CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II
GIÁO TRÌNH
HÀN HỒ QUANG TAY CƠ BẢN
NGHỀ HÀN
(Ban hành theo quyết định số 397/QĐ-CĐHHII, ngày 4 tháng 8 năm 2021 của Hiệu
trưởng Trường Cao Đẳng Hàng Hải II)
( Lưu hành nội bộ)
TP.HCM, năm 2021
1
Bài 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN
HỒ QUANG TAY
1.1 Khái niệm, đặc điểm, phân loại:
1.1.1 Khái niệm:
Hàn hồ quang quang que hàn có vỏ bọc (SMAW) là “phương pháp hàn hồ
quang sử dụng nhiệt của hồ quang giữa que hàn có vỏ bọc và bể hàn.
Phương pháp thường dùng cùng với sự bảo vệ từ việc phân huỷ của vỏ bọc
que hàn khi bị đốt cháy trong quá trình hàn, trong phương pháp này không
sử dụng áp lực, và kim loại điền đầy thu được từ que hàn”.
Hình 1
Phương pháp hàn này đã phát triển nhanh chóng tiếp theo của phương pháp
hàn hồ quang điện cực carbon. Hàn hồ quang que hàn có vỏ bọc là sản phẩm
tất nhiên của hàn hồ quang kim loại trần (không được bảo vệ), nó sử dụng
một điện cực trần hoặc điện cực được phủ một lớp mỏng, đó là những
phương pháp hàn cổ xưa. Khối lượng của kim loại nóng chảy dưới sự điều khiển của
người thợ hàn. Nếu dòng điện quá cao, chiều sâu ngấu chảy sẽ quá mức và khối lượng
kim loại hàn nóng chảy sẽ trở nên không kiểm soát được. Tốc độ di chuyển cao
làm giảm bớt kích thước của vũng hàn nóng chảy.
2
1.1.2 Đặc điểm:
- Hàn được các mối hàn ở các vị trí khác nhau.
- Hàn được trên các chi tiết to, nhỏ, đơn giàn, phức tạp khác nhau.
- Hàn trong môi trường khí bảo vệ, hàn dưới nước, hàn chân không…
- Thiết bị hàn và trang bị gá lắp hàn đơn giản, dễ thao tác.
- Năng suất hàn thấp, chất lượng mối hàn không cao, phụ thuộc vào trình độ công nhân.
1.1.3 Phân loại:
a. Phân loại theo điện cực:
- Điện cưc không nóng chảy (điện cực C. graphit, W,…). Đối với vật hàn mỏng thì
không cần que hàn phụ, trong trường hợp vật hàn dày cần bổ sung kim loại nóng chảy
tại vùng hàn bằng que hàn phụ.
- Điện cực nóng chảy: Lim loại mối hàn do kim loại que hàn nóng chảy và một phàn
kim loại vật hàn. Que hàn đồng thời vừa duy trì hồ quang, vừa bổ sung kim loại cho mối
hàn.
b. Phân loại theo dòng điện:
- Dòng điện xoay chiều: thiết bị gọn nhẹ, sử dụng đơn giản, dễ vận hành, giá thành rẻ
nhưng chất lượng mối hàn không cao, đấu dây hàn tuỳ ý.
- Dòng điện một chiều: cho chất lượng mối hàn tốt nhưng thiết bị đắt tiền, còng kềnh, sử
dụng phúc tạp, khó bảo quản.
Tuỳ theo kim loại vật hàn và điện cực mà ta có các cách đấu dây thuận hay đấu
nghịch:
- Đấu thuận: Cực dương nối với vật hàn (hàn vật dày, que hàn không nóng chảy), cực
âm nối với que hàn.
- Đấu nghịch: Cực dương nối với que hàn (que hàn chảy rất nhanh, vật hàn chảy ít,
dùng hàn kim lại màu, vật hàn mỏng), cực âm nối với vật hàn.
c. Phân loại theo cách đấu dây
1/ Nối trực tiếp
3
Nối trực tiếp là nối một cực của nguồn điện hàn với que hàn, còn cực kia nối với vật
hàn. Khi hàn bằng dòng một chiều, nối trực tiếp được phân ra : nối thuận và nối nghịch.
+ Nối thuận: là nối cực dương của nguồn với vật hàn, cực âm với que hàn.
+ Nối nghịch: là nối cực dương của nguồn với que hàn, cực âm với vật hàn. Khi hàn vật
mỏng dùng phương pháp nối nghịch và hàn vật dầy nối thuận.
a) Nối trực tiếp b) Nối gián tiếp c) Nối hỗn hợp
2/ Nối gián tiếp : là nối hai cực của nguồn điện với que hàn còn vật hàn không nối cực.
Hồ quang cháy giữa hai que hàn, do vậy có thể điều chỉnh được lượng nhiệt của vũng
hàn khi hàn bằng cách thay đổi chiều dài cột hồ quang (hình vẽ). Cách nối dây này dùng
khi hàn các vật mỏng, hàn thép có nhiệt độ nóng chảy thấp bằng điện cực không nóng
chảy.
3/ Nối hỗn hợp
Dùng khi hàn hồ quang tay bằng dòng ba pha. Hai cực của nguồn điện nối với
que hàn còn cực kia nối với vật hàn. Ưu điểm là nhiệt tập trung cao, năng suất hàn cao.
Thường áp dụng khi hàn vật dầy, các kim loại và hợp kim nóng chảy cao.
1.2 Nguyên lý của quá trình hàn hồ quang
1.2.1 Khái niệm, đặc điểm, cấu tạo hồ quang hàn.
* Khái niệm :
Hồ quang là hiện tượng phóng điện mạnh và liên tục qua môi trường khí (đã bị
ion hóa) giữa hai điện cực.
* Đặc điểm :
Nhiệt độ cao và ánh sáng mạnh, có thể làm nóng chảy tất cả các kim loại (nhiệt
độ ở tâm cột hồ quang khoảng 60000C).
4
Trong không gian hồ quang gồm các phần tử tích điện e, ion âm và ion dương,
trong đó electron đóng vai trò quan trọng nhất vì nó có điện tích âm nhỏ nhất
(e = -1,602.10-19C), có khối lượng rất nhỏ, nhỏ hơn khối lượng nguyên tử hiđrô (là
nguyên tử nhẹ nhất mH = 1,66.10-27kg) 1840 lần.
* Cấu tạo của hồ quang.
UK UC
UA
- Vùng cột hồ quang có điện áp UC. Nhiệt độ ở tâm khoảng 60000C, chiếm 20% tổng
nhiệt lượng hồ quang. Nhiệt lượng của cột hồ quang làm nhiệm vụ nung nóng chảy que
hàn và vật hàn; cung cấp nhiệt lượng để phát xạ điện tử.
Nhiệt ở A cao hơn ở K, do động năng của các điện tử electron lớn (vận tốc vận
tốc ánh sáng) va đập mạnh vào bề mặt A sinh ra nhiệt lớn. Khi hàn vật mỏng đấu cực
âm vào vật hàn, cực dương vào que hàn.
Sau khi hồ quang hình thành, muốn duy trì hồ quang cháy ổn định thì phải đảm
bảo chiều dài hồ quang không đổi.
1.2.2 Sự cháy của hồ quang hàn.
Như trên ta đã nói, sau khi cho que hàn chạm rất nhanh vào vật hàn rồi đưa lên
độ cao 2-4mm thì phát sinh ra hồ quang.
Cấu tạo của hồ quang gồm 3 vùng :
vùng anốt A (cực +), vùng catốt K (cực -) và
vùng cột hồ quang.
Uh = UA + UK + UC
- Vùng katốt : là vùng sản sinh ra các điện
tử. Vùng này có điện áp UK, chiều dài khoảng
10-5cm. Nhiệt độ vùng này khoảng 32000C,
chiếm 38% tổng nhiệt lượng hồ quang.
- Vùng anốt : có điện áp UA, thể tích lớn
hơn vùng catốt nhưng điện áp rơi nhỏ hơn, bằng
(2-4)V (hàn dưới lớp thuốc). Vùng này có nhiệt
độ 34000C, chiếm 42% tổng nhiệt lượng hồ
quang.
Hình 2
