Giáo trình Hàn tự động dưới lớp thuốc Nghề: Hàn Trình độ: Cao đẳng nghề CĐ Nghề Giao Thông Vận Tải Trung Ương II

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ
GIAO THÔNG VẬN TẢI TRUNG ƯƠNG II

GIÁO TRÌNH

Mô đun: Hàn tự động dưới lớp thuốc
NGHỀ: HÀN
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(LƢU HÀNH NỘI BỘ)

Hải Phòng, năm 2011


1

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc
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.


2

LỜI GIỚI THIỆU
Trong những năm gần đây, với nhu cầu công nghiệp hoá hiện đại hoá dạy
nghề đã có những bƣớc tiến nhằm thay đổi chất lƣợng dạy và học, để thực hiện
nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng
với sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới, lĩnh vực cơ khí chế tạo nói
chung và ngành Hàn ở Việt Nam nói riêng đã có những bƣớc phát triển đáng kể.
Chƣơng trình khung quốc gia nghề hàn đã đƣợc xây dựng trên cơ sở phân tích

nghề, phần kỹ thuật nghề đƣợc kết cấu theo các môđun. Để tạo điều kiện thuận lợi
cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật
theo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay.
Mô đun 40: Hàn tự động dưới lớp thuốc là mô đun đào tạo nghề đƣợc
biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trình thực hiện,
nhóm biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nƣớc, kết
hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất.
Mặc dầu đã có nhiều cố gắng, nhƣng không tránh khỏi những khiếm khuyết,
rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình đƣợc hoàn thiện
hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Tháng 12 năm 2011
Nhóm biên soạn


3

MỤC LỤC

Đề mục
I. Lời giới thiệu
II. Mục lục
III. Chƣơng trình mô đun hàn tự động dƣới lớp thuốc
Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun
Mục tiêu của mô đun
Nội dung mô đun
Yêu cầu về đánh giá hoàn thành mô đun
IV. Nội dung mô đun
Bài 01: Những kiến thức cơ bản khi hàn tự động dƣới lớp thuốc
(SAW)

Bài 02: Vận hành thiết bị hàn tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ
Bài 03: Hàn giáp mối vị trí 1G
Bài 04: Hàn mối hàn góc vị trí 2F
V. Tài liệu tham khảo

Trang
2
3
4

7
20
22
35


4

MÔ ĐUN HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC
Mã mô đun: MĐ40
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:
- Vị trí: Là môn đun đƣợc bố trí cho ngƣời học sau khi đã học xong các môn
học chung theo quy định của Bộ LĐTB-XH và học xong các môn học chuyên môn
nghề từ MH07 đến MĐ18.
- Ý nghĩa, vai trò mô đun: Là mô đun có vai trò quan trọng, ngƣời học
đƣợc trang bị những kiến thức, kỹ năng hàn kim loại bằng phƣơng pháp Hàn tự
động dƣới lớp thuốc để phục vụ sán xuất chế tạo các kết cấu quan trọng trong nhiều
lĩnh vực khác nhau nhƣ: đóng tàu, xây dựng, cầu đƣờng, sản xuất các chi tiết máy...
Mục tiêu của mô đun:
- Trình bày đƣợc cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn tự động dƣới

lớp thuốc bảo vệ;
- Trình bày đƣợc kỹ thuật hàn dƣới lớp thuốc;
- Nhận biết đƣợc các loại thuốc hàn, que hàn dùng trong hàn tự động dƣới
lớp thuốc bảo vệ;
- Chuẩn bị đƣợc phôi hàn sạch, đúng kích thƣớc đảm bảo các yêu cầu kỹ
thuật;
- Chọn đƣợc chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất của vật liệu và kiểu
liên kết hàn;
- Sử dụng đƣợc máy hàn tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ thành thạo;
- Hàn đƣợc các mối hàn giáp mối, mối hàn góc, đảm bảo độ sâu ngấu, không
rỗ khí ngậm xỉ, ít biến dạng;
- Kiểm tra đánh giá đƣợc chất lƣợng mối hàn theo tiêu chuẩn;
- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phân xƣởng.
III. Nội dung của mô đun:
1.Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:
Số
TT
1

Tên các bài trong mô đun
Những kiến thức cơ bản khi hàn tự
động dƣới lớp thuốc (SAW)

Tổng
số
20

Thời gian
Lý
Thực

thuyết hành
19

0

Kiểm
tra*
1


5

Số
TT
2
3
4
5

Tên các bài trong mô đun
Vận hành thiết bị hàn tự động dƣới
lớp thuốc bảo vệ
Hàn giáp mối vị trí 1G
Hàn mối hàn góc vị trí 2F
Kiểm tra mô đun
Cộng

Tổng
số

Thời gian
Lý
Thực
thuyết hành

Kiểm
tra*

4

1

3

0

16
16
4
60

1
1
0
22

14
14
0
31

1
1
4
7


6

Bài 01: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP
THUỐC (SAW)
Mã bài: 26.1
Giới thiệu:
- Những kiến thức cơ bản khi hàn tự động dƣới lớp thuốc (SAW) nhằm trang
bị cho ngƣời học nắm đƣợc cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của máy hàn tự
động dƣới lớp thuốc.
- Hàn tự động dƣới lớp thuốc là phƣơng pháp hàn tự động mà hồ quang hàn,
kim loại nóng chảy đƣợc bảo vệ dƣới một lớp thuốc.
Mục tiêu:
- Trình bày đƣợc cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn tự động dƣới
lớp thuốc bảo vệ;
- Trình bày đƣợc thực chất, đặc điểm và công dụng của hàn SAW;
- Trình bày đƣợc các loại thuốc hàn SAW, các loại dây hàn SAW;
- Trình bày đƣợc các ảnh hƣởng của quá trình hàn SAW tới sức khoẻ công
nhân hàn;
- Liệt kê đƣợc các loại dụng cụ thiết bị dùng trong công nghệ hàn SAW;
- Nêu đƣợc các khuyết tật trong mối hàn khi hàn SAW;
- Nhận biết đƣợc các núm chức năng điều khiển máy nhƣ: điều chỉnh dòng
hàn, điện áp hàn, tốc độ đẩy dây hàn;
- Chọn đƣợc chế độ hàn SAW đảm bảo yêu cầu kỹ thuật;

- Tuân thủ các quy đinh về an toàn lao động và vệ sinh phân xƣởng.
1.Thực chất, đặc điểm và công dụng của hàn SAW.
Mục tiêu:
- Trình bày được thực chất, nguyên lý đặc điểm và công dụng của hàn SAW;
- Giải thích được nguyên lý của hàn SAW.
- Áp dụng tốt vào thực tế sản xuất.
1.1.Thực chất.
- Hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc SAW (Submergede Are Welding)
còn gọi là hồ quang chìm là quá trình hàn nóng chảy mà hồ quang cháy giữa dây
hàn và vật hàn dƣới lớp thuốc bảo vệ;


7

- Dƣới tác dụng nhiệt của hồ quang, mép hàn, dây hàn và một phần thuốc
hàn sát hồ quang nóng chảy tạo thành vũng hàn, dây hàn đƣợc đẩy vào vũng hàn
bằng một cơ cấu đặc biệt với tốc độ phù hợp với tốc độ chảy của nó;
- Theo độ chuyển dịch của nguồn nhiệt (hồ quang), kim loại bể hàn sẽ nguội
và kết tinh tạo thành mối hàn. Trên mặt vũng hàn và phần mối hàn đã đơng đặc
hình thành lớp xỉ có tác có tác dụng tham gia vào q trình luyện kim khi hàn, bảo
vệ kim loại mối hàn khỏi bị tác dụng ơ xy hố mối hàn, giữ nhiệt cho mối hàn và sẽ
tách khỏi bề mặt mối hàn sau khi hàn. Phần thuốc hàn chƣa bị nóng chảy có thể
đƣợc sử dụng lại;

Dâyhàn
Cơcấưa
dây
Bép
Nạptrợdung

Bộttrợdung
Xỉ

Rắn

Vùnghồ
quang

Lỏng

Kimloại nền

Kimloại m
ối
hàn

Kimloại lỏng

Hình 1. Sơ đồ ngun lý hàn dưới lớp thuốc SAW. (Submerged Arc Welding)
Thuốc hàn có tác dụng bảo vệ mối hàn, ổn định hồ quang, hợp kim hố kim
loại mối hàn và bảo đảm mối hàn có hình dạng tốt;
Hàn hồ quang dƣới lớp thuốc có thể đƣợc tự động cả hai khâu cấp dây vào
vùng hồ quang và chuyển động hồ quang theo dọc trục mối hàn. Trong trƣờng hợp
này đƣợc gọi là “Hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ”. Nếu chỉ tự động
hố khâu cấp dây hàn vào vùng hồ quang, còn khâu chuyển động hồ quang dọc


8

theo trục mối hàn đƣợc thực hiện bằng tay đƣợc gọi là “Hàn hồ quang bán tự động

dƣới lớp thuốc bảo vệ”;
- Hàn tự động và bán tự động dƣới thuốc có thể ứng dụng dòng điện xoay
chiều hoặc một chiều. Hàn với cực dƣơng (ngƣợc cực) cho độ ngấu lớn nhất, độ
ngấu thấp nhất khi hàn với cực âm (thuận cực) và trung bình khi hàn với dòng xoay
chiều. Với tốc độ chảy của dây hàn lớn nhất khi hàn dòng một chiều thuận cực và
nhỏ nhất khi hàn ngƣợc cực. Chiều rộng của mối hàn khi hàn dòng một chiều
thuận cực thay đổi ít hơn khi hàn ngƣợc cực;
Khi hàn tự động dƣới thuốc dùng dây hàn từ 1,8 ÷ 6, cƣờng độ dòng điện
từ 150A ÷ 1500A, điện thế từ 26V ÷ 46V. Khi hàn bán tự động dƣới thuốc dùng
dây hàn từ 0,8 ÷ 2, cƣờng độ dòng điện từ 100A ÷ 500A, điện thế từ 22V ÷
38V.
1.2. Đặc điểm:
- Nhiệt lƣợng hồ quang rất tập trung và nhiệt độ rất cao cho phép hàn với tốc
độ lớn. Vì vậy phƣơng pháp hàn này có thể hàn những chi tiết có chiều dày lớn mà
không cần phải vát mép;
- Chất lƣợng liên kết hàn cao do bảo vệ tốt kim loại mối hàn khỏi tác dụng
của Ôxy và Ni tơ trong không khí xung quanh. Kim loại đồng nhất về thành phần
hoá học. Lớp thuốc và xỉ hàn làm liên kết nguội chậm nên ít bị biến dạng. Mối hàn
có hình dạng tốt, đều đặn, ít bị các khuyết tật nhƣ không ngấu, rỗ khí, nứt và bắn
toé kim loại lỏng giảm đƣợc công làm sạch bề mặt vật hàn sau khi hàn;
- Giảm tiêu hao vật liệu hàn (dây hàn);
- Hồ quang đƣợc bao bọc kín bởi thuốc hàn nên không làm hại mắt và da của
ngƣời thợ hàn. Điều kiện lao động tốt hơn, lƣợng khói (khí độc) sinh ra trong quá
trình hàn là rất ít so với hàn hồ quang tay;
- Giảm thời gian đào tạo thợ hàn;
- Dễ cơ khí hoá và tự động hoá trong quá trình hàn.
1.3. Công dụng:
- Hàn hồ quang tự động và bán tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ đƣợc ứng
dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực cơ khí chế tạo, cũng nhƣ trong sản xuất;
- Hàn các kết cấu thép dạng tấm vỏ kích thƣớc lớn, các dầm thép có khẩu độ

và chiều cao, các ống thép có đƣờng kính lớn, các bồn bể, các bình chịu áp lực và
trong công nghiệp đóng tàu v.v…
- Do vậy để hàn các kết cấu quan trọng từ thép hợp kim thấp và trung bình
cần sử dụng dòng một chiều cực dƣơng. Hàn với cực âm ít đƣợc ứng dụng, trừ
những trƣờng hợp đặc biệt (nhƣ hàn trên đệm đồng hoặc đệm đồng - thuốc);


9

- Tuy nhiên phƣơng pháp này chủ yếu đƣợc ứng dụng để hàn các mối hàn ở
vị trí hàn bằng, các mối hàn có chiều dài lớn và quỹ đạo không phức tạp;
- Phƣơng pháp hàn hồ quang tự động và bán tự động dƣới lớp thuốc có thể
hàn đƣợc các chi tiết có chiều dày từ vài mm đến hàng trăm mm.
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy hàn SAW.
Mục tiêu:
- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn SAW;
- Giải thích được công dụng của các bộ phận trên máy hàn SAW.
- Vận hành được máy hàn SAW đảm bảo đúng kỹ thuật và an toàn lao động.
* Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy hàn SAW:
Các bộ phận chính của thiết bị hàn - SAW (Submerged Arc Welding) của
máy hàn đa năng DC 400.
Máy hàn hàn tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ thƣờng đƣợc chế tạo chuyên
dùng ít tính năng nhƣng ngày nay với sự phát trển của khoa học do yêu cầu sản
xuất, máy hàn tự động dƣới lớp thuốc còn đƣợc chế tạo đặc biệt.
Sau đây giới thiệu máy hàn SAW (Submerged Arc Welding) DC 400 là máy hàn
đa năng có thể sử dụng các phƣơng pháp hàn điều chỉnh chế độ hàn cho:
- Hàn tự động dƣới lớp thuốc (SAW)
- Hàn hồ quang tay (SMAW).
- Hàn dây lõi thuốc (FCAW)
- Hàn trong môi trƣờng khí trơ bảo vệ điện cực không chảy (TIG)

H.b

H. a

H.c


10

Hình 2 Thiết bị máy hàn DC 400
- Hình – a . Máy hàn SAW – DC 400
- Hình – b . Đầu hàn LT 7 - SAW – DC 400
- Hình – c . Đầu hàn LN 25 – điện cưc chảy với dây lõi thuốc .

Hình 3. Mối hàn tự động dưới lớp thuốc (Submerged Arc Welding).
Trong thiết bị hàn tự động tốc độ nạp dây và chiều dài hồ quang, hành trình
hồ quang, đƣợc điều khiển tự động.
- Chi tiết cố định đầu hàn di chuyển dọc theo mối ghép.
- Đầu hàn cố định chi tiết hàn dịch chuyển qua điểm hồ quang.
Trong thiết bị bán tự động tốc độ nạp dây và chiều dài hồ quang đƣợc điều
khiển tự động. điện cực đƣợc nạp qua ống mền đến mỏ hàn, sự điều chỉnh mỏ hàn
theo hƣớng hàn do thợ hàn điều khiển bằng tay.
- Nguồn điện.
BIỂU TƢỢNG – CHẾ ĐỘ
HÀN: GTAW/ FCAW

BIỂU TƢỢNG – CHẾ ĐỘ
HÀN: SAW

TAY GẠT CHUYỂN ĐỔI
PHƢƠNG PHÁP HÀN

TAY GẠT - CHẾ ĐỘ
HÀN SÂU NGẤU

ĐỒNG HỒ:

V/A

NÚM ĐIỀU CHỈNH
ĐIỆN ÁP/ DÒNG HÀN

BIỂU TƢỢNG – CHẾ ĐỘ
HÀN: SMAW/TIG

CÁP ĐIỀU KHIỂN
CONTRON - LT7

NÚM ĐIỀU CHỈNH CHẾ ĐỘ
HÀN: SMAW/TIG

Hình 4: Nguồn điện hàn
Bộ chỉnh lƣu điện áp DC không đổi, 600A dùng cho hàn bán tự động, cũng có thể
đƣợc dùng cho hàn tự động. Nếu cần dùng dòng điện cao hơn 600A có thể mắc


11

song song 2 bộ chỉnh lƣu nêu trên, nhƣng thƣờng sử dụng bộ chỉnh lƣu DC 1200A,

với chu kỳ tải 60% khi hàn dòng 1200A và 1000A ở chu kỳ tải 100%, tƣơng tự bộ
DC 600A có điện áp hồ quang không đổi dòng điện đƣợc xác định bằng tốc độ nạp
dây, dòng điện ngắn mạch cao cho phép mồi hồ quang dễ dàng.
- Xe hàn (Hình 5) xe có 3 hoặc 4 bánh với động cơ dc và hộp giảm tốc,
truyền động các bánh sau bằng ly hợp. Tốc độ xe hàn đƣợc điều khiển tự động,
chiều hành trình đƣợc điều khiển bằng công tắc đảo chiều.

Hình 5: Xe hàn
- Bộ đầu hàn. (Hình 6 )
Bộ phận này gồm thiết bị làm thẳng dây và nạp dây, đƣợc thiết kế để làm
thẳng dây khi đƣợc tháo ra từ cuộn dây đƣa vầo đầu hàn qua ống dẫn. Dây hàn
đƣợc cung cấp thông qua động cơ DC với bộ truyền động con lăn, hộp giảm tốc,
con lăn nạp dây. Tốc độ của con lăn nạp dây đƣợc điều khiển bằng trên bộ điều
khiển (0.1 – 7.5m/min). Phần dƣới của đầu hàn (ống dẫn hƣớng dây, ngàm kẹp giữ,
ngàm kẹp tiếp điểm) có thể xoay 900. Chất trợ dung đƣợc đƣa vào phễu chứa qua
ống mềm đến bộ phận phân phối.

Bộ điều khiển

Thanh dẫn hướng


12

H- a

TAY GẠT
CHẠY TỰ
ĐỘNG/ TAY

H-b
- Hình – a. đầu hàn LT 7 - SAW – DC 400
- Hình – b. đầu hàn LN 25 – điện cưc chảy với dây lõi thuốc.
Hình 6: Bộ đầu hàn
ĐỒNG HỒ

(A/DC); V/DC

NÚM ĐIỀU CHỈNH V/DC

ON/ OFF

DÂY ĐI LÊN

TAY GẠT
CHẠY (OF )
DÂY ĐI
XUỐNG

NÚM ĐIỀU
CHỈNH TỐC ĐỘ
RA DÂY
INCHES/MIN

PHỄU THUỐC
HÀN
KIM
DẪN HƢỚNG

NÚM ĐIỀU

CHỈNH ĐỒNG
HỒ A / DC

BÁNH XE

NÚM START
(KHỞI ĐỘNG)

STOP

RULÔ DÂY HÀN

Hình 7: Bộ điều khiển
- Bộ điều khiển. (hình 7 )
Bao gồm các bộ phận. đồng hồ kỹ thuật để đo tốc độ xe hàn (m/min), vôlt,
ampe kế, chiết áp kế để điều chỉnh tốc độ nạp dây và tốc độ xe, bộ điều chỉnh dây
lên xuống, các công tắc điều khiển chế độ hàn.


13

Hình 8: Đèn chiếu và kim dẫn hướng
- Đèn chiếu và kim dẫn hướng. (Hình 8)
Trong hàn SAW, thợ hàn không thể quan sát một cách chính xác vị trí hồ
quang dọc theo đƣờng hàn, kim dẫn hƣớng đƣợc dùng để kiểm tra vị trí đầu hàn
tƣơng ứng với đƣờng hàn, tuy nhiên kim dẫn hƣớng không hoàn toàn chính xác do
đó có thể dùng đèn chiếu để quan sát dọc theo đƣờng hàn. Bộ phụ tùng này đƣợc
lắp vào ổ cắm đặc biệt trên hộp biến áp.

Hình 9. Chất trợ dung đóng gói và bộ thu hồi chất trợ dung

- Bộ thu hồi chất trợ dung. (Hình 9)
Trong SAW chỉ một phần nhỏ chất trợ dung cung cấp cho đầu hàn bị nóng
chảy do nhiệt hồ quang, phàn còn lại cũng có thể giữ nguyên trạng thái, phần chất
trợ dung dƣ đƣợc lấy ra bằng tay hoặc bằng thiết bị đặc biệt để tái sử dụng. chất trợ
dung có lẫn xỉ đƣợc hút bằng chân không vào thiét bị tách sơ cấp, xỉ đƣợc tách ra
khỏi chất trợ dung bằng sàng sau đó chất trợ dung đƣợc đƣa vào bộ lọc kiểu vải để
lọc lại chất trợ dung.
- Thanh dẫn hướng. (Hình 6)
Xe trƣợt chuyển động trên thanh này để hàn các đƣờng thẳng.
3. Vật liệu hàn SAW.
Mục tiêu:
- Giải thích được tính chất, ký hiệu và công dụng của các loại thuốc hàn hồ
quang tự động;
- Giải thích được tính chất, ký hiệu và công dụng các loại dây hàn hồ quang
tự động dưới thuốc;
- Sử dụng đúng các loại thuốc hàn đảm bảo kỹ thuật và an toàn.
3.1.Thuốc hàn.


14

Có tác dụng bảo vệ vũng hàn, ổn định hồ quang, khử Ôxy, hợp kim hoá kim
loại mối hàn và đảm bảo liên kết hàn có hình dạng tốt, xỉ dễ bong.
F X X X
(1) (2) (3) (4)
(1) - F (FLUX): thuốc hàn.
(2) - Độ bền kéo tối thiểu.
(3) - Chỉ ra điều kiện nhiệt luyện.
A - AsWelding: Nhƣ sau khi hàn.
P - PWHT (Post Weld Heat Treatment): yêu cầu nhiệt luyện sau khi

hàn.
(4): Số chỉ thị minium khi thử impact test (thử va đập).
Z : …………………………………………… Không yêu cầu.
0 : …………………………………………… 00F (- 180c)
2 : …………………………………………… - 200F (- 290c)
4 : …………………………………………… - 400F (- 180c)
5 : …………………………………………… - 500F (- 180c)
6 : …………………………………………… - 600F (- 180c)
8 : …………………………………………… - 800F (- 180c)

Thuốc hàn đóng gói
Khi hàn thép các bon thấp, thuốc hàn đƣợc sử dụng là loại thuốc hàn nung
chảyAH-348A có đặc tính axít (chứa 41÷44% SiO 2, 34÷38%MnO, 6,5%CaO,
5÷7,5%MgO, 4,5%Al2O3, 4÷5,5%CaF 2, 2%Fe2O3, 0,15%S, 0,12%P), kết hợp với
dây hàn CB-08 có hàm lƣợng các bon thấp.
Theo tiêu chuẩn AWS A5.17-1980 thuốc hàn đƣợc ký hiệu kết hợp với dây
hàn tƣơng ứng sao cho đạt đƣợc cơ tính cần thiết của kim loại mối hàn. Thuốc hàn
đƣợc ký hiệu kết hợp với dây hàn nhƣ sau: FXXX – EXXX, trong đó chữ X đầu
tiênlà chữ số cho biết độ bền kéo tối thiểu của kim loại mối hàn ki dùng với loại


15

thuốc hàn tƣơng ứng, bảng 3-1, chữ X thứ 2 cho biết điều kiện nhiệt luyện khi thử
mẫu, chữ X thứ 3 có thể là chữ Z hoặc số cho biết nhiệt độ thấp nhất ứng với giá trị
thử độ dai va đập tối thiểu
Bảng 3-1 Yêu cầu về cơ tính kim loại mối hàn – AWS A5.17-1980
Độ bền kéo,
Giới hạn chảy tối
Độ dãn dài tƣơng

Thuốc hàn-dây hàn
(Mpa)
thiểu, (Mpa)
đối, (%)
F6XX-EXXX
415÷550
330
22
F7XX-EXXX
480÷650
400
22
3.2. Dây hàn AWS
- Trong hàn hồ quang tự động và bán tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ, dây hàn
là phần kim loại bổ sung vào mối hàn, đồng thời đóng vai trò điện cực dẫn điện,
gây hồ quang và duy trì sự cháy của hồ quang. Dây hàn thƣờng có hàm lƣợng Các
bon không quá 0,12 . Nếu hàm lƣợng Các bon cao dễ làm giảm tính dẻo và tăng
khả năng xuất hiện nứt trong mối hàn.
- Đƣờng kính dây hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ từ 1,6 ÷ 6
(mm), còn đối với hàn hồ quang bán tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ từ 0,8 ÷ 2
(mm).
- Dây hàn đƣợc quấn thành các cuộn có khối lƣợng từ 5 ÷ 80 kg
E X XX K
(1) (2) (3) (4)
(1):– E (Electrode): Điện cực hàn
(2): - Chữ cái chỉ hàm lƣợng Mangan
L : ………………………… Low Mn (Mangan thấp)
M : …………………………Medium Mn (Mangan trung bình)
H : ………………………… High Mn ((Mangan cao)
(3) : - Số chỉ hàm lƣợng Carbon (phần vạn)

(4) : - K (killed): nếu có, chỉ thị rằng thép dây hàn đƣợc khử silicon
Khi hàn tự động dƣới lớp thuốc thƣờng sử dụng dây hàn có đƣờng kính
3÷5mm, trong khi hàn bán tự động sử dụng dây hàn có đƣờng kính từ 1,2 ÷ 2 mm.
Với các kết cấu quan trọng có thể sử dụng dây hàn CB-08ΓA hoặc dây hàn
CB-10ΓA kết hợp với thuốc hàn nung chảy OCЦ-45 (chứa 38÷44%SiO2,
38÷44%MnO, 6,5% CaO, 2,5%MgO, 5,0% Al2O3, 6÷9%CaF2, 2%Fe2O3, 0,15%S,
0,15%P)
Khi hàn thép các bon thấp thƣờng sử dụng dây hàn chứa ít tạp chất và chứa
lƣợng nguyên tố khử ôxy cao hơn nhƣ dây CB-10ΓA, CB-10Γ2A.


16

Bảng 3-2 Quy định loại dây hàn theo tiêu chuẩn AWS A5.17-1980
Ký hiệu
EL8
EL8K
EL12
EM12
EM12K
EM13K
EM15K
EH14

%C

%Mn
%Si
%S
%P

Dây hàn có hàm lƣợng mangan thấp
0,1
0,25÷0,6
0,07
0,035
0,035
0,1
0,25÷0,6 0,05÷0,15
0,035
0,035
0,05÷0,15 0,25÷0,6
0,07
0,035
0,035
Dây hàn có hàm lƣợng mangan trung bình
0,05÷0,15 0,8÷1,25
0,1
0,035
0,035
0,05÷0,15 0,8÷1,25 0,1÷0,35
0,035
0,035
0,05÷0,15 0,9÷1,4 0,35÷0,75
0,035
0,035
0,05÷0,15 0,8÷1,25 0,1÷0,35
0,035
0,035
Dây hàn có hàm lƣợng mangan cao
0,05÷0,15 0,05÷0,15

0,1
0,035
0,035

%Cu
0,035
0,035
0,035
0,035
0,035
0,035
0,035
0,35

4. Chế độ hàn SAW.
Mục tiêu:
- Trình bày được phương pháp chọn chế độ hàn hồ quang tự động dưới
thuốc;
- Chọn được chế độ hàn hồ quang tự động dưới thuốc theo các kiểu liên kết
hàn và chiều dày vật hàn;
- Đảm bảo tính tư duy sáng tạo trong học tập.
* Hàn SAW chất lƣợng mối hàn đƣợc xác định bởi loại trợ dung và loại điện
cực và các thông số: cƣờng độ dòng hàn, điện áp hồ quang, tốc độ hành trình, kích
cỡ điện cực, tốc độ cấp nhiệt…
- Dòng điện hàn.
Dòng điện kiểm soát tốc độ nóng chảy của điện cực, và tốc độ kết tinh mối
hàn, độ ngấu sâu và độ hòa tan kim loại hàn với kim loại nền. Khi dòng điện hàn


17

tăng nhiệt lƣợng hồ quang phát sinh tăng, nhiệt lƣợng chuyển đến vật hàn tăng, làm
tăng độ sâu nóng chảy. Đồng thời dòng điện hàn tăng nên lƣợng nóng chảy của dây
hàn tăng, nhƣng hồ quang chìm sâu vào trong kim loại vật hàn nên chiều rộng của
mối hàn không tăng rõ rệt mà chỉ tăng chiều cao của mối hàn. Dòng điện hàn quá
cao có thể gây cháy thủng kim loại mỏng, bề mặt mối hàn không đều. Nếu dòng
điện hàn quá thấp, độ sâu nóng chảy nhỏ làm cho hồ quang cháy không ổn định độ
ngấu không đủ. Do đó dòng điện phải lựa chọn phù hợp (thiết bị thƣờng có am pe
kế để điều chỉnh dòng hàn một cách chính xác).

Hình 11 ảnh hưởng của cường độ dòng điện hàn.
- Điện áp hàn.
Điện áp hồ quang hay còn gọi điện áp hàn là hiệu điện thế giữa đầu điện cực
hàn và bề mặt vùng kim loại nóng chảy, đƣợc đo bằng vôn kế trên máy hàn hay bộ
phận xe hàn, điện áp hồ quang có ảnh hƣởng nhất định đến hình dạng mối hàn.
Hồ quang dài, điện thế hồ quang cao sức thổi của nó đến kim loại lỏng sẽ
giảm bớt, do đó khi hàn điện thế hồ quang tƣơng đối cao thì độ sâu nóng chảy có
hơi giảm bớt do hồ quang dài làm cho tính hoạt động của hồ quang tăng lên, nhƣ
vậy chiều rộng vùng nóng chảy sẽ tăng lên một cách rõ rệt, mà chiếu cao của mối
hàn thì lại giảm xuống tƣơng ứng. Điều chỉnh tốc độ đƣa dây hàn có thể làm thay
đổi đƣợc điện thế hồ quang, tăng tốc độ cấp dây hàn thì điện thế hồ quang sẽ thấp,
ngƣợc lại giảm tốc độ cấp dây hàn thì điện thế hồ quang sẽ cao.


18

Hình 12 ảnh hưởng của điện áp khi hàn.
Điện áp tăng cao thì sẽ.
- Tạo ra đƣờng hàn rộng và phẳng;
- Tăng tiêu thụ chất trợ dung (thuốc hàn);

- Mối hàn dễ bị rỗ khí;
- Tăng sự hấp thụ các nguyên tố hợp kim từ chất trợ dung;
- Gây rạn nứt mối hàn;
- Khó loại bỏ xỉ khi hàn rãnh.
Ngƣợc lại điện áp hồ quang quá thấp thì tạo ra đƣờng hàn nhô cao và hẹp
khó loại bỏ xỉ.
- Đường kính dây hàn. hình 13
Đƣờng kính dây hàn chọn theo chiều dày tấm kim loại nền và kích cỡ mối
hàn mong muốn.
Khi đƣờng kính dây hàn tăng thì mặt cắt cột hồ quang tăng (đƣờng kính cột
hồ quang tăng) còn chiều sâu nóng chảy thì giảm tƣơng ứng. Đƣờng kình dây hàn
giảm thì hồ quang ăn sâu vào kim loại nền do đó mối hàn sẽ hẹp nhƣng sâu.

Hình 13
- Tốc độ hàn.
Đối với dòng điện hàn và hồ quang cho trƣớc, tăng tốc độ hồ quang hoặc tốc
độ hành trình hồ quang sẽ làm giảm độ ngấu sâu, giảm độ bền mối hàn, giảm lƣợng
nhiệt cung cấp cho một đơn vị chiều dài mối hàn. Tốc độ hàn quá cao xẽ làm giảm
sự nóng chảy giữa kim loại hàn và kim loại nền. Khi giảm tốc độ hàn, độ ngấu sâu
và độ bền mối hàn sẽ tăng lên, nhƣng nếu tốc độ quá thấp độ ngấu sâu sẽ giảm, chất
lƣợng mối hàn và bề mặt mối hàn sẽ giảm rõ rệt.


19

Hình 14: Ảnh hưởng của tốc độ hành trình khi hàn.
- Tầm với điện cực.
Khoảng cách giữa mối hàn và đầu điện cực, tạo thành nhiệt trở. Khoảng đầu
điện cực tới vật hàn càng lớn, lƣợng nhiệt càng cao, do đó tốc độ hàn càng cao.
Khoảng cách đầu điện cực tới vật hàn thƣờng là10 -15 (mm) cho các đƣờng kính

điện cực 2,0; 2,4 và 3,2 mm.15 - 20 (mm) cho các đƣờng kính điện cực 4,0; 4,8; 5,6
mm.
Tốc độ hàn có thể tăng khoảng 25 – 50% bằng cách tăng khoảng đầu điện
cực, nhƣng điều này ít đƣợc áp dụng trong công nghiệp.
- Tốc độ cấp nhiệt.
Tốc độ cấp nhiệt đƣợc tính toán theo công thức.
HIR

V * A * 60
S *1000

Trong đó : HIR – Tốc độ cấp nhiệt KJ/mm.
V – Điện áp hồ quang
A – Dòng điện hàn
S – Tốc độ hành trình hồ quang mm/min
Tốc độ cấp nhiệt có ảnh hƣởng đối với cấu trúc vĩ mô của mối hàn và
cấu trúc vi mô của vùng bị ảnh hƣởng nhiệt xung quanh mối hàn.
5. Các khuyết tật mối hàn SAW nguyên nhân và đề phòng.
Mục tiêu:
- Trình bày được các loại khuyết tật thường xảy ra khi hàn hồ quang tự đông
dưới thuốc;
- Biết khắc phục các loại khuyết tật thường xảy ra khi hàn hồ quang tự đông
dưới thuốc;
Tuy nhiên các khuyết tật mối hàn có thể do phát sinh ở các quy trình và các
thông số (chế độ hàn) không chuẩn, ở đây chỉ trình bày một số khuyết tật từ những
nguyên nhân khác:
5.1. Rỗ xốp. hình 15
a) Nguyên nhân:
- Gỉ sắt, dầu mỡ, hơi ẩm trên bề mặt kẽ hàn.

20

hình 15
- Lớp trợ dung quá mỏng khi hàn có thể nhìn thấy hồ quang.
- Các tạp chất tồn tại trong chất trợ dung (do tái tạo) bị nhiễm bẩn
- Chất trợ dung bị giữ lại ở phía dƣới đƣờng hàn đáy và mặt dƣới của mối
ghép.
- Hơi ẩm trong chất trợ dung .
b) Biện pháp đề phòng:
- Triệt để làm sạch mối ghép trƣớc khi hàn .
- Điều chỉnh áp lực chất trợ dung phù hợp.
- Hệ thống thu hồi chất trợ dung phải có trang bị lọc, để tách khỏi các tạp chất
có hại.
- Tẩy bỏ những chất trợ dung ở đƣờng hàn trƣớc.
- Bảo quản và sấy khô chất trợ dung trƣớc khi hàn ở nhiệt độ 300 -350 0c
trong một đến hai giờ.
5.2. Các rạn nứt mối hàn. hình 16
Các rạn nứt ít xẩy ra khi hàn thép C trung bình với chiều dày không quá 10
mmm, khi chiều dày lớn hơn có thể gây rạn nứt mối hàn.
a) Nguyên nhân:
- Làm nguội nhanh mối hàn.
- Biến dạng dƣ trong mối hàn lớn.
- Sự hòa tan kim loại nền và kim loại mối hàn
không tốt.
- Hàm lƣợng H2 trong hồ quang cao.
- Độ ngấu sâu mối hàn quá mức.
b) Biện pháp đề phòng:
Hình 16

21

- Không làm nguội nhanh mối hàn.
- Đổi cực tính của điện cực từ dƣơng sang âm.
- Tăng đƣờng kính điện cực.
- Chuyển phƣơng pháp một điện cực sang hai điện cực.
- Hành trình thứ nhất bằng phƣơng pháp hàn tay thay cho hàn SAW.
6. Những ảnh hưởng tới sức khoẻ của người công nhân khi hàn SAW.
- Khói hàn đƣợc sinh ra trong quá trình hàn và mang trong nó các thành phần
có từ điện cực hàn, thuốc hàn, kim loại cơ bản, các chất bám trên bề mặt kim loại
cơ bản và các thành phần khác có trong không khí.
- Nguy hiểm gây ra khói hàn đƣợc đánh giá theo các quy định chung về khói
công nghiệp đó là xem xét dựa trên tác động của từng thành phần hóa học có trong
nó.
- Khói hàn có thể gây các tác động tức thời lên mắt và da, gây chóng mặt,
buồn nôn và dị ứng.
Ví dụ: khói kẽm có thể gây cúm, tiếp xúc với khói hàn trong thời gian dài có
thể gây nhiễm sắt (bụi sắt có trong phổi) ảnh hƣởng xấu tới chức năng của phổi.
7. An toàn và vệ sinh phân xưởng.
- Chỉ kiểm tra, sửa chữa khi chắc chắn rằng nguồn điện đã đƣợc ngắt khỏi
máy hàn.
- Điều chỉnh dòng điện hàn và cực tính chỉ tiến hành khi không hàn.
- Sau mỗi ca làm việc cần vệ sinh lau chùi sạch sẽ máy hàn, các thiết bị hàn
và vệ sinh phân xƣởng.
8. Kiểm tra.
TT
1.

2.

3.

Nội dung đánh giá
Kiến thức:
- Cấu tạo, vận hành và nguyên lý làm
việc của máy hàn tự động dƣới thuốc.
- Các khuyết tật mối hàn SAW nguyên
nhân và đề phòng.
Kỹ năng:
- Điều chỉnh chế độ hàn.
- Vận hành máy hàn.
Thái độ:
An toàn lao động, vệ sinh công nghiệp,
tính cẩn thận và chính xác.

Cách thức thực hiện
Vấn đáp hoặc tự luận

Thông qua quan sát, theo dõi ghi
sổ, kiểm tra kích thƣớc và chất
lƣợng mối hàn.
Thông qua quan sát, theo dõi.


22

Câu hỏi và Bài tập
Câu 1: Trình bày thực chất, đặc điểm, công dụng của hàn SAW?
Câu 2: Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn SAW?

Câu 3: Trình bày tính năng tác dụng của thuốc hàn, dây hàn SAW?
Câu 4: Trình bày các thông số chế độ hàn khi hàn SAW?

Bài 02: VẬN HÀNH MÁY HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI THUỐC (SAW)
Mã bài: 26.2
Giới thiệu:
Bài này nhằm trang bị cho ngƣời học các kiến thức về cấu tạo, nguyên lý
làm việc, vận hành và cách sử dụng, bảo quản của máy hàn hồ quang tự động dƣới
thuốc.
Mục tiêu:
- Trình bày đƣợc kỹ thuật vận hành máy hàn tự động dƣới lớp thuốc (SAW)
-Nhận biết đƣợc các núm chức năng điều khiển máy nhƣ: điều chỉnh dòng
hàn, điện áp hàn, tốc độ đẩy dây hàn, quá trình hàn liên tục không liên tục;
-Kết nối đƣợc thiết bị hàn SAW đảm bảo yêu cầu kỹ thuật;
-Chọn đƣợc chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất của vật liệu và kiểu
liên kết hàn;
-Vận hành, sử dụng đƣợc thiết bị hàn tự động dƣới lớp thuốc thành thạo
đúng quy trình quy phạm kỹ thuật;
-Xử lý đƣợc một số sai hỏng thông thƣờng khi vận hành, sử dụng máy hàn tự
động dƣới lớp thuốc;
-Tuân thủ các quy định về an toàn lao động và vệ sinh phân xƣởng.
1. Kết nối thiết bị hàn tự động.
- Nguyên tắc đấu nối. (hình 17)
2. Vận hành, sử dụng máy hàn tự động dưới thuốc.
* Nguyên tắc vận hành:
- Khởi động máy đƣợc tiến hành khi các yêu cầu an toàn đã đƣợc kiểm tra mới
đƣợc đóng cầu dao điện cho máy hàn;


23

- Việc chuyển đổi phƣơng pháp hàn nhƣ hàn SAW, GMAW….chỉ đƣợc phép thực
hiện khi máy không có tải (khi không hàn);
- Không thực hiện đồng thời các phƣơng pháp hàn một lúc, căn cứ vào dòng hàn
khi chọn chế độ hàn để lựa chọn thời gian % của chu kỳ hàn (100%; 50%; 60%)
SỰ KẾT NỐI GIỮA MÁY HÀN DC 400 A VÀ
ĐẦU HÀN LINCON LT 7 – KHI THỰC HIỆN QUY TRÌNH HÀN TỰ ĐỘNG

vị trí tay gạt
LT-7

DC 400 A
_

+
CÁP - CONTROL

VẬT
HÀN

Hình 17
4. Các sự cố thường gặp, công tác an toàn lao động và vệ sinh phân
xưởng khi hàn tự động dưới thuốc.
Mục tiêu:
- Trình bày được các sự cố thường gặp, nguyên nhân và biện pháp phòng
ngừa của máy hàn SAW;
- Khắc phục được một số các sự cố thông thường xảy ra với máy hàn SAW
đảm bảo an toàn lao động.
4.1. Các sự cố.
* Bảng xử lý sự cố.

Sự cố
Cầu chì nguồn
cháy và bị đứt
mạch.

Nguyên nhân
Đấu nối sai.
Ngắn mạch động cơ quạt.

Giải pháp
Kiểm tra và đấu nối lại
theo hƣớng dẫn sử dụng.
Sửa chữa hoặc thay động


24

Ngắn mạch biến thế
Cầu chì nguồn
cháy khi nhấn
công tắc hàn.
Cầu chì nguồn
cháy sau một thời
gian làm việc.

Đấu nối ổ cắm chuyển đổi điện
áp bị sai.
Ngắn mạch Biến thế
Mạch bị hỏng.
Cầu chì không đủ công suất.

Đấu nối sai.

Máy hàn không
có dòng.

cầu chì nguồn bị cháy.
Cáp hàn chƣa nối nguồn.
Điện áp nguồn không ổn định.
Tiết diện cáp quá nhỏ.

Dòng hàn không
ổn định.

Các chỗ nối bị lỏng.

cơ.
Kiểm tra và thay biến thế
nếu cần thiết.
Kiểm tra và thực hiện đấu
nối lại theo hƣớng dẫn sử
dụng.
Thay biến thế mới.
Thay bảng mạch
Sử dụng cầu chì đúng công
suất (xem bảng)
Kiểm tra và đấu nối lại
theo hƣớng dẫn.
Tìm nguyên nhân và thay
thế.
Kiểm tra cáp hàn.

Kiểm tra điện áp nguồn
bằng Vôn kế
Thay cáp có tiết diện thích
hợp.
Kiểm tra các chỗ nối của
cáp nguồn và mạch điện,
vặn chặt các chỗ nối nếu
cần thiết.

4.2. Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng khi hàn tự động
dưới thuốc.
- Chỉ kiểm tra, sửa chữa thiết bị khi chắc chắn rằng nguồn điện đã đƣợc ngắt
khỏi máy hàn;
- Điều chỉnh dòng điện hàn và cực tính chỉ tiến hành khi không hàn;
- Sau mỗi ca làm việc cần vệ sinh lau chùi sạch sẽ máy hàn, các thiết bị hàn
và vệ sinh phân xƣởng.
Câu hỏi và Bài tập
1: Yêu cầu kết nối các thiết bị hàn SAW đúng yêu cầu kỹ thuật?
2: Vận hành máy hàn SAW đảm bảo an toàn?