Những kiến thức cơ bản về hàn khí (9LT)

Chia sẻ: Nguyễn Văn Tuyên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

431
lượt xem 95
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng: - Kiến thức: + Giải thích đúng nguyên lý, công dụng của phương pháp hàn khí. + Trình bày đầy đủ các loại khí bảo vệ, các loại dây hàn. + Liệt kê các loại dụng cụ thiết bị dùng trong công nghệ hàn khí. + Trình bày đầy đủ mọi ảnh hưởng của quá trình hàn hồ quang tới sức khoẻ công nhân hàn. - Kỹ năng: Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn khí. - Thái độ: Thực hiện tốt công tác an...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Những kiến thức cơ bản về hàn khí (9LT)

ξ1. Những kiến thức cơ bản về hàn khí (9LT) MỤC TIÊU Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng: - Kiến thức: + Giải thích đúng nguyên lý, công dụng của phương pháp hàn khí. + Trình bày đầy đủ các loại khí bảo vệ, các loại dây hàn. + Liệt kê các loại dụng cụ thiết bị dùng trong công nghệ hàn khí. + Trình bày đầy đủ mọi ảnh hưởng của quá trình hàn hồ quang tới sức khoẻ công nhân hàn. - Kỹ năng: Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn khí. - Thái độ: Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng NỘI DUNG 1.1. Thực chất, đặc điểm và công dụng của hàn khí 1.1.1. Thực chất Hàn khí là quá trình nung nóng vật hàn và que hàn đến trạng thái hàn bằng ngọn lửa của khí cháy (C2H2, CH4, C6H6 …) với O2 Thông dụng nhất là hàn bằng khí oxy – axetylen vì nhiệt sinh ra do phản ứng cháy của hai khí này lớn và tập trung, tạo thành ngọn lửa có nhiệt độ cao (32000C). Khi hàn dưới nước lại sử dụng ngọn lửa oxy và hidro. Các loại khí tự nhiên khác có tính chất về khả năng tự bốc cháy, nhiệt giải phóng từ phản ứng cháy tương tự axetylen nhưng ở mức độ thấp hơn. Có thể sử dụng chúng để hàn do tính an toàn cao, nguy cơ cháy nổ thấp hơn, bảo quản dễ dàng, chi phí thấp hơn nhưng ở phạm vi hẹp. 1.1.2. Đặc điểm - Thiết bị đơn giản, rẻ tiền, thuận lợi khi xa nguồn điện - Có thể hàn các vật liệu khác nhau như thép, gang, đồng, nhôm - Hàn những vật liệu có độ chảy thấp, các kết cấu mỏng - Vật hàn dễ bị cong vênh, biến dạng, năng suất hàn thấp 1.1.3. Công dụng Ở nước ta hiện nay, sau phương pháp hàn điện, phương pháp này đang được sử dụng nhiều trong các nhà máy, xí nghiệp và công trường. Lĩnh vực sử dụng hợp lý nhất là : Hàn nối các ống đường kính nhỏ và trung bình, hàn vỏ oto, sửa chữa các chi tiết đúc bằng gang, hàn vảy, hàn đắp, hàn các chi tiết bằng kim loại màu, sử dụng ở những vùng xa nguồn điện. Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam -1-
1.2. Ngọn lửa hàn Căn cứ theo tỷ lệ của hỗn hợp khí hàn, ngọn lửa hàn có thể chia thành ba loại : ngọn lửa bình thường, ngọn lửa oxy hóa và ngọn lửa cácbon hóa. Mỗi loại lại có thể chia làm 3 vùng: vùng hạt nhân (màu sáng trắng), vùng hoàn nguyên (màu sáng vàng), vùng oxy hóa (màu vàng sẫm có khói). 1.2.1. Ngọn lửa bình thường Ngọn lửa này dùng nhiều trong hàn thép, đồng, bạc, kẽm O2 Tỷ lệ = 1,1 ÷ 1,2 C2H 2 - Vùng hạt nhân: O2 và C2H2 từ mỏ hàn đi ra, C2H2 bị phân hủy C2H2 = 2C + H2 Ngọn lửa màu sáng trắng, nhiệt độ thấp, thành phần giàu cacbon nên không dùng để hàn - Vùng cháy không hoàn toàn : C2H2 kết hợp với oxy theo phản ứng C2H2 + O2 = 2CO + H2 + Q↑ Ngọn lửa màu sáng xanh, nhiệt độ cao (32000C) có CO và H2 là các chất khử nên gọi là vùng hoàn nguyên, được dùng để hàn. - Vùng cháy hoàn toàn : Sản phẩm của vùng trên cháy với oxy không khí 2CO + H2 + 1,5O2 = 2CO2 + H2O + Q↑ Vùng này màu nâu sẫm, nhiệt độ thấp, chứa nhiều CO2, H2O là những chất oxy hóa 1.2.2. Ngọn lửa oxy hóa O2 Tỷ lệ > 1,2 C2H 2 Vùng cháy không hoàn toàn xảy ra theo phản ứng sau: C2H2 + 1,5O2 = 2CO + H2 + 0,5O2 Sau đó cháy tiếp với oxy không khí : 2CO + H2 + 0,5O2 + O2 = 2CO2 + H2O Nhân ngọn lửa ngắn lại, có (6 ÷ 7)%O2 và 5%CO2 nên tính oxy hóa rất mạnh, vùng giữa và vùng đuôi không phân biệt rõ ràng, ngọn lửa có màu sáng xanh. Ngọn lửa này thường được dùng để hàn hợp kim đồng hoặc dùng để tôi bề mặt thép. 1.2.3. Ngọn lửa cacbon hóa O2 Tỷ lệ < 1,1 C2H 2 C2H2 + 0,5O2 = CO + C +H2 Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam -2-
Sau đó cháy tiếp với oxy không khí : CO + C +H2 + 2O2 = 2CO2 + H2O Nhân ngọn lửa kéo dài, vùng giữa có cacbon tự do nên mang tính cacbon hóa và có màu nâu sẫm. Thường dùng ngọn lửa này cho việc hàn vẩy các hợp kim nhôm và gang. 1.3. Vật liệu hàn khí 1.3.1 Khí oxy Oxy là chất khí cần cho sự cháy, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, nó chiếm 21% thể tích không khí. Oxy dùng trong hàn khí là oxy kỹ thuật có độ tinh khiết 98,5 – 99,5% và khoảng 0,5 – 1,5% tạp chất (N2, Ar). Trong kỹ thuật, oxy được sản xuất theo hai phương pháp: + Điện phân nước : phương pháp này khó khăn và tốn kém nên ít dùng + Làm lạnh không khí: Thực chất của phương pháp này là làm lạnh không khí đến xuống -182,060C ở -195,80C nito bốc hơi -185,70C Ar bay hơi -182,060C Oxy bay hơi Phương pháp này năng suất cao, lượng điện tiêu tốn ít Oxy kỹ thuật có thể để ở trạng thái lỏng hoặc khí. Ở thể lỏng, oxy chứa trong các bình thép và giữ ở nhiệt độ thấp, cứ 1lít oxy lỏng cho 860lít khí oxy. Oxy hàn thường bảo quản ở thể khí, để giảm thể tích bình chứa, thông thường oxy được nén ở áp suất cao trong bình thép dung tích 40 lít, 150at 1.3.2. Khí axetylen Axetylen là khí cháy, công thức hóa học là C2H2, được sản suất từ đất đèn CaC2 theo phản ứng : CaC2 + H2O → C2H2 ↑ + Ca(OH)2 + Q Đất đèn là chất rắn màu xám tối hoặc nâu, điều chế bằng cách nấu chảy đá vôi với than cốc hoặc than ăngtraxit trong lò điện ở nhiệt độ 1900 ÷ 23000C: CaO + 3C = CaC2 + CO Đất đèn trong công nghiệp chứa khoảng 65 – 80%CaC2, 2,5 – 10%CaO, còn lại là tạp chất. Axetylen là chất không màu, nhẹ hơn không khí và có mùi hắc khi ở nguyên chất, nó dễ cháy và dễ gây nổ. Nếu hít trong thời gian dài sẽ bị chóng mặt, buồn nôn và có thể bị nhiễm độc - Tính chất của axetylen + C2H2 thuộc nhóm CnH2n-2, nhiệt độ từ -82,4 – 83,60C ở thể lỏng, dưới -850C ở thể rắn, khi va chạm dễ nổ Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam -3-
+ Nhiệt độ tự bốc cháy khoảng 4200C ở áp suất 1at + Dễ nổ ở áp suất >1,5at, trên 5000C + Nếu áp suất < 3at, t < 540 sẽ xảy ra quá trình trùng hợp - Sự hòa tan C2H2 Axetylen có khả năng hòa tan trong nhiều chất lỏng với độ hòa tan lớn, đặc biệt là axeton, điều này giúp tính lượng C2H2 sinh ra khi điều chế + Hòa tan trong nước : 1,15 lít C2H2 + Hòa tan trong benzel : 4 lít C2H2 + Hòa tan trong dầu hỏa : 5,7 lít C2H2 + Hòa tan trong axeton : 23 lít C2H2 Sự hòa tan trong axeton được dùng nhiều trong công nghiệp: dùng chất bột xốp(than gỗ, sợi amiang, đá bọt) thấm ướt axeton để vào bình chứa, sau đó nén axetylen vào bình nhằm tăng lượng khí C2H2 trong bình chứa khí dự trữ và vận chuyển, giảm khả năng nổ. - Các tạp chất trong C2H2 + Không khí: làm tăng khả năng nổ, chỉ cho phép 0,5÷1,5% + Hơi nước: làm giảm nhiệt độ của ngọn lửa hàn + Hơi axeton(CH3COCH3): ảnh hưởng xấu đến quá trình hàn nên chỉ cho phép chứa 45 ÷ 50g/m3 C2H2 + PH3: là chất có hại vì tăng khả năng tự nổ của hỗn hợp, cho phép 0,09% + H2S: là chất có hại đến chất lượng mối hàn nên chỉ cho phép 0,08 ÷ 1,5% Khi hàn, người ta có thể dùng máy sinh khí di động đặt gần chỗ hàn, hoặc dùng đường ống dẫn khí từ trạm cố định. Ngoài ra, C2H2 còn được chứa trong các bình nạp sẵn dung tích 40lít, áp suất tối đa là 16at. 1.3.3. Kim loại phụ trợ và thuốc hàn a. Kim loại phụ trợ Kim loại phụ trợ dùng để bổ xung kim loại cho mối hàn. Kim loại phụ trợ cần đảm bảo một số yêu cầu : + Vật liệu giống vật liệu của vật hàn + Đường kính tương đương chiều dày vật hàn + Bề mặt phải sạch + Nhiệt nóng chảy nhỏ hơn so với của vật hàn + Không gây nên sự sôi và tạo bọt khí trong vùng hàn cũng như không đưa tạp chất vào mối hàn + Nên chọn loại dây có đường kính 0,3 ÷ 12mm Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam -4-
Loại dây Loại que b. Thuốc hàn Trong quá trình hàn, tất cả các kim loại và hợp kim của chúng đều có thể hợp với oxy của không khí và của ngọn lửa hàn để tạo ra các oxit. Để tránh cho kim loại hàn không bị oxy hóa và loại bỏ các oxit hình thành trong khi hàn, ta dùng thuốc hàn. Thuốc hàn trong hàn khí có nhiều loại, nhưng chúng phải đảm bảo các yêu cầu sau + Thuốc hàn có nhiệm vụ hoàn nguyên kim loại + Dễ chảy, nhiệt chảy nhỏ hơn so với của kim loại cơ bản và que hàn + Không tỏa khí độc hại và ảnh hưởng xấu đến mối hàn + Giữ được tính chất trong suốt quá trình hàn, rẻ tiền, dễ kiếm + Tác dụng của thuốc hàn là tránh sự oxy hóa mối hàn, loại bỏ các oxit kim loại tạo thành trong quá trình hàn + Tùy theo tính chất của kim loại hàn mà dung thuốc hàn có tính axit hay bazo Thành phần thuốc hàn đồng và hợp kim đồng (%) H2BO3 Na2B4O7 Na2HPO4 K3CO3 NaCl 100 - - - - - 100 - - - 50 50 - - - 25 75 - - - 35 50 - - - - 56 - 22 22 Thành phần thuốc hàn gang (%) Na2B4O7 Na2CO7 K3CO3 NaNO3 NaHCO3 100 - - - - 56 22 22 - - 23 27 - 50 - - 50 - - 50 Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam -5-
ξ2: Vận hành, sử dụng thiết bị hàn khí (2LT + 8TH) MỤC TIÊU - Kiến thức: + Trình bày đầy đủ cấu tạo và nguyên lý làm việc của bình sinh khí Axêtylen, mỏ hàn khí, van giảm áp, ống dẫn khí. - Kỹ năng: + Lắp mỏ hàn, ống dẫn khí, van giảm áp chai ôxy, bình sinh khí Axêtylen, bình chứa ga đảm bảo độ kín, thực hiện các thao tác lắp ráp trên thiết bị hàn khí chính xác theo yêu cầu kỹ thuật. + Điều chỉnh áp suất khí Axêtylen, khí ô -xy phù hợp với chiều dày và tính chất của vật liệu hàn. + Thực hiện đầy đủ các bước kiểm tra độ kín, độ an toàn của thiết bị hàn khí trước khi tiến hành hàn. - Thái độ: Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng NỘI DUNG 2.1. Dụng cụ, thiết bị hàn khí 2.1.1. Dụng cụ hàn khí Hình 2.1. Dụng cụ hàn khí 2.1.2. Thiết bị hàn khí 4 5 3 6 1 2 7 8 Hình 2.2. Sơ đồ trạm hàn khí 1. Bình chứa oxy 5. Khóa bảo hiểm 2. Bình chứa axetylen 6. Dây dẫn khí 3. van giảm áp 7. Mỏ hàn 4. Đồng hồ đo áp 8. Ngọn lửa hàn a, Bình chứa khí Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam -6-
Để đảm bảo an toàn, vận chuyển các loại khí, người ta sử dụng các loại bình chứa với dung tích khác nhau. Bình chứa được chế tạo từ thép tấm dày 4 ÷ 8mm bằng dập hoặc hàn. Dung tích bình là 40lít, chịu được áp suất tới 200at. Các bình chứa khí nén, khí lỏng hay khí hòa tan đều được chế tạo từ các ống không có mối hàn bằng thép cacbon và thép hợp kim. Trên các bình chứa có cổ bình hình côn tạo ren để lắp van khóa. Mỗi loại khí có một kiểu van riêng để tránh lắp nhầm van oxy và bình axetylen và ngược lại. - Bình chứa oxy được sơn màu xanh hoặc xanh da trời, chứa lượng khí có áp suất 150at. Oxy phải dùng đúng mục đích, các phần nối và làm kín của thiết bị chứa oxy, các ống dẫn oxy phải không dính chất dầu mỡ, bụi bẩn, sơn. Ở các trạm hàn, bình oxy được giữ thẳng đứng, khi vận chuyển Bảng 2.1. Bình chứa oxy dạng khí Kiểu Thể tích bình (lít) Áp suất (Mpa) Lượng oxy(Lít) 50 50 20 10.000 40 40 15 6.000 10 10 20 2.000 Bình chứa oxy Bình chứa axetylen Hình 2.3. Bình chứa khí - Bình chứa axetylen chứa được áp suất khí tối đa 16at, sơn màu trắng. Khi sử dụng bình tránh va đập mạnh hoặc để nóng quá, không nên đặt nằm ngang, tránh bụi bẩn bám vào các bộ điều áp. Bảng 2.2. Áp suất theo nhiệt độ 0 Nhiệt độ C -5 0 5 10 15 20 25 30 35 Áp suất, MPa 1.34 1.4 1.5 1.65 1.8 1.9 2.15 2.35 2.6 Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam -7-
Bảng 2.3. Bình thép chứa axetylen hòa tan Chất độn độ Chất độn độ xốp xốp bình thường cao Dung tích(l) 20 40 20 40 50 Lượng C2H2(kg) 3 6.3 4 8 10 Lượng C2H2(l) 3000 6000 4000 8000 10000 Áp suất ở 1.8 1.8 1.8 1.9 1.9 150(MPa) Lượng axeton 6 13 8 16 20 Lượng khí hút ra (l/h) Hoạt động cấp thời 1000 Hoạt động kéo dài 500 – 700 b. Thùng điều chế axetylen Thùng điều chế là thiết bị thực hiện phản ứng điều chế C2H2, dùng khi không có bình chứa khí, xa nơi sản xuất C2H2. Hiện nay có rất nhiều loại bình sinh khí khác nhau, mỗi loại chia ra các kiểu khác nhau nhưng đều cấu tạo bởi các bộ phận sau : - Buồng sinh khí - Thùng chứa khí - Thiết bị kiểm tra và an toàn Các bộ phận trên có thể bố trí thành một kết cấu chung hay lắp riêng rồi nối với nhau bằng ống dẫn - Phân loại: + Theo năng suất : 0,8 ; 1,25 ; 2 ; 3,2 ; 5 ; 10 ; 20 ; 80 (m3/h) + Theo cách lắp đặt : loại di động và cố định + Theo hệ thống điều chỉnh và theo sự tác dụng của nước với đất đèn - Yêu cầu: + Năng suất phải phù hợp với lượng tiêu thụ khí C2H2 + Máy phải kín, bộ phận thu khí phải đủ lớn để khi ngưng lấy khí thì axetylen không tỏa ra ngoài + Máy lưu động gọn nhẹ dễ vận hành và sử dụng - Các loại thùng điều chế: + Loại đá rơi vào nước Đất đèn chứa trong phễu rơi xuống nước theo cửa có nón điều chỉnh. Sau khi tác dụng với nước cho C2H2 theo ống ra đi ra mỏ hàn còn Ca(OH)2 lọt xuống đáy để tháo ra ngoài Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam -8-
Loại này CaC2 phân hủy tốt, hiệu suất sử dụng cao (95%), C2H2 nguội lạnh tốt và sạch nhưng đòi hỏi đất đèn có độ hạt đều, cần lượng nước nhiều để làm nguội và rửa sạch khí nên kích thước bình lớn chỉ PhÔu 3 dung khi cần năng suất lớn hơn 20 (m /h) và đặt cố định. Cöa Nãn ®iÒu chØnh + Loại nước rơi vào đá èng ra Đất đèn chứa trong buồng 2. Nước trong phễu 4 rơi xuống nhờ khóa 5, C2H2 Thïng sinh ra được làm nguội do buồng 2 đặt trong nước và theo vòi 6 đi ra ngoài mỏ hàn. Loại này kết cấu đơn giản, dễ chế tạo dùng được CaC2 với độ hạt khác nhau sử dụng dễ dàng thuận tiện, cần ít Nót nước Hình 2.4. Loại đá rơi vào nước Hình 2.5. Loại nước rơi vào đá Hình 2.6. Loại đá nước tiếp xúc 1. Ống dẫn khí ra 1. Nước 2. Đá 2. Đá 3. Giá đỡ đá 3. Ống dẫn khí ra 4. Phễu cấp nước 5. Van điều chỉnh lưu lượng nước 4. Giá đỡ đá + Loại đá nước tiếp xúc Đất đèn để trên sàng 7 tiếp xúc với nước ở buồng phải do buồng trái có mực nước cao hơn. Khi áp lực khí tăng lên sẽ đẩy nước sang buồng trái làm giảm tiếp xúc của đá với nước. Loại này đơn giản, sử dụng thuận tiện tuy nhiên có khuyết điểm là C2H2 nóng nên chỉ dung khi năng suất < 10m3/h + Loại hỗn hợp Là sự kết hợp loại nước rơi vào đá và đá tiếp xúc nước c. Khóa bảo hiểm Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam -9-
Là thiết bị bảo vệ cho thùng điều chế axetylen và các ống dẫn khí không bị cháy nổ khi có ngọn lửa cháy ngược. Hiện tượng này xảy ra khi tốc độ cháy của O2 + C2H2 lớn hơn tốc độ cung cấp khí. Để tránh hiện tượng ngọn lửa cháy ngược theo ống dẫn trở về bình điều chế gây ra nổ người ta dùng khóa bảo hiểm. Tốc độ cung cấp càng giảm khi : tăng đường kính lỗ mỏ hàn, giảm áp lực và lượng tiêu hao khí, ống dẫn khí bị tắc… Tốc độ cháy càng tăng khi : tăng lượng ôxy, nhiệt độ khí cao, môi trường hàn khô ráo và nhiệt độ cao… - Yêu cầu chủ yếu của khóa bảo hiểm: + Ngăn cản lửa cháy ngược và xả hỗn hợp cháy ra ngoài + Có độ bền ở áp suất cao khi khí cháy + Giảm khả năng cản thủy lực dòng khí + Tiêu hao nước ít khi dòng khí chạy qua + An toàn, dễ kiểm tra, sửa chữa - Phân loại như sau : + Theo kết cấu : Loại hở và loại kín + Theo khả năng khí vận chuyển : Loại đơn giản, lượng khí tiêu hao : 0,8 ; 1,25 ; 2 ; 3,2m3/h Loại lớn, lượng khí tiêu hao: 5 ÷ 10 ; 20 ÷35 ; 50 ÷ 75m3/h Khóa bảo hiểm được đặt giữa thùng điều chế axetylen hoặc giữa ống dẫn axetylen và mỏ cắt. Dưới đây giới thiệu hai loại khóa kiểu hở và kiểu kín - Kiểu hở : a. Kiểu hở b. Kiểu kín Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý khóa bảo hiểm 1. Ống dẫn khí vào ; 2. Ống dẫn khí ra ; 3. Van chỉnh mức nước 4. Ống thoát khí ; 5. Van ; 6. Van an toàn Dùng cho bình áp lực thấp. Khí C2H2 được dẫn vào qua ống 1 đi qua nước vào ngăn chứa khí tới ống 2 vào mỏ cắt. Khi có lửa quặt, áp suất trên mặt nước của khóa Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 10 -
tăng lên đẩy nước dâng lên trong ống 1 chặn không cho khí đi vào bình đồng thời mực nước hạ xuống miệng ống 4 hở ra khí qua ống thoát ra ngoài - Kiểu kín : dùng cho bình áp lực trung bình. Khi C2H2 dẫn vào qua ống 2 đẩy viên bi lên và đi qua van ra ống 1 đến mỏ cắt. Khi có lửa quặt áp lực khí tăng lên đẩy viên bi xuống khóa van. Nếu áp suất vượt quá giá trị cho phép thì van chặn 6 bị phá và khí thoát ra ngoài. d. Van giảm áp Van giảm áp gắn ở đầu bình chứa khí dùng để giảm áp suất và điều chỉnh lưu lượng tiêu hao khí nén từ áp suất cao tới áp suất cần dùng và duy trì theo giá trị không đổi đáp ứng yêu cầu làm việc và yêu cầu an toàn Van giảm áp oxy để điều chỉnh áp suất từ 150at xuống khoảng 1 ÷ 1,5at Van giảm áp axetylen để điều chỉnh áp suất từ 150at xuống 0,05 ÷ 1,5at Van giảm áp được phân loại : - Theo nguyên lý làm việc : van kiểu thuận và van kiểu nghịch - Theo khí : van axetylen, van oxy, van metal Dưới đây trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của van kiểu thuận 10 4 11 2 3 9 1 5 8 6 7 Hình 2.7. Van kiểu nghịch 1. Buồng áp lực cao ; 2. Nắp van ; 3. Nắp an toàn ; 4. Áp kế . 5. Buồng áp lực thấp 6. Lò xo ; 7.Tay vặn ; 8. Màng ; 9. Trục ; 10. Áp kế ; 11. Lò xo Khí nén áp suất cao từ bình chứa theo ống (1) đi vào buồng áp lực cao, sau đó đi qua khe hở giữa nắp van (2) và gờ van để vào buồng áp lực thấp (5). Vì dung tích buồng áp lực cao nhỏ hơn buồng áp lực thấp nên áp suất giảm đến áp suất làm việc và được dẫn đến mỏ. Muốn áp suất buồng (5) cao hay thấp ta điều chỉnh khe hở nắp van (2) và gờ van. Vặn vít (7) theo chiều tiến làm cho lò xo (6) đẩy màng (8), cần (9) và Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 11 -
đẩy nắp van (2) đi lên làm tăng áp suất buồng (5). Quá trình điều chỉnh tự động được thực hiện khi lượng tiêu thụ khí ít đi, áp suất trong buồng (5) tăng đủ lớn để thắng được lực ép của lò xo (6), van (2) đi xuống làm giảm lưu lượng khí vào buồng (5) e. Mỏ hàn Mỏ hàn khí là dụng cụ chủ yếu để hàn khí, nó có nhiệm vụ nhận khí O2 và C2H2 từ bình chứa đến buồng hỗn hợp đưa ra mỏ hàn tạo thành ngọn lửa cung cấp nhiệt cho quá trình hàn. Mỏ hàn cần phải an toàn và ổn định thành phần ngọn lửa, nhẹ và thuận tiện khi sử dụng, dễ điều chỉnh thành phần và công suất của ngọn lửa. Mỏ hàn có nhiều loại khác nhau nhưng chủ yếu là hai loại: kiểu hút và kiểu đẳng áp Hình 2.8. Mỏ hàn a. Kiểu hút b. Kiểu đẳng áp 1. Đầu dẫn khí cháy ; 2. Đầu dẫn oxy ; 3. Van chỉnh C2H2 4. Van chỉnh oxy ; 5. Buồng hút ; 6. Đầu mỏ hàn - Mỏ hàn kiểu hút: sử dụng khi hàn với áp suất khí C2H2 thấp và trung bình. Khí oxy có áp suất 1÷ 4at theo ống dẫn (2), còn khí C2H2 có áp suất 0,01 ÷ 1,2at theo ống dẫn (1). Khi dòng oxy phun ra đầu miệng phun (5) với tốc độ lớn tạo nên một vùng chân không hút khí C2H2 theo ra buồng hỗn hợp. Tại đây, hai khí được hòa trộn rồi theo ống dẫn ra mỏ hàn. Theo nguyên lý này thì van oxy phải được mở trước. Điều chỉnh lưu lượng khí nhờ các van (3) và (4). Nhược điểm của mỏ hàn kiểu hút là thành phần hỗn hợp cháy không ổn định. - Mỏ hàn kiểu đẳng áp: O2 và C2H2 được đưa vào với cùng áp suất. Loại này có kết cấu đơn giản, cháy ổn định, dễ hàn song phải đảm bảo điều kiện ổn định của áp suất khí đi ra mỏ hàn. f. Ống dẫn khí Các ống dẫn khí được chế tạo bằng cao su nhiều lớp, tính đàn hồi và chống rò rỉ cao, phải đủ độ bền, chịu áp suất cao, mềm nhưng không bị gập. Tiêu chuẩn quy định dây dẫn oxy có màu xanh, dây dẫn axetylen có màu đỏ để phân biệt. Các đầu nối phải đảm bảo độ kín và tính an toàn cao Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 12 -
Đường kính trong của ống thỏa mãn với lượng khí cần dùng, thường chọn theo dãy sau: 6,3 ; 8 ; 9,5 ; 10 ; 12 ; 12,5 ; 16 ; 19mm. Để mỏ hàn làm việc bình thường, chiều dài ống không được vượt quá 10 ÷ 14m vì khi tăng chiều dài ống, áp suất hạ xuống khá nhiều. 2.2. Lắp ráp thiết bị hàn khí 2.2.1 Lắp van giảm áp a. Thổi sạch bụi bẩn trước khi lắp - Quay cửa xả khí về phía trái người thao tác - Mở và đóng nhanh khóa đầu bình từ 2 – 3 lần để thổi sạch bụi bẩn b. Lắp van giảm áp - Kiểm tra gioăng của van giảm áp - Lắp van giảm áp, để nghiêng 450 - Xiết chặt gá kẹp sao cho đầu vào khí của van và lỗ ra của bình khí đồng trục để tránh khí rò gỉ c. Kiểm tra rò khí - Dùng nước xà phỏng kiểm tra rò khí - Kiểm tra các bộ phận: + Van bình khí + Chỗ lắp van giảm áp với bình khí Hình 2.9. Lắp van giảm áp + Chỗ lắp ghép giữa vít điều chỉnh và thân van giảm áp + Chỗ lắp đồng hồ đo áp suất 2.2.2 Lắp ống dẫn khí - Lắp ống dẫn khí oxy vào đầu van giảm áp oxy và dầu vào oxy của mỏ hàn - Kiểm tra độ hút: + Mở van axetylen rồi van oxy + Kiểm tra độ hút khí tại điểm nối dây axetylen trên mỏ hàn + Đóng van oxy và van axetylen - Lắp ống dẫn khí axetylen vào đầu van giảm áp axetylen và dầu vào axetylen của mỏ hàn Chú ý: Ống dẫn khí axetylen màu đỏ, ống dẫn khí oxy màu xanh - Xiết chặt các đầu nối bằng vòng hãm Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 13 -
a. Lắp ống dẫn khí oxy b. Lắp ống dẫn khí axetylen Hình 2.10. Lắp ống dẫn khí 2.2.3. Điều chỉnh áp suất hàn a. Điều chỉnh áp suất khí oxy - Không đứng phía trước van giảm áp - Dùng mỏ lết quay nhẹ ½ vòng khóa đầu bình ngược chiều kim đồng hồ - Quan sát đồng hồ áp suất cao, mở đến khi đạt trị số áp suất yêu cầu - Quay nhẹ vít chỉnh van giảm áp theo chiều kim đồng hồ đến chỉ số 1,5kg/cm2 - Dùng xà phòng kiểm tra rò khí b. Điều chỉnh áp suất khí axetylen - Không đứng phía trước van giảm áp - Dùng mỏ lết quay nhẹ ½ vòng khóa đầu bình ngược chiều kim đồng hồ - Quan sát đồng hồ áp suất cao, mở đến khi đạt trị số áp suất yêu cầu - Quay nhẹ vít chỉnh van giảm áp theo chiều kim đồng hồ đến chỉ số 0,15kg/cm2 - Dùng xà phòng kiểm tra rò khí 2.2.4 Kiểm tra an toàn trước khi hàn a. Kiểm tra rò khí - Kiểm tra tại các phần lắp ghép - Kiểm tra lắp ghép bép hàn vào đầu mỏ hàn b. Kiểm tra hiện trường - Vị trí hàn cách xa bình chứa khí, các chất dễ cháy, dễ nổ Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 14 -
Bài 3. Hàn mối hàn giáp mối (1LT + 14TH) MỤC TIÊU Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng: - Kiến thức: + Trình bày được các thông số chế độ hàn của hàn khí - Kỹ năng: + Chọn vật liệu và chế độ hàn khí + Vận hành và sử dụng thiết bị hàn khí + Hàn mối hàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Thái độ: Có tinh thần tự giác, thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng NỘI DUNG 3.1. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn, vật liệu hàn, phôi hàn - Thiết bị, dụng cụ: Bình chứa khí oxy, axetylen, dây dẫn, mỏ hàn - Vật liệu hàn: Khí oxy, axetylen và dây hàn 1,6 - Phôi hàn: thép tấm CT3 3.2. Tính chế độ hàn khí 3.2.1. Góc nghiêng của mỏ hàn Chiều dày vật hàn càng lớn thì góc nghiêng càng lớn. Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào nhiệt độ chảy và tính dẫn nhiệt của kim loại. Nhiệt chảy càng cao, tính dẫn nhiệt càng lớn thì góc nghiêng càng cao Hình 3.1. Góc nghiêng mỏ hàn Góc nghiêng mỏ hàn có thể thay đổi trong quá trình hàn. Lúc đầu để nung nóng kim loại được tốt và hình thành mối hàn nhanh, góc nghiêng mỏ hàn có trị số lớn nhất. Lúc gần kết thúc, để mối hàn điền đầy và tránh sự chảy kim loại, phải giảm góc nghiêng của mỏ hàn để ngọn lửa trượt trên bề mặt các chi tiết. Hình 3.2. Thay đổi góc nghiêng mỏ hàn Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 15 -
3.2.2. Công suất ngọn lửa Công suất ngọn lửa tính bằng lượng khí tiêu hao trong một giờ, phụ thuộc vào chiều dày và tính chất nhiệt, lý của kim loại. Kim loại càng dày, nhiệt chảy, tính dẫn nhiệt càng cao thì công suất ngọn lửa càng lớn. Công suất của ngọn lửa khi hàn phải cao hơn hàn trái. Khi hàn thép ít cacbon và hợp kim thấp, đồng thau, đồng thanh, hợp kim nhôm, công suất ngọn lửa tính theo công thức VC2 H 2 = (100 ÷ 120)S (lít/h) khi hàn trái VC2 H 2 = (120 ÷ 150)S (lít/h) khi hàn phải S : chiều dày kim loại hàn (mm) Khi hàn đồng đỏ, do tính dẫn nhiệt lớn nên cống suất ngọn lửa tính theo : VC2 H 2 = (150 ÷ 200)S (lít/h) Phải căn cứ vào công suất ngọn lửa để chọn số hiệu mỏ hàn cho phù hợp 3.2.3. Đường kính que hàn phụ Khi hàn các chi tiết mỏng gấp mép thì không cần sử dụng que hàn phụ còn trong những trường hợp khác phải dùng que hàn phụ để bổ sung kim loại cho mối hàn. Đường kính que hàn phụ thuộc vào vật liệu và phương pháp hàn, khi hàn trái đường kính que hàn lớn hơn hàn phải. Khi hàn các chi tiết có chiều dày đến 15mm, có thể chọn theo công thức kinh nghiệm sau; S Hàn trái : d = + 1 2 S Hàn phải : d = 2 Khi vật hàn có S > 15mm, d = 6 ÷ 8mm Thông thường que hàn phụ có dạng dây, đường kính từ 0,3 đến 12mm 3.2.4. Chuyển động của mỏ hàn và que hàn Chuyển động của mỏ hàn và que hàn ảnh hưởng rất lớn đến sự tạo thành mối hàn. Căn cứ vào vị trí mối hàn trong không gian, chiều dày vật hàn, yêu cầu kích thước mối hàn để chọn chuyển động cho hợp lý. Hàn các mối hàn sấp bằng phương pháp hàn trái (không vát mép), khi S < 3mm hoặc lớn hơn một chút bằng phương pháp hàn phải, chuyển động thường dùng nhất như hình dưới: Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 16 -
Khi hàn góc nên chọn chuyển động của que hàn và mỏ hàn: Khi hàn có vát mép, mỏ hàn nằm sâu trong rãnh hàn nên dao động ngang do que hàn thực hiện Những chi tiết mỏng có uốn mép, khi hàn không cần sử dụng que hàn phụ để bổ sung cho nó. Chuyển động của mỏ hàn trong trường hợp này nên thực hiện theo hình xoắn ốc hay dạng hình sin 3.3. Lấy lửa và chọn ngọn lửa hàn Sử dụng ngọn lửa trung tính 3.4. Kỹ thuật hàn giáp mối ở các vị trí hàn khác nhau 3.4.1. Phương pháp hàn a. Hàn trái Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 17 -
Ngọn lửa hướng về phía chưa hàn, que hàn đi trước, mỏ hàn đi sau cùng di chuyển từ phải qua trái. Ngọn lửa không hướng vào vũng hàn do đó nhiệt tập trung ít hơn, vũng hàn ít được xáo trộn và xỉ khó nổi lên. Ngoài ra việc bảo vệ mối hàn không tốt, tốc độ nguội của kim loại lớn Ưu điểm : + Bề mặt mối hàn nhẵn, có vẩy nhẹ + Sự gia nhiệt ít + Thích hợp cho chi tiết dày đến 3mm Nhược điểm : + Tổn thất nhiệt nhiều + Sự kiểm soát độ ngấu của mối hàn kém + Tác dụng bảo vệ của ngọn lửa kém b. Hàn phải Mỏ hàn và que hàn di chuyển từ trái sang phải, mỏ hàn đi trước que hàn đi sau. Ngọn lửa luôn hướng vào bể hàn nên hầu hết nhiệt lượng được tập trung làm nóng chảy kim loại Ưu điểm : + Gia nhiệt đầy đủ + Hàn ngấu tốt + Tốc độ nguội chậm + Tác dụng bảo vệ của ngọn lửa tốt + Ứng suất dư nhỏ, giảm biến dạng và mối hàn không bị nứt Nhược điểm : + Bề mặt mối hàn thường có vảy, độ nhấp nhô khó kiểm soát + Không dùng cho mối hàn chiều dày dưới 3mm Chọn phương pháp hàn nào là phụ thuộc vào chiều dày vật hàn và vị trí mối hàn trong không gian. Thực tế chứng minh khi hàn vật có chiều dày S > 3mm nên dùng hàn phải, S < 3mm nên dùng hàn trái Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 18 -
3.4.2 Hàn giáp mối ở vị trí bằng a. Hàn đính - Đặt hai phôi lên tấm phẳng rồi đính ở hai đầu - Sau khi đính dùng búa gõ nhẹ để khử biến dạng b. Tiến hành hàn - Kê phôi lên bàn hàn sao cho để khoảng trống ở giữa cho mối hàn - Nghiêng mỏ hàn góc 450 và nghiêng que hàn phụ góc 300 - Di chuyển mỏ hàn và que hàn đều tay trên toàn bộ đường hàn 3.4.3. Hàn giáp mối ở vị trí đứng Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 19 -
- Phương pháp hàn giống như khi hàn bằng - Góc độ như hình vẽ Trong trường hợp mối hàn có hiện tượng chảy xệ ta phải tiến hành giảm bớt nhiệt cho bể hàn bằng cách đưa mỏ hàn ra xa nhưng phải đảm bảo mối hàn nằm trong vùng bảo vệ của ngọn lửa hàn, sau đó lại tiếp tục hàn. Tốt nhất là đưa que hàn ra xa khoảng 5mm để bảo đảm mối hàn được bảo vệ. 3.4.4. Hàn giáp mối ở vị trí ngang 3.4.5. Hàn giáp mối ở vị trí ngửa 3.5. Kiểm tra chất lượng mối hàn. - Kiểm tra độ thẳng của mối hàn - Kiểm tra hình dạng mối hàn - Kiểm tra phần kim loại đắp và chiều rộng mối hàn - Kiểm tra điểm đầu và điểm cuối của mối hàn Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 20 -