CH NG 1 KHÁI NI M CHUNGƯƠ Ệ
1.1. L CH S PHÁT TRI N C A NGÀNH HÀNỊ Ử Ể Ủ
Kho ng đ u th i đ i đ đ ng, đ s t loài ng i đã bi t hàn kimả ầ ờ ạ ồ ồ ồ ắ ườ ế
lo i. T cu i th k 19, v t lý, hóa h c và các môn khoa h c khác phátạ ừ ố ế ỷ ậ ọ ọ
tri n r t m nh. Năm 1802 nhà bác h c Nga pet rop đã tìm ra hi n t ng hể ấ ạ ọ ơ ệ ượ ồ
quan đi n và ch rõ kh năng s d ng nhi t năng c a nó đ làm nóng ch yệ ỉ ả ử ụ ệ ủ ể ả
kim lo i. Năm 1882 k s Benađ t đã dùng h quang c c than đ hàn kimạ ỹ ư ớ ồ ự ể
lo i. Năm 1888 Slavian p đã áp d ng c c đi n nóng ch y - c c đi n kimạ ố ụ ự ệ ả ự ệ
lo i vào h quang đi n.ạ ồ ệ
Năm 1990 - 1902 trong công nghi p đã s n xu t đ c các bit canxi vàệ ả ấ ượ
sau đó 1906 hàn khí ra đ i.ờ
Hàn ti p xúc xu t hi n và phát tri n ch m h n, năm 1886 Tomsonế ấ ệ ể ậ ơ
tìm ra ph ng pháp hàn ti p xúc giáp m i. Năm 1887 Benađ t tìm raươ ế ố ớ
ph ng pháp hàn đi m, nh ng mãi đ n năm 1903 thì hàn giáp m i m iươ ể ư ế ố ớ
dùng trong công nghi p và đ c bi t k t sau chi n tranh th gi i th haiệ ặ ệ ể ừ ế ế ớ ứ
hàn ti p xúc m i phát tri n m nh m và xu t hi n nhi u ph ng pháp hànế ớ ể ạ ẽ ấ ệ ề ươ
m i.ớ
M t đóng góp r t quan tr ng cho s phát tri n hàn h quang là thànhộ ấ ọ ự ể ồ
công c a k s Th y Đi n Kenbe năm 1907 v ph ng pháp n đ nh quáủ ỹ ư ụ ể ề ươ ổ ị
trình phóng h quang và b o v vùng hàn kh i tác d ng c a không khíồ ả ệ ỏ ụ ủ
chung quanh b ng cách đ p lên c c kim lo i m t l p v thu c. Vi c ngằ ắ ự ạ ộ ớ ỏ ố ệ ứ
d ng que hàn b c thu c b o đ m ch t l ng cao c a m i hàn.ụ ọ ố ả ả ấ ượ ủ ố
Th i kỳ phát tri n m i c a môn hàn đã đ c m ra vào nh ng nămờ ể ớ ủ ượ ở ữ
cu i ba m i và đ u b n m i v i nh ng công trình n i ti ng c a Vi n sĩố ươ ầ ố ươ ớ ữ ổ ế ủ ệ
E.O Paton v hàn d i thu c. Ph ng pháp hàn t đ ng và sau đó hàn n aề ướ ố ươ ự ộ ử
t đ ng d i thu c ra đ i và đ c ng d ng r ng rãi trong công nghi p.ự ộ ướ ố ờ ượ ứ ụ ộ ệ
Đó là thành t u vô cùng to l n c a k thu t hàn hi n đ i. T khi ra đ i choự ớ ủ ỹ ậ ệ ạ ừ ờ
1
đ n nay hàn d i thu c v n là ph ng pháp c khí hóa c b n trong kế ướ ố ẫ ươ ơ ơ ả ỹ
thu t hàn.ậ
T nh ng năm cu i b n m i các ph ng pháp hàn trong khi b o vừ ữ ố ố ươ ươ ả ệ
cũng đ c nghiên c u và đ a vào s n xu t. Vi c khai thác r ng rãi các khíượ ứ ư ả ấ ệ ộ
t nhiên (heli acgông M , khí cacbonic Liên Xô...) lúc đó đã làm cho cácự ở ỹ ở
ph ng pháp hàn này phát tri n m nh m . Hàn trong khi b o v làm tăngươ ể ạ ẽ ả ệ
v t ch t l ng m i hàn. Hi n nay hàn trong khí b o v đ c ng d ngọ ấ ượ ố ệ ả ệ ượ ứ ụ
m i ngày m t nhi u h n.ỗ ộ ề ơ
M t phát minh n i ti ng n a c a t p th Vi n hàn đi n mang tênộ ổ ế ữ ủ ậ ể ệ ệ
B.O.Patôn (kiep Liên Xô) là hàn đi n x . Quá trình hàn đi n x đ c các nhàệ ỉ ệ ỉ ượ
bác h c Xô vi t phát hi n năm 1949, nghiên c u và đ a vào s n xu t trongọ ế ệ ứ ư ả ấ
nh ng năm m i. Ph ng pháp hàn đi n x ra đ i và phát tri n là m t cu cữ ươ ươ ệ ỉ ờ ể ộ ộ
cách m ng k thu t trong ngành ch t o máy móc h ng n ng nh lò h i,ạ ỹ ậ ế ạ ạ ặ ư ơ
tuabin, máy ép c l n....ỡ ớ
Nh ng năm g n đây lo t ph ng pháp hàn m i ra đ i nh hàn b ngữ ầ ạ ươ ớ ờ ư ằ
tia đi n t , hàn l nh, hàn masat, hàn n , hàn siêu âm, hàn phát ma h quangệ ử ạ ổ ồ
vv..Hi n nay có h n 120 ph ng pháp hàn khác nhau.ệ ơ ươ
Nói chung, các ph ng pháp hàn ngày càng đ c hoàn thi n h n vàươ ượ ệ ơ
đ c s d ng r ng rãi trong các ngành kinh t qu c dân, trong k thu tượ ử ụ ộ ế ố ỹ ậ
qu c phòng và đ c bi t là trong ngành du hành vũ tr . Có th nói hàn là m tố ặ ệ ụ ể ộ
ph ng pháp gia công kim lo i tiên ti n và hi n đ i.ươ ạ ế ệ ạ
Hàn Vi t Nam cũng đã xu t hi n t th i th ng c , h i đó ông chaở ệ ấ ệ ừ ờ ượ ổ ồ
ta dã bi t s d ng hàn đ làm ra nh ng d ng c c n thi t ph c v cho đ iế ử ụ ể ữ ụ ụ ầ ế ụ ụ ờ
s ng và c i ti n đi u ki n lao đ ng.ố ả ế ề ệ ộ
Tr c cách m ng tháng tám, môn hàn r t ít đ c ng d ng. Sau cáchướ ạ ấ ượ ứ ụ
m ng tháng tám và trong th i kỳ kháng chi n, môn hàn đ c phát tri n h n,ạ ờ ế ượ ể ơ
nó đã đóng góp vào n n công nghi p qu c phòng m i m c a chúng ta. Sauề ệ ố ớ ẻ ủ
hòa bình chúng ta đã s d ng hàn r t nhi u trong cu c cách m ng k thu tử ụ ấ ề ộ ạ ỹ ậ
và xây d ng n n kinh t xã h i ch nghĩa. Nhi u công trình đ s đã m cự ề ế ộ ủ ề ồ ộ ọ
lên s d ng nhi u đ n hàn nh lò cao khu gang thép Thái Nguyên, nhà côngử ụ ề ế ư
2
nghi p, tàu bè, n i h i vv....Tuy v y vi c nghiên c u áp d ng các ph ngệ ồ ơ ậ ệ ứ ụ ươ
pháp hàn tiên ti n còn g p nhi u khó khăn và ch a đ đi u ki n đ phátế ặ ề ư ủ ề ệ ể
tri n m nh m .ể ạ ẽ
V i l c l ng cán b khoa h c k thu t hàn, công nhân hàn lànhớ ự ượ ộ ọ ỹ ậ
ngh ngày càng đông đ o, chúng ta tin ch c r ng, k thu t hàn Vi t Namề ả ắ ằ ỹ ậ ở ệ
s ngày càng phát tri n và đ c ng d ng ngày càng nhi u vào s n xu t.ẽ ể ượ ứ ụ ề ả ấ
1.2. TH C CH T, Đ C ĐI M VÀ CÔNG D NG C A HÀN.Ự Ấ Ặ Ể Ụ Ủ
1.2.1. Th c ch tự ấ
Hàn là quá trình n i hai đ u c a m t chi ti t ho c nhi u chi ti t v iố ầ ủ ộ ế ặ ề ế ớ
nhau b ng cách nung nóng chúng đ n tr ng thái ch y hay d o. Khi hàn ằ ế ạ ả ẻ ở
tr ng thái ch y thì ch n i hàn c a v t hàn ch y ra và sau khi đông đ c taạ ả ở ỗ ố ủ ậ ả ặ
nh n đ c m i hàn. Khi hàn tr ng thái d o thì ch n i đ c nung nóngậ ượ ố ở ạ ẻ ỗ ố ượ
đ n tr ng thái m m d o, khi y kh năng th m th u và chuy n đ ng cácế ạ ề ẻ ấ ả ẩ ấ ể ộ
ph n t c a kim lo i hàn tăng lên. Nên chúng nó có th dính l i v i nhau.ầ ử ủ ạ ể ạ ớ
Th ng ch nung nóng ch n i hàn đ n tr ng thái d o v n ch a b o đ mườ ỉ ỗ ố ế ạ ẻ ẫ ư ả ả
đ c m i hàn b n, nên ta ph i tác d ng lên ch n i hàn m t áp l c.ượ ố ề ả ụ ỗ ố ộ ự
1.2.2. Đ c đi mặ ể
Hàn có nh ng đ c đi m sau:ữ ặ ể
a. So vói tán rive: Hàn ti t ki m đ c 10 đ n 20% kh i l ng, hìnhế ệ ượ ế ố ượ
dáng chi ti t cân đ i h n, gi m đ c kh i l ng kim lo i nh ph n đ uế ố ơ ả ượ ố ượ ạ ư ầ ầ
rivê, kim lo i m t mát do đ t l vv....ạ ấ ộ ỗ
So v i đúc hàn ti t ki m đ c 50% vì không c n h th ng rót ớ ế ệ ượ ầ ệ ố
S d ng hàn trong xây d ng nhà cao cho phép gi m 15% tr ng l ngử ụ ự ả ọ ượ
s n, kèo, đ ng th i vi c ch t o và l p ráp chúng cũng đ c gi m nh ,ườ ồ ờ ệ ế ạ ắ ượ ả ẹ
đ c ng v ng c a k t c u l i tăng.ộ ứ ữ ủ ế ấ ạ
b. Gi m đ c th i gian và giá thành ch t o k t c uả ượ ờ ế ạ ế ấ . Hàn có năng
su t cao so v i các ph ng pháp khác do gi m đ c s l ng nguyên côngấ ớ ươ ả ượ ố ượ
gi m đ c c ng đ lao đ ng và tăng đ c đ b n ch c c a k t c u.ả ượ ườ ộ ộ ượ ộ ề ắ ủ ế ấ
c. Hàn có th n i đ c nh ng kim lo i có tính ch t khác nhauể ố ượ ữ ạ ấ . Ví
d nh hàn kim lo i đen v i kim lo i đen, kim lo i màu v i nhau và c kimụ ư ạ ớ ạ ạ ớ ả
3
lo i đen v i kim lo i màu. Ngoài ra hàn còn có th n i các v t li u khôngạ ớ ạ ể ố ậ ệ
kim lo i v i nhau.ạ ớ
d. Thi t b hàn t ng đ i đ n gi n và d ch t oế ị ươ ố ơ ả ễ ế ạ . Khi tán đinh
rivê ta dùng r t nhi u máy nh máy khoan, lò nung, máy đ t vv...còn khiấ ề ư ộ
hàn ta có th ch dùng máy hàn xoay chi u g m m t máy gi m th t 200ể ỉ ề ồ ộ ả ế ừ
vôn hay 230 vôn xu ng nh h n 80 vôn.ố ỏ ơ
e. Đ b n m i hàn cao, m i hàn kínộ ề ố ố . Do kim lo i m i hàn t t h nạ ố ố ơ
kim lo i v t hàn nên m i hàn ch u t i tr ng tĩnh t t. M i hàn ch u đ c ápạ ậ ố ị ả ọ ố ố ị ượ
su t cao nên hàn là m t ph ng pháp ch y u dùng ch t o các bình ch a,ấ ộ ươ ủ ế ế ạ ứ
n i h i, ng d n vv...ch u áp l c cao.ồ ơ ố ẫ ị ự
g. Gi m đ c ti ng đ ng khi s n xu t vv....ả ượ ế ộ ả ấ
Tuy nhiên hàn còn nh c đi m là sau khi hàn v n t n t i ng su tượ ể ẫ ồ ạ ứ ấ
d t ch c kim lo i g n m i hàn không t t vv....s gi m kh năng ch u t iư ổ ứ ạ ầ ố ố ẽ ả ả ị ả
tr ng đ ng c a m i hàn, v t hàn cong vênh.ọ ộ ủ ố ậ
1.2.3. Công d ngụ
Hàn ngày càng đ c s d ng r ng rãi trong công nghi p hi n đ i.ượ ử ụ ộ ệ ệ ạ
V công d ng c a hàn có th chia làm hai m t: ch t o và tu s a.ề ụ ủ ể ặ ế ạ ử
V ch t o nh n i h i, ng, ng bình ch a, s n nhà c u, tàuề ế ạ ư ồ ơ ố ố ứ ườ ầ
thuy n, thân máy bay, v máy, tên l a, toa xe, ôtô và ngay c đ n tàu duể ỏ ử ả ế
hành vũ tr n a. Nói chung nh ng b ph n máy có hình dáng ph c t p,ụ ữ ữ ộ ậ ứ ạ
ph i ch u l c t ng đ i l n, mà l i nóng đ u ch t o b ng ph ng phápả ị ự ươ ố ớ ạ ề ế ạ ằ ươ
hàn, vì n u đúc b ng gang thì n ng, n u rèn thì v a t n công v a ch t oế ằ ặ ế ừ ố ừ ế ạ
khó khăn, giá thành cao.
Nh ng b ph n h ng và cũ, ví d nh : xilanh r n, bánh xe răng bữ ộ ậ ỏ ụ ư ạ ị
n t, m t đ ng ray b mòn, nh ng v t đúc b khuy t đ u có th dùngứ ặ ườ ị ữ ậ ị ế ề ể
ph ng pháp hàn đ tu s a, v a nhanh, v a r .ươ ể ử ừ ừ ẻ
Ngoài nh ng ch ch u tác d ng c a l c ch n đ ng không nên hàn ra,ữ ỗ ị ụ ủ ự ấ ộ
không có ch nào không th hàn đ c. Cho nên công ngh hàn đóng góp r tỗ ể ượ ệ ấ
nhi u cho s phát tri n c a công nghi p hi n đ i.ề ự ể ủ ệ ệ ạ
4
1.3. PHÂN LO I CÁC PH NG PHÁP HÀNẠ ƯƠ
Hàn có th chia làm hai nhóm d i đây:ể ướ
1.3.1. Hàn nóng ch yả
Hàn nóng ch y là nung nóng mép hàn và que hàn đ n tr ng thái ch y,ả ế ạ ả
sau đó k t tinh hoàn toàn t o thành m i hàn. Ph ng pháp này thích h p v iế ạ ố ươ ợ ớ
ph n l n kim lo i và h p kim, ví d nh thép, gang, niken, chì, k m, b c,ầ ớ ạ ợ ụ ư ẽ ạ
vàng, b ch kim, nhôm, đ ng, magiê và nh ng h p kim khác.ạ ồ ữ ợ
D a theo ngu n nhi t năng s d ng khi hàn ph ng pháp hàn nóngự ồ ệ ử ụ ươ
ch y chia làm hai lo i:ả ạ
1.3.1.1 Hàn đi n h quangệ ồ :
Là ph ng pháp dùng c c đi n b ng kim lo i ho c b ng than t o raươ ự ệ ằ ạ ặ ằ ạ
tia h quang đ s n ra nhi t l ng đ t nóng ch y m i hàn. Hàn đi n hồ ể ả ệ ượ ố ả ố ệ ồ
quang g m: hàn h quang tay, hàn t đ ng và n a t đ ng (hàn d i thu c,ồ ồ ự ộ ử ự ộ ướ ố
hàn trong môi tr ng khí b o v , hàn đi n x ).ườ ả ệ ệ ỉ
1.3.1.2 Hàn khí (hàn h i)ơ
Là ph ng pháp s d ng ngu n nhi t năng c a khí khi cháy đ nungươ ử ụ ồ ệ ủ ể
nóng m i hàn đ n nóng ch y, làm cho chúng sau khi ngu i hàn li n l i v iố ế ả ộ ề ạ ớ
nhau.
Đây là hai ph ng pháp ch y u c a hàn nóng ch y hi n nay đangươ ủ ế ủ ả ệ
dùng n c ta mà chúng ta s đ c p ch y u trong tài li u này.ở ướ ẽ ề ậ ủ ế ệ
Trong nh ng năm g n đây v i s phát tri n c a k thu t hàn, đã xu tữ ầ ớ ự ể ủ ỹ ậ ấ
hi n thêm nhi u ph ng pháp hàn m i c a hàn nóng ch y nh hàn b ng tiaệ ề ươ ớ ủ ả ư ằ
đi n t , hàn h quang plat - ma, hàn b ng tia lade vv...ệ ử ồ ằ
5