Giáo trình Hàn khí (Nghề: Công nghệ ô tô - Trung cấp) - Trường CĐ Công nghiệp Hải Phòng

Chia sẻ: Cuchoami2510 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:46

Thêm vào BST

Báo xấu

29
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình được biên soạn theo hướng tích hợp lý thuyết và thực hành, giúp cho người học vận dụng ngay kiến thức lý thuyết đã học vào thực tiễn, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo. Nội dung giáo trình gồm những kiến thức cơ bản về hàn khí và các kỹ thuật cần thiết để thực hiện hàn giáp mối ở vị trí hàn 1G; hàn góc 2F bằng phương pháp hàn khí. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hàn khí (Nghề: Công nghệ ô tô - Trung cấp) - Trường CĐ Công nghiệp Hải Phòng

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HẢI PHÒNG GIÁO TRÌNH HÀN KHÍ NGHỀ: CÔNG NGHỆ Ô TÔ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Hải Phòng, năm 2019
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Giáo trình “Mô đun Hàn khí” do chúng tôi biên soạn là tài liệu 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. 1
LỜI GIỚI THIỆU Thực hiện chỉ đạo của Ban Giám hiệu Nhà trường về việc biên soạn, chỉnh sửa chương trình, giáo trình theo Luật Giáo dục nghề nghiệp năm 2014 và Thông tư hướng dẫn thực hiện số: 03/2017/TT-BLĐTBXH. Khoa Cơ khí đã tiến hành biên soạn lại toàn bộ chương trình và giáo trình môn học, mô đun của các nghề Hàn; Cắt gọt kim loại, Nguội sửa chữa máy công cụ và Nguội lắp ráp cơ khí. Giáo trình “Mô đun Hàn khí” được biên soạn nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và học tập nghề hàn trình độ Cao đẳng hoặc dùng làm nguồn tài liệu tham khảo cho những người làm việc trong lĩnh vực liên quan. Giáo trình được biên soạn theo hướng tích hợp lý thuyết và thực hành, giúp cho người học vận dụng ngay kiến thức lý thuyết đã học vào thực tiễn, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo. Nội dung giáo trình gồm những kiến thức cơ bản về hàn khí và các kỹ thuật cần thiết để thực hiện hàn giáp mối ở vị trí hàn 1G; hàn góc 2F bằng phương pháp hàn khí. Cuối mỗi bài học sẽ có quy trình hướng dẫn thực hiện một bài thực hành cụ thể tương ứng với các kiến thức đã học. Với cấu trúc của giáo trình như vậy sẽ giúp người học dễ dàng hình thành những kỹ năng hàn khí cơ bản. Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình biên soạn, song chắc chắn không thể tránh được những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của bạn đọc để giáo trình xuất bản lần sau được hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ: Tổ môn Hàn, Khoa Cơ khí, Trường Cao đẳng Công nghiệp Hải Phòng. Hải Phòng, ngày tháng năm 2019 Tổ bộ môn 2
MỤC LỤC Tuyên bố bản quyền .................................................................................. 1 Lời giới thiệu .............................................................................................. 3 Mục lục ....................................................................................................... 4 Bài 1: Những kiến thức cơ bản về Hàn khí .......................................... 6 Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của hàn khí ...................... 6 Vật liệu hàn khí ................................................................................... 7 Thiết bị hàn khí ................................................................................. 10 Ngọn lửa hàn khí ............................................................................... 15 Phương pháp hàn khí ......................................................................... 17 Chuẩn bị chi tiết hàn ......................................................................... 18 Chế độ hàn khí................................................................................... 20 Các dạng khuyết tật thường gặp của mối hàn khi hàn khí ................ 22 An toàn khi hàn khí ........................................................................... 22 Câu hỏi ôn tập .......................................................................................... 24 Bài 2: Hàn giáp mối ở vị trí hàn 1G....................................................... 25 Vận hành hệ thống hàn khí ................................................................ 25 Hàn giáp mối không vát mép ở vị trí hàn 1g ..................................... 28 Bài 3: Hàn góc ở vị trí hàn 2F ........................................................... 36 Chuẩn bị ............................................................................................ 36 Kỹ thuật hàn ...................................................................................... 37 Các khuyết tật thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục khi hàn góc ở vị trí 2F............................................................................................ 38 Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn .............................................. 38 An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp. ........................................ 39 Bài tập thực hành............................................................................... 39 Bài luyện tập tổng hợp ............................................................................ 43 Tài liệu tham khảo................................................................................... 45 3
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Hàn khí Mã mô đun: MĐ-24 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: Vị trí: Mô đun này được bố trí sau khi học xong các MĐ 20 ÷ MĐ23, hoặc học song song với các môn học từ MH07 đến MH12. Tính chất: Là mô đun chuyên ngành tự chọn Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Phương pháp hàn khí là phương pháp hàn hiện nay đang được sử dụng phổ biến ở các cơ sở sản xuất cơ khí. Mô đun Hàn khí sẽ trang bị cho sinh viên nghề hàn những kiến thức và kỹ năng cơ bản về hàn khí, giúp cho các em sau khi ra trường có thể thực hiện các công việc hàn thuận lợi, đáp ứng yêu cầu thực tế. Mục tiêu mô đun:  Kiến thức: Trình bày được khái niệm, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của hàn khí. Trình bày được các vật liệu dùng trong hàn khí. Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc của các thiết bị hàn khí. Phân tích được đặc điểm, cấu tạo và ứng dụng của các ngọn lửa hàn khí. Nêu được các phương pháp hàn khí. Giải thích được các thông số chế độ hàn khí. Trình bày được các khuyết tật của mối hàn khí, nêu nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa Trình bày được kỹ thuật an toàn khi hàn khí.  Kỹ năng Vận hành, sử dụng thành thạo thiết bị, dụng cụ hàn khí. Tính toán được chế độ hàn, chọn phương pháp hàn phù hợp với chiều dày, tính chất của vật liệu và kiểu liên kết hàn ở các vị trí hàn 1G, 2F. Hàn được các mối hàn ở vị trí 1G, 2F bằng phương pháp hàn khí trên các kết cấu hàn thông dụng, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.  Năng lực tự chủ và trách nhiệm Tự giác trong quá trình học tập, có tinh thần tương trợ giúp đỡ bạn bè Tiết kiệm nguyên vật liệu trong quá trình học thực hành/ thực tập Thực hiện tốt công tác an toàn phòng chống cháy nổ và VSCN Nội dung mô đun: I. Nội dung mô đun: Số Thời gian (giờ) Tên các bài trong mô đun TT Tổng số LT TH KT 1 Bài 1: Những kiến thức cơ bản về hàn khí 11 11 2 Bài 2: Hàn giáp mối ở vị trí 1G 18 2 14 2 3 Bài 3: Hàn góc ở vị trí 2F 14 2 10 2 Kiểm tra kết thúc mô đun 2 2 Cộng 45 15 26 4 4
BÀI 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ HÀN KHÍ Mã bài: MĐ25-01 Giới thiệu: Bài học sẽ trang bị cho người học những kiến thức lý thuyết cơ bản về hàn khí giúp cho người học vận dụng vào quá trình rèn luyện kỹ năng thực hiện hàn các mối hàn khí ở những bài học tiếp theo. Mục tiêu của bài: Trình bày được khái niệm, đặc điểm, phạm vị ứng dụng của hàn khí; Trình bày được các vật liệu dùng trong hàn khí; Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của van giảm áp, mỏ hàn khí; Phân tích được đặc điểm, cấu tạo và ứng dụng của các ngọn lửa hàn khí; Nêu được các phương pháp hàn khí; Trình bày được các khuyết tật, nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa; Nêu được an toàn khi vận hành, sử dụng thiết bị hàn khí. Nội dung chính: THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA HÀN KHÍ: Thực chất Hàn khí là quá trình nung nóng kim loại mối hàn và que hàn phụ (nếu có) đến trạng thái hàn nóng chảy bằng ngọn lửa khí cháy (C 2H2, CH4, C6H6 ...) với oxy. Sau khi ngọn lửa hàn đi qua, kim loại lỏng của vũng hàn kết tinh lại hình thành mối hàn. Ngoài chức năng trên ngọn lửa hàn còn có tác dụng bảo vệ cho vũng hàn khỏi những ảnh hưởng xấu của môi trường xung quanh. 1- Mỏ hàn 2- Que hàn phụ 3- Kim loại cơ bản 4- Mối hàn 5- Vũng hàn Hình 1.1: Sơ đồ hàn khí Theo tiêu chuẩn ISO 4063 và AWS thì phương pháp hàn khí được ký hiệu như sau Tên phương pháp hàn Tiêu chuẩn ISO AWS Hàn hơi với ngọn lửa Oxi-Axetylen 311 OAW (Oxy - acetylene Welding) Hàn hơi với ngọn lửa Oxi- Khí cháy 31 OFW (Oxy - Flame Welding) 5
Đặc điểm Hàn khí có phạm vi sử dụng hẹp hơn so với hàn hồ quang tay (vì năng suất hàn thấp hơn) song hiện nay vẫn được dùng khá phổ biến vì hàn khí có một số đặc điểm sau:  Ưu điểm: Thiết bị hàn đơn giản, rẻ tiền. Hàn được nhiều vật liệu khác nhau: thép, gang, đồng, nhôm... Hàn được những vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp và các kết cấu mỏng. Có tính cơ động cao. Hàn được ở các vị trí khác nhau trong không gian. Dễ quan sát và điều khiển quá trình hàn.  Nhược điểm: Chi tiết hàn dễ biến dạng cong vênh. Độ biến dạng lớn nhất so với các phương pháp hàn khác. Năng suất thấp. Yêu cầu về an toàn cao. Phạm vi ứng dụng Chủ yếu dùng để hàn các chi tiết mỏng. Sửa chữa khuyết tật vật đúc. Hàn vảy, hàn đắp, hàn những kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp. Phục vụ công việc duy tu, sửa chữa. Đặc biệt thích hợp khi hàn ống có đường kính nhỏ VẬT LIỆU HÀN KHÍ Khí dùng để hàn gồm có ôxy và các loại khí cháy. Khí cháy có thể là các hợp chất của cacbuahyđrô (mêtan, axêtylen, prôpan, butan,…) hay khí hyđrô. Thường dùng nhất là khí axêtylen, bởi vì khi cháy với ôxy, nhiệt độ của ngọn lửa khá cao (tới 31500C) và có vùng hoàn nguyên tốt, rất thuận lợi cho việc hàn và cắt kim loại. Khí ô xy Ôxy là chất khí không màu, không mùi và không vị, có tỷ trọng 1,34 kg/m3, chiếm 21% không khí. Ôxy không tự cháy nhưng là nhân tố duy trì sự cháy và kích thích sự cháy. Trong kỹ thuật hàn cần Ôxy có độ tinh khiết từ 98,5 đến 99,5% (còn lại là tạp chất nitơ và argon). Ở trạng thái áp suất cao, khi tiếp xúc với dầu mỡ, khoáng chất, bụi than… có thể tự bốc cháy. Có hai phương pháp điều chế O2: + Phương pháp thứ nhất: Tách O2 và N2 ra khỏi không khí bằng cách hóa lỏng không khí (O2= -183oC; N = -196oC 6
+ Phương pháp thứ hai: Tách O2 và H2 ra khỏi nước bằng phương pháp điện phân. Trong thực tế thường dùng phương pháp thứ nhất, đạt hiệu quả kinh tế cao hơn. Ôxy được chứa trong chai thép với áp suất 150at ở 0 21 C. Dung tích chai ôxy có ba kích cỡ: Cỡ lớn chứa từ 6.3 ÷ 7m3 ôxy, trọng lượng 67 ÷ 70kg; Cỡ trung bình chứa từ 3,1÷3,5m3 ôxy, trọng lượng từ 40.3 ÷ 42kg; Cỡ nhỏ chứa từ 1.6 ÷ 2.3m3 ôxy, trọng lượng 30kg. Mặt ngoài của chai sơn màu xanh, cổ chai viết chữ màu đen. Lượng khí trong chai được tính như sau: Dung lượng chai = Áp suất x Thể tích (Lít) Hình 1.2: Chai Oxy Khí Axetylen (C2H2) Axêtylen được điều chế bằng cách cho đất đèn (cacbit canxi) tác dụng với nước: CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2↓ + Q ↑ (1kg đất đèn có thể tạo ra được khoảng 300 đến 350 lít khí Acetylen) Đất đèn được sản xuất bằng cách nấu chảy vôi sống với than cốc trong lò điện ở nhiệt độ 19000 ÷ 23000, công thức phản ứng như sau: CaO + 3C → CaC2 + CO Axêtylen là chất khí không màu, nhẹ hơn không khí, có mùi hắc khi ở dạng nguyên chất. Nếu hít phải khí này trong một thời gian dài có thể bị chóng mặt, buồn nôn và có thể bị nhiễm độc. Hình 1.3: Chai C2H2 Khi C2H2 bị nén ở áp suất cao và nhiệt độ hơn 3000C có xu hướng bị phân hủy thành C và H2, đồng thời tỏa nhiệt tạo thành áp suất rất lớn gây ra cháy nổ. Do đó áp suất làm việc được giới hạn tối đa là 1,5at. C2H2 tác dụng với Cu tạo thành hợp chất có thể gây nổ khí bị ma sát hoặc va đập mạnh. Vì vậy các chi tiết tiếp xúc với C2H2 không được làm bằng Cu hoặc hợp kim Cu (có hớn 70% là Cu). C2H2 sẽ tạo ra hỗn hợp nổ khi tác dụng với không khí hoặc O 2 theo giới hạn sau: 7
+ Giới hạn nổ trong không khí: 2,4% đến 83% với nhiệt độ lớn hơn 30000C và áp suất khoảng 1at + Giới hạn nổ đối với O2: 2,4% đến 93% với nhiệt độ lớn hơn 3000C và áp suất khoảng 1at Để giữ được axetylen trong bình chứa (chai đựng), người ta hòa tan axetylen vào axeton và chất xốp (có hai loại chất xốp: chất xốp thông thường và chất xốp đặc biệt) để ngăn chặn sự phân hủy axetylen ở áp lực lớn hơn 1,5 at. Áp suất khi điền đầy khí trong chai khoảng 15at. Lượng khí axêtylen trong chai được xác định bằng tích số của dung tích bình với áp suất khí và hệ số tính đến sự hòa tan của axêtylen trong axêtôn (hệ số này là 9,5 ). Hình 1.4: Tỉ lệ thành phần các chất trong chai Axetylen Chai axetylen khi làm việc không được để nằm phải để đứng hoặc để van của chai cao hơn đáy tối thiểu là 40cm. Tuy nhiên đối với chai axetylen có chất xốp đặc biệt (đánh dấu vòng màu đỏ ở cổ chai) thì có thể lấy khí ra khi chai đặt nằm. Các loại khí khác Ngoài khí axêtylen, trong hàn và cắt người ta còn dùng các khí khí khác để thay thế cho axêtylen. Các khí thay thế là các khí cháy thường dùng:  Hỗn hợp prôpan - butan Hỗn hợp prôpan – butan là sản phẩm phụ trong công nghiệp chế biến dầu mỏ. Trong thành phần của hỗn hợp khí prôpan – butan gồm (50  70)% prôpan và (30  50)% butan. Nhiệt độ của ngọn lửa của hỗn hợp khí prôpan – butan khi cháy với ôxy kỹ thuật đạt được (2500  2700)0C.  Khí than cốc Nhiệt độ ngọn lửa của khí than khi cháy với ôxy khoảng 20000C  Hyđrô Hyđrô là chất khí cháy không màu, không mùi. Hyđrô là một trong những loại khí nhẹ nhất, nhẹ hơn không khí 14,5 lần. Nhiệt độ ngọn lửa của khí hyđrô khi cháy với ôxy kỹ thuật khoảng 21000C.  Xăng và dầu hỏa Xăng và dầu hỏa là chất lỏng dễ bay hơi. Hơi xăng và dầu hỏa khi cháy với ôxy cho ngọn lửa có nhiệt độ khoảng 25000C. Để hàn và cắt bằng loại nhiên liệu này phải sử dụng thiết bị chuyên dùng. Thông thường thì xăng và dầu hỏa được sử dụng để cắt nhiều hơn để hàn. 8
Que hàn phụ Trong hàn khí que hàn phụ được sử dụng như là vật liệu phụ gia. Que hàn phải không có các oxit, xỉ, dầu, mỡ và sơn…khi nóng chảy không có xu hướng tạo rỗ bọt hoặc bắn tóe. Trong thực tế thì que hàn phụ được sử dụng có thành phần tương đương như vật liệu cơ bản. Đường kính que hàn được sản xuất theo quy chuẩn, gồm có các loại: 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 Thuốc hàn Thuốc hàn có tác dụng tảy sạch mối hàn, tạo điều kiện cho quá trình hàn dễ dàng, bảo vệ mối hàn và tăng cơ tính cho nó.  Yêu cầu đối với thuốc hàn: Dễ chảy, nhiệt độ nóng chảy của thuốc hàn phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại cơ bản, tác dụng nhanh với ôxy kim loại để tạo xỉ, giải phóng kim loại, xỉ dễ bong; Khối lượng riêng của thuốc hàn phải nhỏ hơn của kim loại cơ bản và không có tác dụng xấu đối với kim loại cơ bản và kim loại mối hàn; Thuốc hàn phải nóng chảy đều và bao phủ kín bề mặt vùng kim loại cần hàn. Thuốc hàn có hai loại: có tính axi và bazơ. Loại có tính axi dùng để hàn các kim loại màu, Loại có tính bazơ thường dùng để hàn gang THIẾT BỊ HÀN KHÍ Hình 1.5: Hệ thống hàn khí 1. Bình chứa ôxy; 2. Bình chứa axêtylen; 3. Van giảm áp; 4. Van an toàn 5. Ống dẫn khí; 6. Mỏ hàn. Van giảm áp 3.2.1. Công dụ ng - phân loại.  Công dụng: Van giảm áp là thiết bị dùng để giảm áp suất khí chứa trong bình sinh khí hoặc chai khí đến áp suất làm việc và giữ cho áp suất đó không đổi trong suốt quá trình làm việc.  Phân loại: Van giảm áp được phân loại theo: Theo công dụng 9
+ Van giảm áp ôxy: Van giảm áp ôxy có thể giảm áp suất từ 150at xuống (1  1.5)at; + Van giảm áp axêtylen: Van giảm áp axêtylen có thể giảm áp suất xuống đến (0.1  1.5)at; + Van giảm áp hyđro. . . Theo số buồng: Theo số buồng thì có loại 1 buồng và loại 2 buồng. 3.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc (van giảm áp có tác dụng nghịch một buồng) a. Cấu tạo: 1 - Thân(vỏ) 2 - Lò so 3 - Màng đàn hồi 4 - Buồng áp suất thấp 5 - Buồng áp suất cao 6 - Áp kế 7 - Lò so 8 - Nắp van 9 - Nắp an toàn. 10 - Áp kế 11 - Cần 12 - Vít điều chỉnh Hình 1.6: Cấu tạo Van giảm áp có tác dụng nghịch b. Nguyên lý hoạt động Điều chỉnh áp suất trong buồng áp suất thấp bằng cách điều chỉnh khe hở giữa nắp van (8) và gờ van. Khe hở giữa nắp van và gờ van càng lớn thì lượng khí đi vào buồng áp suất thấp càng nhiều và áp suất trong buồng áp suất thấp càng cao. Điều chỉnh khe hở giữa nắp van và gờ van bằng cách điều chỉnh vít (12). Nếu vặn vít (12) theo chiều kim đồng hồ thì lò xo (2) bị nén sẽ đẩy màng (3) , cần (11) và nắp van (8) lên làm áp suất trong buồng áp suất thấp tăng. Khi vặn vít (12) theo chiều ngược kim đồng hồ thì áp suất khí trong buồng áp suất thấp (4) giảm. Khí nén từ bình sinh khí hoặc chai khí đi vào buồng áp suất cao (5), sau đó đi qua khe hở giữa nắp van (8) đi buồng áp suất thấp (4). Vì buồng áp suất thất có dung tích lớn hơn buồng áp suất cao nên khi khí đi vào buồng áp suất thấp sẽ bị giãn nở làm áp suất khí giảm xuống đến áp suất làm việc, sau đó khí sẽ được dẫn đến nơi tiêu thụ. Việc duy trì áp suất trong buồng áp suất thấp được thực hiện tự động như sau: Nếu lượng khí tiêu thụ ít thì áp suất trong buồng suất thấp (4) tăng và tạo nên áp suất lớn ép vào màng (3) làm cho lò xo (2) bị nén. Khi lò xo (2) bị nén sẽ kéo cần (11) xuống phía dưới đậy nắp van (8) lại làm cho áp suất trong buồng áp suất thấp giảm xuống bằng trị số ban đầu. Nếu áp suất trong buồng áp suất thấp tăng quá mức quy định thì nắp an toàn (9) sẽ xả bớt khí ra ngoài. 10
Nếu lượng khí tiêu thụ quá nhiều thì áp suất trong buồng áp suất thấp (4) giảm xuống, làm lò xo (2) bị giãn ra và đẩy màng (3) cong lên ép vào lò xo (7), khi đó nắp van (8) nâng cao và áp suất trong buồng áp suất thấp lại tăng lên đến mức quy định. Van an toàn 3.3.1. Nhiệm vụ Van an toàn (Khóa bảo hiểm) có tác dụng ngăn chặn các hiện tượng: Ôxy chạy ngược vào đường ống dẫn hoặc chai khí cháy. Hiện tượng “ngọn lửa tạt lại” hay “Ngọn lửa quặt” là sự cháy ngược vào trong ống dẫn khí hoặc chai khí do tốc độ cháy của hỗn hợp khí ôxy – axêtylen lớn hơn tốc độ thoát ra khỏi mỏ hàn. Van an toàn phải được tiêu chuẩn hóa và kiểm định định kỳ của cơ quan kiểm định chất lượng. Khóa bảo hiểm thường được lắp vào các vị trí như hình sau: Hình 1.7: Các vị trí lắp van an toàn A. Sau hệ thống phân phối khí - B. Sau van giảm áp - C. Lắp trước mỏ hàn - D. Lắp trên ống dẫn khí mềm 3.3.2. Van an toàn kiểu khô a. - Cấu tạo. 1 - Vỏ thép 2 - Thỏi sứ hình trụ 3, 5 - Nắp 4 - Màng bảo hiểm 6 - Viên bi cao su Hình 1.8: Cấu tạo của van an toàn kiểu khô 11
Thỏi sứ hình trụ (2) đặt trong vỏ thép (1) và được bắt chặt bằng êcu. Hai mặt của vỏ thép (1) được kẹp chặt bằng hai nắp (3) và (5). Trong nắp (5) có đặt viên bi cao su (6). b. Nguyên lý làm việc: Khi làm việc khí axêtylen đi vào, đẩy viên bi (6), qua trụ sứ (2) và đi đến nơi tiêu thụ. Khi có ngọn lửa tạt lại, trụ sứ (2) có tác dụng dập tắt ngọn lửa: viên bi (6) đóng kín lỗ khí đi vào, đồng thời màng bảo hiểm (4) bị phá vỡ và khí cháy thoát ra ngoài. Thiết bị ngăn lửa tạt lại loại này dùng với lượng tiêu hao khí 2m 3 /h và áp suất nhỏ hơn 1.5 at. Ống dẫn khí và đầu nối Áp suất làm việc ống dẫn ôxy là 10at, axêtylen là 3at. Cấu tạo gồm 3 lớp: Lớp lót trong cùng làm bằng cao su có độ bền cao, dày 2mm - Bọc ngoài lớp lót là lớp vải thấm cao su để tăng độ dẻo dai của ống - Ngoài cùng làm bằng cao su lưu hóa có độ đàn hồi cao, dày 1mm. Ống dẫn khí ôxy màu xanh lá cây, ống dẫn axêtylen màu đỏ. Đường kính trong của ống thường dùng là 4.8/6.4/9.5/12.7. Hình 1.9: Ống dẫn khí và đầu nối Đầu nối được chế tạo theo tiêu chuẩn. Cấu tạo gồm: ống nối lắp vào trong ống dẫn khí và đai ốc hãm chặt vào đầu ra của van giảm áp, đầu cấp khí trên mỏ hàn, mỏ cắt. Ren đai ốc của đầu nối dùng cho ống dẫn ôxy là ren phải, dùng cho ống dẫn axêtylen là ren trái. Hình 1.10: Các loại đầu nối 12
Mỏ hàn khí 3.5.1. Yêu cầu đối với mỏ hàn Mỏ hàn khí phải đảm bảo yêu cầu sau: Phải hỗn hợp đều thành phần khí cháy theo tỷ lệ nhất định để hỗn hợp khí cháy được hoàn toàn. Các đường ống dẫn khí phải hợp lý để tận dụng ôxy bên ngoài không khí và giảm sự ôxy hóa của ôxy trong không khí đối với kim loại hàn. Phải có bộ phận điều chỉnh để tốc độ của hỗn hợp khí cháy đi ra khỏi mỏ hàn lớn hơn tốc độ cháy của hỗn hợp đó. Nhiệt lượng của ngọn lửa phải lớn, tập trung và dể điều chỉnh công suất của ngọn lửa. Phải an toàn khi sử dụng, mỏ hàn phải nhẹ dễ thao tác. 3.5.2. Phân loại và cấu tạo một số mỏ hàn thông dụng Có nhiều cách phân loại mỏ hàn. Tuy nhiên có hai loại mỏ hàn chính thường được sử dụng: mỏ hàn hút và mỏ hàn đẳng áp. a. Mỏ hàn kiểu hút  Cấu tạo: 1. ống dẫn khí oxi vào mỏ hàn 2. Miệng phun 3. Vùng áp suất thấp 4. ống dẫn khí axêtylen vào mỏ hàn 5. Buồng hỗn hợp 6. ống dẫn hỗn hợp (thân mỏ hàn) Hình 1.11: Mỏ hàn kiểu hút 7. Đầu mỏ hàn  Nguyên lý làm việc Khí ôxy có áp suất (3 ÷ 4)at theo ống 1 qua van điều chỉnh vào miệng phun 2. Vì đầu miệng phun có đường kính rất bé nên dòng ôxy đi qua có tốc độ rất lớn tạo thành vùng áp thấp (3) quanh miệng phun - Nhờ vậy, khí axêtylen được hút vào buồng hỗn hợp ( 5) kết hợp với ôxy tạo thành hỗn hợp khí. Hỗn hợp khí này theo ống (6) ra đầu mỏ hàn (7), khi đốt cháy tạo thành ngọn lửa hàn. Chú ý: Quy trình sử dụng mỏ kiểu hút tuân theo nguyên tắc “Oxi đi trước về sau”. Nghĩa là khi bắt đầu sử dụng thì mở oxi trước sau đó đến axetylen, khi tắt thì tắt axetylen trước rồi đến oxi. Thông lỗ đầu mỏ hàn nếu bị bám bẩn sau khi đã khóa các đường dẫn khí lại. Khi mỏ hàn bị nóng quá, gây tiếng nổ ở đầu mỏ hàn, thì tắt lửa, nhúng vào nước để làm nguội. 13
b. Mỏ hàn đẳng áp  Cấu tạo: 1- Đầu mỏ 2- Thân mỏ 3, 6 van điều chỉnh 4, 5- Ống dẫn Hình 1.12: Mỏ hàn đẳng áp  Nguyên lý làm việc Khí O2 và C2H2 theo ống 4 và 5 vào buồng hỗn hợp dưới một áp suất như nhau, sau đó qua thân 2 ra đầu mỏ hàn để cháy thành ngọn lửa. Lượng O2 và C2H2 được điều chỉnh bằng các khóa 3 và 6. Chú ý: Phải bảo đảm được điều kiện ổn định của áp suất khí đi vào mỏ hàn. Chỉ sử dụng trong điều kiện cả O2 và C2H2 được lấy trực tiếp từ các bình chứa qua van giảm áp (ít dùng trong trường hợp C2H2 được lấy ra trực tiếp từ thùng điều chế). Mỏ hàn khí thường được chế tạo thành bộ, gồm một thân mỏ và một số đầu hàn (4 ÷ 7 đầu hàn) đánh số thứ tự từ nhỏ đến lớn. 3.5.3. Sử dụng và bảo quản mỏ hàn Trong trường hợp đó nguội.cần tắt lửa và thông lại bét hàn, mỏ nóng nhúng đầu mỏ hàn vào nước để làm Trong quá trình hàn mỏ hàn thường bị tắc do xỉ bắn vào đầu mỏ hàn làm cho ngọn lửa hàn bị thay đổi ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn do đó ta cần làm sạch mỏ hàn sau đó mới tiếp tục hàn. Hình 1.13: Phương pháp làm sạch đầu mỏ hàn NGỌN LỬA HÀN KHÍ Cấu tạo ngọn lửa hàn khí Ngọn lửa hàn khí có thể chia làm 3 vùng: 1. Nhân ngọn lửa -> Màu sáng trắng 2. Vùng cháy không hoàn toàn (vùng hoàn nguyên)-> màu sáng vàng 3. Vùng cháy hoàn toàn (vùng oxy hóa) Hình 1.14: Cấu tạo ng n lửa hàn khí -> màu vàng sẫm và có nhiều khói 14
 Vùng nhân ngọn lửa: O2 và C2H2 từ mỏ hàn ra, khi đốt C2H2 bị phân huỷ C2H2 =C2+H2. Khi nhiệt độ trên 8000C quá trình phân huỷ C2H2 có thể tạo thành CH4 (2C2H2=CH4+3C). Sau đó ở nhiệt độ trên 10000C, CH4 lại bị phân huỷ tiếp CH4=C+2H2 Vì thế vùng hạt nhân có màu sáng trắng, nhiệt độ thấp và trong đó có nhiều C nên không dùng để hàn vì dễ làm cho mối hàn thấm C trở nên dòn.  Vùng cháy không hoàn toàn (vùng hoàn nguyên) Khi C2H2 kết hợp với oxy theo phản ứng: C2H2+O2 =2CO+H2+Q↑ Vùng này màu sáng xanh, nhiệt độ cao (đến 31500C), phản ứng tạo ra CO và H2 là những chất khử oxy nên gọi là vùng hoàn nguyên hoặc vùng cháy chưa hoàn toàn.  Vùng cháy hoàn toàn (vùng đuôi ngọn lửa) Sản phẩm cháy vùng này tiếp tục cháy với oxy của không khí: 2CO + H2 + 1,5O2 = 2CO2+ H2O + Q↑ Qua công thức trên ta thấy để đốt cháy hoàn toàn một phần C2H2 thì phải mất 2,5 phần O2, trong đó 1 phần sẽ lấy từ chai O2, 1,5 phần còn lại sẽ lấy ngoài không khí. Do đó khi hàn cần phải lựa chọn nơi thông thoáng để đảm bảo đủ lượng O2 cho ngọn lửa. Vùng này màu nâu sẫm, nhiệt độ thấp có CO2 và H2O là những chất dễ phân huỷ thành O2, H2 có tác dụng không tốt đối với kim loại mối hàn, vì thế gọi là vùng oxy hoá nhưng ở đây cacbon bị cháy hoàn toàn nên cũng có thể gọi là vùng cháy hoàn toàn. Hình 1.15: ồ thị phân bố nhiệt của ng n lửa hàn khí Phân loại ngọn lửa hàn khí Căn cứ theo tỷ lệ của hỗn hợp khí O2 và C2H2, ngọn lửa hàn khí có thể chia thành ba loại: ngọn lửa bình thường (ngọn lửa trung hòa), ngọn lửa oxy hóa và ngọn lửa cácbon hóa. 15
4.2.1. Ng n lửa trung hòa ( �� = �, � ÷ �, �) �� Hình 1.16: Ng n lửa trung h a  Đặc điểm Ngọn lửa có 3 vùng phân biệt rõ ràng Nhân ngọn lửa có dạng hình trụ, đầu chỏm cầu Ngọn lửa cho vùng hoàn nguyên tốt nhất. Tại vị trí cách đuôi nhân ngọn lửa khoảng 3-5 mm, vùng hoàn nguyên đạt tới nhiệt độ cao nhất (khoảng 31500C), dùng để hàn rất tốt.  Ứng dụng Do có nhiệt độ cao và thành phần khí vùng hoàn nguyên tốt nhất nên ngọn lửa thường được dùng để hàn thép và đồng 4.2.2. Ng n lửa Oxy hóa: �� > �, � �� Tính chất hoàn nguyên của ngọn lửa bị mất, nhân ngọn lửa ngắn lại, vùng giữa và đuôi không phân biệt rõ ràng, ngọn lửa có màu sáng. Dùng hàn đồng thau, cắt hớt bề mặt, đốt Hình 1.17: Ng n lửa xy hóa sạch bề mặt (Hình 2.2). 4.2.3. Ng n lửa Các bon hóa: �� < �, � �� Vùng giữa của ngọn lửa thừa cacbon tự do và mang tính chất cacbon hoá, nhân ngọn Hình 1.18: Ng n lửa Cacbon hóa lửa kéo dài hình lưỡi rắn và nhập với vùng giữa, có màu nâu sẫm. Dùng hàn gang (bổ sung cacbon bị cháy), tôi bề mặt, hàn đắp thép cao tốc và hợp kim cứng PHƯƠNG PHÁP HÀN KHÍ Hàn phải Hình 1.19: Phương pháp hàn phải 16
Mỏ hàn và que hàn chuyển động từ trái qua phải (mỏ hàn đi trước, que hàn theo sau). Chuyển động que hàn theo kiểu xoáy tròn.  Đặc điểm của phương pháp hàn phải: Ngọn lửa luôn hướng vào vũng hàn, đủ nhiệt năng cung cấp cho mối hàn nên độ sâu ngấu của mối hàn đảm bảo. Thường dùng để hàn các chi tiết dày (S > 3mm) hoặc những vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao. Tốc độ nguội chậm Tác dụng bảo vệ mối hàn của ngọn lửa tốt. Bề mặt mối hàn có vân lớn. Hàn trái Hình 1.20: Phương pháp hàn trái Mỏ hàn và que hàn chuyển động từ phải qua trái (que hàn đi trước, mỏ hàn theo sau). Chuyển động que hàn theo kiểu chấm nhẹ  Đặc điểm của phương pháp hàn trái: Bề mặt mối hàn nhẵn hoặc vẩy mỏng Ngọn lửa không hướng trực tiếp vào vũng hàn nên nhiệt lượng cung cấp vào bể hàn thấp Người thợ dễ quan sát bể hàn nên có thể nhận được mối hàn đều và đẹp. Thường dùng để hàn các chi tiết mỏng (S < 3mm) hoặc những vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp. Tổn thất nhiệt lớn. Độ sâu ngấu của mối hàn kém. Tác dụng bảo vệ mối hàn của ngọn lửa kém. CHUẨN BỊ CHI TIẾT HÀN - Tùy theo chiều dày chi tiết, tiến hành vát mép hoặc gấp mép theo đúng tiêu chuẩn của hàn khí. - Làm sạch mép các chi tiết cả về hai phía, chiều rộng mỗi phía khoảng 10 ÷ 20mm. 17
- Hàn đính khi gá lắp để giữ vị trí tương đối của các chi tiết: + Vật mỏng: chiều dài mối đính 4 ÷ 5mm, khoảng cách mối đính 50 ÷ 100mm. + Vật dày: dài mối đính 20 ÷ 30mm, khoảng cách mối đính 300 ÷ 500mm. Theo tiêu chuẩn ISO 2553 quy định các yêu cầu kỹ thuật khi chuẩn bị mối ghép cho phương pháp hàn khí như sau: Mối hàn Dạng ghép Ký Kích thước Chiều hiệu Mô tả dạng mối Ghi chú dày chi Tên gọi (theo hàn Mối ghép Phần tiết ISO Góc Khe cạnh 2553) α,β hở b tù c Có thể Môi hàn viền không S≤2 - - - dùng que mép hàn phụ Mối hàn S≤4 - b=s - chữ I Có thể 400≤α≤600 2≤S≤10 dùng Mối hàn b≤4 c≤2 đệm lót chữ V Mối hàn góc một phía 700≤α≤1000 S1>2 Mối hàn góc b≤2 - S2>2 chữ T S1>2 Mối hàn góc b≤2 - S2>2 chữ F 600≤α≤1200 S1>2 Mối hàn nối b≤2 - S2>2 góc ngoài Các dạng mối ghép của mối hàn góc hai phía 700≤α≤1100 Mối hàn góc S1>3 đúp (có khe b≤2 - S2>3 hở) 18