Bài giảng hàn TIG cơ bản nghề hàn

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ QUỐC TẾ VABIS HỒNG LAM
KHOA HÀN

MÔ ĐUN: HÀN TIG CƠ BẢN
MÃ SỐ: 19
NGHỀ: HÀN
Trình độ (Cao đẳng/Trung cấp)

Vũng tàu – 2013
Giáo trình lưu hành nội bộ

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 1


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ QUỐC TẾ VABIS HỒNG LAM
KHOA HÀN

MÔ ĐUN: HÀN TIG CƠ BẢN
MÃ SỐ: MĐ 19
NGHỀ: HÀN
Trình độ (Cao đẳng/Trung cấp)

Giáo viên biên soạn

Phó bộ môn

Mai Anh Thi

Mai Anh Thi

Vũng tàu – 2013
Giáo trình lưu hành nội bộ

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 2


STT
1

ĐỀ MỤC

TRANG

Những kiến thức cơ bản hàn TIG
05

2

Haøn baèng trên mặt phẳng
27

3
4

Hàn TIG góc thép các bon thöôøng vò trí haøn
1F-2F
Hàn TIG giáp mối vò trí 1G

31
34

MỤC LỤC

Giới thiệu về mô đun/ môn học
Vị trí/ ý nghĩa, vai trò của mô đun/ môn học
Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 3


- Vị trí: Mơ đun này được bố trí sau khi học xong hoặc học song song với các
mơn học
- Tính chất của mơ đun: Là mơ-đun chun ngành bắt buộc.
Mục tiêu của mơ đun

Học xong mơn học này người học có khả năng:
- Làm việc tại các nhà máy, các cơ sở sản xuất cơ khí với những kiến thức, kỹ
năng nghề hàn cơ bản.
- Giải thích đầy đủ thực chất, đặc điểm, cơng dụng của phương pháp hàn TIG
- Nhận biết đúng các loại vật liệu dùng trong cơng nghệ hàn TIG.
- Trình bày chích xác cấu tạo và ngun lý làm việc của thiết bị hàn TIG.
- Vận hành, sử dụng thành thạo các loại thiết bị dụng cụ hàn TIG.
- Tính tốn chế độ hàn phù hợp với chiều dày và tính chất của vật liệu.
- Hàn các mối hàn cơ bản ở mọi vị trí hàn đảm bảo độ sâu ngấu, đúng kích
thước bản vẽ ít bị khuyết tật.
- Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng của mối hàn, kết cấu hàn.
- Giải thích đúng các ngun tắc an tồn và vệ sinh phân xưởng khi hàn hồ

quang trong mơi trường khí bảo vệ.
Nội dung chính của mơ đun:
MÔ
ĐU
N
MĐ
19.1
MĐ
19.2
MĐ
19.3
MĐ
19.4

Tên các bài trong mơ đun
Những kiến thức cơ bản hàn TIG
Cấu tạo và ngun lý làm việc của máy hàn TIG
- Khuyết tật thường gặp(ngun nhân và biện pháp đề
phòng)
- An tồn khi vận hành và bảo quản
Hàn TIG trên mặt phẳng thép các bon thường
Hàn TIG góc thép các bon thường (khơng vát mép) vò
trí hàn1F-2F
- Chế độ hàn
- kỹ thuật hàn TIG vị trí 1F-2F
Hàn TIG giáp mối khơng vát mép vò trí 1G
- Chế độ hàn
- kỹ thuật hàn TIG vị trí 1G
Kiểm tra mô đun
Cộng

Tổng
số

5

Thời gian
Lý
Thực
thuyế hành
t
4

Kiểm tra
LT TH

1

4

4

1

8

4

1

8

8

2

5
30

5
4

16

10

Các hình thức dạy học trong mơ đun
1. Thuyết trình.
2. Thực hành ứng dụng.
Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 4


3. Kiểm tra ghi nhận.
u cầu về đánh giá hồn thành mơn học/ mơ đun
- Kiểm tra đánh giá trong khi thực hiện mơ-đun:
Được đánh giá qua bài kiểm tra viết, kiểm tra thực hành, qua quan sát có
bảng kiểm về kiến thức, kỹ năng, thái độ có trong mơ đun.
u cầu phải đạt được mục tiêu của từng bài có trong mơ đun.

- Kiểm tra sau khi kết thúc mơ-đun:
*) Về kiến thức:
Được đánh giá qua bài viết, kiểm tra vấn đáp đạt các u cầu sau:
- Mơ tả đầy đủ các loại đồ gá thường dùng và cơng dụng của các loại đồ gá.
- Lựa chọn phương pháp gá hợp lý với hình dạng kích thước của kết cấu.
- Trình bày kỹ thuật gá đúng ngun tắc đảm bảo u cầu kỹ thuật.
*)Về kỹ năng:
Được đánh giá bằng kiểm tra trực tiếp các thao tác, bằng bài kiểm tra thực hành đạt các
u cầu sau:
- Sử dụng đồ gá, thao tác gá lắp phơi chính xác.
- Gá kẹp phơi chắc chắn đúng kích thuớc.
- Chỉnh sủă phơi đảm bảo u cầu kỹ thuật.
- Thao tác sử dụng dụng cụ đo và kỹ thuật đo kiểm thành thạo đúng quy trình.
*)Về thái độ:
Được đánh giá bằng phương pháp quan sát có bảng kiểm, đạt các u cầu sau:
- 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.

MÃ SỐ MÔ ĐUN : MĐ 19
CHƯƠNG TRÌNH MƠ-ĐUN HÀN TIG CƠ BẢN
Thời gian mơ đun: 30 h; (Lý thuyết: 5 h, Thực hành: 20 h, KT : 5 h)

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 5


Mục tiêu :
Học xong mơn học này người học có khả năng:

- Làm việc tại các nhà máy, các cơ sở sản xuất cơ khí với những kiến thức, kỹ năng
nghề hàn cơ bản.
- Giải thích đầy đủ thực chất, đặc điểm, cơng dụng của phương pháp hàn TIG
- Nhận biết đúng các loại vật liệu dùng trong cơng nghệ hàn TIG.
- Trình bày chích xác cấu tạo và ngun lý làm việc của thiết bị hàn TIG.
- Vận hành, sử dụng thành thạo các loại thiết bị dụng cụ hàn TIG.
- Tính tốn chế độ hàn phù hợp với chiều dày và tính chất của vật liệu.
- Hàn các mối hàn cơ bản ở mọi vị trí hàn đảm bảo độ sâu ngấu, đúng kích thước
bản vẽ ít bị khuyết tật.
- Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng của mối hàn, kết cấu hàn.
- Giải thích đúng các ngun tắc an tồn và vệ sinh phân xưởng khi hàn hồ quang
trong mơi trường khí bảo vệ.
Thời gian
Tổng số Lý thuyết Thực
MÔ Tên các bài trong mơ đun
hành
ĐUN
Những kiến thức cơ bản hàn TIG
Cấu tạo và ngun lý làm việc của máy
MĐ hàn TIG
5
4
19.1 - Khuyết tật thường gặp(ngun nhân và
biện pháp đề phòng)
- An tồn khi vận hành và bảo quản
Hàn TIG trên mặt phẳng thép các bon
MĐ
4
4
19.2 thường

MĐ
19.3
MĐ
19.4

Hàn TIG góc thép các bon thường
(khơng vát mép) vò trí hàn1F-2F
- Chế độ hàn
- kỹ thuật hàn TIG vị trí 1F-2F
Hàn TIG giáp mối có vát mép vò trí 1G
- Chế độ hàn
- kỹ thuật hàn TIG vị trí 1G
Kiểm tra mô đun
Cộng

Kiểm tra
LT TH

1

1

8

4

1

8

8

2

5
30

5
4

16

10

AN TỒN

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 6


Bạn phải luôn luôn tuân thủ theo các
Quy định về an toàn sau đây
• Quan sát tất cả các tín hiệu, biển báo an toàn.
• Nhận biết ngay tất cả các lối thoát khẩn cấp và quy trình sơ tán.
• Phải mặc quần áo bảo hộ lao động.
• Phải đi ủng có mũi bịt thép.
• Phải đeo kính bảo hộ mắt.
• Phải sử dụng nút tai hay chụp tai khi làm việc trong phân xưởng.
• Không đeo găng tay khi mài hoặc cán.

• Phải bảo đảm một cách chắc chắn rằng hệ thống thông gió đã được bật.
• Khi vận hành trang thiết bị gia công, phải sử dụng chụp bảo vệ tóc.
• Kiểm tra tất cả các đầu dây điện đã được gắn mác hay chứa(đánh dấu), trước

khi sử dụng.
• Phải bảo đảm một cách chắc chắn rằng tất cả các bộ phận che chắn bảo vệ

đã đặt đúng vị trí khi tiến thành vận hành trang thiết bị.
• Không sử dụng bất kỳ trang thiết bị máy móc nào khi chưa biết về cách sử

dụng bảo đảm an toàn.
• Thông báo về tất cả những tai nạn, sự cố hay sai sót khi làm việc.
• Nếu có bất kỳ sự băn khoăn nghi ngờ nào, hãy hỏi ngay người hướng

dẫn bạn.

MÑ – 19.1
NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN HÀN ( TIG )
Mục tiêu :
Học xong bài học này người học có khả năng:
Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 7


- Giải thích đầy đủ thực chất, đặc điểm, cơng dụng của phương pháp hàn TIG
- Nhận biết đúng các loại vật liệu dùng trong cơng nghệ hàn TIG.
- Trình bày chích xác cấu tạo và ngun lý làm việc của thiết bị hàn TIG.
- Tính tốn chế độ hàn phù hợp với chiều dày và tính chất của vật liệu.
- Vận hành được máy hàn đạt u cầu.

- Đảm bảo an tồn cho người và thiết bị.
I. THỰC CHẤT , ĐẶC ĐIỂM VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG .
1. Thực chất .
Từ cuối năm 1940 các phương pháp hàn trong môi trường khí bảo vệ đã được
ra đời và đã được đưa vào sử dụng trong xản xuất việc khai thác các khí trong tự
nhiên ( He li,Argon ) ở Mó. CO 2 ở Liên xô v..v.. lúc đó đã làm cho các phương pháp
hàn phát triển mạnh mẽ làm tăng vọt chất lượng mối hàn .
Hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi trường khí trơ (GTAW)
là quá trình hàn nóng chảy , trong đó nguồn nhiệt điện cung cấp bởi hồ quang được
tạo thành giữa điện cực không nóng chảy và vũng hàn . Vùng hồ quang được bảo
vệ bằng môi trường khí trơ (Ar, He hoặc Ar + He) . Không cho ôxy , ni tơ xung
quanh xâm nhập vào vùng bể hàn . Điện cực thường dùng là Volfram , nên phương
pháp hàn này tiếng Anh gọi là hàn TIG ( Tungsten Inert Gas ) .
Hồ quang trong hàn TIG đạt rất cao có thể đạt tới 6000 OC, kim loại mối hàn
có thể tạo ra từ kim loại nền đối với những chi tiết có chiều dày quá mỏng phải gấp
mép hoặc được bổ sung từ que hàn phụ, toàn bộ vũng hàn được khí trơ bảo vệ thổi
ra từ chụp khí. Môi trường khí trơ không có phản ứng hoá học với bể hàn.

Hình 1 . Sơ đồ nguyên lý

Sơ đồ đấu nối thiết bò hàn TIG :

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 8


2. Đặc điểm.
- Vò trí hàn: Mọi vò trí hàn
- Chiều dày tấm hàn: (0.5 -10 )mm .

- Loại vật liệu chi tiết hàn: Tất cả các loại thép ,thép hợp kim ; gang;Ni ;Cu ;
Al ;Ti ; Ag.
-Dòng hàn : (10 -400) A.
- Loại nguồn hàn: Dòng xoay chiều để hàn nhôm, hợp kim nhôm.
- Dòng một chiều dùng hàn các vật liệu còn lại (điện cực nối âm cực).
- Đường kính dây hàn: 1 – 4 mm.
- Làm nguội mỏ hàn: Dòng hàn 150 A làm nguội mỏ hàn bằng khí. Trên 150 A
làm nguội bằng nước.
- Không gây bắn toé khi hàn vì không có giọt kim loại dòch chuyển qua cột hồ
quang.
- Không sinh ra xỉ hàn vì vậy không có khuyết tật ngậm xỉ.
- Dễ tạo ra bề mặt mối hàn đẹp.
- Có thể sử dụng cho trường hợp không cần sử dụng kim loại phụ (que hàn).

3. Phạm vi ứng dụng.
- Hàn trong môi trường khí bảo vệ với điện cực không nóng chảy TIG (Tungsten
Inert Gas) là phương pháp vạn năng thích ứng với mọi kết cấu hàn và cho chất
Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 9


lượng mối hàn cao. Có thể hàn bằng tay, hàn tự động cũng như hàn đắp. Công
nghệ này đặc biệt phù hợp với hàn nhôm và hợp kim nhôm, thép không gỉ, thép
hợp kim cao ,gang , đồng .
Hàn TIG ngày nay được dùng nhiều để hàn các kết cấu điện nguyên tử, hàn
máy bay, thiết bò vũ trụ …Trong dạng xản xuất nhỏ , trong lắp ráp thường dùng hàn
TIG bằng tay, khi đó kim loại phụ (que hàn) được đưa vào bằng tay. Hay hàn tự
động dây hàn (que hàn) được đưa vào vùng hồ quang bằng cơ khí hóa.

Định nghĩa q trình hàn G.T.A.W.
Q trình hàn G.T.A.W được tạo ra từ hồ quang giữa điện cực Wonfram khơng nóng
chảy và vật hàn để hình thành vũng hàn. Điện cực, vũng hàn và đầu que hàn phụ (que
hàn bổ sung kim loại cho mối hàn) được bảo vệ trong suốt q trình hàn bằng khí trơ.
Q trình hàn này có thể thực hiện một cách thủ cơng hoặc được cơ khí hóa, tự động
hóa.

Ưu điểm của q trình hàn G.T.A.W.
•
•
•
•
•
•
•

Tạo ra hồ quang có độ tập Lượt hàn cao.
Khơng sử dụng thuốc hàn, khơng tạo ra xỉ hàn, kim loại lỏng bắn tóe hay khói
hàn
Có thể thực hiện hàn đối với hầu hết kim loại.
Có thể thực hiện hàn ở mọi vị trí trong khơng gian
Cho phép kiểm sốt tốt q trình hàn.
Tạo ra mối hàn có chất lượng cao (chất lượng mối hàn thể hiện rất tốt khi kiểm
tra bằng phương pháp chụp x-ray).
Rất ít hạn chế đối với cơng tác chuẩn bị liên kết trước khi hàn.

Các loại điện cực Wonfram
Wonfram ngun chất có một số tính chất đặc biệt phù hợp trong việc dùng làm điện
cực khơng nóng chảy cho q trình hàn G.T.A.W. Những tính chất đó có thể được
nâng cao hơn nữa bằng cách bổ sung thêm Cerium (Ce), Lanthanum (La), Thorium

hay Zirconium (Ziconi) vào điện cực Wonfram.
•
•
•
•
•

Điện cực Wonfram ngun chất (tinh khiết)
Điện cực Wonfram – bổ sung Thorium
Điện cực Wonfram – bổ sung Zirconium
Điện cực Wonfram – bổ sung Cerium
Điện cực Wonfram – bổ sung Lanthanum.

Các loại dòng điện
Dòng điện xoay chiều ( AC):

Khi hàn bằng dòng điện AC, việc lựa đặt cực tính cho điện cực hàn hay chi tiết hàn là
khơng cần thiết do dòng điện AC thực hiện đảo chiều cực tính 100 lần một giây. Điều
Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 10


này có nghĩa là trong một nửa chu kỳ, dòng điện ở pha dương và trong nửa chu kỳ
khác dòng điện ở pha âm.

Dòng điện một chiều nối thuận (điện cực nối với cực âm) (DCEN):

Hầu hết các quá trình hàn G.T.A.W đều nối điện cực Wonfram với cực âm. Lý do
chính đó là do khoảng 70% nhiệt năng hình thành dịch chuyển từ điện cực âm sang

cực dương, và do đó nhiệt lượng sẽ tập tLượt hàng trên vật hàn, nơi mà có nhu cầu cần
nhiều nhiệt hơn là điện cực hàn.

Ưu điểm của việc sử dụng DCEN:
•
•
•

Tạo ra phần ngấu sâu và hẹp
Tạo ra hồ quang tập tLượt hàng và cháy êm
Cung cấp khả năng mang dòng điện lớn hơn.

.

Dòng điện một chiều nối nghịch (Điện cực nối với cực dương) (DCEP)

Ở đây, điện cực Wonfram được nối với cực dương của nguồn điện và tương ứng, vật
hàn nối với cực âm. Tổng nhiệt năng hình thành được đảo chiều. Phần lớn nhiệt được
truyền ngược vào điện cực hàn và kết quả làm cho điện cực bị quá nhiệt. Điều này có
thể dẫn đến gây ra khuyết tật hàn do kim loại đầu điện cực nóng chảy, dịch chuyển vào
vũng hàn và nằm lại trong mối hàn. Với vấn đề như vậy, điện cực Wonfram không
được khuyến khích nối với cực tính dương.

Sự phân bố nhiệt lượng giữa điện cụa và vật hàn tương ứng với từng
DC nối thuận (DCEN)

1/3 Nhiệt lượng

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

DC nối nghịch (DCEP)

2/3 Nhiệt lượng

1/2 Nhiệt lượng

Page 11


2/3 Nhiệt lượng

1/3 Nhiệt lượng

1/2 Nhiệt lượng

Chụp gốm
Điện cực
Điện cực
Vật hàn

Mối hàn có hình dạng và
chiều sâu ngấu tốt

........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
..............

Chụp gốm

Vật hàn

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Mối hàn có hình dạng không hợp lý
và chiều sâu ngấu kém

Page 12


Khí bảo vệ

Hầu hết khí sử dụng trong hàn G.T.A.W đều là loại khí trơ, không màu và không vị.
Do đó, cần thiết phải có những chú ý đặc biệt khi sử dụng chúng. Nitơ, Argon và Heli
là những loại khí không gây độc, tuy nhiên chúng vẫn có thể là nguyên nhân gây ngạt
trong trượng hợp không gian chật hẹp hoặc khép kín không có thông gió.
Không khí mà không có chứa tới 18% Ôxy có thể gây ra dizziness, bất tỉnh hoặc thậm
chí là tử vong. Những loại khí mà không thể cảm nhận được bằng các giác quan của
con người đều có cảm giác hít vào như không khí thông thường.
Các loại khí được dùng trong hàn G.T.A.W có tác dụng:
•
•
•
•
•
•

Bảo vệ điện cực Wonfram không cho tiếp xúc với môi trường khí quyển bên
ngoài
Bảo vệ kim loại vũng hàn không cho tiếp xúc với môi trường khí quyển bên ngoài
Truyền nhiệt từ điện cực sang kim loại mối hàn

Hỗ trợ gây hồ quang
Ổn định hóa hồ quang
Hỗ trợ quá trình kiểm soát (điều khiển) biên dạng đường hàn cũng như mức độ
ngấu.

Các loại khí trơ sẽ không nằm lại trong mối hàn. Hydro là một loại khí nhiên liệu mà
có thể cháy, do đó nó không phải là khí trơ và rất hạn chế ứng dụng cho hàn. Nitơ
không phải là khí trơ và do đó được sử dụng rất hạn chế cho những ứng dụng hàn mà
có yêu cầu làm sạch đặc biệt.
Hỗn hợp khí

Các loại hỗn hợp khí sau đây có thể được sử dụng cho hàn G.T.A.W. :
Khí:

Argoshield 71T

Hỗn hợp:

87% Argon, 11% Heli, 1.5% Hydro

Ứng dụng:

Dùng cho hàn thép cácbon, thép không gỉ, thép hợp kim thấp, Niken và
các hợp kim của Niken. Là loại khí có tính kinh tế, tạo ra hồ quang nóng,
hàn với tốc độ cao, chiều sâu ngấu lớn cũng như đường biên vũng hàn
tốt.

........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
..............

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 13


Khí:

Argoshield 80T

Hỗn hợp:

73% Argon, 27% Heli

Ứng dụng:

Dùng để hàn các hợp kim nhôm. Cho chiều sâu ngấu tốt, tốc độ hàn cao,
mức độ rỗ khí thấp và đường biên vũng hàn tốt.

Khí:

Argoshield 81T

Hỗn hợp:

25% Argon, 75% Heli

Ứng dụng:

Dùng cho hàn thép cácbon, thép không gỉ, đồng, nhôm, niken và hợp kim

của niken. Do có tỷ lệ Heli cao hơn nên hôn hợp khí này cho chiều sâu
ngấu lớn hơn cũng như có thể hàn ở tốc độ cao hơn.

Kim loại bổ sung

Kim loại bổ sung sử dụng trong quá trình hàn G.T.A.W phải có chất lượng cao nhất có
thể nhằm tạo ra mối hàn bảo đảm yêu cầu. Các vật liệu dùng làm kim loại bổ sung có
thể được lựa chọn dựa trên một số yếu tố sau:
•
•
•
•
•
•

Thành phần hóa học
Cơ tính
Độ dai va chạm
Độ hạt
Khuyết tật bên trong
Mức độ chứa tạp chất.

Các nhà sản xuất kim loại bổ sung chỉ bảo đảm cho sản phẩm của họ thỏ mãn các yêu
cầu kỹ thuật và khả năng thay thế tương đương. Họ không bảo đảm rằng kim loại bổ
sung đó sẽ tạo ra mối hàn bảo đảm chất lượng và như vậy không thể áp dụng chung
cho tất cả các ứng dụng.
Kim loại bổ sung dùng cho hàn G.T.A.W. được chế tạo dưới nhiều hình dạng cũng
như kích thước khác nhau gồm có dạng cuộn, thanh thẳng hay các miếng chèn.
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................

..............

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 14


Miếng chèn

Miếng chèn thường được dùng cho quá trình hàn đường ống một cách thủ công, bán tự
động hoặc tự động. Khi hàn ống, kim loại hàn bổ sung được chuẩn bị một cách đặc
biệt dưới dạng miếng chèn vành khuyên có kích thước phù hợp với cả hai đường ống
cũng như chủng loại vật liệu được hàn.
Các vành chèn được chế tạo sẵn với rất nhiều kích cỡ cũng như hình dạng khác nhau
dùng cho hàn thép cácbon, thép hợp kim thấp, thép không gỉ, niken và hợp kim nhôm.
Miếng chèn được lắp khít xung quanh mép trong của ống và khi nằm đúng vị trí, mép
của nó sẽ tiếp xúc với các mép ống. Khi được lắp đặt và bố trí hợp lý, chúng sẽ tạo ra
biên dạng bề mặt chân mối hàn tốt. Ở đây không cần thiết phải sử dụng que hàn phụ để
tạo lớp lót và như vậy người thợ hàn có thể dịch chuyển mot hàn dọc theo miếng chèn
và làm nóng chảy ăn sâu vào mép ống. Ưu điểm chính của việc sử dụng các miếng
chèn đó chính là giảm rất nhiều công lao động, không yêu cầu ngặt nghèo đối với kỹ
năng của người thợ hàn và giảm thời gian dành cho công việc gia công mặt sau đường
hàn.
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........

Các loại miếng chèn dùng là vật liệu bổ sung

Lắp đặt miếng chèn vào đúng vị trí

Miếng chèn sau khi được làm nóng chảy

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 15


Xông khí

Khi hàn ống bằng quá trình G.T.A.W, việc xông khí trơ cho mặt sau mối hàn cũng như
toàn bộ vùng hàn rất được khuyến cáo sử dụng do có ưu điểm:
•
•
•

Xông khí giúp ngăn chặn sự tập Lượt hàn nhiệt vào phía trong của đường ống.
Khí trơ có tác dụng đỡ vũng hàn và cho mép vũng hàn phía trong thành ống ổn
định và do đó không cần phải có vành lót đáy.
Khí trơ hỗ trợ cho quá trình tạo dạng mặt chân mối hàn phía trong thành ống khi
hàn giáp mối và do đó dẫn đến không cần phải sử dụng vành lót đáy.

Các loại khí cơ bản được dùng cho việc xông khí đẩy sạch ôxy ra khỏi long ống đó là
Argon, Heli và Nitơ.
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
..............

Tấm chắn xông khí

Có nhiều loại tấm chắn hay nắp bít được sử dụng nhằm khống chế khu vực xông khí ở
phạm vi nhỏ nhất co thể. Phạm vi xông khí càng hẹp thì chi phí càng được giảm bớt.
Trong nhiều trường hợp, các tấm chắn không thể được sử dụng và do đó dẫn đến tăng
chi phí.
Tấm chắn được sản xuất trong thương mại với nhiều loại khác nhau, có thể kể đến
như:
•
•
•
•

Tấm chắn tự tan
Tấm chắn cách nhiệt dùng một lần
Tấm chắn xông khí dạng nón
Túi chắn.
Đường hàn
Băng dính

Khí ra

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Khí vào

Hai tấm bìa dạng đĩa
được dán lại với nhau

Page 16

Hàn thép cácbon

Điện cực Wonfram: Bổ sung Thorium hoặc Cerium
Khí bảo vệ: Argon, Heli hoặc hỗn hợp Argon/Heli
Lưu lượng: 7 đến 15 lít/phút.
Dòng điện:
DC nối thuận với tần số cao (HF) chỉ khi gây hồ quang
Kim loại bổ sung:
Thép Cácbon thấp – Thử ở mức cao đối với mục đích sử
dụng thông thường. Thép được khử ôxy ba lần Thép đặc biệt dùng cho yêu cầu chất
lượng cao cũng như các ứng dụng chịu áp lực.
Thép cácbon tLượt hàng binh và Thép cácbon cao – Khử ôxy ba lần đối với ứng dụng
thong thường và các công việc sửa chữa.
........................................................................................................................................................
.......

Hàn Nhôm

Điện cựa Wonfram:

Bổ sung Zorconium hoặc Cerium

Khí bảo vệ:

Argon, Heli hoặc hỗn hợp Argon/Helium

Lưu lượng:

5 đến 12 lít/phút

Dòng điện:

ACHF ( lien tục)

Kim loại bổ sụng:

Phụ thuộc chủ yếu vào mác nhôm

Ngay lập tức vungd hàn và vật liệu bổ sung phải được làm sạch nhằm đạt được chất
lượng liên kết hàn thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật. Hoàn tất quá trình làm sạch ngay trước
khi tiến hành hàn. Lớp ôxít có thể gây cản trở cho quá trình nóng chảy giữa kim loại
bổ sung và kim loại cơ bản. Lớp ôxít có thể gây ra sự hình thành các vảy ôxít. Làm
sach không tốt có thể làm cho ôxít trong kim loại kẹt lại trong kim loại mối hàn. Quá
trình làm sạch có thể được thực hiện bằng hóa chất hoặc biệt pháp cơ học (gia công cơ
khí)
........................................................................................................................................................
.......

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 17


Làm sạch bằng hóa chất:
•
•

Các loại chất tẩy
Hỗn hợp hóa chất

Làm sạch cơ học:
•
•

Giũa bước thô
Bàn chải sợi làm từ thép không gỉ

........................................................................................................................................................
............................................................................................................................................
..........................

Hàn thép không gỉ:

Điện cực Wonfram:

Bổ sung Thorium hoặc Cerium

Khí bảo vệ:

Argon, Heli hoặc hỗn hợp Argon/Heli

Lưu lượng:

7 đến 15 lít/phút

Dòng điện:

DC nối thuận – HF chỉ sử dụng khi gây hồ quang

Kim loại bổ sung:

Phụ thuộc vào mác vật liệu được hàn.

........................................................................................................................................................
............................................................................................................................................
..........................

Thép không gỉ có hệ số dẫn nhiệt thấp, do đó nhiệt lượng duy trì ở lại cho quá trình
hàn rất tốt. Nhiệt lượng được giữ lại trong vùng hàn thay vì truyền ra vùng vật liệu
phía ngoài. Kết quả là dẫn đến mức độ biến dạng do hàn gây ra cao hơn so với thép
cácbon. Với lý do như vậy, các liên kết hàn thép không gỉ phải được thiết kế sao cho
có thể giải phóng nhiệt hàn một cách nhanh chóng nhất có thể.
Phương pháp hàn đường hàn bậc thang được áp dụng nhằm giảm thiểu tối đa lượng
nhiệt cần thiết để hình thành mối hàn.
Làm sạch

Vùng hàn và kim loại bổ sụng phải được làm sạch nếu như mối hàn có những quy định
về mặt kỹ thuật. Loại bỏ dầu mỡ khỏi tất cả các vật liệu là thép không gỉ trước khi tiến
hành hàn. Sử dụng acetone, alcohol hay mọi loại chế phẩm tẩy.
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
..............

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 18


Khuyết tật hàn
Khuyết tật hàn được phân loại như sau:

Khuyết tật bên trong: Nếu như chúng không thể được phát hiện bằng mắt thường. Các khuyết
tật bên trong được phát hiện bằng cách sử dụng trang thiết bị cùng các phương pháp chuyên
dụng, ví dụ dư chụp x-ray (x quang).
Khuyết tật bên ngoài: Nếu như chúng có thể phát hiện thấy bằng mắt thường hoặc bằng kính
lúp.
Một số khuyết tật có thể thuộc cả hai loại khuyết tật bên trong và bên ngoài. Ví dụ như, nứt, rỗ
khí hay lẫn tạp chất.

Các loại khuyết tật hàn.
Cháy cạnh:
Vết lóm ngay tại chân mối hàn

•
•
•
•
•

Nguyên nhân:
Cường độ dòng điện hàn quá lớn
Thao tác mỏ hàn kém
Tốc độ hàn quá lớn
Thiếu kim loại bổ sung
Công tác chuẩn bị lien kết trước khi hàn kém

Chảy tràn:
Một phần kim loại không bám với kim loại cơ bản ở ngay tại chân mối hàn.

•
•

•
•
•

Nguyên nhân:
Cường độ dòng điện hàn quá nhỏ
Tốc độ hàn quá thấp
Góc nghiên điện cực không hợp lý
Sử dụng que hàn phụ quá lớn
Công nghệ thực hiện quá trình hàn kém

........................................................................................................................................................
..

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 19


Không ngấu hết mép liên kết:
Phần bề mặt lien kết không nóng chảy để đạt được khả năng ngấu hoàn toàn

•
•
•
•
•
•

Nguyên nhân:

Cường độ dòng điện hàn quá thấp
Thao tác mỏ hàn không hợp lý
Tốc độ hàn quá lớn
Bề mặt lien kết hàn có chứa tạp chất
Sử dụng loại kim loại bổ sung chưa hợp lý
Công tác chuẩn bị hàn chưa hợp lý

Lẫn Wonfram:
Một vật lạ không mong muốn nằm lại bên trong mối hàn

•
•
•
•

Nguyên nhân:
Để đầu điện cực hàn chạm vào vật hàn
Chuẩn bị đầu điện cực không tốt
Sử dụng điện cực bị bám bẩn
Cường độ dòng điện hàn quá lớn

Rỗng khí (rỗ khí):
Một chùm các lỗ khí nhỏ nằm trong phần kim loại mối hàn

•
•
•
•
•
•

Nguyên nhân:
Thiếu khí bảo vệ
Lỗ chụp khí bảo vệ quá nhỏ
Sử dụng hồ quang quá dài
Hàn lên trên bề mặt bị bẩn
Lưu lượng khí bảo vệ quá lớn
Điện áp hồ quang quá cao

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 20


Không thấu (Không ngấu hết chiều dày liên kết):
Rãnh hoặc khe hở tại chân (mặt sau) mối hàn

•
•
•
•
•

Nguyên nhân:
Chuẩn bị liên kết hàn không hợp lý
Cường độ dòng điện hàn quá nhỏ
Tốc độ hàn quá lớn
Công nghệ thao tác hàn kém
Sử dụng que hàn phụ quá lớn

Nứt:
Sự phân tách vâtk lý hay sự không liên tục của kim loại mối hàn hoặc kim loại cơ bản

•
•
•
•
•
•
•

Nguyên nhân:
Quy trình hàn không hợp lý
Dùng sai loại dây hàn phụ
Sử dụng dây hàn phụ nhiễm bẩn
Liên kết hàn quá cứng vững
Mối hàn bị làm nguội quá nhanh
Hàn lên vật liệu bị nhiếm bẩn
Công tác chuẩn bị trước khi hàn không tốt.

.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
...........................

Phần nhô quá lớn:
Quá nhiều kim loại được bổ sung cho liên kết, và như vậy dẫn đến mối hàn có biên dạng không
hợp lý. Điều này gây ra hiện tượng tập tLượt hàng ứng suất và nguy cơ xảy ra phá hủy rất cao.

•

•

Nguyên nhân có thể:
Sử dụng que hàn phụ quá lớn
Cường độ dòng điện hàn quá nhỏ

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 21


•

Tốc độ hàn quá thấp

Biến dạng hàn
Nguyên nhân gây ra biến dạng hàn
Khi chịu tải, kim loại sẽ bị biến dạng hay thay đổi hình dáng. Dưới tải trọng nhỏ, biến dạng
nằm trong phạm vi đàn hồi; tức là kim loại sẽ trở lại hình dáng ban đầu của nó khi cắt tải. Tuy
nhiên, nếu tải trọng tác động tăng lên rất cao, kim loại có thể “bị chảy dẻo”. Khi cắt tải, kim
loại không trở lại được hình dáng ban đầu và giữ nguyên hình dạng thay đã thay đổi một cách
lâu dài, hay còn gọi là bị biến dạng.
Ứng suất tác động tạo ra sự biến dạng lâu dài (hoặc vĩnh cửu) đó được gọi là ứng suất chảy
dẻo.
Khi kim loại bị nung nóng, nó sẽ giãn nở và trong quá trình nguội, nó sẽ co lại. Với quá trình
nung nóng và làm nguội không đồng đều, đặc biệt là quá trình hàn, ứng suất có giá trị lớn xuất
hiện và làm cho các chi tiết bị biến dạng. Khi những ứng suất đó vượt quá giới hạn chảy của
vật liệu, một số phần của chi tiết sẽ bị biến dạng và không trở lại được hình dáng ban đầu.
Biến dạng hàn xảy ra do nguyên nhân nung nóng không đồng đều xảy ra theo các cách
thức sau:

a.

Nhiệt của hồ quang hàn
chỉ nung nóng một phần rất nhỏ lên tới nhiệt
độ cao và làm cho phần đó bị giãn nở.

b.

Kim loại xung quanh vẫn duy trì độ nguội
tương đối và không giãn nở, điều này dẫn đến
sự cản trở giãn nở của vùng hàn.

c.

d.

Kim loại được nung nóng giãn nở theo mọi
hướng mà không bị khống chế - ví dụ, nó trở
nên dày hơn hoặc “vênh lên”. (Thậm chí sự
giãn nở do nung nóng là nguyên nhân
gây ra hư hỏng).
Khi nguội, kim loại có xu hướng co lại và lấy
lại giá trị độ bền của nó. Như vậy, mối hàn sẽ kéo
các vùng kim loại xung quanh mạnh hơn về phía

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Nung nóng
Kim loại được nung nóng và giãn nở

Lực liên kết

Lực liên kết

Nung nóng
Kim loại biến dạng và giãn nở theo hướng
không bị khống chế

Làm nguội
Làm nguội, kim loại co lại và tạo ra dạng
Page 22
biến dạng mới
HIỆU ỨNG CỦA SỰ KHỐNG CHẾ
LIÊN KẾT TRONG QUÁ TRÌNH
NUNG NÓNG VÀ LÀM NGUỘI


nó và gây ra biến dạng hàn cũng như làm xuất
hiện ứng suất dư.

Khắc phục Biến dạng hàn:
Mức độ biến dạng hàn có thể giảm bằng cách:
bắt đầu
Điểm
lượt hàn

a.

Giảm kích thước mối hàn tới mức nhỏ nhất có thể.

b.

Giảm số lớp (lượt) hàn (hình dưới).

c.

Tăng liên kết khống chế biến dạng
bằng cách tăng độ cứng vững của các vật
hàn hoặc bằng hình thức gá kẹp, (hình dưới)

d.

Giảm bề rộng khe hở hàn đến mức
nhỏ nhất có thể.

e.

Hàn đối xứng để hạn chế mức độ biến
dạng góc bằng cách hàn lần lượt từng lớp hàn
ở hai phía của liên kết hàn
giáp mối hay liên kết hàn góc chữ T (hình dưới)

f.

Uốn ngược cân bằng với độ uốn dọc đường
hàn trước khi hàn (xem chú thích dưới).

g.

Kiểm soát quá trình hàn và chu trình

nung nóng sơ bộ sao cho nhiệt phân bố đồng đều..

h.

Sử dụng phương pháp hàn ngắt đoạn. (Nhằm giảm khối lượng đường hàn).

i.

Sử dụng công nghệ hàn phân đoạn nghịch (hay hàn đuổi).

Lượt hàn thứ nhất
và thứ hai

Hướng hàn chính

Công nghệ hàn phân đoạn
nghịch

Thông tin chi tiết hơn:
Giảm số lượng lượt hàn (lớp hàn) – Mỗi một lượt hàn hay lớp hàn khi thực hiện đều làm tăng
thêm mức độ biến dạng và do đó giảm số lớp hàn sẽ hạn chế được mức độ biến dạng hàn.
Kích thước của mỗi lượt hàn có thể tăng bằng cách sử dụng loại điện cực có hệ số đắp cũng
Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 23


như có đường kính lớn (và nên ưu tiên chuyển sang tư thế hàn sấp). Số lượt hàn hay lớp hàn
có thể giảm bằng cách giảm kích thước khe hở hàn, bảo đảm rằng mép hàn nằm đúng vị trí, và
bằng cách giảm thể tích phần vát mép liên kết hàn. (ví dụ như chuyển từ vát mép một phía

sang vát mép hai phía nếu có thể).
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
..............

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Page 24


Đường hàn

Vị trí xuất phát hàn

1 Gá kẹp các chi tiết hàn – Các chi tiết hàn có thể được
khống chế sự dịch chuyển trong và sau quá trình hàn.
Đồ gá và các bộ phận định vị được dùng để tạo ra lực
kẹp và tăng độ cứng vững cho chi tiết hàn và nhằm ngăn
chặn sự dịch chuyển tương đối giữa các chi tiết hàn.
Các chi tiết đơn giản có thể được kẹp lưng đối lưng với
nhau nhằm tạo da biến dạng đối xứng cân bằng
tự triệt tiêu lẫn nhau.

Đặt góc độ
chính xác

CÁC CHI TIẾT HÀN ĐƯỢC GÁ LẮP
BẰNG QUAI KẸP

Gia nhiệt

Gia nhiệt

Nung nóng sơ bộ – Việc nung nóng sơ bộ phù hợp với
các bộ phận của kết cấu hơn là với vùng được hàn, và
đôi khi được ứng dụng để giảm bớt mức độ biến dạng hàn
Một ứng dụng đơn giản như được giới thiệu trong hình vẽ.
Bằng cách dịch chuyển nguồn nhiệt nung nóng từ A sang
C và ngay sau khi kết thúc quá trình hàn, phần A, B, và
C sẽ co lại với mức độ như nhau, như vậy dẫn đến giảm
biến dạng hàn.
Phân bố mức độ co ngót thông qua trình tự hàn –
Biến dạng hàn có thể giảm bằng cách lựa chọn ra một
trình tự hàn sao cho phân bổ ứng suất giữa các khu
vực một cách đồng đều và cân bằng triệt tiêu lẫn nhau.
Lựa chọn trình tự hàn hợp lý là phương pháp tốt nhất
được dùng trong việc hạn chế biến dạng hàn, tuy nhiên
nếu chu trình đưa ra là không hợp lý thì sẽ có thể làm
tăng mức độ biến dạng lên rất lớn.
Hàn đồng thời cả hai phía của một liên kết hàn bằng sự
thực hiện của hai người thợ hàn rất có tác dụng
trong việc giảm biến dạng hàn.

Đường nét đứt thể hiện sự ảnh hưởng của tác
động gia nhiệt (nung nóng sơ bộ)

NUNG NÓNG SƠ BỘ
(GIA NHIỆT)

Lượt hàn thứ nhất

Lật ngược và thực hiện lượt hàn thứ hai

Lượt hàn thứ ba

Lật ngược và thực hiện lượt hàn thứ tư

Giáo viên biên soạn:Mai Anh Thi

Trình tự hàn đảo phía trên các mặt của liên
kết hàn giáp mối nhằm giảm biến dạng

Page 25

PHÂN BỔ ỨNG SUẤT