Giới thiệu Hàn khí và kỹ thuật hàn

. KHÁI NIỆM CHUNG

1.1. Th c ch t và đ c đi m ấ ự ể ặ

a/ th c ch t ấ ự

ặ ắ ử ụ ươ Hàn và c t b ng khí là ph ng pháp hàn ho c c t, s d ng nhi ắ ằ cháy các ch t khí cháy (C2H2, CH4, C6H6 v.v...) ho c H2 v i ôxy đ nung ch y kim lo i. ấ t c a ng n l a sinh ra khi đ t ố ọ ử ả ệ ủ ể ặ ạ ớ

ấ ụ ệ ậ ọ ử ệ ộ ớ ọ ử ấ c th ng dùng ng n l a gi a O2 và H2 vì C2H2 r t d n ữ i n ướ ướ ọ ử ườ ữ ủ t sinh ra do ph n ng cháy c a ả ứ i 3200oC); t đ cao (vùng cao nh t đ t t ấ ạ ớ ệ ộ t đ ỉ áp su t cao và ấ ‚ ch t khí cháy khác ch cho nhi ấ ể ổ ở Thông d ng nh t là hàn và c t b ng khí Ôxy - Axêtylen vì nhi ắ ằ 2 khí này l n và t p trung, t o thành ng n l a có nhi ạ còn ng n l a gi a O2 và các 22000C. Tuy nhiên khi hàn t ừ nhi t đ l n. 2000 d ệ ộ ớ

b/ đ c đi m ể ặ

c nhi u lo i kim lo i và h p kim (gang, đ ng, nhôm, thép ... ) • Có th hàn đ ể ượ ề ạ ạ ợ ồ

• Hàn đ c các chi ti t m ng và các lo i v t li u có nhi t đ nóng ch y th p. ượ ế ạ ậ ệ ỏ ệ ộ ả ấ

• Hàn khí đ ượ ử ụ c s d ng r ng rãi vì thi ộ ế ị ơ t b đ n gi n và r ti n. ả ẻ ề

• Năng su t th p, v t hàn b nung nóng nhi u nên d cong vênh. ề ể ấ ấ ậ ị

ề ế ạ ử ế t t đúc b ng gang, đ ng thanh, nhôm, magiê, hàn n i các ng có ử ữ ố ậ ằ ế ng kính nh và trung bình. Hàn các chi ti ề ồ ắ t b ng kim lo i màu, hàn v y kim lo i, hàn đ p ế ằ ữ ỏ ố ạ ạ ả Hàn khí dùng nhi u khi hàn các v t hàn có chi u dày bé, ch t o và s a ch a các chi ti m ng, s a ch a các chi ti ỏ đ ườ h p kim c ng v.v... ứ ợ

ể ắ ể ạ ạ ạ ỏ Ng n l a khí hàn cũng có th dùng đ c t các lo i thép m ng, các lo i kim lo i màu và nhi u ề ọ ử v t li u khác. ậ ệ

1.2. Khí hàn

ng dùng g m ôxy k thu t và các lo i khí cháy (C2H2, CH4, C3H8, C6H6v.v...) ườ ậ ạ ồ ỹ Khí hàn th ho c H2. ặ

ng dùng là C2H2 vì nhi t đ ng n l a cao (3200oC) và có vùng hoàn ườ ệ ộ ọ ử Trong hàn khí th nguyên t t. ố

i 3 2200oC) ồ ợ ẹ ‚ Khi hàn thép có chi u dày d ướ ề ệ ộ ‚ hàn t đ cháy th p h n (2000 nh H2, khí than mêtan, prôpan, ư ấ ơ 4 mm, hàn gang, đ ng thau, h p kim nh , v y ta có th dùng khí khác có nhi ể ả butan, xăng, d u ho .... ầ ả

a/ Ôxy k thu t ỹ ậ

98,5 1,5% ứ ừ ể ậ ỹ ‚ 0,5 t p ch t ấ ạ 99,5% ôxy và kho ngả ‚ Ôxy dùng đ hàn khí là ôxy k thu t ch a t (N2, Ar).

ệ ướ ạ ươ ủ ế c ho c làm l nh và ặ ng pháp làm l nh không khí. ạ t, trong thành ph n không khí ch a kho ng 78,03 % N2, 0,93 % Ar và ư ư ươ ả ứ ầ ng ng là: (-195,80C), (-185,70C) và (- t đ hoá l ng c a chúng t ươ ứ ủ ỏ Trong công nhi p, đ s n xu t ôxy dùng ph ng pháp đi n phân n ệ ấ ể ả ch ng c t phân đo n không khí. Ôxy hàn ch y u dùng ph ạ ấ Nh chúng ta đã bi ế 20,93 % O2, nhi ệ ộ 182,060C).

ằ ạ ố ư ệ ộ t đ c ôxy l ng. ng pháp làm l nh không khí xu ng nhi B ng ph t đ d ệ ộ ướ ươ hóa l ng c a N2 và Ar, sau đó cho N2 và Ar bay h i ta thu đ ơ ủ ỏ i -182,060C nh ng trên nhi ượ ỏ

th l ng ho c khí. ỹ ả ở ể ỏ ứ ằ ượ c ch a b ng các bình ể ỏ th l ng, ôxy đ Ở ể ỏ ơ ứ ơ ặ ỏ ả ở ể ỏ ở ề ẩ Ôxy k thu t có th b o qu n ậ thép và gi nhi ữ ở 860 lít th khí ể bé, nh ng t n kém trong khâu b o qu n l nh. ư ể ả t đ th p, khi hàn cho ôxy l ng bay h i, c 1 lít ôxy th l ng bay h i cho ệ ộ ấ đi u ki n tiêu chu n. B o qu n ứ th l ng, tuy đòi h i dung tích bình ch a ỏ ệ ả ả ả ạ ố

ng c khí, ch y u dùng ôxy th khí, đ gi m th tích bình ch a, thông ể ả ủ ế ứ ể ể ưở c nén ơ áp su t cao và ch a b ng bình thép có dung tích 40 lít, áp su t 150 at. Trong các phân x ng ôxy đ th ượ ườ ứ ằ ấ ấ ở

b/ Khí Axêtylen

ng riêng ợ ọ ứ t tr 11.470 Cal/m3. Axêtylen đ ệ ề ‚ vôi, than đá ho c than c c trong lò đi n (nhi ượ ả ố ố ượ c s n xu t t ấ ừ ấ ệ ở đ t đèn ệ t ấ ặ ợ c đ t đèn k thu t: 1.900 thu đ Axêtylen là h p ch t c a cácbon và hyđrô có công th c hóa h c là C2H2, kh i l ấ ủ đi u ki n tiêu chu n 1,09 kg/m3, nhi ệ ị ẩ CaC2. Khi n u ch y h n h p đá 2.3000C) ta ả ỗ đ t ượ ấ ộ ừ ậ ỹ

CaO + 3C fi › CaC2 + CO

‚ 80% CaC2, kho ng 10 ả ả ỹ c ta thu đ ả ả c Axêtylen theo ph n ậ ượ ư ụ ấ ‚ Đ t đèn k thu t ch a kho ng 65 các t p ạ 25% CaO và kho ng 6 % ứ ấ ch t nh (CO2, SiO2). Khi cho đ t dèn tác d ng v i n ớ ướ ấ ng:ứ

CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2 + 30.400 Cal/mol

Tính ch t c a khí Axêtylen ấ ủ

th l ng, d - C2H2 thu c nhóm CnH2n-2. Nhi (- 82,4 (- 85oC) ướ ‚ i ộ t đ t ệ ộ ừ ở ể th 83,6oC) ở ể ỏ r n khi va ch m d n . ể ổ ạ ắ

- Nhi t đ t b c cháy kho ng 420oC ( áp su t 1 at). ệ ộ ự ố ả ấ ở

- D phát n khi áp su t > 1,5 at và nhi ể ấ ổ ệ ộ ụ t đ trên 500oC ho c h n h p v i khí khác, ví d : ặ ỗ ợ ớ

ỗ 2,2 h p v i Ôxy (ch a 93% C2H2) có kh ứ ệ ộ‚ t đ t ừ ấ ườ ả ng và áp su t 1 at. H n h p ch a 45% C2H2 + 55% CH4 ng và áp su t trên ớ ợ nhi ứ t đ th ệ ộ ườ ả ấ ợ ỗ ‚ H n h p v i không khí (ch a 82% C2H2), h n ợ ứ ớ ợ nhi năng phát n t 2,3 th ỗ ừ ổ ở và h n h p ch a 18% C2H2 + 82% H2 có kh năng phát n ổ ở ứ ỗ 18 at.

nhi t đ và áp su t th p d trùng h p t o thành các h p ch t khác nh benzel (C6H6), ợ ạ ư ễ ấ ấ ấ ợ - Ở ệ ộ stirôn (C8H8) ...

ớ ộ ấ ỏ ủ ề ả ớ S hòa tan c a axêtylen: có kh năng hoà tan trong nhi u ch t l ng v i đ hoà tan l n, đ c ặ ự bi ệ t là trong axêtôn, ví d : ụ

- Hoà tan trong n c : 1,15 lít C2H2/ lít. ướ

- Hoà tan trong Benzel : 4 lít C2H2/ lít.

- Hoà tan trong d u ho : 5,7 lít C2H2/ lít. ầ ả

- Hoà tan trong axêtôn (CH3COCH3): 23 lít C2H2/lít.

ấ ọ ố ề ứ S hoà tan trong axêtôn đ ự g , s i amiăng, điatômit) th m ỗ ợ gi m kh năng n c a axêtylen ả c s d ng nhi u trong công nghi p: dùng các ch t b t x p (than ệ ượ ự ụ t axêtôn đ vào bình ch a, sau đó nén axêtylen vào bình đ ể ấ ướ ể áp su t cao. ấ ở ổ ủ ả

Các t p ch t trong axêtylen ấ ạ

1,5%.‚ - Không khí: làm tăng kh năng gây n , nên ch cho phép ch a 0,5 ứ ả ổ ỉ

- H i n c: làm gi m nhi t đ c a ng n l a hàn. ơ ướ ả ệ ộ ủ ọ ử

ng x u đ n quá trình hàn, nên ch cho 50)g/m3 ơ ả ưở ế ấ ỉ - H i axêtôn (CH3COCH3): nh h C2H2.‚ phép ch a (45 ứ

n c a h n h p. cho phép ch a 0,09%. - PH3: là ch t có h i vì tăng kh năng t ạ ấ ả ự ổ ủ ỗ ứ ợ

‚ - H2S: làm h i đ n ch t l ng m i hàn, nên ch cho phép ch a 1,5)%. (0,08 ạ ế ấ ượ ứ ố ỉ

2. THI T B HÀN KHÍ Ị Ế

2.1. S đ chung c a m t tr m hàn khí ủ ộ ạ ơ ồ

t b chính c a m t tr m hàn ho c c t b ng khí g m có các b ph n chính sau: Bình ế ị ủ ồ ộ ặ ắ ằ ế ộ ạ ặ ậ ả ứ ề ể ả ẫ Các thi ch a ôxy, bình ch a ho c thùng đi u ch axêtylen, khóa b o hi m, van gi m áp, dây d n khí, ứ m hàn. ỏ

2.2. Bình ch a khí ứ

‚ c ch t o t thép 8 mm ượ ế ạ ừ t m dày 4 ấ ng kính ngoài 219 mm, cao 1.390 mm, dung tích c m t l ườ ng 67 kg. Bình ch a ôxy ch a đ ứ ượ ứ ng khí có áp su t kho ng 150 at ấ ả ng ng v i 6 m3 khí ( 200C và 1 at) bên ngoài đ c s n màu xanh ho c xanh da tr i. Bình ch a khí dùng đ ch a khí ôxy và khí axêtylen, đ ể ứ ứ b ng ph ng pháp d p ho c hàn. Bình có đ ặ ậ ươ ằ 40 lít, tr ng l ượ ọ t ớ ươ ứ ở ộ ượ ượ ơ ặ ờ

c áp su t khí n p t i 19 at, đ ứ ượ ấ i d ạ ớ ướ ượ ơ ng là than ho t tính) và t m 230 gram axêtôn/ m t ẩ c s n màu vàng. Trong bình ộ ‚ 320 gram than ho tạ ạ ườ ‚ axêtôn (kho ng 290 lít th tích bình ch a). ứ ể ả Bình ch a axêtylen ch a đ ứ ch a b t x p (th ứ ọ ố tính t m 225 ẩ

2.3. Bình đi u ch axêtylen ề ế

, ng i ta dùng ể ề ế ế c phân lo i theo các đ c tr ng c b n: Bình đi u ch khí dùng đ đi u ch khí axêtylen t nhi u lo i bình đi u ch khí khác nhau, đ ế ừ ấ ạ đ t đèn. Trong th c t ự ế ư ườ ơ ả ề ạ ượ ề ề ặ

- Theo năng su t: có các lo i nh (d ỏ ướ ấ ạ i 3,2 m3/h) và lo i l n (trên 5 m3/h). ạ ớ

‚ 1,5 at) cao‚ 0,1 at), trung bình (0,1‚ - Theo áp l c khí: th p (0,01 1,75 at). (1,5 ự ấ

c, n c: đá r i vào n ơ ướ ữ ấ ấ ớ ắ ớ ướ c r i vào đá và đá ể i thi u s đ nguyên lý c a m t s bình đi u ch khí đi n ế ướ ơ ề ướ ộ ố ủ - Theo nguyên t c tác d ng gi a đ t đ t đèn và n ụ ti p xúc v i n c Hình (H.4.2) gi ệ ơ ồ ế hình.

ề ướ ấ t, nh ng đòi h i đ t đèn có đ h t đ u, t n nhi u n ơ ạ c (H.4.2a) có hi u su t sinh khí cao (trên 95%), khí C2H2 c, kích ộ ạ ề ư ệ ỏ ấ ề ướ ố Bình đi u ch ki u đá r i vào n ế ể c làm ngu i và làm s ch t đ ố ộ ượ c l n và đi u ch nh ph c t p. th ứ ạ ề ướ ớ ỉ

c bé, t n ít 90 %), khí C2H2 ‚ n ể ế ướ ơ ướ ố ạ c r i vào đá (H.4.2b) có kích th ư ạ ấ ượ ệ ề ề ấ ộ c,ướ c làm s ch và b nung nóng m nh. ạ ng ch t tham gia ằ ệ c (H.4.2c) có k t c u đ n gi n, thu n ti n ạ ả ứ ấ ỉ ế ị ượ ơ ể ế ậ ả c làm s ch và làm ngu i. Ki u bình đi u ch n ề không c n c h t đ u nh ng hi u su t th p (85 không đ ượ ầ ỡ ạ ề ng khí b ng cách đi u ch nh l Hai lo i bình trên thu c lo i đi u ch nh l ph n ng. Ki u bình đi u ch đá ti p xúc v i n ớ ướ ề trong s d ng nh ng khí C2H2 cũng không đ ượ ỉ ế ấ ộ ử ụ ư ạ

2.4. Khoá b o hi m ể ả

ng ng n l a cháy ng c theo ng d n khí tr v bình đi u ch khí gây n ượ ế ề ẫ ổ ọ ử ả ố ệ ượ i ta dùng khóa b o hi m. Trong quá trình hàn, do m t nguyên nhân nào đó, l u ư ạ ở ề ộ ặ ố ộ ở ỏ ỏ ắ ợ ủ ỗ ẽ ơ ố ộ ể ặ ợ ủ ỗ ủ ề Đ tránh hi n t ể bình ng ườ l m hàn ho c m c t gi m m nh ho c t c đ cháy c a h n h p tăng, ượ ả ệ d n đ n t c đ cháy c a h n h p lan truy n nhanh h n t c đ đi ra c a khí s gây ra hi n ẫ t ượ ng khí phun ra ế ố ộ ng ng n l a qu t. ọ ử ặ

t di n l d n khí ế ở ỏ ặ t đ khí và nhi ả ng tăng, l t đ môi tr ư ượ ự ệ ỗ ẫ ệ ộ ẩ m hàn ho c m c t gi m, ng d n ẫ ố ỏ ắ ng ôxy ượ ệ ộ ườ ng khí x y ra khi ti S gi m l u l ự ả ẩ b t c ... S tăng t c đ cháy x y ra khi nhi ố ộ ị ắ tăng...

c phân lo i theo các đ c tr ng sau: Khoá b o hi m đ ả ể ượ ư ạ ặ

• Theo k t c u: lo i h , lo i kín. ạ ở ế ấ ạ

• Theo l ng tiêu th khí: lo i nh , lo i l n. ượ ạ ớ ụ ạ ỏ

c d n vào qua ở ể ượ ẫ ự ấ ể ướ ỏ

c h xu ng, mi ng ng thoát (4) h , khí qua c vào ngăn ch a khí t ứ ặ ướ ủ ủ ờ ớ ố ể ả ự ướ ạ ồ ố ả ng (1), đi qua n ặ ặ ng thoát đi ra ngoài. Khóa b o hi m ki u h (H.4.3a) dùng cho bình có áp l c th p. Khí C2H2 đ i ng (2) đi ra m hàn ho c m c t. Khi có ng n l a ọ ử ố ỏ ắ ặ qu t, áp su t trên m t n c dâng lên trong ng (1) c c a c a khóa b o hi m tăng lên, đ y n ố ẩ ướ ấ ch n không cho khí đi vào, đ ng th i m c n ở ố ệ ố

ả ể ể ẫ ngăn ch a khí, sau đó qua ự ậ ủ ứ ở Khoá b o hi m ki u kín (H.4.3b), dùng cho bình có áp l c trung bình. Khi C2H2 d n vào qua ố ố ng (1), đ y viên bi c a van (5) n i lên và đi qua van, t p trung ổ ẩ i m hàn ho c m c t. ng (2) đi t ỏ ắ ặ ớ ỏ

ấ ặ ướ ị ẩ ườ ượ ế ng d n ẫ c tăng, viên bi b đ y xu ng đóng kín đ t quá giá tr cho phép, màng ch n c a van an toàn (6) b phá ị ố ặ ủ ị Khi có ng n l a qu t, áp su t trên m t n ọ ử ặ khí, n u áp su t khí trong van v ấ và khí thoát ra ngoài.

2.5. Van gi m áp ả

ụ ứ ấ ố t và t m c n đ nh. Đ i v i khí ôxy áp su t khí trong bình đ ng duy trì áp su t đó ụ ự ộ ở ứ ổ ị ể ả ấ ‚ 4 at, còn khí axêtylen áp su t trong bình t ố ớ ấ ‚ vi c vào ệ ấ i 15 ớ ‚ at, áp su t làm vi c 0,1 ệ Van gi m áp là d ng c dùng đ gi m áp su t khí trong bình ch a xu ng áp su t làm vi c ấ ả c n thi ế ầ đ t t i 150 at, áp su t khí làm 16 ấ ạ ớ kho ng 3 1,5 at. ả ệ ấ

Trên hình sau trình bày s đ nguyên lý c a m t s van gi m áp: ộ ố ơ ồ ủ ả

ớ ỏ ặ ỏ ắ i m hàn ho c m c t. Áp l c khí trong bu ng h áp (6) ph thu c vào đ m c a van ồ ộ ở ủ ụ ự ự ủ ư ị ộ ụ ạ ụ ủ ặ ề ạ ồ ỉ đi t (3). Khi lò xo chính (7) ch a b nén, van (3) ch u tác d ng c a lò xo ph (2) và áp l c c a khí, ị đóng kín c a van không cho khí vào bu ng h áp (6). Khi v n vít đi u ch nh (8), làm cho lò xo chính (7) b nén, van (3) đ c nâng lên, c a van m và khí đi sang bu ng h áp. ử ị ượ ử ạ ồ ở

ướ c và sau ạ ủ ở ử ề đ ng đi u ch nh áp su t ra c a khí. Tuỳ thu c vào đ nén c a lò xo chính (7), đ nén c a lò xo ph (2), đ chênh áp tr ộ ộ van, c a van (3) đ ượ Nh có màng đàn h i (9), van có th t ồ ụ ộ ủ c áp su t c n thi c m nhi u hay ít, ta nh n đ ấ ầ ậ ượ ấ ề ộ t trong bu ng h áp. ồ ế ủ ể ự ộ ờ ỉ

ộ ế ự ụ ặ ồ ấ ồ ị ẩ ộ ố ị ạ ấ ả ng khí đi vào bu ng h áp gi m, làm áp su t khí ra gi m. ả ồ ng khí vào bu ng h áp tăng, làm p2 ượ i, l ớ ạ ượ ử ở ớ ử ế ạ ả ồ ơ i, n u p2 gi m, c a van (3) m l n h n, l i. ủ N u do m t nguyên nhân nào đó, áp su t khí ra (p2) tăng, áp l c tác d ng lên m t trên c a màng đàn h i (9) tăng, đ y màng đàn h i d ch xu ng và thông qua con đ i van (3) b kéo xu ng, làm c a van đóng b t l ố c l Ng ượ ạ tăng tr l ở ạ

2.6. Dây d n khí ẫ

ẫ ể ẫ ỏ ắ ừ ế ặ ỏ c áp su t t bình ch a khí, bình ch khí đ n m hàn ho c m c t. Yêu ế ố ớ ấ ớ ẫ i 10 at đ i v i dây d n ôxy, 3 at v i dây ớ ẫ ằ c ch t o b ng ẫ ượ ế ạ ầ Dây d n khí dùng đ d n khí t c u chung đ i v i ng d n khí: ch u đ ố ớ ố ầ d n axêtylen, đ đ m m c n thi ủ ộ ề ẫ v i lót cao su, có ba lo i kích th ạ ả ứ ị ượ t nh ng không b g p khúc. Dây d n đ ế ị ấ ư c sau: ướ

- Đ ng kính trong 5,5 mm, đ ng kính ngoài không quy đ nh. ườ ườ ị

- Đ ng kính trong 9,5 mm, đ ng kính ngoài 17,5 mm. ườ ườ

- Đ ng kính trong 13 mm, đ ng kính ngoài 22 mm. ườ ườ

2.7. M hàn ỏ

ụ ạ ỗ ợ ầ thành ph n ộ ọ ử ỉ ệ ạ ặ ắ ể ầ ợ ỏ ỏ Đây là d ng c dùng đ pha tr n khí cháy và ôxy, t o thành h n h p cháy có t l ụ thích h p đ nh n đ ki u hút và m hàn đ ng áp. ỏ ể c ng n l a hàn ho c c t theo yêu c u. M hàn có 2 lo i là m hàn ậ ượ ẳ ể

ớ ử ụ ể ự ấ c d n vào qua ng (1), ố ộ ế ụ ượ ồ ấ ỏ ỏ ệ ề ẫ ỉ ượ ẫ ớ ố ộ ớ ạ c hoà tr n trong bu ng (6), sau đó ộ ọ ử ỏ ầ hút là thành ph n ượ ự ể hút (H.4.5a) s d ng khi hàn v i áp su t khí C2H2 th p và trung bình. 1,2 at) M hàn ki u t ấ ỏ ‚ Khí C2H2 (áp su t 0,01 4 at) đ đ c d n vào qua ng (2). Khi dòng ố ượ ẫ ấ ôxy phun‚ còn khí ôxy (áp su t 1 ra đ u mi ng phun (5) v i t c đ l n t o nên m t vùng chân ầ ệ không hút khí C2H2 theo ra m hàn. H n h p ti p t c đ ợ ỗ theo ng d n (7) ra mi ng m hàn và đ c đ t cháy t o thành ng n l a hàn. Đi u ch nh ố ạ ượ ố ng khí ôxy và C2H2 nh các van (3) và (4). Nh l c đi m c a m hàn t ượ ủ ờ h n h p cháy không n đ nh. ị ỗ ổ ợ

M hàn đ ng áp dùng khi hàn v i áp l c khí C2H2 trung bình. Khí ôxy và 1 at) và ti p ự ẳ ỏ ớ ế ‚ C2H2

ấ ằ ụ ượ ộ ớ ồ ẫ ủ c hòa tr n trong ng d n c a ố ộ đ ượ m hàn, đi ra mi ng m hàn đ đ t cháy t o thành ng n l a. ỏ c phun vào bu ng tr n v i áp su t b ng nhau (0,5 t c đ ọ ử ể ố ệ ạ ỏ

3. Thu c hàn ố

ố ữ ấ ễ ả ể ử ấ ạ ạ ố ợ ủ ế ủ ố ỏ Thu c hàn là nh ng ch t dùng đ kh ôxy cho kim lo i, t o ra các h p ch t d ch y, d tách ễ kh i vũng hàn và t o màng x đ che ph m i hàn. Thu c hàn ch y u dùng khi hàn m t s ộ ố ạ thép h p kim, gang và kim lo i màu. ỉ ể ạ ợ

Yêu c u đ i v i thu c hàn: ố ớ ầ ố

- Nhi t đ ch y c a kim lo i v t hàn. ệ ộ ả t đ ch y ph i th p h n nhi ả ấ ơ ệ ộ ả ủ ạ ậ

- Thu c hàn ph i nh và có tính ch y loãng t t, không gây ăn mòn kim lo i. ẹ ả ả ố ố ạ

- Không sinh khí đ c, d làm s ch m i hàn ễ ạ ộ ố

ng dùng h n h p K2O và Na2O; Khi hàn đ ng đ , đ ng thau th ng dùng ườ ợ ỗ ồ ườ Khi hàn gang th borăc (Na2B4O7), axit boric (H3BO3); Khi hàn nhôm th ỏ ồ ng dùng mu i florua. ố ườ

4. CÁC LO I NG N L A HÀN Ọ Ử Ạ

ộ thành ph n c a h n h p cháy có th nh n đ ợ ậ ượ ỉ ệ ọ ử c ba lo i ng n ọ ầ ủ ỗ ạ ể ọ ử ng, ng n l a ôxy hóa, ng n l a cácbon hóa. Ng n l a ọ ử ọ ử ể ắ Khi hàn khí, tuỳ thu c vào t l l a hàn khác nhau: Ng n l a bình th ử hàn có th chia làm 3 vùng: nhân ng n l a có màu sáng tr ng, vùng trung tâm có màu sáng vàng, vùng đuôi (ôxy hoá) màu vàng s m có khói. ườ ọ ử ẫ

ng 4.1. Ng n l a bình th ọ ử ườ

Ng n l a bình th ng nh n đ c khi t l ọ ử ườ ậ ượ . ỉ ệ

a/ Vùng nhân ng n l a ọ ử

ả ứ ủ ọ ử fi C2H2 có màu sáng Trong vùng này x y ra ph n ng phân h y C2H2: 2C + H2. Ng n l a tr ng, nhi t đ th p và thành ph n khí giàu cácbon. ả ệ ộ ấ ắ ầ

b/ Vùng cháy không hoàn toàn

Trong vùng này x y ra ph n ng cháy không hoàn toàn c a cácbon: ả ứ ủ ả

› C2H2 + O2 = 2CO + H2 + Q

t đ cao nh t (3.2000C), khí ch a nhi u CO và H2 ệ ộ ứ ề ấ Ng n l a vùng này có màu sáng xanh, nhi là nh ng ch t hoàn nguyên. ọ ử ữ ấ

ả ứ ấ ọ Nh ng ch t này không tham gia vào các ph n ng cacbon hoá và ôxy hoá nên g i là vùng hoàn ữ nguyên.

c/ Vùng cháy hoàn toàn

ủ Trong vùng này x y ra ph n ng cháy hoàn toàn: s n ph m c a vùng trên cháy v i ôxy c a ả ứ ủ ả ẩ ẩ ớ

không khí: 2CO + H2 + 1,5O2kk › = 2CO2 + H2O + Q

ọ ử ữ ứ ề ấ ẫ ệ t Ng n l a vùng này có màu vàng s m, ch a nhi u CO2 và H2O là nh ng ch t ôxy hoá và nhi đ th p h n vùng gi a. ộ ấ ữ ơ

4.2. Ng n l a ôxy hóa ọ ử

Ng n l a ôxy hoá nh n đ c khi t l . ọ ử ậ ượ ỉ ệ

ả ả ứ Quá trình cháy cũng chia ra thành 3 vùng và vùng cháy không hoàn toàn x y ra theo ph n ng sau: C2H2 + 1,5O2 = 2CO + H2 + › 0,5O2 + Q

Sau đó chúng l i cháy ti p v i ôxy c a không khí: ạ ủ ế ớ

2CO + H2 + 0,5O2 + O2kk › = 2CO2 + H2O + Q

ậ ọ ử ủ ấ t rõ ranh gi ữ i, vùng gi a d O2 và ch a c CO2 nên có tính ạ ế vàng nh t đ n ứ ả ữ ư i, ng n l a có màu t ừ ớ ọ ử Chúng ta nh n th y nhân c a ng n l a ng n l ắ ạ ôxy hóa m nh và gi a 2 vùng không phân bi ệ ạ vàng s m. ẫ

ề ặ ố ạ ắ ồ ỉ ế ặ t máy ho c Ng n l a ôxy hóa ch dùng khi hàn đ ng thau, c t và đ t s ch b m t các chi ti ọ ử k t c u máy. ế ấ

4.3. Ng n l a các bon hóa ọ ử

Ng n l a này nh n đ c khi t l . ọ ử ậ ượ ỉ ệ

› Quá trình cháy nh sau: C2H2 + 0,5O2 = CO + H2 + C + Q ư

Sau đó cháy ti p v i ôxy c a không khí: CO + H2 + C + 2O2kk = 2CO2 + › H2O +Q ủ ế ớ

cacbon t ủ ọ ử ữ ộ ử ự do nên ng n l a mang tính ọ ử Nhân c a ng n l a kéo dài, vùng gi a có m t nguyên t cácbon hoá và có nâu s m.ẫ

ượ ề ặ c dùng khi hàn gang, thép gió và thép h p kim, ho c đ tôi b m t ặ ể ợ Ng n l a cácbon hóa đ ọ ử các chi ti t máy. ế

5. CÔNG NGH HÀN KHÍ Ệ

5.1. Các lo i m i hàn ạ ố

- Khi hàn khí th ườ ng dùng nh t là m i hàn giáp m i, n u v t dày S > 5 mm thì c n vát mép ế ấ ậ ầ ố ố

ch V, X. ữ

- Khi hàn v t m ng dùng m i hàn ki u u n mép và không c n que hàn ph . ụ ể ầ ậ ố ỏ ố

ố ỏ ấ ề ấ ậ ồ - M i hàn ch ng dùng khi v t hàn có chi u dày S < 3 mm, hàn đính các t m, th i, t m lót, ly h p c a ng d n. ợ ủ ố ẫ

5.2. Công tác chu n b tr c khi hàn ị ướ ẩ

Tr c khi hàn c n ph i ti n hành các công tác chu n b sau: ướ ả ế ẩ ầ ị

- Ti n hành vát mép trên máy bào, máy mài, b ng dũa hay b ng m c t khí. ỏ ắ ế ằ ằ

‚ ỏ ố ằ ộ ỉ - Làm s ch x , ôxýt, d u m trên mép hàn r ng (20 m đ t, sau đó 30) mm b ng cách dùng ỡ dùng bàn ch i s t đ làm s ch ho c làm s ch b ng ph ạ ng pháp t m th c. ẩ ả ắ ể ạ ặ ầ ằ ươ ự ạ

ắ ộ ố ể ể ả ả ậ ị ươ ố ủ ế ấ ng đ i c a k t c u - Gá l p v t hàn h p lý và hàn đính m t s đi m đ đ m b o v trí t ợ trong quá trình hàn.

5.3. K thu t và ch đ hàn khí ế ộ ậ ỹ

a/ Ph ng pháp hàn ươ

ng pháp hàn khác nhau: ể ử ụ ề ậ ươ Tuỳ thu c v t li u hàn, chi u dày v t hàn, có th s d ng hai ph hàn ph i và hàn trái. ộ ậ ệ ả

ả ả ng v phía ề t ch y u t p trung c que hàn. Đ c đi m c a hàn ph i là nhi ng pháp hàn ph i: Khi hàn ph i (H.4.7a), trong quá trình hàn ng n l a hàn h ặ ọ ử ệ ủ ể

ng tiêu hao khí gi m. Ph ướ ủ ế ậ ng vào mép hàn, m i hàn ố ụ c ng d ng ượ ứ ả ộ ng dùng khi S > 5 mm. Ph ươ m i hàn, m hàn luôn đi tr ướ ả ỏ ố vào vũng hàn nên đ ng u c a m i hàn sâu, vùng hoàn nguyên h ộ ấ ủ ố t, l ngu i ch m và đ c b o v t ượ ả ươ ệ ố ượ ậ t nhanh. Th khi hàn các t m dày ho c kim lo i v t hàn d n nhi ạ ậ ặ ướ ng pháp này đ ườ ệ ẫ ấ

ọ ử ề ng pháp hàn trái (H.4.7b): trong quá trình hàn ng n l a hàn h ng h p hàn trái, mép hàn đ ợ ướ ượ ỏ c m hàn đi sau. Trong tr ườ ơ ng v phía ch a hàn, que c nung nóng s b nên ễ ư ơ ộ ố ộ ề ặ ố ồ ẹ c tr n đ u h n, đ ng th i quan sát m i hàn d , m t ngoài m i hàn đ p. c dùng khi hàn các t m m ng (S < 3 mm) ho c kim lo i v t hàn d ượ ượ ạ ậ ờ ỏ ễ ấ ặ Ph ươ hàn đi tr ướ kim lo i vũng hàn đ ạ Ph ng pháp này đ ươ ch y.ả

b/ Ch đ hàn khí ế ộ

ự ấ ủ ậ ệ ế ấ ướ ậ ố ị c, k t c u v t hàn, v trí m i hàn và ỏ ọ ể ọ ế ộ ấ ợ ồ Khi hàn khí, d a vào tính ch t c a v t li u, kích th ki u m i hàn đ ch n ch đ hàn h p lý, bao g m ch n góc nghiêng m hàn, công su t ng n ọ ố ể l a và đ ườ ử ng kính que hàn ph . ụ

c ch n theo nguyên t c ẳ ặ ượ ọ ề t c a v t li u hàn càng ớ ớ ớ ắ a Góc nghiêng m hàn ( sau: Chi u dày ỏ t đ ch y và đ d n nhi ệ ủ ậ ệ ệ ộ ả ộ ẫ ): so v i m t ph ng hàn đ càng l n, góc nghiêng m hàn càng l n; Nhi ỏ cao, góc nghiêng càng l n. ớ

a 80o, còn khi hàn chì ‚ = 60 a Ví d khi hàn đ ng góc nghiêng đ u hàn góc ụ ầ ồ 10o. B tắ £ nghiêng l n, g n k t thúc góc nghiêng gi m. ớ ế ầ ả

c đánh giá qua l ng khí đ ượ ượ ượ ấ ằ ọ ử ờ ậ ấ ọ ng khí tiêu ọ ử , ch n theo nguyên t c: V t hàn càng dày, công su t ng n l a càng l n; v t ậ ớ ắ ấ ủ t càng cao, công su t ng n l a càng l n. Công su t c a ọ ử ọ ử ớ ệ ấ Công su t ng n l a: công su t ng n l a tính b ng l ấ hao trong m t gi ộ li u có nhi t đ ch y và đ d n nhi ệ ộ ả ệ ng n l a khi hàn ph i cao h n hàn trái. ả ọ ử ộ ẫ ơ

ng ch n l ng tiêu hao C2H2 trong ấ ồ ồ ườ ọ ượ theo công th c sau: • Khi hàn thép cácbon th p, đ ng thau, đ ng thanh th m t gi ộ ứ ờ

120).S [lít/h] - đ i v i hàn trái ‚ VC2H2 = (100 ố ớ

150).S [lít/h] - đ i v i hàn ph i ố ớ ả ‚ VC2H2 = (120

Trong đó S là chi u dày v t hàn [mm]. ề ậ

t l n nên tính theo công th c sau: • Khi hàn đ ng đ do tính d n nhi ỏ ẫ ồ ệ ớ ứ

200).S [lít/h]‚ VC2H2 = (150

ườ ộ ậ ệ ươ ọ ng pháp hàn. Khi hàn thép cácbon ch n Đ ng kính que hàn: ph thu c v t li u hàn và ph ụ theo công th c kinh nghi m sau: ệ ứ

Hàn trái: [mm]

Hàn ph i: [mm] ả

c/ Chuy n đ ng c a m hàn và que hàn khí ủ ể ộ ỏ

ị ể ọ ủ ề ể ố ộ ứ ỏ ấ ợ Căn c vào v trí m i hàn, ki u m i hàn, chi u dày v t hàn đ ch n chuy n đ ng c a que hàn ố và m hàn cho h p lý. Khi hàn s p và hàn góc có th ti n hành theo ph ho c hàn trái. Khi hàn s p, d ch chuy n que hàn và m hàn th ể ng pháp hàn ph i ả ươ ng dích d c ng theo đ ắ ườ ậ ể ế ỏ ườ ể ặ ấ ị

ể ạ ừ i các đi m biên đ o chi u chuy n đ ng, que hàn và m hàn có th i gian d ng ỏ Khi hàn góc, t ả thích h p đ nung nóng mép hàn t ể ợ ề ể ể ộ ạ ộ ố t, đ kim lo i tr n đ u và m i hàn liên k t t ề ố ờ t ế ố

ng pháp hàn nh gi ỏ ấ ấ ử ụ ỏ ọ ươ ừ ỏ t kim lo i i đ ọ ườ ọ ắ ạ ở ố t. Khi hàn, nung i ta còn s d ng ph t d p lên mép hàn, sau đó nh c que hàn ra, đ a m hàn sát vào ư ế ụ ặ ạ ể ấ m i hàn t o thành m t đi m hàn, sau đó ti p t c l p l ể ạ ộ Khi hàn s p các t m m ng, ng ch y que hàn t o thành t ng gi ạ ả v t hàn nung ch y gi ả ậ hàn đi m ti p theo. ể ế

d/ Hàn các m i hàn có v trí khác nhau trong không gian ố ị

- Khi hàn đ ng th ng dùng hàn trái t i lên ứ ườ d ừ ướ

ng hàn đ h n ch kim lo i vũng hàn b r i khi ặ ệ ụ ớ ướ ỏ ể ạ ị ơ ế ạ - Khi hàn ngang, m hàn đ t l ch tr c v i h hàn

ố ớ ố ớ t m i đ a que hàn vào, khi hàn nên hàn t ng l p ớ ư ừ - Đ i v i hàn tr n, c n nung nóng mép hàn t ầ ầ m ng và hàn nhi u l n n u m i hàn l n. ề ầ ế ỏ ố ớ

6. C T KIM LO I B NG KHÍ Ạ Ằ Ắ

6.1. Th c ch t c a quá trình c t kim lo i b ng khí ạ ằ ấ ủ ự ắ

ự ấ ủ ạ ằ ắ ạ ắ ằ ổ ố ả ỏ Th c ch t c a quá trình c t kim lo i b ng khí là đ t cháy kim lo i c t b ng dòng ôxy, t o ạ thành các ôxýt (FeO, Fe2O3, Fe3O4), làm nóng ch y các ôxyt đó và th i chúng ra kh i mép c t ắ t o thành rãnh c t. ạ ắ

ắ ượ ắ ầ ắ c nung nóng đ n nhi t đ cháy nh nhi ắ ượ ạ ằ ế ơ ồ mép c t đ ổ c trình bày trên (H.4.11): Khi b t đ u c t, kim lo i ạ t c a ng n l a nung, sau đó cho dòng ả ệ ủ ạ ạ ị ẩ ả ứ ủ ạ ỏ ị ờ ị ị ố ả ế t m nh, l p kim lo i ti p theo b nung nóng nhanh và ti p t c b đ t cháy t o thành rãnh ổ ạ ế ế ụ ị ố ả ạ ạ ớ ị S đ quá trình c t kim lo i b ng khí đ ọ ử ở ệ ộ t (b đ t cháy) t o thành ôxýt. S n ph m cháy b ôxy th i qua, kim lo i b ôxy hóa mãnh li ệ nung ch y và b dòng ôxy th i kh i mép c t. Ti p theo, do ph n ng cháy c a kim lo i to ắ nhi ệ c t. ắ

c b ng khí 6.2. Đi u ki n đ c t đ ệ ể ắ ượ ằ ề

Đ c t b ng khí, kim lo i c t ph i tho mãn m t s yêu c u sau: ả ể ắ ằ ạ ắ ộ ố ầ ả

ủ ả ủ ệ ộ ố ớ ạ ả ấ ơ ệ ộ ấ t đ nóng ch y c a kim lo i đó. Đ i v i thép t đ ch y g n 1.5000C nên ầ t đ cháy g n b ng nhi ầ ệ ộ ả ệ ộ ệ t ệ ằ ‚ tr t đ cháy c a kim lo i ph i th p h n nhi - Nhi ạ t đ cháy vào kho ng 13500C còn nhi cácbon th p C < 0,7% nhi ả ệ ộ tho mãn đi u ki n này. Đ i v i các lo i thép cácbon cao thì nhi ố ớ ề ả c khi c t ph i đ t nóng s b đ n 300 đ ch y nên 6500C. ộ ả ạ ả ố ơ ộ ế ướ ắ

ạ ạ ấ ả ơ

ả ủ ặ t đ nóng ch y t ể ạ ớ ệ ộ ả ớ ả i 2.050oC vì v y ph i dùng thu c c t m i có th c t đ t đ nóng ch y th p, khi cháy t o thành ôxýt nhôm ệ ộ ủ ả t nhanh nên cũng không th i 2.000oC, m t khác l ấ i d n nhi ạ ẫ ả ớ ệ ặ ể t đ nóng ch y c a ôxýt kim lo i ph i th p h n nhi - Nhi t đ nóng ch y c a kim lo i đó. ệ ộ ệ ộ ả ủ Thép h p kim crôm ho c crôm-niken, do khi cháy Cr tác d ng v i O2 đ t o thành ôxýt crôm ớ ụ ợ ể ắ ượ c. Cr2O3 có nhi ố ắ ậ Nhôm và h p kim c a nhôm, do nhi ạ ợ Al2O3 có nhi c t b ng khí, tr khi dùng thu c c t. ắ ằ t đ nóng ch y t ệ ộ ừ ố ắ

t to ra khi kim lo i cháy ph i đ l n đ đ m b o s c t đ ệ ể ả ả ạ - Nhi ả ự ắ ượ không b gián đo n. Khi c t các t m m ng b ng thép cácbon th p nhi ấ ả ủ ớ ỏ ấ ằ ắ ạ c liên t c, quá trình c t ắ ụ ng sinh ra khi cháy t l ệ ượ ị

i 70% ch c n nhi ng c a ng n l a 30% n a là đ c t liên t c. đ t t ạ ớ ỉ ầ t l ệ ượ ọ ử ủ ắ ụ ủ ữ

ạ ể ễ ắ ả ỏ ơ t, đ d tách ra kh i mép c t. Gang không - Ôxýt kim lo i nóng ch y ph i có đ ch y loãng t ộ ả ố ả th c t b ng khí vì nhi t cháy và khi cháy t o ra ôxýt silic SiO2 t đ nóng ch y cao h n nhi ể ắ ằ ạ ệ ả ệ ộ có đ s t cao. ộ ệ

t nhanh làm cho mép c t b nung ệ ủ ự ả ạ ệ ắ ị - Đ d n nhi ộ ẫ nóng kém làm gián đo n quá trình c t. t c a kim lo i không quá cao, tránh s t n nhi ắ ạ

6.3. M c t khí ỏ ắ

ủ ế ử ụ ơ ồ ấ ạ ỏ ắ ệ ủ Đ c t b ng khí ch y u s d ng các m c t dùng nhiên li u khí. S đ c u t o chung c a chúng đ c trình bày trên hình sau: ể ắ ằ ượ

ố ượ ẫ ố c d n vào ng (2), sau đó phân c d n vào ng (1) đi qua van (3), còn ôxy đ ượ ẫ ộ ệ ớ c ng n l a nung nóng, m t dòng đi qua van (5) t ể ợ i mi ng phun hút khí axêtylen và hòa tr n t o ra ộ ạ i đ u m phun ỏ ọ ử ớ ầ ộ Khí axêtylen đ làm hai nhánh, m t dòng đi qua van (4) và t h n h p cháy đ nh n đ ỗ đ t o ra dòng ôxy c t. ể ạ ậ ượ ắ

6.4. k thu t c t khí ậ ắ ỹ

a/ B t đ u c t ắ ầ ắ

mép phôi. V i phôi t m dày d ắ ở ắ ầ ắ ừ ướ ớ i 50 mm, ấ ẳ ng c t h , b t đ u c t t ắ ẳ ơ ề ng c t đ nung nóng t ấ ớ t mép c t, sau đó ắ ố ế ắ ể ướ ộ Khi c t phôi t m theo đ ườ ắ m c t đ t th ng góc v i m t ph ng c t (H.4.13a). N u chi u dày phôi l n h n 50 mm, khi ớ ỏ ắ ặ ặ b t đ u c t nên nghiêng m c t m t 10o theo h ỏ ắ ắ ầ ắ ‚ góc 5 (H.4.13b). đ t th ng góc ẳ ặ

ắ ắ ầ ở ữ ấ ả ạ ỗ ườ ắ Khi c t phôi t m theo đ tr ng c t kín, quá trình c t b t đ u ng pháp khoan ho c dùng m c t đ t o l gi a t m, b i v y ph i t o l ở ậ c t ban đ u. ấ ắ c b ng ph ươ ướ ằ ỏ ắ ể ạ ỗ ắ ặ ầ

ổ ố ớ ấ ướ i v trí c t l , m khí nung nóng tr ỏ ắ ể ạ ỗ ể ở ắ ỗ , đ tránh hi n t ệ ượ ướ ng n , đ i v i t m m ng d ở ớ ở ị ắ v trí (I) và di chuy n ch m m c t đ n v trí (II) m i b t đ u m ôxy c t ể ậ ỏ ỏ ặ ắ ầ c sau đó m i m ôxy c t, v i các t m dày b t đ u ắ ớ ắ ầ ỏ ắ ế i 20 mm, đ t m ấ ở ớ ị Khi dùng m c t đ t o l c t t ắ ạ ị nung nóng (H.4.13c).

b/ T c đ c t ố ộ ắ

ố ộ ị ỏ ắ ọ ể ủ ắ ộ ng l n t ớ ớ ề ắ ng c t, cũng là m t thông s nh ố ả T c đ c t là t c đ d ch chuy n c a m c t d c theo đ ườ ố ộ ắ i quá trình c t. Khi t c đ c t nh h n t c đ ôxy hóa kim lo i theo chi u dày h ạ ỏ ơ ố ộ ưở c t thì mép c t b phá h ng, đ ng th i năng su t c t gi m. ấ ắ ồ ắ ị ắ ố ộ ắ ờ ả ỏ

i, n u t c đ c t quá l n, d n t i c t b sót ho c quá trình c t b gián đo n do mép ẫ ớ ắ ị ắ ị ặ ạ ớ c nung nóng t t. Ng c l ượ ạ c t không đ ắ ế ố ộ ắ ượ ố

ng t 75 - 550 (mm/phút). Tuỳ theo kim lo i c t, chi u dày v t c t, t c c t th ề ậ ắ ố ắ ạ ắ ườ ừ

c/ Kho ng cách t ả ừ ỏ ắ ế m c t đ n kim lo i c t ạ ắ

ừ ỏ ắ ớ ậ ắ ầ ả ắ ợ ố m c t t ấ ả ế ọ ử ứ ắ ấ i v t c t thích h p. Khi Trong quá trình c t khí c n ph i kh ng ch kho ng cách t c t thép t m, căn c vào chi u dài nhân ng n l a và chi u dày t m c t ta có th ch n kho ng ả ể ọ ề ề ắ cách này nh sau: ư

h = l + 2 [mm]. l - chi u dài nhân ng n l a ọ ử ề

Đ gi đ c kho ng cách này không đ i khi c t ta gá thêm m t c p bánh xe. ể ữ ượ ộ ặ ả ắ ổ

d/ V trí và s di chuy n m c t ỏ ắ ự ể ị

ng th ng, h p lý nh t là m c t nên đ t nghiêng 300 v phía ng ỏ ắ ề ấ ặ ợ ượ c ẳ ‚ m t góc 20 - Khi c t t m theo đ ắ ấ ng c t (H.a). h ắ ướ ườ ộ

t di n tròn (H.b), b t đ u nung nóng ở ặ ộ m t trên và d ch chuy n m c t m t ỏ ắ ể ị - Khi c t phôi ti ệ ế ắ qu ng ng n, m ôxy c t đ ti n hành c t. ở ắ ầ ắ ắ ể ế ả ắ

ắ ầ ắ ừ ế ề ệ ầ ượ c ‚ nghiêng 2 chi u ng i (H.c). Đ i v i phôi ti ố ớ h ướ t di n vuông b t đ u c t t ng c t, lúc đ n g n cu i nghiêng theo ế góc, ban đ u m c t đ t 3o theo chi u ng ỏ ắ ặ c l ượ ạ ề ầ ắ ố

ng đ t vuông góc v i m t c t, b t đ u c t t mép t ỏ ắ ườ ắ ầ ắ ừ ặ ắ ặ ớ ớ i - Đ i v i phôi thép góc, m c t th đ nh đ n mép ti p theo (H.d). ế ỉ ố ớ ế