ườ ỏ Hàn nhi t nhôm th ng đ c  ng d ng trong làm h  th ng đ ng ray tàu h a.

ệ ầ ộ ườ ự ệ ỹ ươ ỉ ượ ậ Hàn nhi t nhôm là m t quá trình yêu c u ng ả i th c hi n ph i có k  năng. Ph ng pháp hàn ch  đ ở   c v n hành b i

ỉ ề ươ ữ ứ nh ng công nhân đã có ch ng ch  v  ph ng pháp hàn này.

ừ ạ ế ư ể ố Tùy t ng lo i m i hàn mà chi ti ạ   t quá trình là khác nhau, nh ng quá trình hàn nói chung có th  chia thành 6 công đo n

ư nh  sau:

ở ữ ị ẩ ẩ ậ Chu n b  c n th n khe h  gi a hai thanh ray.

ở ầ ượ ướ ẳ Khe h  c n đ ằ c đo b ng th c th ng, eke

ả ẳ ẳ ố 1. ể ả đ  đ m b o m i hàn ph ng, th ng.

ậ ệ ẫ ằ ị Khuôn m u b ng v t li u ch u nhi ệ ượ t đ c

ấ ạ ớ ượ ớ ừ ả s n xu t kh p v i t ng lo i ray. Nó đ c

ạ ả ố ẹ ố ị k p c  đ nh t ữ i kho ng n i gi a hai ray. Giá

ố ệ ượ ắ 2. ồ ắ l p cho bu ng đ t nhi t nhôm đ c g n vào.

ượ Khoang hàn bên trong khuôn đ c làm nóng

ọ ử ự ớ ờ ằ b ng ng n l a gas­oxy v i áp l c và th i gian

ượ ừ ạ ị làm nóng đ c quy đ nh theo t ng lo i thép.

ấ ượ ụ ẽ ố ộ Ch t l ng m i hàn s  hoàn toàn ph  thu c

ơ ộ 3. vào quá trình nung nóng s  b  này.

ố ệ ượ ả ấ ầ Thành ph n thu c nhi t nhôm đ c s n xu t

ấ ấ ạ ỏ ể đ  dung c p thép l ng có tính ch t kim lo i

ấ ủ ạ ườ ợ ớ phù h p v i tính ch t c a kim lo i đ ng ray

ượ ấ ệ đ c hàn. Sau khi hoàn t t quá trình gia nhi t

ứ ố ố ệ ượ m i hàn, khay ch a thu c nhi t nhôm đ c

ệ ả ứ   ắ l p lên trên mi ng khuôn. Quá trình ph n  ng

ệ ả ượ ạ ồ nhi t nhôm x y ra sau khi đ c m i giúp t o

ả ả ệ ra thép nóng ch y. Thép nóng ch y có nhi t

ả ộ ượ ạ ộ đ  cao kho ng 2500 đ  C đ c t o ra và

ả ố ố 4. ch y xu ng khoang m i hàn.

ượ ể ự ế Liên k t hàn đ c đ  làm mát t nhiên trong

ả ộ ờ m t kho ng th i gian quy đinh, sau đó khuôn

ẫ ượ ấ ừ ượ m u đ ầ c l y ra, các ph n thép th a đ c

ế ị ắ ủ ự 5. ắ ở c t b i thi t b  c t th y l c.

ộ ượ ớ ạ ố Khi kh p n i ngu i đ ạ ỏ c làm s ch, lo i b

ầ ư ừ ả ả ặ ố các ph n d  th a đ m b o m t m i hàn

ặ ườ ớ ớ ằ b ng v i m t đ ớ   ạ ng ray, hình d ng kh p v i

ườ ẽ ượ đ ố ng ray. Các m i hàn này s  đ ể   c ki m tra

ướ ượ ư ử ụ 6. tr c khi đ c đ a vào s  d ng.

ố ượ ấ ượ ể ề ọ ủ ả ả ầ ổ ươ ươ ớ Sau khi m i hàn đ c ki m tra v  ch t l ng, đ m b o yêu c u thì tu i th  c a nó t ng đ ọ ủ   ổ ng v i tu i th  c a

ườ ả ả ưỡ ử ụ đ ng ray, và không ph i b o d ng khi s  d ng.

ươ ệ ể ượ ự ệ ầ ế ị ạ Ph ng pháp hàn nhi t nhôm này có th  đ c th c hi n quanh năm, không c n các thi ặ t b  h ng n ng. Nó có th ể

ượ ư ế ỉ ộ ộ ớ ầ ở ườ ấ ả ế ị ể ả ủ ự ắ đ c đ a đ n n i c n hàn b i ch  m t đ i hai ng i. T t c  các thi ẫ t b  k  c  gas, khuôn m u, máy c t th y l c có

ể ượ ớ ị ể ộ ả ườ th  đ c mang t ệ ằ i đ a đi m làm vi c b ng m t xe bán t i bình th ng.

Hàn tia đi n tệ ử

ệ ử ị Đ nh nghĩa hàn chùm tia đi n t

ệ ử ả ử ụ ượ Hàn chùm tia đi n t (Electron beam welding (EBW) là quá trình hàn nóng ch y,s  d ng năng l ủ   ng siêu cao c a

ể ặ ả ượ ế chùm tia đi n t ệ ử ộ ụ ở ậ ộ ớ m t đ  l n đ  làm nóng ch y mép hàn ,sau khi đông đ c ta thu đ h i t c liên k t hàn.S  đ ơ ồ

ệ ử ủ nguyên lý c a hàn chùm tia đi n t

Nguyên lý hàn chùm tia đi n tệ ử

ệ ử ạ Nguyên lý t o chùm tia đi n t

ệ ự ủ ớ ệ ử ệ ẽ ộ ộ ị ừ ự ự ươ ✪ Khi hai đi n c c ch u m t đi n áp đ  l n ,s  sinh ra m t chùm tia đi n t phóng t c c âm sang c c d ng.

ố ộ ủ ệ ự ệ ử ữ ệ ớ ✪ Đi n áp gi a hai đi n c c càng l n thì t c đ  c a chùm tia đi n t càng cao.

ệ ử ị ổ ượ ể ườ ộ ụ ở ậ ộ ớ ✪ Tia đi n t không b  t n hao năng l ng do chuy n đi trong môi tr ng chân không do đó h i t m t đ  l n thì

ượ ấ ủ ẽ ấ ẽ ớ ủ ả ơ năng l ng c a chúng s  r t cao, kh  năng xuyên th u c a chúng s  l n h n.

Ư ể u đi m

ượ ề ấ ả ✪ Hàn đ ỏ c chi u dày t m m ng kho ng:0,01mm.

ạ ượ ề ấ ✪ Chi u sâu ng u đ t đ c: 200mm.

ỷ ệ ề ộ ế ề ấ ố ✪ T  l chi u r ng m i hàn/chi u sâu ng u đ n 1/40.

ố ộ ả ✪ T c đ  hàn kho ng 200mm/s

ế ấ ạ ✪ Bi n d ng th p

ả ạ ậ ệ ố ✪ Kh  năng t o ra m i ghép khác v t li u

ượ Nh ể c đi m

ự ế ệ ả ẫ ắ ồ ườ ✪ Ph i thao tác trong bu ng chân không d n đ n:giá thành máy đ t, khó th c hi n các đ ứ ạ ng hàn ph c t p, khó khăn

ậ ớ khi hàn các v t hàn l n.

ạ ủ ự ạ ✪ S  phát x  c a tia X trong quá trình hàn gây nguy h i cho công nhân.

ề ặ ạ ẩ ả ị ở ✪ Làm s ch b  m t ,và ph i chu n b  mép hàn không có khe h .

ố ộ ộ ế ủ ể ộ ươ ✪ T c đ  ngu i nhanh cũng là m t y u đi m c a ph ng pháp hàn này.

ệ ử ể ượ ớ ạ ấ ơ ở ệ ộ ư ợ ✪ Hàn chùm tia đi n t không th  hàn đ c v i các kim lo i áp xu t hóa h i cao nhi ả t đ  nóng ch y nh  h p kim

ấ ệ ạ ả ố ủ ẽ c a k m, cadimi, magie và đa s  các ch t li u không ph i kiem lo i.

ử ể ị L ch s  phát tri n

ầ ầ ố ế ị ệ ử ầ ệ ử 1958, Steigerwald,l n đ u tiên công b  thi t b  hàn chùm tia đi n t đ u tiên Hàn tia đi n t ụ   ể ứ  đã phát tri n  ng d ng

ạ ấ ạ ớ ự ự ề ề ấ ấ ỡ ạ trong r t nhi u lĩnh v c khác nhau v i s  đa d ng v  chungr lo i, c u t o, kích c , công su t.

Hàn tia laser

Khái ni mệ

ử ụ ả ượ ủ Hàn laser (Laser welding/ Laser beam welding ) là quá trình hàn nóng ch y ,s  d ng năng l ng c a chum tia ánh sáng

ể ế ượ ố ơ ắ ộ ụ ở ậ ộ đ n s c h i t ả  m t đ  siêu cao đ  làm nóng ch y mép hàn và sau khi k t tinh ta đ c m i hàn .Hàn Laze

Hàn tia Laser

Ư ể u đi m

ườ ậ ệ ầ ổ ✪ Th ng hàn không c n v t li u b  xung.

ố ộ ấ ượ ụ ể ẫ ả ặ ả ✪ Có th  hàn liên t c ho c hàn xung, t c đ  hàn nhanh mà c n đ m b o ch t l ố ng m i hàn.

ượ ư ấ ẻ ạ ậ ệ ề ạ ố ✪ Hàn đ c nhi u lo i v t li u kim lo i cũng nhu phi kim nh  ch t d o ,g m…

ự ế ế ạ ỏ ượ ượ ậ ượ ấ ✪ Liên k t hàn có bi n d ng c c nh  do năng l ng đ ổ c t p trung, t n hao năng l ng th p.

ả ưở ệ ề ộ ự ố ỏ ượ ậ ề ộ ề ✪ Vùng  nh h ng nhi t, b  r ng m i hàn c c nh  do năng l ng t p trung cao (t ỷ ệ  l ấ  chi u sâu ng u và b  r ng

ế ố m i hàn đ n 10:1).

ố ộ ễ ơ ấ ự ộ ✪ T c đ  hàn r t cao và d  c  khí hóa ,t đ ng hóa (CNC).

ượ ớ ậ ệ ế ề ể ✪ Có th  hàn 1 l t v i chi u dày v t li u đ n 30 mm.

ế ấ ể ấ ấ ấ ỏ ộ ế ị ự ủ ệ ố ờ ề ỉ ✪ Có th  hàn t m r t m ng đ n t m r t dày trên cùng m t thi t b  nh  đi u ch nh tiêu c  c a h  th ng laser.

ậ ệ ể ấ ạ ợ ✪ Có th  hàn các t m v t li u kim lo i, h p kim khác nhau.

ể ề ệ ✪ Có th  hàn trong các đi u ki n có t ừ ườ  tr ng cao.

ượ Nh ể c đi m

ậ ệ ệ ệ ả ả ạ ả ả ẽ ✪ V t li u có kh  năng ph n x  ánh sáng cao s  làm l ch chùn tia laser và làm gi m hi u qu  hàn

ố ộ ơ ổ ộ ố ị ✪ T c đ  ngu i nhanh làm m i hàn có nguy c  r  khí và b  dòn

ệ ứ ạ ử ể ạ ớ ườ ứ ầ ứ ạ ✪ B c x  nhi t ,b c x  t ngo i ,..l n gây nguy hi m cho ng i đ ng g n thi ế ị t b

ế ị ắ ề ✪ Thi t b  đ t ti n.

ầ ư ợ ậ ư ườ ạ ưỡ ế ị ử ữ ạ ✪ Đ u t đào t o th  v n hành, cũng nh  ng i bao d ng thi ế t b  cao, chi phí s a ch a là cao do đó cũng h n ch

ệ ệ ượ vi c công ngh  này đ ổ ế ộ c ph  bi n r ng.

Ứ ụ ủ ng d ng c a hàn laser:

ươ ứ ụ ế ấ ạ ọ ✪ Là ph ể ng pháp hàn ti n ,r t có tri n v ng , ng d ng đa d ng

ượ ứ ế ạ ấ ượ ụ ệ ầ ộ ư ệ ộ ✪ Đ c  ng d ng r ng rãi trong công nghi p ch  t o yêu c u ch t l ng cao ,đ  chính xác cao nh  công nghi p vũ

ự ụ ế tr , quân s , y t …

ế ụ ậ ứ ạ ứ ớ ồ ế ị ố ✪ Hàn các chi ti t ph c t p: vành bánh răng v i thân bánh răng, đ  trang s c, tr c b c, thi t b  chính xác, giáp m i

ố ệ ử ệ ng,linh ki n đi n t ạ , kim lo i màu..

ồ Ngu n laser CO2

ử ụ ủ ế ể ồ ỗ ợ ộ Laser ơ       CO2 là ngu n phát laser s  d ng h n h p khí ch  y u là CO2 ( CO2 + He + N2 có th  thêm m t ít H2, h i

ướ ặ ườ ạ ồ ượ n c có ho c không có Xenon ) làm môi tr ng kích ho t laser. Trong đó ngu n năng l ng kích thích các đi n t ệ ử

ỗ ợ ở ầ ố ế ể ặ ằ ả ồ trong h n h p khí đây có th  là ngu n DC ho c AC có t n s  bi n thiên n m trong d i sóng radio. Các phân t ử

ủ ẽ ệ ỗ ợ ườ ề ộ ộ ậ Nito trong h n h p khí s  nh n các kích thích c a đi n tr ng dao đ ng và chuy n các dao đ ng này sang các phân

ớ ử ậ ượ ượ ế ộ ộ ử t ạ  CO2 khi chúng va ch m v i nhau. Các phân t CO2 khi nh n đ c năng l ứ   ng dao đ ng tích luy đ n m t m c

ẽ ứ ạ nào đó s  phát ra các b c x .

ứ ứ ệ ề ấ ả ỗ ợ ệ ố Heli trong h n h p giúp làm nghèo hóa m c laser th p và đ m nhi m ch c năng truy n nhi t ra thành  ng vì Heli có

ề ệ ớ ọ ủ ố ề ẽ ổ ệ ố h  s  truy n nhi t l n. Đi u này s  giúp kéo dài tu i th  c a  ng phóng.

ệ ườ ề ị ế ị ả ổ Trong quá trình phóng đi n CO2 th ng b  phân rã thành Khí CO và O2 đi u này làm cho thi t b  gi m dâng tu i th ọ

ườ ặ ơ ướ ể ể do đó ng i ta cho thêm hydro ho c h i n c đ  giúp chuy n khi CO sinh ra v  d ng ề ạ  khí CO2.

ơ ồ ấ ạ ồ S  đ  c u t o ngu n Laser CO2

ướ ư ướ ừ ế Laser CO2 có b c sóng 10.6 micro mét, nh ng nó cũng phát ra các tia có b c sóng t 9 đ n 11 micro mét. Năng

ể ừ ộ ấ ử ụ ụ ệ ế ủ ồ ượ l ng c a các ngu n phát laser CO2 có th  t m t vài ch c watt đ n hàng ngàn Kilowatts hi u xu t s  d ng năng

ủ ườ ử ụ ể ắ ư ế ề ấ ạ ạ ầ ơ ơ ượ l ng c a nó th ng trên 10% cao h n h u h t các lo i laser th  r n nh ng th p h n nhi u lo i laser s  d ng diot.

ừ ượ ấ ạ ủ ệ ố Tùy t ng năng l ng phát mà c u t o c a các h  th ng laser CO2 là khác nhau.

ố ớ ượ ừ ệ ố ế ạ ườ ượ ặ Đ i v i laser năng l ng t vài watt đ n vài trăm watts, h  th ng t o laser CO2 th ng đ c đ t hoàn toàn trong

ố ệ ố ọ ế ề ổ ố ờ ệ ố ấ ạ ứ ạ ớ ng kín li n kh i. Các h  th ng này có tu i th  đ n vài ngàn gi ơ  phát. Các h  th ng l n h n có c u t o ph c t p và

ượ ả ế ể ấ ượ ư ế ượ ử ụ ngày càng đ c c i ti n, nó có th  cung c p các laser năng l ng đ n vài Megawatts nh  là đ c s  d ng trong các

ệ ố h  th ng vũ khí.

Ứ ụ ủ ng d ng c a laser CO2

ấ ệ ư ủ ắ ồ ỗ ườ ấ ừ ế ◉ C t các ch t li u nh a, g , th y tinh ngu n phát th ng có công su t t 20 đ n 200W.

ậ ệ ư ụ ắ ạ ặ ồ ồ ◉ C t các v t li u kim lo i nh  thép, nhôm, đ ng… Ngu n phát hàng ch c ho c hàng trăm kilowatts.

ắ ề ặ ◉ Khi nhãn, kh c b  m t

ượ ử ụ ạ ộ ả ẩ ẫ ỹ ◉ Laser CO2 cũng đ c s  d ng trong các ho t đ ng gi i ph u th m m

ồ Ngu n phát Laser Nd:YAG

ắ ử ụ ủ ể ạ ố ế Laser Nd: YAG là lo i Laser r n s  d ng th  pha lê Yttrium­Aluminum­Garnet và ph  nguyên t ủ    hi m Neodymi c a

ấ ể ườ ạ ướ ổ ồ ộ ỏ v  trái đ t đ  làm môi tr ng kích ho t (gain medium). Nó phát b ạ ầ   c sóng 1064 nm thu c ph  h ng ngo i g n.

ế ộ ụ ự ệ ể ắ ỗ ỡ ơ Laser Nd: YAG có các ch  đ  làm vi c liên t c – xung đ n – xung chu i – xung c c ng n (c  5ps). Nó có th  phát

ụ ớ ớ ầ ố ặ liên t c t i 100W ho c phát xung v i t n s  1000­10.000Hz

ồ Ngu n Laser ND

ộ ố ủ ể ạ ượ Nd: YAG là d ng tinh th  pha lê c a Yttrium Aluminium Garnet Y3Al5O12 trong đó m t s  ion Y3+ đ c thay th ế

ộ ố ộ ọ ở b i Nd3+. Nd hay Neodymi (tên Latinh: Neodymium) là m t nguyên t hóa h c thu c nhóm Lantan, còn Y3Al5O12 là

ấ ủ ộ ồ ườ ế ế ả ợ h p ch t c a Ytri và nhôm oxit. N ng đ  ion Nd3+ pha thêm th ng chi m kho ng 0.5% đ n 2%.

ơ ồ ấ ạ ả ủ ư ồ ơ S  đ  c u t o đ n gi n c a ngu n phát laser Nd:YAG nh  sau:

ộ ồ ưở Bu ng c ng h ng laser

ườ ể ạ 1. Môi tr ng kích ho t tinh th  Nd:YAG

ươ ạ ầ ả ệ ố 2. H  th ng g ng ph n x  đ u ra

ươ ả ầ ệ ố 3. H  th ng g ạ ng ph n x  toàn ph n

ồ ồ ơ 4. Ngu n kích thích ( ngu n b m)

ừ ồ ơ ể 5. Ánh sáng t ngu n kích thích b m vào tinh th

ệ ố ườ ướ 6. H  th ng làm mát (th ng là n c)

ệ ố ạ ả 7. H  th ng ph n x  ánh sáng

8. Laser ra

ơ ở ồ ể Ngu n b m đây có th  là

ặ ọ ◉ Đèn quang h c Krypton ho c Xenon

ẫ ◉ Laser bán d n AlGaAs

ể ở ế ộ ầ ố ụ ế ặ ộ ◉ Laser Nd:YAG có th  phát ra ch  đ  xung ho c liên t c tùy thu c vào t n s  kích thích, n u ta kích thích ở ầ    t n

ỏ ở ế ộ ầ ố ụ ẽ ặ ồ ố s  nh  thì laser Nd:YAG phát ch  đ  xung, còn khi ngu n kích thích phát t n s  cao ho c liên t c thì Laser s  phát

ra liên t c.ụ

Ư ể ủ u đi m c a laser Nd:YAG

ể ở ế ộ ế ộ ể ứ ụ ụ ộ ◉ Laser ND: YAG có th  phát ch  đ  xung và ch  đ  liên t c, do đó có th   ng d ng r ng rãi.

ế ể ấ ◉ Công su t laser ND:YAG có th  lên đ n hàng trăm megawatts.

ạ ồ ướ ượ ấ ố ở ầ ủ ế ể ◉ Laser phát ra tia h ng ngo i có b c sóng 1064 nm, đ c h p thu t i thi u b i h u h t các chromophores c a mô

ượ ứ ụ ọ nên đ ề c  ng d ng nhi u trong y h c.

ể ế Khuy t đi m

ệ ượ ườ ướ ấ ử ụ ◉ Hi u su t s  d ng năng l ấ ng th p, th ng là d i 5%

ề ướ ớ ổ ộ ơ ắ ủ ạ ộ ◉ Ph  phát x  r ng v i nhi u b c sóng, do đó đ  đ n s c c a Laser Nd: YAG không cao

ơ ả ề C  b n v  laser

ứ ạ ưỡ ề ự ấ ả ơ ả ạ ứ ượ ượ T t c  các lo i laser đ u d a trên nguyên lý c  b n là b c x  c ng b c, năng l ể ng chuy n hóa đ ở   ị c quy đ nh b i

ọ ừ ế ọ ượ ồ ơ c   ch   quang   h c   t ấ   ngu n   cung   c p:   quang   h c   l ng   t ử  Laser . là   t ừ ế ắ ủ  Light   Amplication   by   the t   c a vi t   t

ứ ạ ưỡ ế ạ ằ ứ ế ằ ơ ượ Stimulation Emission of Radiation (khu ch đ i ánh sáng b ng b c x  c ng b c) b ng c  ch  quang l ng t ử ở    b i

ể ượ ạ ể ử ụ ế các photon có th  đ ạ c t o ra, thu gom, khu ch đ i và khai thác đ  s  d ng.

ấ ả ầ T t c  các laser có 3 thành ph n chính:

ọ ườ ạ Lasing hay “gain” medium hay còn g i là rod là môi tr ng kích ho t laser

ồ ượ ệ ử ể ượ Ngu n năng l ng đ  kích thích các đi n t (electron) trong thanh rod (gain ể ạ  medium) đ  t o ra năng l ọ   ng cao g i

ộ ồ là Pump hay là ngu n kích đ ng

ồ ộ ọ ượ ặ ạ ể ể ộ ị ượ M t bu ng quang h c cho phép các photon đ c phát ra có th  dao đ ng và b  ch n l i đ  năng l ng đ ượ ộ   c c ng

ệ ố ọ ộ ồ ưở thêm vào hay còn g i là “pumped” vào h  th ng, đó là resonator (bu ng c ng h ng).

ồ Bu ng laser

ượ ượ ộ ỹ ạ ủ ệ ố ệ ử ử Khi năng l ng đ c c ng thêm vào h  th ng, qu  đ o c a các đi n t ủ  (electron) c a nguyên t trong gain medium

ể ạ ượ ơ ượ ướ ị b  kích thích đ  t o năng l ng cao h n. Khi năng l ng hình thành phân rã, các photon có cùng b c sóng. Tuy

ữ ỉ ượ ồ ượ nhiên, ch  có nh ng photon đ ớ ụ ủ c phát ra song song chính xác v i tr c c a bu ng quang (resonator) thì đ ả c ph n x ạ

ả ầ ở ọ ạ ầ ả ạ l ạ i gain medium b i kính ph n x  toàn ph n hay còn g i là HR ( highly reflective) và kính ph n x  bán ph n­ OC

ộ ầ ướ ự ộ (output coupler), gây ra m t t ng photon có cùng h ng, đ  phân c c và pha (phase).

ủ ượ ử ụ ượ ể ế ạ Gain Medium: gain medium c a laser đ ể c s  d ng đ  kích năng l ấ   ng đ  khu ch đ i hay làm gia tăng công su t

ụ ủ ả ấ ượ ừ ự ữ ướ ạ ệ ử ị ầ đ u ra c a laser. Gain medium có kh  năng h p th  năng l ng t pump và d  tr  nó d i d ng các đi n t b  kích

ề ả ượ ượ ứ ạ ướ ể ằ ố thích, và có kh  năng truy n năng l ng đ c b c x  ra có b c sóng mong mu n. Gain medium có th  b ng khí,

ấ ắ ấ ỏ ệ ử ấ ẫ ấ ọ ườ ầ ủ ợ ượ ặ ch t l ng, ch t r n, ch t bán d n, hay ch t có không đi n t ế . H u h t m i tr ng h p, tên c a laser đ c đ t theo

ủ ụ tên c a gain medium, ví d : carbon dioxide, argon, Alexandrite, Neodymium: Yttrium­Aluminum­Garnet (Nd: YAG),

v.v…

ậ ấ ộ ượ ồ ủ ổ ộ ể Pump: là b  ph n cung c p năng l ng cho gain medium. Ngu n c a pump có th  là ánh sáng quang ph  r ng hay

ượ ừ ệ ệ ề ệ ấ ầ ẹ h p đ c phát ra t ặ    bóng đèn, đi n áp cao, hóa ch t có đi n áp 1 chi u (DC), đi n cao t n­ radio frequency, ho c

ả ạ ngay c  là lo i laser khác.

ấ ắ ủ ớ ủ ử ế ủ ỏ ặ ấ Gain medium là ch t r n (pha lê hay th y tinh có th  l p các nguyên t ạ    hi m c a v  trái đ t ho c các ion kim lo i

ư ề ẫ ườ truy n d n) nh : ruby, alexandrite, Nd: YAG, v.v…) thì pump th ng dùng là bóng đèn (flashlamps) cho năng l ượ   ng

cao h n.ơ

ườ ệ ệ ầ Laser khí thì th ng dùng pump là đi n áp cao hay đi n cao t n­RF.

ệ ề ẫ Laser bán d n hay diode laser thì pump là dòng đi n 1 chi u (DC).

ượ ủ ượ ể ượ ử ụ ư ề ấ ở Năng l ng c a Diode lasers đ ệ c pump b i dòng đi n 1 chi u có th  đ ề   c s  d ng nh  là 1 pump cho r t nhi u

ư ạ ạ ắ lo i gain medium nh : gain medium r n (DPSS – Diode Pumped Solid State lasers), fiber lasers,và laser d ng đĩa

ỏ ọ ượ ượ ủ ươ m ng (thin disk lasers). Laser hóa h c (chemical lasers) đ ở c pump b i năng l ng c a t ọ ng tác hóa h c (HF/DF,

COIL)

ộ ồ ưở ạ ả ộ ọ ồ ưở ượ ắ Resonator: bu ng c ng h ng là bu ng quang h c giúp ph n x  giúp ánh sáng c ng h ng, đ c g n gain medium

ượ ự ả ủ ượ ủ ệ ử ị ộ ượ bên trong.Năng l ng c a Pump duy trì s  đ o ng c c a các đi n t b  kích thích, và ánh sáng d i ng ồ   c vào bu ng

ưở ạ ạ ộ ầ ủ ề ầ ả ạ ắ ơ ộ c ng h ng l i t o ra nhi u photon h n. M t đ u c a resonator có g n 1 kính ph n x  toàn ph n (highly reflective

ế ị ể ả ạ ả ạ ừ ạ ầ ặ ­HR) ho c 1 thi t b  ph n x  khác đ  ph n x  các ánh sáng phát ra t gain medium vào l ắ   i chính nó; đ u kia g n

ầ ỏ ọ kính bán ph n (partially reflective hay còn g i output coupler­ OC) cho phép ánh sáng laser thoát ra kh i resonator.

Hàn h iơ

ị ơ Đ nh nghĩa hàn h i

ơ ơ ọ ươ ử ụ Hàn h iHàn khí Oxy­fuel welding (hay còn g i là hàn h i,hàn oxy axetylen) là ph ng pháp hàn s  d ng nhi ệ ủ   t c a

ọ ử ể ạ ả ặ ấ ớ ố ng n l a sinh ra khi đ t cháy các ch t khi cháy (C2H2,CH4,C6H6…)ho c H2 v i oxy đ  nung ch y kim lo i,thông

ấ ằ ệ ả ứ ủ ậ ớ ụ d ng nh t là hàn b ng khí Ô xy –Axetylen vì nhi ạ   t sinh ra do ph n  ng cháy c a hai khí này l n và t p chung ,t o

ử ệ ộ ấ ớ ọ ử ử ấ ỉ thành ngon l a có nhi t đ  cao (vùng cao nh t t i 3200oC);còn ng n l a gi a oxy và các ch t khí cháy khác ch  có

nhi ệ ộ ừ t đ  t 2000­2200oC.

Hàn h iơ

ể ặ ơ Đ c đi m hàn h i

ượ ề ạ ạ ồ ợ ể ✪ Có th  hàn đ c nhi u lo i kim lo i và h p kim (gang ,đ ng,nhôm thép..)

ượ ế ạ ậ ệ ỏ ệ ộ ả ấ ✪ Hàn đ c các chi ti t m ng và các lo i v t li u có nhi t đ  nóng ch y th p.

ượ ử ụ ế ị ẻ ề ✪ Hàn khí đ ộ c s  d ng r ng rãi vì thi t b  hàn r  ti n

ề ễ ậ ấ ấ ị ✪ Năng su t th p, v t hàn b  nung nóng nhi u nên d  cong vênh.

ủ ứ ạ ơ ụ Ph m vi  ng d ng c a hàn h i

ế ạ ữ ử ề ề ậ ế ử ữ ỏ ✪ Hàn khí dùng nhi u khi hàn các v t hàn có chi u dày bé, ch  t o và s a ch a các chi ti t m ng, s a ch a các chi

ế ằ ồ ti t đúc b ng gang, đ ng thanh, nhôm, magie

ố ố ườ ỏ ✪ Hàn n i các  ng có đ ng kính nh  và trung bình.

ế ằ ứ ả ắ ạ ạ ợ ✪ Hàn các chi ti t b ng kim lo i màu, hàn v y kim lo i, hàn đ p h p kim c ng v.v…

ậ ệ ọ ử ể ắ ề ể ạ ạ ỏ ✪ Ng n l a khi hàn cũng có th  dùng đ  c t các lo i thép m ng, các kim lo i màu và nhi u v t li u khác.

ể ủ ử ị ơ L ch s  phát tri n c a hàn h i

ỹ ư ở ườ ầ ể ✪ K  s  pháp Edmond Fouché và Charles Picard đã tr  thành ng i đ u tiên phát tri n oxy­axetylen hàn trong năm

1903.

ấ ạ ỏ ơ C u t o m  hàn h i, tay hàn oxy gas

ườ ấ ạ ể ệ ẫ ồ ố ượ ư Các mỏ hàn h iơ  th ng có c u t o theo ki u hút khí, g m hai  ng d n oxy và khí nhiên li u, hai khí đ c đ a vào

ề ồ ộ ỉ ệ ợ ỗ ượ bu ng hòa tr n, phía ngoài có hai van đi u ch nh l ượ  khí oxy và khí nhiên li u. H n h p khí sau khi đ ng ộ   c hòa tr n

ượ ấ ẫ ầ ộ ố ỏ ố đ c cung c p qua  ng tr n và theo  ng d n ra đ u m  hàn.

C u t o ơ ấ ạ  m  hàn h i ỏ

ầ ủ ơ ả ỏ Các thành ph n c a m  hàn c  b n:

◉ Copper tip: Bép hàn.

ầ ỏ ◉ Torch head: Đ u m  hàn

Ố ộ ◉ Mixing head:  ng tr n

◉ Mixing head nut: Vòi tr nộ

◉ Handle: Tay c mầ

Ố ấ ◉ Oxygen tube:  ng c p oxy

ấ Ố ◉ Fuel­Gas tube:  ng c p khí cháy.

ấ ỏ ◉ Oxygen needle valve: Van khóa oxy c p cho súng m

ấ ỏ ◉ Gas needle calve: Van khóa khí cháy c p cho súng m

Ố ấ ỏ ◉ Oxygen hose connection, Gas hose connection:  ng c p khí, oxy cho súng m .

ố ắ ệ ỏ ố ◉ Oxygen hose connection Gland, Gas hose connection Gland: Đ m cho  ng n i g n vô súng m  hàn.

Hàn nổ

ị ổ Đ nh nghĩa hàn n

ổ ươ ể ầ ộ ộ Hàn n  Explosion welding (EXW): là ph ớ ậ ố   ầ ng pháp hàn trong đó m t thành ph n c n hàn chuy n đ ng v i v n t c

ượ ả ứ ở ổ ươ ườ ượ ử ụ ể ỏ ấ r t nhanh đ c gây ra b i ph n  ng n . Ph ng pháp hàn này th ng đ ậ ệ   ủ ộ ớ c s  d ng đ  ph  m t l p m ng v t li u

ỉ ợ ư ắ ấ ố ch ng  n mòn lên các t m thép cacbon nh  ( thép không g , h p kim niken, titan, Zirconi…).

Hàn nổ

ế ượ ố ở ấ ị ể ượ ả ộ ặ Các chi ti t hàn đ c b  trí trên nhau và cách nhau m t kho ng cách nh t đ nh,chúng có th  đ c đ t song song

ế ớ ặ ộ ế ộ ấ ẽ ượ ủ ỏ nhau(hai chi ti t l n) ho c nghiêng nhau m t góc (khi hàn chi ti t nh ),còn phía trên c a m t t m s  đ ả ộ   c d i b t

ấ ổ ch t n .

ố ổ ự ủ ậ ệ ướ ấ ượ ố ớ ậ ấ ố ướ D i áp l c c a thu c n  thì t m v t li u phía trên đ c gia t c l n và bay đ p xu ng t m d ư i nh  hình.

Ư ể u đi m

ữ ể ế ế ✪ Có th  hàn nh ng chi ti t khác nhau và các chi ti t khó hàn.

ồ ơ ✪ Đ  gá thô s .

ả ơ ✪ Quá trình đ n gi n.

ượ ể ✪ Có th  hàn đ ề ặ ự ớ c các b  m t c c l n

ộ ấ ấ ộ ✪ Đ  ng u r t r ng và sâu.

ổ ộ ủ ậ ệ ✪ Không thay đ i thu c tính c a v t li u

ượ ử ụ ✪ S  d ng l ỏ ấ ổ ng nh  ch t n .

ầ ạ ✪ Yêu c u làm s ch sau khi hàn ít.

ươ ượ ử ụ ạ ằ ớ ươ ườ ✪ Ph ng pháp hàn đ c s  d ng khi hàn các kim lo i khó hàn v i nhau b ng các ph ng pháp thông th ng.

ượ Nh ể c đi m

ạ ơ ả ẻ ậ ả ả ✪ Kim lo i c  b n ph i có kh  năng va đ p và d o dai cao

ư ồ ấ ớ ế ệ ặ ầ ả ồ ướ ặ ướ ướ ✪ Ti ng  n và áp su t l n yêu c u b o v  cao, nh  bu ng chân không,ho c chôn vùi d i cát ho c d i n c.

ầ ườ ự ệ ể ả ế ề ậ ệ ư ắ ầ ổ ✪ Yêu c u ng i th c hi n ph i có hi u bi t sâu v  v t li u n , cũng nh  yêu c u các quy t c an toàn cao.

ượ ế ọ ơ ư ấ ẳ ặ ố ỉ ✪ Ch  hàn đ c các cho ti ả t có c u trúc hình h c đ n gi n nh  :ph ng, ng ho c nón.

ụ ạ ứ Ph m vi  ng d ng

ố ế ạ ố ✪ N i các chi ti t d ng  ng

Ứ ụ ế ệ ư ự ấ ồ ✪  ng d ng cho các chi ti ị t ch u nhi t,áp su t nh  bình ,b n áp l c.

ụ ở ữ ơ ẻ ✪ Áp d ng nh ng n i h o lánh

ế ề ậ ệ ư ợ ✪ Ghép các chi ti t khác nhau v  v t li u nh : nhôm và thép.h p kim titan và thép Cr­Ni..

ệ ạ ụ ệ ✪ Áp d ng trong ngành công nghi p đóng tàu,đi n l nh.

ử ể ị L ch s  phát tri n

ư ố ươ ượ ế ỷ ữ ể ầ ổ ượ Không gi ng nh  các ph ng pháp hàn khác (đ c phát tri n trong nh ng năm đ u th  k  19), hàn n  đã đ c phát

ể ươ ố ầ ế ớ ữ ế ậ ỷ ứ ươ ượ ờ tri n t ng đ i g n đây, trong nh ng th p k  sau chi n tranh th  gi i th  II. Ph ng pháp hàn đ c tình c  phát

ặ ấ ứ ệ ả ắ ượ ấ ế ằ ươ hi n ra khi nghiên c u m nh bom g n ch t l y áo giáp. Năm 1962 Dupont đ c c p b ng sáng ch  cho ph ng pháp

ậ ệ ậ ổ ạ ả ề ớ hàn n , ngày 22 tháng 7­1996 t p đoàn v t li u Dynamic đã mua l i b n quy n v i giá 5,321,850 $.

ườ ổ Môi tr ng hàn n

ạ ằ ượ ườ ố ổ ử ụ ố ượ ừ Trong quá trình gia công kim lo i b ng năng l ổ ng n , ng ạ i ta s  d ng các lo i thu c n  có kh i l ng t vài gam

ượ ừ ụ ổ ỉ ầ ớ ầ ộ ỏ ế đ n hàng trăm kilogam. Năng l ng thoát ra t v  n  ch  có m t ph n nh  là sinh công có ích, ph n l n năng l ượ   ng

ạ ườ ế ố ạ ậ ổ ể ả ưở còn l i phát tán ra môi tr ng bên ngoài t o ra sóng n  va đ p không khí. Đây là y u t nguy hi m  nh h ế   ng đ n

ườ ườ ườ ổ ở ự ể ớ ở ả công trình và b n thân con ng i, do đó ng i ta th ệ ng th c hi n hàn n cách xa đáng k  so v i nhà và các

công trình công nghi p.ệ

ườ ườ ổ ư ự ệ Ng i ta phân chia ra thành các môi tr ng th c hi n hàn n  nh  sau:

ườ ổ ổ 1. Hàn n  trên tr ờ ng n  ngoài tr i

Ư ể ườ ủ ườ ổ ượ ư ặ ủ u đi m c a môi tr ả ng này là kho ng cách c a tr ng n  đ c đ t cách xa khu dân c , các công trình công

ự ệ ệ ậ ả ớ ế ế ề ố ượ ạ ướ ổ nghi p. Vì v y có kh  năng th c hi n v i các chi ti t không h n ch  v  kh i l ng, kích th ể ự   c. Hàn n  có th  th c

ờ ế ệ ề ệ ấ ớ ậ ợ hi n v i năng su t cao khi có đi u ki n th i ti t thu n l i.

ổ ờ Hàn n  ngoài tr i

ườ ườ ị ườ ổ ệ ố ặ ắ ườ ể ậ ể ể Th ng các tr ng n  có trang b  đ ng s t riêng, ho c h  th ng đ ổ ế   ng riêng đ  có th  v n chuy n phôi n  đ n

ườ ổ ộ ễ ườ ổ ườ ưở ẩ ổ ị tr ng n  m t cách d  dàng. Các tr ng n  cũng th ng kèm theo nhà x ng chu n b  phôi n  ngay t ạ ườ i tr ổ   ng n ,

ị ả ể ậ ướ th m chí có trang b  c  lò đ  nung nóng phôi tr ổ c khi n .

ượ ủ ể ươ ả ưở ủ ườ ể ả ệ ượ ờ Nh c đi m c a ph ng pháp này là do  nh h ng c a môi tr ng ngoài tr i nên có th  x y ra hi n t ạ   ng các h t

ọ ề ặ ế ấ ượ ả ề ệ ặ ụ ẩ ẩ cát, b i b n,  m bay l t vào b  m t ti p xúc làm gi m ch t l ng phôi n . ổ   M t khác trong các đi u ki n khi có gió,

ệ ắ ả ừ ư ế ộ ạ ộ ấ ề ườ ặ ườ ổ ờ tuy t, m a bão thì công vi c b t bu c ph i d ng l i. M t v n đ  th ả ng g p ph i trong tr ệ   ng n  ngoài tr i là vi c

ổ ự ế ướ ừ ự ế ứ ổ ể ấ ổ ứ t ch c nung nóng phôi n  tr c ti p tr ệ   c khi hàn n  đ  ngăn ng a s  hình thành các v t n t là r t khó khăn và vi c

ể ự ệ ượ ổ ấ ự ộ t đ ng hóa quy trình hàn n  r t khó đ  th c hi n đ c.

ầ ổ ặ 2. Hàn n  đ t ng m d ướ ấ i đ t

ươ ổ ượ ị ệ ố ự ệ ầ ặ ổ Đây là ph ng pháp trong đó hàn n  đ c th c hi n trong h m ho c trong hang có trang b  h  th ng th i khí, hút gió.

ổ ườ ồ ượ ộ ề ệ ườ ấ ả ượ ẹ Bu ng n  th ng đ c làm trong vùng đ t, đá có đ  b n cao, ngoài ra các vách b o v  th ng đ ặ ở   c k p ch t b i

ố khung bê tông c t thép và bê tông phun.

ầ ổ Hàn n  trong h m

ệ ử ụ Ư ể ị ả ủ ầ ổ ưở ở ườ ộ ạ ả ◉  u đi m c a vi c s  d ng h m n : là không b   nh h ng b i môi tr ả ng bên ngoài, đ m b o đ  s ch cho các

ể ự ệ ệ ơ ố ườ ờ ổ ệ phôi hàn, công vi c có th  th c hi n quanh năm, ít t n di n tích h n tr ng n  ngoài tr i.

ượ ổ ị ạ ệ ố ử ụ ế ề ỡ ậ ể ặ ầ ầ ả ị ◉ Nh ẩ   c đi m: S  d ng h m n  b  h n ch  v  kích c  v t hàn. M t khác c n ph i trang b  các h  th ng hút  m,

ố ườ ự ệ ầ ầ ợ ư hút khói cũng nh  xây d ng gia c  đ ớ ng h m cho phù h p v i yêu c u công vi c.

ổ ớ ổ ồ 3. Hàn n  v i bu ng n  thép

ồ ổ Hàn n  trong bu ng thép

ồ ổ ượ ử ụ ể ộ ế ế ạ ầ ườ ượ ự ệ ớ ◉ Bu ng n  thép đ c s  d ng r ng rãi có th  thi ụ ặ ạ t k  d ng tr  ho c d ng c u, th ng đ c th c hi n v i các chi

ế ệ ạ ổ ượ ỏ ồ ổ ổ ự ệ ặ ẩ ặ ằ ệ ti t hàn n  nh , vi c n p phôi n  vào bu ng n  đ c th c hi n b ng tay, ho c máy đ y đ c bi t.

ệ ử ụ Ư ể ủ ủ ể ả ổ ườ ư ấ ượ ổ ồ ◉  u đi m c a c a vi c s  d ng bu ng n  thép là kh  năng ki m soát môi tr ng n  cũng nh  ch t l ố ng m i hàn

ế ể ướ ủ ỏ ướ ẽ ố ổ n . Khuy t đi m chính là kích th c c a phôi hàn nh , kích th ầ c càng to s  yêu c u càng t n kém.

Hàn siêu âm

ệ Khái ni m hàn siêu âm

ử ụ ự ượ ơ ọ ủ ộ Hàn siêu âm Ultrasonic welding (UW) là quá trình hàn áp l c ,s  d ng năng l ng c  h c c a dao đ ng siêu âm làm

ẻ ụ ộ ạ ề ặ ầ ử ủ ế ạ ố ế ấ ẫ ế ẩ bi n d ng d o c c b  t i b  m t m i ghép, làm cho các ph n t c a các chi ti t hàn khu ch tán, th m th u l n nhau

ế ớ ế ạ ạ ố và liên k t v i nhau t o thành m i hàn.Quá trình t o liên k t hàn trong hàn siêu âm

Hàn siêu âm

Tên g i:ọ

Anh: Ultrasonic welding (UW).

Pháp: Soudage par ultrasons.

ứ Đ c: Ultraschallschweiben.

ơ ầ ố ầ ố ữ ộ ồ ườ ượ ✪ Siêu âm: Siêu âm là nh ng dao đ ng đàn h i có t n s  f>16KHz,cao h n t n s  âm mà con ng i nghe đ c.

Ư ể u đi m:

ự ề ặ ỏ ớ ạ ố ầ ỡ ờ ị ượ ữ ả ✪ Có kh  năng t phá b  l p oxit b  m t và làm s ch t t d u m  nh  có ma sát ,d ch tr ậ t gi a các v t hàn .Hàn

ả ố ế ề ặ ả ạ ầ ạ ấ ầ ỗ ớ siêu âm có kh  năng hàn n i các chi ti t kim lo i mà không c n làm s ch l p b  m t, không c n n u ch y ch  hàn.

ể ố ư ồ ữ ệ ệ ạ ậ ạ ỏ ở ỹ ✪ Hàn siêu âm có th  hàn t t nh ng kim lo i có đi n tr  nh  (nh  đ ng đi n k  thu t , nhôm, b c, vàng…) mà các

ươ ứ ượ ph ng pháp khác không đáp  ng đ c.

ư ể ể ượ ạ ấ ạ ỏ ✪ Hàn siêu âm có  u đi m là có th  hàn đ c các lá kim lo i m ng, hàn các gi y kim lo i.

ấ ẻ ạ ớ ể ạ ươ ớ ✪ Hàn siêu âm có th  hàn các kim lo i khác nhau v i nhau, hàn kim lo i v i phi kim, hàn ch t d o, hàn x ng…

ế ề ớ ✪ Hàn siêu âm cho phép các chi ti t hàn có t ỷ ệ  l chi u dày t i 1:1000

ố ượ ễ ự ộ ờ ✪ Hàn siêu âm tiêu t n ít năng l ng, d  t đ ng hóa, th i gian hàn nhanh.

ượ Nh ể c đi m:

ượ ơ ả ủ ấ ượ ể ổ ố ị ✪ Nh c đi m c  b n c a hàn siêu âm là ch t l ng m i hàn không  n đ nh.

ớ ậ ệ ợ ỏ ỉ ✪ Ch  thích h p hàn v i v t li u m ng.

✪ Giá thành thi ế ị ươ t b  t ố ng đ i cao.

Ứ ủ ụ ng d ng c a hàn siêu âm:

ộ ươ ể ấ ọ ✪ Hàn siêu âm là m t ph ế ng pháp hàn tiên ti n, r t có tri n v ng.

ấ ộ ụ ự ứ ạ ạ ế ệ ử ụ ✪ Ph m vi  ng d ng r t r ng rãi và đa d ng: trong các lĩnh v c y t , đi n t , vũ tr ,…

ệ ố ớ ấ ế ệ ể ế ẫ ồ ồ ỏ ố ✪ Hàn các dây d n đi n. ti p đi m,hàn n i các linh ki n,  ng v i t m siêu m ng, liên k t ch ng cho nhôm và đ ng.

ườ ượ ệ ử ệ ệ ỏ ơ ✪ Th ng đ c dùng hàn các màng m ng,trong công nghi p đi n,đi n t và c  khí chính xác.

ử ể ị L ch s  phát tri n:

ứ ể ậ ầ Năm 1960 công ty Sonobond Ultrasonics nghiên c u và phát tri n máy hàn siêu âm đ u tiên cho các v t hàn là kim

lo i.ạ