Giáo trình hàn gang (nghề hàn cao đẳng)

BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG CAO ĐĂNG NGHỀ XÂY DỰNG

GIÁO TRÌNH
MƠN HỌC/MƠ ĐUN: HÀN GANG
NGÀNH/NGHỀ: HÀN
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo quyết định số: …. /QĐ … ngày … tháng … năm …
của Hiệu trưởng)

Quảng Ninh, năm 2021



TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nội bộ nên các nguồn thơng tin có thể
được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và
tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.


LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay cùng với sự phát triển của khoa học cơng nghệ trên thế giới, lĩnh vực
cơ khí chế tạo nói chung và nghề Hàn ở Việt Nam nói riêng đã có những bước phát
triển mạnh mẽ cả về số lượng và chất lượng đóng góp cho sự nghiệp cơng nghiệp hố,
hiện đại hố đất nước.
Việc biên soạn giáo trình hàn nhằm đáp ứng nhu cầu giảng dạy của đội ngũ
giáo viên cũng như học tập của học sinh nghề hàn tạo sự thống nhất trong quá trình
đào tạo nghề hàn, đáp ứng nhu cầu thực tế sản xuất của các doanh nghiệp, của mọi
thành phần kinh tế là vấn đề cấp thiết cần thực hiện.

Xuất phát từ những nhu cầu đào tạo và thực tế sản xuất, khoa Cơ khí Xây dựng
trường Cao đẳng nghề Xây dựng đã tiến hành biên soạn bộ giáo trình nghề Hàn. Nội
dung biên soạn theo hình thức tích hợp giữa lý thuyết và thực hành với những kiến
thức, kỹ năng nghề được bố trí kết hợp khoa học nhằm đảm bảo tốt nhất mục tiêu đề ra
của từng môn học, mô đun. Trong quá trình biên soạn tác giả đã tham khảo nhiều tài
liệu liên quan cũng như tiếp xúc trao đổi với các chuyên gia đào tạo nghề Hàn, các
công nhân bậc cao tại các cơ sở sản xuất để cố gắng đưa những kiến thức và kỹ năng
cơ bản nhất, phù hợp với thực tế sản xuất, đặc biệt dễ nhớ, dễ hiểu khơng ngồi mục
đích nâng cao chất lượng đào tạo, đáp ứng tốt yêu cầu sản xuất hiện nay.
Đề cương bài giảng “Hàn Gang” được biên soạn bởi nhóm tác giả trong tổ bộ
mơn Hàn là một trong những giáo trình trong bộ giáo trình nghề Hàn. Trong q trình
biên soạn, mặc dù đã có nhiều cố gắng xong khơng thể tránh khỏi những thiết sót, hạn
chế. Đồng thời để giáo trình ngày càng hồn thiện, phục vụ tốt hơn cho công tác giảng
dạy và học tập chúng tơi rất mong nhận được những góp ý của bạn đọc!
…Ngày ….tháng…..năm …..
Nhóm biên soạn

2


MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................... 2
BÀI 1: HÀN GANG NGUỘI ................................................................................ 5
2.1. Gang và tính hàn của gang............................................................................ 5
2.2. Chuẩn bị thiết bị dụng cụ, vật liệu, phôi hàn gang nguội ............................. 7
2.3. Gá đính phơi hàn ........................................................................................... 7
2.4. Kỹ thuật hàn gang bằng phương pháp hàn khí ............................................. 9
2.5. Kỹ thuật hàn gang nguội bằng phương pháp hàn hồ quang. ...................... 10
2.6. Kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm: .................................................. 13

Sai hỏng thường gặp: ......................................................................................... 14
Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng. ........................................... 14
Bài 2: HÀN GANG NÓNG ................................................................................ 15
2.1. Chuẩn bị thiết bị dụng cụ, vật liệu, phơi hàn gang nóng ............................ 15
2.2. Gá đính phơi hàn ......................................................................................... 15
2.3. Kỹ thuật hàn gang nóng bằng phương pháp hàn khí: ................................. 17
2.4. Kỹ thuật hàn gang nóng bằng phương pháp hàn hồ quang ........................ 19
2.5. Kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm: .................................................... 22

3


GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN 23: HÀN ĐẮP
Thời gian mơ đun: 60 giờ; ( Lý thuyết: 20 giờ, Thực hành: 36 giờ; kiểm tra: 4 giờ)
I. MỤC TIÊU
Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng:
+ Trình bày rõ đặc điểm, khó khăn khi hàn gang.
+ Nhận biết đúng các loại vật liệu hàn dùng cho hàn gang.
+ Chuẩn bị phơi hàn đúng kích thước bản vẽ, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
+ Chọn phương pháp hàn, các biện pháp công nghệ trước khi hàn, trong khi hàn
và sau khi hàn hợp lý.
+ Tính chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất của vật liệu và kiểu liên
hàn.
+ Hàn được mối hàn gang đảm bảo độ sâu ngấu, đúng kích thước bản vẽ, khơng
bị nứt, khơng bị tơi trong khơng khí, ít rỗ khí lẫn xỉ.
Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong cơng việc, có
tinh thần hợp tác giúp đỡ lẫn nhau, tính cẩn thận tỷ mỉ, ý thức tiết kiệm vật liệu khi
thực tập. Biết sắp xếp bố trí nơi làm việc gọn gàng, khoa học. Làm việc tại các nhà
máy, các cơ sở sản xuất cơ khí.
II NỘI DUNG CHƯƠNG

Số

Tên các bài trong mô đun

TT

Thời gian
Tổng
số

Lý
thuyết

Thực
hành

Kiểm
tra*

1

Bài 1: Hàn gang nguội

32

7.5

21.5

2

Bài 2: Hàn gang nóng

28

5.5

20.5

2

Cộng

60

13

42

4

4


BÀI 1: HÀN GANG NGUỘI
I. MỤC TIÊU
Sau khi học xong bài học này người học sẽ có khả năng:
- Trình bày đúng nhưng đặc điểm, khó khăn khi hàn gang.
- Nhận biết chính xác vật liệu dùng để hàn gang
- Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, thiết bị dùng trong công việc hàn gang nguội.

- Chuẩn bị phôi hàn đúng kích thước, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.
- Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày vật liệu kiểu liên kết hàn
- Gá phôi hàn chắc chắn, đúng kích thước.
- Thực hiện hàn các mối hàn gang nguội bằng phương pháp hàn khí, hàn hồ
quang tay đảm bảo độ sâu ngấu khơng rỗ khí ngậm xỉ, khơng nứt không bị biến trắng.
- Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn.
- Thực hiện tốt cơng tác an tồn lao động và vệ sinh phân xưởng.
- Rèn luyện tính cẩn thận, làm việc độc lập, tư duy sáng tạo, đảm bảo an toàn
cho người và thiết bị.
II. NỘI DUNG CHƯƠNG
2.1. Gang và tính hàn của gang
Gang là hợp kim của Fe-C với lượng C > 2,14% trong thực tế trong gang ln
có các ngun tố như Si, Mn, S, P gang thông thường chứa:
C = 2 - 4%
Si = 0,4 - 3,5%
Mn = 0,2 - 1,5%
P = 0,04 - 0,65%
S = 0,02 - 0,15%
Đặc tính nổi bật nhất trong tổ chức tế vi của Gang là chứa Ledeburit (P+Xe có
tới 2/3 Xe) trong hệ ổn định giả và Graphit hệ ổn định. Sự hình thành các tổ chức này
là kết quả của sự kết tinh lần 1 (lỏng —► rắn) quyết định.
Khi kết tinh theo hệ ổn định giả ta có hợp chất Fe3C (Gang trắng).
Khi kết tinh theo hệ ổn định ta được Gang Xám (hầu hết Cacbon nằm ở dạng
Graphit)
Kỹ thuật hàn gang là 1 kỹ thuật cực kỳ khó và phức tạp, nhưng khơng phải là
khơng thể hàn. Thông thường phương pháp hàn chỉ dùng để sửa chữa, chứ không dùng
5


để kết nối các chi tiết lại với nhau, như sửa chữa khuôn đúc, hay sửa lỗi các sản phẩm

sau khi đúc hoặc sau khi gia cơng.
Khó khăn khi hàn gang.
- Khó kiểm sốt nhiệt trong q trình hàn.
- Gang rất nhạy cảm với nhiệt, nên rất dễ thay đổi về tổ chức trong quá trình
hàn và quá trình nguội sau khi hàn và việc hình thành tổ chức gang miệng trắng dẫn
đến khó gia cơng về cơ.
- Kết cấu của gang rất cứng và giịn, có thể sẽ khơng phá hủy liên kết hàn, mà
phá hủy.
Tại một vị trí khác trong quá trình hàn, nên nếu hàn gang cận phải tuân thủ
những vấn đề sau:
- Loại quy trình áp dụng:
+ Quy trình hàn nguội: hàn 1 lượng rất ít một và để nguội cho đến khi chạm tay
vào được mối hàn rồi mới hàn tiếp.
+ Quy trình hàn nóng: nung nóng vượt lên nhiệt độ chuyển biến pha và hàn
đồng thời liên tục giữ nhiệt trong quá trình hàn. Q trình nguội phải được kiểm sốt
chặt( khó có thể hàn với những kết cấu lớn).
- Lựa chọn vật liệu hàn gang đúng: Thông thường vật liệu hàn gang cần có độ
dẻo rất cao, nên thành phần Niken trong đó là rất cao lên đến 90%.
- Người kiểm sát quy trinh phải có kinh nghiệm .Và một vấn đề nữa,chi tiết
định hàn có nhất phải hàn khơng.Neu có thể dùng phương pháp khác thì nên dùng.
- Gang thường được phân làm 5 loại theo bảng dưới đây biểu thị thành phần hóa
học và thành phần của chúng:
+ Gang thường: Vì gang có màu xám nên gọi là gang màu xám.
+ Gang cao cấp: Là loại mà có ít lượng cacbon và silic so với gang thường
khoảng 4 - 5%, ít lượng chì đen dạng đơn.
+ Gang họp kim: Là gang ít hàm lượng cacbon và silic, có thêm niken, crom,
molipden và nhơm, có tính chống gỉ và ruỗng, tính chịu nhiệt và độ bền của máy móc.
+ Gang có khả năng rèn: Là loại gang cung cấp xử lý nhiệt cho gang trắng đúc,
tùy vào cách xử lý nhiệt khác nhau có 2 loại: Gang có khả năng rèn tâm trắng và gang
có khả năng rèn tâm đen. Gang có khả năng rèn có giàu tính co giãn, độ giãn, tính đúc

và tính cắt gọt cũng rất tốt.
+ Gang than chì dạng trịn: Là loại có thêm magie trong gang, ít lượng phốt
pho, hình thái của than chì là hình thái tròn. Độ co giãn gấp hơn 2 lần so với gang bình
thường, độ giãn lớn nên cịn được gọi là gang ducktile.
- Bảng các loại gang và thành phần hóa học của nó, độ cứng giãn nở:
6


Tên

c

Thành phần %
Si
Mn
p

s

Độ cứng giãn
nở kg/mm2

Gang thường

2.5-4.0 1.4-2.5 0.4-1.0 0.05-1.0 0.06-0.14

Gang cao cấp

2.8~3.2 1.0-1.8 0.5-0.8

<4

<0 1
<0.1

24-35

Gang họp kim

1.7-3.2 1.2-2.5 0.5-1.2

<0.2

<0.15

30-50

Gang rèn
Gang than chì dạng
trịn

2.2-3.0 0.6-1.5

<0.2

<0.3

28-38

<0.5

3.3-3.9 2.2-2.9 0.2-0.6 0.02-0.1 <0.015

14-25

40-70

- Que hàn gang:
+ Que hàn hệ DFC Ni (CIA-1): Kim loại hàn là niken.
+ Que hàn hệ DFC Ni Fe (CIA-2): Kim loại hàn là hợp kim 55% Ni - 45%Fe.
+ Que hàn hệ DFC Ni Cu: Kim loại hàn là 70% Ni - 30 % Cu, gọi là monel
metal.
+ Que hàn hệ DFC Cl: Kim loại hàn có thành phần gần như giống với gang. Vì
lượng silic nhiều (trên 5%), nên dễ bị rạn do co lại vì lạnh đột ngột.
+ Que hàn hệ DFC Fe (CIA-3): Vì sử dụng sắt nguyên chất và bao bọc hidro
thấp, nên kim loại hàn có thành phần tương tự với thép mềm.
- Chọn các loại que hàn có lõi thép cacbon, que hàn tổng hợp và que hàn hợp
kim niken đồng.
- Loại que hàn: Elektrod 240 (Que hàn nối và đắp cho các loại gang)
- Thành phần: Ni, Fe, Mn, c.
2.2. Chuẩn bị thiết bị dụng cụ, vật liệu, phôi hàn gang nguội
2.2.1 Thiết bị, dụng cụ:
- Chuẩn bị máy hàn hồ quang tay, thiết bị hàn khí, máy mài, máy khoan...
- Chuẩn bị các dụng cụ phụ trợ dùng trong nghề hàn .
2.2.2 Vật liệu:
- Phôi gang đúc.
- Que hàn gang đường kính 03,2 bọc niken...
2.3. Gá đính phơi hàn
- Chuẩn bị trước khi hàn:
Mép hàn phải dược làm sạch dầu mỡ, bụi bẩn trước khi hàn. Có thể chuẩn bị

bằng mài, dũa, bàn chải sắt…
7


Chuẩn bị mép hàn tuỳ thuộc vào mối hàn:
- Hàn vá những lỗ cát và lỗ ngót hoặc khuyết trên vật đúc thì chỗ hàn cần được
khoét dều đặn và vát sâu thích đáng.

- Nếu vật đúc cần hàn vá đường nứt thì trước hết cần xác định chính xác giới
hạn của đường nứt sau đó ta khoan chặn 2 lỗ nhỏ Φ= 3 ÷ 5 mm cách hai đầu đường
nứt 10 mm theo hướng phát triển trước khi thực hiện gia công vát mép.

- Khi chiều dày S<4 mm thì có thể khơng cần vát mép. Khi 4chỉ cho phép hàn một phía vát như hình 1. Khi S>15 Vát mép như hình 2. Chú ý ln
có phần kim loại để lại khơng vát để tránh thủng trong khi hàn.

- Khi hàn vật đúc hoặc để giảm độ lớn ứng suất kéo chỗ hàn có thể dùng vít cấy
thép vít vào chỗ vát mép .

8


Quy cách như hình vẽ: D = 6 ÷ 10, L = (3 -6)D, L1 = 10 - 16, L2 = 6 ÷ 10 để tăng
cường khả năng liên kết của kim loại mối hàn và kim loại cơ bản.
Lưu ý: Tổng diện tích mặt cắt của vít khơng được vượt q 25% diện tích mép hàn.

Hoặc gia cơng các lỗ ren (có thể là lỗ ren 6, 8, 10...) và cố gắng càng nhiều lỗ ren càng
tốt, nên sắp xếp theo dãy. Sau đó ta bắt các bu lơng vào và cắt đi bớt đầu bu lông đi, để
thừa lại từ 5 - 10 mm.

Quá trình trên kết thúc ta tiến hành hàn bình thường, nhờ có thêm các đầu thừa
bulông nhô lên và đã ăn vào chi tiết quá trình hàn sẽ thuận lợi hơn rất nhiều.
2.4. Kỹ thuật hàn gang bằng phương pháp hàn khí
Kim loại phụ dùng dây hàn gang có thành phần:
C = 3 -3,6 % Si = 3 -3,5 % Mn = 0,5 -0,8 %
9


P = 0,2 -0,5 % S < 0,08 % Cr < 0,05 %
Ni = 0,3%
Hoặc: Si = 3,6 ( 4,8 %; P = 0,3 (0,5 % còn các thành phần khác như trên

Thuốc loại 1: borac: 56%
Thuốc loại 2: borac: 50%
Thuốc loại 3: borac: 23%
Trong quá trình hàn dây hàn và thuốc.

bồ tạt: 22% xô đa: 22%
xo đa: 47% ôxyt silic: 3%
Xo đa: NaOH: 50%
27%
mép hàn phải thường xuyên được tẩm

Trong q trình hàn gang để có thể đẩy được oxyt silic, sắt, man gan ra khỏi
kim loại hàn ta dùng thuốc hàn là brac hoặc hỗn hợp sau:
Ngọn lửa hàn sử dụng ngọn lửa trung tính hoặc hơi thừa các bon tránh ngọn lửa oxy
hóa gây cháy các bon, silic là gang có nguy cơ bị biến trắng.
Cơng suất ngọn lửa chọn 100-120 dm3/h C2H= cho một mm chiều dày vật hàn.
Quá trình hàn tiến hành nhanh, liên tục tránh thốt nhiệt và bảo đảm vũng hàn
ln ln được bảo vệ bởi ngọn lửa tránh sự xâm thực của ơ xy, ni tơ khơng khí.

Những chi tiết có hình dạng phức tạp, tiết diện không đều cần được đốt nóng sơ
bộ tới nhiệt độ 300-4000C với sản phẩm phức tạp hơn phải nung nóng trong lị tới
nhiệt độ 6000C.
Có thể dùng dây đồng L62 (la tông với 62% đồng) có nhiệt độ nóng chảy 8509000C thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của gang (1100- 12500C) khi hàn có thể khơng cần
nung nóng sơ bộ hoặc chỉ đốt nóng cục bộ. Mối hàn có đủ độ bền và độ dẻo dai vì
đồng vàng rất dẻo (giới hạn bền kéo chống va đập cao hơn gang).
Ngọn lửa hàn có cơng suất 60-75 dm3/h C2H2 cho 1 mm chiều dày vật hàn,
dùng thuốc có thành phần: borac: 70%; muối ăn: 20%; axit boric: 10 %. Mép hàn
khơng được đốt nóng chảy mà chỉ đốt đến mầu đỏ sáng có nhiệt độ nóng chảy lớn hơn
nhiệt độ nóng chảy của dây hàn L62 sau đó cho dây hàn
nóng hàn chảy vào bể hàn.
2.5. Kỹ thuật hàn gang nguội bằng phương pháp hàn
hồ quang.
Hàn gang nguội là vật hàn khơng được nung nóng
hoặc nung tới nhiệt độ nhỏ hơn 4000C, sử dụng chế độ hàn
nhỏ hạn chế đến mức tối thiểu sự hình thành các tổ chức
tôi và tổ chức gang trắng tại vùng ảnh hưởng nhiệt, giảm
kim loại cơ bản đi vào mối hàn. Khi hàn cần phân đoạn và
hàn thứ tự như hình vẽ. Thực hiện quá trình hàn: Trong quá trình hàn cần giới hạn
đường hàn có chiều dài từ 25:30 mm đối với vật mỏng, 50 :70 mm đối với vật dày.
Chỉ hàn đường tiếp theo khi vùng mối hàn đã nguội xuống dưới 600C. có thể
10


lèn ép mối hàn ngay sau khi kết thúc mỗi đường hàn để tạo ứng suất nén giảm ứng
xuất kéo.
- Que dùng để hàn gang: thường sử dụng que hàn lõi thép các bon GG3, que
hàn tổng hợp (đồng + thép) Que hàn đồng ni ken, que hàn ni ken ENi-CL; ENi-FeCL
(đuôi CL chỉ cho hàn gang). Theo AWS căn cứ vào độ cứng của kim loại sau khi hàn,
que hàn cho hàn gang được chia thành 2 nhóm chính:

+ Nhóm điện cực có thể cắt gọt được:
Là nhóm điện cực mà sau khi hàn cho kim loại mối hàn mềm dẻo đủ để có thể
cắt gọt được dễ dàng nó được sử dụng cho cả hai nhóm hàn phục hồi các chi tiết máy
bằng gang và hàn sửa chữa khuyết tật trên vật đúc, điền đầy những chỗ thiếu hụt.
Có 2 loại điện cực cơ bản là 100% Ni lõi và hợp kim Fe + Ni như que: ENi-CL
dùng cho cả dòng xoay chiều và một chiều đấu nghịch DCR thường dùng để hàn tấm
mỏng và tấm có mặt cắt trung bình và gang có hàm lượng phốt pho thấp Hàn không
cần gia công nhiệt hoặc nung đến nhiệt độ nhỏ hơn 4000C. Que hàn ENi-FeCl dùng
cho cả dòng xoay chiều và dòng một chiều đấu nghịch DCR cho tấm có chiều dầy lớn.
Bao gồm:
* Que hàn có lõi niken:
Thành phần tiêu biểu của nó là tối đa 0,15% C, tối đa 0,75% Si, tối đa 0,5%
Mn, tối đa 0,01% S, tối đa 0,5% Fe, tối đa 0,5% Cu, trên 98% là sắt theo AWS A5 .15
que này có ký hiệu Eni-Cl (tương đương que ENiBG2 theo ISO) que này chứa graphit
trong vỏ bọc thường có các loại đường kính 2,0; 2,5; 3,0 loại này chủ yếu dùng hàn
gang xám.
* Que hàn lõi là hợp kim Ni-Fe:
Thành phần tiêu biểu của nó là tối đa 0,25% C, tối đa 0,5% Si, tối đa 1,0% Mn,
tối đa 0,0025% S, tối thiểu 37% Fe, tối đa 0,5% Cu, từ 52 đến 60% niken.
Theo AWS A5.5, các que hàn này có ký hiệu ENiFe-Cl (tương đương que
ENiFeBGI theo ISO) que này có chứa graphit trong thuốc bọc, thường có các loại
đường kính 2,0; 2,5; 3,0 loại này cho mối hàn có cơ tính cao hơn chủ yếu hàn gang
cầu, độ cứng kim loại mối hàn khoảng HB 170 đến 200.
* Que hàn lõi hợp kim Niken đồng Ni-Cu:
Thành phần tiêu biểu của nó là: 67(69% Ni; 27(29% Cu; 2,5%Fe; 0,2%Si;
0,2%Mg; mối hàn chịu được các mơi trường ăn mịn. Theo tiêu chuẩn AWS A5.15 que
hàn này có ký hiệu ENiCu-B (tương đương que ENiCu2-BG2 theo ISO) độ cứng kim
loại mối hàn khoảng 150HB.
+ Nhóm điện cực khơng gia cơng cắt gọt được:
Nhóm này có lõi là thép với thuốc bọc dầy nóng chẩy ở nhiệt độ thấp cho phép

sử dụng dòng điện nhỏ. Nó cho kim loại mối hàn rất cứng chỉ sử dụng hàn các vật hàn
11


không cần gia công sau khi hàn. Loại điện cực này tạo ra mối hàn sít chặt khơng thấm
nước, dùng cho hàn sửa chữa Block động cơ máy nổ, Block máy nén khí, Bánh tời và
các vật gang khác có cùng cấu trúc.
Que hàn gang thường được biết qua tên thương mại
Tên
Đặc tính của kim loại mối hàn
Hãng sản xuất
Ferroweld
Khơng thể gia công được
Lincoln
Strongcast
Không thể gia công được
Hobart
Airco77
Không thể gia cơng được
Airco
Softweld
Có thể gia cơng được
Lincoln
Softcast
Có thể gia cơng được
Hobart
Airco 375
Có thể gia cơng được
Airco
Đối với mối ghép có chuản bị vít cấy, khi hàn thì hàn mối hàn từ đinh vít đến

hết bề mặt của chi tiết hàn sau đó hàn bình thường.
- Cần vận dụng sự dãn nở nhiệt của chi tiết hàn để chủ động tránh ứng suất kéo vượt
quá giới hạn bền kéo của gang.

- Hình vẽ trên các vùng cần nung nóng phải được nung nóng trước khi hàn sự
dãn nở của vùng này khi nung nóng và co lại khi làm nguội sẽ cân bằng với sự dãn nở
khi hàn và co lại khi nguội của mối hàn giúp cho mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt của
mối hàn tránh được ứng suất.
- Khi hàn vá chi tiết mang tính chất bịt kín có thể dùng 1 miếng thép táp vào
chỗ hở và hàn xung quanh miếng táp bằng thép. Do sau khi hàn trong mối hàn và vùng
ảnh hưởng nhiệt sẽ xuất hiện ứng suất kéo, vì vậy ta phải ứng dụng khả năng biến
dạng của thép để giảm ứng suất xuất hiện bằng cách sử dụng miếng thép có chiều dày
nhỏ hơn nhiều so với chiều dày của gang được hàn.

12


- Trường hợp sửa chữa vết nứt có xét tới tải trọng vận hành.

Các vật phức tạp như các bệ và thân máy địi hỏi quy trình hàn sửa chữa sao cho
sau khi vật hàn có thể vận hành trong điều kiện phân bố ứng suất tổng (ứng suất phát
sinh do ngoại lực và ứng suất dư do hàn) là nhỏ nhất. Hình vẽ giới thiệu hai trình tự
hàn (hai người thợ hàn đồng thời theo trình tự 1-2 và 1'- 2') trong sửa chữa.
Vết nứt khung máy búa. Quy trình bên phải kết quả giảm được độ lớn của ứng suất
kéo trong phân bố ứng suất tổng.
2.6. Kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm:
Làm sạch toàn bộ mối hàn và vùng xung quanh.
Kiểm tra điểm đầu và cuối của đường hàn.
Kiểm tra các khuyết tật cháy cạnh, ngậm xỉ..
13

Kiểm tra vết nứt.
Kiểm tra độ ngấu và bề mặt của mối hàn

Sai hỏng thường gặp:
* Nứt:
Do cường độ hàn lớn, que hàn nhỏ, hồ quang dài.
Do để nguội quá nhanh.
Khắc phục: điều chỉnh cường độ dòng điện phù hợp, và giữ nhiệt để nguội từ
từ.
* Lần xỉ:
Do cường độ dòng điện hàn nhỏ, mép hàn vệ sinh chưa sạch, que hàn ẩm.
Khắc phục: tăng cường độ dòng điện, vệ sinh sạch sẽ mép hàn, sấy khô que hàn
trước khi hàn
Bảng trình tự hàn gang nguội bằng phương pháp hàn khí:
TT

Nội dung các bước
Dụng cụ thiết bị
cơng việc

1 Chuẩn bị

u cầu đạt được

- Thiết bị hàn khí
- Bộ dụng cụ nghề hàn

2 Hàn gang nguội

- Chuẩn bị đúng, đủ
thiết bị

- Hàn được mối hàn
đạt yêu cầu kỹ thuật

- Thiết bị hàn khí

- Mối hàn khơng bị
khuyết tật
3

Kiểm tra chất lượng - Thiết bị kiểm tra
mối hàn
không phá hủy

- Xác định được sai
hỏng thường gặp

Chú ý an toàn
- An toàn khi sử
dụng thiết bị

- An toàn khi sử
dụng thiết bị
- An tồn đề phịng
điện giật

An tồn khi sử dụng

thiết bị kiểm tra mối
hàn

Cơng tác an tồn lao động và vệ sinh phân xưởng.
- Chỉ được hàn khi có đầy đủ trang bị bảo hộ lao động dành cho thợ hàn.
- Thực hiện đầy đủ các biện pháp an toàn khi hàn khí,hàn hồ quang tay.
- Thực hiện đầy đủ các biện pháp phòng cháy chữa cháy.

14


Bài 2: HÀN GANG NÓNG
I. MỤC TIÊU
Sau khi học xong bài học này người học sẽ có khả năng:
- Trình bày đúng nhưng đặc điểm, khó khăn khi hàn gang.
- Nhận biết chính xác vật liệu dùng để hàn gang
- Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, thiết bị dùng trong cơng việc hàn gang nóng.
- Chuẩn bị phơi hàn đúng kích thước, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.
- Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày vật liệu kiểu liên kết hàn
- Gá phôi hàn chắc chắn, đúng kích thước.
- Thực hiện hàn các mối hàn gang nóng bằng phương pháp hàn khí, hàn hồ
quang tay đảm bảo độ sâu ngấu khơng rỗ khí ngậm xỉ, khơng nứt không bị biến trắng
- Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn.
- Thực hiện tốt cơng tác an tồn lao động và vệ sinh phân xưởng
- Rèn luyện tính cẩn thận, làm việc độc lập, tư duy sáng tạo, đảm bảo an toàn
cho người và thiết bị.
II. NỘI DUNG CHƯƠNG
- Về cơ bản gần giống phương pháp hàn gang nguội. Nhưng phương pháp hàn
nóng dùng để hàn những chi tiết quan trọng bằng gang và những kết cấu phức tạp. Nó
có thể tạo ra một khu vực hàn có tổ chức gang miệng xám và thành phần đều đặn, tiện

cho việc gia cơng cắt gọt. Trình tự những cơng việc phải làm trong q trình hàn nóng
gồm: làm sạch trước khi hàn, nung nóng trước khi hàn, hàn vá và xử lý sau khi hàn.
Khó khăn: Những khó khăn gặp phải khi hàn gang nóng tương tự như hàn gang nguội
ngồi ra cịn phải nung nóng sơ bộ trước khi hàn, và xử lý ủ giữ nhiệt sau khi hàn.
2.1. Chuẩn bị thiết bị dụng cụ, vật liệu, phôi hàn gang nóng
Thiết bị, dụng cụ:
- Chuẩn bị máy hàn hồ quang tay, thiết bị hàn khí, máy mài, máy khoan...
- Chuẩn bị các dụng cụ phụ trợ dùng trong nghề hàn .
Vật liệu:
Thành phần vật liệu gang cơ bản giống như hàn gang nguội.
Ngồi ra cần có khí oxy, khí cháy và các thành phần là muối bơ rắc, 1 số hợp
chất hóa học như natri, bicacbonat oxyl silic. Người ta có thể dùng que hàn đồng và
một số que hàn chế tạo bằng kim loại khác để hàn gang.
- Que hàn gang đường kính 03,2 bọc niken...
- Phơi gang đúc.
2.2. Gá đính phơi hàn
Cơng việc làm sạch vùng hàn trước khi hàn có ảnh hưởng rất lớn đến chất
15


lượng hàn, nên cần phải làm thật tốt.
Nếu trường hợp hàn giáp mối cần vệ sinh sạch mép hàn.
Nếu như cần hàn vá cho những lỗ cát, lỗ ngót hoặc góc khuyết trên vật đúc thì
chỗ hàn nên kht thành dạng đều đặn và vát sau thích đáng (xem hình 2.1).

Hình 2.1: Làm sạch trước khi hàn.
- Nếu trên vật đúc cần hàn vá có đường nứt, thì trước hết phải dùng kính phóng
đại để kiểm tra kỹ hai đầu của đường nứt, ở cách 2 đầu đường nứt lOmm, ta khoan 2 lỗ
nhỏ, đường kính của lỗ từ 3-5mm (xem hình 2.2) để tránh cho đường nứt nứt dài thêm
khi đục vát cạnh và khi nung nóng.

Hình 2.2: Khoan lỗ ở hai đầu vết nứt.
- Khi chiều dày nhỏ hơn 8mm, thường có thể khơng cần vát cạnh; khi lớn hơn
8mm thì nên vát cạnh theo hình chữ V như hình 2.3, khi lớn quá 15mm thì vát cạnh
theo hình chữ X như hình 2.4.

Hình 2.3: Vát cạnh hình chữ V.

Hình 2.4: Vát cạnh hình chừ X.

Nung nóng trước khi hàn:
- Nung nóng trước khi hàn là một trong những điều chủ yếu của việc hàn gang,
cần phải nắm thật vững tốc độ nung nóng và nhiệt độ nung nóng. Đối với những vật
đúc thơng thường kết cấu khơng phức tạp lắm, thời gian cần thiết để nung nóng đến
nhiệt độ yêu cầu từ 1 -2 giờ. Còn đối với những vật đúc kết cấu phức tạp thì phải từ 34 giờ. Neu nung nóng q nhanh thì sẽ làm cho vật đúc trong khi nung nóng nên
16


khống chế từ 600-650°C, tức là vật đúc đã thành màu đỏ thẫm. Nếu nhiệt độ nung
nóng q cao thì dễ sinh ra biến dạng vì cường độ của vật đúc giảm xuống rất nhiều.
2.3. Kỹ thuật hàn gang nóng bằng phương pháp hàn khí:
Suốt trong q trình hàn, phải bảo đảm vật đúc luôn ở nhiệt độ từ 500-650°C.
Do đó ngồi chồ bị hàn ra, cịn tất cả phải dùng amiang phủ lên đế tránh giảm nhiệt độ
xuống. Khi hàn, có thể áp dụng hàn bằng phương pháp hàn hồ quang điện cực, hoặc
phương pháp hàn khí.
Khi hàn gang bằng phương pháp hàn khí thường dùng ngọn lửa cacbon hóa với
mục đích là bù đắp cacbon của gang bị cháy trong q trình hàn.
Cơng suất ngọn lửa hàn: w = (100 - 200) s lít/giờ
s - Chiều dày vật hàn (mm), w - lượng hao phí khi axetylen. Tất cả mọi trường
hợp hàn gang bằng phương pháp hàn khi đều tiến hành hàn nóng. Thuốc hàn gang

thường dùng là bơ rắc và một số họp chất hóa học khắc như natri, bicacbonat oxyl
silic.
Người ta có thẻ dùng que hàn đồng và một số que hàn chế tạo bằng kim loại
khác để hàn gang.
Góc độ mỏ hàn và que hàn, tư thế thao tác hàn tương tự như các phương pháp
hàn khí khác.
* Xử lý nhiệt sau khi hàn: Sau khi hàn xong vật đúc cần phải để nguội từ từ, khi
cần thiết nên cho vào lị để nung nóng tới trên dưới 650°C, sau đó cho nguội ở trong
lị, thời gian khoảng 1 đêm. Làm như thế mới có được kết cấu gang miệng xám và có
thể tránh khỏi sinh ra những đường nứt.
2.3.1. Trình tự thực hiện:
TT

1

Nội dung
cơng viêc

Thiết bị
dung cu

Hình vẽ minh họa

- Bản vẽ.
Đọc
bản vẽ.
- Thiết
Chuẩn bị bị hàn
khí.
thiết bị

dụng cụ. Dụng
cụ hàn
khí.

Yêu cầu cần đạt

Biết được các kích
thước cơ bản.
- Hiểu được yêu cầu
kỹ thuật.
- Thiết bị hàn khí
đảm bảo hoạt động
tốt.
Dụng cụ hàn khí đầy
đủ, sử dụng tốt.

-

-

17


2

Kiểm
tra phơi.
- Chuẩn
bị mép
hàn.

- Chọn
chế độ
hàn.
Hàn
đính.
-

Máy
mài,
máy cắt
phơi.
Búa,
đục,
kìm rèn,
giấy
nhám,
bàn
chải, lị
nung.

-

Lựa chọn được vật
liệu hàn.
- Đánh sạch rỉ hàn và
ba via.
- Phôi thẳng phang,
sạch, đúng kích
thước.
- Chọn chế độ hàn

khí.
Hàn đính mối hàn
nhỏ gọn chắc chắn,
đúng vị trí.
-

3

Tiến
- Thiết
hành hàn bị hàn
khí.
- Máy
mài.
Búa,
đục,
kìm rèn,
giấy
nhám,
bàn
chải.

Dùng mỏ cắt để
nung phơi liệu.
- Dùng ngọn lửa
cácbon hóa để bổ
xung lượng cácbon
bị cháy trong q
trình hàn.
- Cơng suất ngọn lửa

hàn: V2H2 = (100 200)S (L/h)
- Dùng phương pháp
hàn trái để hàn, nung
điểm bắt đầu hàn
bằng mỏ cắt cho đến
khi có màu đỏ thẫm
thì tiến hành hàn.
- Bơi bô rắc vào kẽ
hàn để khử tạp chất.
- Chuyển động mỏ
hàn là đường thẳng,
que hàn là răng cưa.
Góc độ mỏ hàn là
30°, que hàn là 40 45°.

4

Kiểm tra

Phát hiện các khuyết
tật của mối hàn.

-

18


2.3.2. Sai hỏng thường gặp.
- Bề mặt mối hàn bị cháy đen
Nguyên nhân: Chế độ hàn chưa hợp lý, thiếu ôxy.

Khắc phục: Tăng ô xy, chọn lại chế độ hàn.
- Mối hàn khơng ngấu:
Ngun nhân:
+ Cơng xuất nhiệt nhỏ.
+ Góc độ mỏ hàn chưa đúng.
+ Tốc độ hàn nhanh.
Khắc phục:
+ Tăng cơng xuất ngọn lửa.
+ Giảm tốc độ hàn.
- Đóng cục:
Nguyên nhân:
+ Tốc độ đẩy kim loại vào bể hàn không đều.
+ Công xuất ngọn lửa nhỏ.
Khắc phục:
+ Đẩy kim loại phù họp.
+ Tăng cơng xuất ngọn lửa.
2.3.3 An tồn lao động và vệ sinh phân xưởng.
- Quần áo bảo hộ lao động, giày mũ, găng tay đúng quy định.
- Bình chứa ơxy phải để cách xa ngọn lửa trần ít nhất 5m.
- Không được để các chai ôxy ở gần dầu mờ, các chất cháy và các chất dễ bắt lửa.
- Axetilen có thể gây độc cho con người, khi thấy chống váng, buồn nơn phải
ngồi nơi thống mát nhưng khơng để gió thổi gây lạnh.
- Thực hiện đầy đủ các biện pháp phòng cháy chữa cháy.
2.4. Kỹ thuật hàn gang nóng bằng phương pháp hàn hồ quang
2.4.1. Hàn vá:
Suốt quá trình hàn vá, phải đảm bảo vật đúc ln ở nhiệt độ từ 500°C đến
650°C. Do đó, ngồi chỗ bị hàn ra, còn tất cả phải dùng amiang phủ lên để tránh giảm
nhiệt độ xuống. Khi hàn vá, có thể áp dụng hàn bằng hồ quang cực kim loại hoặc cực
cacbon.
19

Khi hàn bằng hồ quang cực kim loại thì cường độ dịng điện có thể căn cứ theo cơng
thức dưới đây:
I = (30: 40)d
d: đường kính que hàn, mm.
Nếu nhiệt độ vùng nóng chảy q cao thì dễ làm cho cacbon và silic bị đốt cháy
nhiều, lúc này nên giảm bớt cường độ dịng điện thích đáng. Neu nhiệt độ vùng nóng
chảy q thấp thì sẽ sinh ra hiện tượng hàn khơng ngấu, có lẫn xỉ hàn và lỗ hơi... Lúc
này cần phải tăng dịng điện hàn cho thích đáng.
Khi hàn bằng hồ quang cực cacbon thì có thể hàn bằng que hàn trần và thuốc
hàn. Thành phần hóa học của que hàn trần khi hàn nóng gang thường là:
Cacbon

3 - 3,6 %

Mangan

0,5 - 0,8 %

Photpho

0,2 - 0,5 %

Niken < 0,3 %
Silic 3-3,5%
Lưu huỳnh

< 0,08 %

Crom < 0,05 %
Thuốc hàn thường dùng có hai loại, một loại là bơ rắc có 100%, cịn một loại là
bơ rắc 50% sunphat đồng 47%, oxit silic 3%.
Cường độ dòng điện nên cho hơi lớn hơn cường độ dòng điện hàn cực kim loại,
phải dùng phương pháp đấu thuận dòng điện một chiều.
Dù hàn bằng hồ quang cực kim loại hay cực cacbon, khi hàn vá đều không được
đứt đoạn giữa chừng, cần phải liên tục hàn xong chỗ hàn vá, nếu chỗ hàn vá tương đối
lớn thì phải cho hai cơng nhân thay đổi nhau đển hàn. Đồng thời trong khi hàn, nói
chung không cho phép lật vật hàn, khi cần thiết phải lật vật hàn thì phải để cho gang
nguội dần trên dưới 400°C và cần chú ý đặt nhẹ, đề phòng vật đúc bị hư hỏng.
Chú ý: thao tác hàn, góc độ que hàn, phương pháp dao động que hàn tương tự
như các phương pháp hàn hồ quang tay thông thường.
Trong trường họp rãnh hàn phải hàn nhiều đường, nhiều lóp, sau mỗi đường
hàn lóp hàn phải vệ sinh sạch xỉ hàn mới được tiếp tục hàn.

20


2.4.2. Trình tự thực hiện:

TT Nội
dung
cơng
viêc

1

Hình vẽ minh họa

u cầu cần

đạt

Đọc
bản vẽ,
chuẩn
bị thiết
bị dụng
cụ

Bản vẽ.
- Máy hàn
AC.
Máy mài,
máy cắt
phôi.

Hiểu được
yêu cầu kỹ
thuật.
Thiết bị đảm
bảo hoạt
động tốt.

Chuẩn
bị phơi

Máy mài,
máy cắt
phơi.
Búa, đục,

kìm rèn,
giấy nhám,
bàn chải.

Lựa chọn
được vật liệu
hàn.
Hàn tấm
8mm SL: 02
tấm.
Đánh sạch rỉ
hàn và ba
via.
Đục vát mép
hàn.

2

3

Thiết bị dung
cu

Chọn
chế độ
hàn.
Gá
đính
phồi
hàn

-

-

Ih=100-l 10
A:
Que đúng
chủng loại,
đảm bảo
chất lượng.
Mối đính
nhỏ gọn
chắc chắn.

Máy hàn
AC, que
hàn mm

21


Tiến
hành
hàn

Máy
hàn

Hàn xong
mỗi lóp vệ
sinh sạch rồi
mới hàn lóp
tiếp theo cho
đến khi đạt
yêu cầu.
- Đảm bảo an
toàn cho
người và
thiết bị.
- Ngồi đúng
tư thế, que
hàn đúng
góc độ.
Bắt đầu và
kết thúc
đường hàn
đúng kỳ
thuật.
-

AC.
Máy
mài.
Búa, đục,
kìm rèn,
giấy nhám,
bàn chải.
-

4

Kiểm
tra

Phát hiện
các khuyết
tật của mối
hàn.

5

2.4.2. Xử lý sau khi hàn:
Sau khi hàn xong vật đúc cần phải để nguội từ từ, khi cần thiết nên cho vào lị
để nung nóng tới trên dưới 650°C, sau đó cho nguội ở trong lò, thời gian khoảng 1
đêm. Làm như thế mới có được kết cấu gang miệng xám và có thể tránh khởi sinh ra
những đường nứt.
2.5. Kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm:
Làm sạch toàn bộ mối hàn và vùng xung quanh.
Kiểm tra điểm đầu và cuối của đường hàn.
Kiểm tra các khuyết tật cháy cạnh, ngậm xỉ..
Kiểm tra vết nứt.
Kiểm tra độ ngấu và bề mặt của mối hàn.

22


Sai hỏng thường gặp:
* Nứt:

Do cường độ hàn lớn, que hàn nhỏ, hồ quang dài.
Do để nguội quá nhanh.
Khắc phục: điều chỉnh cường độ dòng điện phù hợp, và giữ nhiệt để nguội từ
từ.
* Lần xỉ:
Do cường độ dòng điện hàn nhỏ, mép hàn vệ sinh chưa sạch, que hàn ẩm.
Khắc phục: tăng cường độ dòng điện, vệ sinh sạch sẽ mép hàn, sấy khô que hàn
trước khi hàn

23