Giáo trình hàn khí (nghề hàn trung cấp) 2

Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

BỘ NƠNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NƠNG THƠN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XƠ
---------o0o---------

GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN: HÀN KHÍ
NGHỀ: HÀN
TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP
Ban hành kèm theo Quyết định số:979/QĐ-CĐVX-ĐT ngày 12 tháng 12 năm 2019
của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xơ

Ninh Bình, Năm 2019

0


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình 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 GIỚI THIỆU

Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số
lượng và chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật
trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ
trên thế giới, lĩnh vực cơ khí chế tạo nói chung và ngành Hàn ở Việt Nam nói
riêng đã có những bước phát triển đáng kể.
Chương trình khung nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề,
phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các môđun. Để tạo điều kiện thuận lợi cho
quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình các mơđun đào tạo nghề là cấp
thiết hiện nay.
Mô đun 19: Hàn khí là mơ đun đào tạo nghề được biên soạn theo hình thức
tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trình thực hiện, tác giả biên
soạn đã tham khảo nhiều tài liệu cơng nghệ hàn trong và ngồi nước, kết
hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất.
Mặc dầu có rất nhiều cố gắng, nhưng khơng tránh khỏi những khiếm khuyết,
rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các độc giả để giáo trình được hồn
thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Ngày

tháng

năm 2019

Biên soạn

Nguyễn Trọng Luyện
1


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

MỤC LỤC
Đề mục

Trang

I. Lời giới thiệu

1

II. Mục lục

2

Vị trí, ý nghĩa, vai trị của mơ đun

3

Mục tiêu của mơ đun

3

Nội dung mô đun

3

III. Nội dung mô đun

3

Bài 1: Những kiến thức cơ bản về hàn khí.

5

Bài 2: Vận hành thiết bị hàn khí

18

Bài 3: Hàn giáp mối khơng vát mép ở trí bằng (1G)

24

Bài 4: Hàn góc khơng vát mép ở vị trí bằng (1F)

29

Bài 5: Hàn nối ống ở vị trí bằng (1G)

33

IV. Tài liệu tham khảo

37

2


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN
Tên mơ đun: Hàn Khí
Mã mơ đun: MĐ 19
I. VỊ TRÍ, Ý NGHĨA, VAI TRỊ MƠ ĐUN:
Là mơđun chun mơn nghề, được bố trí sau khi học xong hoặc học song
song với các môn học MH07- MH13.
Hàn khí là phương pháp hàn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực
dân dụng và công nghiệp.
II. MỤC TIÊU CỦA MƠ ĐUN
Kiến thức:
- Trình bày được thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của phương
pháp hàn khí;
- Trình bày được tính chất vật lý, hóa học và nhiệt độ khi cháy của khí hàn;
- Trình bày được các điều kiện và tác nhân gây cháy nổ của axetylen;
- Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của mỏ hàn khí;
Kỹ năng:
- Sử dụng thành thạo thiết bị, dụng cụ hàn khí;
- Chọn và điều chỉnh được ngọn lửa hàn phù hợp với vật liệu hàn;
- Hàn được mối hàn đạt yêu cầu kỹ thuật;
Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Đảm bảo thời gian học tập trên lớp và giờ tự học;
- Có ý thức tự giác, có tính kỷ luật cao, có tinh thần tập thể, có tránh nhiệm
với cơng việc;
- Thực hiện tốt cơng tác an tồn, phịng chống cháy nổ và vệ sinh cơng
nghiệp.
III. NỘI DUNG MƠ ĐUN
Thời gian

TT
Tên các bài trong mô đun
Tổng
Lý
Thực Kiểm
số
thuyết hành tra
Bài 1: Những kiến thức cơ bản về
1
2
2
0
0
hàn khí
1. Thực chất, đặc điểm và phạm vi
0,5
ứng dụng của phương pháp hàn khí
2. Thiết bị, dụng cụ dùng cho hàn khí
0,5
3. Chế độ hàn
0,5
4. Kỹ thuật hàn khí
0,5
2 Bài 2: Vận hành thiết bị hàn khí
2
1
1
0
1. Lắp đặt thiết bị hàn khí
2. Điều chỉnh áp suất khí

1
3. Cách tạo ngọn lửa hàn
4. Thực hành
1
3


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

3

4

5

Giáo trình Hàn khí

Bài 3: Hàn giáp mối khơng vát mép
ở trí bằng (1G)
1. Liên kết giáp mối không vát mép ở
vị trí bằng (1G)
2. Chế độ hàn
3. Kỹ thuật hàn
4. Bài tập ứng dụng
5. Kiểm tra
Bài 4 : Hàn góc khơng vát mép ở vị
trí bằng (1F)
1. Liên kết hàn góc khơng vát mép ở
vị trí bằng (1F)
2. Chế độ hàn

3. Kỹ thuật hàn
4. Bài tập ứng dụng
5. Kiểm tra
Bài 5 : Hàn nối ống ở vị trí bằng
(1G)
1. Liên kết hàn nối ống ở trí bằng
(1G)
2. Chế độ hàn
3. Kỹ thuật hàn
4. Bài tập ứng dụng
5. Kiểm tra
Cộng

4

20

1

18

1

0,5
0,5

18

1
16

1
1

14

1

0,5
0,5

14

1
20

1
1

18

1

0,5
0,5
60

6

18

51

1
3


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

BÀI 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN KHÍ
Mã bài:19.1

Mục tiêu:
- Trình bày được thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của phương
pháp hàn khí;
- Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc của mỏ hàn khí;
- Phân biệt được các kiểu ngọn lửa hàn khí;
- Trình bày được kỹ thuật hàn khí ở các vị trí hàn;
- Thực hiện tốt cơng tác an tồn, phịng chống cháy nổ và vệ sinh cơng
nghiệp.
Nội dung
1. Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng
1.1. Thực chất
- Hàn khí là q trình nung nóng kim loại chỗ cần nối và que hàn đến trạng
thái hàn (nóng chảy) bằng ngọn lửa của khí cháy với ơxi.
1.2. Đặc điểm.
- Có thể hàn được nhiều loại kim loại và hợp kim (gang, đồng, nhôm, thép ... )
- Hàn được các chi tiết mỏng và các loại vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp.
- Năng suất thấp, vật hàn bị nung nóng nhiều nên dễ cong vênh.

- Năng suất và chất lượng hàn khí khơng cao, vùng ảnh hưởng nhiệt lớn, thiết bị
phức tạp và nguy hiểm hơn các phương pháp hàn khác.
1.3. Ứng dụng.
Hàn khí dùng nhiều khi hàn các vật hàn có chiều dày nhỏ, chế tạo và sửa
chữa các chi tiết mỏng, sửa chữa các chi tiết đúc bằng gang, đồng thanh, nhôm,
magiê, hàn nối các ống có đường kính nhỏ và trung bình. Hàn các chi tiết bằng
kim loại màu, hàn vảy kim loại, hàn đắp hợp kim cứng v.v...
2. Thiết bị, dụng cụ dùng cho hàn khí:
2.1. Thiết bị hàn khí

5


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

Hình 1.1 Thiết bị hàn khí
1. Bình chứa ơxy,2. Bình chứa axêtylen,3. Van giảm áp, 4.Khóa bảo hiểm
5. Ống dẫn khí, 6. Mỏ hàn,
2.1.1. Bình chứa khí.
Để bảo quản, vận chuyển các loại khí, người ta sử dụng các loại bình chứa với
dung tích khác nhau. Trong sản xuất hàn và cắt kim loại, được dùng nhiều nhất
là loại bình thép có dung tích 40 lít và chịu được áp suất tới 200at. Mặt ngồi
bình có sơn màu xanh là bình oxi; sơn màu trắng là bình chứa axêtylen; sơn màu
đen là khí khơng cháy.....và trên cổ bình có ghi ký hiệu loại khí.
Bình chứa dung tích 40 lít có kích thước như sau:
Đường kính ngồi: 219 mm
Chiều dài phần vỏ bình: 1390 mm
Chiều dày thành bình (đối với loại 200at): 9,3 mm

Khối lượng bình: 60 kg
Khí ooxxi thường được nạp vào bình chứa dưới áp suất tối đa là 150at; khí
axetylen tối đa là 16at. Để ngăn ngừa guy cơ nổ của khí axetylen, người ta cho
vào bình các chất bọt xốp tẩm axeton là loại dung môi tốt cho sự hòa tan của
axety len.

6


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

2.1.2. Mỏ hàn

Hình 1.2 Sơ đồ ngun lý cấu tạo mỏ hàn khí
a/ Mỏ hàn kiểu hút, b/ Mỏ hàn đẳng áp.
1. Dây dẫn khí C2H2, 2. Dây dẫn khí ơxy, 3. Van điều chỉnh C2H2,
4. Van điều chỉnh ôxy, 5. Buồng hút, 6. Đầu mỏ hàn
Mỏ hàn kiểu tự hút (H.1.2a) sử dụng khi hàn với áp suất khí C2H2 thấp và
trung bình. Khí C2H2 (áp suất 0,01÷1,2at) được dẫn vào qua ống (1), cịn khí ơxy
(áp suất 1÷4at) được dẫn vào qua ống (2). Khi dịng ơxy phun ra đầu miệng
phun (5) với tốc độ lớn tạo nên một vùng chân khơng hút khí C 2H2 theo ra mỏ
hàn. Hỗn hợp tiếp tục được hòa trộn trong buồng (5), sau đó theo ống dẫn (6) ra
miệng mỏ hàn và được đốt cháy tạo thành ngọn lửa hàn. Điều chỉnh lượng khí
ơxy và C2H2 nhờ các van (3) và (4). Nhược điểm của mỏ hàn tự hút là thành
phần hỗn hợp khí cháy khơng ổn định.
Mỏ hàn đẳng áp dùng khi hàn với áp lực khí C2H2 trung bình. Khí ơxy và
C2H2 được phun vào buồng trộn với áp suất bằng nhau (0,5÷1at) hịa trộn trong
ống dẫn của mỏ hàn, đi ra miệng mỏ hàn để đốt cháy tạo thành ngọn lửa.

2.1.3. Van giảm áp:
a - Tác dụng và vị trí của van giảm áp: Van giảm áp lắp ngay sau nguồn
khí và có tác dụng:
- Làm giảm áp suất của chất khí đến mức quy định
- Giữ cho áp suất đó khơng thay đổi trong suốt q trình làm việc.
- Đều chỉnh áp suất khí ra.
- Van giảm áp cho khí O2 có thể điều chỉnh áp suất khí O2 từ 150 at xuống
khoảng 1 ÷ 1,5at.
- Van giảm áp cho khí C2H2 có thể điều chỉnh áp suất khí C2H2 15 at
xuống khoảng 0,05 ÷ 1,5at.
7


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

b - Van giảm áp đơn cấp: Có nhiều loại van giảm áp khác nhau nhưng
nguyên lý chung của các bộ phận chính thì giống nhau .
- Cấu tạo:
1
4 5 6
3
7
2

1

1
8

1
9

Hình 1.3: Van giảm áp đơn cấp
1. Ống dẫn khí vào buồng áp suất
cao

7. Đồng hồ đo áp suất thấp
8. Buồng áp suất thấp

2. Đồng hồ đo áp suất cao

9. Lị xo dưới

3. Lị xo trên

10. Vít điều chỉnh

4. Buồng áp suất cao

11. Màng cao su

5. Nắp van

12. Thanh chống.

6. Van an tồn
- Hoạt động:
Khí nén có áp suất cao từ bình chứa khí theo ống số (1) vào buồng áp suất cao
số (4), áp suất trong buồng áp suất cao được đo bằng đồng hồ số (2). Nhờ khe

hở dưới nắp van số (5) khí sẽ đi xuống buồng áp suất thấp (8), với áp suất được
xác định theo đồng hồ đo áp suất thấp số (7), rồi đi ra mỏ hàn, mỏ cắt.
Ban đầu ta nhìn vào đồng hồ số (7) để điều chỉnh thể tích trong buồng áp suất
thấp (8) để có áp suất yêu cầu bằng cách điều chỉnh màng cao su (11) nhờ vít
(10) thơng qua lị xo (9).
Khi tiến hành hàn áp suất ở buồng (8) giảm xuống thì lị xo (9) sẽ nâng màng
cao su (11), đẩy thanh chống (12) và nắp van (5) lên làm cho thể tích buồng (8)
thu hẹp lại, đồng thời lúc đó cửa van (5) mở rộng ra, lượng khí từ buồng áp suất
cao (4) sẽ đi xuống nhiều hơn, do đó áp suất ở trong buồng (8) lại tăng lên tới
mức yêu cầu. Ngược lại, nếu áp suất ở buồng (8) vì một lý do nào đó tăng lên,
lúc đó màng cao su (11) sẽ nén lò xo (9) lại, kéo thanh chống (12) và nắp van (5)
8


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

xuống làm cho cửa van (5) thu hẹp lại, khí từ buồng (4) đi xuống ít hơn và áp
suất trong buồng (8) lại được giảm tới mức yêu cầu. Trường hợp áp suất của khí
trong buồng (8) tăng lên quá mức làm màng cao su không thể ép được lị xo (9)
xuống được nữa thì van an tồn (6) sẽ mở và khí được thốt ra ngồi.
Vì chiều mở của van (5) ngược với chiều đi vào của dòng khí nên ta gọi loại
van này là van giảm áp tác dụng nghịch.
2.1.4. Thiết bị ngăn lửa tạt lại:
Là dụng cụ ngăn lửa chủ yếu do ngọn lửa hoặc khí Ôxi đi ngược từ mỏ
hàn hay mỏ cắt vào máy sinh khí C2H2 bắt buộc phải có thiết bị ngăn lửa tạt lại .
Hiện nay chúng ta đang dùng loại mỏ hàn hoặc cắt kiểu hút, nghĩa là áp
suất của khí O2 cao hơn áp khí C2H2 rất nhiều ( áp suất O2 từ 3 ÷ 14at, áp suất
khí C2H2 từ 0,01 ÷ 1,5at ). Trường hợp mỏ hàn bị tắc hoặc bị nổ khí O2 và ngọn

lửa sẽ đi ngược lại. Hiện tượng đó xảy ra khi tốc độ cháy hỗn hợp O2 + C2H2 lớn
hơn tốc độ khí cung cấp.
Tốc độ khí cung cấp càng giảm khi: tăng đường kính lỗ mỏ hàn giảm lực
và tiêu hao khí, ống dẫn bị tắc ....
Tốc độ cháy càng tăng khi; Tăng lượng O2 nhiệt độ khí cao, mơi trường
hàn khơ ráo và nhiệt độ cao .... Thiết bị ngăn lửa tạt lại có nhiệm vụ dập tắt ngọn
lửa khơng cho khí cháy vào máy sinh khí. Yêu cầu chủ yếu của nó là :
- Ngăn cản ngọn lửa trở vào và xả hỗn hợp chạy ra ngồi .
- Có độ bền ở áp suất cao khi khí cháy đi qua bình.
- Giảm khả năng cản thuỷ lực dịng khí.
- Dễ kiểm tra, dễ rửa , dễ sửa chữa.
Thiết bị ngăn lửa tạt lại được chia làm hai loại:
a - Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khơ.

Hình1.4 Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô

9


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

Cấu tạo gồm vỏ thép (1) trong đặt thỏi hình trụ (2) bắt bọt sứ . Hai mặt
của vỏ thép cặp hai nắp 3 và giữa lót cao su . Khi ngọn lửa bị tạt vào thì lập tức
bị dập tắt
b - Thiết bị ngăn lửa kiểu dùng chất lỏng,

Hình1.5 Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu ướt
Hoạt động bình thường: Khí từ bình sinh khí qua ống 3 đi quan van 5 chui qua

nước và ra van 4 đến mỏ cắt.
Khi có hỗn hợp khí tạt lại: Hỗn hợp nổ làm tăng áp suất trong bình làm nén
nước nên viên bi 5 đóng lại khơng để hỗn hợp nổ đi qua và dập tắt ngọn lửa.
2.1.5. Ống dẫn khí
Ống dẫn khí oxy và axetylen ra mỏ hàn yêu cầu phải đủ độ bền, chịu được áp
suất khí ( áp suất làm việc của ống dẫn khí oxy được tính là 10at, cịn đối với
axetylen là 3at), đủ mềm nhưng khơng dễ bị gập và có đường kính trong phù
hợp với lượng tiêu hao khí đã được xác định.
Ống dẫn thường chế tạo bằng vải lót cao su, chiều dày lớp cao su bên trong
không nhỏ hơn 2mm và bên ngồi khơng nhỏ hơn 1mm. Thường dùng nhất là
loại ống có đường kính trong 9,5 mm với chiều dài từ 15 đến 25m.

10


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

2.2. Dụng cụ

Hình1.6 Dụng cụ hàn khí

Hình1.7 Dụng cụ làm sạch mỏ hàn khí
2.3. Vật liệu hàn khí.
Vật liệu hàn khí bao gồm que hàn, các loại khí cháy khí (nhưng phổ biến là khí
axetylen C2H2), khí Ơxy kỹ thuật.
2.3.1. Ôxy:

11

Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

Ơxy là loại khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị, không độc không thể tự
bốc cháy. Hầu hết các phản ứng cháy toả nhiệt đều có sự tham gia của Ơxy, do
đó cần đặc biệt chú ý đến các tính chất sau đây:
- Trong khơng khí có khoảng 21% khí Ơxy và 69% khí Nitơ (tính theo thể
tích)
Nếu lượng Ôxy tăng lên sẽ làm tăng khả năng bắt cháy, tốc độ bắt cháy và
làm giảm nhiệt độ cháy.
Trong công nghiệp khí Ơxy ngun chất được điều chế từ khơng khí
(phương pháp điều chế là biến khí Ơxy thành thể lỏng). Người ta lợi dụng điểm
sơi khác nhau của Ơxy và Nitơ để chưng cất lấy Ơxy, điểm sơi của Nitơ (1960C), của Ơxy (-1830C). Sau đó khí nén ơxy ở áp suất cao rồi chứa trong các
bình vỏ thép có dung tích 40 lít, áp suất 150at (Chứa khoảng 6000 - 10000 lít
O2). Khi điều chế Ơxy như vậy sẽ có độ ngun chất đạt 98 ÷ 99,5% .
* Chú ý : Để đảm bảo cho người và trang thiết bị, Ơxy phải được dùng
đúng mục đích, khơng được phép dùng Ơxy để: cải thiện chất lượng khơng khí
trong phòng và bồn chứa, thổi sạch bụi bẩn ở quần áo bảo hộ lao động và làm
mát cơ thể khi nóng.
Các phần nối và làm kín của thiết bị Ơxy các ống dẫn Ơxy khơng dính
dầu, mỡ, bụi bẩn, sơn các chất béo,... Do các chất này có thể kết hợp với Ơxy rị
rỉ tạo thành hỗn hợp dễ cháy nổ.
Khí hàn gồm O2 kỹ thuật và các loại khí cháy. Khí cháy dùng làm nhiên
liệu lựa chọn dựa trên hai tính chất chính: là tốc độ bắt cháy và công suất ngọn
lửa.
+ Điều chế O2
- Phương pháp chưng cất khơng khí hóa lỏng

* Hệ thống tách khí cao áp
* Hệ thống tách khí trung áp
* Hệ thống tách khí hạ áp
- Những phương pháp điều chế Ôxy khác
* Điều chế Ơxy bằng phương pháp hố học.
* Điều chế Ơxy bằng điện phân
* Điều chế Ôxy bằng phương pháp hấp thụ.
* Điều chế Ơxy bằng sinh hóa.
- Những bộ phận chính
* Máy nén khí.
* Bộ phận lọc khơng khí.
* Thiết bị trao đổi nhiệt.
12


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

* Bộ phận tiết lưu và giãn khí.
* Bộ phận chưng cất – tách ly khơng khí lỏng.
* Bộ phận tồn trữ và chiết nạp.
- Nguyên tắc an toàn khi sử dụng Ơxy.
* Khi nồng độ Ơxy mơi trường lên đến 22%, mọi vật dễ dàng bốc cháy dữ
dội.
Khi có dấu hiệu rị rỉ Ơxy, phải tiến hành thơng thoáng và thay quần áo và
các vật liệu dễ cháy.
* Khi tay chân hay quần áo dính dầu mở,cấm vận hành thiết bị trong trạm
và bình, chai chứa Ơxy.
* Kiểm tra các khớp nối trên ống dẫn Ôxy mỗi tháng 1 lần

* Nhà xưởng phải thơng thống.
* Cơng nhân chỉ được hút thuốc hay đến gần ngọn lửa trần sau khi ra khỏi
vùng có nồng độ Ơxy cao hơn 30 phút.
2.3.2. Khí Axêtylen:
Trong cơng nghiệp dùng khí (C2H2) làm nhiên liệu hàn và cắt kim loại.
C2H2 là chất khí khơng màu, có mùi đặc biệt, nếu hít phải nhiều hơi (C2H2) sẽ bị
váng đầu buồn nơn và có thể trúng độc. C2H2 nhẹ hơn khơng khí và rất dễ hồ
tan trong các chất lỏng nhất là Axêtơn. Ngọn lửa khí C2H2 kết hợp với O2
nguyên chất có từ 30500C  31500C. Axêtylen là một chất khí nổ nguy hiểm.
Trong những trường hợp sau đây khí (C2H2) có thể nổ :
1- Khi nhiệt độ 450  5000C và áp suất cao quá 1,5at.
2- Khí C2H2 hỗn hợp với O2 ở nhiệt độ từ 3000c trở lên và dưới áp suất
khí quyển. Hỗn hợp nổ trong phạm vi tỷ lệ từ 2,3  93% khí C2H2 và nổ mạnh
nhất khi khoảng 30% khí C2H2..
3- Khí C2H2 hỗn hợp với khơng khí theo tỷ lệ 2,3 ÷ 81% khí C2H2 (cùng
với nhiệt độ và áp suất như trên). Khí C2H2 chiếm 7 - 13% trong hỗn hợp là nổ
mạnh nhất .
4- Khi cho khí C2H2 tiếp xúc lâu ngày với đồng đỏ và bạc. Vì chất này tác
dụng với nhau sẽ tạo ra Axêtylua-đồng Axêtylua-bạc dễ nổ khi va đập mạnh
hoặc nhiệt độ tăng cao.
5- Khi nhiệt độ của bã đất đèn ở khu vực phản ứng quá 800c hoặc nhiệt độ
của C2H2 cao q 900c.
Trong cơng nghiệp điều chế khí C2H2 bằng cách dùng nước phân huỷ đất
đèn (CaC2) trong các máy sinh khí (C2H2):
13


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

CaC2+ 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2 +Q
Khí C2H2 điều chế như vậy thường lẫn nhiều tạp chất có hại như:
Sunfuhyđrơ (SH2), amơniắc (NH3), phốtphohyđrơ (PH3), chúng làm cho khí
C2H2 có mùi đặc biệt và làm giảm chất lượng mối hàn, ngồi ra trong khí C2H2
cịn có hơi nước, khơng khí và các tạp chất như bột vơi, bột than,... Hàn lượng
PH3 trong khí C2H2 khơng q 0,06%.
Khí hàn hoặc cắt kim loại người ta có thể dùng máy sinh khí di động đặt
gần chỗ hàn, cắt, hoặc dùng đường ống dẫn khí C2H2 từ trạm sinh khí cố định.
Ngồi ra dùng các bình chứa khí C2H2 đã nạp sẵn để hàn - cắt, bình chứa khí
C2H2 bằng thép có dung tích 40 lít, bên trong bình chứa dầy xốp và dùng axêtơn
làm dung mơi hồ tan. Áp suất tối đa khí C2H2 ở trong là 16at.
Axêtylen được sử dụng rộng rãi do tốc độ bắt cháy và công suất ngọn lửa
cao nhất, nhiệt độ của ngọn lửa có thể đạt tới 3200 0C và có vùng hồn ngun
tốt hơn các loại khí nhiên liệu khác vì thế ta chỉ nghiên cứu khí C 2H2 và O2. Các
loại khí nhiên liệu khác (C2H4; C6H6 ; hơi xăng dầu ...) có tính chất về khả năng
tự bốc cháy, nhiệt giải phóng từ phản ứng cháy tương tự Axêtylen nhưng nhiệt
độ thấp hơn, nguy cơ cháy nổ thấp hơn, bảo quản dễ dàng hơn chi phí thấp hơn
nhưng do cơng suất nguồn nhiệt và năng suất lao động thường thấp hơn, nên ít
sử dụng.
3. Chế dộ hàn
3.1. Đường kính que hàn.
Que hàn phụ dùng để hàn phải thoả mãn các yêu cầu như: có đường kính tỷ lệ
với chiều dày chi tiết hàn; bề mặt phải sạch( khơng gỉ, khơng dính dầu mỡ và
các chất bẩn khác); ít gây ra hiện tượng bắn túe kim loại lỏng ra khỏi vũng hàn;
không chứa các chất phi kim và dễ tạo thành các bọt khí trong kim loại mối hàn.
Ta có thể dùng cơng thức thực nghiệm sau:
+ Hàn trái: d = S/2 + 1 (mm)
+ Hàn phải: d = S/2 (mm)
(d - Đường kính que hàn; s - Chiều dày chi tiết hàn)

3.2. Cơng suất ngọn lửa
Cơng suất ngọn lửa hàn tính bằng lượng tiêu hao khí trong một giờ, phụ
thuộc vào chiều dày và tính chất lý nhiệt của kim loại. Kim loại càng dày, nhiệt
độ chảy, tính dẫn nhiệt càng cao thì cơng suất ngọn lửa càng lớn. Khi hàn thép ít
cacbon và thép hợp kim thấp, lượng C2H2 tiêu hao trong một giờ tính theo cơng
thức sau:
+ Hàn trái: VC2H2 = (100  120) S ( lít/giờ);
+ Hàn phải: VC2H2 = (120  150) S ( lít/giờ);
S - Chiều dày chi tiết (mm)
3.3. Góc nghiêng mỏ hàn
14


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

Góc nghiêng của mỏ hàn so với bề mặt chi tiết hàn phụ thuộc chủ yếu vào
chiều dày và tính chất lý nhiệt của kim loại hàn. Chiều dày càng lớn, góc
nghiêng càng phải lớn.

Hình 1.8. Góc nghiêng mỏ hàn phụ thuộc vào chiều dày vật liệu.
Góc nghiêng mỏ hàn có thể thay đổi trong q trình hàn. Lúc đầu, để nung
nóng kim loại được tốt và hình thành mối hàn nhanh, góc nghiêng mỏ hàn từ 80 0
 900. Trong quá trình hàn được thay đổi cho phù hợp với chiều dày và tính chất
của kim loại. Lúc gần kết thúc, để mối hàn được điền đầy và tránh sự chảy của
kim loại, phải giảm góc nghiêng của mỏ hàn xuống. Lúc đó ngọn lửa gần như
trượt trên bề mặt chi tiết.

Hình 1.9: Góc nghiêng mỏ hàn ở các vị trí khác nhau.

3.4. 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 khơng gian, chiều dày vật hàn, yêu cầu
kích thước của mối hàn để chọn chuyển động của mỏ hàn và que hàn cho hợp lý.
Để hàn mối hàn sấp bằng phương pháp hàn trái ( không vát mép) khi
chiều dày nhỏ hơn 3mm hoặc khi hàn vật tương đối dày bằng phương pháp hàn
phải ( vát mép hoặc không vát mép) chuyển động của mỏ hàn và que hàn thường
dùng nhất như hình sau:
1
1. Chuyển động của mỏ hàn
2

2. Chuyển động của que hàn

Hình 1.10: Kiểu dao động của mỏ hàn và que hàn phụ

15


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

4. Kỹ thuật hàn khí
4.1.Kỹ thuật hàn phải.

Hình 1.11: Hàn phải
Đặc điểm của phương pháp này là ngọn lửa luôn luôn hướng vào bể hàn
nên hầu hết nhiệt lượng tập trung vào làm chảy kim loại vật hàn. Trong quá trình
hàn do áp suất của ngọn lửa mà kim loại của bể hàn luôn luôn được xáo trộn đều

tạo điều kiện cho xỉ nổi lên tốt hơn. Mặt khác do ngọn lửa bao bọc lên bể hàn
nên mối hàn được bảo vệ tốt hơn, nguội chậm và giảm được ứng suất và biến
dạng do quá trình hàn gây ra.
Phương pháp này thường để hàn các chi tiết có  ≥ 5mm hoặc những vật
có nhiệt độ nóng chảy cao.
4.2.Kỹ thuật hàn trái.

Hình1.12: Hàn trái
Phương pháp này có đặc điểm hầu như ngược lại với phương pháp hàn
phải trong quá trình hàn ngọn lửa khơng hướng trực tiếp vào bể hàn, do đó ngọn
lửa tập trung vào đây ít hơn. Bể hàn ít được sáo trộn nhiều và xỉ khó nổi lên hơn.
Ngoài ra điều kiện bảo vệ mối hàn không tốt, tốc độ nguội của kim loại lớn ứng
suất và biến dạng sinh ra lớn hơn so với phương pháp hàn phải. Tuy nhiên trong
16


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

phương pháp hàn trái người thợ hàn rất dễ quan sát mép vật hàn vì thế mối hàn
đều, đẹp năng suất cao.
- Phương pháp này thường để hàn các chi tiết có  < 5mm hoặc những
vật liệu có nhiêt độ nóng chảy thấp.
- Thực tế chứng minh vật hàn có <3mm thì tốt nhất dùng phương pháp
hàn trái. Vật hàn có  > 5mm dùng phương pháp hàn phải.
- Chọn phương pháp hàn tuỳ thuộc vào vị trí mối hàn trong khơng gian.
Khi hàn bằng có thể hàn phải hoặc trái tùy thuộc theo chiều dày vật hàn. Khi hàn
đứng từ dưới lên nên hàn trái những vật hàn có  > 8mm nên hàn phải. Khi hàn
ngang nên hàn phải vì ngọn lửa hàn hướng trực tiếp vào mối hàn và có tác dụng

giữ giọt kim loại không bị rơi. Khi hàn trần tốt nhất hàn trái.
5. An tồn phịng chống cháy nổ
5.1. An tồn đối với người thợ
- Nơi làm việc phải được che chắn bằng vật liệu khơng cháy.
- Bình chứa khí phải cách ngọn lửa ít nhất 10m.
- Các bình chứa khí phải cách nhau ít nhất 5m.
- Khơng được để các bình khí gần nguồn lửa, chất gây cháy, nổ ( dầu, mỡ,
chất dễ cháy….).
- Vận chuyển các bình chứa khí phải nhẹ nhàng tránh va chạm mạnh.
- Không được hàn cắt các bình có dầu, mỡ, áp suất cao…
- Khi hàn phải đeo kính phịng xỉ hàn bắn vào mắt gây tai nạn.
- Không làm việc trong trời mưa.
- Không làm việc ở độ cao khi có gió to.
- Khi hàn ở độ cao, độ sâu phải có thợ phụ
- Khi làm việc ở trên cao phải đeo dây an toàn và giây khí phải buộc vào giá
cố định khơng được khốc vào người.
- Khi làm trong thùng kín thì sau một thời gian nhất định phải ra ngồi để hơ
hấp.
5.2. An toàn khi vận hành thiết bị hàn
- Mỏ hàn, van giảm áp, ống dẫn khí cần phải xắp xếp riêng cho từng công
nhân, trước khi sử dụng phải kiểm tra lại, kiểm tra độ bền, độ kín của ống dẫn
khí tới mỏ hàn mỏ cắt.
- Cấm không được hàn và cắt khi thiết bị khơng kín.
- Khơng được sử dụng thiết bị chưa đựợc thử nghiệm.
- Cấm không sử dụng các chai bị móp, hở khí.
- Khơng được dùng dụng cụ có dầu mỡ để mở.
- Cấm vận chuyển chai O2, và chai C2H2 trên cùng một xe.
- ở nơi làm việc phải được đặt thẳng đứng và cố định bằng đai.
- Khi làm việc ngoài trời phải được che chắn không đẻ cho ánh sáng chiếu
vào.

- Vận chuyển các bình chứa khí phải nhẹ nhàng tránh va chạm mạnh.
Câu hỏi ơn tập:
Câu 1: Trình bày cấu tạo và ngun lý làm việc của mỏ hàn khí kiểu hút.
17


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

Câu 2: Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của van giáp áp?
Câu 3: Phân tích các thơng số của chế độ hàn khí?
Câu 4: Trình bày kỹ thuật hàn khí bằng phương pháp hàn phải và hàn trái?
Bài 2: VẬN HÀNH THIẾT BỊ HÀN KHÍ
Mã bài:19.2

Mục tiêu:
- Lắp ráp được thiết bị hàn khí đạt yêu cầu kỹ thuật;
- Điều chỉnh áp suất khí phù hợp với chiều dày và tính chất của vật liệu hàn;
- Kiểm tra được độ kín, độ an tồn của thiết bị hàn khí trước khi tiến hành hàn;
- Lấy và điều chỉnh được các kiểu ngọn lửa hàn khí;
- Thực hiện tốt cơng tác an tồn, phịng chống cháy nổ và vệ sinh công nghiệp.
Nội dung:
1. Lắp đặt thiết bị hàn khí.
- Thổi sạch các thiết bị trước khi lắp đặt.

Hình 2.1. Xả khí trước khi lắp van giảm áp
Sau một thời gian làm việc các thiết bị hàn khí như mỏ hàn, các ống dẫn
khí,… thường bị bụi, xỉ hàn bắn vào làm tắc mỏ hoặc đường ống vì thế trước khi
lắp đặt thiết bị ta cần vệ sinh sạch sẽ các thiết bị.

- Lắp van giảm áp vào bình khí

18


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

Hình 2.2: Lắp van giảm áp vào bình khí axetylen.

Hình 2.3: Lắp van giảm áp vào bình khí oxi.
Vặn nút điều chỉnh áp suất trên van giảm áp ngược chiều kim đồng hồ cho tới
khi nào thấy lỏng tay mới thơi. Van axetylen khơng có ren vặn phải dùng gơng.
Khi dùng gơng phải có miếng đệm bằng da để đảm bảo kín khí.
- Lắp ống dẫn vào mỏ hàn và van giảm áp.
Ống và đầu dẫn khí ơxy có màu xanh, ống dẫn khí nhiên liệu có màu đỏ
hoặc nâu. Hai ống này có ren ngược chiều nhau. Khí ơxy có ren phải, khí nhiên
liệu ren trái. Đầu ống phải dùng đai hãm để giữ chặt.
- Mở van bình khí.
Khi mở phải nhẹ nhàng, tránh mở đột ngột

19


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

Hình 2.4: Mở van bình khí.

2. Điều chỉnh áp suất hàn khí.
Điều chỉnh áp suất khí, kiểm tra hệ thống

Hình 2.5: Điều chỉnh áp suất khí, kiểm tra hệ thống
Kiểm tra các van trên mỏ hàn, tất cả van trên mỏ phải đóng. Vặn van của
chai khí ngược chiều kim đồng hồ, khi thấy kim đồng hồ áp suất cao dịch
chuyển và khơng có tiếng xì do hở khí là được. Vặn van điều chỉnh áp suất theo
chiều kim đồng hồ và quan sát trên áp kế, khi thấy giá trị trên áp kế đạt yêu cầu
thì dừng lại.
Xả thử các van trên mỏ hàn. Kiểm tra độ kín các đầu nối, ống dẫn khí và
kiểm tra sự hoạt động của các van giảm áp, mỏ hàn.
Dựa vào bảng dưới đây để điều chỉnh áp suất hàn khí:
Áp suất khí
Thơng
số

Ơxy
Axêtylen
3
(Kg/cm ) (Kg/cm3)

Số bép
hàn

Chiều
dài
nhân
ngọn
lửa

75

7

Thép
tấm

1,6

1,0

0,1

20

Mối hàn

Que hàn
đường
kính
(mm)

Chiều dài
làm việc
(mm)

Chiều
rộng
(mm)

Chiều
cao
(mm)

1,6

250÷275

5

0,7


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

2,3

1,5

0,1

100

8

2,0

210÷225

8

1,0

3,2

1,8

0,1

150

9

2,6

180190

10

1,3

3. Cách tạo ngọn lửa hàn
3.1. Các kiểu ngọn lửa hàn.
Quá trình cháy của O2 và C2H2 hoặc các khí khác (mê tan , ben zen...) sẽ sinh ra
nhiệt và ánh sáng, nhiệt này nung nóng vật hàn và môi trường xung quanh .
Căn cứ vào tỉ lệ hỗn hợp khí hàn, ngọn lửa hàn có thể chia làm ba loại:
a. Ngọn lửa bình thường:
Ngọn lửa bình thường nhận được khi tỷ lệ:

O2
 1,1  1,2
C2 H 2

Hình 2.6: Ngọn lửa bình thường
Ngọn lửa này chia ra làm ba vùng:
- Vùng hạt nhân: Có màu sáng trắng, nhiệt lượng thấp và trong đó có các
bon tự do nên khơng dùng để hàn vì làm mối hàn thấm các bon trở nên giòn.
Trong vùng này xẩy ra phản ứng phân huỷ C2H2
C2H2 → 2C+H2
- Vùng cháy khơng hồn tồn: Có màu sáng xanh, nhiệt độ cao (3200 0C)
có CO và H2 là hai chất khử ôxy nên gọi là vùng hoàn nguyên hoặc vùng cháy
chưa hoàn toàn. C2H2 + O2 = 2CO +H2 +Q↑
- Vùng cháy hồn tồn: Có màu nâu sẫm nhiệt độ thấp, có C2 và nước là
những chất khí sẽ ơxy hố kim loại vì thế cịn gọi là vùng ơxy hố ở đi ngọn
lửa, các bon bị cháy hoàn toàn nên gọi là vùng cháy hoàn tồn.
2CO +H2 +1,5O2kk = 2CO2 +H2O +Q↑
b. Ngọn lửa ơxy hố:
Ngọn lửa ơxy hố nhận được khi tỷ lệ:

Hình 2.7: Ngọn lửa oxy hóa

21

O2
 1,2
C2 H 2

Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

Tính chất hồn ngun của ngọn lửa bị mất, khí cháy sẽ mang tính chất
ơxy hố nên gọi là ngọn lửa ơxy hố, lúc này nhân ngọn lửa ngắn lại, vùng giữa
và vùng đặc biệt không rõ ràng ngọn lửa này có màu sáng trắng.
Cơng dụng của ngọn lửa ôxy hóa chỉ dùng khi hàn đồng thau, cắt và đốt sạch bề
mặt các chi tiết máy hoặc kết cấu máy.
c. Ngọn lửa các bon hoá:
Ngọn lửa này nhận được khi tỷ lệ:

O2
 1,1
C2 H 2

Hình 2.8: Ngọn lửa cácbon hóa
Vùng ngọn lửa thừa các bon tự do và mang các bon hoá lúc nào nhân
ngọn lửa kéo dài và nhập vào vùng giữa có màu nâu sẫm.
Qua sự phân bố về thành phần về nhiệt độ của ngọn lửa hàn, áp dụng
ngọn lửa để hàn như sau:
Ngọn lửa bình thường có tác dụng tốt vùng cách nhân ngọn lửa từ 2÷3mm
có nhiệt cao nhất thành phần của khí hồn nguyên (CO và H2 nên dùng để hàn).
Ngọn lửa cácbon hoá dùng khi hàn gang (bổ sung cácbon khi hàn bị
cháy). Tôi bề mặt, hàn đắp thép cao tốc, và hợp kim đồng thau, cắt hơi, đốt sạch
bề mặt.
3.2. Cách tạo ngọn lửa hàn.
+ Mở van O2 1/4 vòng
+ Mở van C2H2 1/6 vòng
+ Mồi lửa tạo ngọn lửa ở đầu mỏ hàn.

+ Điều chỉnh tỷ lệ khí để đạt được ngọn lửa theo yêu cầu.
4. Thực hành
4.1. Trình tự thực hiện.
Dụng
T Nội dung
cụ
T cơng việc Thiết
bị

Hình vẽ minh họa

22

u cầu đạt được


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

1

Thổi sạch
bụi bẩn
trước khi
lắp thiết bị

- Phát hiện được các sai
hỏng, bụi bẩn

2

Lắp van
giảm áp
vào chai
khí, Lắp
ống dẫn
vào mỏ
hàn và
van giảm
áp

- Đảm bảo kín khít
- Đúng vị trí
- Sử đụng đúng loại van
giảm áp, đúng áp suất
khí được quy định
- Các phần nối đảm bảo
kín khít, bền
- Đúng vị trí và màu sắc
giữa ống nhiên liệu và
ống ơxy

3

Điều
chỉnh áp
suất khí,
kiểm tra
hệ thống

- Thực hiện đúng thứ tự
- Điều chỉnh đúng áp
suất làm việc

23


Trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xơ

Giáo trình Hàn khí

4

Mở van
bình khí

Khi mở phải nhẹ nhàng,
tránh mở đột ngột

5

Kiểm tra
rị khí

Dùng nước xà phịng để
khiểm tra kín khí tại
chỗ nối

Mồi tạo

ngọn lửa
hàn

- Mở van oxi 1/6 vòng
- Mở van axetylen 1/4
vòng.
- Mồi lửa điều chỉnh
ngọn lửa hàn.

6

4.2. Cách khắc phục các lỗi thường gặp
TT

Tên

1

Khí bị rị
tại các nút
nối

2

Đầu chai
bị rị khí

Hình vẽ minh
họa

Kim áp
kế áp suất
3 thấp chỉ
giá trị quá
cao
4.3. Thực hành:
- Thực hành lắp đặt thiết bị.
- Thực hành lấy lửa.
Câu hỏi ôn tập:

Nguyên nhân
- Siết các đai ốc
chưa chặt
- ống bị rò tại đầu
- Siết các đai ốc
chưa chặt
- Bề mặt nối bị
mòn
- Điều chỉnh áp
suất quá lớn
- Hỏng van giảm
áp

24

Cách khắc phục
- Siết lại đai ốc
- Cắt bớt đầu một ít
qua phần bị rị
- Siết lại đai ốc

- Lót thêm miếng da

- Điều chỉnh lại
- Thay van giảm áp