Giáo trình Hàn tự động dưới lớp thuốc (Nghề: Hàn - Trung cấp) - Trường CĐ Nghề Kỹ thuật Công nghệ

Chia sẻ: Ca Phe Sua | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:50

Thêm vào BST

Báo xấu

44
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Hàn tự động dưới lớp thuốc là mô đun có vai trò quan trọng, người học được trang bị những kiến thức, kỹ năng hàn kim loại bằng phương pháp Hàn tự động dưới lớp thuốc để phục vụ sán xuất chế tạo các kết cấu quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: đóng tàu, xây dựng, cầu đường, sản xuất các chi tiết máy.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hàn tự động dưới lớp thuốc (Nghề: Hàn - Trung cấp) - Trường CĐ Nghề Kỹ thuật Công nghệ

BỘ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ ---------o0o--------- GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo quyết định số: 248a/QĐ – CĐNKTCN, ngày 17/9/2019 của Trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ) Hà Nội, năm 2019
1 BỘ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ ---------o0o--------- GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo quyết định số: 248a/QĐ – CĐNKTCN, ngày 17/9/2019 của Trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ) Hà Nội, năm 2019
2 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. LỜI GIỚI THIỆU Trong những năm gần đây, với nhu cầu công nghiệp hoá hiện đại hoá dạy nghề đã có những bước tiến nhằm thay đổi chất lượng dạy và học, để 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 mô đun. Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật theo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay. Mô đun 22: Hàn tự động dưới lớp thuốc 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 đã có 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 Nội, ngày 03 tháng 03 năm 2019 BAN CHỦ NHIỆM XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH NGHỀ: HÀN TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ
3 MỤC LỤC Đề mục Trang Lời giới thiệu 1 Mục lục 2 Nội dung mô đun 4 Bài 01: Những kiến thức cơ bản khi hàn tự động dưới lớp thuốc 5 (SAW) Bài 02: Vận hành thiết bị hàn tự động dưới lớp thuốc bảo vệ 21 Bài 03: Hàn giáp mối vị trí 1G 24 Bài 04: Hàn mối hàn góc vị trí 2F 39 Danh mục các chữ viết tắt, ký hiệu và ý nghĩa 47 Tài liệu tham khảo 48
4 MÔ ĐUN: HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC Mã mô đun: MĐHA 22 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun - Vị trí: Là môn đun được bố trí cho người học sau khi đã học xong các môn học chung theo quy định của Bộ LĐTB-XH và học xong các môn học chuyên môn nghề từ MHHA 07 đến MĐHA 21. - Tính chất của mô đun: Là mô đun chuyên môn nghề, nhằm luyện tập kỹ năng nghề về phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc. - Ý nghĩa, vai trò mô đun: Là mô đun có vai trò quan trọng, người học được trang bị những kiến thức, kỹ năng hàn kim loại bằng phương pháp Hàn tự động dưới lớp thuốc để phục vụ sán xuất chế tạo các kết cấu quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: đóng tàu, xây dựng, cầu đường, sản xuất các chi tiết máy... Mục tiêu của mô đun Sau khi học xong mô đun này người học có khả năng: - Kiến thức: + Trình bày đúng cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn tự động dưới lớp thuốc bảo vệ. + Nhận biết đầy đủ các thuốc hàn, que hàn dùng trong hàn tự động dưới lớp thuốc bảo vệ. + Chuẩn bị phôi hàn sạch, đúng kích thước. + Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất của vật liệu. - Kỹ năng: + Gá phôi hàn chắc chắn, đúng kích thước. + Vận hành, sử dụng máy hàn tự động dưới lớp thuốc bảo vệ thành thạo. + Hàn các mối hàn giáp mối, mối hàn góc, đảm bảo độ sâu ngấu, không rỗ khí ngậm xỉ, ít biến dạng. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn. + Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phân xưởng. + Tuân thủ quy định, quy phạm trong quy trình hàn tự động dưới lớp thuốc + Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác, trung thực của sinh viên.
5 III. Nội dung của mô đun Thời gian (giờ) Số Thực hành, thí Thi Tên các bài trong mô đun Tổng Lý TT nghiệm, thảo /Kiểm số thuyết luận, bài tập tra Bài 1: Những kiến thức cơ bản khi 1 10 10 hàn tự động dưới lớp thuốc (SAW) Bài 2: Vận hành thiết bị hàn tự động 2 08 04 04 dưới lớp thuốc bảo vệ 3 Bài 3: Hàn giáp mối vị trí 1G 18 03 14 01 4 Bài 4: Hàn mối hàn góc vị trí 2F 21 03 17 01 5 Thi kết thúc Mô đun 03 03 6 Cộng 60 20 35 05
6 BÀI 01: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC (SAW) Giới thiệu - Những kiến thức cơ bản khi hàn tự động dưới lớp thuốc (SAW) nhằm trang bị cho người học nắm được cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của máy hàn tự động dưới lớp thuốc. - Hàn tự động dưới lớp thuốc là phương pháp hàn tự động mà hồ quang hàn, kim loại nóng chảy được bảo vệ dưới một lớp thuốc. Mục tiêu Sau khi học xong bài này người học có khả năng: - Trình bày đúng cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn tự động dưới lớp thuốc bảo vệ. - Nhận biết đúng các núm chức năng điều khiển máy như: điều chỉnh dòng hàn, điện áp hàn, tốc độ đẩy dây hàn. - Trình bày được thực chất, đặc điểm và công dụng của hàn SAW - Trình bày đầy đủ các loại thuốc hàn SAW, các loại dây hàn SAW - Liệt kê các loại dụng cụ thiết bị dùng trong công nghệ hàn SAW - Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn SAW - Trình bày đầy đủ mọi ảnh hưởng của quá trình hàn SAW tới sức khoẻ công nhân hàn. - Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng Tuân thủ quy định, quy phạm của nguyên lý hàn SAW. 1. Thực chất, đặc điểm và công dụng của hàn SAW 1.1. Thực chất Hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc SAW (Submergede Are Welding) còn gọi là hồ quang chìm là quá trình hàn nóng chảy mà hồ quang cháy giữa dây hàn và vật hàn dưới lớp thuốc bảo vệ. Dưới tác dụng nhiệt của hồ quang, mép hàn, dây hàn và một phần thuốc hàn sát hồ quang nóng chảy tạo thành vũng hàn, dây hàn được đẩy vào vũng hàn bằng một cơ cấu đặc biệt với tốc độ phù hợp với tốc độ chảy của nó. Theo độ chuyển dịch của nguồn nhiệt (hồ quang), kim loại bể hàn sẽ nguội và kết tinh tạo thành mối hàn. Trên mặt vũng hàn và phần mối hàn đã đông đặc hình thành lớp xỉ có tác có tác dụng tham gia vào quá trình luyện kim khi hàn, bảo vệ kim loại mối hàn khỏi bị tác dụng ô xy hoá mối hàn, giữ nhiệt cho mối hàn và sẽ tách khỏi bề mặt mối hàn sau khi hàn. Phần thuốc hàn chưa bị nóng chảy có thể được sử dụng lại.
7 Daâyhaøn Côcaáuñöa daây Beùp Naïptrôïdung Boättrôïdung Xæ Vuønghoà quang Raén Loûng Kimloaïi neàn Kimloaïi moái Kimloaïi loûng haøn Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý hàn dưới lớp thuốc SAW (Submerged Arc Welding) Thuốc hàn có tác dụng bảo vệ mối hàn, ổn định hồ quang, hợp kim hoá kim loại mối hàn và bảo đảm mối hàn có hình dạng tốt; Hàn hồ quang dưới lớp thuốc có thể được tự động cả hai khâu cấp dây vào vùng hồ quang và chuyển động hồ quang theo dọc trục mối hàn. Trong trường hợp này được gọi là “Hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc bảo vệ”. Nếu chỉ tự động hoá khâu cấp dây hàn vào vùng hồ quang, còn khâu chuyển động hồ quang dọc theo trục mối hàn được thực hiện bằng tay được gọi là “Hàn hồ quang bán tự động dưới lớp thuốc bảo vệ”; Hàn tự động và bán tự động dưới thuốc có thể ứng dụng dòng điện xoay chiều hoặc một chiều. Hàn với cực dương (ngược cực) cho độ ngấu lớn nhất, độ ngấu thấp nhất khi hàn với cực âm (thuận cực) và trung bình khi hàn với dòng xoay chiều. Với tốc độ chảy của dây hàn lớn nhất khi hàn dòng một chiều thuận cực và nhỏ nhất khi hàn ngược cực. Chiều rộng của mối hàn khi hàn dòng một chiều thuận cực thay đổi ít hơn khi hàn ngược cực;
8 Khi hàn tự động dưới thuốc dùng dây hàn từ 1,8 ÷ 6, cường độ dòng điện từ 150A ÷ 1500A, điện thế từ 26V ÷ 46V. Khi hàn bán tự động dưới thuốc dùng dây hàn từ 0,8 ÷ 2, cường độ dòng điện từ 100A ÷ 500A, điện thế từ 22V ÷ 38V. 1.2. Đặc điểm Nhiệt lượng hồ quang rất tập trung và nhiệt độ rất cao cho phép hàn với tốc độ lớn. Vì vậy phương pháp hàn này có thể hàn những chi tiết có chiều dày lớn mà không cần phải vát mép; Chất lượng liên kết hàn cao do bảo vệ tốt kim loại mối hàn khỏi tác dụng của Ôxy và Ni tơ trong không khí xung quanh. Kim loại đồng nhất về thành phần hoá học. Lớp thuốc và xỉ hàn làm liên kết nguội chậm nên ít bị biến dạng. Mối hàn có hình dạng tốt, đều đặn, ít bị các khuyết tật như không ngấu, rỗ khí, nứt và bắn toé kim loại lỏng giảm được công làm sạch bề mặt vật hàn sau khi hàn; Giảm tiêu hao vật liệu hàn (dây hàn); Hồ quang được bao bọc kín bởi thuốc hàn nên không làm hại mắt và da của người thợ hàn. Điều kiện lao động tốt hơn, lượng khói (khí độc) sinh ra trong quá trình hàn là rất ít so với hàn hồ quang tay; Giảm thời gian đào tạo thợ hàn; Dễ cơ khí hoá và tự động hoá trong quá trình hàn. 1.3. Công dụng Hàn hồ quang tự động và bán tự động dưới lớp thuốc bảo vệ được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực cơ khí chế tạo, cũng như trong sản xuất; Hàn các kết cấu thép dạng tấm vỏ kích thước lớn, các dầm thép có khẩu độ và chiều cao, các ống thép có đường kính lớn, các bồn bể, các bình chịu áp lực và trong công nghiệp đóng tàu v.v… Do vậy để hàn các kết cấu quan trọng từ thép hợp kim thấp và trung bình cần sử dụng dòng một chiều cực dương. Hàn với cực âm ít được ứng dụng, trừ những trường hợp đặc biệt (như hàn trên đệm đồng hoặc đệm đồng - thuốc); Tuy nhiên phương pháp này chủ yếu được ứng dụng để hàn các mối hàn ở vị trí hàn bằng, các mối hàn có chiều dài lớn và quỹ đạo không phức tạp; Phương pháp hàn hồ quang tự động và bán tự động dưới lớp thuốc có thể hàn được các chi tiết có chiều dày từ vài milimet đến hàng trăm milimet. 2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy hàn SAW Các bộ phận chính của thiết bị hàn - SAW (Submerged Arc Welding) của máy hàn đa năng DC 400.
9 Máy hàn hàn tự động dưới lớp thuốc bảo vệ thường được chế tạo chuyên dùng ít tính năng nhưng ngày nay với sự phát trển của khoa học do yêu cầu sản xuất, máy hàn tự động dưới lớp thuốc còn được chế tạo đặc biệt. Sau đây giới thiệu máy hàn SAW (Submerged Arc Welding) DC 400 là máy hàn đa năng có thể sử dụng các phương pháp hàn điều chỉnh chế độ hàn cho: - Hàn tự động dưới lớp thuốc (SAW) - Hàn hồ quang tay (SMAW). - Hàn dây lõi thuốc (FCAW) - Hàn trong môi trường khí trơ bảo vệ điện cực không chảy (TIG) H.b H. a H.c Hình 1.2. Thiết bị máy hàn DC 400 - H. a - Máy hàn SAW – DC 400 - H . b - Đầu hàn LT 7 - SAW – DC 400 - H. c - Đầu hàn LN 25 – điện cưc chảy với dây lõi thuốc . Hình 1.3. Mối hàn tự động dưới lớp thuốc (Submerged Arc Welding) Trong thiết bị hàn tự động tốc độ nạp dây và chiều dài hồ quang, hành trình hồ quang, được điều khiển tự động.
10 - Chi tiết cố định đầu hàn di chuyển dọc theo mối ghép. - Đầu hàn cố định chi tiết hàn dịch chuyển qua điểm hồ quang. Trong thiết bị bán tự động tốc độ nạp dây và chiều dài hồ quang được điều khiển tự động. điện cực được nạp qua ống mền đến mỏ hàn, sự điều chỉnh mỏ hàn theo hướng hàn do thợ hàn điều khiển bằng tay. Nguồn điện BIỂU TƯỢNG – CHẾ ĐỘ BIỂU TƯỢNG – CHẾ ĐỘ TAY GẠT - CHẾ ĐỘ HÀN: GTAW/ FCAW HÀN: SAW HÀN SÂU NGẤU TAY GẠT CHUYỂN ĐỔI ĐỒNG HỒ: V/A PHƯƠNG PHÁP HÀN NÚM ĐIỀU CHỈNH BIỂU TƯỢNG – CHẾ ĐỘ ĐIỆN ÁP/ DÒNG HÀN HÀN: SMAW/TIG CÁP ĐIỀU KHIỂN NÚM ĐIỀU CHỈNH CHẾ ĐỘ CONTRON - LT7 HÀN: SMAW/TIG Hình 1.4. Nguồn điện hàn Bộ chỉnh lưu điện áp DC không đổi, 600A dùng cho hàn bán tự động, cũng có thể được dùng cho hàn tự động. Nếu cần dùng dòng điện cao hơn 600A có thể mắc song song 2 bộ chỉnh lưu nêu trên, nhưng thường sử dụng bộ chỉnh lưu DC 1200A, với chu kỳ tải 60% khi hàn dòng 1200A và 1000A ở chu kỳ tải 100%, tương tự bộ DC 600A có điện áp hồ quang không đổi dòng điện được xác định bằng tốc độ nạp dây, dòng điện ngắn mạch cao cho phép mồi hồ quang dễ dàng. Xe hàn (Hình 1.5) Hình 1.5. Xe hàn
11 Xe có 3 hoặc 4 bánh với động cơ dc và hộp giảm tốc, truyền động các bánh sau bằng ly hợp. Tốc độ xe hàn được điều khiển tự động, chiều hành trình được điều khiển bằng công tắc đảo chiều. Bộ đầu hàn (Hình 1.6) Bộ phận này gồm thiết bị làm thẳng dây và nạp dây, được thiết kế để làm thẳng dây khi được tháo ra từ cuộn dây đưa vầo đầu hàn qua ống dẫn. Dây hàn được cung cấp thông qua động cơ DC với bộ truyền động con lăn, hộp giảm tốc, con lăn nạp dây. Tốc độ của con lăn nạp dây được điều khiển bằng trên bộ điều khiển (0.1 – 7.5m/min). Phần dưới của đầu hàn (ống dẫn hướng dây, ngàm kẹp giữ, ngàm kẹp tiếp điểm) có thể xoay 900. Chất trợ dung được đưa vào phễu chứa qua ống mềm đến bộ phận phân phối. Bộ điều khiển Thanh dẫn hướng H- a H-b - Hình – a. đầu hàn LT 7 - SAW – DC 400 - Hình – b. đầu hàn LN 25 – điện cưc chảy với dây lõi thuốc. Hình 1.6. Bộ đầu hàn Thanh dẫn hướng (Hình 1.6) Xe trượt chuyển động trên thanh này để hàn các đường thẳng. Bộ điều khiển. (Hình 1.7) Bao gồm các bộ phận. đồng hồ kỹ thuật để đo tốc độ xe hàn (m/min), vôlt, ampe kế, chiết áp kế để điều chỉnh tốc độ nạp dây và tốc độ xe, bộ điều chỉnh dây lên xuống, các công tắc điều khiển chế độ hàn.
12 TAY GẠT ĐỒNG HỒ NÚM ĐIỀU CHỈNH V/DC CHẠY TỰ (A/DC); V/DC ĐỘNG/ TAY ON/ OFF DÂY ĐI LÊN TAY GẠT CHẠY (OF ) DÂY ĐI XUỐNG NÚM ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ RA DÂY INCHES/MIN PHỄU THUỐC HÀN NÚM ĐIỀU KIM CHỈNH ĐỒNG DẪN HƯỚNG HỒ A / DC BÁNH XE NÚM START (KHỞI ĐỘNG) STOP RULÔ DÂY HÀN Hình 1.7. Bộ điều khiển Đèn chiếu và kim dẫn hướng (Hình 1.8) Trong hàn SAW, thợ hàn không thể quan sát một cách chính xác vị trí hồ quang dọc theo đường hàn, kim dẫn hướng được dùng để kiểm tra vị trí đầu hàn tương ứng với đường hàn, tuy nhiên kim dẫn hướng không hoàn toàn chính xác do đó có thể dùng đèn chiếu để quan sát dọc theo đường hàn. Bộ phụ tùng này được lắp vào ổ cắm đặc biệt trên hộp biến áp. Hình 1.8. Đèn chiếu và kim dẫn hướng
13 Bộ thu hồi chất trợ dung (Hình 1.9) Trong SAW chỉ một phần nhỏ chất trợ dung cung cấp cho đầu hàn bị nóng chảy do nhiệt hồ quang, phàn còn lại cũng có thể giữ nguyên trạng thái, phần chất trợ dung dư được lấy ra bằng tay hoặc bằng thiết bị đặc biệt để tái sử dụng. chất trợ dung có lẫn xỉ được hút bằng chân không vào thiét bị tách sơ cấp, xỉ được tách ra khỏi chất trợ dung bằng sàng sau đó chất trợ dung được đưa vào bộ lọc kiểu vải để lọc lại chất trợ dung. Hình 1.9. Chất trợ dung đóng gói và bộ thu hồi chất trợ dung 3. Vật liệu hàn SAW 3.1. Thuốc hàn Có tác dụng bảo vệ vũng hàn, ổn định hồ quang, khử Ôxy, hợp kim hoá kim loại mối hàn và đảm bảo liên kết hàn có hình dạng tốt, xỉ dễ bong. F X X X (1) (2) (3) (4) (1) - F (FLUX): thuốc hàn. (2) - Độ bền kéo tối thiểu. (3) - Chỉ ra điều kiện nhiệt luyện. A - AsWelding: Như sau khi hàn. P - PWHT (Post Weld Heat Treatment): yêu cầu nhiệt luyện sau khi hàn. (4): Số chỉ thị minium khi thử impact test (thử va đập). Z : …………………………………………… Không yêu cầu. 0 : …………………………………………… 00F (- 180c) 2 : …………………………………………… - 200F (- 290c) 4 : …………………………………………… - 400F (- 180c) 5 : …………………………………………… - 500F (- 180c) 6 : …………………………………………… - 600F (- 180c)
14 8 : …………………………………………… - 800F (- 180c) Hình 1.10. Thuốc hàn đóng gói Khi hàn thép các bon thấp, thuốc hàn được sử dụng là loại thuốc hàn nung chảyAH-348A có đặc tính axít (chứa 41÷44% SiO2, 34÷38%MnO, 6,5%CaO, 5÷7,5%MgO, 4,5%Al2O3, 4÷5,5%CaF2, 2%Fe2O3, 0,15%S, 0,12%P), kết hợp với dây hàn CB-08 có hàm lượng các bon thấp. Theo tiêu chuẩn AWS A5.17-1980 thuốc hàn được ký hiệu kết hợp với dây hàn tương ứng sao cho đạt được cơ tính cần thiết của kim loại mối hàn. Thuốc hàn được ký hiệu kết hợp với dây hàn như sau: FXXX – EXXX, trong đó chữ X đầu tiênlà chữ số cho biết độ bền kéo tối thiểu của kim loại mối hàn ki dùng với loại thuốc hàn tương ứng, bảng 3-1, chữ X thứ 2 cho biết điều kiện nhiệt luyện khi thử mẫu, chữ X thứ 3 có thể là chữ Z hoặc số cho biết nhiệt độ thấp nhất ứng với giá trị thử độ dai va đập tối thiểu. Bảng 1.1. Yêu cầu về cơ tính kim loại mối hàn – AWS A5.17-1980 Độ bền kéo, Giới hạn chảy tối Độ dãn dài tương Thuốc hàn-dây hàn (Mpa) thiểu, (Mpa) đối, (%) F6XX-EXXX 415÷550 330 22 F7XX-EXXX 480÷650 400 22 3.2. Dây hàn AWS Trong hàn hồ quang tự động và bán tự động dưới lớp thuốc bảo vệ, dây hàn là phần kim loại bổ sung vào mối hàn, đồng thời đóng vai trò điện cực dẫn điện, gây hồ quang và duy trì sự cháy của hồ quang. Dây hàn thường có hàm lượng Các bon không quá 0,12. Nếu hàm lượng Các bon cao dễ làm giảm tính dẻo và tăng khả năng xuất hiện nứt trong mối hàn.
15 Đường kính dây hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc bảo vệ từ 1,6 ÷ 6 (mm), còn đối với hàn hồ quang bán tự động dưới lớp thuốc bảo vệ từ 0,8 ÷ 2 (mm). Dây hàn được quấn thành các cuộn có khối lượng từ 5 ÷ 80 kg E X XX K (1) (2) (3) (4) (1):– E (Electrode): Điện cực hàn (2): - Chữ cái chỉ hàm lượng Mangan L : ………………………… Low Mn (Mangan thấp) M : …………………………Medium Mn (Mangan trung bình) H : ………………………… High Mn ((Mangan cao) (3) : - Số chỉ hàm lượng Carbon (phần vạn) (4) : - K (killed): nếu có, chỉ thị rằng thép dây hàn được khử silicon Khi hàn tự động dưới lớp thuốc thường sử dụng dây hàn có đường kính 3÷5mm, trong khi hàn bán tự động sử dụng dây hàn có đường kính từ 1,2 ÷ 2 mm. Với các kết cấu quan trọng có thể sử dụng dây hàn CB-08ΓA hoặc dây hàn CB-10ΓA kết hợp với thuốc hàn nung chảy OCЦ-45 (chứa 38÷44%SiO2, 38÷44%MnO, 6,5% CaO, 2,5%MgO, 5,0% Al2O3, 6÷9%CaF2, 2%Fe2O3, 0,15%S, 0,15%P) Khi hàn thép các bon thấp thường sử dụng dây hàn chứa ít tạp chất và chứa lượng nguyên tố khử ôxy cao hơn như dây CB-10ΓA, CB-10Γ2A. Hình 1.11. Dây hàn Bảng 1.2. Quy định loại dây hàn theo tiêu chuẩn AWS A5.17-1980 Ký hiệu %C %Mn %Si %S %P %Cu Dây hàn có hàm lượng mangan thấp EL8 0,1 0,25÷0,6 0,07 0,035 0,035 0,035 EL8K 0,1 0,25÷0,6 0,05÷0,15 0,035 0,035 0,035 EL12 0,05÷0,15 0,25÷0,6 0,07 0,035 0,035 0,035 Dây hàn có hàm lượng mangan trung bình
16 EM12 0,05÷0,15 0,8÷1,25 0,1 0,035 0,035 0,035 EM12K 0,05÷0,15 0,8÷1,25 0,1÷0,35 0,035 0,035 0,035 EM13K 0,05÷0,15 0,9÷1,4 0,35÷0,75 0,035 0,035 0,035 EM15K 0,05÷0,15 0,8÷1,25 0,1÷0,35 0,035 0,035 0,035 Dây hàn có hàm lượng mangan cao EH14 0,05÷0,15 0,05÷0,15 0,1 0,035 0,035 0,35 4. Chế độ hàn SAW Hàn SAW chất lượng mối hàn được xác định bởi loại trợ dung và loại điện cực và các thông số: cường độ dòng hàn, điện áp hồ quang, tốc độ hành trình, kích cỡ điện cực, tốc độ cấp nhiệt… Dòng điện hàn Dòng điện kiểm soát tốc độ nóng chảy của điện cực, và tốc độ kết tinh mối hàn, độ ngấu sâu và độ hòa tan kim loại hàn với kim loại nền. Khi dòng điện hàn tăng nhiệt lượng hồ quang phát sinh tăng, nhiệt lượng chuyển đến vật hàn tăng, làm tăng độ sâu nóng chảy. Đồng thời dòng điện hàn tăng nên lượng nóng chảy của dây hàn tăng, nhưng hồ quang chìm sâu vào trong kim loại vật hàn nên chiều rộng của mối hàn không tăng rõ rệt mà chỉ tăng chiều cao của mối hàn. Dòng điện hàn quá cao có thể gây cháy thủng kim loại mỏng, bề mặt mối hàn không đều. Nếu dòng điện hàn quá thấp, độ sâu nóng chảy nhỏ làm cho hồ quang cháy không ổn định độ ngấu không đủ. Do đó dòng điện phải lựa chọn phù hợp (thiết bị thường có am pe kế để điều chỉnh dòng hàn một cách chính xác). Hình 1.12. Ảnh hưởng của cường độ dòng điện hàn. Điện áp hàn Điện áp hồ quang hay còn gọi điện áp hàn là hiệu điện thế giữa đầu điện cực hàn và bề mặt vùng kim loại nóng chảy, được đo bằng vôn kế trên máy hàn hay bộ phận xe hàn, điện áp hồ quang có ảnh hưởng nhất định đến hình dạng mối hàn.
17 Hồ quang dài, điện thế hồ quang cao sức thổi của nó đến kim loại lỏng sẽ giảm bớt, do đó khi hàn điện thế hồ quang tương đối cao thì độ sâu nóng chảy có hơi giảm bớt do hồ quang dài làm cho tính hoạt động của hồ quang tăng lên, như vậy chiều rộng vùng nóng chảy sẽ tăng lên một cách rõ rệt, mà chiếu cao của mối hàn thì lại giảm xuống tương ứng. Điều chỉnh tốc độ đưa dây hàn có thể làm thay đổi được điện thế hồ quang, tăng tốc độ cấp dây hàn thì điện thế hồ quang sẽ thấp, ngược lại giảm tốc độ cấp dây hàn thì điện thế hồ quang sẽ cao. Hình 1.13. Ảnh hưởng của điện áp khi hàn Điện áp tăng cao thì sẽ: Tạo ra đường hàn rộng và phẳng; Tăng tiêu thụ chất trợ dung (thuốc hàn); Mối hàn dễ bị rỗ khí; Tăng sự hấp thụ các nguyên tố hợp kim từ chất trợ dung; Gây rạn nứt mối hàn; Ngược lại điện áp hồ quang quá thấp thì tạo ra đường hàn nhô cao và hẹp khó loại bỏ xỉ. Đường kính dây hàn Đường kính dây hàn chọn theo chiều dày tấm kim loại nền và kích cỡ mối hàn mong muốn. Khi đường kính dây hàn tăng thì mặt cắt cột hồ quang tăng (đường kính cột hồ quang tăng) còn chiều sâu nóng chảy thì giảm tương ứng. Đường kình dây hàn giảm thì hồ quang ăn sâu vào kim loại nền do đó mối hàn sẽ hẹp nhưng sâu. Tốc độ hàn Đối với dòng điện hàn và hồ quang cho trước, tăng tốc độ hồ quang hoặc tốc độ hành trình hồ quang sẽ làm giảm độ ngấu sâu, giảm độ bền mối hàn, giảm lượng nhiệt cung cấp cho một đơn vị chiều dài mối hàn. Tốc độ hàn quá cao xẽ làm giảm sự nóng chảy giữa kim loại hàn và kim loại nền. Khi giảm tốc độ hàn, độ ngấu sâu
18 và độ bền mối hàn sẽ tăng lên, nhưng nếu tốc độ quá thấp độ ngấu sâu sẽ giảm, chất lượng mối hàn và bề mặt mối hàn sẽ giảm rõ rệt. Hình 1.14. Ảnh hưởng của tốc độ hành trình khi hàn Tầm với điện cực Khoảng cách giữa mối hàn và đầu điện cực, tạo thành nhiệt trở. Khoảng đầu điện cực tới vật hàn càng lớn, lượng nhiệt càng cao, do đó tốc độ hàn càng cao. Khoảng cách đầu điện cực tới vật hàn thường là 10 -15 (mm) cho các đường kính điện cực 2,0; 2,4; 3,2 mm và 15 - 20 (mm) cho các đường kính điện cực 4,0; 4,8; 5,6 mm. Tốc độ hàn có thể tăng khoảng 25 – 50% bằng cách tăng khoảng đầu điện cực, nhưng điều này ít được áp dụng trong công nghiệp. Tốc độ cấp nhiệt Tốc độ cấp nhiệt được tính toán theo công thức. V * A * 60 HIR  S *1000 Trong đó: HIR – Tốc độ cấp nhiệt KJ/mm. V – Điện áp hồ quang A – Dòng điện hàn S – Tốc độ hành trình hồ quang mm/min Tốc độ cấp nhiệt có ảnh hưởng đối với cấu trúc vĩ mô của mối hàn và cấu trúc vi mô của vùng bị ảnh hưởng nhiệt xung quanh mối hàn. 5. Các khuyết tật mối hàn SAW nguyên nhân và đề phòng Tuy nhiên các khuyết tật mối hàn có thể do phát sinh ở các quy trình và các thông số (chế độ hàn) không chuẩn, ở đây chỉ trình bày một số khuyết tật từ những nguyên nhân khác: 5.1. Rỗ xốp (hình 1.15) a) Nguyên nhân Gỉ sắt, dầu mỡ, hơi ẩm trên bề mặt kẽ hàn.
19 Hình 1.15. Mối hàn rỗ xốp Lớp trợ dung quá mỏng khi hàn có thể nhìn thấy hồ quang. Các tạp chất tồn tại trong chất trợ dung (do tái tạo) bị nhiễm bẩn Chất trợ dung bị giữ lại ở phía dưới đường hàn đáy và mặt dưới của mối ghép. Hơi ẩm trong chất trợ dung. b) Biện pháp đề phòng Triệt để làm sạch mối ghép trước khi hàn; Điều chỉnh áp lực chất trợ dung phù hợp. Hệ thống thu hồi chất trợ dung phải có trang bị lọc, để tách khỏi các tạp chất có hại. Tẩy bỏ những chất trợ dung ở đường hàn trước. Bảo quản và sấy khô chất trợ dung trước khi hàn ở nhiệt độ 300 -350 0c trong một đến hai giờ. 5.2. Các rạn nứt mối hàn (Hình 1.16) Các rạn nứt ít xẩy ra khi hàn thép C trung bình với chiều dày không quá 10 mmm, khi chiều dày lớn hơn có thể gây rạn nứt mối hàn. a) Nguyên nhân - Làm nguội nhanh mối hàn. - Biến dạng dư trong mối hàn lớn. - Sự hòa tan kim loại nền và kim loại mối hàn không tốt. - Hàm lượng H2 trong hồ quang cao. - Độ ngấu sâu mối hàn quá mức. b) Biện pháp đề phòng - Không làm nguội nhanh mối hàn. - Đổi cực tính của điện cực từ dương sang âm. Hình 1.16. Mối hàn - Tăng đường kính điện cực. nứt - Chuyển phương pháp một điện cực sang hai điện cực.