Giáo trình Hàn hồ quang dây lõi thuốc(FCAW) cơ bản (Nghề: Hàn) - CĐ Cơ Giới Ninh Bình

Chia sẻ: Calliope09 Calliope09 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:197

Thêm vào BST

Báo xấu

46
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Hàn hồ quang dây lõi thuốc(FCAW) cơ bản với mục tiêu nhằm giúp các bạn có thể trình bày chính xác cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị hàn FCAW. Giải thích đầy đủ thực chất, đặc điểm, công dụng của phương pháp hàn FCAW. Nhận biết đúng các loại vật liệu dùng trong công nghệ hàn FCAW. Vận hành, sử dụng thành thạo các loại thiết bị dụng cụ hàn FCAW.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hàn hồ quang dây lõi thuốc(FCAW) cơ bản (Nghề: Hàn) - CĐ Cơ Giới Ninh Bình

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚ NINH BÌNH GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN :20 HÀN HỒ QUANG DÂY LÕI THUỐC (FCAW) NGÀNH/NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ –TCGNB ngày.....tháng.....năm 2017 của Trường cao đẳng Cơ giới Ninh Bình Ninh Bình, năm 2018 1
2
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. 3
LỜI GIỚI THIỆU Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới, lĩnh vực cơ khí chế tạo nói chung và ngành Hàn ở Việt Nam nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể. Chương trình khung quốc gia nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các môđun. Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay. Mô đun 20 : Hàn hồ quang dây lõi thuốc(FCAW)cơ bản là môđun đào tạo nghề được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trình thực hiện, nhóm biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nước, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất. Mặc dầu có rất nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Ninh Bình, năm 2018 Tham gia biên soạn 1.Chủ biên: Nguyễn Văn Thắng 2. Nguyễn Doãn Toàn 3. Trần Tuấn Anh 4
MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG I. Lời giới thiệu 2 II. Mục lục 3 Vị trí, ý nghĩa, vai trò của mô đun 4 Mục tiêu của mô đun 4 Nội dung mô đun 4 Yêu cầu đánh giá hoàn thành mô đun 5 III. Nội dung chi tiết mô đun Bài 1: Những kiến thức cơ bản khí hàn hồ quang dây lõi thuốc 6 FCAW Bài 2: Vận hành máy hàn FCAW 18 Bài 3: Hàn liên kết góc thép các bon thấp vị trí hàn 1F 171 Bài 4: Hàn giáp mối thép các bon thấp vị trí hàn 1G 182 Bài 5: Hàn liên kết góc thép các bon thấp vị trí hàn 2F 191 Bài 6: Hàn liên kết góc thép các bon thấp vị trí hàn 3F 197 IV. Tài liệu tham khảo 205 V. Phụ lục: Robot hàn FCAW 206 5
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: HÀN HỒ QUANG DÂY LÕI THUỐC (FCAW) CƠ BẢN Mã số mô đun: MĐ 20 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Môđun : Hàn hồ quang dây lõi thuốc (FCAW) cơ bản là mô đun chuyên môn nghề, được bố trí sau khi học xong hoặc học song song với các môn học MH07- MH12 và MĐ13 – MĐ17. - Là môđun có vai trò quan trọng, người học được trang bị những kiến thức, kỹ năng sử dụng dụng cụ, thiết bị và kỹ năng hàn kim loại bằng phương pháp Hàn hồ quang dây lõi thuốc (FCAW) cơ bản . Mục tiêu của mô đun: - Trình bày chính xác cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị hàn FCAW. - Giải thích đầy đủ thực chất, đặc điểm, công dụng của phương pháp hàn FCAW. - Nhận biết đúng các loại vật liệu dùng trong công nghệ hàn FCAW. - Vận hành, sử dụng thành thạo các loại thiết bị dụng cụ hàn FCAW. - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày và tính chất của vật liệu. - Hàn các mối hàn cơ bản ở vị trí hàn 1G, 1F, 2F, 3F đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. - Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng của mối hàn. - Giải thích rõ các nguyên tắc an toàn và vệ sinh phân xưởng khi hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ. Nội dung của mô đun: Số Thời gian TT Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành tra* 1 Những kiến thức cơ bản khí hàn FCAW 20 15 4 1 2 Vận hành máy hàn FCAW 4 1 3 0 Hàn liên kết góc thép các bon thấp – vị 3 16 1 15 0 trí hàn (1F) Hàn giáp mối thép các bon thấp - Vị trí 4 24 1 22 1 hàn (1G) Hàn liên kết góc thép các bon thấp – vị 5 32 1 30 1 trí hàn (2F) Hàn liên kết góc thép các bon thấp – vị 6 24 1 22 1 trí hàn (3F) 7 Kiểm tra kết thúc 4 4 Cộng 120 20 96 4 6
BÀI 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN HÔ QUANG DÂY LÕI THUỐC (FCAW) CƠ BẢN Mã bài: 20.1 Giới thiệu: Phương pháp hàn hồ quang dây lõi thuốc (FCAW) cơ bản còn có tên gọi là hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí bảo vệ hoặc tên thông thường là hàn dây, hàn CO2.Tên quốc tế là FCAW (Flux- Cored Ar Welding ), FCAW sử dụng hồ quang được tạo bởi vật hàn và dây điện cực nóng chảy cấp vào chi tiết hàn. Hồ quang này sẽ được bảo vệ bằng dòng khí trơ hoặc khí hoạt tính. Sự cháy của hồ quang được duy trì nhờ các hiệu chỉnh đặc tính của hồ quang. Chiều dài hồ quang và cường độ dòng điện hàn được duy trì tự động trong khi tốc độ hàn và góc điện cực được duy trì bởi thợ hàn. Mục tiêu: - Giải thích đúng nguyên lý, công dụng của phương pháp hàn FCAW. - Trình bày đầy đủ các loại khí bảo vệ, các loại dây hàn. - Liệt kê các loại dụng cụ thiết bị dùng trong công nghệ hàn FCAW. - Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn FCAW. - Trình bày đầy đủ mọi ảnh hưởng của quá trình hàn hồ quang tới sức khoẻ công nhân hàn. - Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng Nội dung chính: 1. Thực chất , đặc điểm và phạm vi ứng dụng. 1.1 Thực chất, đặc điểm. Hàn hồ quang lõi trợ dung FCAW (Flux- Cored Ar Welding) là sự cải tiến quy trình hàn MAG. Trong đó dây điện cực nguyên khối được thay thế bằng dây điện cực lõi có chất trợ dung, chất trợ dung này về cơ bản có tác dụng như thuốc bọc que hàn hồ quang tay. Trong chương này sẽ trình bày hai công nghệ: - Công nghệ hàn dây lõi thuốc có khí bảo vệ ( Khi đòi hỏi chất lượng mối hàn cao) - Công nghệ hàn dây lõi thuốc không có khí bảo vệ (tự bảo vệ). Chúng có tác dụng: - Cung cấp khí bảo vệ thông qua các phản ứng hoá học, tuy nhiên vẫn có thể sử dụng khí bảo vệ bên ngoài để đảm bảo chất lượng mối hàn tối ưu. - Cung cấp chất khử ôxy bảo đảm mối hàn không bị lẫn các tạp chất. - Tạo thành xỉ nổi lên trên bề mặt mối hàn để bảo vệ mối hàn trong quá trình kết tinh - Cung cấp các chất để hồ quang cháy ổn định giảm sự bắn toé - Bổ xung các nguyên tố hợp kim cho mối hàn để tăng cơ tính mối hàn - Hàn FCAW là phương pháp hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ. Nguồn nhiệt được cung cấp bởi hồ quang tạo ra giữa điện cực nóng chảy và vật hàn. Hồ quang và kim loại nóng chảy được bảo vệ khỏi tác dụng của không khí 7
ở môi trường xung quanh bởi một loại khí hoặc hỗn hợp khí trơ hoặc khí hoạt tính cacbonic. Hình VI – 109 .Sô ñoà nguyeân lyù 1.2. Phạm vi ứng dụng của hàn FCAW. Các ứng dụng hàn hồ quang trợ dung cơ bản là hàn các khung chính trên xe ủi đất thiết bị cơ khí sử dụng trong xây dựng các hộp bánh răng các khung quay của cần trục và các thiết bị nặng khác, hàn FCAW được dùng rộng rãi trong khung đế máy công cụ các máy đột dập các máy ép thuỷ lực tất cả các kiểu bồn bình chịu áp lực, các loại lò hơi, các đường ống chịu áp suất và trong công nghiệp đóng tàu… Các dây hàn lõi trợ dung với nhãn hiệu thương mại fluxofil, fluxodur, fluxocord được dung rộng rãi có thể đáp ứng yêu cầu chất lượng cao trong điều kiện sản xuất 2.Vật liệu hàn FCAW 2.1. Dây hàn Dây hàn lõi thuốc có cấu trúc như sau theo tiêu chuẩn - AWS E XX T - X (1) (2) (3) (4) (1): Độ bền kéo tối thiểu Ksi (2): Chỉ thị vị trí hàn ứng dụng 0: Chỉ thị vị trí hàn : Hàn bằng (Flat) và Hàn ngang ( Horizontal) 1:…………….: Tất cả các vị trí (3): T : Tubular – Loại điện cực dạng ống lõi thuốc (4) : Số chỉ thị loại khí bảo vệ con số 1 đến 10 là khí CO2 bảo vệ G: Số chỉ thị loại khí bảo vệ theo Nhà thầu + Chủ đầu tư Các dây điện cực dùng để hàn thép cácbon, thép có độ bền kéo trung bình, thép hợp kim thấp, thép nhiệt luyện bề mặt, thường là thép cácbon thấp bao quanh lõi chất trợ dung và các nguyên tố hợp kim hoá Có nhiều loại dây điện cực lõi trợ dung. 8
Ba loại phía trên sáu kiểu điện cực lõi trơ dung. Ba loại này thường được dùng phổ biến hiện nay với hàm lượng thép khoảng 75- 85% tọng lượng và chiếm khoảng 74% tiết điện điện cực, chúng được chế tạo bằng cách cán định hình dải thép các bon thấp thành tiết diện chữ U sau đó được rải chất trợ dung dạng hạt theo chiều dài và đến công nghệ cán thép kín để tạo thành ống ( dây hàn bột) và ép chặt vật liệu lõi, ống được kéo qua khuôn để giảm đường kính và tăng lực ép đối với lõi trợ dung bên trong. Sau đó điện cực được nhiệt luyện hoặc không nhiệt luỵện giữa các lần thao tác cần tuỳ theo kiểu điện cực và cuối cùng điện cực được cuốn theo cuộn đóng gói sản phẩm. Trong các dây điện cực có loại mí dọc không được làm kín do đó chất trợ dung có thể hút ẩm ở không khí xung quanh làm cho việc bảo quan khó khăn. Các dây điện cực lõi trợ dung không có mí ghép dọc được chế tạo theo quy trình đặc biệt có tên thương mại là Fluxofil và Fluxocord. Loại Fluxofil được dùng để hàn hồ quang lõi trợ dung, loại Fluxocord dùng để hàn hồ quang chìm. Đặc tính cơ bản của Fluxofil có đường kính rất tròn và chất trợ dung không bị ẩm do đó dễ bảo quản, thường dùng để hàn dưới nước, tiết diện đồng nhất do đó mối hàn đồng đều theo mọi hướng. Fluxofil thích hợp với các thiết bị hàn FCAW đường kính nhỏ nhất là 1.0mm. Các dây điện cực lõi trợ dung có nhiều loại dùng để hàn thép các bon trung bình và độ bền cao, thép không gỉ, thép hợp kim,thép bền nóng. Bảng nguyên tố hợp kim trong điện cực lõi trợ dung. Bảng VII- 55. Các nguyên tố hợp kim trong điện cực lõi trơ dung. Tên nguyên Tính chất Khả năng hợp kim hoá tố Al Bột kim loại Khử Oxy và khử Nitơ C Khoáng CaF2,CaCO3 Bảo vệ và tạo xỉ Cr Trong hợp kim sắt Tăng độ cứng và độ bền Fe Hợp kim sắt hoặc bột Fe Tăng độ cứng và độ bề Mn Hợp kim sắt hoặc bột Hợp kim hóa để tăng độ bền và chống ăn mòn Mo Hợp kim sắt, hoặc bột Nền hợp kim hòa Ni Hợp kim Fe- Mn Khử Oxy, tăng độ bền tạo xỉ K Hợp kim sắt Tăng độ cứng, độ bền, chống ăn mòn Si Bột kim loại Tăng độ cứng, độ dai, chống ăn mòn Na Khoáng Ổn định hồ quang, tạo xỉ Khử Oxy, tạo xỉ Ti Hợp kim sắt khoáng Ổn định hồ quang, tạo xỉ Zr Khoáng Khử Oxy, khử Nitơ, tạo xỉ V Khoáng hoặc bột kim loại Khử Oxy, khử Nitơ.Tăng độ bền . 2.2. Khí bảo vệ Hàn dây lõi thuốc có thể không cần dùng khí bảo vệ và đặc điểm này giúp hàn dây lõi thuốc được ưa chuộng và mang lại nhiều hiệu quả kinh tế. Song khi hàn đặc biệt trên thép HSLA và hàn trên thép hợp kim, việc dùng dây thuốc bảo vệ bằng khí (outter shielded) hoặc (dual shielded) có ưu điểm về mặt luyện kim mối hàn và khả năng bảo vệ mối hàn tốt hơn, dây hàn có giá thành thấp hơn. Khi 9
đó các thành phần thuốc hàn chỉ chứa các thành phần cải thiện tính chất cơ lý của mối hàn. Quá trình bảo vệ và ổn định hồ quang do khí bảo vệ ngoài đảm nhiệm. Các khí bảo vệ thường dùng khi hàn dây lõi thuốc : CO2 : thích hợp khi hàn thép carbon và thép hợp kim thấp. Khi hàm lượng carbon trong chi tiết hàn thấp hơn 0,05 % thì quá trình hàn làm tăng lượng Carbon trong mối hàn có thể đến 0,10 % . Khi hàm lượng Carbon trong kim loại nền cao thì quá trình hàn xảy ra hiện tượng thoát Carbon làm ảnh hưởng đến độ cứng , tính thấm tôi cũng như có thể gây ra các vết nứt. ATAL 2: là tên gọi hỗn hợp khí 82% Ar + 18% CO2 . Với loại khí này chúng ta có thể hàn với kiểu chuyển dịch cầu giọt nhỏ , thích hợp khi hàn ở các vị trí nghịch . Ngoài ra cơ tính mối hàn còn được nâng cao do sự mất mát Măng gan và Silic do quá trình khử Oxyt giảm. CARGAL : là tên gọi hỗn hợp khí 98,5% Ar + 1,5 % O2. Loại khí này rất thích hợp khi hàn với chuyển dịch phun. Đặc biệt áp dùng khi hàn trên thép INOX HELOXAL : là tên gọi hỗn hợp khí 85% He + 15% O2 . Loại khí thích hợp khi hàn trên thép INOX với chuyển dịch phun . Nó có ưu điểm là loại trừ sự hình thành Carbide Chrome gây tác hại đến sự ăn mòn tinh giới ở vùng biên của mối hàn. 3. Thiết bị dụng cụ hàn FCAW 3.1.Thiết bị 10
Hình 17.2 Thiết bị hàn FCAW Hình 17.3 Hệ thống thiết bị hàn FCAW - Nguồn điện được cung cấp bởi bộ phận biến thế hàn, một đầu được nối với chi tiết, đầu còn lại nối với dây hàn thông qua kẹp tiếp điện ở đầu mỏ. Hồ quang cháy giữa dây hàn và vật hàn, bể hàn được bảo vệ bằng nguồn khí đóng chai thông qua hệ thống ống dẫn và van được phun ra ở đầu mỏ. - Dây hàn được đóng thành cuộn lớn đặt trong máy hàn và chuyển ra liên tục nhờ hệ thống đẩy dây vì vậy quá trình hàn được liên tục 11
Hình 17.4 Cấu tạo bộ phận cấp dây hàn FCAW 3.2.Dụng cụ Thước lá, búa tay, bàn trải thép, kìm điện, kìm kẹp phôi... 4. Đặc điểm công dụng của hàn FCAW Ưu điểm của hàn FCAW. Trong môi trường khí bảo vệ CO2. - Có khả năng giảm dòn vì nóng cao hơn so vởi hồ quang ngầm, hồ quang khí trơ bảo vệ, hoặc điện cực có lớp thuốc bọc bên ngoài. - Cải thiện tính dẻo, tính dai của kim loại mối hàn. - Tăng độ sâu ngấu của mối hàn. Nói chung hàn lõi trợ dung với khí bảo vệ CO2 có chất lượng ngấu sâu cao hơn so với các điện cực bột sắt chứa chứa ít H2 nhưng không bằng quy trình hàn trong môi trường khí CO2 với điện cực nguyên khối khi có cùng khoảng dòng điện hàn. Khi thay CO2 bằng hỗn hợp Ar- CO2 độ ngấu không cao trong trường hợp các dây điện cực sử dụng 100% CO2, hàm lượng Mn, Si trong mối hàn sẽ tăng lên do khả năng Oxy hóa của không khí hồ quang bị giảm Kim loại mối hàn với hỗn hợp Ar- CO2 chất lượng mối hàn thường có độ bền kéo và giới hạn chảy cao hơn so với mối hàn sử dụng 100% CO2. Hỗn hợp này chủ yếu để hàn các loại hợp kim thấp. Một số dây điện cực được chế tạo để sử dụng 80% Ar và 20% CO2 số khác có thể sử dụng hỗn hợp này và sử dụng 100% CO2. Hàn hồ quang lõi trợ dụng khắc phục mọi nhược điểm của hàn hồ quang kim loại bằng tay, chẳng hạn do 12
chiều dài que hàn thuốc bọc có hạn nên có nhiều điểm nối que, tốc độ lắng đọng chậm, chất lượng mối hàn thấp và các yếu tố liên quan đến công nhân. Thiết bị FCAW có cơ cấu đưa dây được cơ khí hóa còn công nhân chỉ đưa mỏ hàn theo hướng hàn. Sự văng tóe giảm rõ rệt, chất lượng mối hàn được tăng rõ rệt do tác dụng của các chất ổn định hồ quang và tạo thành xỉ có trong chất trợ dung của lõi dây hàn ( lớp xỉ mỏng trên bề mặt mối hàn có thể loại bỏ dễ dàng) mối hàn ít bị rỗ khí, sự tiêu thụ khí bảo vệ cũng ít hơn.... Hàn trong môi trường khí bảo vệ cácbonnic điện cực khối lượng tiêu thụ khí CO2 với lưu lượng khí nhiều (17lit/phút). Còn hàn bằng lõi trợ dung (nếu cần khí bảo vệ) thì lượng khí bảo vệ từ 8-12 lit/ phút. 5. Khuyết tật thường gặp và biện pháp phòng ngừa. 5.1.Mối hàn cháy cạnh + Nguyên nhân - Do vận tốc hàn nhanh, dòng điện hàn lớn - Do dao động mỏ hàn không có điểm dừng tại các biên độ dao động + Cách khắc phục - Điều chỉnh dòng điện, tốc độ hàn hợp lý - Dừng hồ quang ở hai mép hàn 5.2. Mối hàn bị rỗ khí + Nguyên nhân - Thiếu khí bảo vệ. - Do hàn trong môi trường có gió thổi với vận tốc gió > 5m/giây + Cách khắc phục - Tăng lưu lượng khí bảo vệ - Che chắn gió tại khu vực hàn 5.3. Mối hàn không ngấu + Nguyên nhân Do vận tốc hàn chậm lượng kim loại nóng chảy vận chuyển từ đầu dây hàn vào vũng hàn lớn dẫn đến tình trang chảy tràn kim loại lỏng lên phía trước vũng hàn cản trở sự nỏng chảy của kim loại cơ bản + Cách khắc phục 13
- Tăng tốc độ hàn 6. Những ảnh hưởng tới sức khoẻ của người công nhân khi hàn FCAW 6.1 Điện giật - Điện giật ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn tính mạng của con người trong quá trình hàn có thể bị điện giật ở mức 1 khi tiếp xúc với vỏ máy hay dây nối mát do rò điện hoặc dây nối mát không làm việc. - Điện giật ở mức điện áp thứ cấp xảy ra khi hai phần trên cơ thể tiếp xúc cùng lúc với hai cực điện đầu ra của máy hàn. - Hầu hết các nguồn điện hàn hồ quang có mức điện áp đầu ra không tải nhỏ hơn 100V, đây là mức điện áp vẫn có nguy cơ gây điện giật. - Tiếp xúc với các vật bằng kim loại mang điện gây chết người hoặc để lại thương tật do dòng điện truyền qua cơ thể hoặc rơi ngã vì điện giật. - Hai mức điện áp trong quá trình hàn hồ quang cần phải quan tâm: + Mức1: Điện áp sơ cấp: từ 230V đến 460V. + Mức2: Điện áp thứ cấp: từ 60V đến 100V. - Điện áp sơ cấp có mức độ nguy hiểm lớn hơn rất nhiều so với điện áp thứ cấp và gây điện giật khi tay hay phần nào đó trên cơ thể tiếp xúc với đầu nối hoặc phần dây dẫn điện lưới vào máy hàn. - Cần phải kiểm tra các dây dẫn sau đã đấu nối chính xác chưa: +Cáp hàn: Cáp điện nối từ nguồn điện hàn đến kìm hàn hay mỏ hàn. +Cáp nối mát: Cáp điện nối từ vật hàn đến nguồn điện hàn. + Dây tiếp đất: Dây nối từ vật hàn hay vỏ máy hàn với điểm tiếp đất. Cả 3 loại dây dẫn trên phải đáp ứng được khả năng dẫn dòng điện với cường độ cao. - Người làm cần phải quan tâm đến“ Hệ số làm việc Duty Cycle”của máy hàn khi đánh giá khả năng làm việc của các chi tiết hay bộ phận dẫn điện nằm trong mạch điện hàn. - Các bộ phận dẫn điện sẽ bị nóng lên trong quá trình hàn quan tâm đến thời gian làm việc và được đánh giá dựa trên Hệ số làm việc, trong đó: + Thời gian thực hiện hàn liên tục. + Tổng thời gian hàn. (thường tính bằng 10 phút) 6.2 - Nguồn nhiệt - Trong hàn hồ quang, điện năng được chuyển thành nhiệt năng và quang năng, hai loại năng lượng này đều có thể gây nguy hiểm hay ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. - Các hạt lửa bắn tóe từ hồ quang hàn (tia lửa hàn ) có thể gây cháy các vật liệu dễ bắt lửa nằm trong khu vực hàn. Khu vực hàn cần phải làm sạch hay cách ly khỏi các vật liệu dễ cháy nổ. - Tia lửa hàn cũng có thể là nguyên nhân gấy cháy quần áo, trang bị bảo hộ gây bỏng. 6.3- Tia hồ quang 6.3.1 -Bức xạ cực tím. Tất cả các quá trình hàn hồ quang đều bức xạ ra tia cực tím (UV). Tia cực tím với cường độ cao và kéo dài sẽ gây cháy da và ảnh hưởng xấu tới mắt. Ảnh 14
hưởng trực tiếp đến người thợ hàn và giám sát hàn. (thường gọi là “đau mắt hàn” ). “Đau mắt hàn ” chính là do tế bào lớp bảo vệ giác mạc bị phá hủy và gây thương tổn lên các tế bào thần kinh nằm ngay dưới giác mạc gây đau mắt (gợn đau trong mắt tương tự như hiện tượng cát bay vào mắt), đặc biệt khi tiếp xúc với các nguồn sáng trắng. “Đau mắt hàn” thường được nhận ra sau khi tiếp xúc với hồ quang vài Giờ và kéo dài từ 12 ~ 24 giờ (hoặc hơn tùy từng trường hợp). - Chữa đau mắt hàn bằng cách nghỉ ngơi trong phòng tối hoặc tra thuốc theo hướng dẫn của bác sĩ mắt. - Ngăn ngừa bằng cách sử dụng đúng các trang bị bảo hộ lao động như quần áo, mặt nạ hàn, mũ hàn (có kính chặn tia cực tím). - Tia cực tím không gây ra hiện tượng đen da như bị cháy nắng mà gây đỏ và rát, nếu quá mức sẽ gây bỏng da. - Tế bào da bị chết và bong ra sau một đến vài ngày. Nếu kéo dài tình trạng tiếp 6.3.2 - Ánh sáng nhìn thấy được Tia sáng nhìn thấy được có bước sóng lớn hơn tia cực tím và có thể đi qua giác mạc vào thủy tinh thể có thể gây lóa mắt. Tia sáng với cường độ cao có thể gây nguy hiểm đến hệ thống thần kinh cảm quang nằm trên võng mạc. Mức độ nguy hiểm phụ thuộc vào cường độ và thời gian tiếp xúc liên tục với ánh sáng của hồ quang gây phản xạ chớp mắt liên tục khi thấy sáng. Gây lóa mắt. Tuy nhiên cả hai hiện tượng trên đều không kéo dài. 6.3.3 - Bứcxạ hồng ngoại - Bức xạ hồng ngoại có bước sóng lớn hơn ánh sáng thường và mang nhiệt. Bức xạ hồng ngoại gây nguy hiểm cho mắt nếu tiếp xúc trong một thời gian dài (hơn một năm) gây đục thủy tinh thể một cách từ từ. - Đối với hàn hồ quang, nguy hại do bức xạ hồng ngoại chỉ xảy ra tiếp xúc quá gần với hồ quang. 6.4 - Khí độc 64.1- Khói hàn. - Khói hàn được sinh ra trong quá trình hàn và mang trong nó các thành phần có từ điện cực hàn, kim loại cơ bản, các chất bám trên bề mặt kim loại cơ bản và các thành phần khác có trong không khí. - Nguy hiểm gây ra khói hàn được đánh giá theo các quy định chung về khói công nghiệp đó là xem xét dựa trên tác động của từng thành phần hóa học có trong nó. - Khói hàn có thể gây các tác động tức thời lên mắt và da, gây chóng mặt, buồn nôn và dị ứng. Ví dụ: khói kẽm có thể gây cúm, tiếp xúc với khói hàn trong thời gian dài có thể gây nhiễm sắt (bụi sắt có trong phổi) ảnh hưởng xấu tới chức năng của phổi. 6.4.2- Khí hàn. - Khí hàn sinh ra trong quá trình hàn hồ quang cũng được coi là một yếu tố có hại đến sức khỏe của con người. 15
- Hầu hết các loại khí bảo vệ (Ar, He, CO2) sử dụng trong hàn quang là khí không gây độc. Tuy nhiên, do sự chiếm chỗ trong không khí dẫn đến giảm lượng oxy cần thiết cho quá trình hô hấp có thể dẫn đến chóng mặt, ngất hay chết nếu não không được cung cấp oxy. Một vài hợp chất tẩy nhờn như Trichlorethylene và Percholorethylene có thể phân hủy ra khí độc do nhiệt và bức xạ cực tím. Ozone và OxitNitơ tạo ra do tác động của bức xạ cực tím lên không khí gây đau đầu, tức ngực, chói mắt, ngứa cổ và mũi. Để giảm tác hại gây ra do khói và khí hàn cần: - Hạn chế tiếp xúc trực tiếp của mặt với khói và khí hàn. - Sử dụng các trang bị thông khí trong phân xưởng hàn. - Trang bị vòi hút khí cục bộ tại vị trí hàn. - Nhận diện các tác hại bằng cách đọc các thông tin an toàn đi kèm với loại vật liệu hàn sử dụng. - Khi hàn các chi tiết đã qua sử dụng cần quan tâm đến lớp sơn, phủ hay hóa chất bám lại, có gây ra khí độc trong quá trình hàn không. 6.5- Tiếng ồn - Tiếp xúc với tiếng ồn lớn có thể gây nguy hiểm đến khả năng nghe. - Tiếng ồn gây “stress” và tăng huyết áp. - Làm việc trong môi trường ồn trong thời gian dài có thể gây điếc, bồn chồn và cáu kỉnh. - Nếu tiếp xúc với tiếng ồn có cường độ trung bình lớn hơn 85 dB trong hơn 8 giờ sẽ làm giảm khả năng nghe và cần phải đi kiểm tra thính giác hàng năm. - Các quá trình hàn hồ quang thông thường không tạo ra tiếng ồn vượt quá phạm vi cho phép. Ngoại trừ quá trình hàn Plasma và cắt hồ quang bằng điện cực than. Tóm lại: - Cách tốt nhất để bảo đảm an toàn trong hàn là tuân thủ một cách chặt chẽ các yêu cầu về an toàn. - Tiến hành đào tạo cũng như phổ biến các quy định về an toàn một cách thường xuyên. - Người giám sát hàn phải có trách nhiệm trong việc quản lý bảo đảm an toàn. 7- An tòan trong hàn hồ quang - Vấn đề an toàn luôn cần phải quan tâm trong quá trình hàn hồ quang, cả ở ngoài công trường và trong phân xưởng. - Bảo đảm an toàn là trách nhiệm của từng cá nhân, không chỉ cho riêng mình mà cho cả những người khác. - Giám sát hàn có chức năng đặc biệt quan trọng trong việc đảm bảo quá trình hàn điện ra đúng theo các quy định (luật) về an toàn trong phạm vi giám sát. - Người giám sát hàn được phép yêu cầu kiểm tra trang thiết bị trước khi hàn, chấp nhận hay không chấp nhận theo các yêu cầu công việc. - Người giám sát hàn có trách nhiệm giám sát quá trình hàn tại từng công đoạn cụ thể trong suốt quá trình hàn. - Các văn bản yêu cầu người giám sát hàn phải tham khảo và tuân thủ: +Luật nhà nướcvề Sức khỏe và An toàn trong sản xuất. 16
+Các quy định về Sức khỏe và An toàn có liên quan. +Các chỉ dẫn liên quan đến công việc tại nơi sản xuất các công việc được phép thực hiện, văn bản cảnh báo nguy cơ có thể gây mất an toàn,… +Các quy định riêng tại nơi tiến hành sản xuất. - Năm vấn đề cần phải quan tâm khi thực hiện công việc giám sát quá trình hàn hồ quang: + Điệngiật. + Nguồn nhiệt + Tia hồ quang. + Khói và khí hàn. + Tiếng ồn Bài tập và sản phẩm thực hành Câu 1: Cho biết thực chất, đạc điểm và phạm vi ứng dụng của phương pháp hàn FCAW. Câu 2: Tính toán chế độ hàn khi hàn FCAWchi tiết như bản vẽ sau: Yêu cầu kỹ thuật: - Mối hàn đúng kích thước - Mối hàn không bị khuyết tật 17
BÀI 2: VẬN HÀNH THIẾT BỊ HÀN FCAW Mã bài: 20.2 Mục tiêu: - Trình bày đúng cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị hàn FCAW. - Vận hành, sử dụng thành thạo các loại máy hàn, dụng cụ hàn FCAW. - Chọn chế độ hàn: Đường kính dây hàn, cường độ dòng điện, điện thế hồ quang, tốc độ hàn, lưu lượng khí bảo vệ phù hợp với chiều dày và tính chất của vật liệu. - Thao tác tháo lắp dây, mỏ hàn, van giảm áp, ống dẫn khí, chai chứa khí, chuẩn bị đấu dây hàn thành thạo. - Tư thế thao tác hàn: Cầm mỏ hàn, ngồi hàn đúng quy định thoải mái tránh gây mệt mỏi - Gây hồ quang và duy trì sự cháy của cột hồ quang ổn định. - Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phân xưởng. 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy hàn FCAW 1.1.Hệ thống thiết bị hàn FCAW Hình 17.2 Thiết bị hàn FCAW 18
Hình 17.3 Hệ thống thiết bị hàn FCAW - Nguồn điện được cung cấp bởi bộ phận biến thế hàn, một đầu được nối với chi tiết, đầu còn lại nối với dây hàn thông qua kẹp tiếp điện ở đầu mỏ. Hồ quang cháy giữa dây hàn và vật hàn, bể hàn được bảo vệ bằng nguồn khí đóng chai thông qua hệ thống ống dẫn và van được phun ra ở đầu mỏ. - Dây hàn được đóng thành cuộn lớn đặt trong máy hàn và chuyển ra liên tục nhờ hệ thống đẩy dây vì vậy quá trình hàn được liên tục Hình 17.4 Cấu tạo bộ phận cấp dây hàn FCAW 1.2.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động - Mỏ hàn : gồm có các bộ phận Chụp khí, đầu mỏ, lỗ phóng khí, tay cầm, công tắc, ống đồng, cáp điều khiển, bộ phận cách nhiệt, ống khí 19
Hình 17.5 Cấu tạo bộ phận mỏ hàn FCAW - Cơ cấu cấp dây hàn. 20