Giáo trình hàn và cắt khí (nghề hàn trung cấp)

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH HÀ TĨNH
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT - ĐỨC HÀ TĨNH

GIÁO TRÌNH
Mơ đun/Mơn học: HÀN VÀ CẮT KHÍ
Nghề: HÀN
Trình độ: TRUNG CẤP
Biên soạn: Thạc sỹ Nguyễn Ngọc Sáng
Tài liệu lưu hành nội bộ

Năm 2017


MỤC LỤC
Bài 1: VẬN HÀNH, SỬ DỤNG THIẾT BỊ HÀN KHÍError! Bookmark not
defined.
1.Thực chất, đặc điểm và ứng dụng của hàn khí.Error! Bookmark not
defined.
1.1.Thực chất. ................................... Error! Bookmark not defined.
1.2 Đặc điểm, ứng dụng. ................... Error! Bookmark not defined.
2. Dụng cụ, vật liệu và thiết bị hàn khí.Error! Bookmark not defined.
2.1. Dụng cụ. ..................................... Error! Bookmark not defined.
2.2. Vật liệu. ...................................... Error! Bookmark not defined.
2.2.1. Khí hàn. ............................... Error! Bookmark not defined.
+ Tính chất của khí a xêtylen. .............. Error! Bookmark not defined.
2.3. Thiết bị hàn khí.......................... Error! Bookmark not defined.
2.3.1. Sơ đồ chung của một trạm hàn khí. . Error! Bookmark not
defined.
2.3.2. Bình chứa khí. ..................... Error! Bookmark not defined.
2.3.3. Bình điều chế khí axêtylen . Error! Bookmark not defined.
2.3.4. Khóa bảo hiểm. ................... Error! Bookmark not defined.

2.3.5. Van giảm áp. ....................... Error! Bookmark not defined.
2.2.6. Dây dẩn khí . ...................... Error! Bookmark not defined.
2.2.7. Mỏ hàn. ................................ Error! Bookmark not defined.
3. Lắp rắp thiết bị hàn khí. .................. Error! Bookmark not defined.
3.1. Lắp van giảm áp vào bình. ........ Error! Bookmark not defined.
3.1.1. Thổi sạch bụi bẩn trước khi lắp van giảm áp.Error! Bookmark
not defined.
3.1.2 Lắp van giảm áp ôxy. ......... Error! Bookmark not defined.
3.1.3. Lắp van giảm áp axêtylen. . Error! Bookmark not defined.
3.1.4. Nới lỏng vít điều chỉnh van giảm áp.Error! Bookmark not
defined.
3.1.5. Mở van bình khí. ................ Error! Bookmark not defined.
3.1.6. Kiểm tra rị khí................... Error! Bookmark not defined.
3.2. Lắp ống dẩn khí. ........................ Error! Bookmark not defined.
3.2.1. Lắp bép hàn......................... Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Lắp ống dẩn khí. ................. Error! Bookmark not defined.
3.2.3. Xả khí hổn hợp . .................. Error! Bookmark not defined.
3.2.4.Trình tự tháo thiết bị hàn. ... Error! Bookmark not defined.
4. Điều chỉnh áp suất khí. ..................... Error! Bookmark not defined.
5. Kiểm tra an toàn trước khi hàn. ...... Error! Bookmark not defined.
6. An tồn, phịng cháy nổ và vệ sinh phân xưỡng.Error! Bookmark not
defined.
6.2. Chú ý an tồn trong q trình hàn cắt bằng khí.Error! Bookmark
not defined.
Bài 2: Kỹ thuật hàn khí ............................ Error! Bookmark not defined.


1. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật liệu và phôi hàn.Error! Bookmark not
defined.
1.1. Chuẩn bị thiết bị. ....................... Error! Bookmark not defined.

1.2. Dụng cụ. ..................................... Error! Bookmark not defined.
1.3. Vật liệu và phôi hàn. .................. Error! Bookmark not defined.
2. Tính chế độ hàn. ............................... Error! Bookmark not defined.
2.1. Cơng suất ngọn lửa. ................... Error! Bookmark not defined.
2.2. Đường kính que hàn phụ: Kí hiệu d, đơn vị tính mm. ...... Error!
Bookmark not defined.
3. Lấy lửa và chọn ngọn lửa. ................ Error! Bookmark not defined.
4. Kỹ thuật hàn. .................................... Error! Bookmark not defined.
4.1. Phương pháp hàn....................... Error! Bookmark not defined.
4.2. Góc độ mỏ hàn và que hàn phụ. Error! Bookmark not defined.
4.3. Chuyển động của mỏ hàn và que hàn phụ.Error! Bookmark not
defined.
5. Kiểm tra chất lượng mối hàn. .......... Error! Bookmark not defined.
6. An tồn lao động, phịng cháy nổ và vệ sinh phân xưỡng. .... Error!
Bookmark not defined.
Bài 3: Cắt kim loại và hợp kim bằng ngọn lửa khíError! Bookmark
not defined.
1.Điều kiện kim loại cắt được bằng khí cháy .... Error! Bookmark not
defined.
2. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật liệu.. Error! Bookmark not defined.
3. Tính chế độ cắt.................................. Error! Bookmark not defined.
2.1. Công suất ngọn lửa. ................... Error! Bookmark not defined.
4. Kỹ thuật cắt ...................................... Error! Bookmark not defined.
5.1. Phương pháp cắt. ....................... Error! Bookmark not defined.
5.2. Góc độ mỏ cắt. ........................... Error! Bookmark not defined.
5.3. Tiến hành cắt. ............................ Error! Bookmark not defined.
Bài 4: Cắt bằng hồ quang Plasma khí nénError! Bookmark not defined.
1. Chuẩn bị phôi hàn. ........................... Error! Bookmark not defined.
2. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật liệu.. Error! Bookmark not defined.
3. Tính chế độ cắt.................................. Error! Bookmark not defined.

4. Gá đính phơi cắt .............................. Error! Bookmark not defined.
5. Kỹ thuật cắt ..................................... Error! Bookmark not defined.


Bài 1: VẬN HÀNH, SỬ DỤNG THIẾT BỊ HÀN KHÍ
1. Thực chất, đặc điểm và ứng dụng của hàn khí.
Hàn khí là q trình nung nóng
kim loại chỗ cần nối và que hàn đến
3
trạng thái hàn (nóng chảy) bằng ngọn
lửa của các khí cháy với ơxi. Sau khi
ngọn lửa hàn đi qua, kim loại lỏng của
vũng hàn kết tinh lại tạo thành mối hàn.
4
Sơ đồ hàn khí được giới thiệu trên
2
hình 5-1. Ngọn lửa hàn 2 của hỗn hợp
khí cháy với dịng ơxi từ mỏ hàn 3 ra
làm nóng chảy chỗ cần nối của chi tiết
1và que hàn phụ 4 tạo thành vũng hàn 5.
5
Ngồi ra ngọn lửa hàn có tác dụng bảo
1
vệ cho vùng hàn khỏi những ảnh hưởng
xấu của môi trường xung quanh, nhằm
nâng cao chất lượng mối hàn.
Hình 5 – 1. Sơ đồ hàn khí
Hàn khí có phạm vi sử dụng hẹp hơn so với hàn điện hồ quang tay ( vì
năng suất thấp hơn), song hiện nay nó vẫn được dùng khá phổ biến do thiết bị
hàn khí đơn giản, rẻ, có thể trang bị ở những nơi xa nguồn điện. Hàn khí hợp lý

nhất khi hàn những chi tiết có chiều dày mỏng, chế tạo và sửa chữa các chi tiết
bằng gang, hàn nối ống có đường kính nhỏ, hàn vảy, hàn đắp.

2.Vật liệu và thiết bị dùng trong hàn khí

2.1. Các loại khí dùng trong hàn khí
Khí dùng để hàn gồm có ơxi và các loại khí cháy. khí cháy có thể là các
hợp chất của cacbuahyđrô ( mêtan, axêtylen, propan, butan, xăng…) hay khí
hyđrơ. Trong hàn khí thường dùng nhất là khí axêtylen, bởi vì khi cháy với ơxi
nhiệt độ của ngọn lửa axêtylen khá cao ( tới 3150 0 C ) và có vùng hồn ngun
tốt thuận lợi cho việc hàn và cắt kim loại. Tuy nhiên, đối với các chi tiết mỏng (
S< 4mm) hay các kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp, ta có thể sử dụng các loại
khí cháy khác như mêtan, prôpan, butan, xăng, dầu hoả để hàn.


2.1.1.Khí ơxi.
Ơxi dùng trong kỹ thuật hàn cần có độ tinh khiết từ 98,5  99,5% ( còn
lại là các tạp chất khí khác nitơ và argon ) nên thường gọi là ơxi kỹ thuật. Ơxi là
loại khí trong suốt không màu, không mùi vị, khi tác dụng với các chất hữu cơ
nó sinh ra một nhiệt lượng lớn. Khí ôxi ở trạng thái bị nén, khi tiếp xúc với dầu
mỡ khoáng vật hoặc các chất dễ cháy như bụi than… có thể tự bốc cháy. Vì vậy
khi sử dụng ôxi, đặc biệt ở trạng thái bị nén phải kiểm tra cẩn thận, tránh dầu mỡ
và các chất bẩn khác.
2.1.2. Khí axêtylen
Axêtylen là một loại khí cháy, có cơng thức hố học là C2H2. Axêtylen
khơng màu, nhẹ hơn khơng khí và có mùi hắc khi ở dạng nguyên chất. Điều cần
chú ý là ở điều kiện áp suất và nhiệt độ cao khí C2H2 rất dễ nổ. Ví dụ C2H 2 có
thể nổ dưới áp suất 1,5at và nhiệt độ trên 580 0C, chính vì thế các bình điều chế
C2H 2 phải có áp suất nỏ hơn 1,5at để tránh khả năng nổ khi ở nhiệt độ cao.
Axêtylen được điều chế bằng cách cho đất đèn (công thức CaC2) tác dụng

với nước:
CaC2 + 2H2O  C2H 2 + Ca (OH)2  + Q
Phản ứng sinh ra một lượng nhiệt Q khá lớn.
Đất đèn là một hợp chất hoá học của canxi và cacbon, mặt gãy của đất có
màu nâu xám. Nó thường được sản xuất bằng cách nấu chảy đá vơi với than cốc
hoặc ăngtraxit trong lị điện ở nhiệt độ 19000  23000 C. Đất đèn trong công
nghiệp chứa khoảng 65  80% CaC2 và từ 25  10% CaO, còn lại là các tạp chất
như SiO2 , CO2 ….
Đất đèn dễ bị phân huỷ trong mơi trường khí ẩm. Hạt càng nhỏ,độ ẩm cao
thì đất đèn phân huỷ càng mạnh.
Theo lý thuyết thì cứ 1 kg CaC2 tác dụng với nước sẽ cho ra 372,5 lít khí
C2H 2, nhưng trên thực tế phụ thuộc vào độ tinh khiết của đất đèn và điều kiện
phản ứng, ta chỉ thu được khoảng 230  265 lít C2H2.
Hỗn hợp của C2H 2 với các chất có chứa ơxi cũng rất dễ cháy nổ: khi C2H2
hố hợp với khơng khí ở áp suất khí trời ở nhiệt độ từ 3050C đến 4700C hoặc với
ôxi nguyên chất ở nhiệt độ từ 2970C đến 3060C chúng sẽ nổ. Khi nổ tốc độ cháy
của C2H2 rất cao ( đạt tới 3000m/s và áp suất dư từ 350  600 at).
2.2. Thiết bị hàn khí.
2.2.1. Bình sinh khí Axêtylen.
1. Bình điều chế axêtylen loại nước rơi vào đá M - 55
a. Cấu tạo:
5
6
1. Ngăn chứa đất đèn
7
2. Buồng sinh khí
3. Thành bình
4. Vách ngăn
8
5. Ống dẫn C2H2

4
6. Ống cổ cong
7. Phễu chứa nước
9 10
3
8. Ống lưu thông

2

1

11
12


9. Ống dẫn nước
10. Van nước
11.Nắp
12.Ống xiphơng
Hình 5 - 2. Thùng điều chế khí axêtylen loại M - 55
b. Nguyên lý làm việc:
Cho đất vào khay 1 cho vào buồng sinh khí số 2, đổ nước vào bình qua
phễu 7, kiểm tra mức nước trong bình thơng qua van kiểm tra mức nước ( khơng
vẽ trong hình ). Mở van nước 10, nước sẽ tưới vào đất tạo ra phản ứng giữa đất
và nước tạo ra khí C2H2 từ buồng sinh khí theo ống 6 lọc qua nước và được chứa
ở ngăn dưới của bình ( dưới vách ngăn 4, thể tích của bình có sự thay đổi nó phụ
thuộc vào lượng khí sinh ra). Sau đó khí được theo ống 5 qua khoá bảo hiểm đi
ra mỏ hàn. Nếu áp suất trong buồng sinh khí tăng nước sẽ được nén từ ngăn
dưới lên ngăn trên của bình làm tăng thể tích của buồng chứa khí, đồng thời làm
giảm mức nước ở phễu 7, làm cho nước tưới vào đất giảm q trình phản ứng

chậm lại, lượng khí sinh ra giảm. Nếu áp suất giảm nước lại từ ngăn trên chảy
xuống ngăn dưới của bình làm cho mức nước trong phễu 7 tăng, làm cho phản
ứng trở lại bình thường.
2. Bình sinh khí axêtylen loại hỗn hợp kiểu HB - 1,25.
a. Cấu tạo:
1. Van kiểm tra nước ( ở bình ngăn lửa tạt lại)
2. Bình ngăn lửa tạt lại
6
3. Ống hình cơn
5
4. Phễu
4
5. Van khí
6. Ống mềm
7. Ống cứng
7
8
8. Vỏ bình
9. Vách ngăn
9
10. Ống dẫn khí
10
11. Van nước
11
12.Ống dẫn nước
3
13.Buồng sinh khí
12
14.Sàng nghiêng
2

15.Nắp buồng sinh khí
15

1
14

13

Hình 5 . 3: Bình điều chế axêtylen kiểu HB - 1,25.
b. Nguyên lý làm việc:


Đổ nước vào bình thơng qua van kiểm tra nước ( khi đổ nước phải đóng
van11và mở van 5 ). Đối với bình ngăn lửa tạt lại 2 phải đổ nước từ phễu 4 và
kiểm tra nước bằng van 1. Cho đất đèn vào sàng nghiêng 14, đưa vào buồng 13,
khố buồng 13, đóng nắp 15 và mở khố11, nước sẽ theo ống 12 chảy vào
buồng 13 tác dụng với đất đèn. Khí axêtylen sinh ra theo ống 10 vào phần dưới
của bình và đẩy nước lên phần trên. Áp suất của khí axêtylen trong thùng và
buồng tăng lên, nước ở buồng 13 sẽ bị đẩy vào ống hình cơn 3 ( miệng hở ) và
tới một lúc nào đó nước ở buồng 13 không tiếp xúc với đất nữa làm cho q
trình sinh khí tạm thời ngừng lại.
Khi áp suất trong bình giảm xuống, nước ở ống hình cơn 3 lại hạ xuống
và q trình sinh khí lại tiếp tục. Nếu áp suất ở trong bình hạ xuống dưới 230 
250 mm cột nước, thì nước ở phần dưới của bình dâng lên đến mức van 11 và
nước lại bắt đầu chảy vào buồng 13. Sau mỗi ca làm việc phải làm vệ sinh bình
sinh khí.

2.2.2. Chai khí
1. Chai ôxi:
Để bảo quản và vận chuyển các loại khí, người ta thường sử dụng các loại

chai chứa khí. Chai chứa ơxi thường có dung tích 40 lít và chịu áp suất tối đa là
200 bar, mặt ngồi của bình được sơn màu xanh. Bình 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 200bar ) : 9,3 mm
Khối lượng của bình: 60 kg.
Khí ơxi thường được nạp vào bình với áp suất tối đa là 150 bar
2. Chai axêtylen, khí hố lỏng LPG
- Khí axêtylen được nạp vào chai Với dung tích là 40 l và có kèm lượng
axêtơn để phịng chống khả năng gây ra nổ khi sử dụng, với bình 40l
lượng axêtơn thường là 13l. Áp suất trong chai 18at ( phụ thuộc nhiệt
độ )lượng axêtylen 6000 l, lượng lấy ra tới 500l/h.
- Khí hố lỏng LPG ( Khí propan ) khí được nạp vào chai ở dạng lỏng,
dung tích chai chỉ chiếm 80% khí ở trạng thái lỏng hồn tồn. Áp suất
làm việc lớn nhất 7,3 bar, lượng khí 33kg, kiểm tra nội dung thơng qua
cân.
2.2.3. Bình ngăn lửa tạt lại
Bình ngăn lửa tạt lại thường được lắp sau bình sinh khí axêtylen, bình
ngăn lửa tạt lại có nhiệm vụ dập tắt ((ngọn lửa cháy quặt )) để bảo vệ cho ống
dẫn khí và thùng điều chế axêtylen. Bình ngăn lửa tạt lại thường có 2 loại là bình
ngăn lửa tạt lại kiểu hở và bình ngăn lửa tạt lại kiểu kín.
1. Bình ngăn lửa tạt lại kiểu hở.
a. Cấu tạo
Nước
C2H2
1. Thành bình
6
2. Van kiểm tra nước
7

5
3. Van
4. Ống dẫn C2H2

4

3

8


5. Van khí
6. Màng bảo hiểm
7. Phễu
8. Ống

a)
Hỗn hợp nổ

c)

b)
Khơng khí

d)

Hình 5. 4: Sơ đồ ngun lý làm việc của bình ngăn
lửa tạt lại kiểu hở
b. Nguyên lý làm việc:
Đổ nước vào bình thơng qua phễu 7 kiểm tra nước trong bình qua van 2.

Mở van 5 khí C2H2 từ bình điều chế theo ống 4 lọc qua nước chứa ở ngăn trên
của bình, qua van 3 ra mỏ hàn ( H 5 - 4a ). Sự chênh lệnh áp suất giữa C2H 2 và
môi trường được biểu thị bằng cột nước H (H.5 - 4b ).
Khi có hiện tượng (( ngọn lửa quặt)) áp suất trong bình 1 tăng lên, ép nước
vào cả hai ống 4 và 8, mực nước trong vỏ 1 hạ xuống cho đến khi chân ống 8 hở
ra. Hỗn hợp nổ lập tức theo ống 8 vào phễu 7 phá vỡ màng bảo hiểm 6 đi ra
ngoài ( H. 5 - 4c). Sau khi (( ngọn lửa quặt)) bị dập tắt. Khi muốn trở lại làm việc
ta phải kiểm tra nguyên nhân gây ra (( ngọn lửa quặt)), thay màng bảo hiểm 6 bổ
sung nước vào bình sau đó mới làm việc. Trong một ca làm việc cần thường
xuyên bổ sung nước vào bình từ 3 đến 4 lần.
H฀n
2. Bình ngăn lửa tạt lại kiểu kín.
h฀p
7
a. Cấu tạo:
n฀
C2H2
1.Thành bình

6
5


2. Ống dẫn C2H2
3. Van khí
4. Lỗ dẫn khí
5. Ống trụ
6. Ống dẫn C2H2
7. Màng bảo hiểm
8. Van kiểm tra nước

Hình 5 . 5. Sơ đồ nguyên lý làm việc của bình ngăn lửa tạt lại kiểu kín
b. Ngun lý làm việc:
Đổ nước vào bình, kiểm tra mức nước trong bình thơng qua van kiểm tra số
8. Mở van khí từ bình điều chế khí C2H 2 từ bình qua ống 2, đẩy nắp van 3, qua
lỗ 4 để vào ống 5 và theo ống 6 ra mỏ hàn, mỏ cắt ( H. 5 - 5a ).Khi có hiện
tượng ngọn lửa quặt áp suất trong bình tăng lên, nắp van 3 sẽ đóng lại ngăn
khơng cho khí C2H 2 cấp vào bình. Hỗn hợp nổ sẽ phá vỡ màng bảo hiểm 7 thốt
ra ngồi ( H. 5 - 5b ). Muốn làm việc trở lại ta phải thay màng bảo hiểm 7, bổ
xung nước vào bình sau đó mới làm việc bình thường.

2.2.4. Van giảm áp

Van giảm áp thường được nắp sau chai ơxi hoặc chai khí, van giảm áp có
những nhiệm vụ chủ yếu sau:
Giảm áp suất cao của khí ở trong bình chứa xuống áp suất thấp phù hợp
với chế độ hàn; điều chỉnh lượng khí nén và giữ cho áp của hỗn hợp khí ổn định
khơng phụ thuộc vào sự thay đổi áp suất trong bình chứa; đảm bảo an tồn khi
có hiện tượng tăng áp đột ngột.
Van giảm áp có nhiều loại khác nhau. Căn cứ vào số lượng buồng giảm
áp, người ta phân biệt loại van một buồng và loại van hai buồng. Căn cứ vào
nguyên lý tác dụng người ta có loại van tác dụng thuận và loại van tác dụng
nghịch. Vì nguyên lý làm việc của hai loại van ( thuận và nghịch ) tương tự nhau
nên sau đây chỉ giới thiệu nguyên lý làm việc của loại van tác dụng nghịch. Van
tác dụng nghịch là loại sử dụng rộng rãi nhất trong thực tế sản xuất hiện nay.
1. Cấu tạo:
1. Ống dẫn khí vào
3 4 5
7
2. Đồng hồ đo áp suất cao 2

3. Lò xo
6
1
4. Buồng áp suất cao
5. Nắp van
6. Van an toàn
7. Đồng hồ đo áp suất thấp 12
8. Buồng áp suất thấp
8
9. Lò xo
13

11
9


10. Vít
11. Màng cao su
12. Cần đẩy
13.Lỗ thốt khí

Hình 5 . 6: Van giảm áp tác dụng nghịch một buồng
2. Ngun lý làm việc:
Lắp van vào bình chứa khí kiểm tra độ kín của chỗ nối, sau đó mở van chai
khí, Lúc này khí từ bình chứa qua ống 1 áp suất của nó được báo ở đồng hồ 2.
Căn vào chế độ hàn và cắt ta điều chỉnh vít 10, vít 10 sẽ ép lị xo 9 tác dụng
vào cần đẩy 12, mở nắp van 5 khí từ buồng áp suất cao 4 qua khe hở của van 5
xuống buồng áp suất thấp 8. Áp suất ở buồng 8 được báo ở đồng hồ 7, khí từ
buồng 8 theo ống dẫn ra mỏ hàn và mỏ cắt. Vì một lý do nào đó áp suất trong
buồng 8 tăng khí sẽ ép màng cao su 11 võng xuống làm tăng thể tích của

buồng 8, đồng thời kéo theo cần đẩy 12 đậy nắp van 5 lại lượng khí từ buồng
4 xuống buồng 8 giảm và làm cho áp suất không tăng. Khi áp suất giảm thì lị
xo 9 đẩy nắp van 5 mở rộng hơn làm cho lượng khí vào buồng 8 tăng. Trường
hợp áp suất của khí trong buồng 8 tăng lên quá mức làm cho màng cao su
không thể ép lị xo 9 xuống hơn nữa thì van an tồn 6 sẽ mở ra và khí được
thốt ra ngồi. Nếu van an tồn bị kẹt thì khí sẽ phá màng cao su tại hai điểm
lõm và thoát ra ngoài theo lỗ 13. Muốn làm việc trở lại ta phải tìm ra nguyên
nhân gây ra sự cố, thay thế những chi tiết bị hỏng kiểm tra lại thiết bị sau đó
mới làm việc.
2.2.5. Mỏ hàn kiểu hút
Mỏ hàn là một dụng cụ quan trọng nhất trong trang bị của một trạm hàn
khí. Nhiệm vụ cơ bản của mỏ hàn nhận khí O2 và C2H2 từ các bình chứa khí (
hoặc C2H2 từ thùng điều chế ) đến buồng hỗn hợp đưa ra đầu mỏ hàn tạo thành
ngọn lửa cung cấp nhiệt năng cho quá trình hàn. Mỏ hàn phải rất an toàn trong
sử dụng, ổn định được sự cháy của ngọn lửa, mỏ hàn phải nhẹ và dễ điều chỉnh
thành phần và công suất của ngọn lửa hàn.
1. Cấu tạo:
2

8

1
O2

7

6

5

3

9

C2H 2

4


Hình 5 - 7. Mỏ hàn kiểu hút
1. Ống dẫn
6. Thân mỏ hàn
2. Miệng phun
7. Đầu mỏ hàn
3. Vùng áp suất thấp
8. Van
4. Ống dẫn
9. Van
5. Buồng hỗn hợp
2. Nguyên lý làm việc:
Mở van 8 điều chỉnh O2 khí O2 có áp suất ( 3  4 ) at theo ống dẫn 1 qua van
điều chỉnh vào miệng phun số 6. Vì đầu miệng phun có đường kính rất bé nên
dịng O2 đi qua đó với tốc độ rất lớn tạo thành vùng áp suất thấp xung quanh
miệng phun. Nhờ vậy khí axêtylen được hút vào buồng hỗn hợp 9 qua ống 2 kết
hợp với ôxi tạo thành hỗn hợp khí. Hỗn hợp khí cháy theo ống 10 đi ra đầu mỏ
hàn 11, khi bị đốt sẽ cháy tạo thành ngọn lửa hàn.
Khi vận hành ta cần chú ý phải mở van ơxi trước và mở van axêtylen sau, có
như vậy mới tạo ra sự hút của khí ơxi để kéo khí axêtylen vào buồng hỗn hợp vì
áp suất của ôxi lớn hơn rất nhiều so với khí axêtylen. Trong quá trình hàn do sự
bắn toé của kim loại lỏng và xỉ lỏng, lỗ đầu mỏ hàn có thể bị bám bẩn hoặc tắc

làm cho ngọn lửa không đạt được hình dạng và tính chất u cầu. Lúc đó, nên
khố các đường dẫn khí lại và thơng lỗ đầu mỏ hàn. Khi mỏ hàn quá nóng ngọn
lửa cháy gián đoạn hoặc nghe tiếng nổ ở đầu mỏ hàn, thì cũng nên tắt ngọn lửa,
nhúng nó vào nước để làm nguội sau đó mới tiếp tục hàn. Khi tắt ngọn lửa hàn
phải đóng van axêtylen trước sau đó mới đóng van ôxi.
Bài 2: Kỹ thuật hàn khí
2.1. Điều chỉnh ngọn lửa hàn
Q trình cháy của ơxi và axêtylen hoặc các chất khí khác ngọn lửa sinh
ra nhiệt và ánh sáng. Nhiệt nung nóng vật hàn, que hàn và mơi trường xung
quanh.
Căn cứ vào tỷ lệ giữa ôxi và axêtylen trong hỗn hợp khi cháy sẽ tạo ra
ngọn lửa hàn có hình dáng, kích thước và tính chất khác nhau, có thể chia ngọn
lửa hàn thành ba loại: ngọn lửa bình thường, ngọn lủa ơxi hố, ngọn lửa các bon
hố.
O2
a. Ngọn lửa bình thường: tỷ lệ C H = 1,1- 1,2 ( Hình 5 - 8a )
2

2

Ngọn lửa cân đối chia làm 3 vùng, vùng hạt nhân ngay sát đầu mỏ hàn và có
màu sáng trắng, nhiệt độ vùng này khoảng từ 800  10000C. Ở vùng này có
thừa các bon và hyđrô làm ảnh hưởng tới chất lượng mối hàn. Vùng hồn
ngun có màu sáng xanh, nhiệt độ vùng này cao khoảng 32000C. Thành phần
khí cháy của nó gồm có CO và H2 là những chất có khả năng bảo vệ vũng hàn
tốt, chiều dài vùng này khoảng 20 mm. Vùng cháy hồn tồn ( cịn gọi là đi
ngọn lửa ) có màu nâu xẫm, nhiệt độ vùng này thấp và có thành phần khí là
hơi nước và các bon níc nên không sử dụng để hàn kim loại.

Ngọn lửa bình thường được ứng dụng để hàn thép các bon thấp, thép hợp
kim thấp.
b. Ngọn lửa ô xy hố: tỷ lệ

O2 >
1, 2
C2 H 2

( Hình 5 - 8b )

Hình dạng ngọn lửa ngắm lại, bầu hơn so với ngọn lửa bình thường, ngọn
lửa này có màu sáng trắng, vùng giữa và vùng đuôi không phân biệt rõ. Nhiệt độ
của ngọn lửa ơxi hố lớn hơn so với ngọn lửa bình thường, nhưng khơng dùng
để hàn thép vì mối hàn nhận được rất giòn và rễ bị rỗ khí. Ngọn lửa ơxi hố chủ
yếu sử dụng để hàn đồng thau, nung nóng và tẩy hớt kim loại.
c. Ngọn lửa các bon hố: tỷ lệ

O2 <
1,1
C2 H2

( Hình 5 -8c )

Hạt nhân của ngọn lửa kéo dài ra tạo thành một vành màu xanh ở cuối
khơng có ranh giới rõ ràng với vùng hồn ngun. Đi ngọn lửa có màu vàng
nhạt. Ngọn lửa các bon hố có nhiệt độ thấp hơn ngọn lửa bình thường, có vùng
hồn ngun thừa Cacbon rất rễ xâm nhập vào thành phần của kim loại đắp, vì
thế ít dùng để hàn thép, mà chủ yếu là dùng để hàn gang, hàn đắp thép cao tốc,
tơi bề mặt và hàn hợp kim cứng.
2

3

a)

3

2

1

1

b)
3

2

1

c)

Hình 5 . 8: Các loại ngọn lửa hàn

2.2 Chuẩn bị mép hàn
2.2.1 Các loại mối hàn:
Cũng như hàn hồ quang tay tuỳ theo vị trí hàn trong khơng gian mà người
ta chia ra: hàn bằng, hàn đứng, hàn ngang hay hàn trần.
Căn cứ vào kết cấu của chi tiết hàn, hàn khí cũng có các mối hàn ghép
giáp mối, chồng mối, ghép góc chữ T, L, I, U… mối hàn mặt đầu, mối hàn đinh

tán…
Hàn khí thường được ứng dụng hàn các chi tiết có chiều dày mỏng, vì chi
tiết có chiều dày lớn thường sử dụng hàn điện.
2.2.2 Chuẩn bị vật hàn trước khi hàn:


Trước khi hàn phải tiến hành làm sạch mép hàn và khu vực xung quanh
mối hàn rộng (20  30 ) mm. Khi hàn các vật mỏng có bề dày S = ( 0,5  1 ) mm
ta dùng phương pháp uốn mép. Vật hàn dày (1  3 ) mm không cần vát mép mà
chỉ cần để khe hở a phù hợp. Khi vật hàn dày hơn 5 mm người ta thường vát chữ
V, X.
Vật hàn trước khi hàn cần chọn gá lắp hợp lý và hàn đính một số điểm để
đảm bảo vị trí tương đối của kết cấu trong q trình hàn. Chiều dài của mối đính
và khoảng cách của chúng phụ thuộc vào hình dạng của vật hàn, chiều dày và
chiều dài mối hàn. Khi hàn các vật nhỏ bằng tấm mỏng chiều dài mối hàn đính 5
mm và khoảng cách của mối đính từ ( 50  100 ) mm.
Khi hàn vật hàn lớn, tấm dày chiều dài mối hàn đính có thể đến ( 20  30 ) mm
và khoảng cách giữa các mối đính cách nhau từ ( 300  500 ) mm. Chiều cao
mối đính khoảng ( 0,5  0,7 ) mm. Trình tự hàn đính từ giữa ra.

-1
0m
m

60
°7

15m
m
70°

10
-

80 >15
mm

90°

2.3 Chế độ hàn khí
Ngồi tốc độ hàn ra, các thơng số cơ bản của chế độ hàn khí là: góc
nghiêng của mỏ hàn, cơng suất ngọn lửa và đường kính que hàn phụ.
2.3.1 Góc nghiêng của mỏ hàn.
Góc nghiêng của mỏ hàn so với bề mặt của chi tiết hàn phụ thuộc vào
chiều dày của chi tiết hàn và tính chất lý nhiệt của kim loại hàn. Chiều dày càng
lớn, góc nghiêng của mỏ hàn phải càng lớn. Trên hình 5 - 10 giới thiệu sự phụ
thuộc của góc nghiêng mỏ hàn  khi hàn thép các bon và thép hợp kim thấp có
chiều dày khác nhau.

°5
50

m
m
7
-

°3
40

mm

5
-

130°

m
3m

mm
20°<1

Hình5.10: Góc nghiêng  của mỏ hàn khi hàn thép cacon và hợp kim thấp


Góc nghiêng của mỏ hàn có thể thay đổi trong q trình hàn. Lúc khởi
đầu để nung nóng kim loại được tốt và hình thành mối hàn nhanh, góc nghiêng
của mỏ hàn có trị số lớn nhất ( 80  900). Trong q trình hàn, góc nghiêng cần
được thay đổi cho phù hợp với chiều dày và tính chất của kim loại hàn. Khi kết
thúc mối hàn, để mối hàn được điền đầy và tránh sự chảy kim loại, phải giảm
góc nghiêng của mỏ hàn xuống. Lúc đó ngọn lửa hàn trược trên bề mặt chi tiết
hàn ( Hình 5 . 11 ).

a)

b)

c)

Hình 5 . 15.Vị trí của mỏ hàn ở các giai đoạn khác nhau khi hàn thép có chiều dày trung
bình

a) Nung nóng trước khi hàn; b) Giai đoạn hàn; c) Kết thúc hàn

2.3.2. Công suất ngọn lửa hàn.
Cơng suất này được tính bằng lượng khí cháy tiêu hao trong một giờ. Nó
phụ thuộc chủ yếu vào chiều dày chi tiết hàn và tính chất lý nhiệt của kim loại
cơ bản: chiều dày càng lớn, nhiệt độ nóng chảy và tính dẫn nhiệt của kim loại cơ
bản càng cao, thì cơng suất của ngọn lửa hàn càng lớn và ngược lại. Hàn thép
các bon và thép hợp kim thấp, công suất ngọn lửa hàn xác định theo công thức
kinh nghiệm sau đây :
Đối với phương pháp hàn phải :
VC2H2 = ( 120  150 ).S , lít/ giờ
Đối với phương pháp hàn trái :
VC2H2 = ( 100  120 ).S , lít/giờ
Trong đó S là chiều dày vật hàn ( mm )
Khi hàn gang, đồng thau, đồng thanh, hợp kim nhôm, công suất ngọn lửa
hàn chọn như hàn thép.
Khi hàn đồng đỏ do tính dẫn nhiệt của đồng tốt nên cơng suất ngọn lửa
hàn tính theo cơng thức sau:
VC2H2 = ( 150  200 ).S , lít/ giờ (a )
VC2H2 = ( 120  150 ).S , lít/ giờ ( b )
Khi hàn bằng một mỏ hàn ta dùng công thức a.
Khi dùng hai mỏ hàn, mỏ để nung dùng công thức a, mỏ hàn dùng công
thức b.
Phải căn cứ vào công suất của ngọn lửa để chọn số liệu đầu mỏ hàn một
cách thích hợp.
2.3.3 Que hàn phụ.


Khi hàn các chi tiết mỏng có gấp mép thì khơng cần sử dụng que hàn phụ

cịn những trường hợp khác phải dùng que hàn phụ để bổ sung kim loại cho mối
hàn. Que hàn phụ dùng để hàn thép các bon và thép hợp kim thấp phải thoả mãn
các u cầu như sau: có đường kính tỷ lệ với chiều dày chi tiết hàn; bề mặt phải
sạch ( không gỉ khơng dính dầu mỡ và các chất bẩn khác ); ít gây ra hiện tượng
bắn toé 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.
Thơng thường que hàn phụ có dạng dây, đường kính từ 0,3  12 mm.Khi
hàn các chi tiết có chiều dày tới 15 mm đường kính que hàn phụ d được chọn
theo công thức kinh nghiện sau :
S
d=
+ 1 (mm)
+ Đối với phương pháp hàn trái:
2
+ Đối với phương pháp hàn phải:

d=

S
(mm)
2

S là chiều dày của chi tiết hàn, mm.
d là đường kính que hàn phụ.
Khi hàn các chi tiết có chiều dày lớn hơn 15 mm, đường kính que hàn phụ
lấy bằng 6  8mm:
2.4.Các phương pháp hàn.
Trong q trình hàn khí, hướng chuyển động của mỏ hàn và độ nghiêng của
nó so với mặt phẳng của các chi tiết hàn có ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và
chất lượng của mối hàn. Căn cứ vào chiều chuyển động của mỏ hàn và que hàn,

người ta chia hàn khí thành hai phương pháp : hàn phải và hàn trái.
2.4.1. Phương pháp hàn phải.
Khi hàn, mỏ hàn và que hàn chuyển động từ trái sang phải (mỏ hàn đi trước
que hàn phụ theo sau). Đặc điểm của phương pháp này là ngọn lửa hàn luôn
luôn hướng vào vũng hàn, nên hầu hết nhiệt tập trung vào việc làm chảy kim
loại hàn. Trong quá trình hàn do áp suất của ngọn lửa mà kim loại lỏng của vũng
hàn luôn luôm xáo trộn đều, tạo điều kiện cho xỉ nổi lên tốt hơn. Mặt khác, do
ngọn lửa bao bọc lấy vũng hàn nên mối hàn được bảo vệ tốt, nguội chậm và
giảm được ứng suất và biến dạng do quá trình hàn gây ra. Phương pháp này
thường dùng để hàn các chi tiết có chiều dầy lớn hơn 5mm, hoặc những vật liệu
có nhiệt độ nóng chảy cao.
H฀฀ng h฀n


Hình 5 . 12: Phương pháp hàn phải
2.4.2 Phương pháp hàn trái.
Khi hàn, mỏ hàn và que hàn phụ chuyển động từ phải sang trái (que hàn đi
trước, mỏ hàn theo sau). Phương pháp này có đặc điểm là ngọn lửa hàn khơng
hướng trực tiếp vào vũng hàn, do đó nhiệt tập trung vào đây ít hơn, kim loại
vũng hàn ít được xáo trộn đều và xỉ khó nổi lên hơn. Ngồi ra, điều kiện bảo vệ
mối hàn khơng tốt , tốc độ nguội của kim loại lớn, ứng suất và biến dạng hàn
sinh ra lớn hơn phương pháp hàn phải. Tuy nhiên, phương pháp hàn trái người
thợ dễ quan sát mép chi tiết tạo khả năng nhận được mối hàn đều và đẹp..
Phương pháp này thường sử dụng để hàn các chi tiết mỏng (dưới 5 mm) hoặc
những vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp.
H฀฀ng h฀n

Hình 5 . 13: Phương pháp hàn trái
2.5. Chuyển động của mỏ hàn và que hàn phụ.
Chuyển động của mỏ hàn và que hàn phụ có ảnh hưởng rất lớn đến việc hình

thành mối hàn. Phải căn cứ vào vị trí của mối hàn trong không gian, chiều dầy
của chi tiết hàn, yêu cầu về kích thước của mối hàn để chọn chuyển động của
mỏ hàn và que hàn phụ.
Để thực hiện các mối hàn sấp bằng phương pháp hàn trái (không vát mép)
khi chiều dầy chi tiết nhỏ hơn 3mm hoặc lớn hơn một chút bằng phương pháp
hàn phải, chuyển động thường dùng nhất của mỏ hàn và que hàn phụ giới thiệu
trên hình 5 - 14a .
Khi thực hiện các mối hàn góc để nhận được mối hàn bình thường nên
chọn chuyển động của mỏ hàn và que hàn phụ như trên hình 5 - 14b .
Khi các chi tiết hàn có vát mép, thì mỏ hàn nằm sâu trong rãnh hàn (Hình 5 14c). Lúc này mỏ hàn chỉ chuyển động dọc, cịn giao động ngang do que hàn
thực hiện.
b)

a)

c)
1

2

v

v

2

2

1
1

§ oạ n 1
9

Đ oạ n 2
3

Đ oạ n 3
12

Đ oạ n 4
6

Lí p 3


Hình 5.14. Các chuyển động của mỏ hàn và que hàn phụ
1. Chuyển dộng của mỏ hàn; 2. Chuyển động của que hàn phụ
Hàn khí vì có năng suất thấp nên ít sử dụng các chi tiết hàn có chiều dầy lớn
song, nếu cần thiết phải sử dụng, thì mối hàn sẽ được thực hiện nhiều lớp theo
thứ tự trình bầy trên hình 5 . 14d .
Những chi tiết mỏng có uốn mép, khi hàn khơng cần sử dụng que hàn phụ để
bổ sung kim loại cho nó . Chuyển động của mỏ hàn trong trường hợp này nên
thực hiện theo hình xoắn ốc hay giao động hình sin như trên hình 5 -14 e,g.

Bài 3: Cắt kim loại và hợp kim bằng ngọn lửa khí .
3.1. Thực chất, đặc điểm và điều kiện ứng dụng
3.1.1. Thực chất và đặc điểm.
Cắt kim loại bằng ngọn lửa khí cháy là quá trình dùng nhiệt lượng của
ngọn lửa khí cháy (C2H2 hoặc các khí hyđro cácbua khác) với ơxi để nung nóng
chỗ cắt đến nhiệt độ cháy của kim loại, tiếp đó dùng luồng ơxi có lưu lượng lớn

thổi bạt lớp ơ xit kim loại đã nóng chảy để lộ ra phần kim loại chưa bị ơxi hố.
Lớp kim loại này lại lập tức bị cháy ( ơxi hố ) tạo thành lớp ôxit mới, rồi
đến lượt lớp ôxit mới này bị nóng chảy và bị luồng ơxi cắt thổi đi. Cứ như thế
cho đến khi mỏ cắt đi hết đường cắt.
Cắt bằng ngọn lửa khí cháy có những đặc điểm sau đây:
- Thiết bị cắt đơn giảm, dễ vận hành.
- Có thể cắt được kim loại có chiều dày lớn.
- Năng suất cắt khá cao
- Chỉ cắt được những kim loại nào thoả mãn điều kiện cắt.
- Vùng ảnh nhiệt lớn nên sau khi cắt chi tiết cắt dễ bị cong vênh, biến dạng,
đặc biệt là khi cắt tấm dài.
Cắt bằng ngọn lửa khí cháy được sử dụng rộng rãi trong ngành đóng tàu,
chế tạo toa xe, xây dựng … để cắt thép tấm, phơi trịn và các dạng phơi khác.


Phương pháp này ngày nay đã được tự động hoá, từ máy cắt tự động kiểu
con rùa đến máy cắt khí điều khiển số hay máy cắt giàn CNC với nhiều mỏ cắt
cùng một lúc, mang lại hiệu quả và năng suất cao.
3.2. Điều kiện để cắt kim loại cắt bằng khí cháy với ơxi.
1. Nhiệt độ cháy của kim loại phải nhỏ hơn nhiệt độ nóng chảy của nó.
2. Nhiệt độ nóng chảy của ơxit kim loại phải nhỏ hơn nhiệt độ nóng chảy
của kim loại đó.
Nếu điều kiện này khơng thoả mãn thì ơxit kim loại sinh ra trên bề mặt do
phản ứng cháy với ôxi sẽ không nóng chảy và khơng bị thổi đi, làm cản trở sự
ơxi hố của lớp kim loại tiếp theo. Ví dụ Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy 20500C
trong khi đó nhiệt độ nóng chảy của Al là 6000C, do vậy khơng thể cắt Al bằng
ngọn lửa khí cháy với ơxi.
3. Nhiệt lượng sinh ra trong phản ứng cháy của kim loại phải đủ để duy
trì quá trình cắt liên tục. Khi cắt thép cần 70% lượng nhiệt sinh ra là do
phản ứng cháy của kim loại ơxi cung cấp, chỉ có 30% là do ngọn lửa

nung nóng.
4. Xỉ tạo thành khi cắt phải có tính chảy lỗng cao để có thể rễ ràng thổi
khỏi rãnh cắt.
5. Tính dẫn nhiệt của kim loại và hợp kim khơng được cao q. Bởi vì
nếu cao quá nhiệt sẽ bị truyền nhanh khỏi chỗ cắt làm cho q trình cắt
khơng ổn định và có thể bị ngắt bất cứ lúc nào.
6. Kim loại cắt phải hạn chế bớt nồng độ một số chất làm cản trở quá
trình cắt như (C, Cr, Si…)
3.3.Thiết bị cắt bằng khí.
3.3.1. Mỏ cắt bằng tay.
Mỏ cắt có tác dụng trộn hỗn hợp khí cháy với ơxi tạo thành ngọn lửa nung
nóng và dẫn luồng ơxi thổi vào mép cắt.
Có thể phân loại mỏ cắt theo các đặc điểm sau :
- Theo loại khí cắt phân ra mỏ cắt khí axêtylen, mỏ cắt khí đốt ( gas ).
- Theo nguyên lý trộn hỗn hợp với ôxi phân ra mỏ cắt kiểu phun, kiểu
không phun.
- Theo phạm vi ứng dụng phân ra mỏ cắt vạn năng, mỏ cắt chuyên dùng.
- Theo phương pháp cắt phân ra mỏ cắt bề mặt, mỏ cắt ôxi - thuốc cắt,..
a. Cấu tạo:
10.Đầu cắt
11.Ống dẫn
12.Van
13. Van
14. Ống dẫn
15.Ống dẫn
16.Tay cầm
17.Vỏ

2

18.Van
19.Mỏ hút
20.Êcu
21.Buồng hỗn hợp
22.Ống dẫn
14. Lỗ mỏ trong
15. Lỗ mỏ ngoài

3

4
5

o2


Hình 5 - 15 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo mỏ cắt kiểu phun
b. Nguyên lý làm việc:
Khí cháy theo ống dẫn 6 đi vào buồng hỗn hợp 12 qua van điều chỉnh 9,
cịn ơxi theo ống dẫn 5 qua van 4 đi vào buồng hỗn hợp để tạo hỗn hợp khí cháy
theo ống 13 ra đầu mỏ cắt để tạo thành ngọn lửa nung. Luồng ơxi cắt thì đi theo
van 3 qua ống dẫn 2 để đến trực tiếp đầu mỏ cắt.
Việc chọn số hiệu đầu cắt, áp lực ôxi cắt và điều chỉnh công suất ngọn lửa
tuỳ thuộc vào chiều dày kim loại được cắt, làm sao đảm bảo quá trình cắt đạt
năng suất cao nhất.
3.3.2. Máy cắt khí tự động sách tay ( Máy cắt con rùa )
Để tự động quá trình cắt, làm giảm nhẹ lao động và nâng cao hiệu suất cắt
người ta đã đưa vào sử dụng máy cắt khí tự động kiểu sách tay, nhỏ gọn để dễ
cơ động trên hiện trường.
Máy chuyển động trên ray định hình nhờ động cơ một chiều có tốc độ

điều khiển được bằng núm xoay. Bánh dẫn hướng đảm bảo máy ln bám theo
đường ray, cịn bánh dẫn động có nhiệm vụ truyền động từ động cơ ( qua hộp
giảm tốc ).
Ví dụ.
Thơng số kỹ thuật của máy IK- 12 Hunter như sau:
- Điện áp sử dụng : 220V xoay chiều, 50/60 Hz
- Tốc độ cắt :
100  1000 mm/ phút
- Động cơ :
24V một chiều, 2800 vòng / phút
- Chiều dày cắt max: 100 mm ( khi dùng mỏ cắt No 5)
- Góc nghiêng mỏ cắt : 0  45 0
dài 1800 mm
- Ray cắt :
- Khối lượng máy :
9,8 kg
3.4. Kỹ thuật cắt bằng khí.
3.4.1 Bắt đầu cắt:
Ngọn lủa hướng vào vùng cắt, đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy ( thực
tế đốt đến khi chảy lớp bề mặt kim loại ). Khi vật cắt tương đối dày, mỏ cắt để
nghiêng một góc 5  100 ( hình 5- 17 ) so với bề mặt vật cắt, nhằm mục đích làm
cho mép vật cắt nung nóng tốt trên tồn bộ chiều dày và bắt đầu quá trình cắt dễ
dàng.


Khi cắt vật mỏng ( S <50 mm) mỏ cắt bắt đầu đặt thẳng góc với vật cắt.
Khi cắt bắt đầu từ giữa tấm ra ngồi, phơi cần gia cơng trước một lỗ. Khi
chiều dày không lớn, (S <20 mm) có thể dùng mỏ cắt để cắt thành lỗ này, nhưng
để tránh nổ hoặc ngọn lửa tạt trở vào, trước tiên phải nung nóng đến trạng thái
chảy, sau đó mới phun dịng ơxi.

Với những vật dày từ 70  100 mm thì có thể thực hiện cắt như sau. Bắt
đầu đốt vật cắt ở vị trí I sau đó dịch mỏ cắt tới vị trí II thì phun dịng ơxi.
Khi cắt những tấm có chiều dày lớn nếu cắt từ trong ra thì phải khoan lỗ,
sau khi gia cơng lỗ xong ta bắt đầu cắt từ lỗ ra ngồi.

5-10°

Hướng cắt

Hình 5.17: Vị trí mỏ cắt khi bắt đầu từ mép tấm

I

Hướng cắt

II

Hình 5.18: Sơ đồ cắt tạo lỗ bằng mỏ cắt từ trong ra
3.4.2. Khoảng cách từ mỏ cắt đến kim loại
Khoảng cách từ nhân ngọn lửa đến vật cắt tốt nhất là 1,5  2,5 mm.
Khoảng cách từ đầu từ đầu mỏ cắt đến mặt kim loại cắt có thể chọn theo bảng
sau:
Chiều dày kim
loại, mm
3 - 10 10 - 25 25 - 50 50 - 100 100 - 200 200 - 300
Khoảng cách
từ đầu cắt đến

2-3

3-4

3-5

4-6

5-8

7 - 10


chi tiết, mm
Khi cắt các khí cháy khác khơng phải là axêtylen thì khoảng cách này
được tăng lên 30 - 40%.
3.4.3. Chiều dài nhân ngọn lửa ( mm )
Để giữ khoảng cách này khơng đổi trong khi cắt ta có thể gá thêm một cặp
bánh xe. Khi cắt những tấm dày hơn 100 mm khoảng cách có thể lớn hơn. Ví dụ
khi dùng ơxi có áp suất thấp h = 5 + 0,05 mm
3.4.4 Vị trí và sự di chuyển của mỏ cắt.
Khi cắt tấm theo đường thẳng, hợp lý nhất là mỏ cắt đặt nghiêng một góc
20 300 về phía ngược chiều hướng cắt ( Hình 5.19 ) > Bằng phương pháp này
khi cắt thép dày 20  30 mm cho phép nâng cao năng suất của quá trình cắt.
20- 30
°

Hình 5.19: Vị trí mỏ cắt khi cắt tấm
Khi cắt phơi trịn vị trí lúc ban đầu cắt cho đến khi kết thúc theo thứ tự hình 5.20
1
2
3

4
5
6

Hình 5.20: Vị trí mỏ cắt khi cắt thép trịn
3.4.5. Tốc độ cắt.
Quá trình cắt ổn định, chất lượng đường cắt tốt có thể đạt được nếu tốc độ
dịch chuyển của mỏ cắt tương đối ứng với tốc độ ơxi hố kim loại theo chiều


dày tấm cắt hoặc phôi. Tốc độ cắt lớn sẽ sót lại nhiều khơng cắt hết và phá huỷ
q trình cắt. Tốc độ cắt của một số loại mỏ cắt thường từ 75  556 mm/ phút.

Bài 4: Cắt bằng hồ quang Plasma khí nén.

4.1. Đặc điểm và phạm vi ứng dụng.
Cắt plasma dựa trên đặc điểm của hồ quang nén có khả năng xuyên sâu
vào kim loại và làm nóng chảy nó theo mép cắt.(Hình 5. 21).
Khi cắt bằng hồ quang Plasma (hồ quang plasma trực tiếp) thì dưới tác
dụng của nhiệt độ cao trong hồ quang nén, khí 2 khi đi qua vùng tích điện hồ
quang sẽ bị iơn hố rất mạnh, tạo thành luồng plasma làm nóng chảy kim loại
mép cắt. Hồ quang 1 tạo thành giữa kim loại nóng chảy 4 và điện cực volfram
khơng nóng chảy 5 phân bố bên trong dầu cắt 6 (Hình 6 – 8a).
Khí tạo plasma khi cắt bằng hồ quang plasma phải đảm bảo tạo được plasma và
bảo vệ được điện cực volfram khỏi bị ơxi hố. Có thể dùn khí argon, nitơ, hỗn
hợp khí argon + nitơ, hyđrơ và khơng khí.
Điểm khác căn bản nhất giữa cắt bằng hồ quang plasma so với cắt bằng
ngọn lửa khí là khi cắt bằng hồ quang plasma kim loại mép cắt được nung chảy
bởi nhiệt lượng của hồ quang plasma có nhiệt độ rất cao (5000 – 200000C), tập
trung, do vậy có thể dùng để cắt được tất cả các kim loại và hợp kim có chiều

dài hồ quang plasma thường chỉ dùng để cắt các tấm kim loại và hợp kim có
chiều dày nhỏ và trung bình.
Hồ quang plasma được sử dụng để cắt các kim loại khơng thể cắt hoặc
khó cắt nếu sử dụng phương pháp cắt khác, như thép hợp kim chống ăn mịn
(thép khơng gỉ), nhơm, magiê, titan, gang và đồng.
Khi cắt bằng luồng Plasma (hồ quang plasma gián tiếp) thì vật cắt khơng
tham gia vào mạch tạo hồ quang. Hồ quang cháy giữa điện cực Volfram và
thành trong của đầu cắt (Hình5.21b). Điện cực 4 dược nối với cực âm của nguồn
điện 3
cực dương nối với đầu cắt 2. Khí tạo plasma chủ yếu dùng argon và hỗn hợp khí
argon + nitơ. Phương pháp này được sử dụng khi cắt các tấm kim loại có chiều
dày bé và cắt các vật liệu phi kim loại.
6

2

5

U

-

6
4

1

U
+

3
6

6

a)

b)


Hình 5.21: Sơ dồ nguyên lý cắt plasma
a) Cắt bằng hồ quang plasma (hồ quang plasma trực tiếp)
b) Cắt bằng luồng plasma gián tiếp.
4.2. Thiết bị cắt hồ quang plasma khí nén.
Thiết bị cắt hồ quang plasma bao gồm nguồn cắt 1, máy nén khí 2, bộ
phận lọc và điều chỉnh áp lực khí nén 3 và tay cắt 4 (Hình6 - 9). Máy nén khí
u cầu phải có lưu lượng khí tối thiểu 165 lít/phút, áp lực khí nén tối thiểu phải
đạt 4 at. Bộ phận lọc và iều chỉnh áp lực khí nén có tác dụng ngăn chặn bụi, hơi
nước đi vào tay cắt làm hỏng điện cực volfram, đồng thời dùng để điều chỉnh áp
lực khí nén đi vào nguồn cắt.

Cáp nối đất, cáp nối với vật cắt phải đủ lớn để đảm bảo mật độ dòng điện
nằm trong giới hạn cho phép. Tay cắt có 2 loại: loại cong dùng cho cắt bàng tay
và loại thẳng dùng để lắp trên máy khi cắt tự động.

4.3. Kỹ thuật cắt hồ quang plasma khí nén.
4.3.1. Cắt tiếp xúc bằng tay.
Khi cắt các tấm có chiều dày nhỏ hơn 9 – 12 mm có thể cho điện cực
tiếp xúc với bề mặt vật cắt
Trình tự thao tác như sau:

- Ấn công tắc ở tay cất, hồ quang dẫn được tạo ra sau 1,5 giây.
- Đưa đầu cắt lại gần vị trí cắt, với khoảng cách 1 – 3mm, hồ quang
plasma sẽ hình thành; hồ quang dẫn tự động ngắt.
- Cho đầu cắt tiếp với bề mặt vật cắt, dịch chuyển tay cắt theo đường
cắt đã vạch trước.
- Đến cuối đường cắt, nhấc tay cắt lên 1 – 3mm, cắt đứt hẳn tấm kim
loại cần cắt.
- Hồ quang plasma ngắt.


5

1
2

4

3

Hå quang dÉn
C¾t tiÕp xóc

1 - 3mm

Hå quang

Plasma

1 - 3mm

Nhá h¬n 9 - 12mm

Hình 5.22: Sơ đồ cắt tiếp xúc bằng tay

4.3.2. Cắt không tiếp xúc bằng tay

Sử dụng khi cắt các tấm có chiều dày trung bình (> 9mm), (Hình5.23).

-

Trình tự thao tác như sau:
Ấn cơng tắc ở tay cất, hồ quang dẫn được tạo ra sau 1,5 giây.
Đưa đầu cắt lại gần vị trí cắt cách bề mặt vật cắt 2 – 4mm, hồ quang
plasma sẽ hình thành.
Giữ khoảng cách giữa đầu cắt và bề mặt vật cắt khoảng 2 – 4mm di
chuyển đầu cắt để cắt.
Đến cuối đường cắt cho tốc độ chậm lại một chút để cắt rời phần
cuối đường cắt.
Hồ quang plasma ngắt.
5

1
2
Hå quang dÉn

4

3
2 - 4mm

Cắt không tiếp xúc

2 - 4mm

Hồ quang

Plasma

>9mm

Hỡnh 5.23: S đồ cắt không tiếp xúc bằng tay
4.3.3. Cắt tự động

2 - 4mm


Khi cắt tự động thì đầu cắt thảng được kẹp trên cơ cấu chuyển động nhờ các
động cơ (Hình 5.24). Trình tự cắt như sau;
- Kẹp đầu cắt vào cơ cấu chuyển động, để đầu cắt vuông với tấm cắt.
- Điều chỉnh dòng cắt, độ cao đầu cắt so với bề mặt vật cắt cho phù hợp.
- Ấn công tắc ở tay cắt, hồ quang dẫn sẽ được tao ra sau 1,5 giây.
- Cho đầu cắt chạy tự động hướng về đường cắt, khi gặp kim loại cơ ảm hồ
quang plasma sẽ hình thành, qúa trình cắt bắt đầu.
- Kết thúc đường cắt thì hồ quang plasma ngắt, hồ quang dẫn lai được tạo
ra; ấn công tắc ở tay cắt để ngắt hồ quang dẫn, quá trình cắt kết thúc.

2

1

3

4
2 - 4mm

Cắt tự động

H ồ quang dẫn
Hồ quang

Plasma

Hỡnh 5.24: S đồ cắt tự động bằng hồ quang plasma

5