Giáo trình thực hành hàn cơ bản (nghề vẽ và thiết kế trên máy tính trung cấp)

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI

NGUYỄN VĂN KHANH (Chủ biên)
LÊ TRỌNG HÙNG - PHẠM HUY HOÀNG

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH HÀN CƠ BẢN
Nghề: Vẽ và thiết kế trên máy tính
Trình độ: Trung cấp
(Lưu hành nội bộ)

Hà Nội - Năm 2021


LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của khoa học cơng 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 về số lượng và chất lượng đóng góp cho sự nghiệp cơng nghiệp
hóa-hiện đại hóa đất nước. Việc biên soạn tài liệu chuyên môn nhằm đáp ứng
yêu cầu về tài liệu học tập cho HSSV, tài liệu tham khảo cho giáo viên, tạo tiếng
nói chung trong q trình đào tạo, phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế và đáp ứng
yêu cầu sản xuất thực tế là một điều cần thiết.
Nhằm đáp ứng nhu cầu về tài liệu học tập và giảng dạy nghề Vẽ thiết kế
trên máy tính. Căn cứ vào chương trình khung của Tổng cục dạy nghề và điều
kiện thực tế giảng dạy của nhà trường. Giáo trình ‘’Mơđun: Thực hành hàn cơ
bản’’ được biên soạn theo hướng tích hợp giữa lý thuyết và thực hành. Giúp cho
Học sinh - Sinh viên vận dụng ngay lý thuyết vào thực tiễn, góp phần nâng cao
chất lượng đào tạo.
Giáo trình được biên soạn trên cơ sở lựa chọn các kiến thức trong các tài
liệu chuyên ngành song vẫn đảm bảo tính kế thừa những nội dung đang được
giảng dạy ở trường. Nội dung giáo trình gồm những kiến thức cơ bản về hàn hồ

quang tay và hàn trong mơi trường khí bảo vê.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong q trình biên soạn, song chắc chắn
khơng thể tránh được những thiếu sót. Chúng tơi rất mong được sự đóng góp ý
kiến của đồng nghiệp, để giáo trình được hồn chỉnh hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2021
Chủ biên

1


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................... 1
MỤC LỤC ............................................................................................................ 2
Chương 1 Nội qui xưởng thực tập-Qui tắc an toàn ......................................... 6
1.1 Nội qui xưởng thực tập ............................................................................. 6
1.1.1 Trước khi thực tập ................................................................................ 6
1.1.2 Trong khi thực tập ................................................................................ 6
1.1.3 Kết thúc buổi thực tập .......................................................................... 7
1.1.4 Yêu cầu ................................................................................................. 7
1.2. Qui tắc về an toàn ..................................................................................... 7
1.2.1 An toàn về điện .................................................................................... 7
1.2.2 An toàn với tia hồ quang, kim loại bắn tóe và tiếng ồn ....................... 8
1.2.3 An tồn về cháy nổ............................................................................... 8
1.2.4 An tồn đối với khói hàn, khí hàn ........................................................ 9
1.2.5 Các chú ý trang bị an toàn khi hàn ..................................................... 10
Chương 2 Hàn hồ quang tay (SMAW)............................................................ 11
2.1 Hồ quang hàn........................................................................................... 11
2.1.1 Cấu tạo mối hàn và tổ chức kim loại mối hàn ................................... 11
2.1.2 Kích thước thẳng của khu vực ảnh hưởng nhiệt ................................ 16

2.1.3 Hồ quang điện .................................................................................... 17
2.2 Thiết bị và vật liệu hàn ........................................................................... 28
2.2.1 Yêu cầu đối với máy hàn ................................................................... 28
2.2.2 Máy hàn điện xoay chiều .................................................................. 30
2.2.3 Máy hàn điện một chiều ..................................................................... 34
2.2.4 Sử dụng - bảo quản thiết bị - dụng cụ nghề hàn ............................... 38
2.2.5 Điện cực hàn...................................................................................... 39
2.3 Kỹ thuật hàn ............................................................................................ 54
2.3.1 Vị trí các loại mối hàn và chuẩn bị liên kết hàn................................. 54
2.3.2 Chế độ hàn.......................................................................................... 65
2.3.3 Kỹ thuật hàn ở các vị trí khác nhau.................................................... 69
2


2.4 Khuyết tật mối hàn và phương pháp kiểm tra ..................................... 77
2.4.1 Những khuyết tật và biện pháp khắc phục ......................................... 77
2.4.2. Phương pháp kiểm tra mối hàn ......................................................... 82
Thực hành hàn ............................................................................................... 85
Câu hỏi và bài tập........................................................................................ 107
Chương 3 Hàn MAG/CO2.............................................................................. 111
3.1. Khái niệm chung về hàn trong môi trường khí bảo vệ..................... 111
3.1.1 Các phương pháp hàn trong mơi trường khí bảo vệ ........................ 111
3.2. Ngun lý và phạm vi ứng dụng của phương pháp hàn MIG, MAG
....................................................................................................................... 111
3.2.1 Nguyên lý hàn MIG, MAG .............................................................. 111
3.2.2 Phạm vi ứng dụng ............................................................................ 112
3.3. Thiết bị - dụng cụ hàn MIG, MAG..................................................... 113
3.3.1 Thiết bị hàn....................................................................................... 113
3.3.2 Dụng cụ hàn ..................................................................................... 118
3.4. Vật liệu hàn MIG, MAG ...................................................................... 119

3.4.1 Dây hàn ............................................................................................ 119
3.4.2 Khí bảo vệ. ....................................................................................... 122
3.5. Sự chuẩn bị kim loại hàn và kích thước mối hàn.............................. 125
3.6. Kĩ thuật hàn .......................................................................................... 126
3.6.1 Phương pháp gây hồ quang .............................................................. 126
3.6.2 Các chuyển động khi hàn ................................................................. 126
3.6.3 Chế độ hàn........................................................................................ 127
3.6.4 Kĩ thuật khởi đầu, nối mối, kết thúc................................................. 131
3.7. Kĩ thuật hàn ở các vị trí trong không gian ........................................ 131
3.7.1 Hàn bằng .......................................................................................... 131
3.7.2 Hàn ngang ........................................................................................ 135
3.7.3 Hàn đứng .......................................................................................... 135
3.7.4 Hàn ngửa .......................................................................................... 136
3.8. Các khuyết tật mối hàn ........................................................................ 139
3


3.8.1 Rỗ khí trong mối hàn........................................................................ 139
3.8.2 Khơng ngấu ...................................................................................... 141
3.8.3 Chảy tràn .......................................................................................... 141
3.8.4 Khuyết cạnh mối hàn ....................................................................... 142
3.8.5 Lỗi kết dính do bể hàn dịch chuyển về phía trước ........................... 143
Thực hành hàn ............................................................................................. 145
Câu hỏi và bài tập........................................................................................ 161
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 162

4


CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN

Tên mơ đun: Thực hành hàn cơ bản
Mã số mô đun: MĐ14
Thời gian mô đun: 60 giờ

(LT: 8 giờ; TH: 47 giờ; KT: 5 giờ)

I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN:
- Vị trí:
Là Mơ đun được bố trí giảng dạy sau mơn học MH07÷MH17 hoặc song
song với các mơn học/mơ đun đào tạo nghề.
- Tính chất:
Nâng cao khả đa dạng về năng kỹ năng nghề của HSSV khi tham gia q
trình sản xuất
II. MỤC TIÊU MƠ ĐUN:
+ Sử dụng thành thạo các thiết bị, dụng cụ liên quan đến công việc hàn;
+ Vận hành máy hàn, mỏ hàn đúng trình tự, yêu cầu kỹ thuật và an toàn
+ Thực hiện được kỹ năng hàn hồ quang tay, hàn MAG/CO2
+ Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong thực hành Hàn cơ bản
+ Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên
III. NỘI DUNG MÔ ĐUN:
1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:
Số
TT

Tên các bài trong mô đun

1
2
3
4

Nội qui xưởng thực tập và qui tắc an toàn
Hàn hồ quang tay (SMAW)
Hàn MAG/CO2
Kiểm tra kết thúc mô đun
Cộng:

5

Tổng
số
1
32
24
3
60

Thời gian
Lý
Thực
thuyết hành
1
0
4
27
3
20
8

47

Kiểm
tra*
0
1
1
3
5


Chương 1
Nội qui xưởng thực tập-Qui tắc an toàn
Mục tiêu của bài
- Trình bày được các nội quy trong xưởng thực tập, các qui tắc an toàn;
- Thực hiện đúng nội quy, quy định tại xưởng thực tập;
- An toàn lao động - Vệ sinh công nghiệp.
1.1 Nội qui xưởng thực tập
1.1.1 Trước khi thực tập
- Những người khơng có nhiệm vụ không vào xưởng thực hành.
- Giảng viên, Giáo viên, Học sinh-Sinh viên phải có mặt tại xưởng thực
hành trước giờ học từ 5 đến 10 phút để kiểm tra tình trạng cơ sở vật chất, trang
thiết bị, dụng cụ, vật tư… nhận bàn giao xưởng thực hành và ghi sổ giao ca. Nếu
phát hiện trang thiết bị hỏng, mất thì phải báo ngay cho bộ phận quản lý.
- Giáo viên, Học sinh-Sinh viên phải có đầy đủ bảo hộ lao động, đeo thẻ
theo quy định, quần áo đầu tóc gọn gàng.
1.1.2 Trong khi thực tập
- Thực hiện các công việc khi đã được giáo viên hướng dẫn, phân công,
không làm việc riêng.
- Học sinh thực tập trong xưởng nếu cần ra hoặc vào xưởng thực tập phải
được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn.

- Trước khi sử dụng các thiết bị trong xưởng phải kiểm tra an tồn. Tuyệt
đối khơng được tự ý sử dụng nếu thấy khơng an tồn và khơng được sự đồng ý
của giáo viên hướng dẫn.
- Người sử dụng các thiết bị có trong xưởng thực tập phải được hướng dẫn
về kỹ thuật an tồn, qui trình sử dụng thiết bị đó.
- Trước khi sử dụng các thiết bị trong xưởng phải kiểm tra an tồn. Tuyệt
đối khơng được tự ý sử dụng nếu thấy khơng an tồn và khơng được sự đồng ý
của giáo viên hướng dẫn.
- Không tự ý bỏ ra ngoài gây mất trật tự, đùa nghịch đi lại lộn xộn và xả rác
bừa bãi.
- Cấm uống rượu, bia, hút thuốc lá, nhai kẹo cao su… Sử dụng hung khí,
chất gây cháy nổ. Nghỉ học phải có giấy phép, có lý do chính đáng. Nghỉ ốm
phải có giấy xác nhận của Y Bác sỹ.
6


- Tuyệt đối không tự ý đem các thiết bị, dụng cụ… ra khỏi xưởng thực
hành khi chưa được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn hoặc người quản lý.
- Khi ngừng thực tập hoặc mất điện phải ngắt cầu dao điện vào máy hoặc
các thiết bị đang sử dụng.
- Trong khi sử dụng các thiết bị, dụng cụ mới hiện đại nếu có hiện tượng
khác nạ như có tiếng kêu khác thường, mất mát, hỏng hóc....phải ngừng hoạt
động đồng thời báo cho giáo viên hướng hoặc người có trách nhiệm giải quyết.
- Khi để xảy ra mất an toàn lao động cho người, thiết bị phải ngắt điện, cấp
cứu người bị nạn (nếu có); giữ nguyên hiện trường và báo ngay cho giáo viên
hướng dẫn hoặc người có trách nhiệm giải quyết;
- Bảo vệ tài sản trang thiết bị trong phòng học (xưởng thực hành). Khi làm
hỏng dụng cụ, trang thiết bị… tùy theo mức độ nặng nhẹ, phải bồi thường theo
quy định của nhà trường.
1.1.3 Kết thúc buổi thực tập

- Ngắt điện vào máy, lau sạch sẽ các trang thiết bị dụng cụ… và cho dầu
mỡ vào những chỗ cần thiết của thiết bị, dụng cụ.
- Vệ sinh phong học, xưởng thực hành (gồm nền nhà, bảng, bàn ghế, tường, cửa
kính…) sạch sẽ; tắt đèn, quạt, khóa cửa và bàn giao xưởng cho người quản lý.
1.1.4 Yêu cầu
Giảng viên, Giáo viên và Học sinh-Sinh viên phải thực hiện nghiêm túc các
điều Nội quy trên.
1.2. Qui tắc về an toàn
1.2.1 An toàn về điện
- Trước khi nối máy với nguồn điện cần phải kiểm tra các thiết bị, hệ thống
bảo vệ. Các thiết bị dây dẫn phải chịu được dòng tối đa (dây cáp nguồn, dây cáp
hàn…);
- Máy phải có dây nối đất. Nếu máy nối thường xuyên với nguồn điện thì
dây nối đất phải nối liên tục để tránh điện giật;
- Khi máy nghỉ làm việc phải để cơng tắc nguồn của máy ở vị trí số 0;
- Thường xuyên kiểm tra độ cách điện của các thiết bị như: Phích cắm, dây
dẫn điện, đầu nối, mỏ cặp, mỏ hàn…;
- Không để các kim loại, vật sắc nặng chạm đè vào hệ thống dây dẫn, ống dẫn.
- Trước khi tiến hành kiểm tra, bảo dưỡng, máy phải được ngắt ra khỏi
nguồn điện.
7


- Không được chạm vào các phần dẫn điện;
- Không sử dụng dây cáp bị gãy, đứt, hỏng lớp cách điện, dây nhỏ hơn kích
cỡ cho phép;
- Máy hàn phải có đầy đủ các biển hiệu và vỏ máy.
1.2.2 An tồn với tia hồ quang, kim loại bắn tóe và tiếng ồn
Trong quá trình hàn điện hồ quang sinh ra tia tử ngoại, tia hồng ngoại
và những tia sáng thông thường rất mạnh. Tất cả những tia sáng đó tùy theo mức

độ khác nhau nhưng điều có hại cho sức khỏe con người. Đồng thời những hạt
kim loại bắn ra, những vật hàn nóng bỏng đều có thể làm cho thợ hàn bị bỏng
hoặc xảy ra những vụ cháy lớn. Dơ đó trong khi thao tác cần có những biện pháp
an toàn sau đây:
- Khi làm việc cần trang bị đầy đủ bảo hộ lao động: Mặt nạ hàn cùng với
kính hàn, mũ, găng tay, dày da, quần áo bảo hộ...
- Đeo kính bảo hộ đúng chủng loại quy định và nên được che hai bên mắt.
- Sử dụng các tấm chắn để tránh tia sáng của hồ quang cho những người
xung quanh khi nhìn vào hồ quang.
- Quần áo, dầy bảo hộ và găng tay, tạp dề cần phải làm từ vật liệu bền
chống cháy.
- Sử dụng nút bịt tai hoặc giảm thanh nếu tiếng ồn quá lớn.
- Khi đục, mài có thể làm cho các mạt, phoi kim loại văng ra bám vào
người hoặc khi mối hàn nguội xỉ có thể bong bắn vào người.
- Mặc quần áo bảo hộ lao động phải kín để bảo vệ da người.
- Xung quanh nơi làm việc không được để những chất dễ cháy hoặc nổ, lúc
làm việc ở trên cao thì phải để những tấm thép ở dưới vật hàn để tránh khi hàn
bị kim loại nóng chảy nhỏ giọt xuống, làm những người ở dưới bị bỏng hoặc
ngây nen hỏa hoạn.
- Xung quanh nơi làm việc phải để những tấm che, trước khi mồi hàn
quang phải quan sát bên cạnh để tránh những tia sáng hồ quang ảnh hưởng đến
sức khỏe của những người làm việc xung quang.
1.2.3 An toàn về cháy nổ
Trong khi hàn tia lửa điện và kim loại lỏng bắn téo ra, vật hàn nóng, thiết bị
nóng là nguyên nhân gây ra cháy nổ. Do đó để đảm bảo an toàn về cháy nổ cần
thực hiện đúng các yêu cầu sau:
- Tránh tia lửa điện hoặc kim loại lỏng bắn vào người và các vật dụng khác.
8

- Khơng được hàn ở các nơi có các vật liệu dễ cháy (thùng sơn, xốp,
giấy....)
- Phải di chuyển các vật liệu dễ cháy ra xa chỗ hàn ít nhất là 10 mét. Nếu
khơng thể được thì phải dùng những tấm che phủ chúng thật chắc chắn, cẩn thật
bằng các vật liệu chống cháy phù hợp.
- Cần cảnh giác với tia lửa điện và kim loại nóng có thể dễ dàng lọt qua các
khe nhỏ và lan rộng ra các vùng xung quanh.
- Cần chú ý về hỏa hoạn có thể xảy ra, ln ln phải có bình cứu hỏa ở nơi
làm việc.
- Cần nhận thức được sự nguy hiểm khi hàn ở trên trần, sàn nhà, vách ngăn
có thể bốc cháy do lửa cháy ngầm.
- Không được hàn ở trong những hộp chứa kín như: trong téc, thùng chứa,
bình chứa....
- Cáp điện hàn phải được nối trực tiếp với vật hàn và được tiếp xúc tốt để tránh
dòng điện hàn có thể truyền ra các nơi khác gây tai nạn điện giật hoặc cháy.
- Không được dùng nguồn điện hàn cho các thiết bị điện khác ngoài hàn
hồ quang.
- Mặc các trang bị bảo hộ lao động chống cháy như: găng tay da, quần áo
vải bạt, giầy cao cổ, mũ...
- Đầu cáp tiếp xúc lỏng có thể phát ra tia lửa điện và nhiệt cao.
- Vặn chặt tất cả các đầu cáp nối.
1.2.4 An tồn đối với khói hàn, khí hàn
Khi hàn hồ quang sinh ra khói và khí hàn. Khi ngửi hít phải các khói và khí
này có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe con người. Do đó cần chú ý:
- Để phịng chống khói hàn tốt nhất là thông hơi nơi làm việc, trong khi làm
việc cần chọn hướng ngồi xi theo chiều gió tránh khói hàn tạt vào mặt, thợ
hàn có thể dùng kính bảo hộ cá nhân, khẩu trang...
- Khi hàn giữ cho đầu người thợ ở ngồi vùng khói hàn. Khơng nên hít
ngửi khói hàn.
- Khu vực làm việc cần được thơng gió dùng các thiết bị hút, lọc khí để loại

bỏ khói và khí hàn.
- Nếu thơng gió khơng tốt, cần phải sử dụng bình thở theo qui định.
- Đọc các văn bản về an toàn khi sử dụng các vật liệu và hướng dẫn sử
dụng các vật liệu kim loại, vật tư, vệ sinh và bảo quản.
9


- Khơng được hàn, cắt ở vùng dính dầu mỡ hoặc sơn. Nhiệt và các tia lửa
của hồ quang có thể tác động tạo ra các hơi độc và các khí gây ra kích thích da.
- Khi làm việc ở những nơi kín, chật hẹp cần được thơng gió tốt hoặc phải
sử dụng bình thở.
1.2.5 Các chú ý trang bị an toàn khi hàn
Các nguyên nhân gây ra tai nạn cho cơng nhân trong q trình hàn cắt gồm:
Giật điện, nhiễm độc khói, gas, cháy nổ, bỏng do tiếp xúc với kim loại nóng,
tiếp xúc với tia cực tím, tiếng ồn và một số nguyên nhân khác. Các trang bị bảo
hộ là cần thiết để bảo vệ người công nhân khi hàn.

Hình 1.1. Bảo hộ lao động

Chất liệu bằng da luôn là các lựa chọn tốt nhất để bảo vệ cơng nhân khỏi
các tác nhân gây cháy trong q trình hàn.
Hiện nay trong q trình làm việc cơng nhân hàn thường không quan tâm
đến các trang bị bảo hộ nhưng các tai nạn khi xảy ra có thể gây các hậu quả
nghiêm trọng do đó hãy học thói quen mang đồ bảo vệ cho mình khi tham gia
vào quá trình hàn để tránh các tai nạn đáng tiếc.
Câu hỏi và bài tập
Câu 1: Nêu các nội qui thực tập xưởng?
Câu 2: Trình bày các qui tắc an tồn?

10

Chương 2
Hàn hồ quang tay (SMAW)
2.1 Hồ quang hàn
2.1.1 Cấu tạo mối hàn và tổ chức kim loại mối hàn
Tương tự như các mối nối bằng đinh tán và bu lông mối nối được thực hiện
bằng hàn gọi là mối nối hàn. Mối nối hàn là mối nối liền.
Trong hàn nóng chảy, mối nối hàn gồm:
- Mối hàn (1).
- Vùng tiệm cận mối hàn (2).
- Kim loại cơ bản không bị tác dụng nhiệt trong quá trình hàn(3).
Mối hàn gồm hỗn hợp kim loại điện cực (kim loại phụ) và kim loại cơ bản
kết tinh tạo thành, còn tiệm cận mối hàn là vùng kim loại cơ bản bị nung nóng
100C đến nhiệt độ nóng chảy.

Hình 2-1: Mối nối hàn.
1. Mối hàn.
2. Vùng tiệm cận mối hàn.
3. Kim loại cơ bản.

a. Sự tạo thành bể hàn

Trong qúa trình hàn nóng chảy, mép kim loại hàn và kim loại phụ bị nóng
chảy và tạo ra bể kim loại lỏng (bể hàn) chung cho cả hai chi tiết.
I

II

Hình 2-2: Bể hàn và chuyển động của kim loại lỏng.

Trong quá trình hàn, nguồn nhiệt chuyển dời theo kẽ hàn và bể hàn
cũng đồng thời chuyển động theo nó. Theo quy ước có thể chia bể hàn ra
làm hai phần :
11


Phần đầu I và phần đuôi II.
- Phần đầu I: Diễn ra quá trình nấu chảy kim loại cơ bản và kim loại phụ
(cực hàn). Theo độ chuyển dời của nguồn nhiệt (hồ quang, ngọn lửa khí ...)tất cả
kim loại cơ bản phía trước nó bị nấu chảy.
- Trong phần đi II: Diễn ra q trình kết tinh hình thành mối hàn. Kim
loại lỏng trong bể hạn ở trạng thái chuyển động và xáo trộn khơng ngừng. Sự
chuyển động đó gây ra do áp suất của dịng khí lên mặt kim loại lỏng trong vùng
tác dụng của nguồn nhiệt (phần đầu I).
- Dưới tác dụng của khí, kim loại lỏng bị đẩy từ vùng tác dụng của nguồn
nhiệt về hướng ngược với chiều chuyển động của nó và tạo nên chỗ lõm trong
bể hàn.
- Hình dạng của bể hàn và hình dạng của mối hàn có ảnh hưởng trực tiếp
đến tính chất, đặc biệt là tính chống rạn nứt của mối hàn do nhiều yếu tố như:
công suất nguồn nhiệt, chế độ hàn, loại và chiều dịng điện, tính chất lý nhiệt của
kim loại hàn ...
Hệ số b/ Lk: là hình dạng bể hàn
Lb: chiều dài bể hàn
h: chiều sâu bể hàn
b: chiều rộng bể hàn
Lk: chiều dài phần kim loại kêt
Hình 2-3: Kích thước mối hàn.

- Chiều dài của bể hàn không phụ thuộc vào tốc độ hàn, mà chỉ phụ thuộc

vào công suất của nguồn nhiệt.
- Hệ số hình dạng bể hàn b/Lk phụ thuộc nhiều vào tốc độ hàn. Khi tốc độ
hàn lớn, hệ số hình dạng k sẽ nhỏ và ngược lại khi tộc độ hàn nhỏ, hệ số hình dạng
sẽ lớn. Hệ số hình dạng bể hàn ảnh hưởng lớn đến quá trình kết tinh dẫn tới ảnh
hưởng đến chất lượng mối hàn. Khi hệ số hình dạng bể hàn lớn (bể hàn rộng) điều
kiện kết tinh bể hàn tốt dẫn đến mối hàn chất lượng cao, ngược lại khi hệ số hình
dạng bể hàn nhỏ (bể hàn hẹp) có thể sinh ra rạn nứt ở trục mối hàn.
b. Sự chuyển dịch kim loại lỏng từ que hàn vào bể hàn
Nghiên cứu sự chuyển dịch kim loại khi hàn hồ quang có một ý nghĩa rất
lớn. Khơng những đối với sự tạo hình của mối hàn mà đối vối quá trình luyện
kim trong vũng hàn, trước tiên là ảnh hưởng đến thành phần và chất lượng mối
12


hàn. Kim loại từ que hàn chuyển vào bể hàn ở dạng những giọt nhỏ có kích
thước khác nhau. Khi hàn hồ quang bất cứ phương pháp nào và bất kỳ vị trí nào
kim loại cũng chuyển từ que hàn vào bể hàn. Điều này được giải thích bằng
những nhân tô sau:
* Trọng lượng của các giọt kim loại lỏng
Những giọt kim loại hình thành trong mặt đầu que hàn và dịch chuyển
theo phương thẳng đứng từ trên xuống dưới. Lực này chỉ có khả năng làm
chuyển dịch giọt kim loại vào bể hàn khi hàn băng (sấp) và có tác dụng ngược
lại, khi hàn trần (ngửa). Còn khi hàn đứng thì chỉ một phần kim loại chuyển dịch
từ trên xuống dưới.
* Sức căng bề mặt
Sức căng bề mặt sinh ra do tác dụng của lực phân tử. Lực phân tử ln
ln có khuynh hướng tạo cho bề mặt một năng lượng nhỏ nhất. Vì vậy, sức
căng bề mặt tạo nên những giọt kim loại lỏng có dạng hình cầu. Những giọt hình
cầu này chỉ mất đi khi chúng rơi vào bể hàn và bị sức căng bề mặt của vũng hàn
kéo vào thành dạng chung của bể hàn. Sức căng bề mặt tạo điều kiện giữ cho

kim loại lỏng của bể hàn khi hàn trần không rơi và để hình thành mối hàn.
* Lực từ trường
Dịng điện đi qua que hàn và sinh ra xung quanh nó một điện trường ép
lên que hàn, có tác dụng làm giảm mặt cắt ngang của que hàn đến không. Lực
cắt này cắt kim loại lỏng ở đầu que hàn thành những giọt. Do sức căng bề mặt
và cường độ điện trường, ở ranh giới nóng chảy của que hàn bị thắt lại.
Mặt cắt ngang giảm xuống mật độ dòng điện
tăng lên, mặt khác ở đây dòng điện cao và nhiệt sinh ra
khá lớn và kim loại lỏng đạt đến trạng thái sôi, tạo ra áp
lực đẩy hạt kim loại loại chảy vào bể hàn đối với tất cả
các vị trí hàn. Cường độ điện trường trên bề mặt bể hàn
không lớn bởi vì mật độ của dịng điện nhỏ. Mật độ của
dịng điện giảm dần từ que hàn đến vật hàn, nên khơng
bao giờ có hiện tượng kim loại lỏng chuyển từ vật hàn
vào que hàn được.

p

Hình 2 -4: Tác dụng của
lực từ trường lên điện
cực

* Áp lực khí

Do nhiệt độ của hồ quang cao, nên kim loại lỏng đầu điện cực bị quá
nhiệt, các phản ứng hoá học xảy ra trong đó rất mãnh liệt và sinh ra nhiều khí
tạo ra một áp lực đẩy các giọt kim loại đich chuyển theo trục điện cực vào vũng
13

hàn. Trên đoạn đường đi, vì các phản ứng hố học tiếp tục xảy ra, đồng thời giọt
kim loại vẫn chịu tác dụng của lực từ trường nên các giọt kim loại tiếp tục phân
chia thành các giọt nhỏ và đẩy nhanh chóng vào vũng hàn.
c. Tổ chức kim loại mối hàn
Sau khi hàn, kim loại lỏng ở bể hàn (gồm kim loại que hàn và mộ phần
kim loại vật hàn) sẽ nguội và kết tinh tạo thành mối hàn. Vùng kim loại vật hàn
quanh mối hàn do ảnh hưởng của tác dụng nhiệt nên có sự thay đổi tổ chức tính
chất của nó gọi là vùng ảnh hưởng nhiệt .
Nghiên cứu mối hàn bằng thép ít các bon qua kính hiển vi, ta thấy có
nhiều phần riêng có tổ chức khác nhau sau đây:

Hình 2-5: Sơ đồ kết tinh của kim loại mối hàn

* Vùng mối hàn
Trong vùng này, kim loại nóng chảy hồn tồn thành phần và tổ chức kim
loại que hàn và vật hàn. Khi nguội tổ chức như mội thỏi đúc.
- Vùng sát vời kim loại cơ bản do tản nhiệt nhanh, tốc độ nguội lớn nên
hạt nhỏ.
- Vùng tiếp theo kim loại sẽ kết tinh theo hướng thẳng góc với mặt tản
nhiệt tạo nên dạng nhánh dây kéo dài.
- Vùng chung tâm do nguội chậm nên hạt lớn và có lẫn chất phi kim loại.
* Vùng ảnh hưởng nhiệt
Sự tạo thành vùng ảnh hưởng nhiệt là điều tất nhiên trong qúa trình hàn
nóng chảy chiều rộng của vùng ảnh hưởng nhiệt phụ thuộc vào phương pháp và
chế độ hàn, thành phần và chiều dầy của kim loại hàn.
- Nếu nguồn nhiệt tập trung, tốc độ hàn lớn, chiều rộng ảnh hưởng nhiệt
sẽ hẹp.
- Ngược lại thì vùng ảnh hưởng nhiệt sẽ rộng.
14

Có thể chia vùng ảnh hưởng nhiệt như sau:

Hình 2-6: Tổ chức của vùng ảnh hưởng nhiệt khi hàn thép các bon

- Viền cháy 1
Kim loại cơ bản vùng này bị nung nóng đến nhiệt độ xấp xỉ nhiệt độ chảy
và ở trạng thái rắn lỏng. Thực chất quá trình hàn đã được thực hiện và gồm
những hạt kim loại chưa nóng chảy hồn tồn. Vùng này hạt kim loại nhỏ và có
cơ tính mối hàn tốt.
- Vùng q nhiệt 2.
Là vùng kim loại cơ bản bị nung nóng từ 11000C đến gần nhiệt độ
15000C. Do bị quá nhiệt nên hạt Ostenít bắt đầu phát triển mạnh, vùng này hạt
kim loại lớn có độ dai va chạm và tính dẻo kém là vùng yếu nhất của vật hàn.
- Vùng thường hố 3
Là vùng kim loại bị nung nóng từ 900011000C tổ chức gồm những hạt Ferít
nhỏ và một số hạt Peclít nên cơ tính rất cao, cao hơn cả kim loại cơ bản và đây
- Vùng kết tinh lại không hồn tồn 4
Vùng này kim loại bị nung nóng từ 72009200C. Kim loại vùng này chỉ
bị kết tinh lại một phần, nên tổ chức gồm những kim loại chưa bị thay đổi trong
15


q trình nung nóng.Có những tinh thể được tạo nên trong q trình kết tinh lại.
Gồm các hạt Ferít và Ostenít nhỏ, nên cơ tính vùng này giảm.
* Vùng kết tinh lại 5. (Cịn gọi là vùng hố già).
Kim loại vùng này bị nung nóng từ 50007000C. Trong vùng này diễn ra
quá trình kết hợp những hạt tinh thể nát vụn với nhau trong trạng thái biến dạng
dẻo Trong quá trình kết tinh lại phát sinh những tinh thể mới (nếu giữ ở nhiệt độ
quá lâu sẽ không sinh ra những tinh thể mới). Với những kim loại khơng có biến

dạng dẻo (như hợp kim đúc) sẽ không xảy ra q trình kết tinh lại. Vùng này có
độ cứng giảm tính dẻo tăng.
- Vùng giịn xanh 6.
Là vùng kim loại bị nung nóng ở 1000  5000C. Vùng này khơng có
những thay đổi về tổ chức ơ nhiệt độ 4000  5000C ơxy và nitơ có khả năng xâm
nhập vào mối hàn. Do ảnh hưởng nhiệt nên vùng này tồn tại ứng suất dư.
2.1.2 Kích thước thẳng của khu vực ảnh hưởng nhiệt
Khu vực ảnh hưởng nhiệt càng nhỏ thì nội ứng suất sinh ra càng lớn nguy
cơ xảy ra nứt càng nhiều, ảnh hưởng nhiệt càng lớn thì nguy cơ làm biến dạng
và cong vênh vật hàn càng nhiều. Mặt khác cơ tính của kim loại trong vùng ảnh
hưởng nhiệt thấp hơn cơ tính vật hàn (trừ vùng hố già ). Chính vì vậy trong
điều kiện cho phép phải hạn chế kích thước khu vực ảnh hưởng nhiệt. Đồng thời
phải có những biện pháp ngăn ngừa nội ứng suất.
Kích thước khu vực ảnh hưởng nhiệt phụ thuộc vào phương pháp hàn, chế
độ hàn, vận tốc hàn cũng như kim loại mối hàn.
Kích thước khu vực ảnh hưởng nhiệt phụ thuộc vào phương pháp hàn.
Phương pháp hàn

Kích thước trung bình của các vùng
(mm)
Q nhiệt

Chiều dài
của khu vực
ảnh hưởng
Thường
Kết tinh lại
hố
khơng hồn tồn nhiệt.

Que hàn trần

1,2

1,6

0,7

2,5

Que hàn thuốc bọc
dầy.

2,2

1,6

2,2

6,0

Hàn khí

21,0

4,0

2,0

27,0

0,81,2

0,81,7

0,7

2,5

Hàn tự động

16


Nếu tăng Ih hoặc chọn mỏ hàn khí lớn thì khu vực ảnh hưởng nhiệt tăng.
Nếu tăng vận tốc hàn thì vùng ảnh hưởng nhiệt giảm. Chính vì vậy khi hàn bán
tự động có Ih rất lớn tốc độ hàn nhanh nên vùng ảnh hưởng nhiệt không lớn hơn
khi hàn hồ quang bằng que hàn trần, đơi khi khơng có vùng quá nhiệt bởi vì thời
gian nhiệt độ cao rất ngắn nên vùng kim loại nằm gần kim loại chảy là Ostenít
khơng kịp lớn lên nhiều.
Kim loại có tính dẫn nhiệt càng lớn thì khu vực ảnh hưởng nhiệt càng nhỏ
2.1.3 Hồ quang điện
2.1.3.1 Khái niệm về hồ quang điện
Nguồn nhiệt để hàn điện nóng chảy có nhiều loại khác nhau. Do đó có
nhiều phương pháp hàn khác nhau. Trong các nguồn nhiệt đó hồ quang điện là
nguồn nhiệt chủ yếu mà hiện nay được sử dụng rộng rãi nhất. Khi ta hàn đầu
tiên cho que hàn tiếp xúc với vật hàn để sinh ra chập mạch do điện trở tiếp xúc
và dòng điện chập mạch sinh ra nhiệt độ cao làm cho điểm tiếp xúc giữa hai điện
cực lên đến trạng thái nóng chảy, sau đó nhanh chóng nâng ngay que hàn nên
cách vật hàn một ít, lúc này khơng khí giữa hai đầu que hàn với vật hàn biến

thành thể khí dẫn điện, sinh ra nhiệt độ cao và ánh sáng mạnh gọi là hồ quang.
Vậy hồ quang điện là sự phóng điện mạnh và liên tục ở áp suất khí
quyển, trong mơi trường khí giữa hai điện cực.

1. Khu vùc cùc ©m
2. Cét hå quang
3.Khu vơc cùc du o ng

Hình 2-7: Cấu tạo của hồ quang.
1. Khu vực cực âm (catôt). 2. Cột hồ quang. 3. Khu vực cực dương (anốt).

Đặc điểm của hồ quang điện: - Ánh sáng mạnh.
- Sinh nhiệt lớn.
Nhiệt của hồ quang hàn dùng để làm nóng chảy kim loại chính và kim loại
phụ theo dạng tác động trực tiếp, gián tiếp hay hỗn hợp.
17


- Hồ quang tác động trực tiếp được tạo ra giữa kim loại hay điện cực hay
vật hàn.
- Hồ quang tác động gián tiếp đốt nóng giữa hai điện cực bố trí với nhau
dưới một góc độ nhất định.
- Tác động liên hợp là tập hợp tác động trực tiếp và tác động gián tiếp
nghĩa là khi hồ quang bị đốt nóng giữa các điện cực cũng như giữa các điện cực
và vật hàn (hàn bằng dòng 3 pha).
Sự phân bố về nhiệt độ và nhiệt lượng của hồ quang hàn có 3 vùng cơ bản.
Trong hồ quang cực các bon dịng một chiều, vùng cực âm có nhiệt độ lên
đến 25000 32000C, nhiệt lượng phóng ra là 38% của tổng nhiệt hồ quang. Nhiệt
độ ỏ khu vực cực dương (anốt) từ 25000  40000C, nhiệt lượng phóng ra 42%
tổng nhiệt lượng hồ quang. Cột hồ quang nằm giữa vùng anốt và catốt nhiệt độ

đạt đến 60000C  70000C, nhưng ngược lại ở xung quanh cột hồ quang thì lại rất
thấp, nhiệt lượng phóng ra là 20% tổn thất nhiệt lượng hồ quang.
Hồ quang cực kim loại thì khơng nhất thiết như vậy, bởi vì, nó có tính
năng của que hàn, cường độ dòng điện... và nhiều nhân tố khác quyết định. Khi
dùng hồ quang xoay chiều để hàn, nhiệt độ và nhiệt lượng phân bố trên que hàn
và vật hàn căn bản là giống nhau.
2.1.3.2 Các phương pháp gây hồ quang và duy trì hồ quang
* Khái niệm: Trong thực tế, gây hồ quang bằng cách cho que hàn chạm rất
nhanh vào bề mặt vật hàn theo phương vuông góc với bề mặt vật hàn khoảng
1/10 giây sau đó nhấc que hàn lên khỏi bề mặt vật hàn khoảng 1,5  5(mm) thì
hồ quang được hình thành.
Quá trình hình thành hồ quang chỉ xảy ra trong một thời gian ngắn, nhưng
có thể chia q trình đó ra làm 4 giai đoạn sau:
Do bề mặt của que hàn và vật hàn không phẳng một cách tuyệt đối nên ở
thời điểm đầu, chúng lúc ngắn mạch chúng chỉ tiếp xúc với nhau tại những chỗ
nhấp nhơ chứ khơng phải trên tồn bộ diện tích tiết diện ngang của que hàn
(hình2-8a). Vì mật độ dịng điện ở những chỗ đó tăng lên rất cao và sinh ra một
lượng nhiệt rất lớn làm kim loại chảy nhanh, điền đầy tồn bộ khoảng khơng
gian giữa hai cực (hình2-8b).
Khi nhấc que hàn lên khỏi bề mặt vật hàn, do tác dụng của lực từ trường
cột kim loại bị kéo dài ra và tiết diện ngang của nó giảm xuống (Hình 2-8c) làm
cho mật độ dịng điện tăng lên. Tại chỗ thắt ấy kim loại nhanh chóng đạt đến
nhiệt độ sơi và bay hơi. Ở thời điểm cột kim loại lỏng bị đứt ra chuyển vào vùng
hàn thì hồ quang được hình thành (Hình 2-8d).
18


a)

ab)

c)

c

b d)

d

Hình 2-8: Sơ đồ biểu diễn sự xuất hiện của hồ quang giữa điện cực kim loại và kim loại cơ bản.

- Sở dĩ hồ quang được hình thành là vì lúc ấy xẩy ra hiện tượng phát xạ
nhiệt điện từ bề mặt Catốt tạo điều kiện cho hiện tượng tự phát xạ tăng lên, làm
tăng thêm tính dẫn điện của hồ quang. Dòng điện sự gia tăng do số lượng hạt
điện tích trong khoảng khơng gian hồ quang, cịn điện áp giảm xuống đến một
trị số khơng đổi nào đó thì hồ quang bắt đầu cháy ổn định. Một đặc điểm khác
cần chú ý là sự giảm điện áp trên các phần khác nhau của cột hồ quang không
giống nhau. Trong 3 vùng khác nhau của hồ quang thì Catốt có ý nghĩa quan
trọng nhất đối với q trình hàn vì catơt là nguồn nhiệt chủ yếu vì:
- Khối lượng của ion dương lớn hơn nhiều so vơi khối lượng của điện tử,
nhưng tốc độ của nó nhỏ hơn nhiều so với tốc độ chuyển động của điện tử, nên ở
vùng gần catốt nồng độ thể tích của các ion dương lớn hơn rất nhiều nồng độ thể
tích của các điện tử.
- Chiều dài của vùng catốt ở vùng áp suất bình thường từ 105(cm).
- Điện áp rơi của vùng gần catốt có thể xem như gần bằng điện thế ion
hố của các khu vực trong này.Vậy mơi trường hồ quang là hỗn hợp chủ yếu các
điện tử và các ion dương, ngồi ra cịn có các ion âm và ngun tử trung hồ .
Tính dẫn điện của cột hồ quang được xác định bởi điện áp rơi trên nó.
Uc=Uh-(Ua+Uk).
Trong đó : Uc là điện áp rơi trên cột hồ quang .

Uh điện áp rơi trên toàn bộ chiều dài hồ quang .
Ua và Uk điện áp rơi trên anốt và catốt.
Mặc dù các điện tử có khối lượng rất nhỏ, nhưng lại có tốc độ lớn hơn rất
nhiều so với các ion, nên dòng điện trong cột hồ quang cũng được xem như
dòng điện từ.
- Nhiệt độ của cột hồ quang phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như cường độ
dịng điện hàn, điện thế ion hố hiệu dụng cực hàn ... Và nó quyết định mọi q
trình lý hoá xảy ra trong cột hồ quang.
19


Tuy nhiên trong thực tế có hai cách gây hồ quang:
a. Phương pháp mồi hồ quang ma sát
Phương pháp này gần giống như đánh diêm (hình 2-9b). Cho que hàn đi
chuyển mạnh trên mặt vật hàn ta có thể mồi cho hồ quang cháy, nhân lúc que
hàn chưa nóng chảy nhiều, lập tức phải giữ cho khoảng cách từ đầu que hàn với
bề mặt vật hàn từ 2 4mm, lúc đó thì hồ quang cháy ổn định.
b. Phương pháp mồi hồ quang mổ thẳng
Cho đầu que hàn tiếp xúc thẳng với bề mặt vật hàn (đầu que hàn đụng
nhẹ vào vật hàn) rồi đưa nhanh que hàn lên đồng thời bảo đảm khoảng cách giữa
que hàn và vật hàn từ 2 4mm, lúc đó hồ quang sẽ cháy ổn định (hình 2-9a).

Hình 2-9 : Biểu diễn phương pháp mồi hồ quang.
a. Phương pháp mổ thẳng.

b.Phương pháp ma sát.

c. Ưu nhược điểm
* Ưu điểm
- Phương pháp ma sát dễ điều khiển hơn, dễ quan sát được điểm cần hàn.

- Phương pháp mổ thẳng không để lại vết hồ quang trên bề mặt vật hàn,
gây hồ quang tốt vật hàn nhỏ do chuẩn thẳng vào vị trí mối hàn.
*Nhược điểm
- Phương pháp masát không phù hợp với chi tiết hàn nhỏ, bề mặt hẹp với
vật hàn yêu cầu cao, sau khi hàn khơng gia cơng lại thì khơng phù hợp vì nó để
lại dấu vết trên bề mặt vật hàn.
- Phương pháp mổ thẳng thường làm thuốc hàn bị vỡ chập mạch khi gây
hồ quang, làm cho hồ quang hay bị tắt,
Chú ý: Khi thấy hiện tượng que hàn bị dính vào vật hàn ta lắc que hàn
sang bên trái hoặc bên phải thì có thể tách được que hàn ra khỏi vật hàn. Nếu
khơng tách được thì lập tức phải nhả kìm hàn ra khỏi que hàn, sau đó tiến hành
lại từ đầu.
20


d. Sự cháy của hồ quang
Sự cháy hồ quang phụ thuộc vào: Cường độ dòng điện, điện áp giữa hai
điện cực và khoảng cách giữa hai điện cực (chiều dài cột hồ quang). Quan hệ
giữa điện áp và cường độ dòng điện hàn hồ quang Uh= f(Ih) được gọi là đường
đặc tính tĩnh của hồ quang (Hình 2-11). Ứng với mỗi chiù dài của hồ quang có
đường đặc tính nhất định. Điện thế hồ quang chủ yếu phụ thuộc vào cương độ
dịng điện và chiều dài hồ quang, ngồi ra còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như
vật liệu điện cực, loại khí trong khoảng hồ quang cháy, loại dịng điện...
- Khoảng Ih 102(A): Điện áp hàn giảm khi cường độ dịng điện tăng đó
là vì diện tích tiết diện ngang của cột hồ quang tăng lên cùng với sự tăng lên của
dòng điện, nhưng lại tăng nhanh hơn so với sự tăng của dịng điện, do đó mật độ
dịng trong cột hồ quang giảm xuống, mặt khác điện áp rơi trên vùng anốt và
catốt lại thay đổi rất ít nên điện áp của cột hồ quang giảm xuống, tức là đường
đặc tính tĩnh đi xuống .
60 U

50
40
30
20
10

I
10 4

10 3

102

Hình 2-10: Đường đặc tính tĩnh của hồ quang.

- Khoảng Ih=102 103(A): Điện áp hàn hầu như không thay đổi theo dòng
điện mà chỉ thay đổi theo chiều dài của cột hồ quang mà thơi. Đó là vì ở đọan
này tiết diện ngang của cột hồ quang tăng gần như tỉ lệ thuận với sự tăng của
dịng điện. Vì vậy mật độ dịng điện trong cột hồ quang gần như khơng thay đổi,
cho nên đường đặc tính tĩnh gần như song song với trục hoành. Đường này
thường được gọi là đương đặc tính tĩnh cứng, được sử dụng dùng với phương
pháp hàn hồ quang tay.
- Khoảng Ih >103(A): Do lúc này diện tích tiết diện ngang của cột hồ
quang hầu như khơng tăng lên được nữa cùng với dịng điện nên khi dịng điện
tăng thì mật độ dịng điện trong cột hồ quang tăng lên vì thế đường đặc tính tĩnh
có dạng đi lên. Đoạn đường đặc tính tĩnh này được dùng để hàn bán tự động.
Bằng phương pháp tính tốn và thực nghiệm người ta đã tìm ra được cơng
thức tính gần đúng như sau: Uh=a+b.lh+

c  d .I hq

21

Ih

(v)


Trong đó Uh: Điện áp hàn .
Ih: Cường độ dịng điện hàn (A).
lhq: Chiều dài cột hồ quang (mm).
a: Tổng điện áp rơi trên anốt và catốt a=1620(V)
b: Điện áp rơi trên một đơn vị chiều dài hồ quang b =15,7(V/cm).
c và d: Là hai hệ số thực nghiệm c = 9,4; d = 2,5.
Vị trí số hạng 3 rất nhỏ. Nhất là khi Ih lớn, nên khi tính tốn có thể bỏ qua
số hạng này khi đó.
Uh=a + b.lhq
e. Đặc điểm của hồ quang xoay chiều
- Đối với dòng điện một chiều do chiều của dịng điện ln ln khơng
thay đổi nên hồ quang cháy ổn định. Cịn đối với dòng điện xoay chiều tần số
50Hz do cực của dòng điện thay đổi 100 lần trong 1 giây nên hồ quang cũng
được kích thích và tắt 100 lần trong 1 giây. Sự giảm cường độ dòng điện ở mỗi
bán chu kỳ kèm theo sự giảm nhiệt độ hồ quang, vì vậy ở mỗi chu kỳ hồ quang
chỉ được kích thích khi điện áp tăng lên, nghĩa là điện áp mồi (Um) phải có đỉnh
vì đường cong điện áp Uh=f(t). Điện áp mồi phụ thuộc vào điện thế ion hoá, nếu
trị số ion hố càng cao thì điện áp mồi càng lớn. Những nguyên tố trong không
gian hồ quang ảnh hưởng nhiều đến điện áp mồi là những nguyên tố có ái lực
điện từ mạnh như các kim lồi kiềm kiềm thổ, Flo, Argon (Ar).
Khi trong không gian hồ quang chứa một lượng lớn các nguyên tố có
điện thế ion hố thấp thì trị số điện áp mồi sẽ giảm xuống và hồ quang cháy ổn

định hơn. Vì thế nên khi hàn bằng dòng điện xoay chiều nên dùng que hàn có
thuốc bọc hay thành phần của nó có chứa nhiều chất có điện thế ion hố thấp.
2.1.3.3 Tác dụng của điện trường đối với hồ quang
Khi hàn có thể xem cột hồ quang như một dây dẫn khí dưới tác dụng
của từ trường có thể dịch chuyển đi như một dây dẫn thơng thường, đồng thời nó
cịn bị biến dạng và kéo dài ra. Nếu từ trường xung quanh cột hồ quang phân bố
đối xứng thì nó khơng bị thổi lệch (hình2-11a). Nhưng nếu phân bố khơng đối
xứng thì nó sẽ bị lệch về phía có từ trường yếu hơn tức là về phía có mật độ
đường sức nhỏ hơn, gọi là hiện tượng hồ quang bị thổi lệch (Hình 2-11b).
Đối với dịng điện xoay chiều, do chiều của dòng điện thay đổi liên tục nên
chiều của từ trường cũng thay đổi theo, do đó cột hồ quang bị thổi lệch ít hơn.
Nhưng đối với dịng điện một chiều do chiều của dịng điện ln khơng thay đổi
nên chiều của từ trường cũng khơng thay đổi, do đó cột hồ quang cũng bị thổi
22


lệch nhiều hơn. Ngồi từ trường ra: sắt từ, góc nghiêng que hàn trong q trình
hàn cũng có ảnh hưởng đến sự thổi lệch hồ quang.

a)a)

b)

Hình 2-11: a) Hồ quang bình thường.

b)

b) Hồ quang bị thổi lệch .

a. Ảnh hưởng của từ trường riêng

Từ trường riêng là từ trường được tạo nên khi có dịng điện chạy qua mạch
hàn (dây dẫn, vật hàn, hồ quang và que hàn). Từ trường này thổi lệch cột hồ
quang hay không là do vị trí nối dây ở vật hàn quyết định (Hình 2-12).

+

+
+
a)

b)

c)

Hình2-12: Thể hiện ảnh hưởng của vị trí nối dây hiện tượng thổi lệch hồ quang.

Nếu vị trí nối dây như (hình a, c) thì từ trường xung quanh cột hồ quang
phân bố không đều và cột hồ quang sẽ bị thổi lệch về phía có từ trường yếu hơn.
Cịn vị trí nối dây như ở (hình b), do từ trường phân bố đều nên cột hồ quang
không bị thổi lệch.
b. Ảnh hưởng của sắt từ.
Vì sắt từ có độ thẩm từ lớn hơn hàng nghìn lần so với khơng khí, nên từ
thông di qua sắt từ lớn hơn rất nhiều lần so với khơng khí, do đó khi hàn hồ
quang sẽ bị lệch về phía sắt từ.
- Khi hàn các gân có chiều dày lớn, nếu đặt que hàn có vị trí như (Hình 213a), thì hồ quang sẽ bị lệch về phía gân đó tức là về phía có sắt từ mạnh hơn.
- Trường hợp hàn liên kết góc có chiều dầy lớn, vì que hàn cần có chuyển
động ngang để đảm bảo chiều sâu mối hàn (Hình 2-13b), nên lúc que hàn đến
gần chi tiết nào thi hồ quang sẽ bị lệch về phía chi tiết đó. Dẫn tới khơng đảm
bảo kích thước và chất lượng mối hàn.
23

- Khi hàn liên kết hàn giáp mối có vát mép, do trong q trình hàn que
hàn cũng cần có dao động chuyển động lắc ngang nên hồ quang cũng bị lệch
như khi hàn liên kết hàn góc hay liên kết chữ T (Hình 2-13c).

a

b

c

d

Hình 2-13: Mơ tả sự ảnh hưởng của sắt từ đến hồ quang hàn.

- Khi hàn đến cuối vật hàn hồ quang bao giờ cũng bị lệch về phía cuối vật
hàn (Hình 2-13d). Do đó rất khó hồn thành phần cuối mối hàn (gây lõm mối
hàn và có thể gây ra nứt).
c. Ảnh hưởng của góc nghiêng que hàn
- Ngoài ảnh hưởng của từ trường riêng và sắt từ ra góc nghiêng que hàn
trong q trình hàn cũng có ảnh hưởng đến sự thổi lệch hồ quang. Vì khi hàn
bao giờ cột hồ quang cũng theo hướng trục que hàn và bị đẩy về phía trước do
áp lực hơi của kim loại và thuốc bọc. Hồ quang bị thổi lệch có thể là do cột hồ
quang lớp thuốc bọc không đều mà gây ra. Hồ quang bị thổi lệch làm cho ta khó
khống chế sức nóng của cột hồ quang vào vùng nóng chảy làm giảm chất lượng
mối hàn. Nghiêm trọng có thể làm cho hồ quang bị tắt, khơng hàn được nữa.
Vì vậy trong q trình hàn cần phải khắc phục hoặc giảm bớt sự thổi lệch
hồ quang qua một số biện pháp sau đây:
- Thay đổi vị trí nối dây của của vật hàn để tạo ra từ trường phân bố đều

xung quanh cột hồ quang. Tuy nhiên biện pháp này khó thực hiện vì phải dịch
chuyển vị trí nối dây đó theo hồ quang trong suốt quá trình hàn.
- Đặt que hàn nghiêng về phía cột hồ quang bị thổi lệch để giảm bớt sự
thổi lệch của từ trường riêng.
- Khi hàn các liên kết hàn góc chữ T, giáp mối có vát mép hay khơng có
vát mép mà que hàn khơng có chuyển động dao động ngang thì trong quá trình
hàn cần đảm bảo cho que hàn luôn luôn nằm trên đường phân giác giữa hai chi
tiết hàn và đường trục của mối hàn.
- Lúc hàn đến gần cuối của đường hàn cần đặt thêm một vật sắt từ nối tiếp
với vật hàn để kéo hồ quang ra phía sau của vật hàn.
24