Đặt điểm và ứng dụng phương pháp hàn

Đặt điểm và ứng dụng phương pháp hàn
điểm
Hàn điểm tiêp xúc là một phương pháp liên kết vật liệu, trong đó lượng nhiệt dùng cho mối hàn
được sinh ra do điện trở của một dòng điện khi nó truyền qua phần vật liệu được hàn.

Dòng điện được cung cấp và tập trung bằng một bộ (đôi) điện cực. Bộ đôi điện cực này cũng
định vị 2 tấm kim loại được hàn nhằm duy trì tiếp xúc tốt giữa chúng (về mặt tiếp xúc điện) và
cung cấp một áp lực hợp lý để phần kim loại nóng chảy được giữ trên bề mặt hàn.
Với thép, nguồn cấp năng lượng thường là dòng điện xoay chiều và thời gian dòng điện chạy qua
thường được đo bằng số chu kỳ của dòng xoay chiều. Các tham số chính của quá trình là: cường
độ dòng điện, số chu kỳ của dòng điện, áp lực của điện cực, và các thuộc tính của điện cực (ví
dụ: hình dáng điện cực, vật liệu làm điện cực).
Hàn điểm tiếp xúc được sử dụng rộng rãi trong việc liên kết các tấm thép có chiều dày lên tới
0.125 inch và có thể sử dụng cho rất nhiều loại vật liệu, kể cả kết hợp nhiều vật liệu khác nhau.
Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của hàn điểm tiếp xúc là trong công nghiệp ô tô
Ưu điểm
+Tốc độ nhanh


+Tạo được liên kết hàn kín
+Phù hợp để tự động hóa và dễ đưa vào các dây chuyền năng suất cao cùng với các bước sản
xuất khác.
+Năng suất cao
+Bằng việc điều khiển các giá trị dòng điện, thời gian hàn và áp lực của điện cực bằng máy tính
+Các mối hàn chất luợng tốt có thể được tạo ra với tốc độ sản xuất cao
+Chi phí lao động thấp, không đòi hỏi nhân công lành nghề.
+Có thể hàn được các chi tiết mỏng đến rất mỏng.
+Không cần thêm kim loại phụ và khí bảo vệ,
+Các thiết bị có khả năng tự động hóa cao
+Dẫn điện, đảm bảo mạch điện kín giữa thiết bị hàn, các điện cực và kim loại được hàn.
+Truyền dẫn áp lực cần thiết tới phần kim loại được hàn

+Làm nguội nhanh vùng mối hàn bằng cách truyền nhiệt nhanh
+Không yêu cầu cao đối với người vận hành,
+Có thể hàn các kim loại khác loại,
+Độ tin cậy cao,


+Khả năng gây biến dạng (cong vênh) thấp hơn so với các phương pháp khác.
+Có độ dẫn điện cao. Độ dẫn điện thấp không chỉ làm tăng sự tổn hao điện năng tại các điện cực
mà lượng nhiệt sinh ra ở các điện cực này còn gây sự “dính” giữa điện cực và vật liệu hàn, do ở
nhiệt độ cao, các vật liệu làm điện cực có thể phản ứng với phần kim loại được hàn. Có độ dẫn
nhiệt cao để đảm bảo làm tản nhiệt nhanh ở các mối hàn, đảm bảo tốc độ nguội cần thiết sau khi
hàn. Có độ cứng cần thiết ở nhiệt độ làm việc
Nhược điểm:
+Giá thành đầu tư cho một thiết bị hàn điểm và các đồ gá lắp đi kèm lớn
+Nhân viên sửa chữa bảo dưỡng thiết bị hàn và điều khiển yêu cầu phải có trình độ.
+Đối với một số vật liệu thì có yêu cầu đặc biệt về chuẩn bị bề mặt vật hàn.
+Không hàn được các chi tiết có chiều dày lớn.
+ Kết cấu máy lớn, cồng kềnh.


Ứng dụng:
–Máy hàn điểm là loại máy quan trọng trong công nghiệp, được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều
ngành nghề lĩnh vực của cuộc sống.
-Liên kết cố định 2 vật liệu kim loại lại với nhau ở vị trí phức tạp mà công nghệ hàn khác không
giải quyết được.
-Cho những mối hàn đồng nhất và độ chuẩn xác cao.
-Sản xuất, sửa chữa ô tô: Thân, vỏ xe bị lõm hay biến dạng do tai nạn cần được phục hồi lại.Hàn
điểm trên khung xe ôtô để tăng độ chắc chắn
-Các công trình công cộng: hàn bu lông hay đinh vít, tán rivet…
-Các sản phẩm kết cấu cao như: thép không gỉ và một số kim loại mầu….

-Bảng thông số hàn thép Cacbon thấp

Kỹ thuật cắt kim loại bằng ngọn lửa khí cháy
với oxy


Kỹ thuật cắt

1. Bắt đầu cắt
Cắt tấm dày, khi bắt đầu cắt mỏ cắt để nghiêng 5 độ, còn trong quá trình cắt thì để 25 độ
Cắt tấm mỏng mỏ cắt được đặt vuông góc với chi tiết
2. Khoảng cách từ nhân ngọn lửa đến vật cắt
Tốt nhất là 1,5 đến 2,5 mm. Khoảng cách h từ đầu mỏ cắt đến mặt kim loại khi cắt thép tấm có
S<100 mm có thể tính như sau:
h = L + 2mm
L: chiều dài của nhân ngọn lửu (mm)
Để giữ khoảng cách này không đổi trong khi cắt ta có thể gá thêm một cặp bánh xe. Ở giữa 2
bánh xe này có một cơ cấu kẹp đầu cắt có cữ để điều chỉnh khoảng cách từ đầu mỏ cắt đến bề
mặt chi tiết


Khi cắt bằng ngọn lửu oxi – axetylen, khoảng cách từ đầu cắt đến bề mặt chi tiết được xác định
như sau
Chiều dài kim loại(mm):

3-10 , 10 -25, 25 – 50, 50- 100, 100-200, 200-300

khoảng cách từ đầu cắt đến chi tiết(mm): 2 – 3 , 3 – 4,

3-5,

4-6,

5-8

7-8

Khi cắt bằng các khí cháy khác khoảng các này được tăng lên 30-40%
Chiều rộng rãnh cắt phụ thuộc vào phương pháp cắt và chiều dày kim loại. Chiều dày kim loại
càng lớn thì chiều rộng rãnh càng lớn
Chiều dày kim loại là 5 -15 mm thì chiều rộng rãnh cắt là 2-15 mm
Tương tự:
15-30 thì 2,5 -3
30-60 thì 3 – 3,5
60-100 thì 3,5-4,5
100-150 thì 4,5 -5,5
3. Chế độ cắt: công suất ngọn lửa nung nóng, áp lực khí oxy cắt và tốc độ cắt
Công suất ngọn lửa: Được đặt trưng bởi lượng khí cháy tiêu hao trong một đơn vị thời gian. khi
cắt các kim loại có chiều dày dưới 300mm thì người ta dúng ngọn lửa bình thường
Áp lực khi oxi cắt: phụ thuộc vào chiều dày kim loại, kích thước lỗ thổi oxy cắt và độ tinh khiết
của khí oxy. khi tăng áp lực oxy cắt sẽ làm cho lượng oxy cắt bị tiêu hao nhiều hơn


Áp lực khí oxy cắt phụ thuộc vào chiều dày kim loại
Chiều dày kim loại là 5-20 mm thì áp lực khí oxy 3-4 atm
tương tự
20-40 mm thì 4-5 atm
40 – 60 mm thì 5-6 atm
60-100 mm thì 7-9 atm
Tốc độ cắt ( tốc độ dịch chuyển của đầu cắt ): cần phải phù hợp với tốc độ cháy của kim loại. Độ

ổn định và chất lượng của quá trình cắt phụ thuộc vào tốc độ cắt. Tốc độ cắt bé làm cho mép cắt
bị cháy hỏng, còn nếu tốc độ cắt lớn thì không căt đứt được chi tiết nhất là ở cuối đường cắt
Tốc độ cắt của một số mỏ hàn cắt thường dùng khoảng 75 – 556 mm/phút

Những điều cần biết về que hàn điện
Cấu tạo
Que hàn có lõi kim loại ở trong và ngoài có một lớp thuốc bọc
Lõi kim loại đóng vai trò như một điện cực và có tác dụng bù thêm kim loại cho mối
hàn.


Quy cách
Chiều dài que hàn từ 250 ÷ 450
Đường kính que hàn từ 1 ÷ 12. Thông thường là 1; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4;5; 6; 8; 10; 12
Chiều dài và đường kính que hàn phải tương ứng với nhau
Thuốc bọc que hàn
a- Tác dụng
Nâng cao tính ổn định của hồ quang hàn
Đề phòng kim loại nóng chảy chịu ảnh hưởng không tốt của không khí.
Bảo đảm oxy thoát ra khỏi kim loại mối hàn tốt hơn.
Thêm nguyên tố hợp kim để nâng cao cơ tính của kim loại mối hàn


Làm cho quá trình hàn dễ tiến hành và nâng cao hiệu suất công tác
Tạo lớp xỉ che chắn kim loại hàn để có bề mặt nhẵn và làm cho mối
hàn không bị nguội đột ngột

b- Phân loại
Sự cháy ổn định của hồ quang hàn, độ ngấu, hệ số đắp và khả năng hàn được ở các tư thế khó
chịu ảnh hưởng lớn bởi thành phần hóa học của thuốc hàn.

Que hàn có thể phân loại theo 5 nhóm thuốc hàn chính
Cellulo (C)
Rutile (R) và Rutile thuốc bọc dày (RR)
Basic (B)
Oxydant (O)
Acid và Rutile Acid (AR)
Que hàn Cellulo:
thuốc bọc chủ yếu là hợp chất cellulose khi cháy sẽ sinh ra khí CO 2 bảo vệ
vũng hàn
mối hàn mấp mô, tốc độ chảy cao
Tính chất:
ngấu sâu, hàn được ở mọi vị trí
thích hợp khi hàn trần
cơ tính tương đối tốt
hàm lượng Hydrogen trong mối hàn cao, do đó dễ bị nứt ở vùng ảnh
hưởng nhiệt (Heat Affect Zone)


Que hàn Rutile:
Thành phần chủ yếu là Oxyt Titan (TiO 2 ) giúp hồ quang dễ mồi và duy trì, ít văng tóe
Hàn được với nguồn AC và DC ở mọi tư thế ngang hoặc đứng.
Tính chất:
Cơ tính trung bình
mối hàn phẳng đẹp
khi cho thêm hợp chất Fluor có thể hàn tốt ở mọi tư thế khó
xỉ rắn dễ tróc

Que hàn Basic:
thành phần chủ yếu là Carbonate Calcium (CaCO 3 – đá vôi) và Calcium Fluoride
(CaF2 – huỳnh thạch)

26
Xỉ loãng hơn loại Rutile
Kim loại hàn đông rắn nhanh thích hợp cho các tư thế hàn khó
Đây là loại que hàn thích hợp để hàn các kết cấu lớn với chất lượng cao
Cơ tính mối hàn rất tốt, đặc biệt có tính chống nứt nguội cao do hàm lượng khí
Hydrogen trong mối hàn thấp nên còn gọi là que hàn Hydrogen thấp (Low Hydrogen)
Tính chất:
Hàm lượng khí Hydrogen trong mối hàn rất thấp
Dòng hàn và tốc độ hàn khá cao
bề mặt mối hàn thô, hơi mô cao
xỉ dạng bột mịn khó làm sạch


Que hàn Oxydant:
Thành phần chủ yếu là bột sắt và các kim loại có lợi cho quá trình luyện kim hàn
Có thể hàn được với dòng rất cao, hệ số đắp lớn (130% ÷ 140%)
xỉ dễ tróc
chủ yếu được dùng ở tư thế phẳng và ngang
Độ ngấu thấp, thích hợp cho các công việc hàn đắp
Que hàn Acid:
Thành phần chủ yếu là Oxyt sắt và Oxyt mangan, khả năng quá dòng cao, xỉ dễ tróc,
mối hàn đẹp
dễ bị nứt nóng khi hàn thép có %C > 0,24
Xu thế hiện nay là tạo ra các chủng loại que hàn đa thành phần.

Nguyên tắt an toàn với khi sinh ra khi hàn
điện


1/ Khi độc sinh ra khi hàn điện

Nhiều quá trình hàn, cắt và các quá trình tương tự khác phát sinh ra nhiều khói và khí, các loại
khói và khí này có thể gây hại tới sức khỏe của người lao động khi tiếp xúc hoặc hít phải.

1. Hơi là các phần tử rắn, có nguồn gốc từ việc đốt cháy que hàn, kim loại của chi tiết
hàn và các chất phủ trên bề mặt chi tiết hàn.
2. Ngoài ra, trong quá tr ình hàn người ta còn sử dụng các loại khí khác nhau để bảo vệ
đường hàn, các khí sinh ra trong suốt quá trình hàn hoặc được sinh ra bởi ảnh hưởng
do quá trình bức xạ ra môi trường xung quanh.
3. Số lượng và thành phần các loại khí và hơi này phụ thuộc vào thành phần của kim loại
đắp và kim loại chi tiết hàn, quá trình hàn (hồ quang tay, hàn khí bảo vệ MIG/MAG,
TIG…), cường độ dòng điện, chiều dài hồ quang hàn, và nhiều yếu tố khác.

2/ Khí độc ảnh hưởng đến sức khỏe con người
1. Tùy theo loại vật liệu của chi tiết hàn mà ảnh hưởng của hơi và khí đến người thợ hàn
từ việc bị kích ứng mắt, viêm da, và hệ hô hấp cho tới nhiều bệnh lý phức tạp hơn.
2. Nhiều ảnh hưởng có thể xuất hiện ngay lập tức hoặc sau một thời gian.
3. Hơi sinh ra trong quá trình hàn có thể gây ra các triệu chứng như buồn nôn, đau đầu,
chóng mặt và sốt hơi kim loại.
4. Khả năng gây ra nhiều ảnh hưởng nghiêm trọng hơn tới sức khỏe người thợ hàn xảy ra
khi hàn các vật liệu có chứa thành phần độc tố cao, ví dụ như nhiễm độc Mangan, oxit
mangan có thể ảnh hưởng tới hệ thần kinh trung ương làm suy giảm khả năng giao
tiếp và vận động.
5. Làm việc trong không gian chật hẹp, các khí sinh ra sẽ thay thế không khí và gây ngạt
thở.


3/ Phương pháp phòng tránh nhiễm độc hơi và khí




Giữ cho đầu khỏi làn hơi, khí.
Không hít các loại hơi và khí sinh ra trong quá trình hàn.



Sử dụng quạt hút hoặc hệ thống thông gió tốt tại nơi làm việc để hút khí và hơi ra khỏi



nơi làm việc của người thợ hàn và phân xưởng.
Trong vài trường hợp, thông gió tự nhiên cũng đủ cung cấp sự thoáng khí và không



khí sạch cho nơi làm việc.
Tại những nơi chưa xá c định được sự cần thiết phải sử dụng quạt hút và hệ thống
thông gió, cần lấy mẫu không khí ở nơi làm việc nhằm xác định sự cần thiết hay
không và chọn công suất phù hợp cho hệ thống.



Khi các nguyên tố như Antimon, thạch tín, Bari, Bery, Cadmi, Chrom, Cobalt, Đồng,
Chì, Mangan, Thủy ngân, Nickel, Ozone, Selen, Bạc, Vanadi được xác định là có mặt
trong kim loại sử dụng trong quá trình hàn nóng chảy, hàn vảy, cắt thì bắt buộc phải sử
dụng các biện pháp thông gió phù hợp theo quy định, trừ khi mẫu không khí được lấy
trong quá trình hàn, cắt được xác định mức độ độc hại nằm trong phạm vi cho phép
theo quy định.



Sử dụng các biện pháp thông gió cơ học để cải thiện chất lượng không khí nơi làm



việc.
Nếu các biện pháp thô ng gió không thực hiện được thì ta sử dụng các loại mặt nạ
chống hơi độc phù hợp.



Chỉ làm việc trong không gian chật hẹp, nơi yếm khí khi nào nơi đó được thông gió
tốt hoặc khi mang mặt nạ dưỡng khí. Hơi sinh ra trong quá trình hàn, cắt có thể làm
thay đổi chất lượng không khí theo chiều hướng xấu đi, và gây ra các tổn thương và tử
vong. Hãy chắc chắn rằng không khí bạn đang thở ở nơi làm việc là sạch và an toàn.




Luôn có chuyên gia trong lĩnh vực vệ sinh môi trường và công nghiệp kiểm tra quá
trình lao động và chất lượng không khí nhằm đưa ra các khuyến cáo cho các quá trình
hàn, cắt cụ thể.