Giáo trình Hàn khí (Nghề: Hàn - Trình độ: Cao đẳng) - CĐ Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:132

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Hàn khí (Nghề: Hàn - Trình độ: Cao đẳng)" biên soạn với mục tiêu giúp người học nắm được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị hàn khí; đặc điểm, cách nhận biết và phương pháp điều chỉnh ngọn lửa hàn; những nguy hiểm khi sử dụng khí để hàn và biện pháp phòng ngừa an toàn;... 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: Hàn - Trình độ: Cao đẳng) - CĐ Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn

UBND TỈNH BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ QUY NHƠN GIÁO TRÌNH MÔN ĐUN: HÀN KHÍ NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 99/QĐ-CĐKTCNQN ngày 14 tháng 3 năm 2018 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn Bình Định, năm 2018
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Giáo trình này được biên soạn bởi giáo viên bộ môn Hàn, khoa cơ khí trường Cao đẳng Kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn, sử dụng cho việc tham khảo và giảng dạy nghề Hàn tại trường Cao đẳng Kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn. Mọi hình thức sao chép, in ấn và đưa lên mạng Internet không được sự cho phép của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn là vi phạm pháp luật. 3
LỜI MỞ ĐẦU Mục tiêu nâng cao chất lượng đào tạo nghề nhằm đáp ứng yêu cầu của thị trường lao động kỹ thuật và hội nhập quốc tế. Là một Trường đã có bề dày hơn 55 năm đào tạo nghề của Tỉnh Bình Định, khu vực Miền trung và Tây nguyên, với quy mô trang thiết bị luôn được đầu tư mới; năng lực đội ngũ giáo viên ngày càng được nâng cao trình độ. Việc biên soạn giáo trình phục vụ cho công tác đào tạo của nhà Trường nhằm đáp ứng các yêu cầu sau đây: ● Yêu cầu của người học. ● Nhu cầu về chất lượng nguồn nhân lực nghề Hàn. ● Cung cấp lao động kỹ thuật cho Doanh nghiệp và xuất khẩu lao động. Dưới sự chỉ đạo của Ban Giám Hiệu nhà trường trong thời gian qua các giáo viên trong khoa cơ khí đã dành thời gian tập trung biên soạn giáo trình, cải tiến phương pháp giảng dạy nhằm tạo điều kiện cho học sinh – sinh viên hiểu biết kiến thức và rèn luyện kỹ năng nghề. Nhóm biên soạn đã vận dụng sáng tạo vào việc biên soạn giáo trình các mô đun chuyên môn Hàn. Nội dung giáo trình có thể đáp ứng để đào tạo cho từng cấp trình độ và có tính liên thông cho 3 cấp trình độ (Sơ cấp, Trung cấp, Cao đẳng). Mặt khác nội dung của mô đun phải đạt được các tiêu chí quan trọng theo mục tiêu, hướng tới đạt chuẩn quốc tế cho ngành Hàn. Vì thế giáo trình mô đun đã bao gồm các nội dung như sau: ● Trình độ kiến thức ● Kỹ năng thực hành ● Tính quy trình trong công nghiệp ● Năng lực người học và tư duy về mô đun được đào tạo ứng dụng trong thực tiễn. ● Phẩm chất văn hóa nghề được đào tạo. Trong quá trình biên soạn giáo trình Khoa đã tham khảo ý kiến từ các Doanh nghệp trong nước, chuyên gia các trường Đại học, học viện... Nhóm biên soạn đã hết sức cố gắng để giáo trình đạt được chất lượng tốt nhất. Do thời gian hoàn thành giáo trình khá gấp rút nên không thể tránh khỏi thiếu sót, rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ các đồng nghiệp, các bạn đọc để giáo trình được hoàn thiện hơn. Trân trọng cảm ơn! Biên soạn Nguyễn Phước Vân 4
MỤC LỤC Bài mở đầu: Giới thiệu mô đun, an toàn lao động 6 Bài 1: Những kiến thức cơ bản khi hàn khí...............................................................11 Bài 2: Hàn thép tấm ở vị trí 1G 37 Bài 3: Hàn thép tấm ở vị trí 1F 44 Bài 4: Hàn thép tấm ở vị trí 2G 49 Bài 5: Hàn thép tấm ở vị trí 2F 61 Bài 6: Hàn thép tấm ở vị trí 3F 68 Bài 7: Hàn ống ở tất cả các tư thế 74 Bài 8: Hàn vảy 83 Câu hỏi ôn tập và kiểm tra 91 Các tài liệu tham khảo..........................................................................................92 Phụ lục 93 5
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN HÀN KHÍ Mã số mô đun: MĐ19 Thời gian mô đun: 90h; ( Lý thuyết: 30h, Thực hành: 58h; KT: 02h ) I. VỊ TRÍ TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN 1.1. Vị trí của mô đun Mô đun này được bố trí sau khi học xong các môn học cơ sở và mô đun Chế tạo phôi hàn 1.2. Tính chất của môđun: Là mô đun chuyên ngành được giảng dạy tích hợp tại xưởng hàn, trang bị cho người học kỹ năng hàn ở tất cả các vị trí. II. MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN Sau khi học xong môn học này người học có khả năng: - Kiến thức: + Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị hàn khí. + Đặc điểm, cách nhận biết và phương pháp điều chỉnh ngọn lửa hàn. + Những nguy hiểm khi sử dụng khí để hàn và biện pháp phòng ngừa an toàn. + Kỹ thuật hàn khí ở các tư thế 1G, 2G, 1F, 2F + Hàn ống ở tất cả các tư thế - Kỹ năng: + Lắp ráp, vận hành thiết bị hàn khí. + Điều chỉnh và giữ ngọn lửa hàn. + Hàn khí ở tư thế 1G, 2G, 1F, 2F + Hàn ống ở tất cả các tư thế + Làm sạch mối hàn. + KT ngoại dạng mối hàn (VT). + Bảo đảm an toàn, vệ sinh công nghiệp trong quá trình thực tập. + Độc lập, sáng tạo, tỉ mỉ trong quá trình thực hiện công việc. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Tự tính toán, tổ chức sản xuất những sản phẩm đơn giản theo các tư thế, nguyên công trên phục vụ ngành Hàn theo bản vẽ. + Tự bảo dưỡng bảo quản vật tư, dụng cụ, thiết bị máy. + Tự tính toán, tổ chức sản xuất những sản phẩm đơn giản theo các tư thế, nguyên công trên phục vụ ngành Hàn theo bản vẽ. + Tự bảo dưỡng bảo quản vật tư, dụng cụ, thiết bị máy. III. Nội dung mô đun: 6
BÀI MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU MÔ ĐUN, AN TOÀN LAO ĐỘNG Tổng số: 01, Lý thuyết: 01 , thực hành: 0 Mục tiêu: - Hiểu được bố cục nội dung chương trình và lựa chọn các tài liệu tham khảo - Trình bày được phạm vi ứng dụng của phương pháp hàn - Hiểu được các yếu tố nguy hiểm và có hại đến sức khoẻ và nguyên nhân gây ra tai nạn trong quá trình hàn. - Thực hiện được các phương pháp phòng chống, những kỹ thuật an toàn trong quá trình hàn. - Sử dụng các phương tiện bảo hộ lao động trong quá trình hàn. Nội dung 1.Giới thiệu chương trình Số Thờigian (giờ) Tên bài học trong môđun TT TS LT TH KT 2 Bài 1: Những kiến thức cơ bản khi hàn 5 5 0 0 khí. 1.1.Lý thuyết liên quan 1.2.Trình tự thực hiện 1.3. Thực hành 1.4. Câu hỏi ôn tập 3 Bài 2: Hàn thép tấm ở vị trí 1G 12 2 10 0 2.1. Lý thuyết hàn thép tấm ở vị trí 1G 2.2. Trình tự hàn thép tấm ở vị trí 1G 2.3. Bài tập áp dụng 2.4. Câu hỏi ôn tập 4 Bài 3: Hàn thép tấm ở vị trí 1F 12 3 9 0 3.1. Lý thuyết hàn thép tấm ở vị trí 1F 3.2. Trình tự hàn thép tấm ở vị trí 1F 3.3. Bài tập áp dụng 3.4. Câu hỏi ôn tập 5 Bài 4: Hàn thép tấm ở vị trí 2G 12 3 9 0 4.1. Lý thuyết hàn thép tấm ở vị trí 2G 4.2. Trình tự hàn thép tấm ở vị trí 2G 4.2. Trình tự hàn thép tấm ở vị trí 2G 4.3. Bài tập áp dụng 4.4. Câu hỏi ôn tập 6 Bài 5: Hàn thép tấm ở vị trí 2F 12 3 8 1 5.1. Lý thuyết hàn thép tấm ở vị trí 2F 5.2. Trình tự hàn thép tấm ở vị trí 2F 5.3. Bài tập áp dụng 7
Số Thờigian (giờ) Tên bài học trong môđun TT TS LT TH KT 5.4. Câu hỏi ôn tập 7 Bài 6: Hàn thép tấm ở vị trí 3F 6 3 3 0 6.1. Lý thuyết hàn thép tấm ở vị trí 3F 6.2. Trình tự hàn thép tấm ở vị trí 3F 6.3. Bài tập áp dụng 6.4. Câu hỏi ôn tập 8 Bài 7: Hàn ống ở tất cả các tư thế 18 7 10 1 7.1. Lý thuyết hàn ống 7.2. Trình tự hàn ống 7.3. Bài tập áp dụng 7.4. Câu hỏi ôn tập 9 Bài 8: Hàn vảy 12 3 9 0 6.1. Lý thuyết hàn vảy 6.2. Trình tự hàn vảy 6.3. Bài tập áp dụng 6.4. Câu hỏi ôn tập Cộng 90 30 58 2 8
2. Phạm vi ứng dụng Hàn khí dùng hàn một số thép mỏng thông thường, tôn tráng kẽm, hàn kim loại màu, sửa chữa các chi tiết đúc bằng gang, hàn các đường ống mỏng có đường kính trung bình, hàn vảy thau, vảy bạc, cắt kim lọai, tẩy hớt bề mặt.v.v... 3. An toàn khi sử dụng thiết bị 3.1. Những điều cấm khi sử dụng các bình khí Kiểm tra bình chứa khí còn trong thời hạn sử dụng hay không. Bình đã được kiểm định an toàn chưa. Nên xem trên bình có các vết nứt, vết lõm, hay các khuyết tật khác không và khi phát hiện có các khuyết tật thì cần tìm cách khắc phục kịp thời hoặc phải báo ngay cho đơn vị để tìm cách thay thế. Kiểm tra các van có vặn chặt không. Không để lẫn các bình còn khí với các bình đã hết khí dễ gây nhầm lẫn khi sử dụng. Không để các bình chứa khí nén cạnh nơi có nguồn nhiệt nhất là những nơi có ngọn lửa như lò rèn, ngọn lửa hàn hơi. Khi áp suất trong bình tăng lên cộng với những khuyết tật trên bình có thể gây nổ, vì thế các bình này cần cách xa nguồn nhiệt ít nhất là trên 1m và cách xa ngọn lửa khoảng trên 5 m. Bình chứa khí phải đặt thẳng đứng (cho phép để nghiêng trong 1 thời gian ngắn). Cần lau chùi sạch các vết bẩn, dầu mỡ, các chất dễ bắt lửa trên các dây dẫn khí, van khí... vì những chất này dễ gây cháy, sinh ra nổ bình hoặc sinh ra hỏa hoạn. Không cho phép mang vác các bình trên vai, trên lưng mà phải dùng xe đẩy hay cáng khiêng,...vận chuyển một cách nhẹ nhàng, tránh va đập gây ra cháy nổ. 3.2. Trước khi hàn: 1. Về bản thân: Trang bị đầy đủ dụng cụ bảo hộ lao động: quần áo bảo hộ lao động mũ, giày, găng tay, khẩu trang, kín bảo vệ mắt. 2. Về thiết bị: Đồng hồ van giảm áp của của loại khí nào lắp đúng với loại khí đó, Trước khi lắp kiểm tra bụi bẩn ở ren đầu bình khí rồi lắp vào. Kiểm tra các đầu mối dây: đầu mối dây vào đồng hồ van giảm áp và đầu dây còn lại vào mỏ hàn có xiết chặt rắc co chưa, có bị hở sì khí ra ngoài không. Khi mở van khí để lau chùi hay vận hành, công nhân không được đứng đối diện các van trên mà phải đứng về một bên. Các van khí có thể vặn “mở - đóng" dể dàng. Khi gặp những van chặt quá phải cẩn thận khi mở hoặc phải trả lại nhà máy sản xuất để xử lý. Các bình chứa khí như ôxy thường không gây cháy, nhưng khi tiếp xúc các chất như dầu mỡ, thì chúng có thể bắt lửa và gây cháy nổ, vì thế tránh không cho dầu mỡ rơi dính vào các bình chứa. Nếu có sự cố phải báo cáo cho giáo viên phụ trách, không được tự ý xử lý. 3.Về tổ chức tại vị trí làm việc: Kiểm tra và sắp xếp gọn gàng, ngăn nắp theo thứ tự từng dụng cụ đồ nghề để dễ thao tác khi hàn. Phải có dụng cụ và thiết bị dập lửa. 4. Đối với phôi hàn: Các vật hàn trước khi hàn phải cạo sạch các loại sơn, nhất là sơn có pha chì, lau sạch mỡ, làm sạch vật hàn tối thiểu 50 mm hai bên đường hàn. 3.3. Trong khi hàn: 1. Các bình chứa khí cháy có thể phát lửa do sự ma sát khi đóng mở van vì vậy khi thao tác mở bình phải làm nhẹ nhàng, nên tránh va đập khi vận hành, di chuyển, tránh gây ma sát mạnh phát tia lửa... 2. Không nên để nhiều bình khí ( >10 bình) cùng nhiều công nhân trong một phân xưởng. Khi có hiện tượng cháy quặt của ngọn lửa, thì lập tức phải khoá các van khí lại. 9
Khi có hỏa hoạn thì nhất thiết phải chuyển các bình axêtylen đi trước. Khi vận hành trong thời gian dài, bọt xốp trong bình axêtylen có thể bị nhỏ vụn và nén chặt lại làm cho lượng khí axêtylen tràn lên phía trên, rất nguy hiểm khi có hiện tượng cháy quặt của ngọn lửa. 3. Khi hàn cần để lại một ít khí axêtylen để không khí không vào bình thể gây nổ và để bảo vệ lớp bọt xốp cùng axêtôn trong bình: 4. Kho chứa các bình khí nén phải cách xa các ngọn lửa khoảng trên 10 m. Các bình chứa bị cháy có thể gây nổ, cho nên việc trước hết cần tách các bình gây cháy ra khỏi nơi nguy hiểm, tách chúng khỏi các bình chứa khí khác. 5. Khi sử dụng bình điều chế khí axêtylen thì khoá bảo hiểm phải luôn luôn đổ đầy nước đến mức quy định, phải đặt bình cách xa nơi có ngọn lửa trên 10 m, cần kiểm tra các van và khoá an toàn trước khi làm việc. Không dùng các chổi kim loại để làm sạch các van, khoá, không dùng chổi đồng để gạt đá vôi ra khỏi bình vì dễ gây tia lửa, gây cháy nổ. Khi mở bình cần nhẹ nhàng, không hút thuốc khi tiếp xúc với các bình trước khi vận hành. Khi đang làm việc, cần phải có người thường xuyên kiểm tra và quan sát, Không để đất đèn trong các hộp vì dể sinh khí có thể làm cháy kho. Các bình chứa khí thường được bảo quản nơi có tường xây bao quanh chắc chắn. 6. Khi rời khỏi vị trí hàn hoặc di chuyển vị trí hàn phải tắt hai van tại mỏ hàn. 7. Không được phép hàn, cắt các thiết bị đang chịu áp lực hoặc đang chứa các chất cháy nổ, các chất độc hại. 8. Khi hàn, cắt các thiết bị mà trước đó đã chứa chất cháy lỏng hoặc axit phải súc, rửa sạch rồi sấy khô sau đó kiểm tra xác định bảo đảm nồng độ của chúng nhỏ hơn nồng độ nguy hiểm mới tiến hành công việc. 9. Không được tiến hành đồng thời cả hàn điện và hàn hơi trong các thùng kín. Khi hàn trong các thùng kín phải có đèn chiếu sáng đặt ở bên ngoài hoặc đèn di động cầm tay, điện áp không lớn hơn 12V. 10. Hàn cắt các bộ phận, thiết bị điện hoặc gần các thiết bị điện đang hoạt động phải có biện pháp đề phòng điện giật. 11. Khi hàn cắt các bộ phận của kết cấu phải có biện pháp chống cháy và biện pháp bảo đảm an toàn cho người làm việc, đi lại ở phía dưới. 12. Khi sử dụng bình axêtylen và chai ôxy không được để áp suất hơi vượt quá quy định cho phép 13. Cấm sửa chữa các ống dẫn axêtylen cũng như ống dẫn ôxy hoặc xiết các mũ ốc ở bình đang chịu áp lực khi kim áp kế chưa chỉ về số không. 14. Khi hàn nếu mỏ hàn bị tắc phải lấy dây đồng để thông, không dùng dây thép cứng. 15. Phải có dụng cụ và thiết bị dập lửa tại vị trí hàn 3.4. Sau khi hàn: 1. Tắt khí. 2. Cuộn dây hàn và mỏ hàn treo đúng nơi quy định. 3. Sắp xếp, thu dọn các dụng cụ bảo hộ lao động và sản phẩm đúng nơi quy định. 4. Dọn vệ sinh công nghiệp nơi làm việc 5. Bàn giao ca nêu rõ tình trạng của máy trong quá trình làm việc cho ca sau biết. 10
BÀI 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN KHÍ. Mã bài MĐ19-1 Giới thiệu Hàn khí được dùng hàn một số thép mỏng thông thường, tôn tráng kẽm, hàn kim loại màu, sửa chữa các chi tiết đúc bằng gang, hàn các đường ống mỏng có đường kính trung bình, hàn vảy thau, vảy bạc, cắt kim lọai, tẩy hớt bề mặt.v.v...Do đó, hàn khí rất quan trọng, không thể thiếu được trong cuộc sống. Mục tiêu bài học: - Trình bày được những kiến thức cơ bản khi hàn khí. - Vận hành thành thạo thiết bị hàn khí - Mồi và điều chỉnh các loại ngọn lửa hàn khí thành thạo - Thực hiện tốt công tác an toàn lao động, PCCC và vệ sinh phân xưởng. Nội dung chính 1.1.Lý thuyết liên quan 1.1.1. Thực chất Hàn khí là quá trình nung nóng vật hàn và que hàn đến trạng thái hàn (nóng chảy) bằng ngọn lửa của khí cháy C2H2 với O2 (Khoảng 3200oC) có vùng hoàn nguyên tốt . 11
1.1.2. Đặc điểm Năng suất và chất lượng mối hàn khí thấp hơn so vơi hàn hồ quang tay. Thiết bị hàn đơn giản, rẻ tiền. Ngọn lửa hàn có tác dụng bảo vệ cho vùng hàn khỏi những ảnh hưởng xấu của môi trường xung quanh, góp phần nâng cao chất lượng mối hàn. Tuy nhiên vùng ảnh hưởng nhiệt xung quanh mối hàn tương đối lớn. 1.1.3. Vật liệu hàn khí 1.1.3.1. Khí ôxy Ôxy là một chất khí không màu, không mùi, không vị, không độc. Nó không tự cháy nhưng nó duy trì sự cháy và sự hô hấp. Trong tự nhiên, ôxy chiếm khoảng 21%, nitơ chiếm khoảng 69% còn lại là các loại khí khác nhưng trong hàn và cắt kim loại người ta không dùng ôxy trong tự nhiên mà dùng ôxy kỹ thuật là loại ôxy có độ tinh khiết rất cao. Trong công nghệp, khí ôxy được sản xuất từ không khí qua ba bước: nén, làm nguội, dãn nở để biến không khí thành thể lỏng. Sau khi hoá lỏng không khí, người ta lợi dụng điểm sôi khác nhau của các loại khí để chưng cất lấy loại khí cần thiết. Ví dụ: khí ôxy sôi ở nhiệt độ –1830C còn nitơ sôi ở –1960C. Ôxy thu được như vậy có độ tinh khiết tới 98- 99,5% và được nén vào trong các chai bằng thép có dung tích khoảng 40 lít tới áp suất khoảng 160 at. 1.1.3.2. Khí axêtylen Axêtylen là một chất khí không màu, có mùi khó ngửi. Nếu hít phải nhiều hơi axêtylen sẽ bị váng đầu, buồn nôn và có thể trúng độc. Axêtylen nhẹ hơn không khí và rất dễ hoà tan trong các chất lỏng, nhất là trong axêtôn. Ngọn lửa của axêtylen khi cháy trong ôxy có thể đạt tới nhiệt độ 30500C - 32000C. Trong công nghiệp, axêtylen được sản xuất từ đất đèn bằng cách cho đất đèn phân huỷ trong nước theo phương trình phản ứng: CaC2 + 2H2O = C2H2↑+ Ca(OH)2↓ + Q Khí axêtylen sản xuất như vậy thường lẫn nhiều tạp chất có hại như sunfua hyđrô (SH2), amôniác, phốt phua hyđrô (PH3), chúng làm cho khí axêtylen có mùi đặc biệt và làm giảm chất lượng mối hàn. Ngoài ra trong khí axêtylen còn có hơi nước, không khí và các tạp chất như bột vôi, bột than v.v... Hàm lượng PH3 trong khí axêtylen phải không chế < 0,06% vì nếu loại khí này có nhiều trong axêtylen thì khi ở nhiệt độ cao có thể tự bốc cháy. Axêtylen có thể cháy nổ trong các trường hợp sau đây: - Khi nhiệt độ khoảng 450- 5000C và áp suất > 1,5at. - Khi axêtylen hỗn hợp với khí ôxy ở nhiệt độ > 3000C và áp suất khí quyển có thể nổ khi tỷ lệ có khoảng 2,3 - 93% khí axêtylen và nổ mạnh nhất khi tỷ lệ hỗn hợp có khoảng 30% khí axêtylen. - Khi axêtylen hỗn hợp với không khí theo tỷ lệ 2,3 - 81% khí axêtylen (cùng điều kiện áp suất và nhiệt độ trên) có thể gây nổ và nổ mạnh nhất khi tỷ lệ hỗn hợp có 7 - 13% khí axêtylen. 12
- Khi axêtylen tiếp xúc lâu ngày với đồng đỏ hoặc bạc dễ tạo ra các axêtylua đồng và axêtylua bạc là những chất rất dễ nổ khi bị va chạm hay nhiệt độ tăng cao. - Khi nhiệt độ của nước và bã đất đèn trong buồng phản ứng > 800C hoặc nhiệt độ của axêtylen > 900C cũng có thể gây nổ. Như vậy khi sử dụng axêtylen cần phải chú ý đề phòng những khả năng dễ cháy nổ của nó để đảm bảo an toàn. 1.1.3.3. Đất đèn Đất đèn là hợp chất hoá học của các bon và canxi. Đất đèn là một chất ở thể rắn có màu xám sẫm hoặc màu hạt dẻ. Đất đèn rất dễ hút nước, hơi nước trong không khí và bị phân huỷ, giải phóng axêtylen. Trong công nghiệp đất đèn được sản xuất như sau: Nấu chảy vôi sống trong lò điện với than cốc sẽ được đất đèn: CaO + 3C = CaC2 + CO↑ Đất đèn nấu chảy trong lò điện được dẫn vào khuôn sẽ đông dần lại, sau đó đem nghiền vỡ rồi phân loại cỡ hạt theo các kích thước: 2 x 9; 8 x 15; 15 x 25; 25 x 50; 50 x 80mm. Vì đất đèn dễ hấp thụ hơi ẩm trong không khí tạo thành khí axêtylen, khí axêtylen lại có thể kết hợp với không khí thành một hỗn hợp nổ nguy hiểm cho nên phải chứa đất đèn trong các thùng kín. Theo tiêu chuẩn hiện nay của Việt Nam thì đất đèn sau khi phân loại cỡ hạt sẽ được đóng vào các thùng kín có trọng lượng 50 - 100kg. Dùng nước phân huỷ đất đèn, được khí axêtylen. Phản ứng xảy ra rất nhanh và toả ra nhiệt lượng lớn. Cứ 1kg đất đèn phân huỷ hết cho 220 - 230lít khí axêtylen. Sản lượng axêtylen phụ thuộc vào phẩm chất và cỡ hạt đất đèn: đất đèn có độ tinh khiết càng cao, cỡ hạt càng lớn thì lượng khí sinh ra càng nhiều. Tốc độ phân huỷ đất đèn cũng phụ thuộc vào phẩm chất và cỡ hạt đất đèn, phẩm chất và nhiệt độ của nước: đất đèn càng tinh khiết, cỡ hạt càng nhỏ, nước càng nguyên chất, nhiệt độ nước càng cao thì sự phân huỷ càng nhanh. Khí axêtylen sau khi sản xuất ra ở các trạm sinh khí sẽ được dẫn đến nơi tiêu thụ bằng các ống dẫn hoặc chứa vào các chai bằng thép có dung tích khoảng 40lít, bên trong bình đổ đầy chất xốp và dùng axêtôn làm dung môi hoà tan. Áp suất tối đa trong chai là 160at. 1.1.4. Vận hành thiết bị hàn khí 1.1.4.1. Chai chứa khí ( Bình chứa khí ) a. Chai khí ôxy Chai ôxy có hình trụ bằng thép, phía dưới đáy lồi có chân đế bằng thép để khi đặt không bị đổ. Cổ chai có bắt chặt một van nhỏ. Để bảo vệ đầu van, người ta dùng một chụp bằng thép. Dung tích của chai là 40lít, đường kính ngoài là 219mm, chiều dày của vỏ chai là 8mm, chiều cao là 1390mm, trọng lượng chai không có ôxy là 70kg. Khi chế tạo 13
xong người ta thử áp suất của chai tới 225at. Phía bên ngoài của vỏ chai sơn màu xanh và có ghi dòng chữ “O2” hoặc “ Ôxy”. Chai ôxy được nạp tới áp suất tối đa là 150 – 160at. Nếu áp suất trong chai là 150at thì tương đương với 40 x 150 = 6000 (lít) khí ôxy. b. Chai khí axêtylen và các loại khí khác * Chai axêtylen: Chai axêtylen ngoài vỏ sơn màu trắng và có ghi chữ “C2H2” hoặc “ Axêtylen”. Chai axêtylen chỉ nạp tới áp suất làm việc là 15at còn áp suất thử là 30at. Khi áp suất của axêtylen 1,5 – 2at có thể bị nổ nhưng ở trong những rãnh rất hẹp ít có khả năng nổ và có thể đạt tới áp suất 20at mới có khả năng nổ. Vì vậy muốn bảo quản an toàn chai axêtylen dưới áp suất của nó, người ta cho chất xốp có nhiều rãnh nhỏ hoặc các lỗ hổng như bọt đá, đất xốp, than hoạt tính vào trong chai. Muốn tăng lượng khí axêtylen, trong chai còn cho thêm chất xốp tẩm axêtôn. Một phần của axêtôn hỗn hợp với 23 phần axêtylen lúc nhiệt độ bình thường trong nhà. Ở trong chai, axêtôn hoá hợp với axêtylen dưới áp suất 15at. Khi mở nắp van của chai, axêtylen bay ra khỏi axêtôn dưới dạng khí qua van giảm áp, qua ống dẫn cao su và ra mỏ hàn hoặc mỏ cắt. Muốn tính thể tích axêtylen trong chai, lấy dung tích của chai nhân với áp suất khí trong chai và nhân với hệ số 9,2. Ví dụ: chai có dung tích 40lít, áp suất 15at thì thể tích khí axêtylen là 40 x 15 x 9,2 = 5520 (lít). 14
Hình 19.1.1: Cấu tạo các bình chứa khí 1.1.4.2- Sự nạp khí axêtylen Than hoạt tính ở dạng thể xốp: ● Dạng bọt biển hấp thụ chất hòa tan (trợ dung) ● Ngăn ngừa sự phân hủy acetylen ở áp suất >1,5 at Chai axeâtylen Chai thép chứa acetylen hoà tan Chất độn độ Chất độn độ xốp cao xốp bình thường Dung tích 20 40 20 40 50 chai (lít) Lượng 3,0 6,3 4,0 8,0 10,0 acetylen (kg) Lượng ≅3000 ≅6000 ≅4000 ≅8000 ≅1000 acetylen (lít) 0 Aùp suất chai 18 18 18 19 19 0 ở 15 C (bar) 15
Lượng aceton 6 13 8 16 20 (lít) Lượng khí hút ra (lít/giờ) Hoạt động cấp thời 1000 Hoạt động kéo dài 500 đến 700 Hình 19.1.2 : Chai axêtylen Chuù yù: ● Chai acetylen chứa chất độn độ xốp bình thường không được phép để nằm làm cạn (trống) (tránh thất thoát aceton, bộ giảm áp bị bẩn). ● Trong khi lấy khí ra thì chai phải đặt đứng hoặc khoá đầu chai phải cao hơn chân chai khoảng 40 cm. ● Chai acetylen chứa chất độn độ xốp cao có thể để nằm làm cạn. * Phân biệt với các chai khí khác: - Chai Argon được quy định sơn đen phần dưới, sơn trắng phần trên. Ở phần trên có chữ “ Argon sạch”. - Chai chứa Hêli được sơn màu nâu và in chữ trắng “Heli”. - Chai chứa khí CO2 được sơn màu đen và có chữ “CO2” màu vàng. 1.1.4.3. Ống dẫn khí các đầu nối ống và van chống cháy ngược Trong hàn và cắt kim loại bằng ngọn lửa khí cháy thường dùng hai loại ống dẫn khí: ống dẫn bằng kim loại và ống dẫn bằng cao su (ống mềm). Ống dẫn bằng kim loại được lắp cố định trong các phân xưởng hoặc lắp giữa máy sinh khí axêtylen với các phụ tùng. Ống cao su được nối từ bình ôxy hoặc máy sinh khí đến mỏ hàn hoặc mỏ cắt để công nhân dễ thao tác. a) Ống dẫn bằng kim loại: Ống dẫn khí ôxy có áp suất từ 16at trở xuống được chế tạo bằng ống thép không hàn, nhãn hiệu 10 hoặc 20 (ký hiệu thép của Liên xô cũ). Ống dẫn khí áp lực cao được chế tạo bằng đồng đỏ hoặc đồng thau. Ống dẫn khí axêtylen chỉ được dùng loại ống thép không hàn nhãn hiệu 10 hoặc 20. Để giảm sự cố nổ, khi áp suất làm việc từ 0,1 đến 1,5at phải hạn chế đường kính trong của ống không vượt quá 50mm. b) Ống dẫn bằng cao su: Mỏ hàn, mỏ cắt và các thiết bị khác muốn nối liền với bình ôxy, máy sinh khí, hoặc các ống dẫn khí đều phải dùng ống cao su. Ống cao su phải rất mềm để không ảnh hưởng đến thao tác của công nhân. Đường kính trong của ống cao su phải căn cứ vào lượng khí tiêu thụ mà chọn. Để có sức bền ở áp suất làm việc, ống cao su có một hoặc nhiều lớp bọc bằng vải bông hoặc đay. Đối với khí axêtylen, ống cao su được tính toán để làm việc ở áp suất đến 3at, còn đối với khí ôxy thì tính toán để làm việc ở áp suất đến 10at. Chiều dày lớp trong của ống cao su không được mỏng hơn 2mm, lớp ngoài không mỏng hơn 1mm. Đường kính trong của ống cao su theo quy định là: 5,5; 9,5; 13; 16; và 19mm. Loại ống có đường kính trong 9,5mm và đường kính ngoài 15,5 - 22 mm được sử dụng nhiều hơn cả. 16
* Van một chiều chống cháy ngược: (Hình 19.1.3) a) b) Hình 19.1.3. a) Van chống cháy ngược; b)Các ống dẫn khí; c) Các đầu nối ống 1.1.5. Van giảm áp ( Áp kế ) 1.1.5.1. Tác dụng của van giảm áp: Van giảm áp có tác dụng làm giảm áp suất của các chất khí đến áp suất làm việc cần thiết và giữ cho áp suất đó không thay đổi trong suốt quá trình làm việc. Van giảm áp cho khí ôxy có thể điều chỉnh áp suất khí ôxy từ 150at xuống khoảng 1 - 15at. Van giảm áp cho khí axêtylen có thể điều chỉnh áp suất các máy sinh khí từ 0,1 - 1,5at cho phù hợp với công việc hàn hoặc cắt kim loại. Van giảm áp có hai loại: - Van giảm áp một buồng tác dụng thuận: là loại van giảm áp mà chiều mở van cùng chiều với chiều của dòng khí đi vào buồng van. - Van giảm áp một buồng tác dụng nghịch: là loại van giảm áp mà chiều mở van ngược chiều với chiều của dòng khí đi vào buồng van. Trong thực tế, loại van giảm áp một buồng tác dụng nghịch được dùng nhiều cho nên ta chỉ nghiên cứu về loại van này. 17
Hình 19.1.4. Sơ đồ cấu tạo van giảm áp một buồng tác dụng nghịch 1.1.5.2. Cấu tạo (hình 19.1.4) Gồm buồng áp lực cao (1); nắp van (2); nắp an toàn (3); áp kế đo áp suất làm việc (10); buồng áp lực thấp (5); lò so chính (6); vít điều chỉnh (7); màng van (8); cần liên động (9); áp kế đo áp suất của bình chứa (4); lò so phụ (11). 1.1.5.3. Nguyên lý làm việc: Khí nén từ chai ôxy hoặc từ máy sinh khí đi vào buồng áp lực cao (1) sau đó đi qua khe hở giữa nắp van (2) và gờ van để vào buồng áp lực thấp (5). Vì dung tích của buồng (1) nhỏ hơn buồng (5) nên khí đi từ buồng (1) sang buồng (5) sẽ được giãn nở làm áp suất giảm xuống đến áp suất làm việc rồi được dẫn ra mỏ hàn hoặc mỏ cắt. Muốn cho áp suất khí trong buồng (5) cao hay thấp ta điều chỉnh khe hở giữa nắp van (2) và gờ van. Nắp (2) càng nâng cao thì áp suất trong buồng áp lực thấp càng cao và lưu lượng khí đi qua van giảm áp càng nhiều. Để nâng nắp van (2) lên cao, ta vặn vít điều chỉnh (7): khi vặn vào (theo chiều kim đồng hồ) thì lò so chính (6) đẩy màng (8), cần liên động (9) và đẩy nắp (2) lên. Khi vặn ra (ngược chiều kim đồng hồ) thì nắp (2) hạ xuống làm áp suất trong buồng (5) giảm xuống. Quá trình tự động điều chỉnh áp suất trong van giảm áp như sau: nếu lượng khí do mỏ hàn hoặc mỏ cắt tiêu thụ ít đi, khí sẽ dồn lại trong buồng (5) làm cho áp suất trong buồng này tăng lên đủ sức ép mạnh vào màng (8) và lò so chính (6). Khi lò so chính (6) bị nén thì nó sẽ kéo cần liên động (9) xuống phía dưới, đóng dần nắp van lại cho đến khi áp suất trong buồng áp lực thấp bằng trị số lúc đầu thì thôi. Nếu mỏ hàn hoặc mỏ cắt tiêu thụ nhiều khí thì quá trình diễn ra ngược lại: áp suất trong buồng (5) giảm đi, lò so chính (6) giãn ra đẩy màng (8) cong lên ép vào lò so phụ (11) làm cho nắp van (2) nâng cao, do đó áp suất khí trong buồng (5) tăng dần đến mức quy định. Van giảm áp còn có nắp an toàn (3), nếu áp suất trong buồng van (5) quá lớn thì van an toàn sẽ làm việc để đảm bảo an toàn cho van giảm áp. 18
Hình 19.1.5. Các loại áp kế ( Đơn cấp và đa cấp) 1.1.6. Mỏ hàn 1.1.6.1. Yêu cầu đối với mỏ hàn: - Mỏ hàn cần phải an toàn khi sử dụng và ổn định thành phần của ngọn lửa. - Phải nhẹ nhàng và thuận tiện khi sử dụng. - Dễ điều chỉnh thành phần và công suất ngọn lửa khi hàn. 1.1.6.2. Mỏ hàn được phân loại theo nhiều cách: - Theo nguyên lý truyền dẫn khí cháy trong buồng hỗn hợp có: Mỏ hàn kiểu hút và mỏ hàn kiểu đẳng áp. - Theo kích thước và khối lượng có: loại bình thường và loại nhẹ. - Theo số ngọn lửa có: loại một ngọn lửa và loại nhiều ngọn lửa. Hình 19.1.6. Mỏ hàn kiểu hút - Theo loại khí dùng có: axêtylen, hyđrô, benzen, v.v... 19
- Theo phương pháp sử dụng có: bằng tay và bằng máy. Trong công nghiệp thường dùng cách phân loại theo nguyên lý truyền dẫn khí cháy trong buồng hỗn hợp và hay dùng loại mỏ hàn kiểu hút vì vậy ta chỉ nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý làm việc của loại mỏ hàn này. Hình 19.1.7. Mỏ hàn kiểu hút Hình 19.1.8. Sơ đồ nguyên lý mỏ hàn kiểu đẳng áp 1.1.6.3. Cấu tạo: (Hình 19.1.13) Mỏ hàn kiểu hút gồm các bộ phận chính sau: đầu mỏ hàn (1), bạc (2), ống dẫn (3), buồng hỗn hợp (4), đai ốc (5), miệng phun (6), mỏ hút (7), van ôxy (8), tay cầm (9), ống dẫn ôxy(10), ống dẫn axêtylen (11), van axêtylen (12). 1.1.6.4. Nguyên lý làm việc: Ôxy dưới áp suất 1 - 4 at theo ống (12) vào miệng phun (6) và đi ra khỏi miệng (6) với tốc độ lớn tạo nên khu vực chân không. Axêtylen theo ống (11) chạy quanh buồng (9) bị khoảng chân không hút vào buồng (4) và ở đó trộn lẫn với ôxy. Hỗn hợp khí này theo ống (3) ra khỏi đầu mỏ hàn (1) nối với mỏ hàn bằng bạc (2) và cháy tạo thành ngọn lửa. Thường mỏ hàn được chế tạo thành một bộ gồm có một cán và một số đầu hàn đánh số thứ tự từ nhỏ đến lớn. Các đầu hàn có thể thay đổi tuỳ theo yêu cầu công tác. Ví dụ: bộ mỏ ΓC (Liên Xô cũ) dùng để hàn kim loại đen và kim loại màu với chiều dày 0,5 - 30mm, gồm 7 đầu hàn theo thứ tự N0 1 - 7 để hàn các vật hàn có chiều dày khác nhau trong phạm vi trên. Bộ mỏ ΓMC (Liên Xô cũ) dùng để hàn kim loại đen và kim loại màu với chiều dày 0,5 - 7mm, gồm 4 đầu hàn theo thứ tự N0 1- 4. Theo nguyên lý cấu tạo kiểu hút ta cần chú ý khi hàn phải mở ôxy trước, mở axêtylen sau vì mở axêtylen trước do nó có áp lực thấp không ra được. Khi ngừng hàn ta phải đóng axêtylen trước, ôxy sau. Trong quá trình hàn do sự bắn toé của kim loại lỏng và xỉ, lỗ đầu mỏ hàn có thể bị nhỏ hoặc méo làm cho ngọn lửa trở nên không bình thường, lúc đó ta có thể tắt và dùng que bằng đồng đỏ để thông (chú ý không dùng que 20