hàn khí OXY-AXETYLEN

TIU LUN:
MÔN:CÔNG NGHỆ KIM LOẠI
ÑEÀ TAØI: HAØN KHÍ OXY-AXETYLEN

GVHD: TS NGUYỄN DẦN
LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, thế giới đang đi trên con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Nên ngành công nghệ kim loại rất quan trọng .

Các phát minh vĩ đại của các nhà Bác Học và sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật đã sản xuất ra các thiết bị máy móc hiện đại để thay
thế lao động chân tay sang lao động trí óc và nó đã làm cho con người bỏ ra ít sức lao động hơn. Đưa con người đến một kỹ
nguyên mới và thành công mới.


Đề tài công nghệ hàn khí AXETYLEN_OXY là ngành hàn đã quá lâu và ngày nay đã chuyển sang hàn với công nghệ cao hơn, nên
tài liệu của ngành này còn hạn chế và còn nhiều thiếu sót mong thầy góp ý kiến xây dựng để đề tài của chúng em càng hoàn thiện
hơn. Trong quá trình làm đề tài chúng em rất chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Dần đã tận tình giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt đề
tài này.


Chân thành cảm ơn thầy.


PHẦN I: ĐỊNH NGHĨA – ĐẶC ĐIỂM - ỨNG DỤNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN OXY-AXETYLEN

1.1:ĐỊNH NGHĨA:

Hàn khí là quá trình nung nóng kim loại ở chổ cần nối và que hàn đến trạng thái nóng chảy bằng ngọn lửa của
các khí cháy với oxi để tạo ra mối hàn.

Thông dụng nhất là hàn bằng khí oxi và axetylen, vì nhiệt sinh ra do phản ứng cháy của hai khí này lớn và tập

trung;tạo thành nhọn lửa có nhiệt độ cao(vùng cao nhất đạt tới 3200
0
c).

Còn ngọn lửa giữa oxi và các chất cháy khác chỉ có nhiệt độ từ 2000-2200
0
c và không được an toàn.

1.2:ĐẶC ĐIỂM:

Đối với hàn oxi axetylen có nhưng đặc điểm nổi bật sau:

Có thể hàn được tất cả các kim loại và hơp kim(gang,thép, đồng, nhôm)

Có thể hàn được các kim loaik có tính chất khác nhau.

Hàn được các chi tiết mỏng và các vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp.

Thiết bị đơn giản , rẻ tiền và không sử dụng năng lượng điện nên có thể hàn được ở mọi nơi.

Năng suất thấp, vật hàn bị nung nóng nhiều nên dễ bị cong vênh

1.3: ỨNG DỤNG :

Hàn oxi-axetylen chủ yếu dùng để hàn các chi tiết mỏng , sữa chữa khuyết tạt của vật đúc,

Sử dụng để hàn các kim loại màu, các loại kim loại kim loại khác nhau lại với nhau

Ngoài ra sử dung ngọn lửa hàn có thể cắtkim loại màu và một số vật liệu khác



1.4: CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN:

Đối với hàn oxi-axetylen có hai phương pháp hàn sau:


1.4.1:HÀN PHẢI:

Khi hàn, mỏ hàn que hàn từ trái sang phải (mỏ hàn đi trước, que hàn theo sau)đặc điểm của phương pháp này là ngọn lửa luôn luôn
hương vào vùng 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 long của vung hàn luôn đươc xáo trộn đều, tạo điều kiện cho xỉ nổi lên tốt hơn. Mặt khác, do ngọn lửa bao bọc lấy vùng
hàn nên mối hàn được bảo vệ tốt hơn.nguội chậm và có thể giảm được ứng suất và biến dạng do quá trình hàn gây ra. Phương pháp
này thường dùng để hàn các chi tiết dầy (chiều dầy lớn hơn 5mm), hoặc những vật liẹu có nhiệt độ nóng chảy cao.


1.4.2:HÀN TRÁI:

Khi hàn, mỏ hàn và que hàn chuyển động từ phải sang trái (que hàn đi trước , mỏ hàn theo sau).phương pháp
nay có đặc điểm hầu như ngược lại với phương pháp hàn phải . trong quá trình hàn ,ngọn lửa hàn không
hướng trực tiếp vào vùng hàn do đó nhiệt tập trung vào đay ít hơn, vùng hàn ít được xáo trộn đều và xỉ khó
nổi lên hơn,ngoài ra do điều kiện bảo vệ mối hàn không tốt ,tốc độ nguội của kim loại lớn, ứng suất và biến
dạng lớn hơn trong phương pháp hàn phải . tuy nhiên, bằng phương pháp hàn trái ,người thợ dễ dàng quan
sát mép chi tiết tạo khả năng nhận được mối hàn đều và đẹp .phương pháp này thường sữ dụng để hàn cavs
chi tiết mỏng (dưới 5mm),hoặc những vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấ

PHẦN II :VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ DÙNG TRONG NGÀNH HÀN KHÍ

2.1 KHÍ DÙNG TRONG HÀN KHÍ :

Khí dùng để hàn gồm có oxy,và các loại khí cháy : khí cháy có thể là các hợp chất của

cacbonhydro(metan,axetylen,propan,butan,xăng….) hay khí hydro. Trong hàn khí thường dùng nhất là khí
axetylen, bởi vì khi chay với oxy nhiệt độ của ngọn luủa axetylen khá cao (tới 3150
0
c) và có vùng hoàn
nguyên tốt thuận lợi cho việc hàn và cắt kim loại . tuy nhiên, đối với các chi tiết mỏng (<4mm) haycác kim
loại có nhiệt độ nóng chảy thấp, ta có thể sử dụng các khí cháy khác như H
2
, CH
4
, C
2
H
6,
xăng, dầu hoả….
Để hàn.

2.1.1:OXY:

Oxy dùng trong kỹ thuật cần có độ tinh khiết từ 98,5-99,5%.(còn lại là tạp chất N
2,
và Ar) nên
thường gọi là oxy kỹ thuật ,

Oxy là loại khí trong suốt , không màu và mùi vị ,khi tác dụng với các chất hữu cơ nó sinh ra một
lượng nhiệt lớn.

Khí oxy 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 oxy , đặc biệt là ở trạng thái bị nén phải kiểm tra trước
cẩn thận tránh dầu mỡ và các chất bẩn khác.


2.1.2:KHÍ AXETYLEN:

Axetylen là một khí cháy , có công thức hoá học là C
2
H
2,
chủ yếu được điều chế bằng cách cho đất
đèn (công thức là CaC
2
) tác dụng với nước:


CaC
2
+2H
2
O = C
2
H
2
+ Ca(OH)
2
+ Q

Phản ứng sinh ra một lương nhiệt Q khá lớn.

Đất đèn là một hợp chất hoá học của canxi và cacbon, mặt gãy cục đất đèn có màu xám.nó thương
được sản xuất băng cách nấu chảy đá vôi với than cốc hoặc ăngtraxit trong lò điện ở nhiệt độ 1900
0
c

– 2300
0
c. nói đúng hơn, đất đèn trong công nghiệp chứa khoảng (65-80)% CaC
2
, (25-10)% CaO, còn
lại là các tạp chất khác như SiO
2,
CO
2
,…

Đất đèn dễ bị phân huỷ trong khí ẩm . hạt càng mìn độ aamr càng cao thì đất đèn phân huỷ càng
mạnh .

Theo lý thuyết thì cứ 1 kg CaC
2
tác dụng với nước sẽ cho ra 327,5 lít C
2
H
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
C
2
H
2 .

Axetylen không có màu ,nhẹ hơn không 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 C
2

H
2
rất dễ nỗ . ví dụ C
2
H
2
có thể nổ dưới áp suất 1,5at và nhiệt độ trên
580
0
c, chính vì thế các bình điều chế C
2
H
2
phải có áp suất dưới 1,5at đẻ tránh khả năng nổ khi ở nhiệt độ
cao (do phản ứng đất đèn và nước sinh ra).
Hỗn hợp C
2
H
2
với các chất có chứa oxi cũng rất dễ nổ :khi C
2
H
2
hoá hợp với khí trời ở nhiệt độ từ 305
0
C
đến 470
0
C hoặc với õi nguyên chất ở nhiệt độ từ 297-306
0

C chúng sẽ nổ . khi nổ ,tốc độ cháy của C
2
H
2
rất
cao (đạt tới 3000m/s và áp suất lớn –từ 350 đến 600at).
2.1.3:các loại khí thay thế C
2
H
2
:

Đó là khí thiên nhiên, khí nén hỗn hợp propan-butan….v.v.v


2.2.1: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 ngoài bình có sơn màu xanh là bình khí oxy; sơn màu trắng là bình
axetylen ; sơn màu vàng là bình chứa khí hydro…


- Bình chứa oxy chứa được một lượng khí có áp suất khoảng 150 at tương ứng với 6 m
3
khí (ở 20
0

c
và 1at) bên ngoài được sơn màu xanh hoặc xanh da trời ;


Bình chứa axetylen chứa khí có áp suất dưới 19at , được sơn màu vàng ; trong bình chứa bọt xốp
(thường là than hoạt tính )và tẩm axeton (khoảng 290-320 gam than hợp tính tẩm 225-230 gram
axeton/một thể tích bình chứa ).

2.2.2: thùng điều chế khí axetylen:

-Bình điều để sản xuất khí axetylen từ đát đèn . trong thực tế , người ta phân loại bình điều chế
axetylen theo nguyên tắc tác dụng giữa đất đèn và nước gồm có : đá rơi vào nước , nước rơi vào đá
và đá tiếp xúc với nước .

Bình điều chế kiểu đá rơi vào nước có hiệu suất sinh khí cao (trên 95%), khí C
2
H
2
được làm nguội
và làm sạch tốt ,nhưng đòi hỏi đất đèn phải có độ hạt đều , tốn nhiều nuuốc , kích thước lớn và điều
chỉnh phức tạp .

Bình đièu chế nước rơi vào đá có kích thước bé , ít tốn nước , không cần đát đèn có kích thước đều
hạt nhưng hiệu suất thấp , khoảng (85-90%), khí C
2
H
2
không được làm sạch và bị nung nóng mạnh :


Điều chỉnh lượng khí axetylen trong hai loại bình trên bằng cách đièu chỉnh lượng đất đèn tham gia
phản ứng :

Kiểu điều chế bằng cách cho đát đèn tiếp xúc nước có kết cấu đơn giản , thuận tiện trong việc sử
dụng , nhưng khí C
2
H
2
cũng không được làm sạch và làm nguội

2.2.3: khoá bảo hiểm:

Để tránh hiện tượng cháy ngược theo ống dẫn khí vào bình điều chế khí , gây nổ bình người ta dùng
khoá bảo hiểm .trong quá trình hàn , do một nguyên nhân nào đó , lưu lượng khí phun ra ở mỏ hàn
giảm mạnh hoặt tốc độ cháy của hỗn hợp tăng nhanh , dẫn đén tốc độ cháy của hỗn hợp lan truyền
nhanh hơn tốc đọ ra của khí sẽ gây ra hiện tượng cháy tạt lại . khoá bảo hiểm có chức năng dập tắt
ngọn lửa tạt lại đó.

Khoá bảo hiểm được phân làm hai loại : loại hở và loại kín.

-Nguyên lý hoạt động :

Khoá kiểu hở dùng cho bình có áp lực thấp . khí C
2
H
2
được dẫn qua ống (1) , đi qua nước vào ngăn
chứa khí tới ống (2) đi ra mỏ hàn . khi có ngọn lửa tạt lại , áp suất trên mặt nước của khoá bảo hiểm

tăng lên, đẩy nước dâng lên trong ống (1), chặn không cho khí đi vào , đồng thời mực nước hạ
xuống , miệng ống thoát (4) hở, khí trong khoá bảo hiểm đi hết ra ngoài.

Khoá kiểu kín dùng cho bình có áp lực trung bình . khi C
2
H
2
dẫn qua ống (1), đảy viên bi của van
(5) nổi lên và đi qua van, tập trung ở ngăn chứa khí , sau đó qua ống (2) đi tới mỏ hàn . khi có ngọn
lủa cháy tạt lại , áp suất trên mặt nước tăng, viên bi bị đẩy xuống đóng kín đường ống dẫn khí , nếu
áp suất trong van vượt quá áp suất cho phép , màng chặn của van an toàn (6) bi phá và khí thải ra
ngoài.

2.2.4:van giảm áp:

Van giảm áp là thiết bị dùng đẻ giảm áp ssuất trong bình xuống áp suất làm việc cần thiết và tự động
duy trì nó ở mức ổn định . đói với khí oxy áp suất trong bình dạt tới 150at , áp suất khí làm việc vào
khoảng 3-4at, còn khí axetylen , áp suất trong bình tới 15-16at, áp suất làm việc 0,1-1,5at.

Trên hình sau đay trình bày sơ đồ của một số van giảm áp:

- Nguyên lý làm việc : khí được dẫn vào theo ống (1) đi qua ống (5) đi tới mỏ hàn . áp lực trong
buồng hạ áp (6) phụ thuộc vào độ mở của van (3), khi lò xo chính (7) chưa bị nén , van (3) chịu tác
dụng của lò xo phụ (2) và áp lực của khí đóng kín cửa van vào không cho khí vào buồn hạ áp (6). Khi
vặn vít điều chỉnh (8) làm lò xo chinh (7) bi nén , van (3) được nâng lên, cửa van mở và khí đi sang
buồng hạ áp .

- Tuỳ thuộc vào độ nén của lò xo chính (7), đọ nén của lò xo phụ (2), độ chênh áp trước và sau cửa
van (3) được mở nhiều hay ít mà ta nhận được áp suất cần thiết trong buồng hạ áp .



- Nhờ có màng đàn hồi (9)van tự động điều chỉnh áp suất ra của khí .

- Nếu có một nguyên nhân nào đó , áp lực khí ra (P
2
) tăng, áp lực tác dụng lên mặt trên của màng
đàn hồi (9) tăng, đẩy màng đàn hồi dìch xuống và thông qua con dội van |(3) bị kéo xuống , làm cửa
van đóng lại , lượng khí đi vào buồng hạ áp giảm , làm áp suất khí rà giảm . ngược lại ,nếu P
2
giảm
,cửa van (3)mở lớn hơn , lượng khí vào buồng hạ áp tăng, làm P
2
tănh trở lại .