Giáo trình Hàn tiếp xúc (hàn điện trở) (Nghề: Hàn - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Hà Nam (năm 2017)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:35

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Hàn tiếp xúc (hàn điện trở) (Nghề: Hàn - CĐ/TC) được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Các kiến thức cơ bản hàn tiếp xúc điểm, đường; Vận hành sử dụng máy hàn tiếp xúc điểm, đường; Hàn tiếp xúc điểm; Hàn tiếp xúc đường. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hàn tiếp xúc (hàn điện trở) (Nghề: Hàn - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Hà Nam (năm 2017)

SỞ LAO ĐỘNG TB&XH TỈNH HÀ NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MÔN ĐUN: HÀN TIẾP XÚC (HÀN ĐIỆN TRỞ) NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG/TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: 285/QĐ-CĐN ngày 21 tháng 7 năm 2017 của Trường Cao đẳng nghề Hà Nam Hà Nam, năm 2017
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. 1
LỜI GIỚI THIỆU Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới, lĩnh vực cơ khí chế tạo nói chung và ngành Hàn ở Việt Nam nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể. 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 theo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay. Mô đun 25: Hàn tiếp xúc (hàn điện trở) là mô đun đào tạo nghề được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. 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 sản xuất. 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. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nam, ngày tháng năm 2017 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Nguyễn Văn Tuyên 2. Các Giáo viên khoa Cơ Khí 2
MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU .................................................................................................. 2 Bài 1: Các kiến thức cơ bản hàn tiếp xúc điểm, đường ........................................ 5 1.1. Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng ................................................ 5 1.2. Phân loại phương pháp hàn tiếp xúc .......................................................... 6 1.3. Hàn tiếp xúc điểm. ..................................................................................... 7 1.4. Hàn tiếp xúc đường .................................................................................... 8 1.5. Chế độ hàn .................................................................................................. 9 Bài 2 - Vận hành sử dụng máy hàn tiếp xúc điểm, đường .................................. 13 2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn tiếp xúc điểm ..................... 13 2.2. Lắp ráp thiết bị hàn tiếp xúc điểm............................................................ 15 2.3. Chọn chế độ hàn tiếp xúc điểm ................................................................ 15 2.4. Kiểm tra làm sạch mài sửa đầu điện cực.................................................. 16 2.5. Vận hành, sử dụng máy hàn tiếp xúc điểm .............................................. 16 2.6. Các sự cố thường gặp khi hàn tiếp xúc điểm ........................................... 19 2.7. An toàn lao động và vệ sinh phân xưởng khi sử dụng thiết bị hàn TIG .. 20 Bài 3. Hàn tiếp xúc điểm ..................................................................................... 21 3.1. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn tiếp xúc điểm........................................... 21 3.2. Chuẩn bị phôi hàn. ................................................................................... 21 3.3. Tính toán chế độ hàn ................................................................................ 22 3.4. Gá phôi hàn .............................................................................................. 23 3.5. Kỹ thuật hàn tiếp xúc điểm ...................................................................... 24 3.6. Kiểm tra chất lượng mối hàn.................................................................... 25 3.7. Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng. ................................. 25 Bài 4. Hàn tiếp xúc đường................................................................................... 28 4.1. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn tiếp xúc đường ........................................ 28 4.2. Chuẩn bị phôi hàn. ................................................................................... 28 4.3. Tính toán chế độ hàn ................................................................................ 29 4.4. Gá phôi hàn .............................................................................................. 30 4.5. Kỹ thuật hàn tiếp xúc đường .................................................................... 30 3.6. Kiểm tra chất lượng mối hàn.................................................................... 31 3.7. Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng. ................................. 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 34 3
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Hàn tiếp xúc (hàn điện trở) Mã mô đun: MĐ25 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Là môn đun được bố trí cho sinh viên sau khi đã học xong các môn học chung theo quy định của Bộ LĐTB-XH và học xong hoặc song song với các môn học bắt buộc của đào tạo chuyên môn nghề từ MH07 đến MĐ23. - Tính chất: Là mô đun chuyên ngành bắt buộc. - ý nghĩa và vai trò của mô đun: là mô đun chuyên môn nghề, người học được trang bị kiến thức kỹ năng của phương pháp hàn được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp. Mục tiêu của mô đun: - Về kiến thức: + Mô tả đúng cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại thiết bị, dụng cụ hàn tiếp xúc. + Tính chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu và kiểu liên kết hàn. - Về kỹ năng: + Chuẩn bị phôi hàn đúng kích thước bản vẽ, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. + Vận hành sử dụng các loại dụng cụ, thiết bị hàn tiếp xúc thành thạo. + Hàn các mối hàn tiếp xúc điểm, tiếp xúc đường, tiếp xúc giáp mối đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, không rỗ khí ngậm xỉ, ít biến dạng. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Làm việc độc lập hoặc làm việc theo nhóm, thực hiện hàn tiếp xúc điểm, tiếp xúc đường, tiếp xúc giáp trên các kết cấu hàn thông dụng trong điều kiện làm việc thay đổi. + Hướng dẫn, giám sát những người khác thực hiện mối hàn tiếp xúc điểm, tiếp xúc đường, tiếp xúc giáp trên các kết cấu hàn thông dụng; , chịu trách nhiệm cá nhân và trách nhiệm đối với nhóm về kết quả, thực hàn tiếp xúc điểm, tiếp xúc đường, tiếp xúc giáp trên các kết cấu hàn thông dụng. + Đánh giá chất lượng sản phẩm hàn tiếp xúc điểm, tiếp xúc đường, tiếp xúc giáp của các thành viên trong nhóm. Nội dung của mô đun: 4
BÀI 1: CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN HÀN TIẾP XÚC ĐIỂM, ĐƯỜNG Mã bài: 25.01 Giới thiệu Những kiến thức cơ bản của hàn tiếp xúc bao gồm: nguyên lý cấu tạo, nguyên lý làm việc của các thiết bị, tính toán chọn chế độ hàn, làm cơ sở cho việc rèn luyện kỹ năng hàn điện tiếp xúc. Mục tiêu - Mô tả đúng cấu tạo và trình bày được nguyên lý vận hành làm việc của thiết bị hàn điểm, đường của hàn tiếp xúc. - Tính toán chọn được chế độ hàn hợp lý. - Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng. - Tuân thủ các quy định về nguyên lý vận hành thiết bị. Nội dung chính 1.1. Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng 1.1.1. Thực chất Hàn điện tiếp xúc (còn gọi là hàn tiếp xúc) là dạng hàn áp lực, sử dụng nhiệt do biến đổi điện năng thành nhiệt năng bằng cách cho dòng điện có cường độ lớn đi qua mặt tiếp xúc của hai chi tiết hàn để nung nóng kim loại. Cho dòng điện có cường độ dòng điện lớn chạy qua chi tiết hàn, chỗ tiếp xúc có điện trở lớn sẽ bị nung nóng đến trạng thái hàn (chảy lỏng hoặc dẻo) và nhờ tác dụng của lực cơ học, chúng sẽ dính chắc lại với nhau. Thực chất của quá trình này là một quá trình dịch chuyển các phần tử kim loại này tiến sát vào kim loại kia cho đến khi khoảng cách giữa chúng là nhỏ nhất, đảm bảo kín khít. Do bề mặt tiếp xúc giữa hai mép hàn có độ nhấp nhô, diện tích tiếp xúc thực tế bé hơn so với diện tích tiếp xúc danh nghĩa, mặt khác trên bề mặt có màng ôxýt và không sạch hoàn toàn nên điện trở tiếp xúc lớn, lượng nhiệt sinh ra trong mạch chủ yếu tập trung ở mặt tiếp xúc của hai mép hàn, nung nóng kim loại đến trạng thái hàn. Quá trình hình thành liên kết có thể mô tả qua ba giai đoạn: - Giai đoạn 1: Hai chi tiết tiếp xúc tại một số điểm do nhấp nhô bề mặt - Giai đoạn 2: Nguồn nhiệt điện cung cấp làm các chất bẩn bị phá hủy, lực ép tăng làm tăng tiết diện tiếp xúc, bắt đầu xuất hiện các mối liên kết kim loại 5
- Giai đoạn 3: Lực ép đạt giá trị nhất định thì diện tích tiếp xúc gần đạt 100%, khi đó kim loại đạt liên kết bền chắc Nhiệt lượng sinh ra trong mạch điện hàn xác định theo định luật Jun – Lenxo Q = 0,24.R.I2.t I – Cường độ dòng hàn (A) t – thời gian dòng điện chạy qua vật hàn (s) R – điện trở toàn mạch () Phương pháp này phụ thuộc vào điện trở suất . Kim loại có  nhỏ thì cường độ dòng điện hàn phải lớn và ngược lại. 1.1.2. Đặc điểm So với các phương pháp khác, hàn tiếp xúc có những đặc điểm sau : - Dòng điện có cường độ lớn, thời gian hàn ngắn nên năng suất cao - Không cần que hàn phụ, thuốc hàn, khí hàn mà mối hàn vẫn đảm bảo chất lượng - Dễ cơ khí hóa, tự động hóa - Hàn được các kết cấu phức tạp, các mối hàn ở vị trí không gian khác nhau, hàn chi tiết có tiết diện nhỏ, chi tiết ít bị biến dạng - Tiết kiệm vật liệu và năng lượng - Đòi hỏi máy hàn có công suất lớn - Thiết bị hàn đắt tiền, vốn đầu tư lớn 1.1.3. Phạm vi ứng dụng Hàn điện tiếp xúc hiện nay được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như chế tạo oto, toa xe, máy bay, tên lửa, ống dẫn… 1.2. Phân loại phương pháp hàn tiếp xúc Theo dạng mối hàn: Hàn tiếp xúc điểm Hàn tiếp xúc đường Hàn tiếp xúc giáp mối Theo nguồn điện Máy hàn xoay chiều Máy hàn một chiều Máy hàn điện xung Máy hàn dòng tần số cao Máy hàn dòng tần số thấp Theo điện cực: Máy hàn hai điện cực 6
Máy hàn nhiều điện cực Máy hàn điện cực giả 1.3. Hàn tiếp xúc điểm. Hàn tiếp xúc điểm Spot welding (RSW) là một phương pháp hàn điện tiếp xúc trong đó các chi tiết được hàn với nhau theo từng điểm riêng biệt. Các chi tiết hàn được ghép chồng lên nhau dùng các điện cực ép sơ bộ, sau đó cho dòng điện chạy qua. Chỗ tiếp xúc nằm giữa hai chi tiết được nung nóng đến trạng thái chảy còn xung quanh đến trạng thái dẻo. Dưới tác dụng của lực ép P làm cho mối hàn được hình thành. Thiết bị điều khiển có nhiệm vụ tự động đóng ngắt dòng điện và lực ép. Tùy theo bố trí điện cực mà người ta chia thành hàn tiếp xúc điểm một phía hay tiếp xúc điểm hai phía. Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý hàn tiếp xúc Hình 1.2. Các giai đoạn khi hàn điểm Điện cực thường được chế tạo bằng đồng hoặc hợp kim đồng có tính dẫn điện và dẫn nhiệt cao. Sau khi nối, dòng điện chạy từ điện cực này sang điện cực kia qua tấm kim loại, qua bề mặt tiếp xúc giữa các chi tiết, nung nóng và làm 7
chảy kim loại tạo thành điểm hàn. Đường kính điểm hàn phụ thuộc chủ yếu vào đường kính điện cực và thường bằng 4 ÷ 12mm. Nó quyết định đến độ bền mối hàn, không những phụ thuộc vào đường kính chỗ tiếp xúc mà còn phụ thuộc vào chiều dày chi tiết, áp lực, cường độ dòng điện hàn và thời gian thông điện. Điểm hàn được tạo thành ngoài yếu tố nóng chảy còn có lực ép P. Đặc điểm của phương pháp này là : * ưu điểm: - Có thể hàn được các chi tiết mỏng đến rất mỏng, - Năng suất cao, - Không cần thêm kim loại phụ và khí bảo vệ, - Các thiết bị có khả năng tự động hóa cao, - Không yêu cầu cao đối với người vận hành, - Có thể hàn các kim loại khác loại, - Độ tin cậy cao - Khả năng gây biến dạng (cong vênh) thấp hơn so với các phương pháp khác * Nhược điểm: - Giá thành đầu tư cho một thiết bị hàn điểm và các đồ gá lắp đi kèm lớn, - Nhân viên sửa chữa bảo dưỡng thiết bị hàn và điều khiển yêu cầu phải có trình độ - Đối với một số vật liệu thì có yêu cầu đặc biệt về chuẩn bị bề mặt vật hàn, - Không hàn được các chi tiết có chiều dày lớn, - Kết cấu máy lớn, cồng kềnh. Khi hàn, công suất phụ thuộc vào chiều dày của vật hàn và kim loại hàn. Muốn hàn cho tốt cần có một lực ép thích đáng. Lực ép phụ thuộc vào chiều dày của vật hàn và thành phần hóa học của kim loại. Vật liệu dùng làm điện cực phải có tính dẫn điện và tính dẫn nhiệt cao, thường là đồng điện phân cán nguội, đồng đen có pha coban và catmi hợp kim có chất chủ yếu là vonfram. Hàn điểm được sử dụng rộng rãi trong các ngành chế tạo ôtô, máy bay, toa xe… chủ yếu cho các loại vật liệu tấm bằng thép cacbon, thép hợp kim thấp, thép không gỉ, các tấm thép bằng hợp kim đồng và nhôm. 1.4. Hàn tiếp xúc đường Hàn đường hay hàn lăn dùng để hàn các loại vật liệu tấm với chiều dày tổng cộng dưới 4mm. Phương pháp hàn này khác với hàn điểm ở chỗ người ta thay các điện cực thanh bằng các điện cực con lăn. Khi con lăn quay, vật hàn 8
nằm giữa hai con lăn, nhờ thế mối hàn là một đường rất kín không cho các chất lỏng và chất khí lọt qua được. Công suất khi hàn đường tùy thuộc vào kim loại, chiều dày của nó và tốc độ hàn. Lực ép không cần vượt quá 3000 - 5000N, vì lực ép lớn sẽ làm cho con lăn nhanh mòn. Vật liệu của con lăn hàn đường như điện cực thanh trong hàn điểm. Hàn đường được dùng để hàn các điểm, ống, bình chứa và chi tiết khác cần có mối ghép kín, được làm bằng thép hoặc hợp kim màu. Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý hàn đường 1.5. Chế độ hàn 1.5.2. Chế độ hàn điểm. Chế độ hàn điểm phụ thuộc vào vật liệu hàn. Khi hàn thép cácbon thấp hoặc thép hợp kim thấp, dùng chế độ hàn mềm: J = 80 - 160 A/mm2; P = 15 - 40 N/mm2; t = 0,5 - 3 giây Khi hàn thép không rỉ và các hợp kim dẫn nhiệt nhanh như hợp kim nhôm, hợp kim đồng hoặc các tấm có lớp phủ bảo vệ, dùng chế độ hàn cứng: J = 120 - 360 A/mm2; P = 40 - 100 N/mm2; t = 0,001- 0,1 giây Điện cực thường chế tạo bằng đồng hoặc hợp kim đồng có tính dẫn điện và dẫn nhiệtcao, bên trong có nước làm nguội, do đó mặt tiếp xúc giữa điện cực và chi tiết ít sinh nhiệt so với tại điểm hàn. Bảng 1. Chế độ hàn điểm khi hàn dòng điên xoay chiều AC Hàn điểm Chiều dày chi Dòng Thời gian Lực ép tiết điện hàn hàn Fe, KN Ih, KA Th, s 9
0,5 + 0,5 6–7 0,08 – 0,1 1,2 – 1,8 0,8 + 0,8 7 – 8,5 0,1 – 0,14 2,0 – 2,8 1,0 + 1,0 8,5 – 9,5 0,12 – 0,16 2,5 – 3,0 1,2 + 1,2 9,5 – 10,5 0,12 – 0,2 3,0 – 4,0 1,5 + 1,5 11 - 12 0,16 – 0,24 4,0 – 5,0 2+2 12 - 13 0,2 – 0,32 6,0 – 7,0 3,0 + 3,0 14 - 15 0,3 – 0,48 9,0 - 10 4,0 + 4,0 18 - 19 0,7 – 0,9 13 - 15 Bảng 2. Chế độ hàn điểm khi hàn dòng điên một chiều DC Chiều dầy Đường kính lực ép Dòng điện thời gian chi tiết(mm) điện cực(mm) (KN) hàn(kA) hàn 0.8 16 3.5 28 4 1.0 16 4.0 32 4 1.6 16 5.2 43 7 2.0 22 6.5 52 8 2.5 22 8.0 60 12 3.2 22 11.0 70 12 1.5.2. Chế độ hàn đường. - Bước hàn: là khoảng cách giữa 2 điểm hàn thường lấy S = (1,5 ÷ 4,5) mm. - Đường kính đĩa điện cực Đối với các máy hàn đường thường có điện cực chế tạo bằng đồng, đường kính đĩa điện cực: D = 200 ÷ 250 mm. - Lực ép: khi hàn xác định theo công thức:  .d 2 . b P 4 Trong đó: d - đường kính điện cực [mm]; σb - giới hạn bền của vật liệu hàn [N/mm2]. - Thời gian hàn Thời gian hàn là tổng thời gian dòng điện chảy qua đường hàn để hàn và thời gian phụ được tính như sau: 0, 06.S t Vh Trong đó: S - bước hàn; 10
Vh - tốc độ hàn, thường lấy bằng (0,5 ÷ 3) m/phút. - Dòng điện hàn: khi hàn đường nên chọn cao hơn hàn điểm từ (20 ÷ 80)%. Bảng 3 - Các chế độ hàn đường gián đoạn của thép cacbon thấp. Bề rộng Chu trình làm việc Áp lực Chiều dày mặt tiếp của các bộ phận ngắt Tốc Dòng giữa các kim loại xúc các Đóng Thời rian độ hàn điện hàn điện cực (mm) con lăn điện tạm nghỉ (m/ph) (A) (N) (N) (s) (s) 0,25 + 0,25 5 1.750 0,04 0,02 2 8.000 0,5 + 0,5 5 2.250 0,04 0,04 1,9 11.000 0,75 + 0,75 6 3.000 0,06 0,04 1,8 13.000 1 +1 6 4.000 0,06 0,06 1,75 15.000 1,25 + 1,25 8,5 4.500 0,08 0,06 1,7 16.500 1,5 + 1,5 8,5 5.250 0,08 0,08 1,5 17.500 2+2 10 6.500 0,12 0,10 1,4 19.00 Bảng 4: Các chế độ hàn đường liên tục của thép cacbon thấp. Chiều dày Bề rộng các Áp lực giữa Dòng điện Tốc độ hàn kim loại con lăn các con lăn hàn (m/ph) (mm) (mm) (N) (A) 0,2+0,2 4 800 1 2.500 0,5+0,5 5 1.000 1 3.000 1,0+1,0 5 1.200 1 3.500 0,2+0,2 4 800 1,5 3.000 0,5+0,5 5 1.000 1,5 3.500 1,0+1,0 5 1.200 1,5 5.000 Bảng 5 – Chế độ hàn tiếp xúc đường thép C thấp (Dòng điện xoay chiều 1pha) Chiều dày Hàn đường chi tiết Dòng hàn Thời gian Tốc độ hàn Lực ép S, mm Ih, kA hàn th, s Vh, m/ph Fe, kN 0.5+0.5 7–8 0.02 - 0.04 1 – 1.2 1.5–2 0.8+0.8 8.5-10 0.04 - 0.06 0.9 - 1 2-3 1+1 10.5-12 0.06 - 0.08 0.8 - 0.9 3-4 1.2+1.2 12-13 0.08 - 0.1 0.7 - 0.8 4-5 11
1.5+1.5 13-14.5 0.12 - 0.14 0.6 - 0.7 5-6 2+2 15.5-17 0.16 - 0.18 0.5 - 0.6 7-8 3+3 18-20 0.24 - 0.32 0.4 - 0.5 9 -10 4+4 Bảng 6. Chế độ hàn tiếp xúc đường thép không gỉ (Dòng điện xoay chiều 1pha) Chiều dày Hàn đường chi tiết Dòng hàn Thời gian Tốc độ hàn Lực ép S, mm Ih, kA hàn th, s Vh, m/ph Fe, kN 0.5+0.5 5–6 0.1-0.12 0.9 – 1 2–2.5 0.8+0.8 5-6 0.12-0.14 0.8-0.9 3-4 1+1 6-6.5 0.12-0.14 0.7-0.8 3-4 1.2+1.2 7-8 0.14-0.16 0.7-0.8 4-4.5 1.5+1.5 8-9 0.18-0.2 0.6-0.7 4.5-5.5 2+2 9-10 0.2-0.22 0.5-0.6 5.5-6.5 3+3 11-12.5 0.28-0.3 0.3-0.4 9-11 4+4 Bảng 7. Chế độ hàn tiếp xúc điểm và hàn tiếp xúc đường hợp kim nhôm (Dòng điện một chiều chỉnh lưu) Chiều dày chi Hàn đường tiết Dòng hàn Thời gian Tốc độ hàn Lực ép S, mm Ih, kA hàn th, s Vh, m/ph Fe, kN 0.5+0.5 29 0.06 200 3 0.8+0.8 32 0.1 150 4 1+1 36 0.12 150 5 1.2+1.2 38 0.14 120 6 1.5+1.5 41 0.16 120 7 2+2 48 0.18 100 10 3+3 61 0.24 70 15 4+4 Câu hỏi ôn tập Câu 1: Hãy nêu thực chất, đặc điểm, phạm vi ứng dụng của phương pháp hàn tiếp xúc? Câu 2: Hãy nêu chế độ hàn cho hàn tiếp xúc điểm, tiếp xúc đường? 12
BÀI 2 - VẬN HÀNH SỬ DỤNG MÁY HÀN TIẾP XÚC ĐIỂM, ĐƯỜNG Mã bài: 25.02 Giới thiệu Hàn tiếp xúc là phương pháp hàn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của các ngành công nghiệp. Để rèn luyện kỹ năng trước hết cần sử dụng thành thạo các thiết bị hàn điện tiếp xúc. Mục tiêu - Trình bày đúng cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn tiếp xúc điểm. - Lắp điện cực, ống dẫn nước làm mát, ống dẫn khí tạo lực ép vào máy đảm bảo chắc chắn. - Làm sạch đầu điện cực hết các vết bẩn, ôxy hóa, mài sửa đầu điện cực đúng góc độ. - Chọn thời gian hàn, thời gian ép, lực ép, cường độ dòng điện hàn, chế độ hàn liên tục không liên tục hợp lý. - Vận hành thiết bị hàn tiếp xúc điểm thành thạo đúng quy trình, quy phạm kỹ thuật. - Xử lý an toàn một số sai hỏng thông thường khi vận hành, sử dụng máy hàn tiếp xúc điểm. - Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng. - Tuân thủ quy định, quy phạm trong vận hành máy hàn tiếp xúc. - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác trong công việc. Nội dung chính 2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn tiếp xúc điểm Thiết bị hàn điện tiếp xúc bao gồm máy hàn, thiết bị điều khiển, dụng cụ cơ khí hoá và tự động hoá quá trình hàn Máy hàn gồm hai phần: Phần cơ và phần điện. Phần cơ bao gồm các phần tử đảm bảo độ bền độ cứng vững cho máy (như thân máy, bệ máy, cơ cấu tạo lực ép…), tạo lực ép và dẫn động điện cực. Phần điện bao gồm nguồn hàn (biến áp hàn, ác quy, tụ điện,…) và mạch thứ cấp để dẫn dòng điện từ nguồn hàn tới điện cực. Thiết bị điều khiển sẽ điều khiển thứ tự và khoảng thời gian tiến hành từng nguyên công, điều khiển các thông số cơ và điện của chế độ hàn, điều khiển sự dẫn động các dụng cơ khí hoá và tự động hoá, thu thập và sử lý thông tin về trạng thái của máy. 13
Hình 2.1. Máy hàn điểm Hàn điểm được thực hiện trên những máy hàn điểm chuyên dùng, chúng có thể là máy hàn một điểm (hàn điểm hai phía), hoặc máy hàn nhiều điểm (hàn điểm một phía) máy hàn cố định hay lưu động có truyền dẫn bằng công tắc đạp chân, hay cơ khí hóa, tự động hoặc bán tự động. + Hàn hai phía được áp dụng rộng rãi để hàn thép tấm, thành phẩm kim loại đen và kim loại màu chiều dày có thể hơn 2 mm, có thể hàn hai hoặc nhiều tấm lại với nhau. + Hàn một phía là hai điện cực nằm về một phía của chi tiết hàn, vì thế mỗi lần ép ta hàn được hai điểm. Phương pháp này dùng để hàn các tấm rộng nhưng mỏng (có chiều dày nhỏ hơn 2 mm) chỉ hàn được hai tấm. Khi hàn công suất phụ thuộc vào chiều dày và vào hình thức của vật hàn và loại kim loại. Muốn hàn cho tốt cần có một lực ép thích đáng. Lực ép phụ thuộc vào chiều dày của vật hàn, thành phần hóa học của kim loại. Vật liệu dùng làm điện cực phải có tính dẫn điện và tính dẫn điện cao, giữ được ở nhiệt độ cao, thường là đồng, đồng điện phân cán nguội, đồng đen có pha Cô - ban và Catmi hợp kim có chất chủ yếu là Vonfram. Hàn điểm được xây dựng rộng rãi trong các ngành chế tạo ô tô, máy bay, toa xe,... Chủ yếu cho các loại vật liệu tấm bằng thép ít các bon, thép hợp kim thấp, thép không gỉ, các tấm bằng hợp kim đồng và nhôm. 14
2.2. Lắp ráp thiết bị hàn tiếp xúc điểm - Kết nối nguồn điện cho máy hàn, đóng điện và kiểm tra điện áp nguồn vào máy - Nối nguồn khí nén vào máy điều chỉnh khí xem có đủ khí không - Nối đường nước làm mát điện cực hàn kiểm tra máy bơm xem máy có hoạt động không - Lắp điện cực vào máy hàn kiểm tra điện cực xem điện cực bị khuyết tật không 2.3. Chọn chế độ hàn tiếp xúc điểm Chế độ hàn điểm phụ thuộc vào vật liệu hàn. Khi hàn thép cácbon thấp hoặc thép hợp kim thấp, dùng chế độ hàn mềm: J = 80 - 160 A/mm2; P = 15 - 40 N/mm2; t = 0,5 - 3 giây Khi hàn thép không rỉ và các hợp kim dẫn nhiệt nhanh như hợp kim nhôm, hợp kim đồng hoặc các tấm có lớp phủ bảo vệ, dùng chế độ hàn cứng: J = 120 - 360 A/mm2; P = 40 - 100 N/mm2; t = 0,001- 0,1 giây Điện cực thường chế tạo bằng đồng hoặc hợp kim đồng có tính dẫn điện và dẫn nhiệtcao, bên trong có nước làm nguội, do đó mặt tiếp xúc giữa điện cực và chi tiết ít sinh nhiệt so với tại điểm hàn. Chế độ hàn điểm khi hàn dòng điên xoay chiều AC Hàn điểm Chiều dày chi Dòng Thời gian Lực ép tiết điện hàn hàn Fe, KN Ih, KA Th, s 0,5 + 0,5 6–7 0,08 – 0,1 1,2 – 1,8 0,8 + 0,8 7 – 8,5 0,1 – 0,14 2,0 – 2,8 1,0 + 1,0 8,5 – 9,5 0,12 – 0,16 2,5 – 3,0 1,2 + 1,2 9,5 – 10,5 0,12 – 0,2 3,0 – 4,0 1,5 + 1,5 11 - 12 0,16 – 0,24 4,0 – 5,0 2+2 12 - 13 0,2 – 0,32 6,0 – 7,0 3,0 + 3,0 14 - 15 0,3 – 0,48 9,0 - 10 4,0 + 4,0 18 - 19 0,7 – 0,9 13 - 15 Chế độ hàn điểm khi hàn dòng điên một chiều DC Chiều dầy Đường kính lực ép Dòng điện thời gian chi tiết(mm) điện cực(mm) (KN) hàn(kA) hàn 0.8 16 3.5 28 4 15
1.0 16 4.0 32 4 1.6 16 5.2 43 7 2.0 22 6.5 52 8 2.5 22 8.0 60 12 3.2 22 11.0 70 12 2.4. Kiểm tra làm sạch mài sửa đầu điện cực Hình dạng và kích thước của điện cực có ảnh hưởng quyết định đến kích thước của điểm hàn, và dựa vào đó có thể chọn các thông số còn lại của chế độ hàn. Khi hàn tiếp xúc tùy thuộc vào hình dáng bên ngoài của chi tiết mà có thể chọn điện cực có hình dạng khác nhau (phẳng hoặc trụ, cầu...) Các kích thước của điện cực không phụ thuộc vào kim loại chi tiết mà phụ thuộc vào chiều dầy vật liệu và được dưa ra trong bảng sau : Bảng 8. Các kích thước của điện cực hàn tiếp xúc điểm và đường Hình dáng điện cực Con lăn Chiều dày chi tiểt (mm) D, mm d, mm R, mm Bl, mm bl, mm Rl, mm 0,5 + 0,5 12 4 25 – 50 8 4 25 – 50 0,8 + 0,8 12 5 50 – 75 10 5 50 – 75 1,0 + 1,0 12 5 75 - 100 10 5 75 – 100 2,0 + 2,0 20 8 100 – 150 12 6 75 – 100 3,0 + 3,0 25 10 150 – 200 12 7 100 – 150 4,0 + 4,0 25 12 200 - 250 15 8 100 – 150 Ghi chú: Khi hàn hợp kim nhôm Dđ tăng 25%, Rđ chọn theo giá trị trên - Yêu cầu phải cứng, bền nhiệt, chịu nhiệt và chống ăn mòn, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. - Vật liệu điện cực được chế tạo từ hợp kim đồng: Cu+Sn, Cu+Cr+Cd+Sn. - Khi làm việc yêu cầu phải làm mát để đảm bảo đọ bền cần thiết cho điện cực khi làm việc ở nhiệt độ cao và áp lực cao. 2.5. Vận hành, sử dụng máy hàn tiếp xúc điểm 2.5.1. Các nút chức năng trên máy YSI – 16D TT Tên gọi Chức năng 16
1 CARBON Hàn co ngót các bon, dùng để phục hồi các vết lõm trên bề mặt chi tiết trong sửa chữa 2 PULSE Hàn chế độ Xung 3 SHRINK Hàn co tôn 4 WASHER Hàn vòng đệm 5 SINGLE Hàn một phía 6 DOUBLE Hàn hai phía 7 CURRENT Điều chỉnh dòng điện VOLUME 8 TIMER Điều chỉnh thời gian VOLUME 2.5.2. Lắp ráp thiết bị a. Đấu nối dây cáp điện Dây cáp điện bao gồm 3 dây: - Nối các dây màu nâu, đen và xanh với dòng điện 3 pha. Thứ tự của các dây không quan trọng miễn là các dây đó được nối với dòng điện 3 pha. Dây mầu xanh lục là dây trung tính. Dây này phải được nối với đầu tiếp đất. Các nguồn điện có thể sử dụng : + 32 AMP/ 3pha đối với điện áp 380 – 450V + 60 AMP/ 3 pha đối với điện áp 230 – 240V - Nếu dùng cáp nối nhỏ hơn kích thước quy định thì có thể bị sụt áp làm giảm chất lượng hàn. - Đồng hồ điện ở phía trên bên trái hiển thị dòng điện cấp cho máy. b. Nối tay hàn: Khi tiến hành hàn bấm hai bên, phải nối súng hàn với dây hàn và cần hàn chi tiết như trong hình vẽ (hình vẽ) 17
Hình 2.2. Tay hàn Xiết chặt ốc vít 6 cạnh trên dây hàn bằng cờ lê. Thứ tự nối dây hàn vào súng hàn không ảnh hưởng đến hoạt động của súng hàn. Súng hàn có thể hoạt động theo 2 cách. - Điều khiển bằng khí nén: Nếu súng hàn được nối với máy nén khí thì nó sẽ hoạt động khi áp suất tối đa. Khi có áp suất tác động lên súng hàn, bộ chuyển mạch sẽ khởi động máy hàn và súng hàn bắt đầu hoạt động. - Điều khiển bằng tay bấm: Súng hàn có thể hoạt động nhờ vào công tắc bấm. Nối đầu ống hàn một bên vào ổ cắm, kẹp vật hàn vào súng hàn và ấn công tắc để bắt đầu hàn. c. Lắp đặt điện cực. Khi lắp đặt điện cực phải điều chỉnh sao cho chúng song song với nhau như hình vẽ: Đúng Sai - Đặt các điện cực hàn dài và ngắn theo đường thẳng và xiết chặt. - Đầu của điện cực hàn phải được giữ sạch sẽ và không bị biến dạng. Nếu đầu điện cực hàn bẩn hoặc mòn thì sẽ làm giảm khả năng hàn và làm xấu mối hàn. 2.5.3. Điều chỉnh chế độ hàn Tương ứng với mỗi chức năng trên ta có thể điều chỉnh dòng điện và thời gian hàn thông qua hai nút TIMER và CURRENT. Phạm vi điều chỉnh mỗi chế độ tương ứng với các chức năng được hiển thị trên giới hạn của các cung chia 18
như hình vẽ. Ví dụ ta chọn chế độ hàn khi hàn vòng đệm thì đặt phím chức năng vào vị trí WASHER và chọn thời gian hàn trong khoảng từ 0,05 – 0,2 s; Cường độ dòng điện trong khoảng từ 30 – 45A Hình 2.3 Điều chỉnh thời gian hàn Hình 2.4. Điều chỉnh dòng hàn 2.6. Các sự cố thường gặp khi hàn tiếp xúc điểm 2.6.1- Ăn mòn kim loại - Nguyên nhân gây ra sai hỏng: Trong thực tế chế tạo dù gia công thì bề mặt tiếp xúc điểm vẫn còn những lỗ li ti. Khi vận hành hơi nước và các chất có hoạt tính hóa học cao thấm vào và đọng lại trong những lỗ nhỏ đó gây ra các phản ứng hóa học tạo thành lớp màng mỏng rất giòn, khi quá trình hàn diễn ra lớp màng này dễ bị bong ra. Do đó bề mặt tiếp xúc bị mòn đi - Biện pháp khắc phục: Đối với những điện cực tiếp xúc cố định ta nên bôi một lớp mỡ chống gỉ hoăc quét sơn chống ẩm. 2.6.2- Oxy hóa - Nguyên nhân gây ra sai hỏng: Môi trường xung quanh làm bề mặt tiếp xúc bị oxi hóa tạo thành lớp màng oxit trên bề mặt cực điện tiếp xúc, điện trở của lớp màng oxit rất lớn làm tăng điện trở tiếp xúc gây nên nóng tại tiếp điểm. Mức độ gia tăng điện trở tiếp xúc do bề mặt tiếp xúc còn tùy thuộc vào nhiệt độ ở nhiệt độ càng cao thì oxit hóa càng mạnh. - Biện pháp khắc phục: + Sử dụng vật liệu làm điện cực không bị oxy hóa hoăc oxy hóa thấp. + Mạ điện các điện cực tiếp điểm: Với điện cưc bằng đồng ta mạ bằng thiếc, mạ bạc, mạ kẽm còn điện cực thép mạ niken, kẽm.... 2.6.3- Điện thế hóa học của tiếp điểm - Nguyên nhân gây ra sai hỏng: Mỗi tiếp điểm có một điện thế nhất định. Khi kim loại có điện thế hóa học khác nhau khi tiếp xúc, giữa chúng có một hiệu điện thế. Khi tiếp xúc có nước xâm nhập sẽ có dòng điện chạy qua và kim loại có hóa học âm sẽ bị ăn mòn trước làm hỏng điện cực 19