MD33 han bang phuong phap khac(OK)

BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI
TỔNG CỤC DẠY NGHỀ

GIÁO TRÌNH

Tên mô đun: Các phương pháp hàn
khác (Hàn dưới nước, hàn điện tử, hàn
laser, hàn ma sát...)
NGHỀ: HÀN
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 120/QĐ-TCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013
của Tổng Cục trưởng Tổng cục Dạy nghề)


2
Hà Nội, năm 2013


3

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông 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 gần đây sự phát triển của Công nghệ Hàn kim loại đã
mang lại nhiều lợi ích không thể phủ nhận cho nền kinh tế quốc dân, ở Việt Nam
cũng như trên thế giới các phương pháp hàn đặc biệt ngày càng được phổ biến

rộng rãi ở các doanh nghiệp sản xuất cơ khí cũng như các trường đào tạo nghề
hàn, tuy nhiên nguồn tài liệu trong nước về các phương pháp hàn đặc biệt vẫn
chưa đáp ứng được nhu cầu của người đọc, hầu hết các tài liệu là của nước ngoài
vì thế gây không ít khó khăn cho người đọc. Với mục tiêu bổ sung nguồn tài liệu
phục vụ cho các học sinh trong các trường dạy nghề, người lao động trong các
doanh nghiệp liên quan đến nghề hàn, nhóm biên soạn chúng tôi xin giới thiệu
cuốn giáo trình: Các phương pháp hàn khác (Hàn dưới nước, hàn ma sát, hàn
laze, hàn chùm tia điện tử, ...).
Trong giáo trình này chúng tôi chủ yếu trình các nội dung kiến thức về các
phương pháp hàn hiện nay đã phổ biến trên thế giới, tuy nhiên phần nội dung về
kỹ năng chỉ trình bày về các phương pháp đã hoặc trong tương lai gần sẽ phổ
biến ở Việt Nam, giúp người học có điều kiện tiếp cận với các phương pháp hàn
đó, hiện nay các loại thiết bị hàn cho các phương pháp hàn này chưa được sử
dụng phổ biến trong nước.
Giáo trình này có tham khảo các tiêu chuẩn quốc tế ISO, tiêu chuẩn châu
Âu EU và các tiêu chuẩn của Hiệp hội hàn Mỹ AWS, các tài liệu từ các nước
khác như Nga, Đức,....
Mặc dù đã rất cố gắng, song trong quá trình biên soạn không thể tránh
khỏi những thiếu sót, nhóm biên soạn rất mong được sự đóng góp của các đồng
nghiệp và bạn đọc nhằm hoàn thiện giáo trình.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2013
Tham gia biên soạn


4
MỤC LỤC
TRANG

5
TÊN MÔ ĐUN: CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN KHÁC
(Hàn dưới nước, hàn điện tử, hàn laser, hàn ma sát...)
Mã mô đun: MĐ 33
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:
- Vị trí: Là môn đun được bố trí cho người học sau khi đã học xong các
mô đun chuyên môn nghề từ MĐ20
- Tính chất của mô đun: Là mô đun chuyên môn nghề, trang bị các kiến
thức, kỹ năng về các quá trình hàn đặc biệt, hiện đang được sử dụng trên thế
giới, mới cập nhật trong nước hoặc chưa được sử dụng rộng rãi trong nước.
- Ý nghĩa, vai trò mô đun: Là mô đun quan trọng trong chương trình đào
tạo nghề Hàn, người học được cập nhật những kiến thức, kỹ năng hàn dưới
nước, hàn ma sát, hàn plasma, hàn chùm tia điện tử.
Mục tiêu của mô đun:
- Trình bày được thực chất của các phương pháp hàn đặc biệt hoặc mới phát
triển;
- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại thiết bị, dụng cụ
hàn dưới nước, hàn siêu âm, hàn điện tử, hàn laser, hàn ma sát, hàn plasma;
- Sử dụng được các loại dụng cụ, thiết bị hàn hàn dưới nước, hàn điện tử, hàn
laser, hàn ma sát, hàn plasma;
- Nêu được các thông số trong chế độ hàn, điều chỉnh được chế độ hàn;
- Hàn được các mối hàn trên các thiết bị hàn hàn dưới nước, hàn điện tử, hàn
laser, hàn ma sát, hàn plasma đảm bảo yêu cầu kỹ thuật;
- Thực hiện công tác an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp đúng quy định.
Nội dung mô đun:
Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:
Số
Thời gian

Tên các bài trong mô đun
TT
Tổng
Lý
Thực Kiểm
số
thuyết hành
tra*
1
Sử dụng thiết bị hàn dưới nước
22
6
16
0
2
Hàn chi tiết dưới nước
22
6
16
0
3
Vận hành sử dụng thiết bị hàn ma sát
22
6
16
0
4
Hàn chi tiết bằng phương pháp ma sát
24
6

17
1
5
Vận hành, sử dụng máy hàn plasma
22
6
16
0
6
Hàn chi tiết bằng phương pháp plasma
28
6
21
1
7
Vận hành sử dụng máy hàn tia điện tử
22
6
16
8
Hàn chi tiết bằng chùm tia điện tử
24
6
17
1
Vận hành sử dụng thiết bị hàn bằng tia
9
22
6
16

0
laser
Hàn chi tiết bằng phương pháp hàn
10
28
6
21
1
laser
11 Kiểm tra kết thúc mô đun
4
0
0
4
Cộng
240
60
172
8


6
BÀI 1: SỬ DỤNG THIẾT BỊ, DỤNG CỤ HÀN DƯỚI NƯỚC
Mã bài: MĐ33.1
Giới thiệu:
Hàn dưới nước là một công nghệ sử dụng hàn hồ quang tay để thực hiện
các mối hàn sửa chữa trong môi trường nước; ngoài việc có kỹ năng hàn, người
thợ còn phải có kỹ năng nặn sâu, làm việc trong môi trường nước và kỹ năng
phối hợp nhóm giữa dưới nước và trên bờ một cách nhịp nhàng.
Mục tiêu:

- Trình bày được thực chất của hàn dưới nước;
- Nêu được khó khăn và các điều kiện đặc biệt khi hàn dưới nước;
- Chuẩn bị được thiết bị an toàn, thiết bị hô hấp, đấu nối thiết bị, dụng cụ,
hàn dưới nước.
- Chọn được các thông số của công nghệ, chế độ hàn và vật liệu hàn;
- Thực hiện các thao tác, động tác, quy tắc thông tin khi thực hiện dưới
nước;
- Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh môi trường.
1. Áp suất thủy tĩnh và đặc điểm của hàn dưới nước
Mục tiêu:
- Trình bày được sự ảnh hưởng của áp suất thủy tĩnh và các đặc điểm của
quá trình hàn dưới nước.
- Tính toán được áp lực ở độ sâu nhất định từ đó chuẩn bị các phương
tiện, thiết bị phù hợp.
1.1. Áp suất thủy tĩnh
Là áp suất tuyệt đối ở một độ sâu nhất định trong nước, luôn lớn hơn so
với trong khí quyển, độ lớn của áp suất tăng lên khi độ sâu tăng lên, cở sở của
hiện tượng này là định luật Pascal, công thức đơn giản của định luật này như
sau:
p = pa + ρgh
Trong đó:

p - Áp suất ở độ sâu h
pa- Áp suất tác dụng lên bề mặt chất lỏng

ρ - Khối lượng riêng của chất lỏng
g - Gia tốc trọng trường
h- Độ sâu điểm có áp suất p tính từ bề mặt chất lỏng

Hình 1.1: Sơ đồ mô tả áp suất thủy tĩnh

7

Hình1.2: Áp suất thủy tĩnh
Trong quá trình hàn dưới nước, người thợ hàn ngoài việc chịu áp suất khí
quyển còn chịu thêm áp suất thủy tĩnh. Vì vậy người thợ hàn chỉ có thể làm việc
ở những độ sâu nhất định và phải trải qua quá trình luyện tập.
1.2. Đặc điểm của hàn dưới nước
Hàn dưới nước là phương pháp hàn hồ quang điện đặc biệt được tiến hành
dưới nước; que han có hai lớp thuốc bọc, lớp bên trong có tính năng như thuốc
bọc que han thông thường, lớp bên ngoài có tính năng cách nước. Thuốc bọc
que hàn dưới nước có độ bền cao, cách nước, cách điện cho lõi que và giữ cho
hồ quang chay ổn định trong bong bóng khí hình thành và khôi phục không
ngừng do nước bao quanh bị phân tách và bốc hơi dưới tác dụng của hồ quang.

Hình1.3: Sơ đồ hồ quang hàn dưới nước
- Hàn dưới nước là phương pháp ra đời muộn nhưng có ứng dụng rất lớn và
đang được phat triển mạnh mẽ; hàn dưới nước có thể được thực hiện theo cách
tương tự như trên bề mặt đất nhưng phải có thêm các yếu tố sau:
+ Làm lặng chuyển động của nước trên mối hàn kim loại và xung quanh.
+ Cần một áp lực đẩy của hồ quang cao hơn để tạo ra khoảng không khí
tại vị trí hàn
+ Cần một nguồn nhiệt cao hơn do sự tản nhiệt lớn do tiếp xúc với nước.
+ Bong bóng khi được hình thành xung quanh hồ quang do đốt nóng, khi
hàn các bong bóng vẫn tiếp tục xuất hiện và di chuyển lên mặt nước, do đó điều
kiện xung quanh hồ quang không ổn định và sự chuyển động của vùng không
khí nhanh hơn
+ Khi vật liệu là thép hợp kim có thể bị dòn và vỡ trong vùng HAZ do
hiệu ứng làm lạnh quá nhanh.

8
2. Các thao động tác của người thợ trong môi trường nước và người điều
khiển trên mặt nước
Mục tiêu:
- Trình bày được nhiệm vụ của từng cá nhân trong nhóm làm việc khi hàn
dưới nước.
2.1. Các thao động tác của người thợ
- Thợ hàn: Thực hiện thao tác nặn, xác định vị trí hàn, mang các thiết bị tối thiểu
cần thiết để thực hiện công việc hàn, thông tin cho người trên bờ việc điều chỉnh
chế độ hàn, cấp khí và thiết bị.

Hình 1.4: Nhiệm vụ của thợ hàn
- Thợ phụ: Làm việc theo điều hành của thợ hàn bằng ký hiệu quy ước, mang
vác thiết bị dụng dụng cụ cần thiết khi thợ hàn yêu cầu, canh chừng an toàn cho
thợ hàn, thực hiện các yêu cầu khác khi thợ hàn yêu cầu.

Hình 1.5: Nhiệm vụ của thợ phụ
2.2.Các thao động tác của người điều khiển trên mặt nước
- Người điều khiển thiết bị: Thực hiện đóng ngắt điện, điều chỉnh dòng điện theo
yêu cầu của thợ hàn theo tín hiệu quy định


9

Hình 1.6: Nhiệm vụ của người giám sát
- Người kiểm tra giám sát: Giám sát sự phối hợp làm việc của cả nhóm, trực an
toàn và xử lý tình trạng khẩn cấp
3. Hệ thống trao đổi thông tin khi hàn dưới nước

Mục tiêu:
- Trình bày được sự cần thiết phải trang bị hệ thống trao đổi thông tin
trong quá trình hàn dưới nước
- Kết nối được hệ thông trao đổi thông tin từ người điều khiển trên mặt
nước và người thực hiện hàn dưới nước.
- Kiểm tra được thông tin đảm bảo tính liên tục và chất lượng thông tin.
3.1. Đàm thoại
Được thực hiện thông qua thiết bị hữu tuyến bằng giọng nói, hai chiều như
điện thoại, theo ngôn ngữ bản địa giữa nhóm làm việc dưới nước và nhóm trên
mặt nước. Các thông tin trao đổi bao gồm đóng ngắt máy hàn, tăng giảm cường
độ dòng điện, hệ thống cấp khí dưỡng sinh, tình trạng khẩn cấp...
3.2. Hình ảnh
Hình ảnh camera thụ động giám sát quá trình làm việc, thiết bị này chỉ có
trong các thiết bị hàn mới hoặc các bể kính dành cho luyện tập. Khi sử dung
thiết bị này đòi hỏi phải có người có chuyên môn theo dõi.

a- Quan sát trực tiếp
b- Quan sát thông qua camera
Hình 1.7: Quan sát thông qua hình ảnh
4. Vật liệu hàn dưới nước
Mục tiêu:
- Trình bày được đặc điểm tác dụng của các loại vật liệu hàn dưới nước.


10
4.1. Yêu cầu
Hai quá trình hàn dưới nước là hàn khô và hàn khô cục bộ dưới nước về
cơ bản đã tạo cho vùng hàn một môi trường gần giống như trong không khí, vì
vậy sự ảnh hưởng của vật liệu đến quá trình hàn dưới nước có thể coi là vật liệu
hàn trong điều kiện thông thường.

Khác với hai quá trình trên, quá trình hàn dưới nước bằng phương pháp
hàn ướt lại rất cần quan tâm đến vật liệu sử dụng trong quá trình hàn do trong
quá trình hàn sự khuếch tán hydro rất mạnh, khí sinh ra từ khi lớp thuốc bọc que
hàn nóng chảy có thể gây nên các vết rỗ khí làm giảm cường độ của mối hàn. Để
đảm bảo hồ quang cháy ổn định trong nước và cho chất lượng mối hàn tốt thì
thành phần thuốc bọc que hàn phải có đầy đủ thành phần với các tác dụng như:
chống thấm nước, tạo khí bảo vệ mối hàn, tạo xỉ, hợp kim hóa mối hàn.
Vật liệu được sử dụng đến trong quá trình hàn dưới nước bao gồm:
- Vật liệu cơ bản (chế tạo các kết cấu: tàu thủy; giàn khoan dầu...)
- Vật liệu chế tạo que hàn (lõi que hàn; thuốc bọc que hàn)
4.2. Cấu tạo que hàn để hàn dưới nước
Que hàn dưới nước là một loại que hàn hồ quang đặc biệt có hình dạng
cơ bản như một que hàn hồ quang thông thường và có thêm các phần để đảm
bảo các yêu cầu khác khi hàn dưới nước.
Cấu tạo que hàn hồ quang tay để hàn dưới nước gồm 3 phần:
Phần 1: Lõi que hàn
Phần 2: Vỏ thuốc bọc
Phần 3: Lớp chống thấm nước cho vỏ thuốc bọc

Hình 1.8: Cấu tạo que hàn hồ quang để hàn dưới nước
1. Lõi que
2. Thuốc bọc
3. Lớp chống thấm
D - Đường kính que hàn
L - Chiều dài que hàn
l - Chiều dài đuôi que
α - Góc vát đầu que hàn
a. Lõi que hàn

11
- Phần lõi que là những đoạn dây kim loại có các kích thước cơ bản sau
đây:
+ Chiều dài que L = 300 ÷ 500 mm;
+ Đường kính lõi que d = 3 ÷ 5 mm và cỡ của que hàn được gọi theo
đường kính của lõi que;
Một đầu để trần không bọc thuốc dùng để kẹp que hàn dài từ 15 ÷ 30
mm, đầu còn lại được vê vát sạch thuốc bọc có độ hở 1 ÷ 2 mm;
Chiều dày lớp thuốc bọc lớn hơn so với thuốc bọc của que hàn hồ quang
thông thường δ = 2 ÷ 3 mm.

Hình 1.9: Que hàn dùng cho hàn dưới nước
b. Vỏ bọc que hàn.
Trong quá trình hàn dưới nước, thuốc bọc que hàn đóng vai trò rất quan
trọng và ảnh hưởng nhiều tới khả năng mồi hồ quang, độ ổn định của hồ quang
từ đó ảnh hưởng đến chất lượng của mối hàn. Thuốc bọc que hàn bao gồm nhiều
hợp chất hoá học khác nhau (các chất khoáng CaCO 3 , MgCO 3 , CaF 2 …),
các quặng (quặng Mangan), sa khoáng (ilmenhit, rutil), Các chất hữu cơ
(Xenlulôzơ, tinh bột,...), các fero hợp kim (Fe–Mn, Fe–Si, Fe - Ti,…) đóng vai
trò khác nhau trong thành phần mẻ liệu thuốc bọc que hàn. Mỗi thay đổi của
một hợp chất đều ảnh hưởng tới chất lượng của mối hàn. Cũng giống như que
hàn hồ quang thông thường việc đánh giá vai trò của các hợp chất ta có thể phân
nhóm theo tác dụng của nó trong quá trình hàn.
* Nhóm vật liệu tạo khí
Khi hàn hồ quang nhóm hợp chất này sẽ phân huỷ, sinh ra khí CO 2, có tác
dụng bảo vệ, cách ly hồ quang hàn và vũng hàn với môi trường xung quanh.
Nhóm này gồm các chất như:
- Các khoáng chất gốc cacbonat: Đá vôi (CaCO3), đôlômit
(CaCO3.MgCO3)
- Các hợp chất hữu cơ (C n(H2O)n-1): Tinh bột (C12(H2O)11), xenlulô

(Cellulo) (bột gỗ),…
Khi hàn các hợp chất này sẽ phân hủy và sinh khí theo các phản ứng sau:
CaCO3 → CaO + CO2
(2.1)
MgCO3 → MgO + CO2
(2.2)
CO2 → CO + 1/2O2
(2.3)
Cn(H2O) n-1→(n-1)CO + (n-1) H2 + C
(2.4)


12
Khí CO 2 tạo ra theo các phản ứng trên, một phần tham gia vào thành
phần khí bảo vệ vùng hồ quang và kim loại vũng hàn, bảo đảm quá trình kết tinh
ở vũng hàn tốt, phần còn lại bị phân huỷ thành khí CO theo phản ứng (2.3).
* Nhóm vật liệu tạo xỉ
Nhóm này có chức năng bảo vệ kim loại vũng hàn và tinh luyện kim loại
mối hàn, cải thiện kim loại mối hàn, cũng như có tác dụng tạo dáng mối hàn.
Chủng loại của nhóm này rất đa dạng:
+ Các ôxyt : SiO2 , MnO, Fe2O3 , Fe3O4 , Al2O3 , TiO2 ,…
+ Từ quặng: quặng Mangan (MnO2 , MnO), cao lanh (Al2O3 , SiO2), bôxit,
bột tan, Hêmantit (ôxyt sắt màu đỏ sẫm Fe 2O3), Magnetit (Fe3O4), trường
thạch…
+ Từ sa khoáng: cát thạch anh (SiO2), Rutil (TiO2), Ilmenhit (TiO2, SiO2,
Fe2O3), …
+ Các hợp chất halogen: CaF2 (từ huỳnh thạch),…
+ Các phức chất khác: Na2SiF6 ,…
* Nhóm vật liệu chất khử, hợp kim hóa và biến tính kim loại mối hàn.
Nhóm này thường có tác dụng khử ôxi và các tạp chất có hại (S, P). Đó là

các fero hợp kim (Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Ti,...) và bột Al. Hoặc có tác dụng
biến tính kim loại mối hàn (Fe-Ti, Fe-V, Fe-Mo, Fe-Nb) và cao hơn nữa là hợp
kim hóa kim loại mối hàn (đặc biệt hay được sử dụng khi hàn đắp). Đó là các
fero hợp kim, bột kim loại, như Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Ti, Fe-Cr, Fe-Ni, Fe-V, FeMo, Fe-W, bột Al,…với hàm lượng fero hợp kim khác nhau và kích thước hạt
nhất định phù hợp với mức độ hoạt tính hóa học và chức năng của mỗi nguyên
tố.
* Nhóm vật liệu ổn định hồ quang.
Là những hợp chất có điện thế ion thấp, giúp cho việc gây hồ quang được dễ
dàng và duy trì hồ quang cháy ổn định, điều này cũng còn giúp cho việc hình
thành mối hàn đều và đẹp. Đó là những hợp chất thuộc các nhóm sau:
+ Kim loại kiềm : K2O, Na2O từ nước thủy tinh kali (potash K 2SiO3),
Na2O từ
nước thủy tinh natri (soda Na2SiO3).
+ Kim loại kiềm thổ : CaO, MgO,… từ các chất CaCO 3 , MgCO3 , trừ
CaF2, chất này làm giảm tính ổn định của hồ quang hàn.
Ngoài ra có thể bổ sung các chất như: Fenspat (trường thạch), bột mica,
đioxit titan (TiO2 ) cũng có tác dụng tăng tính ổn định của hồ quang hàn.
Sự ổn định của hồ quang hàn có thể được đánh giá thông qua chiều dài đứt
(lđ )của hồ quang hàn hay còn gọi là chiều dài tới hạn của hồ quang và sự ảnh
hưởng của một số hợp chất phổ biến đến sự ổn định của hồ quang.
* Nhóm vật liệu tạo hình.
Là những hợp chất làm tăng tính dẻo và độ bám chắc của vỏ thuốc bọc với
lõi que, giúp cho que hàn khi mới ép giữ được hình dáng cần thiết và không bị
biến dạng do va đập khi phóng que, tiếp xúc với băng truyền. Đồng thời để giảm
ma sát với khuôn ép và tăng độ nhẵn của bề mặt vỏ thuốc bọc, thường dùng các


13
chất có tác dụng bôi trơn và làm tăng độ dẻo của thuốc bọc, như cao lanh, bột
tan, bột mica,...

* Nhóm chất dính kết
Để liên kết các thành phần của mẻ liệu và tạo khả năng bám dính với lõi
que, thường sử dụng nước thủy tinh natri và kali với các tỉ trọng và modul khác
nhau.
Chẳng hạn, tỷ trọng của nước thủy tinh natri (Na 2O.SiO2) thường là: 1,36
– 1,5g/cm3 và modul: 2,65 – 3,40.
c. Lớp chống thấm nước
Lớp chống thấm nước có tác dụng giữ cho lớp thuốc bọc luôn khô ráo,
không bị ngấm nước, có như thế thi khi mồi hồ quang và khi hồ quang cháy
thuốc bọc mới nóng chảy tạo ra các phản ứng hóa học, sinh ra các khí bảo vệ và
các chức năng khác.
Lớp chống thấm bọc trên que hàn có thể là 1 hoặc 2 lớp có chiều dày từ
0,2 đến 0,8 mm.
Một trong những điều kiện quan trọng khi hàn trong nước bằng que hàn
hồ quang tay là cần sử dụng các chủng loại que hàn với một lớp vỏ bọc chống
thấm nước tương đối dày ở ngoài. Vỏ bọc của que hàn dưới nước do bị làm
nguội mãnh liệt từ bên ngoài nên bao giờ cũng nóng chảy chậm hơn so với lõi
que và tạo nên hình phễu dạng cốc ở đầu que hàn. Phễu dạng cốc này đảm bảo
cho ổn định cho bong bong khí ở đầu que hàn và giữ cho hồ quang ổn định
Mặt trái của lớp vỏ bọc chống thấm nước là nó có chiều dày lớn khá lớn,
khi nước bốc hơi mãnh liệt trong vùng tiếp giáp với lõi que sẽ phá huỷ vỏ bọc
que hàn ra làm nhiều mảnh nhỏ. Thuốc bọc que hàn ở bên trong lớp vỏ bọc khi
bị thấm nước trở nên dẫn điện khi đó dòng điện chạy thẳng từ lõi que ra môi
trường xung quanh và vỏ bọc bắt đầu bị phân huỷ. Hydro thoát ra một cách
mãnh liệt từ bề mặt của lõi que cũng là yếu tố phá huỷ thêm vỏ bọc dẫn đến que
hàn không sử dụng được nữa.
Hiện tượng phá huỷ điện ly này càng xảy mãnh liệt trong môi trường nước
biển vì vậy đối với các chủng loại que hàn dưới nước dùng trong môi trường
nước biển đòi hỏi các yêu cầu kỹ thuật cao và chặt chẽ đối với vỏ bọc chống
thấm nước.

Lớp vỏ bọc chống thấm nước được tạo nên bằng cách thấm vỏ bọc que
hàn bằng nhiều dạng dung dịch có thành phần khác nhau.
Phương pháp cổ điển nhất là dùng dung dịch thẩm thấu bằng dung
dịch paraphin (nến).
Trong phương pháp này que hàn được sấy khô được nhúng vào bể
paraphin nấu lỏng ở nhiệt độ 120 ÷ 160 O C trong thời gian 30 phút sau đó lấy ra
khỏi bể và làm nguội trong không khí ở tư thế thẳng đứng. Lớp vỏ bọc chống
thấm bằng paraphin thường thường có tính chất co ngót lớn vì vậy sau khi nguội
đi dễ tạo ra các bọt khí và làm giảm khả năng chống thấm nước của lõi que, vì
vậy sau khi que hàn được làm nguội tiếp tục nhúng nhanh lần thứ 2 vào bể
paraphin lỏng một lần nữa. Kết quả là trên bề mặt của que hàn tồn tại một lớp
màng paraphin che kín hết các bọt khí.


14
Paraphin trắng là loại tốt nhất để dùng trong công việc này. Thông thường
tiêu tốn khoảng 40 ÷ 50 kg cho 1 tấn que hàn. Lớp vỏ bọc chống thấm nước
bằng paraphin tuy vậy cũng chỉ đạt mức chất lượng trung bình và thường được
sử dụng để hàn các kết cấu trong môi trường nước ngọt.
Để có thể thực hiện công việc hàn dưới nước cho các kết cấu công trình
biển và cả trong môi trường nước ngọt, giải pháp tốt hơn và đảm bảo hơn là lớp
vỏ bọc chống thấm bằng dung dịch xenluloit hoà tan trong axeton.
Các mảnh xenluloit (lấy từ phim ảnh đã bỏ đi được rửa sạch hết lớp bề
mặt) được cắt ra thành các mảnh nhỏ hay dải nhỏ và hoà tan trong axeton với tỷ
lệ: 80 ÷ 90 g/lít axeton.
Que hàn được nhúng trong dung dịch này, sau đó sấy khô và nhúng tiếp
một lần nữa. Sử dụng cho 1 tấn que hàn dưới nước thông thường dùng 3 kg
xenluloit và 35 ÷ 40 lít axeton.
Cần lưu ý rằng các nguyên vật liệu như xenluloit; axeton và dung dịch là
các chất dễ bắt lửa vì vậy cần chú trọng đặc biệt đến các biện pháp an toàn lao

động phòng chống cháy và bảo vệ môi trường.
Lớp vỏ bọc chống thấm nước chế tạo theo cách này đảm bảo thoả mãn
được tất cả các yêu cầu kỹ thuật và phù hợp để bảo quản que hàn lâu dài.
Ngoài các phương pháp kể trên còn có thể sử dụng một số loại dung dịch
khác như sơn Nitro, một số loại nhựa hoặc dung dịch nhựa đường pha với xăng.
d. Yêu cầu đối với que hàn dưới nước
- Yêu cầu chung
Que hàn phải đạt được các yêu cầu chính sau:
+ Đảm bảo yêu cầu về cơ tính kim loại mối hàn.
+ Đảm bảo thành phần hóa học cần thiết cho kim loại mối hàn.
+ Que hàn có tính công nghệ tốt.
+ Giá thành sản phẩm phù hợp.
- Yêu cầu về đặc tính công nghệ đối với que hàn dưới nước.
Bao gồm các chỉ tiêu chủ yếu sau:
+ Dễ gây hồ quang, hồ quang cháy ổn định khi hàn với dòng điện và chế
độ hàn quy định trên nhãn mác.
+ Thuốc bọc nóng chảy đều, không vón cục gây khó khăn cho việc hàn.
+ Có khả năng hàn được mối hàn ở nhiều vị trí trong không gian.
+ Kim loại mối hàn ít bị khuyết tật : nứt, rỗ khí, rỗ xỉ,…
+ Tạo dáng mối hàn tốt : bề mặt mối hàn mịn, phần chuyển tiếp với kim
loại cơ bản đều đặn.
+ Xỉ dễ nổi, phủ đều, dễ bong khỏi mối hàn khi nguội.
+ Trong quá trình hàn kim loại lỏng ít bị bắn tóe ra xung quanh.
+ Có năng suất hàn cao (có hệ số đắp cao).
+ Lượng khí độc tạo ra ở mức độ cho phép, đảm bảo vệ sinh công nghiệp.
- Yêu cầu về đặc tính công nghệ đối với vỏ bọc que hàn dưới nước
Vỏ thuốc bọc của que hàn phải đảm bảo các yêu cầu và chức năng sau:
+ Tạo ra môi trường ion hóa tốt để đảm bảo dễ gây hồ quang và hồ quang
cháy ổn định. Thường dùng các nguyên tố thuộc nhóm kim loại kiềm hoặc
kiềm thổ.

15
+ Tạo ra khí bảo vệ vùng hàn, không cho nó tiếp xúc với oxy và nitơ của
môi trường xung quanh. Thường dùng các chất hữu cơ (tinh bột, xenlulô,…),
các khoáng chất gốc cacbonat (đôlômit, đá cẩm thạch…).
+ Tạo lớp xỉ mỏng phủ đều lên bề mặt kim loại mối hàn, bảo vệ không
cho không khí xâm nhập trực tiếp vào vũng hàn và tạo điều kiện cho mối hàn
nguội chậm. Đảm bảo hàn được các tư thế khác nhau trong không gian. Lớp xỉ
này phải dễ bong sau khi mối hàn nguội. Thường dùng các loại như: TiO 2,
MnO, SiO2, Al2O3 , CaF2,…
+ Có khả năng khử oxy và các tạp chất có hại (S, P), tinh luyện kim loại.
Đồng thời có thể hợp kim hóa kim loại mối hàn nhằm nâng cao hoặc cải thiện
thành phần hóa học và cơ tính của kim loại mối hàn. Trong vỏ thuốc bọc, các
ferro hợp kim thường được đưa vào để thực hiện chức năng này.
+ Ít khuyết tật bên trong: Rỗ khí, ngậm xỉ, không ngấu,…
+ Đảm bảo tính bong xỉ cao: Có thể tự bong hoặc có thể dùng bàn chải
sắt, búa gõ nhẹ làm sạch xỉ hàn.
+ Đảm bảo yêu cầu vệ sinh công nghiệp: Lượng khí có hại và bụi sinh ra
trong giới hạn cho phép.
+ Thuốc bọc có độ bền cần thiết, độ bám chắc cao (không bị vỡ, nứt trong
quá trình vận chuyển và bảo quản), bảo vệ lõi que không bị ôxi hóa, khả năng
chống hút ẩm cao. Thường dùng nước thủy tinh, dextrin,…
+ Nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp vỏ thuốc bọc phải đảm bảo yêu cầu,
thuốc cháy đều và không rơi thành cục.
+ Lớp chống thấm phải đảm bảo độ dày cần thiết đủ để nước không thấm
vào lớp thuốc bọc, cũng không quá dày làm ảnh hưởng đến sự nóng chảy của
lớp thuốc bọc.
+ Khi hàn dưới nước, sự mất nhiệt do tiếp xúc trực tiếp với nước làm ảnh
hưởng nhiều đến chất lượng mối hàn, để khắc phục hiện tượng này trong thành

phần của thuốc bọc cần có lượng bột sắt lớn, khi tham gia phản ứng ô xy hóa
lượng bột sắt này sinh nhiệt bù lại lượng nhiệt đã hao hụt, đảm bảo chất lượng
của quá trình hàn.
- Yêu cầu kỹ thuật chung đối với chế tạo que hàn.
Ngoài nững yêu cầu đã nêu ở phần đặc tính công nghệ của que hàn ở phần
trước, khi chế tạo que hàn phải đảm bảo thêm các yêu cầu sau đây:
+ Lớp thuốc bọc phải đảm bảo đồng tâm với lõi que, độ lệch tâm trung
bình cho phép của que hàn không vượt quá 3% so với đường kính ngoài que
hàn:

Hình 1.10. Độ lệch tâm của vỏ bọc que hàn.


16

Trong đó:
e : Là độ lệch tâm của vỏ bọc que hàn,%.
δ1 : Chiều dày lớn nhất của mép ngoài mặt cắt vỏ bọc với đường kính lõi que
δ2 : Chiều dày nhỏ nhất của mép ngoài mặt cắt vỏ bọc với đường kính lõi que
D: Đường kính ngoài que hàn, mm.
d: Đường kính lõi que hàn, mm

+ Độ ẩm thuốc bọc que hàn nhỏ hơn 1%;
+ Độ bám dính của vỏ bọc thể hiện qua chỉ số: Sau khi đã sấy khô, que
hàn không bị rã thuốc bọc khi ngâm trong nước 24 giờ ở nhiệt độ môi trường;
- Yêu cầu về thành phần hóa học của kim loại đắp theo hàm lượng các tạp
chất: S, P.
- Yêu cầu về hệ số thuốc bọc que hàn: là tỷ số trọng lượng thuốc bọc trên
trọng lượng lõi thép (không bao gồm 2 đầu mút).

Trong đó:
K : Hệ số thuốc bọc, (%).
G1 : Trọng lượng thuốc bọc que, (g).
G : Trọng lượng lõi thép phần có thuốc bọc, (g).

Đối với que hàn dưới nước là loại que hàn mà thuốc có độ dày thông
thường thì hệ số thuốc bọc nằm trong khoảng 30 – 35% là hợp lý.
5. Kỹ thuật hàn dưới nước
5.1. Lựa chọn phương pháp: Có hai phương pháp hàn là phương pháp hàn ướt
và hàn khô.
- Hàn ướt:
+Là phương pháp chỉ được thực hiện dưới nước, làm việc trực tiếp với
môi trường nước, sử dụng que hàn nóng chảy MMA; nguồn điện được cung cấp
bởi cáp hàn đến thợ nặn. Điện cực có thể sử dụng que hàn Ẻ601 chống thấm
nước, nếu cách điện bị rò rỉ, dòng điện sẽ truyền ra ngoài gây tổn thất và làm
nóng nước
+ Do làm việc trong môi trường nước xung quanh, nên xảy ra hiện tượng
phân li hidro kéo theo kích thước khu vực ảnh hưởng nhiệt (HAZ) và mối hàn;
điều này gây ra hệ quả là làm cho mối hàn bị giòn, nứt tế vi và có thể gây nên
hiện tượng làm hỏng kết cấu hàn
+ Tầm quan sát bị hạn chế, sau một thời gian hàn người thợ khó quan sát
được mối hàn do phản ứng tạo thành các đám mây bao bọc xung quanh khu vực
hồ quang
+ Đòi hỏi thợ hàn có chuyên môn cao, sức khỏe tốt và khả năng nặn
- Hàn khô:
+ Được làm vệc trong một buồng kín, trong buồng kín chứa đầy heli có áp
suất bằng áp suất khỉ quyển.


17

+ Mối hàn hình thành tốt, nhưng không phải kết cấu nào cũng thực hiện
được bằng phương pháp này
5.2. Các thông số hàn chính
Khi hàn ướt dưới nước, để đảm bảo đủ nguồn nhiệt làm nóng chảy vật hàn
và đẩy được nước khỏi đầu que để tạo thành vùng hồ quang, mặt khác còn bổ
sung đủ nguồn nhiệt để phù hợp với tốc độ nguội, chế độ hàn dưới nước thường
được chọn như sau Ih = (60 ÷ 100)dq hoặc chọn theo bảng sau:
Vị trí
PC (ngang)
(A)

PE (ngửa)
(A)

PG (đứng)
(A)

PA (sấp)
(A)

2,5

180

200

220

240

3,2

220

240

260

280

4

240

260

300

350

5

260

280

320

400

dq (mm)

5.3. Chuyển động của que hàn
Để tạo cho mối hàn có độ ổn định nên giao động que hàn kiểu đường
thẳng, nếu cần bề rộng mối hàn lớn nên giao động kiểu răng cưa hoặc bán
nguyệt

Hình 1.11: Giao động que hàn
5.4. Luyện tập hàn dưới nước (Có trình tự kèm theo)
- Luyện tập cách chuẩn bị
- Tín hiệu thông tin
- Hàn đường thẳng trên mặt phẳng vị trí bằng
6. An toàn lao động và vệ sinh môi trường
- Trước khi hàn dưới nước phải được kiểm tra sức khỏe, nếu có đủ sức
khỏe mới được thực hiện luyện tập.
- Thiết bị hàn phải đảm bảo được tính cách điện và hạn chế điện thế thế
hàn ở mức 50V
- Khi áp suất của nước tăng do áp suất thủy tĩnh, ni tơ có nguy cơ ngấm
qua da vào máu vì vậy cần cung cấp đủ dưỡng khí để bão hòa ni tơ
- Khi hàn xong, thợ hàn muốn ra khỏi môi trường nước phải nổi nên từ từ,
tránh ra khỏi môi trường nước một cách đột ngột.
- Hệ thống thông tin liên lạc phải đảm bảo liên lạc thông suốt, phải dừng
làm việc, ra khỏi nước khi hệ thống có trục trặc.


18
- Nếu nặn sâu, khi ra khỏi nước phải thực hiện đúng quy trình điều hòa áp
suất khi ra khỏi môi trường nước
* Trình tự thực hiện luyện tập hàn dưới nước
Nội

Dụng
dung
cụ
TT
Hình vẽ minh họa
công
Thiết
việc
bị
Kiểm
Dụng
1 tra sức
cụ y tế
khỏe

2

3

Chuẩn
bị thiết
bị nặn

Thiết
bị bảo
hộ nặn

Chuẩn Thiết
bị dụng bị hàn,
cụ thiết

bồn
bị hàn,
hàn
bể hàn

Yêu cầu đạt được

Theo quyết định của
nhân viên y tế

- Bộ đồ lặn đạt tiêu
chuẩn
- Thiết bị thông tin
liên lạc sẵn sàng
- Các bộ phận trong
nhóm thống nhất
được quy ước thông
tin và nhiệm vụ từng
người

- Thiết bị đảm bảo
độ cách điện
- Phôi hàn đúng kích
thước
- Áp suất trong bể
đúng quy định


19

4

5

Làm
quen
với
môi
trường
áp suất

Thực
hiện
hàn

Bồn
hàn

Thiết
bị bảo
hộ
Thiết
bị hàn

- Làm quen để thích
ứng với môi trường
áp suất cao

- Thực hiện thông tin
đúng quy định

- Thực hiện hàn đúng
thao tác
- Đúng quy trình an
toàn
- Đảm bảo hình
thành mối hàn


20

6

Kiểm
tra

* Những sai hỏng thường gặp
Tên sai
TT
hỏng,
Hình vẽ minh họa
khuyết tật
Người thợ
luôn bị nổi
1
không bám
trụ được để
hàn

- Phát hiện được
những khuyết tật của

mối hàn

Nguyên nhân
-Do trọng lượng
nhẹ hơn lực đẩy
acsimet

Cách khắc
phục
- Buộc thêm vật
nặng để tăng
trọng lượng
người

2

Que hàn bị
dính

- Tăng dòng
- Dòng điện hàn
điện hàn
nhỏ.
- Báo ngắt điện
để rút que

3

- Mối hàn
to nhỏ

không đều,
sai kích
thước

- Tốc độ hàn
- Tốc độ hàn
không đều, không đều đặn trong
phù hợp
quá trình hàn

Đóng cục

- Dòng điện hàn
quá nhỏ
- Tốc độ hàn
không hợp lý

4

- Tăng cường độ
dòng điện
- Điều chỉnh tốc
độ hàn phù hợp


21

BÀI TẬP VÀ SẢN PHẨM THỰC HÀNH
Câu 1: Trình bày kỹ thuật hàn và kỹ thuật an toàn khi hàn dưới nước?
Câu 2: Thực hiện hàn đường thẳng trên mặt phẳng trong môi trường nước

HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI, BÀI TẬP
Câu 1: Trình bày kỹ thuật hàn và kỹ thuật an toàn khi hàn dưới nước?
- Kỹ thuật hàn dưới nước
- Đúng các thao tác, trình tự hàn dưới nước.
- Hệ thống thông tin
- Nhận biết và khắc phục được khuyết tật mối hàn.
Câu2: Thực hiện mối hàn trên mặt phẳng tấm thép trong môi trường nước
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP:
TT
I

Tiêu chí đánh giá

Cách thức và
phương pháp
đánh giá

Điểm
tối đa

Kiến thức
1

Trang bị bảo hộ lao động và Làm bài tự luận
hệ thống thông tin.
và trắc nghiệm,
1.1 Trình bày cách chọn bảo hộ
lao động.
1.2 Trình bày cách chọn phương
pháp thông tin.

1.3 Trình bày điều kiện sức
khỏe để hàn được dưới nước
2 Trình bày kỹ thuật bắt đầu Làm bài tự

4
1,5
1,5
1
3,5

Kết quả
thực hiện
của người
học


22
xuống nước và khi lên bờ.
3

4

II
1

2

3

4

5

6
6.1
6.2
6.3
III
1
1.1
1.2

Trình bày công tác chuẩn bị
để hàn trên mặt phẳng.
Trình bày đúng phương
pháp kiểm tra chất lượng
mối hàn (kiểm tra ngoại
dạng mối hàn)
Kỹ năng
Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ,
thiết bị hàn dưới nước

luận, đối chiếu
với nội dung bài
học
Làm bài tự
luận, đối chiếu
với nội dung bài
học
Làm bài tự
luận, đối chiếu

với nội dung bài
học
Cộng

Kiểm tra công
tác chuẩn bị, đối
chiếu với kế
hoạch đã lập
Vận hành thành thạo thiết bị Quan sát các
hàn dưới nước
thao tác, đối
chiếu với quy
trình
Chuẩn bị đầy đủ vật liệu,
Kiểm tra công
thiết bị đúng theo yêu cầu
tác chuẩn bị, đối
của bài thực tập
chiếu với kế
hoạch đã lập
Chọn đúng chế độ hàn khi
Kiểm tra các
hàn dưới nước
yêu cầu.
Sự thành thạo và chuẩn xác Quan sát các
các thao tác khi hàn dưới
thao tác đối
nước
chiếu với quy
trình

Kiểm tra chất lượng mối hàn
Mối hàn đảm bảo độ sâu
ngấu
Mối hàn đúng yêu cầu kỹ
thuật
Mối hàn không bị khuyết tật
Cộng
Thái độ
Tác phong công nghiệp
Tuân thủ quy trình khởi Theo dõi việc
động, xuống nước, lên bờ.
thực hiện, đối
Không vi phạm nội quy lớp chiếu với nội
quy
của
học
trường.

1,5

1,0
10 đ

1

1,5

1,5
1
3

2
0,5
0,5
1,0
10 đ
5
1
1


23
1.3 Bố trí thiết bị hợp lý

Theo dõi quá
trình làm việc.
1.4 Tính cẩn thận, chính xác
Quan sát việc
thực hiện bài
tập
1.5 Ý thức hợp tác làm việc theo Quan sát quá
tổ, nhóm
trình thực hiện
bài tập theo tổ,
nhóm
2 Đảm bảo thời gian thực hiện Theo dõi thời
bài tập
gian thực hiện
bài tập.
Đảm bảo an toàn lao động và
vệ sinh công nghiệp

3.1 Tuân thủ quy định về an
toàn
3.2 Đầy đủ bảo hộ lao
động( quần áo bảo hộ, giày,
mũ, yếm da, găng tay da,…)
3.3 Vệ sinh nơi thực tập đúng
quy định

1
1

1

2

3

3
Theo dõi việc
thực hiện, đối
chiếu với quy
định về an toàn
và vệ sinh công
nghiệp

1
1
1

Cộng

KẾT QUẢ HỌC TẬP
Kết quả thực
Tiêu chí đánh giá
hiện
Kiến thức
Kỹ năng
Thái độ

10 đ

Hệ số
0,3
0,5
0,2
Cộng

Kết quả
học tập


24
BÀI 2: HÀN DƯỚI NƯỚC
Mã bài: MĐ33.2
Giới thiệu:
Mục tiêu:
- Trình bày được công tác chuẩn bị chi tiết hàn trong môi trường nước;
- Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật liệu hàn, thiết bị an toàn đúng yêu cầu kỹ
thuật;
- Chọn được chế độ hàn phù hợp;
- Nêu được quy ước giao tiếp của người hàn và người điều khiển bên trên;

- Hàn được các mối hàn bằng phương pháp hàn dưới nước đạt yêu cầu kỹ
thuật;
- Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn;
- Tuân thủ công tác an toàn lao động và vệ sinh môi trường.
1. Chuẩn bị thiết bị dụng cụ, vật liệu hàn dưới nước.
Mục tiêu:
- Phân biệt được thiết bị dùng cho hàn khô và hàn ướt dưới nước.
- Chuẩn bị đầy đủ các loại thiết bị, dụng cụ, vật liệu phục vụ cho quá
trình hàn dưới nước.
1.1. Thiết bị
1.1.1. Thiết bị hàn khô
a- Buồng hàn khô

Hình 2.1:.Buồng hàn khô
Buồng hàn đảm bảo kín khít, tránh nước tràn vào buồng khi hàn, mặt khác
có thể ngăn cản được áp suất thủy tĩnh của nước và thuận lợi cho quá trình hàn.
b- Máy hàn dùng để hàn khô:

Hình 2.2: Máy biến thế hàn dưới nước AC/DC
Vì hàn trong môi trường khô, các điều kiện bình thường như trên mặt đất
nên có thể sử dụng thiết bị hàn hồ quang thông thường. Tuy vậy, trong quá trình


25
làm việc phải chuyển máy qua trung gian môi trường nước nên máy phải có yêu
cầu khắt khe hơn về độ cách điện
1.1.2. Thiết bị hàn ướt

Hình 2.3: Máy biến thế hàn dưới nước AC/DC
Máy hàn dưới nước về cơ bản giống máy hàn thông thường nhưng chúng

có cường độ dòng điện cao hơn, thường từ 180 ÷ 400ª và hiệu điện thế không tải
thấp hơn để đảm bảo an toàn. Để đảm bảo yêu cầu này người ta thường sử dụng
loại có 2 cuôn dây độc lập, hiệu điện thế thấp và yêu cầu cách điện cao.
1.2. Dụng cụ
a- Dụng cụ hàn khô

Hình2.4: Dụng cụ hàn khô
Vì hàn trong môi trường heli nên dụng cụ bảo hộ phải đảm bảo an toàn,
tuyệt đối tránh rò rỉ khí từ môi trường hàn vào bên trong.
b- Dụng cụ hàn ướt

Hình2.5: Dụng cụ hàn ướt
Ngoài việc đảm bảo an tàn nặn sâu, mặt nạ hàn còn phải có kính đen để
ngăn bức xạ hồ quang, các thiết bị khác phải kín, khít, cách điện. Trên mũ hàn
có đèn pin chuyên dụng để soi trong quá trình chuẩn bị và hàn.