Giáo trình Hàn dưới lớp thuốc (Nghề: Hàn - Trung cấp) - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô

Chia sẻ: Hayato Gokudera | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:37

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Hàn dưới lớp thuốc (Nghề: Hàn - Trung cấp) nhằm giúp học viên trình bày đúng nguyên lý, đặc điểm của hàn hồ quang dưới lớp thuốc; trình bày được cấu tạo chung và chức năng các bộ phận của thiết bị hàn dưới lớp thuốc; nhận biết một số loại thuốc hàn, dây hàn thường dùng trong hàn dưới lớp thuốc;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hàn dưới lớp thuốc (Nghề: Hàn - Trung cấp) - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ GIÁO TRÌNH MÔĐUN: HÀN DƯỚI LỚP THUỐC NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-... ngày ..... tháng.... năm 20 …….. của ……………… Ninh bình, năm 2019 1
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 Như chúng ta đã biết, hiện nay có khoảng hơn 130 phương pháp hàn khác nhau, ứng dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp để chế tạo ra các sản phẩm từ nhỏ nhất như vi mạch điện tử đến lớn như tàu biển, dầm cầu,… Để chế tạo các kết cấu lớn, với những chi tiết hàn có chiều dày trung bình, người ta thường sử dụng phương pháp hàn SAW để gia công. Giáo trình môn học “Hàn dưới lớp thuốc” sẽ giúp chúng ta có các kiến thức cơ bản về qua trình hàn trên. Giáo trình được biên soạn cho đối tượng là sinh viên chuyên nghề hàn, trình độ trung cấp/cao đẳng. Quá trình biên soạn tác giả đã có nhiều cố gắng song chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp để giáo trình hoàn thiện hơn. Tác giả xin chân thành cảm ơn. …..,ngày….. tháng.... năm……. Tham gia biên soạn 1. Chủ biên 2
MỤC LỤC TT Nội dung TRANG 1 Lời giới thiệu 2 2 Bài 1. Những kiến thức cơ bản khi hàn dưới lớp thuốc 6 (SAW) 1. Nguyên lý và đặc điểm hàn dưới lớp thuốc 6 2. Thiết bị hàn dưới lớp thuốc 8 3. Vật liệu hàn dưới lớp thuốc 11 4. Xác định chế độ hàn 12 5. Kỹ thuật hàn 16 6. Các dạng khuyết tật thường gặp 21 3 Bài 2. Vận hành thiết bị hàn dưới lớp thuốc 23 1. Trình tự vận hành thiết bị hàn SAW 23 2. Bài tập ứng dụng 24 4 Bài 3. Hàn giáp mối vị trí bằng (1G) 26 1. Liên kết hàn giáp mối khi hàn dưới lớp thuốc 26 2. Chọn chế độ hàn 27 3. Kỹ thuật hàn 27 4. Bài tập ứng dụng 28 5 Bài 4. Hàn góc vị trí bằng (1F) 32 1. Liên kết hàn góc khi hàn dưới lớp thuốc 32 2. Chọn chế độ hàn 32 3. Kỹ thuật hàn 33 4. Bài tập ứng dụng 33 3
MÔ ĐUN: HÀN DƯỚI LỚP THUỐC Mã mô đun: MĐ 23 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Là môn đun được bố trí cho học viên sau khi đã học xong các môn học cơ sở, các môn học, mô đun chuyên môn từ MĐ 13 đến MH 22. - Tính chất: Là mô đun chuyên môn - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Hàn dưới lớp thuốc là mô đun chuyên nghề hàn, đây là môn học cơ bản trong chương trình đào tạo, giúp người học được trang bị các kiến thức cơ bản về hàn SAW. Mục tiêu của mô đun: - Kiến thức: + Trình bày đúng nguyên lý, đặc điểm của hàn hồ quang dưới lớp thuốc; + Trình bày được cấu tạo chung và chức năng các bộ phận của thiết bị hàn dưới lớp thuốc; + Nhận biết một số loại thuốc hàn, dây hàn thường dùng trong hàn dưới lớp thuốc; + Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất của vật liệu và kiểu liên kết hàn; + Trình bày được kỹ thuật hàn mối hàn giáp mối, mối hàn góc; + Trình bày chính xác các dạng sai hỏng thường gặp khi hàn dưới thuốc. - Kỹ năng: + Chuẩn bị được phôi đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật; + Gá phôi hàn chắc chắn, đúng vị trí; + Vận hành, sử dụng máy hàn dưới lớp thuốc thành thạo; + Hàn được các mối hàn giáp mối, mối hàn góc chữ T, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật và thời gian; + Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Đảm bảo thời gian học tập trên lớp và giờ tự học; + Có ý thức tự giác, có tính kỷ luật cao, có tinh thần tập thể, có tránh nhiệm với công việc; + Cẩn thận, tỷ mỉ, chính xác, tiết kiệm nguyên vật liệu; + Tuân thủ các quy định về an toàn khi hàn. 4
Nội dung của mô đun: Thời gian (giờ) Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm TT số thuyết hành tra Bài 1. Những kiến thức cơ bản khi hàn 1 4 4 0 0 dưới lớp thuốc (SAW) 1. Nguyên lý và đặc điểm hàn dưới lớp 1 thuốc 2. Thiết bị hàn dưới lớp thuốc 0,5 3. Vật liệu hàn dưới lớp thuốc 0,5 4. Xác định chế độ hàn 0,5 5. Kỹ thuật hàn 1 6. Các dạng khuyết tật thường gặp 0,5 Bài 2. Vận hành thiết bị hàn dưới lớp 2 4 1 3 0 thuốc 1. Chuẩn bị trước khi vận hành 0,5 2. Bài tập ứng dụng 0,5 3 3 Bài 3. Hàn giáp mối vị trí bằng (1G) 24 1 21 2 1. Liên kết hàn giáp mối khi hàn dưới lớp thuốc 0,5 2. Chọn chế độ hàn 3. Kỹ thuật hàn 4. Bài tập ứng dụng 0,5 21 2 4 Bài 4. Hàn góc vị trí bằng (1F) 28 1 25 2 1. Liên kết hàn góc khi hàn dưới lớp thuốc 0,5 2. Chọn chế độ hàn 3. Kỹ thuật hàn 4. Bài tập ứng dụng 0,5 25 2 Cộng 60 7 49 4 5
BÀI 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN DƯỚI LỚP THUỐC Mã bài: MĐ 23.01 Giới thiệu Không phát sinh khói; hồ quang kín, do đó là giảm thiểu nhu cầu đối với trang phục bảo hộ của thợ hàn. Không đòi hỏi kỹ năng cao của thợ hàn; điều kiện lao động thuận lợi, năng suất lao động cao. Đó là những ưu điểm nổi bật của phương pháp hàn SAW. Bài học này trang bị cho người học những kiến thức cơ bản về hàn dưới thuốc, từ đó có thể ứng dụng linh hoạt hàn các chi tiết trong thực tế. Mục tiêu: - Trình bày đúng nguyên lý, đặc điểm của hàn hồ quang dưới lớp thuốc; - Trình bày đúng cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị hàn dưới lớp thuốc; - Nhận biết đầy đủ các loại thuốc hàn, dây hàn dùng trong hàn dưới lớp thuốc; - Chọn được chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất của vật liệu và kiểu liên kết hàn; - Trình bày chính xác kỹ thuật hàn các mối hàn giáp mối, các mối hàn góc; - Nhận biết các dạng sai hỏng thường gặp khi hàn dưới thuốc; - Có ý thức tự giác, có tính kỷ luật cao, có tinh thần tập thể, có tránh nhiệm với công việc. 1. Nguyên lý và đặc điểm khi hàn dưới lớp thuốc 1.1. Nguyên lý Nguyên lý của quá trình hàn hồ quang dưới lớp thuốc được trình bày trên hình vẽ. Hàn hồ quang dưới lớp thuốc (gọi tắt là hàn hồ quang dưới thuốc) là một quá trình hàn hồ quang trong đó một hoặc nhiều hồ quang hình thành giữa một hoặc nhiều điện cực (dây hàn) và kim loại cơ bản. Một phần lượng nhiệt sinh ra trong hồ quang điện làm nóng chảy điện cực, một phần đi vào kim loại cơ bản và tạo thành mối hàn. Phần nhiệt còn lại nung chảy thuốc hàn, tạo thành lớp xỉ và khí bảo vệ hồ quang và kim loại nóng chảy. 6
Hình 1.1: Nguyên lý quá trình hàn dưới lớp thuốc 1.2. Đặc điểm So với hàn hồ quang tay, có sự khác biệt đáng kể trong lượng nhiệt truyền vào kim loại cơ bản. Một phần thuốc hàn không sử dụng hết sẽ được tái sử dụng thông qua hệ thống thu hồi thuốc hàn. Hệ thống điều khiển bảo đảm cấp đều dây hàn xuống vùng hồ quang thông qua cơ cấu cấp dây hàn. Quá trình hàn dưới lớp thuốc có thể được thực hiện theo phương pháp tự động hoặc bán tự động. Những ứng dụng tiêu biểu của hàn dưới lớp thuốc trong chế tạo các kết cấu tấm dày là hàn bình áp lực, đường ống, bể chứa, kết cấu lớn, tàu biển, toa xe lửa… 1.2.1. Ưu điểm - Không phát sinh khói; hồ quang kín, do đó làm giảm thiểu nhu cầu đối với trang phục bảo hộ của thợ hàn. Không đòi hỏi kỹ năng cao của thợ hàn; điều kiện lao động thuận lợi. - Chất lượng kim loại mối hàn cao. Bề mặt mối hàn trơn và đều, không có bắn toé kim loại. Chất lượng mối hàn cao hơn so với hàn hồ quang tay do hình dạng và bề mặt mối hàn tốt. Tiết kiệm kim loại do sử dụng dây hàn liên tục. - Tốc độ đắp và tốc độ hàn cao. Có năng suất cao hơn từ 510 lần so với hàn hồ quang tay (dòng điện hàn và tốc độ hàn cao hơn, hệ số đắp lớn). Vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, ít biến dạng sau khi hàn. Dễ tự động hoá. 7
1.2.1. Nhược điểm - Đòi hỏi kim loại cơ bản và vật liệu hàn phải sạch hơn so với hàn hồ quang tay. Chuẩn bị trước khi hàn công phu hơn. - Khôntg thể quan sát trực tiếp vũng hàn. Chỉ hàn được ở tư thế hàn sấp, với các đường hàn tương đối đơn giản (thẳng, tròn quay). - Thiết bị hàn có giá thành cao. 2. Thiết bị hàn dưới lớp thuốc 2.1 Sơ đồ thiết bị hàn hồ quang dưới lớp thuốc Hình 1.2: Sơ đồ thiết bị hàn hồ quang dưới lớp thuốc bảo vệ 1. Cuộn dây hàn 2. Thùng thuốc hàn 3. Nguồn điện hàn 4. Cáp hàn 5. Kim loại 6. Ray hàn 7. Xe hàn 2.2. Các bộ phận của thiết bị hàn dưới thuốc 2.2.1. Nguồn điện hàn (máy hàn): Có thể giống như trường hợp thiết bị hàn bán tự động (ví dụ, nguồn chỉnh lưu một chiều có đặc tuyến thoải, dòng điện hàn 600A và chu kỳ tải 60%). Nếu 8
cần dòng cao hơn, nên dùng máy chỉnh lưu có đặc tuyến thoải Imax = 1200A và chu kỳ tải 60% (tương đương I = 1000A và chu kỳ tải 100%). Tốc độ cấp dây quyết định dòng điện hàn. Loại nguồn này dễ gây hồ quang. Máy hàn tiêu biểu bao gồm: biến áp hàn, bộ chỉnh lưu, cuộn cản, quạt làm mát, bộ phận bảo vệ, biến áp điều khiển và contactor dòng hàn. Mọi điều khiển thực hiện ở mặt trước máy. Hình 1.3: Nguồn hàn dưới lớp thuốc 2.2.2. Xe hàn (xe tự hành chứa đầu hàn): Có hai bánh truyền động phía sau, 2 bánh bị động phía trước và động cơ đẩy và hộp giảm tốc. Tốc độ xe được đặt bằng tay từ 0,2 – 1,5 m/phut (điều chỉnh điện tử). Hướng đi của xe được đặt trước bằng công tắc. Xe có thể làm cho đầu hàn thực hiện dao động ngang. Hình 1.4: Xe hàn 9
2.2.3. Cần đỡ đầu hàn và đầu hàn: Có thể điều chỉnh chính xác chiều cao đầu hàn và góc nghiêng của nó (cho hàn liên kết chữ T, nghiêng 450). Đầu hàn chứa bộ phận nắn và cấp dây từ cuộn dây vào ống tiếp xúc (có chức năng dẫn dòng điện hàn). Bộ cấp dây gồm động cơ một chiều, 4 trục đẩy dây, hộp giảm tốc và cuộn dây hàn. Có thể dùng núm điều khiển trên tủ điều khiển để thay đổi liên tục tốc độ cấp dây từ 0,1 – 7,5 m/phut (tốc độ này được điều khiển bằng điện tử). Đầu hàn thường bao gồm cả bộ phận đầu dẫn hướng để dò vị trí rãnh hàn ở phía trước mối hàn. Một số thiết bị hiện đại còn sử dụng các đầu dò laser. Ngoài ra đầu hàn còn được gắn phễu chứa thuốc hàn. 2.2.4. Bảng điều khiển: Nằm trên xe hàn; chế độ hàn được điều khiển từ mặt trước của bảng. Bảng điều khiển bao gồm đồng hồ chỉ tốc độ xe hàn (m/min), ampe kế và vôn kế; chiến áp để đặt tốc độ xe hàn và tốc độ cấp dây; công tắc đổi chiều của xe hàn; cơ cấu điều chỉnh dây lên xuống; nút khởi động và tắt. Hình 1.5: Bảng điều khiển 2.2.5. Thiết bị phụ trợ Các trang thiết bị phụ trợ được dùng tuỳ từng trường hợp và có thể bao gồm: + Đường ray cho xe hàn (dùng cho mối hàn thẳng) + Bộ gá lắp đặc biệt khi xe hàn chuển động trực tiếp trên vật hàn + Bộ thu hồi thuốc hàn dùng chưa hết + Đồ gá vật hàn và xe hàn 10
3. Vật liệu hàn dùng cho hàn dưới thuốc Với hàn dưới lớp thuốc, vật liệu hàn (bao gồm dây hàn và thuốc hàn) có ảnh hưởng quyết định đến tính chất kim loại mối hàn. 3.1.Thuốc hàn 3.1.1. Tác dụng của thuốc hàn * Bảo vệ vũng hàn khỏi tác động của không khí từ bên ngoài, * Cải thiện sự ion hóa tạo ổn định hồ quang, * Tính luyện kim loại vũng hàn (khử lưu huỳnh), * Hợp kim hóa mối hàn (hoàn nguyên Mn và Si, và các nguyên tố hợp kim khác vào kim loại mối hàn nếu là thuốc hàn gốm), * Tạo dáng mối hàn, * Bảo vệ thợ hàn khỏi tác dụng bức xạ của hồ quang, * Chống bắn tóe kim loại nóng chảy. 3.1.2. Kí hiệu thuốc hàn: Tiêu chuẩn IIW- 545-78 “phân loại và ký hiệu dây hàn và thuốc hàn cho hàn dưới lớp thuốc thép kết cấu” của Viện Hàn Quốc về phân loại thuốc hàn như bảng sau: Ký hiệu thuốc hàn theo Viện Hàn quốc tế IIW Ký hiệu Thành phần chính Loại MS Mn + SiO2 50% min. Mn silicat CS CaO + MgO + SiO2 60% min. Ca silicat ZS ZrO2 +SiO2 30% min. Zr silicat AR Al2O3 + TiO2 15% min. Oxit nhôm – rutil AB Al2O3 + CaO + MaO 45% min. Oxit nhôm – bazơ Al2O3 20% min. FB CaO + MgO +MnO + CaF2 50% min. Bazơ - fluorit SiO2 20% max. CaF2 15% min TS Chứa chất hợp kim hóa Đặc biệt (kimloại) Ngoài ra còn có các ký hiệu viết tắt, chỉ loại thuốc hàn như sau: F (fused): loại nung chảy; B (bonded): loại liên kết, tức là thuốc hàn gốm; M (mechanically mixed): loại trộn hôn hợp cơ học (loại thiêu kết); Trong bảng 1-1, MS, CS, ZS, AR, AB, FB là các loại thuốc hàn không có đặc tính hợp kim hóa (tức là ngoài lượng Mn và Si thích hợp, nếu thuốc hàn chứa các nguyên tố hợp kim khác, từng nguyên tố đó không được hoàn nguyên vào kim loại mối hàn nhiều hơn 0,25% hoặc tổng lượng hoàn nguyên của chúng không được vượt quá 0,4%). ST là loại thuốc hàn đặc biệt có chứa các thành phần kim loại, không đáp ứng yêu cầu nêu trên. 11
3.2. Dây hàn Tiêu chuẩn IIW-545-78 “phân loại và ký hiệu dây hàn và thuốc hàn cho hàn thép kết cấu dưới lớp thuốc” quy định các yêu cầu đối với dây hàn thép kết cấu có giới hạn chảy 270-490 Mpa và giới hạn bền 300-690 Mpa. Các dây hàn này gồm thép cac bon, thép C-Mn và thép hợp kim thấp. Các loại đường kính dây hàn chuẩn là 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 3,20; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0 mm Dây hàn được sử dụng dưới dạng các cuộn dây loại 10 (10kg, đường kính tối đa 4,0 mm), 25 (25 kg, đường kính tối thiểu 1,2 mm), 50 (50 kg, đường kính tối thiểu 2,0 mm) và 100 kg với đường kính tối thiểu 3,20 mm. Thí dụ về ký hiệu phối hợp dây hàn và thuốc hàn theo tiêu chuẩn kể trên: FCS-SA3-50-1B Có nghĩa là thuốc hàn sử dụng thuốc loại nung chảy (F) canxi siliccat (CS) dùng với dây hàn SA3 với cơ tính mối hàn: Độ bền 520 Mpa và độ dai cà đập 35 J tạo 00C và 32 J tại 200C. Dây SA3 có thành phần 0,07-0,15%C; tối đa 0,15%Si; 0,07-1,2%Mn. Ngoài ra, cón có một tiêu chuẩn phổ biến khác dành cho thuốc hàn và dây hàn như: AWS A5.17-1980 “Quy định điện cực thép cacbon và thuốc hàn để hàn dưới lớp thuốc”. AWS A5.23-1980 “Quy định điện cực thép hợp kim và thuốc hàn để hàn dưới lớp thuốc”. AWS A5.9-1981 “Quy định đối với thép C-Ni và thép Cr chống ăn mòn: dây hàn”. 4. Xác định chế độ hàn Các thông số của chế độ hàn được xác định dựa trên các giá trị biết trước về hình dạng mối hàn. Các thông số của mối hàn bao gồm: đường kính dây hàn, tốc độ cấp dây. 4.1. Chế độ hàn đối với mối hàn giáp mối Trường hợp hàn giáp mối không có rãnh hàn (hàn từ 2 phía, mỗi phía hàn một lượt): * Các bước tính toán cần thiết như sau: 1. Xác định chiều sâu chảy cần thiết cho hàn từ một phía. 2. Tính dòng điện hàn bảo đảm chiều sâu chảy đỏ, 3. Chọn đường kính dây hàn, 4. Tính tốc độ hàn, 5. Tính điện áp hàn, 6. Tính năng lượng đường và kiểm tra các kích thước cơ bản của mối hàn. Nếu chiều sâu chảy và các kích thước đó thỏa mãn yêu cầu thì tính tương tự cho phía thứ hai. Nếu không, phải điều chỉnh chế độ hàn cho phù hợp. Sau đó tính tiếp. 12
* Cụ thể tính toán như sau: 1. Chiều sâu chảy lớp thứ nhất với phía hàn thứ nhất: h1 = s/2 + 23 [mm]. 2. Cường độ dòng điện hàn cho lớp đó. Có nhiều công thức để tính và có thể tra theo bảng, ví dụ: i = (80100).h1 3. Chọn đường kính dây hàn : d = 2.(I/.j)0,5 [mm] trong đó j- mật độ dòng điện hàn tối đa: d[mm] 2 3 4 5 6 J[A/mm2] 65200 4590 3560 3050 2545 4. Tốc độ hàn. Để bảo đảm điều kiện kết tinh tốt của vũng hàn, tỷ số giữa chiều dài và chiều rộng của vũng hàn phải không đổi. Theo lý thuyết truyền nhiệt, ta sẽ có: v.I = A = const. Tức là V=A/I [m/h] d[mm] 1,6 2 3 4 5 6 A[.103Am/h] 58 812 1216 1620 2025 2530 Công thức thực nghiệm khác: v= I2/k.h [m/h] Trong đó:i = [A]; k = 0,22.104 khi h 9 mm và k = 0,49.104 khi h > 9mm. 5. Tính điện áp hàn: U = 20+50.I/d0,51 [V] trong đó d = [mm]; i = [A] 6. Điều chỉnh tính toán: Nếu dùng công thức b = h.n và qd q h2 A d ecTmax n n Có thể thấy hệ số ngấu n nhỏ hơn giá trị dưới của khoảng tối ưu thì phải điều chỉnh các thông số đã tính toán của chế độ hàn bằng cách giảm tốc độ hàn v cho tới khi có được chiều rộng yêu cầu của mối hàn hoặc tăng tốc độ hàn khi hệ số ngấu lớn hơn 2. Cần đặc biệt chú ý giá trị i tính được có thể vượt quá giá trị cho phép đối với loại thuốc hàn cho trước. 4 .2. Chế độ hàn với mối hàn góc Bước 1: Chọn sơ bộ hệ số ngấu. Chiều rộng mối hàn b bằng khoảng cách giữa các cạnh hàn; nếu lớn hơn, sẽ xảy ra hiện tượng cháy lẹm cạnh hàn (hình 3-31). Do đó n = b/H  2 Bước 2: Tính diện tích kim loại đắp.Thiết kế thường cho trước cạnh mối hàn k. Vì vậy Fd = 0,5.k2 Bước 3: Tính tốc độ hàn (v), sau khi chọn đường kính dây hàn d và mật độ dòng cho phép j: V = (ad.I)/(100.p.Fd) [m/h] 13
Với mật độ dòng hàn cho phép : i = j..d2/4 Trong công thức tính tốc độ hàn kể trên, p = [g/cm3]là khối lượng riêng của kim loại đắp; hệ số đắp ad = [g/A.h]; diện tích tiết diện ngang lớp đắp Fd = [cm3]; cường độ dòng điện hàn I = [A]. Để mối hàn phẳng thì dòng điện hàn I = ith = I0 + m.v. Trong đó I0 = 350A (hình 3-32- dòng tới hạn giả định khi v = 0), m là hệ số. Hệ số m phụ thuộc vào đường kính dây hàn: d[mm] 2 3 4 5 m[Ah/m] 2 4,5 7 10 Bước 4: Xác định điện áp và hệ số ngấu. Theo i và d đã xác định, tính U và n như đã tính ở phần trên. Bước 5: Xác định năng lượng đường và cá c thông số hình học mối hàn. Các giá trị của qd và h, b, c được tính theo công thức đã biết của mối hàn giáp mối tương đương, với chiều cao toàn bộ như nhau H = h +c. Với mối hàn góc này: h = H – c với c = (Fd)0,5 khi rãnh hàn là 90%. Bước 6: Xác định chiều sâu chảy s0 của bản bụng (tấm vách). S0 = (0,81,0).h Khi cần hàn ngấu toàn bộ chiều dày bản bụng nhưng không thể bảo đảm chiều sâu chảy cần thiết ngay cả khi đã dùng mật độ dòng hàn tối đa có thể được, ta phải dùng biện pháp vát mép bản bụng. Trường hợp hàn xong lớp thứ nhất mà kim loại đắp đã điền đầy phần vát mép thì chiều cao của kim loại có thể được xác định theo công thức đã biết: Fdl  Ha c tg Nếu sau một lớp hàn mà phần vát mép tấm vách chưa được điền đầy thì chiều cao toàn bộ của kim loại đắp. 14
Hình 1.6: Chiều cao toàn bộ của kim loại đắp khi hàn nhiều lớp c = c1 + c2 trong đó: m = f/cos(a) với f là chiều sâu vát mép c1 = m.cos(a/2) và F1 = 0,5m2.sin(a) F2 = Fd – F1 Diện tích F2 được tính như diện tích hình thang F2 = 0,5c2.(b1+b2) b1 = 2m.sin(a /2) và b2 = b1 + c2.[tg(900 - a/2) + tg(a/2)] Thay giá trị b2 vào phương trình tính F2 ta có:     2b1  c 2 tg  90 0    tg  F2 =   2 2 c2 2 Giá trị c2 được xác định bằng cách giải phương trình bậc 2: Ac22 + Bc2 + D = 0 Các hệ số A, B, D như sau: + Khi khe đáy a = 0:    2 A  tg  90 0    tg   2 2 sin  B = 2b1 D = - 2F2 + Khi khe đáy a > 0 Các hệ số A và B giống như trường hợp a = 0, nhưng D được xác định như sau: 15
2 Ha D  m 2 sin   2 Fd  cos 2 Có thể xác định năng lượng đưòng theo công thức đã biết; Qd = 14500.Fd[cal/cm], với Fd = [cm2] Nếu mối hàn phẳng thì Fd = 0,5.k2 5. Kỹ thuật hàn 5.1 Kỹ thuật bắt đầu gây và kết thúc hồ quang Có thể gây hồ quang bằng một trong các biện pháp sau: 5.1.1. Dùng phoi thép vụn hoặc bột sắt: Đặt một cuộn tròn phoi thép có đường kính khoảng 10mm vào nơi cần gây hồ quang trên bề mặt liên kết, cho dây hàn hạ xuống cho đến khi nó ép chặt cuộn phoi thép (cũng có thể đổ bột thép mịn giữa đầu dây hàn và bề mặt vật hàn) sau đó đổ thuốc hàn và bắt đầu hàn. + Chuyển động quẹt đầu dây hàn: Hạ dây hàn xuống cho tiếp xác bề mặt vật hàn; đổ thuốc hàn; cho xe hàn chạy; ngay sau đó bật dòng điện hàn. 5.1.2. Tạo vũng xỉ nóng chảy: Khi hàn bằng nhiều dây hàn, một dây tạo vũng xỉ nóng chảy; sau đó các dây hàn kia tự gây hồ quang khi chúng được đưa vào vũng xỉ và bật dòng hàn. 5.1.3. Chuyển động xuống và lên dây hàn: Phương pháp này hữu ích và mang tính kinh tế khi cần thường xuyên gây hồ quang và khi phải gây hồ quang tại những điểm nhất định. Nó chỉ dùng cho nguồn hàn có đặc tính dốc đi kèm với bộ cấp dây có tốc độ biến đổi. Đầu tiên dây hàn được hạ xuống để tiếp xúc bề mặt hàn; sau đó đổ thuốc hàn xuống và bật dòng điện hàn. Điện áp thấp giữa đầu dây hàn và vật hàn sẽ cung cấp tín hiệu cho bộ cấp dây rút đấu dây hàn và vật hàn. Lúc đó xuất hiện hồ quang. Điện áp hồ quang tiếp tục tăng khi dây hàn đang được kéo lên và động cơ bộ cấp dây nhanh chóng đối chiếu để cấp dây vào hồ quang. Tốc độ cấp dây tăng cho đến khi tốc độ chảy của dây và điện áp hồ quang ổn định ở chế độ đặt trước. 5.1.4. Dùng bộ tạo tần số cao: Khi cần hàn gián đoạn hay hàn tốc độ cao. Bộ tạo tần số và điện áp cao được nối song song với mạch hàn, tự động tạo ra hồ quang giữa đầu dây hàn và bề mặt vật hàn khi khoảng cách giữa chúng giảm xuống còn 1,6mm. Các bước để kết thúc hồ quang: dừng xe hàn; ngừng dây hàn và ngắt dòng điện hàn sau vài giây. 5.2. Kỹ thuật hàn tấm phẳng 5.2.1. Hàn giáp mối từ một phía Việc chuẩn bị mép hàn cần đơn giản nhất. Do đặc điểm của quá trình hàn, có thể hàn tự động một lớp không vát mép tới chiều dày tấm 20mm. Việc tăng 16
độ lớn khe đáy có thể khắc phục hiện tượng mối hàn lồi quá mức do dòng điện hàn cao. Sử dụng đệm lót cần bảo đảm đủ lực ép của tấm đệm nhằm tạo dáng tốt mối hàn (đệm đồng: cho tấm mỏng đến 3 mm; đệm thuốc hàn: cho tấm 48 mm) Khi chiều dày s > 30 mm, có thể hàn một hoặc nhiều lớp. Hàn nhiều lớp cho phép giảm cường độ dòng điện hàn và bảo đảm chiều sâu ngấu đủ lớn. Ngoài ra, hàn nhiều lớp thép hợp kim thấp dễ tôi có tác dụng ram vùng ảnh hưởng nhiệt của các lớp trước đó. Khi hàn tấm mỏng, cần giảm năng lượng đường để chống cháy thủng (chọn cường độ dòng hàn I nhỏ) nhưng cần chọn chế độ hàn bảo đảm chiều sâu ngấu h cần thiết nhỏ nhất. 5.2.2. Hàn giáp mối từ hai phía Kỹ thuật hàn mối từ hai phía khác với hàn chỉ một phía. Mặt đáy có kích thước lớn hơn nhiều so với hàn hồ quang tay. Khe đáy thường rất nhỏ hoặc không có khe đáy. Lớp hàn đầu tiên không được ngấu toàn bộ mặt đáy (phần ngấu vào khoảng 2/3 giá trị mặt đáy). Sau đó quay ngược để hàn lớp đầu tiên từ phía ngược lại (phải ngấu phần chân đường hàn trước đó). Hình 1.7: Liên kết hàn giáp mối từ một phía Kiểu T a b c Ghi chú 1. 24 - 02 - Lót đáy đệm tấm đồng 2. 410 - 02 - Lót đáy đệm thuốc hàn 3. 410 - 02,5 - Lót đáy đệm tấm đồng+thuốc 4. 420 - 04 - Hàn hai phía; lớp 1: lót đáy đệm thuốc 5. 310 - 15 - Lót đáy đệm thép 6. 530 4570 05 35 Lớp 1: có thể lót đáy hàn hồ quang tay 7. 2230 02 Lớp 1: có thể lót đáy hàn hồ quang tay 1040 510 17
Nếu chỉ hàn một lớp từ mỗi phía, chiều sâu chảy lớp thứ hai gần bằng 2/3 chiều đáy tấm. Khuyết tật thường gặp: Đường hàn bị lệch về một bên, do dẫn hướng dây hàn không chính giữa mối hàn, làm một phần mặt đáy không ngấu hết. Trình tự đặt các đường hàn từ hai phía nên xem áet quá trình hình thành biến dạng khi hàn sao cho biến dạng dư là nhỏ nhất. Cách dẫn hướng dây hàn: có thể nghiêng đầu dây hàn ở các lớp trên. Trình tự hàn: thường hàn từ 2 đến 4 đường hàn từ một bên, sau đó hàn với số lớp nhiều hơn phí ngược lại. Các dạng vát mép liên kết giáp mối từ 2 phía có thể chia thành các kiểu từ 815. Hình 1.8: Liên kết hàn giáp mối từ hai phía Kiểu t a b c Ghi chú 8. 1060 4570 57 9. 1060 a1=4570 03 47 h= 510 a2=7090 01 10. 1060 a1=4570 14 h= 510, lót lớp đáy bằng hàn hồ a2=5070 03 quang tay 18
11. 3080 2024 36 12. 514 7090 02 27 r= 510, lớp đầu: lót đáy dùng đệm 13. 514 5070 01 27 thuốc 14. > 30 a1=8090 14 46 a2=2024 01 lớp lót đáy bằng hàn hồ quang tay 15. > 30 a1=8090 24 h=8 a2=2024 23 a3=5070 h2 = 510lớp lót đáy bằng hàn hố quang tay h2= 8 5.2.3. Hàn góc Hàn góc thường được thực hiện đối với các liên kết hàn chữ T và liên kết hàn chồng. Khi hàn, có thể vát mép hoặc không; có thể hàn một hoặc nhiều lớp. Liên kết hàn chữ T và liên kết hàn chồng có thể chia thành các kiểu từ 16 đến 20 Hình 1.9: Liên kết hàn chứ T 19
Kiểu t a b c Ghi chú 16. 520 4560 01 14 17. >20 a1=4560 01 46 h= 510 a2=2024 18. 1040 5060 02 36 19. > 40 a1=4560 01 46 h= 510 a2=2024 20. >3 01,5 - t1 ≥t Để hàn mối hàn góc có hai tư thế hàn phổ biến : + Tư thế hàn sấp (hàn lòng máng) được sử dụng khi cần hàn ngấu đều cả hai mép hàn hoặc bố trí dây hàn không đối xứng các cạnh hàn. Có thể hàn mối hàn lớn có chuyển tiếp từ mối hàn đều vào kim loại cơ bản. Cần sử dụng đệm lót (tấm đồng, mối hàn lót hồ quang tay, thuốc hàn). + Tư thế hàn ngang (có nghiêng dây hàn) được sử dụng khi không cần phải giữ chính xác khe hở giữa hai tấm. Chỉ có thể hàn tối đa mối hàn kích thước 6 mm cho một lớn hàn. Dao động tối đa đầu dây hàn dọc đường hàn là 1 mm. Góc nghiêng dây hàn 2030. Hình 1.10: Góc nghiêng điện cực khi hàn mối hàn góc 5.3. Kỹ thuật hàn tự động mối hàn vòng Các mối hàn vòng được thực hiện tương tự như khi hàn các mối hàn giáp mối tấm phẳng, nhưng cần bảo đảm tuân thủ các nguyên tắc sau: 1) Bố trí dây hàn ngoài tâm quay của chi tiết, tùy theo đường kính chi tiết. Độ lệch tâm thường nằm trong khoảng 50100 mm, ngược với hướng quay của vật hàn (để hạn chế xỉ và kim loại nóng chảy tràn ra ngoài). 20