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

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:112

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Hàn MIG/MAG (Nghề: Hàn - Trình độ: Cao đẳng)" biên soạn với mục tiêu giúp người học giải thích đầy đủ thực chất, đặc điểm, công dụng của phương pháp hàn MIG-MAG-FCAW; trình bày chính xác cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị hàn GMAW; nêu được kỹ thuật hàn ở tất cả các vị trí bằng phương pháp hàn MIG-MAG-FCAW;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hàn MIG/MAG (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 MÔ ĐUN: HÀN MIG/MAG 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 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. 2
LỜI GIỚI THIỆU Cùng với quá trình công nghiệp hoá – hiện đại hoá đất nước và phát triển nhanh của công nghệ khoa học – kỹ thuật thì nhu cầu nhân lực về lực lượng lao động kỹ thuật lành nghề có tay nghề cao ngày càng cao. Đặc biệt là hiện nay nhu cầu về công nhân hàn kỹ thuật cao làm việc trong các ngành công nghiệp ôtô, công nghệ đóng tàu và chế tạo kết cấu thép là rất cấp bách. Để đáp ứng nhu cầu này trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn đã và đang đào tạo công nhân ngành công nghệ Hàn theo công nghệ hiện đại và mới nhất 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. Giáo trình mô đun Hàn MIG/MAG được biên soạn theo hình thức tích hợp. Nội dung cuốn sách trình bày đầy đủ các kiến thức cơ bản nhất, kỹ năng thực hành, ưu khuyết điểm, yêu cầu kỹ thuật từng loại mối hàn sử dụng công nghệ hàn MIG/MAG, FCAW. Đồng thời quá trình học tập sinh viên sẽ được trực tiếp thực hành hàn theo công nghệ này để nắm bắt các kỹ thuật thiết yếu trong khi hàn và cũng là cơ sở để giáo viên đánh giá kiến thức của sinh viên. 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 tại địa phương. 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. Các ý kiến đóng góp xin gởi về Email: thanhsangcdnqn@gmail.com Xin chân thành cảm ơn! Biên soạn Nguyễn Thanh Sang 3
MỤC LỤC Trang BÀI MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU MÔ ĐUN, AN TOÀN LAO ĐỘNG 9 1. Giới thiệu chương trình và các tài liệu tham khảo 9 1.1. Chương trình đào tạo: 9 1.2. Tài liệu tham khảo 9 2. Phạm vi ứng dụng 9 3. An toàn lao động 10 BÀI 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN MIG/MAG 11 1.1. Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của công nghệ hàn GMAW 11 1.1.1. Thực chất 11 1.1.2. Đặc điểm 12 1.1.3. Phạm vi ứng dụng 12 1.2. Vật liệu hàn MIG/MAG 12 1.3. Trang thiết bị hàn GMAW-FCAW 12 1.3.1. Mỏ hàn 12 1.3.2. Nguồn hàn 16 1.4. Chế độ hàn MIG/MAG 18 1.4.1 Chuyển tiếp vật liệu và các dạng hồ quang trong hàn MIG/MAG 18 1.4.2. Chế độ hàn mối hàn giáp mối hàn 21 1.4.3. Ảnh hưởng của các thông số chế độ hàn đến hình dạng, kích thước mối hàn 25 Bài 2: vận hành thiết bị hàn mig/mag 27 2.1. Lý thuyết liên quan 27 2.1.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn MIG-MAG 27 2.1.2. An toàn lao động khi sử dụng máy 28 2.1.3. Vận hành thiết bị hàn MIG/MAG 28 2.1.4. Các dạng sai hỏng thường gặp khi vận hành thiết bị 29 2.2. Trình tự thực hiện 29 2.3. Bài tập áp dụng 30 Bài 3: Hàn thép tấm ở vị trí 1G 31 3.1. Lý thuyết liên quan 31 3.1.1. Đặc điểm: 31 3.1.2. Chế độ hàn 31 3.1.3. Góc độ mỏ hàn 31 3.1.4. Phương pháp dịch chuyển mỏ hàn 32 4
3.1.5. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. 32 3.2. Trình tự thực hiện. 32 3.3. Bài tập áp dụng 34 Bài 4: Hàn thép tấm ở vị trí 1F 35 4.1. Lý thuyết liên quan 35 4.1.1. Đặc điểm 35 4.1.2. Chế độ hàn 35 4.1.3. Góc độ mỏ hàn 35 4.1.4. Phương pháp dịch chuyển mỏ hàn 36 4.1.5. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. 36 4.2. Trình tự thực hiện. 37 4.3. Bài tập áp dụng 38 Bài 5: Hàn thép tấm ở vị trí 2G 39 5.1. Lý thuyết liên quan 39 5.1.1. Chế độ hàn 39 5.1.2. Góc độ mỏ hàn 39 5.1.3. Phương pháp dịch chuyển mỏ hàn 39 5.1.4. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. 40 5.2. Trình tự thực hiện. 40 5.3. Bài tập áp dụng 41 Bài 6: Hàn thép tấm ở vị trí 2F 42 6.1. Lý thuyết liên quan 42 6.1.1. Đặc điểm hàn trái, hàn phải 42 6.1.2. Chế độ hàn 43 6.1.3. Góc độ mỏ hàn 43 6.1.4. Phương pháp dịch chuyển mỏ hàn 43 6.1.5. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. 43 6.2. Trình tự thực hiện. 44 6.3. Bài tập áp dụng 45 Bài 7: Hàn thép tấm ở vị trí 3G 46 7.1. Lý thuyết liên quan 46 7.1.1. Chế độ hàn (tra sổ tay Mig/Mag Handbook) 46 7.1.2. Góc độ mỏ hàn 46 7.1.3. Phương pháp dịch chuyển mỏ hàn 47 7.1.4. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. 47 7.2. Trình tự thực hiện. 48 5
7.3. Bài tập áp dụng 49 Bài 8: Hàn thép tấm ở vị trí 3F 50 8.1. Lý thuyết liên quan 50 8.1.1. Đặc điểm hàn leo 50 8.1.2. Chế độ hàn (tra sổ tay Mig/Mag Handbook) 51 8.1.3. Góc độ mỏ hàn 51 8.1.4. Phương pháp dịch chuyển mỏ hàn 51 8.1.5. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. 52 8.2. Trình tự thực hiện. 52 8.3. Bài tập áp dụng 54 Bài 9: Hàn thép tấm ở vị trí 4G 55 9.1. Lý thuyết liên quan 55 9.1.1. Chế độ hàn 55 9.1.2. Góc độ mỏ hàn 55 9.1.3. Phương pháp dịch chuyển mỏ hàn 55 9.1.4. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. 56 9.2. Trình tự thực hiện. 56 9.3. Bài tập áp dụng 57 Bài 10: Hàn thép tấm ở vị trí 4F 58 10.1. Lý thuyết liên quan 58 10.1.1. Đặc điểm 58 10.1.2. Chế độ hàn 58 10.1.3. Góc độ mỏ hàn 58 10.1.4. Phương pháp dịch chuyển mỏ hàn 58 10.1.5. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. 59 10.2. Trình tự thực hiện. 59 10.3. Bài tập áp dụng 60 BÀI 11: HÀN THÉP TẤM Ở VỊ TRÍ 1G BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN FCAW61 11.1. Lý thuyết liên quan 61 11.1.1. Chế độ hàn 61 11.1.2. Góc độ mỏ hàn 61 11.1.3. Phương pháp dịch chuyển mỏ hàn 61 11.1.4. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. 62 11.2. Trình tự thực hiện. 62 11.3. Bài tập áp dụng 63 BÀI 12: HÀN THÉP TẤM Ở VỊ TRÍ 2F BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN FCAW 64 6
12.1. Lý thuyết liên quan 64 12.1.1. Chế độ hàn 64 12.1.2. Góc độ mỏ hàn 64 12.1.3. Phương pháp dịch chuyển mỏ hàn 64 12.1.4. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. 65 12.2. Trình tự thực hiện. 65 12.4. Bài tập áp dụng 66 Phụ lục 01: Bảng tra thông số chế độ hàn 67 Phụ lục 02: Phiếu hướng dẫn 75 Phụ lục 03: Tiêu chí đánh giá 87 7
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN Tên mô đun: Hàn MIG/MAG Mã mô đun: MĐ16 Vị trí, tính chất, ý nghĩa của mô đun: - Vị trí: Mô đun này được bố trí sau khi học xong mô đun chế tạo phôi hàn và mô đun hàn hồ quang tay - Tính chất: Là mô đun chuyên ngành trang bị cho người học kỹ năng hàn ghép thép tấm bằng công nghệ hàn GMAW ở tất cả các vị trí. - Ý nghĩa: Mô đun hàn GMAW là mô đun thiết lập kỹ năng sử dụng công nghệ hàn điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ, khắc phục những hạn chế của công nghệ hàn hồ quang tay que hàn thuốc bọc Mục tiêu của môn học/mô đun: - Kiến thức: + Giải thích đầy đủ thực chất, đặc điểm, công dụng của phương pháp hàn MIG-MAG - FCAW + Trình bày chính xác cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị hàn GMAW + Trình bày được kỹ thuật hàn ở tất cả các vị trí bằng phương pháp hàn MIG-MAG-FCAW + Giải thích đúng các nguyên tắc an toàn và vệ sinh phân xưởng khi hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ với điện cực nóng chảy. - Kỹ năng: + Vận hành, sử dụng thành thạo các loại thiết bị dụng cụ hàn MIG-MAG-FCAW + Điều chỉnh được chế độ hàn phù hợp với chiều dày và tính chất của vật liệu. + Hàn được các mối hàn ở tất cả các vị đảm bảo độ sâu ngấu, đúng kích thước bản vẽ ít bị khuyết tật. + Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác, tuân thủ quy định an toàn lao động + Có ý thức tự giác, tìm hiểu tự học với tinh thần trách nhiệm cao, sẵn sàng hợp tác, giúp đỡ lẫn nhau. + Tham gia học tập và thực hành đầy đủ. 8
BÀI MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU MÔ ĐUN, AN TOÀN LAO ĐỘNG 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 - Sử dụng đúng các phương tiện bảo hộ lao động trong quá trình hàn. Nội dung: 1. Giới thiệu chương trình và các tài liệu tham khảo 1.1. Chương trình đào tạo: Số Thời gian (giờ) T Tên bài học trong mô đun T T K LT T S H T 1 Bài mở đầu: Giới thiệu mô đun, an toàn lao động 1 1 0 0 2 Bài 1: Những kiến thức cơ bản khi hàn MIG-MAG. 11 11 0 0 3 Bài 2: Vận hành thiết bị hàn MIG/MAG 6 2 4 0 4 Bài 3: Hàn thép tấm ở vị trí hàn 1G 12 3 8 1 5 Bài 4: Hàn thép tấm ở vị trí 1F 6 1 5 0 6 Bài 5: Hàn thép tấm ở vị trí 2G 6 1 5 0 7 Bài 6: Hàn thép tấm ở vị trí 2F 12 3 8 1 8 Bài 7: Hàn thép tấm ở vị trí 3G 6 1 5 0 9 Bài 8: Hàn thép tấm ở vị trí 3F 6 1 5 0 10 Bài 9: Hàn thép tấm ở vị trí 4G 6 1 5 0 11 Bài 10: Hàn thép tấm ở vị trí 4F 6 1 5 0 12 Bài 11: Hàn thép tấm ở vị trí 1G bằng phương pháp hàn 6 1 5 0 FCAW 13 Bài 12: Hàn thép tấm ở vị trí 2F bằng phương pháp hàn 6 2 4 0 FCAW Tổng Cộng 90 30 58 2 1.2. Tài liệu tham khảo [1]. Ngô Lê Thông- Công nghệ hàn điện nóng chảy (tập1- cơ sở lý thuyết) NXBGD - 2015. [2]. Nguyễn Thúc Hà, Bùi Văn Hạnh- Giáo trình công nghệ hàn- NXBGD- 2015 [3]. ASME Section IX, “Welding and Brazing Qualifications”, American Societyt mechanical Engineer” - 2015. [4]. AWS D1.1, “Welding Structure Steel”, American Welding Society - 2015 [5]. The Handbook Electrode- Kobecol - 2015 2. Phạm vi ứng dụng Trong nền công nghiệp hoá hiện nay phương pháp hàn hồ quang điện cực chảy trong môi trường khí bảo vệ được ứng dụng khá phổ biến và càng ngày có xu thế thay dần của phương pháp hàn hồ quang tay que hàn thuốc bọc. Nó không những hàn các 9
loại thép kết cấu thông thường mà còn hàn các loại thép không gỉ, thép chịu nhiệt, thép bền nóng, các hợp kim đặc biệt, các hợp kim nhôm, magiê, nike, đồng, các hợp kim có ái lực mạnh với ôxy. 3. An toàn lao động Vấn đề an toàn luôn cần phải quan tâm trong quá trình hàn, 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 diễn 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. 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. Nắm vấn đề cần phải quan tâm khi thực hiện công việc giám sát quá trình hàn: + Điện giật. + Nguồn nhiệt + Tia hồ quang. + Khói và khí hàn. + Tiếng ồn. 10
BÀI 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN MIG/MAG Mã bài: MĐ16-01 Giới thiệu: Máy hàn MIG/MAG là một trong những loại máy hàn thông dụng và phổ biến trong công nghiệp và dân dụng, với nhiều ưu điểm nổi bật, hàn MIG/MAG dần thay thế những loại máy hàn cơ cũ. Để hiểu rõ hơn về máy hàn mig, đặc điểm và ứng dụng của máy hàn MIG/MAG sau đây. Mục tiêu: - Giải thích đúng nguyên lý, công dụng của phương pháp hàn MIG-MAG. - Trình bày đầy đủ các loại khí bảo vệ, các loại đầu điện cực. - Liệt kê các loại dụng cụ thiết bị dùng trong công nghệ hàn MIG-MAG. - 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. - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác trong công việc. Nội dung 1.1. Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của công nghệ hàn GMAW 1.1.1. Thực chất Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ là quá trình hàn nóng chảy trong đó nguồn nhiệt hàn được cung cấp bởi hồ quang tạo ra giữa điện cực nóng chảy (dây hàn) và kim loại nền, hồ quang và kim loại nóng chảy được bảo vệ khỏi tác dụng của môi trường xung quanh như Ôxy, Nitơ. Tiếng Anh gọi là GMAW (Gas Metal Arc Weding). Khí bảo vệ có thể là khí trơ (Ar, He hoặc hỗn hợp Ar +He) không tác dụng với kim loại lỏng trong quá trình hàn hoặc các khí hoạt tính (CO2, CO2 +O2; CO2 +Ar … Có tác dụng chiếm chỗ và đẩy không khí ra khỏi vùng hàn. Hình 1. 1. Sơ đồ nguyên lý máy hàn MIG/MAG Dây hàn được cung cấp qua cơ cấu ra dây tự động còn dịch chuyển hồ quang theo dọc mối hàn được thao tác bằng tay thì gọi là hàn bán tự động trong môi trường 11
khí bảo vệ, nếu cả hai khâu ra dây hàn và di chuyển theo dọc trục mối hàn thì được gọi là hàn tự động trong môi trường khí bảo vệ . Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí trơ (Ar , He ) Tiếng Anh gọi là phương pháp hàn MIG (Metal Inert Gas), khí trơ không có phản ứng hoá học với bể hàn trong khi hàn, mặt khác khí trơ có giá thành cao nên không được ứng dụng rộng rãi chỉ dùng để hàn kim loại màu và thép hợp kim. Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí hoạt tính (CO2, CO2+O2; CO2 +Ar …) tiếng Anh gọi phương pháp hàn MAG (Metal Acitive Gas). Phương pháp hàn MAG sử dụng khí bảo vệ CO2 được ứng dụng rộng rãi do nhiều ưu điểm. 1.1.2. Đặc điểm a. Ưu điểm: - CO2 là loại khí dễ kiếm, dễ sản xuất giá thành thấp - Năng suất hàn cao gấp 2,5 lần so với hàn hồ quang tay que hàn thuốc bọc - Tính công nghệ hàn cao hơn so với hàn dưới thuốc vì nó hàn được mọi vị trí trong không gian . - Chất lượng hàn cao do tốc độ hàn cao nên ít cong vênh, nguồn nhiệt tập trung, hiệu suất sử dụng nhiệt lớn, vùng ảnh hưởng nhiệt hẹp - Điều kiện lao động tốt hơn trong quá trình hàn không sinh khí độc - Dễ quan sát vị trí của điện cực hàn - Không tốn nguyên công thu dọn thuốc hàn, tẩy xỉ, có khả năng thực hiện mối hàn ở nhiều vị trí hàn khác nhau. b. Nhược điểm: - Kim loại bắn tóe mặt mối hàn và vùng hàn không sạch cũng vì lý do này hàn tự động trong khí CO2 khó cạnh tranh với hàn dưới lớp thuốc bảo vệ - Khi hàn trong môi trường có gió khí bảo vệ dễ bị thổi bạt ảnh hưởng tới chất lượng mối hàn 1.1.3. Phạm vi ứng dụng Hàn MAG được ứng dụng hàn thép cacbon và thép hợp kim thấp, khí CO2 có giá thành thấp, năng suất hàn cao, dễ cơ khí hóa và tự động hóa, biến dạng chi tiết nhỏ; vì vậy được áp dụng trong hầu hết các cấu hàn trong các ngành công nghiệp xây dựng, giao thông, đóng tầu... Hàn MIG được ứng dụng hàn kim loại màu thép không gỉ, hàn nhôm và hợp kim nhôm, hàn đồng và hợp kim đồng, năng suất hàn cao, giá thành chế tạo giảm. Hàn FCAW được ứng phát triển để khắc phục các nhược điểm của hàn hồ quang tay và hàn MIG/MAG nhưng giá thành cuộn dây lớn và tốn nguyên công gõ xỉ nên cũng chưa được ứng dụng rộng rãi 1.2. Vật liệu hàn MIG/MAG (Tham khảo giáo trình Vật liệu hàn) 1.3. Trang thiết bị hàn GMAW-FCAW 1.3.1. Mỏ hàn 12
Hình 1.2. Cấu tạo của bộ mỏ hàn MIG/MAG/FCAW Mỏ hàn bao gồm các chi tiết sau: - Ống dây dẫn và contact tip - Mỏ phun khí - Ống dẫn dây điện cực - Ống dẫn khí bảo vệ - Ống dẫn nước làm nguội (đối với loại làm nguội bằng nước) - Dây dẫn điện hàn - Công tắc điều khiển Contact tip thường được chế tạo bằng đồng hoặc hợp kim đồng nó có nhiệm vụ tiếp điện cho dây hàn. Contact tip nối với nguồn điện hàn nhờ vào dây dẫn điện hàn. Mặt phía trong của contact tip rất quan trọng bởi vì nó vừa bảo đảm dẫn điện tốt vừa bảo đảm dây hàn đi qua dễ dàng. Khi hàn cần chọn contact tip phù hợp với cỡ dây hàn, contact tip cần được gá đặt nhẹ nhàng vào súng hàn nhờ vào côn siết và phải đặt đúng tâm của mỏ phun khí. Mỏ phun khí bảo vệ có nhiệm vụ cung cấp dòng khí bảo vệ vũng hàn. Chế độ dòng chảy trong mỏ phun rất quan trọng vì nó bảo đảm cho việc bảo vệ vùng hàn khỏi sự xâm nhập của các khí có hại. Các cỡ mỏ phun khác nhau được chọn cho phù hợp với công việc, cỡ lớn dùng cho dòng hàn lớn, bề rộng mối lớn, cỡ nhỏ dùng cho dòng hàn nhỏ. Ống dẫn dây hàn là bộ phận định vị và hướng dẫn dây hàn từ bánh xe cấp dây đến contact tip. Trong quá trình hàn cần bảo đảm việc cấp dây điều đặn thì hồ quang mới cháy ổn định. Dây hàn bị vặn xoắn, gấp khúc phải loại bỏ không được dùng để tránh bị kẹt dây. Đường kính và vật liệu ống dẫn dây rất quan trọng đối với quá trình hàn, ống dẫn bằng thép dùng cho các vật liệu cứng như thép, inox trong khi ống nilon được dùng cho các vật liệu mềm như nhôm, đồng. Khi hàn cần chú ý tránh bẻ gấp khúc ống dẫn để không bị kẹt dây. Đối với mỗi cỡ dây cần dùng ống dẫn thích hợp. * Các chú ý khi sử dụng mỏ hàn MIG/MAG: 13
- Sau mỗi lần hàn, cần làm sạch các kim loại bám dính vào đầu mỏ hàn (nên dùng bằng que gỗ cứng, đầu nhọn để làm sạch để chống xước lớp chống dính ở chụp mỏ hàn), sau đó nhúng mỏ hàn đang nóng vào hộp mỡ chống dính chuyên dụng. - Lựa chọn ống tiếp điện phù hợp với đường kính dây điện cực, sau thời gian sử dụng nếu đường kính trong của ống tiếp điện rộng ra, tiếp điện cho dây điện cực kém, hồ quang cháy không ổn định thì có thể thay ống tiếp điện mới. - Tránh để va đập làm biến dạng mỏ hàn, các phụ kiện mỏ hàn phải được lắp chặt. - Không uốn dây cáp mỏ hàn MIG/MAG quá mức, dây càng thẳng, càng ngắn càng tốt. - Tùy theo từng loại máy hàn mà cụm dây cáp mỏ hàn có độ dài khác nhau. * Các bộ phận khác a. Cơ cấu cấp dây Hình 1.3. Cơ cấu cấp dây hàn 1- Cuộn dây, 2- Bép dẫn hướng, 3- Bánh xe ép 4- Bánh chủ động, 5 - Ống dẫn dây ra mỏ Bộ cấp dây kiểu đẩy thường được dùng, xong khoảng cách từ thiết bị hàn đến nơi hàn không quá 3 – 4 m. Cấp dây kiểu kéo thường được bố trí trong súng hàn và nó cho phép khoảng cách đến thiết bị hàn xa hơn. Khi phải hàn trên cao hoặc không thể bố trí thiết bị gần nơi cần hàn có thể sử dụng loại súng hàn có gắn cuộn dây (spool on gun). Motor cấp dây thường là loại có tốc độ điều chỉnh vô cấp. Bộ cấp dây tốc độ không đổi có trang bị mạch điện tử để điều khiển quá trình mồi hồ quang, tự động hiệu chỉnh khi có sự thay đổi điện áp nguồn, tự hiệu chỉnh khi xảy ra sự trượt dây. Kết quả là hồ quang mồi và cháy ổn định hơn, hạn chế đáng kể lượng bắn tóe. Thiết bị được bố trí trong hộp kín để hạn chế bụi, tăng tuổi thọ và giảm nhu cầu bảo trì. Tốc độ cấp dây biến thiên từ 1,9 – 25 m/phút (75 – 980 in/min). Bộ cấp dây có trang bị hệ thống hãm động lực cho phép dừng cấp dây tức thời mỗi khi nhả contact điều khiển. Bộ điều khiển hàn và bộ cấp dây thường được liên kết khối với nhau. Nó có chức năng điều khiển tốc độ cấp dây. Tốc độ motor được xác lập trước theo khoảng giá trị dòng hàn. Mạch điều khiển sẽ hiệu chỉnh quá trình khởi động và dừng cấp dây. Khí bảo vệ, nước làm nguội và dòng điện hàn thường được gắn với nguồn cung cấp thông qua bộ điều khiển. Lưu lượng khí bảo vệ và nước được hiệu chỉnh đồng bộ với việc khởi động và dừng quá trình hàn nhờ vào các van điện từ (solenoids). Thường thì bộ điều khiển được trang bị các bộ định thì cho sự phun khí trước và sau khi hàn. Việc khởi động dòng hàn có thể kích hoạt trực tiếp từ bộ điều khiển hoặc thông qua điện áp 14
hồ quang. Van chỉnh áp khí bảo vệ, thiết bị hàn cần cung cấp khí bảo vệ với áp suất và lưu lượng không đổi. Van chỉnh áp đảm nhiệm vai trò đó. Có các loại van một cấp hoặc hai cấp, có hay không trang bị lưu lượng kế. Loại hai cấp cho áp suất và lưu lượng khí cung cấp đều hơn loại một cấp. Cơ cấu cấp dây được điều khiển bởi một động cơ có gắn các cặp con lăn được tạo rãnh phù hợp với đường kính dây sử dụng. Tác dụng đẩy dây vào vũng hàn một cách tự động, được nhà sản xuất thiết lập tốc độ cấp dây phù hợp với cường độ cũng như hiệu điện thế hàn. Cũng có trường hợp nhà sản xuất thiết lập tốc độ đẩy dây riêng biệt. Cặp con lăn cấp dây có thể mà một cặp hay hai cặp: Hình 1.4. Cơ cấu con lăn cấp dây a) Một cặp con lăn b) Hai cặp con lăn b. Van giảm áp và bộ phận sấy nóng khí: Hình 1.5. Bộ phận cấp khí hàn MIG-MAG Van giảm áp có tác dụng làm giảm áp suất khí trong bình để đưa ra máy hàn và điều hòa áp suất theo một giá trị nhất định do người sử dụng đặt trong suốt quá trình hàn Lưu lượng kế để biết giá trị lưu lượng khí ra Do khí từ chai (lỏng) đi ra ngoài bị bốc hơi nên nó thu nhiệt, vì vậy bộ phận sấy khí làm tăng nhiệt độ cho khí trước khi nó tham gia bảo vệ mối hàn. Cấp khí hoặc ngưng cấp được thực hiện bởi rơle điện bên trong máy theo ý định 15
của người thợ. c. Bộ phận điều khiển và thiết lập chế độ hàn - Dòng điện hàn (Current) - Điện thế hàn (Voltage) - Tốc độ đẩy dây (wire feed speed) - Loại dòng điện xoay chiều, một chiều, dòng xung - Chế độ bắt đầu (hot start) : Phun khí trước khi đóng dòng và chuyển dây, tăng dòng điện lên trong bao nhiêu giây - Chế độ (the end): tiếp tục phun khí khi dòng điện đã ngắt - Lập trình chế độ hàn nhiều vị trí bằng = > đứng => ngang... - Lập chế độ công tắc bấm 4 thì, 2 thì ... Với các máy hàn hiện đại có thêm chức năng lập trình, người sử dụng chỉ cần đưa vào 3 điều kiện là kim loại hàn, chiều dày vật hàn, vị trí hàn máy sẽ tự động lập trình tối ưu để tiết kiệm thời gian cho người sử dụng. Người sử dụng có thể điều chỉnh nhỏ, ghi lại, cài mã số để lần sau gọi ra sử dụng 1.3.2. Nguồn hàn Quá trình hàn GMAW được dùng với nguồn DC kiểu điện áp không đổi (CV), điện cực dương. Có nghĩa là súng hàn được gắn vào cực dương còn chi tiết hàn được đấu cực âm. Điện cực DC âm không thích hợp do hồ quang không ổn định. Ưu điểm chính của thiết bị kiểu CV là điện áp hồ quang không đổi trong suốt quá trình hàn. Dòng hàn sẽ tự động tăng hoặc giảm khi chiều dài hồ quang thay đổi, từ đó làm tăng hoặc giảm tốc độ chảy của dây hàn nhờ đó mà điện áp hồ quang được duy trì không đổi. Như vậy, thiết bị GMAW điều chỉnh dòng điện hàn thông qua bộ cấp dây. Đường đặc tính ngoài của thiết bị CV có dạng nằm ngang, nên ứng với sự thay đổi nhỏ về điện áp cũng dẫn tới sự thay đổi lớn về dòng điện. Nói cách khác độ nhạy rất cao trong khi thiết bị CC thì hầu như dòng không thay đổi khi thay đổi điện áp. Khi tăng khoảng cách giữa contact tip và chi tiết, điện áp hàn và chiều dài hồ quang tăng lên, dòng điện hàn sẽ giảm xuống như đặc tính đã mô tả, khi đó tốc độ chảy của dây hàn giảm tương ứng. Vì tốc độ cấp dây là hằng số nên lúc này sẽ lớn hơn tốc độ chảy kết quả là hồ quang sẽ bị ngắn lại. Quá trình ngược lại sẽ diễn ra khi giảm điện áp hồ quang. 16
Hình 1.6. Đường đặc tính CC và CV Khi hàn hồ quang điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ bằng dòng điện một chiều với đặc tính của hồ quang tăng, để tăng khả năng tự chỉnh tốt nhất của hồ quang thì dùng nguồn điện hàn có đặc tính cứng hoặc hơi tăng. Điện áp không tải của nguồn điện hàn này có thể nhỏ hơn hoặc bằng điện áp của hồ quang do đó việc gây hồ quang ban đầu là rất khó khăn, cho nên trong trường hợp này người ta sử dụng nguồn điện hàn có đặc tính ngoài ở phần đầu khi gây hồ quang là dốc với điện áp không tải cao, sau khi gây được hồ quang thì nguồn điện hàn lại chuyển sang đặc tính ngoài là cứng hoặc hơi tăng như hình 1.6 Hình 1.7. Đường đặc tính của máy hàn bán tự động - Nguồn điện hàn bán tự động (BTĐ) thường có hệ số làm việc 100% (chu kỳ tải là 100%), - Nguồn điện hàn BTĐ chủ yếu là loại nguồn điện hàn một chiều, cực dương luôn được đấu với mỏ hàn (dây điện cực), cực âm đấu với vật hàn. Trường hợp đặc biệt sử dụng dòng điện hàn xoay chiều khi hàn MIG vật liệu nhôm (Al), hợp kim nhôm, Manhê (Mg) và hợp kim của manhê. - Bội số dòng hàn ngắn mạch không được quá lớn: Inm= (1,2 ÷ 1,5)Ih, trong đó Inm là dòng điện hàn ở trạng thái ngắn mạch (A), Ih là cường độ dòng điện hàn định mức (A). Các thông số thường gặp của một máy hàn BTĐ 17
Hình 1.8. Giá trị danh định của máy hàn MIG/MAG 1.4. Chế độ hàn MIG/MAG 1.4.1 Chuyển tiếp vật liệu và các dạng hồ quang trong hàn MIG/MAG a. Sự chuyển tiếp vật liệu trong hàn MAG Quá trình tách giọt kim loại lỏng từ đầu dây hàn chịu tác dụng của nhiều lực, nhưng lực có ý nghĩa quyết định là lực điện từ (hiệu ứng Pinch) Hình 1.9. Các lực tác động khi tách giọt kim loại lỏng trong quá trình hàn. Tuỳ thuộc vào công suất nguồn nhiệt hồ quang và loại khí bảo vệ sử dụng mà có thể điều chỉnh được nhiều dạng chuyển tiếp vật liệu khác nhau, tương ứng với mỗi 18
loại là một dạng hồ quang đặc trưng Bảng 1.1. Các loại hồ quang và chuyển tiếp vật liệu Ký Loại hồ quang hiệ Kích thước giọt Chuyển tiếp vật liệu u Hồ quang ngắn k giọt mịn Đều, chỉ trong đoản mạch Hồ quang chuyển Không đều, một phần trong đoản ü giọt mịn đến thô tiếp mạch Hồ quang phun s giọt rất nhỏ, mịn Đều, không đoản mạch Không đều trong đoản mạch, một Hồ quang dài l giọt thô phần không đoản mạch Hồ quang xung p giọt điều chỉnh được Đều, không đoản mạch. b. Sự chuyển dịch kim loại trong quá trình hàn MIG-MAG - Chuyển dịch ngắn mạch (Short Circuiting Transfer) : + Cường độ trung bình : 50 đến 150 A. + Bề dày chi tiết : 0,5 đến 2 mm. + Trong kiểu chuyển dịch này năng lượng hàn có trị số thấp nhất, do dòng hàn và điện áp hồ quang tương đối thấp. Sự chuyển dịch diễn ra nhờ các chu kỳ ngắn mạch liên tục giữa điện cực và vũng chảy. Đặc tính volt – ampe của nguồn điện hàn đóng vai trò quan trọng cho kiểu chuyển dịch này. Vì năng lượng hàn thấp, nên độ ngấu cạn cần chú ý đặc biệt khi hàn các chi tiết dày. Đặc điểm này của chuyển dịch ngắn mạch giúp cho việc hàn ở tư thế ngược dễ dàng hơn, đặc biệt là với ứng dụng trên kim loại mỏng. Tóm lại chuyển dịch ngắn mạch thích hợp cho các ứng dụng sau : + Áp dụng khi hàn lớp ngấu . + Áp dụng khi hàn trên tôn mỏng . Cần bảo đảm : + Đầu contact tube được nhô ra khỏi miệng mỏ phun từ 5 đến 10 mm khi hàn lớp ngấu + Độ nhú điện cực (ESO) 5 mm. + Góc nghiêng mỏ hàn từ 65° đến 70°. - Chuyển dịch cầu (Globular Transfer): + Cường độ dòng hàn trung bình: 150 đến 300 A. + Bề dày chi tiết: 2 đến 6 mm. + Trong kiểu chuyển dịch này, kim loại chuyển dịch từ điện cực sang vũng hàn dưới dạng các giọt cầu có kích cỡ không đều và định hướng ngẫu nhiên, kết quả là lượng văng tóe tăng lên đáng kể. Khi hàn với khí CO2 thì có thể giảm sự văng tóe bằng cách hiệu chỉnh thông số hàn sao cho đầu dây hàn nhúng chìm vào trong vũng chảy và hồ quang cháy trong lỗ hổng nằm trong vũng chảy. Hồ quang CO2 thường không ổn định và khi hàn phát ra âm thanh như tiếng cành cây gãy. Đặc trưng của hồ quang này là đường hàn mấp mô hơn so với các chuyển dịch khác. Bởi vì hồ quang bị nhúng chìm vào vũng chảy, nên đường hàn có độ ngấu rất sâu, hiệu quả làm sạch biên mối hàn kém hơn. 19