Giáo trình Công nghệ kim loại Nghề: Hàn Trình độ: Cao đẳng nghề CĐ Nghề Giao Thông Vận Tải Trung Ương II

TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ
GIAO THÔNG VẬN TẢI TRUNG ƢƠNG II
..............o0o..............

Gi¸o tr×nh
M«n häc: CÔNG NGHỆ KIM LOẠI
M· sè: MH 14
NghÒ hµn
Tr×nh ®é cao ®¼ng nghÒ

Hải Phòng, năm 2011.


Lời nói đầu
Để đáp ứng nhu cầu về công nghệ kim loại học tập cho sinh viên và tạo điều kiện
thuận lợi cho giáo viên khi giảng dạy Tổ môn Lý thuyết cơ bản đã biên soạn giáo
trình Công nghệ kim loại .
Giáo trình Công nghệ kim loại đ-ợc biên soạn theo ch-ơng trình môn học trong
ch-ơng trình khung quốc gia nghề Hàn- Trình độ Cao đẳng nghề bao gồm những kiến
thức cơ bản để làm cơ sở cho việc tiếp thu các môn học chuyên môn nghề.
Trong quá trình biên soạn tổ môn đã tham khảo nhiều tài liệu Công nghệ kim
loại của các tr-ờng đào tạo nghề và một số tài liệu của các tr-ờng Đại học kỹ thuật
nh- tr-ờng ĐHBKHN, ĐH công nghiệp...
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tôi
rất mong nhận đ-ợc ý kiến đóng góp xây dựng của đồng nghiệp và bạn đọc để giáo
trình này ngày càng hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Tháng 12 năm 2011


Chƣơng I: ĐÚC KIM LOẠI - HỢP KIM

Bài 1: Khái niệm và đặc điểm đúc kim loại - hợp kim
I. Mục tiêu bài giảng
Sau khi học bài này học sinh cần:
- Nêu được khái niệm, đặc điểm đúc kim loại, hợp kim
- Vẽ sơ đồ trình bày được quá trình sản xuất đúc trong khuôn cát
- Lựa chọn được vật liệu chế tạo hỗn hợp làm khuôn
- Có tính chuyên cần, ham học hỏi, sáng tạo trong học tập
II. Nội dung bài giảng
1. Khái niệm
Là quá trình nấu chảy rồi rót kim loại vào khuôn. Sau khi kim loại đông đặc ta
thu được vật đúc theo yêu cầu.
- Vật đúc đem sử dụng ngay gọi là chi tiết đúc
- Vật đúc đưa qua gia công tiếp theo gọi là phôi đúc.
2. Đặc điểm
* Ưu điểm:
- Có thể đúc được nhiều vật liệu khác nhau: Gang, thép,...Khối lượng vài gam
đến hàng trăm tấn.
- Chế tạo được những vật đúc có hình, dạng kết cấu phức tạp
- Có khả năng cơ khí hoá, tự động hoá
- Giá thành chế tạo vật đúc rẻ
* Nhược điểm
- Độ chính xác về hình dạng kích thước và độ bóng không cao
- Dễ gây khuyết tật (rỗ khí, cháy cát)
- Khó kiểm tra khuyết tật
Bài 2: Đúc trong khuôn cát
1. Quá trình sản xuất đúc trong khuôn cát
Bước 1 Bộ phận kỹ thuật căn cứ bản vẽ chi tiết vẽ bản vẽ vật đúc.
Bản vẽ vật đúc cần phải thể hiện được mặt phân khuôn, lõi, độ dốc đúc, lượng
dư gia công cơ, dung sai khi đúc.
Bước 2 Bộ phận mộc mẫu căn cứ bản vẽ vật đúc chế tạo ra bộ mẫu.

Bộ mẫu gồm:
* Mẫu
- Mẫu vật đúc → tạo lòng khuôn → hình dáng bên ngoài vật đúc. Mẫu chia
làm 2 nửa, lắp với nhau bằng chốt định vị.
- Mẫu hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót → tạo ra hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót
khi làm khuôn.
* Hộp lõi: dùng tạo ra lõi → tạo phần rỗng bên trong vật đúc. Hộp lõi chia làm
2 nửa lắp với nhau bằng chốt định vị.
Sơ đồ quá trình sản xuất đúc


Bản vẽ kỹ thuật
Chế tạo bộ mẫu
Chế tạo hỗn hợp làm
khuôn

Chế tạo hỗn hợp làm lõi

Làm khuôn
Làm lõi

Làm lõi
Nấu KL, HK lỏng

Làm lõi

Lắp khuôn, lõi – Rót KL, HK lỏng vào khuôn
Rỡ khuôn lấy
vật đúc

Tháo lõi khỏi
vật đúc

Làm sạch
vật đúc

Kiểm tra
vật đúc

Bước 3: Bộ phận làm khuôn dùng mẫu và hỗn hợp làm khuôn chế tạo ra
khuôn.
- Khuôn chia làm 2 nửa để dễ rút mẫu khi làm khuôn.
- Để dẫn kim loại lỏng vào khuôn trong hòm khuôn có hệ thống rót. Đậu ngót
dùng để bổ sung kim loại còn thiếu vào trong khuôn khi kim loại co ngót trong quá
trình đông đặc → tránh lõm co. Đậu hơi dùng tăng cường thoát khí trong lòng khuôn
và trong hỗn hợp ra ngoài → tránh rỗ khí.
Bước 4 Bộ phận làm lõi dùng hộp lõi và hỗn hợp làm lõi chế tạo ra lõi.
Bước 5 Sấy khuôn và lõi - Nấu kim loại hợp, kim lỏng.
Bước 6 Lắp khuôn, lõi
- Lõi tựa trong khuôn nhờ gối lõi và các mã đỡ hoặc mã chống.
- Dùng các gân hòm khuôn để nâng cao độ bền khuôn.
- Xiên các lỗ để tăng khả năng thoát khí khi rót khuôn.
- Hai hòm khuôn lắp chính xác với nhau nhờ chốt định vị.
- Kẹp chặt hai hòm khuôn bằng bu lông hoặc tải trọng đè.
Bước 7 Rót kim loại hợp, kim lỏng vào khuôn
Bước 8 Dỡ khuôn - Phá lõi - Làm sạch - Kiểm tra vật đúc
2. Hỗn hợp làm khuôn, lõi
a. Các yêu cầu với hỗn hợp làm khuôn lõi
- Tính dẻo: Khả năng biến dạng vĩnh cửu của hỗn hợp sau khi bỏ tác dụng của
ngoại lực (tạo lòng khuôn rõ nét theo đúng hình dạng và kích thước).

- Độ bền: Khả năng hỗn hợp chịu được tác dụng của ngoại lực mà không bị
phá huỷ (không vỡ khi vận chuyển, lắp ráp khuôn và chịu áp lực thuỷ tĩnh, thuỷ động
của kim loại lỏng khi rót khuôn).


- Tính lún: Khả năng giảm thể tích của hỗn hợp khi chịu tác dụng của ngoại
lực (không cản trở vật đúc khi đông đặc và làm nguội tránh hiện tượng nứt, công
vênh).
- Tính thông khí: Khả năng thoát khí từ trong lòng khuôn, hoặc trong hỗn hợp
ra ngoài (không khí từ kim loại lỏng, nơi ẩm từ vật liệu khuôn...thoát ra ngoài đễ
dàng, tránh được rỗ khí).
- Độ ẩm: Lượng nước chứa trong hỗn hợp tính theo %.
- Độ bền nhiệt: Khả năng giữ được độ bền khi làm việc ở nhiệt độ cao (không
bị chảy, cháy, mềm ở nhiệt độ cao).
- Độ bền lâu: Khả năng làm việc lâu dài, nhiều lần của hỗn hợp (giữ được tính
chất ban đầu).
b. Các vật liệu làm khuôn, lõi
* Cát
Thành phần chủ yếu là SiO 2 còn gọi thạch anh, ngoài ra lẫn ít đất sét và các tạp
chất như: Aℓ2O3, Fe2O3.
* Đất sét
Thành phần chủ yếu là Cao lanh mAℓ2O3. n SiO2. qH2O và một số tạp chất
khác CaCO3; Fe2O3; Na2CO3. Nghiền nhỏ đất sét rồi trộn với cát khi làm khuôn.
Đặc điểm → Dẻo dính khi có lượng nước thích hợp.
→ Tăng độ bền, không cháy nhưng giòn dễ vỡ khi sấy khô.
* Chất dính kết
- Chất đưa vào hỗn hợp để tăng độ bền, độ dẻo.
- Thường dùng
+ Dầu thực vật: dầu lanh, dầu bông, dầu trẩu → trộn với cát.
+ Chất hoà tan nước: nước đường, bột hồ.

- Chất hoá cứng: hắc ín, thuỷ tinh, xi măng nhựa thông.
* Chất phụ
Dưa vào hỗn hợp để tăng tính lún, tính thông khí, làm nhẵn bề mặt khuôn, lõi
và tăng tính chịu nhiệt.
- Chất phụ pha trộn hỗn hợp: mùn cưa, rơm vụn, bột than.
- Chất sơn khuôn
Quyét lên bề mặt khuôn, lõi tăng độ nhẵn bóng và tính chịu nóng bề mặt.
c. Các loại hỗn hợp làm khuôn, lõi
* Hỗn hợp làm khuôn
- Cát áo: Dùng để phủ sát mẫu khi làm khuôn, trực tiếp tiếp xúc với kim loại
lỏng cần độ bền, dẻo, chịu nhiệt cao, hạt nhỏ, tăng độ nhẵn ở bề mặt. Thường sử dụng
cát mới chiếm (10 ÷ 15)% lượng cát chứa trong khuôn.
- Cát đệm: Dùng đệm phần khuôn còn lại nhằm nâng cao độ bền khuôn. Cần
tính lún, tính thông khí. Thường sử dụng cát cũ chiếm (55 ÷ 90)% lượng cát trong
khuôn.
→ Tuỳ thuộc kim loại vật đúc mà hỗn hợp làm khuôn có tỷ lệ pha trộn khác
nhau.


Trung bình: cát chiếm (70 ÷ 80)%, đất sét chiếm (8 ÷ 20)%.
* Hỗn hợp làm lõi
Lõi bị kim loại bao bọc xung quanh nên hỗn hợp làm lõi cần có độ bền, tính
chịu nhiệt, độ thông khí cao hơn khuôn.
- ↑ độ bền lõi → ↑ chất dính kết, giảm đất sét ( 2 ÷ 10)%.
- ↑ tính chịu nhiệt → dùng nhiều cát thạch anh độ hạt trung bình, ít dùng cát cũ.
- ↑ tính thông khí → dùng nhiều cát thạch anh độ hạt trung bình, nhiều chất phụ
↑ tính lún.
- phải sấy lõi.
3. Chế tạo bộ mẫu - hộp lõi
a. Khái niệm về bộ mẫu - hộp lõi

* Bộ mẫu: Mẫu, tấm mẫu, mẫu hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót.
- Mẫu: Dùng tạo ra lòng khuôn → hình dáng bên ngoài vật đúc.
- Tấm mẫu: Dùng kẹp mẫu khi làm khuôn.
- Mẫu hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót: Dùng tạo ra hệ thống rót, đậu hơi, đậu
ngót.
+ Hệ thống rót: Dùng dẫn kim loại lỏng từ thùng rót vào khuôn góp phần
quyết định đến chất lượng vật đúc và tỷ lệ kim loại hao phí.
+ Đậu hơi: Dùng đẻ thoát khí từ trong lòng khuôn, trong hỗn hợp ra ngoài báo
hiệu mức kim loại lỏng và áp lực động của kim loại trong lòng khuôn.
+ Đậu ngót: Dùng để bổ sung kim loại còn thiếu vào trong khuôn khi kim loại
đông đặc (tránh phế phẩm lõm co).
* Hộp lõi: dùng chế tạo ra lõi → hình dáng bên trong vật đúc.
b. Vật liệu chế tạo bộ mẫu - hộp lõi
Gỗ, kim loại, thạch cao, xi măng, chất dẻo,..... Thông dụng nhất là kim loại, gỗ.
* Gỗ:
- Ưu điểm: rẻ, dễ gia công, nhẹ.
- Nhược điểm: bền cứng thấp, dễ trương, nứt, cong vênh.
→ Dùng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, trung bình, làm mẫu lớn.
* Kim loại:
- Ưu đểm: Bền cứng cao, nhẵn bóng, chính xác, không thấm nước, ít công
vênh, sử dụng được lâu.
- Nhược điểm: Đắt, khó gia công, nặng.
→ Dùng trong sản xuất hàng khối, loạt lớn và trung bình
C. Nguyên lý thiết kế mẫu - hộp lõi
Bản vẽ chi tiết → Bản vẽ vật đúc → Bản vễ mẫu - hộp lõi → Chế tạo mẫu hộp lõi.
* Bản vẽ vật đúc:


Thoả mãn được các yêu cầu đặc điểm của bản vẽ chi tiết. Ngoài ra còn biểu thị
mặt được phân khuôn, dung sai khi đúc (độ co kim loại), lượng dư gia công, lõi, gối

lõi, độ dốc đúc, góc đúc.
* Bản vẽ mẫu: Kích thước mẫu tương tự bản vẽ vật đúc có thêm dung sai chế
tạo và công nghệ nguyên vật liệu chế tạo mẫu. Để dễ làm khuôn mẫu chia làm 2 nửa
nắp với nhau bằng chốt định vị. Mặt phân mẫu trùng với mặt phân khuôn. Trường hợp
quá phức tạp có thể làm dưới dạng nhiều phần tháo rời.
* Bản vẽ hộp lõi:
Tuỳ theo độ phức tạp của lõi → hộp lõi nguyên, 2 nửa, tháo rời. Kết cấu, kích
thước, dung sai, cách vẽ hộp lõi tương tự thiết kế mẫu.
4. Phƣơng pháp làm khuôn
a. Làm khuôn bằng tay
- Làm khuôn trong 2 hòm khuôn.
- - - - - trong 2 hòm khuôn.
- - - - - trên nền xưởng.
Ngoài ra còn có các phương pháp:
- Làm khuôn bằng dưỡng gạt;
- - - - - không hòm;
- - - - - 3 hoặc nhiều hòm khuôn;
- - - - - bằng xén;
- - - - - - lõi phụ;
- - - - dùng miếng đất phụ;
+ Ưu điểm: Phù hợp với vật đúc phức tạp, khối lượng lớn.
+ Nhược điểm: Năng suất thấp, độ chính xác không cao, điều kiện láo động
nặng nhọc, yêu cầu tay nghề thợ cao.
→ Áp dụng: sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ.
b. Làm khuôn bằng máy
- Làm khuôn trên máy ép
- - - - - - - dằn
- - - - - - - vừa dằn, vừa ép
- - - - - - - phun cát.
+ Ưu điểm: Năng suất cao, chất lượng tốt.

+ Nhược điểm:
. Chỉ dùng mẫu làm khuôn, không dùng dưỡng gạt được;
. Thường dùng hòm khuôn, không làm dưới nền xưởng;
. Không dùng 3 hoặc nhiều hòm khuôn;
. Chỉ dùng 1 loại hỗn hợp làm khuôn (không dùng riêng cát áo, cát đệm).
5. Sấy - Lắp khuôn lõi
a. Sấy khuôn, lõi
* Khái niệm
Phương pháp dùng nhiệt làm bốc hơi nước, ôxi hoá các chất dính loại dầu mỡ,
làm khô các chất dính dễ khô.


* Mục đích
Nâng cao độ bền, tính thông khí, giảm khả năng tạo khí khi rót khuôn.
- Lõi 100% phải sấy
- Khuôn sấy khi: Đúc vật đúc to, cao, phức tạp, yêu cầu chất lượng cao.
* Nhiệt độ sấy và thời gian sấy
- Nhiệt độ sấy: (175 ÷ 450)0C.
- Thời gian sấy: Phụ thuộc nhiệt độ sấy, tốc độ dòng khí trong lò, kích thước,
độ ẩm ban đầu khuôn lõi, chiều dày lớp hỗn hợp.
* Các phương pháp sấy
- Sấy bề mặt:
+ Sấy trực tiếp bề mặt khuôn nhờ rơm, rạ, than củi;
+ Sơn lên bề mặt khuôn lớp sơn dễ cháy rồi mồi lửa để sấy khuôn;
+ Dùng lò sấy di động đốt bằng than, củi;
+ Sấy bằng dòng khí nóng, bằng tia hồng ngoại.
b. Lắp khuôn, lõi
* Kiểm tra vị trí lõi trong khuôn
Dùng dưỡng gỗ kiểm tra vị trí lõi trong khuôn
- Vị trí thẳng đứng hoặc nằm ngang của lõi

- - - tương đối giữa lõi với lòng khuôn
- - - - - - - - - - lõi.
* Sử dụng con mã
- Mã đỡ: Đỡ lõi to, dài hoặc lắp công xon.
- Mã chống: Tránh lõi nổi lên trên khi rót khuôn.
* Kẹp khuôn hoặc đè khuôn
Dùng bu lông hoặc dùng tải trọng đè.
6. Nấu chảy - Rót kim loại, hợp kim
a. Nấu chảy kim loại, hợp kim (gang)
* Vật liệu nấu chảy
Kim loại, nhiên liệu, chất trợ dung → mẻ liệu.
- Vật liệu kim loại: Gang thỏi, thép phế liệu, gang thừa vật đúc hỏng, hệ thống
rót, đậu hơi, đậu ngót. Ngoài ra cho thêm Fe - Mn, Fe - Si.
→ Tỷ lệ các vật liệu KL phải phù hợp với chất lượng vật đúc yêu cầu.
- Nhiên liệu: Thường dùng nhiên liệu rắn vì dễ sinh nhiệt (than cốc, than đá,
than gầy nhiệt luyện).
- Chất trợ dung: Tạo xỉ trong quá trình nấu chảy. Thường dùng đá vôi, đôlômít,
huỳnh thạch.
* Thiết bị nấu chảy: Lò đứng, lò điện, lò ngọn lửa. Thường dùng lò đứng.
b. Rót kim loại, hợp kim
* Vị trí khuôn rót
- Khuôn đặt nằm ngang: Thường dùng với vật đúc đơn giản.
- - - - - - nghiêng: Dùng với vật đúc quan trọng, vật đúc phức tạp, thành
mỏng.


- - - - - thẳng đứng: Dùng đúc xi lanh, pít tông đẻ vật đúc chắc chắn,
không bị rỗ khí.
* Thùng rót
Vỏ bằng thép = (6 ÷ 8)mm, đáy dày (10 ÷ 14)mm, bên trong lót lớp gạch chịu

lửa dày 20mm.
* Nhiệt độ rót: Phụ thuộc vào loại hợp kim, kết cấu vật đúc
Ví dụ: Gang t0 rót
(1200 ÷ 1350);
Thép C và thép HK (1500 ÷ 1600);
Hợp kim đồng
(1040 ÷ 1170);
Hợp kim nhôm
(700 ÷ 750);
7. Dỡ khuôn - Tháo lõi - Làm sạch - Kiểm tra
a. Dỡ khuôn
* Dỡ khuôn bằng tay: Để khuôn trên nền xưởng hoặc treo lên cần trục rồi dùng
thanh thép chọc phá cát khuôn.
→ Dùng cho sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ.
* Dỡ khuôn bằng máy: Dùng đòn rung, lưới dỡ khuôn.
→ Dùng cho sản xuất hàng loạt, hàng khối.
b. Phá lõi
* Phá lõi bằng tay: tương tự dỡ khuôn).
* Phá lõi bằng máy: Dùng đục hơi, máy rung hoặc buồng phun nước cao áp.
→ Dùng cho sản xuất hàng loạt, hàng khối.
c. Làm sạch vật đúc
Chặt hoặc cắt hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót, chỗ gồ ghề, ba via, cháy cát trên
bề mặt vật đúc.
d. Kiểm tra vật đúc
Kiểm tra chất lượng, đánh giá, phân loại sản phẩm → Sơn rồi nhập kho
Câu hỏi về nhà
1. Trình bày nguyên lý thiết kế mẫu - hộp lõi và phương pháp sấy khuôn - lõi;
2. Trình bày quá trình nấu chảy, rót kim loại, hợp kim lỏng vào khuôn.
3. Trình bày các phương pháp dỡ khuôn, tháo lõi, làm sạch, kiểm tra vật đúc.
Bài 3: Các phƣơng pháp đúc đặc biệt

I. Mục tiêu bài giảng
Sau khi học bài này học sinh cần:
- Nêu được khái niệm, đặc điểm các phương đúc đặc biệt;
- Trình bày được khái niệm, đặc điểm gia công áp lực;
- Tích cực, chủ động sáng tạo trong học tập.
II. Nội dung bài giảng
1. Đúc trong khuôn kim loại


a. Khái niệm
Quá trình rót kim loại lỏng vào trong khuôn bằng kim loại.
b. Đặc điểm
* Ưu điểm:
- Dùng được nhiều lần tùy thuộc vào kim loại vật đúc;
- Vật đúc có độ chính xác, độ nhẵn bề mặt cao;
- Cơ tính vật đúc cao;
- Tiết kiệm được vật liệu làm khuôn;
- Năng suất cao, điều kiện lao động tốt.
* Nhược điểm:
- Giá thành khuôn đắt chỉ phù hợp với sản xuất hàng loạt, hàng khối;
- Vật đúc dễ nứt, đúc gang dễ bị hóa trắng;
- Khó đúc vật đúc phức tạp, thành mỏng, khối lượng lớn.
→ Áp dụng: Vật đúc có hình dáng đơn giản, khối lượng nhỏ, trung bình.
2. Đúc áp lực
a. Khái niệm
Quá trình ép kim loại lỏng vào khuôn kim loại với áp lực nhất định.
b. Đặc điểm
* Ưu điểm:
- Vật đúc có độ chính xác, độ nhẵn bề mặt cao;
- Bề mặt bên trong vật đúc có độ bóng cao;

- Đúc được các vật mỏng, vật đúc phức tạp;
- Cơ tính vật đúc cao;
- Năng suất cao (100 – 200) vật đúc/giờ.
* Nhược điểm:
- Không đúc được vật đúc có hình dáng bên trong phức tạp;
- Khuôn nhanh mòn;
- Ít dùng đúc kim loại đen.
→ Áp dụng: Đúc hợp kim thiếc, chì, kẽm, ma giê, nhôm, đồng…..
3. Đúc ly tâm
a. Khái niệm
Quá trình rót kim loại lỏng vào khuôn quay, nhờ lực ly tâm, kim loại lỏng được
phân bố đều điền đầy lòng khuôn tạo thành vật đúc.
b. Đặc điểm
* Ưu diểm
- Tiét kiệm vật liệu và công làm lõi;
- Tiêt kiệm kim loại;
- Đúc được nhiều lớp kim loại khác nhau trong cùng một vật đúc;
- Tổ chức kim loại mịn chặt, tránh được rỗ co, rỗ khí;
- Có thể đúc được vật đúc mỏng.
* Nhược điểm


- Chỉ phù hợp với vật tròn xoay, rỗng nhưng chất lượng và độ chính xác không
cao;
- Khuôn đúc cần có độ bền cao, phải cân bằng và kín;
- Vật đúc dễ bị thiên tích.
4. Đúc liên tục
a. Khái niệm
Quá trình rót liên tục kim loại lỏng vào 1 khuôn bằng kim loại có hệ thống tuần
hoàn làm nguội và lấy vật đúc ra liên tục.

b. Đặc điểm
* Ưu điểm
- Thích hợp với vật đúc dài, tiết diện không đổi, chiều dài không hạn chế, đúc
tấm kim loại thay cho cán;
- Cơ tính vật đúc cao, chất lượng tốt, tránh được rỗ xỉ, rỗ khí, thiên tích;
- Năng suất cao, giá thành hạ;
- Tiết kiệm kim loại.
* Nhược điểm
- Vật đúc dễ nứt;
- Không đúc được vật đúc phức tạp, tiết diện thay đổi.
5. Đúc trong khuôn mẫu chảy
a. Khái niệm
Thực chất là dạng đúc trong khuôn cát nhưng mẫu được làm bằng vật liệu dễ
chảy.
b. Đặc điểm
* Ưu điểm
- Đúc được vật đúc phức tạp, những hợp kim khó chảy;
- Độ chính xác, độ nhẵn cao.
* Nhược điểm
- Giá thành chế tạo khuôn cao;
- Chu trình sản xuất dài, cường độ lao động cao.
6. Đúc trong khuôn vỏ mỏng
a. Khái niệm
Thực chất là đúc trong khuôn cát đặc biệt có thành khuôn mỏng (6 ÷ 8)mm.
b. Đặc điểm
* Ưu điểm
- Độ chính xác, độ nhẵn cao;
- Vật đúc ít rỗ nứt, khuyết tật, không bị hoá trắng;
- Giảm hao phí kim loại;
- Dỡ khuôn, làm sạch vật đúc đơn giản;

- Quá trình đúc dễ cơ khí hoá, tự động hoá.
* Nhược điểm
- Chu trình làm khuôn dài → Giá thành cao;
- Chỉ phù hợp sản xuất loạt lớn, hàng khối.


Chƣơng II: GIA CÔNG ÁP LỰC
Bài 1: Khái niệm và đặc điểm gia công áp lực
1. Khái niệm
Phương pháp dựa vào tính dẻo của kim loại, dùng ngoại lực tác dụng lên kim loại
ở trạng thái nóng hoặc nguội, làm thay đổi hình dạng, kích thước và tính chất của kim
loại.
2. Đặc điểm
* Ưu điểm
- Phương pháp gia công không có phoi → tốn ít kim loại;
- Năng suất cao;
- Nâng cao độ bền của vật liệu.
* Nhược điểm
- Một số nguyên công gia công áp lực đạt độ chính xác, độ mhẵn không cao;
- Một số nguyên công gia công áp lực dùng xung lực lớn gây chấn động, tiếng
ồn lớn.
- Không chế tạo được các vật rỗng bên trong phức tạp.
→ Dùng nhiều trong chế tạo cơ khí, ôtô, xe máy, máy điện, xây dựng, sản xuất hàng
tiêu dùng.
Bài 2: Các công nghệ gia công áp lực
I. Mục tiêu bài giảng
Sau khi học bài này học sinh cần:
- Nêu được khái niệm, đặc điểm của cán, kéo, ép kim loại;
- Trình bày được các phương pháp cán, ép kim loại;
- Phân tích được các ưu nhược điểm của các phương pháp cán, ép kim loại;

- Rèn luyện tính tích cực, chủ động sáng tạo trong học tập.
II. Nội dung bài giảng
1. Cán kim loại
a. Khái niệm và đặc điểm
* Khái niệm
Phương pháp làm biến dạng kim loại trong khe hở (hoặc lỗ hình) giữa 2 trục cán
quay ngược chiều nhau. Kim loại biến dạng dần tạo thành sản phẩm có tiết diện giống
khe hở (lỗ hình) giữa 2 trục cán.
* Đặc điểm
- Ưu điểm
+ Cán làm thay đổi hình dạng kích thước của phôi;
+ Nâng cao độ bền của vật liệu → Phá huỷ tổ chức đúc, tạo nên tổ chức mới có
độ bền cao và nhỏ mịn.
- Nhược điểm


+ Gây tiếng ồn lớn;
+ Khó chế tạo chi tiết bên trong phức tạp.
b. Máy cán và trục cán
* Máy cán
Ngoài máy cán điển hình loại 2 trục, trong các dây chuyền cán khá phổ biến các
loại máy cán có nhiều trục cán như: 3, 6, 12.....Các máy cán nhiều trục đạt độ cứng
vững rất cao của 2 trục cán làm việc, nhờ tiếp xúc lăn với các trục lăn tì đạt độ chính
xác cao → Dùng cán tấm mỏng.
* Trục cán
Là bộ phận quan trọng nhất của máy cán chúng phải chịu ma sát và mài mòn rất
cao. Vật liệu chế tạo là thép hợp kim dụng cụ 09CrSi; 100CrWMn; 100Cr12Mn.....;
nhiệt luyện đạt độ cứng (58 ÷ 65)HRC. Các trục cán hoặc trục định hình phải chế tạo
với độ chính xác cao ( cấp 9 ÷ 6), độ nhẵn bề mặt cao (R a 1,25 ÷ Ra 0,32).
c. Phƣơng pháp cán

* Cán nóng
Phôi kim loại nung nóng trước khi cán.
- Ưu điểm:
+ Năng suất cao;
+ Cán được vật cán khó biến dạng (thép hợp kim cao);
+ Vật cán không bị biến cứng;
+ Đảm bảo độ bền, an toàn cho thiết bị.
- Nhược điểm:
+ Độ chính xác, độ nhẵn và chất lượng bề mặt không cao;
+ Dễ gây phế phẩm (nứt, rách mép.....).
→ Áp dụng: Cán thô, tấm dày, cán thép hợp kim.
* Cán nguội
Phôi kim loại không nung nóng trước khi cán.
- Ưu điểm:
+ Sản phẩm có cơ tính cao (độ bền, độ cứng tốt);
+ Chất lượng bề mặt và độ chính xác cao.
- Nhược điểm:
+ Quy trình cán phức tạp, cán qua nhiều thiết bị phức tạp;
+ Tiêu hao năng lượng lớn;
+ Bề mặt trục mau mòn;
+ Năng suất thấp.
→ Áp dụng: Cán tinh, tấm mỏng.
d. Sản phẩm cán
* Thép tấm
Khi cán tấm, kim loại biến dạng trong khe hở giữa 2 bề mặt trụ của 2 trục cán
quay ngược chiều nhau.
- Tấm dày: ≥ 4mm


Thường dùng phương pháp cán nóng. Cán qua nhiều trục cán có khe hở nhỏ dần

để tấm mỏng dần theo yêu cầu. Khi cán phôi thay đổi hướng cán theo các phương
khác nhau.
Phụ thuộc vào thành phần C trong thép t0 cán khoảng (1050 ÷ 1200)0C, t0 kết thúc
khi cán nóng phải > t0 kết tinh của vật liệu cán và thường năm trong khoảng (820 ÷
950)0C. Kim loại có t0 kết tinh rất thấp (như chì) cán ở t0 thường đã là cán nóng.
- Tấm mỏng: < 4mm
Có thể dùng phương pháp cán nóng hoặc nguội. Thường chập nhiều tấm để cán,
giữa 2 tấm bôi lớp làm trơn, chống dính rồi cán cả tệp.
* Thép hình
Khi cán hình, kim loại biến dạng trong các lỗ hình tạo thành giữa 2 trục cán định
hình quay ngược chiều nhau.
- Hình dạng đơn giản: Vuông, tròn, tam giác, chữ nhật, bán nguyệt, sáu
cạnh.....Dùng nhiều trong chế tạo máy, xây dựng.
- Hình dạng phức tạp: T, U, I, L, V, Z, thép đường ray.....Dùng nhiều trong
nghàng cầu đường, xây dựng ...
Khi cán hình có tiết diện phức tạp phải tiến hành qua nhiều lỗ hình có dạng thay
đổi từ đơn giản đến phức tạp.
* Thép ống
- Ống không có mối hàn: Cán trên máy cán có dạng trục cán đặc biệt để chế tạo
lên lỗ rỗng trong phôi đặc. Phương pháp này khá phức tạp, năng suất thấp nhưng độ
bền cao.
→ Dùng làm chi tiết máy rỗng quan trọng như: Ống dẫn có áp lực cao, ống dẫn
dầu cao áp, ống khoan sâu địa chất...
- Ống có mối hàn: Cuốn tấm thành ống sau đó cấn rồi hàn giáp mối. Phương
pháp này năng suất cao nhưng độ bền kém.
→ Dùng làm ống thường.
2. Kéo kim loại
a. Khái niệm và đặc điểm
* Khái niệm
Sự kéo dài phôi thông qua lỗ khuôn kéo làm giảm tiết diện ngang của phôi, tăng

chiều dài. Hình dạng tiết diện ngang của sản phẩm giống hình dạng lỗ khuôn kéo.
* Đặc điểm
- Ưu điểm:
+ Có thể chế tạo được các sợi tiết diện rất nhỏ (0,065mm) mà cán không thực
hiện được;
+ Độ chính xác cao, độ nhẵn bề mặt tốt và nâng cao độ bền của vật liệu;
+ Có thể kéo được các sợi tiết diện, hình dạng phức tạp;
+ Kéo được nhiều loại vật liệu: Thép C, thép HK, KL màu, HK màu.
- Nhược điểm:
+ Chỉ kéo được sản phẩm có tiết diện không đổi trên suốt chiều dài;
+ Chỉ phù hợp với sản phẩm dạng sợi, thanh;


+ Khuôn nhanh mòn.
b. Khuôn kéo và thiết bị kéo
* Khuôn kéo:
Khuôn kéo chất lượng tốt thường chế tạo bằng thép hợp kim dụng cụ (100CrMo;
!00CrWMn; 30CrTiSiMo.....), hợp kim cứng (BK6; BK8), kim cương.
Để ↓ ma sát ở khuôn kéo thường dùng các chất bôi trơn như: dầu, mỡ, bột xà
phòng, graphit, đồng sulfat...
* Thiết bị kéo
- Máy kéo thẳng: Dùng kéo thanh, ống có đường kính lớn ( ф ≥ 6mm) không
cuộn được. Lực kéo (0,2 ÷ 75 tấn), tốc độ kéo (15 ÷ 45 m/ph). Tuỳ theo kết cấu của
máy có thể kéo (1 hoặc 3 hoặc nhiều) sản phẩm cùng 1 lúc. Để tạo chuyển động thẳng
có thể dùng xích, vít me và đai ốc, thanh răng và bánh răng, cơ cấu thuỷ lực.
- Máy kéo có tang cuộn:
+ Máy kéo có một khuôn kéo;
+ Máy kéo có một nhiều kéo;
+ Máy kéo có một khuôn kéo, có trượt;
Dùng kéo các sợi dài.

Máy kéo có nhiều khuôn kéo. Sản phẩm được cuộn lên tang (trống) cuối cùng.
Sự quay của trống tạo nên tổng lực kéo của các khuôn. Khi đó phôi được kéo qua 1 số
khuôn kéo có đường kính lỗ khuôn ↓ dần, đặt giữa các trống hoặc con lăn.
3. Ép kim loại
a. Khái niệm và đặc điểm
* Khái niệm
Quá trình đẩy kim loại nóng vào trong khuôn kín, dưới tác dụng của lực ép kim
loại biến dạng qua lỗ khuôn ép được hình dáng, kích thước chi tiết cần chế tạo.
* Đặc điểm
- Ưu điểm:
+ Độ chính xác và chất lượng bề mặt cao, cơ tính tốt, có thể không cần qua gia
công cơ tiếp theo;
+ Năng suất cao;
+ Có thể ép được vật liệu kém dẻo;
+ Chế tạo được chi tiết có tiết diện ngang phức tạp.
- Nhược điểm:
+ Khuôn nhanh mòn;
+ Hao phí kim loại nhiều;
+ Cơ tính kim loại không đều trong sản phẩm ép.
b. Phƣơng pháp ép
* Ép thuận
Phôi (1) nung nóng tới t0 cần thiết rồi đặt vào xi lanh (2). Khuôn ép (4) có lỗ ép
được kẹp trong ống kẹp khuôn (3). Chày ép (5) với đầu chày (6) di chuyển được trong
xi lanh.


Khi máy ép làm việc piston truyền áp lực cho chày ép qua đầu chày truyền tới
phôi KL, làm cho KL bị biến dạng dẻo thoát ra khỏi lỗ khuôn theo hướng cùng chiều
hướng chuyển động của chày.
Ép thuận do khuôn ép cố định nên sản phẩm đạt độ bóng và độ chính xác cao,

nhưng đòi hỏi lực ép lớn. Dùng ép sản phẩm dạng thanh, ống.
* Ép nghịch
Chày ép rỗng (5) và đầu chày là khuôn ép (4).
Khi chày ép đẩy khuôn ép tới phôi KL làm cho KL biến dạng dẻo thoát ra khỏi lỗ
khuôn theo hướng ngược chiều hướng chuyển động của chày.
Ép nghịch phôi KL cố định trong buồng ép nên ↓ ma sát giữa KL và buồn g ép
nên lực ép↓
c. Sản phẩm ép
Các ống, thanh định hình có hình dạng khác nhau: Các thanh có đường kính (5 ÷
200)mm, đường kính ống là 800mm, chiều dày của thanh, ống là (1,5 ÷ 8)mm.
4. Rèn tự do
a. Khái niệm và đặc điểm
* Khái niệm
Phương pháp gia công KL ở t0 cao (t0 > 900) dùng áp để biến dạng phôi liệu được
hình dáng và kích thước sản phẩm theo yêu cầu. Quá trình biến dạng không bị khống
chế ở một mức độ nhất định.
* Đặc điểm
- Ưu điểm:
+ Thiết bị rèn đơn giản (có thể ren tay hoặc máy);
+ Có thể rèn vật nhỏ vài gam đến hàng trăm tấn;
+ Thích hợp với sản xuấtn dơn chiếc, loạt nhỏ;
- Nhược điểm
+ Độ chính xác, độ nhẵn bề mặt không cao;
+ Năng suất hiệu quả kinh tế thấp;
+ Chát lượng phụ thuộc vào tay nghề người thợ;
+ Chỉ phù hợp gia công chi tiết có hình dáng đơn giản, không quá phức tạp.
b. Dụng cụ thiết bị rèn
* Dụng cụ
- Dụng cụ công nghệ cơ bản: các loại đe, búa, bàn là, xấn, đột, chặt.
- Dụng cụ cơ cấu kẹp chặt: Kìm, êtô, cơ cấu giữ chặt khác.

- Dụng cụ kiểm tra đo lường: Ê ke, thước cặp, thước lá, com pa, dưỡng đo.....
* Thiết bị
Máy rèn, thiết bị nung, máy cắt phôi, máy nắn thẳng.....Thiết bị chủ yếu là máy rèn.
c. Kỹ thuật rèn tự do
* Chồn: Nguyên công ↑ tiết diện ngang, ↓ chiều cao của phôi.
* Vuốt: Nguyên công ↑ chiều dài, ↓ tiết diện ngang của phôi.


* Đột: Nguyên công làm phôi lõm xuống hoặc có lỗ. Dụng cụ tạo lỗ gọi là mũi đột.
* Chặt: Nguyên công chia phôi thành từng phần hoặc lấy đi 1 phần KL dư thừa ra
khỏi phôi. Có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc nguội.
* Uốn: Nguyên công rèn làm thay đổi hướng thớ của phôi ở trạng thái nóng hoặc
nguội.
d. Sản phẩm rèn
Thường sản xuất phôi cho ngành cơ khí.
5. Dập tấm (Dập nguội)
a. Khái niệm và đặc điểm
* Khái niệm
Phương pháp gia công áp lực chế tạo sản phẩm vật liệu tấm, thép bản hoặc giải
cuộn. Phương pháp gia công chủ yếu ở trạng thái nguội nên còn gọi là dập nguội.
* Đăc điểm
- Ưu điểm;
+ Độ chính xác, chất lượng sản phẩm cao, độ bền, độ nhẵn bề mặt sản phẩm cao;
+ Năng suất lao động cao, dễ cơ khí hoá, tự động hoá;
+ Có khả năng chế tạo được chi tiết phức tạp và đẹp mà không cần người thợ có
tay nghề cao (chuyển động thiết bị đơn giản).
- Nhược điểm:
+ Hao phí vật liệu nhiều;
+ Chi phí làm khuôn mẫu cao;
+ Không phù hợp sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ.

b. Các nguyên công dập tấm
* Nguyên công cắt phôi
Nguyên công chia phôi thành nhiều phần theo đường cắt kín hoặc hở, có thể tiến hành
trên máy cắt có lưỡi dao cắt //, lưỡi cắt nghiêng, lưỡi cắt hình đĩa hoặc dập cắt.
Chú ý: Khi cắt phôi cần bố trí hợp lý hệ số sử dụng nguyên vật liệu cao nhất.
Dựa vào công thức.
η=

F0
x 100%
F1

Trong đó: - η → Hệ số sử dụng nguyên vật liệu
- F → Diện tích các tấm phôi ban đầu
- F0 → Tổng diện tích các phôi bố trí trên tấm cắt có diện tích F.
* Nguyên công tạo hình
- Dập uốn: Nguyên công làm biến hình đơn giản bằng khuôn dập uốn (biến dạng
phôi phẳng thành chi tiết gấp khúc, nhờ khuôn dập uốn).


- Dập sâu: Nguyên công biến dạng phôi phẳng hoặc phôi rỗng thành chi tiết có
đáy hở miệng. Nếu chi tiết càng sâu cần phải qua nhiều nguyên công trung gian.
- Tóp miệng: Nguyên công làm nhỏ miệng chi tiết đã dập vuốt.
- Lên vành: Nguyên công làm chi tiết có gờ, đường kính D, chiều cao H, đáy chi
tiết rỗng. Phôi để lên vành phải đột lỗ đường kính d trước, sau đó dùng chày và khuôn
để tạo vành.
- Dập giãn (giãn rộng): Nhằm làm tăng đk tiết diện ngang của phôi rỗng hình trụ
hoặc ống ở phần dưới còn miệng vẫn giữ nguyên, ko làm thay đổi chiều dày của ct.
c. Sản phẩm dập tấm
Dùng rộng rãi trong tất cả các ngành công nghiệp, đặc biệt trong ôtô, máy bay, tàu

thuỷ thiêt bị điện, đồ dân dụng.
Ví dụ: Tỷ lệ chi tiết dập tấm của một số ngành
Máy điện chiếm (60 ÷ 70)%;
Máy kéo, ôtô chiếm (60 ÷ 95)%;
Dân dụng chiếm (95 ÷ 98)%;
Chƣơng 3: HÀN - CẮT KIM LOẠI
Bài 1: Khái niệm cơ bản về hàn
1. Khái niệm và đặc điểm
a. Khái niệm
Công nghệ ghép nối chi tiết không tháo rời được bằng cách, nung nóng cục bộ chỗ
nối tới trạng thái chảy hoặc dẻo. Sau đó kim loại hoá rắn hoặc dùng áp lực để ép, chỗ
nối tạo thành liên kết bền vững gọi là mối hàn.
b. Đặc điểm
* Ưu điểm:
- Tiết kiệm KL;
- Có thể nối được KL có tính chất khác nhau;
- Tạo được các chi tiết máy, các kết cấu phức tạp;
- Độ bền mối hàn cao, mối hàn kín; mối hàn cứng không tháo rời được;
- Tính chất sản xuất linh hoạt, dễ cơ khí hoá, tự động hoá;
- Thiết bị hàn đơn giản, dễ thực hiện;


- Năng suất cao, giảm thời gian, giảm giá thành chế tạo kết cấu.
* Nhược điểm:
- Độ chính xác, độ nhẵn bề mặt mối hàn thấp;
- Tổ chức, tính chất vùng hàn có thể thay đổi làm giảm khả năng chịu lực của kết
cấu;
- Trong kết cấu hàn thường tồn tại ứng suất dư, vật hàn dễ bị biến dạng, nứt.
2. Phân loại các phƣơng pháp hàn
a. Phân loại theo dạng năng lƣợng

- Hàn điện: Dùng điện năng chuyển thành nhiệt năng để cung cấp nhiệt cho vùng
hàn (hàn hồ quang, hàn tiếp xúc).
- Hàn hoá học: Dùng phản ứng hoá học để tạo nhiệt năng cung cấp cho vùng hàn
(hàn khí, hàn nhiệt nhôm).
b. Phân loại theo trạng thái vùng hàn khi nung
- Hàn nóng chảy
- Hàn áp lực.
3. Vị trí mối hàn trong không gian và các kiểu liên kết hàn
a. Vị trí mối hàn trong không gian
* Hàn sấp (hàn bằng)
Mối hàn được phân bố trên mặt phẳng nằm ở góc (0 ÷ 60)0 theo phương bất kỳ.
* Hàn đứng (hàn leo, hàn tụt)
Mối hàn được phân bố trên mặt phẳng nằm ở góc (60 ÷ 120)0 theo phương bất kỳ,
trừ phương // mặt phẳng nằm ngang.
* Hàn ngang
Mối hàn được phân bố trên mặt phẳng nằm ở góc (60 ÷ 120)0 theo phương // mặt
phẳng nằm ngang.
* Hàn trần (hàn ngửa)
Mối hàn được phân bố trên mặt phẳng nằm ở góc (120 ÷ 180)0 theo phương bất kỳ.
b. Các dạng liên kết hàn
* Liên kết giáp mối
* Liên kết góc
* Liên kết chữ T
* Liên kết chồng.


Câu hỏi về nhà
1. Nêu khái niệm, đặc điểm của rèn tự do, dập tấm, hàn kim loại;
2. Trình bày kỹ thuật rèn và dụng cụ tương ứng kỹ thuật đó;
3. Xác định vị trí mối hàn trong không gian và các dạng liên kết hàn;

Bài 2: Hàn hồ quang
I. Mục tiêu bài giảng
Sau khi học bài này học sinh cần:
- Nêu được khái niệm, đặc điểm hàn hồ quang tay, hàn tự động, bán tự động dưới
lớp thuốc và môi trường khí bảo vệ.
- Vẽ hình trình bày được các phương pháp hàn,
- Chọn được chế độ hàn hồ quang tay.
- Rèn luyện tính tích cực, khả năng phân tích, tư duy lô gíc của người học.
II. Nội dung bài giảng
I. Hàn hồ quang tay
1. Khái niệm và đặc điểm
a. Khái niệm
- Hàn hồ quang tay: Là một trong những phương pháp hàn nóng chảy, dùng năng
lượng của hồ quang điện nung nóng KL chỗ cần nối đến trạng thái nóng chảy, sau khi
kết tinh sẽ tạo ra mối hàn. Trong quá trình hàn mọi thao tác được thực hiện bằng tay
gọi là hàn hồ quang tay.
- Hồ quang: Là hiện tượng chuyển động không ngừng của dòng điện tử trong môi
trường đã được ion hoá giữa 2 điện cực, hồ quang tạo ra nguồn nhiệt lớn (đạt 60000C
và ánh sáng với tia hồng ngoại, tử ngoại), dùng để làm nóng chảy vật liệu hàn và kim
loại cơ bản.
- Sự cháy của hồ quang: Sau khi cho que hàn chạm nhanh vào vật hàn rồi đưa lên
độ cao (2 ÷ 5)mm thì phát sinh hồ quang.
b. Đặc điểm
* Ưu điểm:
- Có tính vạn năng, linh hoạt, tiện lợi;
- Cho phép thực hiện các mối hàn ở các vị trí khác nhau trong không gian;
- Thiết bị đơn giản, dễ thực hiện, dễ sửa chữa bảo dưỡng và mức đầu tư thấp;
* Nhược điểm:
- Năng suất hàn thấp (do phải sử dụng dòng hàn hạn chế);
- Chất lượng và năng suất hàn phụ thuộc vào trình độ tay nghề của người thợ hàn;

- Điều kiện làm việc của người thợ hàn không tốt (chịu tác dụng trực tiếp của môi
trường khói, ánh sáng và nhiệt của hồ quang).
2. Các phƣơng pháp hàn điện hồ quang
Theo loại điện cực có 2 loại:
a. Hàn hồ quang bằng điện cực không chảy
Điện cực không chảy thường dùng: Than, graphit, hoặc vonfram. Sự hình thành
mối hàn chủ yếu là do KL vật hàn nóng chảy hoặc có thêm cả KL bổ sung từ que hàn
phụ bù đắp vào mối hàn (que hàn phụ ko tham gia gây và duy trì hồ quang cháy).
Hàn được tiến hành = dòng điện 1 chiều, điện cực không chảy nối với cực -, vật
hàn nối với cực + , cực máy phát hàn.
b. Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy (que hàn)
Sự hình thành mối hàn chủ yếu là do KL que hàn nóng chảy bù đắp vào mối hàn.
Dùng chủ yếu trong chế tạo máy, xây dựng, sửa chữa.
3. Nguồn điện hàn - Máy hàn - Dụng cụ hàn
a. Nguồn điện hàn
* Nguồn điện xoay chiều (AC)
- Ưu điểm: máy biến thế hàn đơn giản, dễ chế tạo → Giá thành rẻ. Dùng phổ biến
trong xây dựng, cơ khí thông thường.
- Nhược điểm: Khó gây hồ quang, hồ quang cháy không ổn định → Chất lượng
mối hàn không cao. Không dùng được với tất cả các que hàn.
* Nguồn điện một chiều (DC)
- Ưu điểm: Dễ gây hồ quang, hồ quang cháy ổn định → Chất lượng mối hàn cao.
Dùng được với tất cả các loại que hàn
- Nhược điểm: Thiết bị phức tạp, khó chế tạo → Giá thành đắt.
Dùng hàn mối hàn có chất lượng cao như: hàn kết cấu máy, tàu biển và tàu sông,
kết cấu cầu, hệ thống đường ống (áp lực cao, dãn dầu, dẫn khí...
b. Máy hàn
* Máy hàn xoay chiều

Cung cấp dòng điện xoay chiều cho hồ quang bằng cách dùng dòng điện 1 pha
hoặc dòng điện 3 pha.
- Máy dùng dòng điện 1 pha: Là máy biến áp - giảm áp, để ↓ điện thế từ điện lưới
từ (220V hoặc 380V) xuống điện thế không tải (75 ÷ 60)V. Bộ tự cảm riêng lắp nối
tiếp với cuộn dây thứ cấp của máy, mục đích tạo ra sự lệch pha của dòng điện và điện
áp, tạo ra đường đặc tính dốc liên tục và điều chỉnh cường độ dòng điện hàn (bằng


phương pháp thay đổi khe hở không khí trong bộ tự cảm, có khả năng điều chỉnh vô
cấp từ Ih min ÷ Ih max ) nên được sử dụng rộng rãi nhất (đặc biệt với máy hàn có công
suất nhỏ và trung bình).
- Máy dùng dòng điện 3 pha: Nhiều ưu điểm hơn so với máy hàn 1 pha: Hồ quang
hàn 3 pha cháy ổn định, năng suất cao hơn (20 ÷ 40)%, tiết kiệm năng lượng từ (10 ÷
20)%.
* Máy hàn một chiều
Cung cấp dòng điện 1 chiều cho hồ quang bằng cách chỉnh lưu dòng điện xoay
chiều hoặc dùng máy phát điện 1 chiều.
- Máy phát điện hàn 1 chiều: Máy được truyền động bằng động cơ điện hay động
cơ đốt trong (xăng hay điesel) → là tổ hợp máy hàn 1 chiều.
- Chỉnh lưu hàn: Gồm 1 máy biến áp hàn và 1 mạch chỉnh lưu dòng xoay chiều
thành dòng 1 chiều.
+ Ưu điểm: Điện hàn được cung cấp độc lập, không bị hạn chế bởi sự ngừng trệ
do những nguyên khác, đồng thời có thể thường xuyên phối hợp với nhu cầu trong
công tác hàn.
+ Nhược điểm:
Máy phát điện hàn thường có kích thước và khối lượng lớn, cấu tạo phức tạp, giá
thành cao, tiếng ồn lớn, khó bảo hành, khó sửa chữa, hiệu suất của máy nhỏ → ít sử
dụng. (chỉ phù hợp nơi hạn chế trong việc cung cấp điện lưới).
c. Dụng cụ hàn
- Mặt nạ để bảo vệ da và mắt khỏi tác dụng của tia tử ngoại(làm hại da), tia hồng

ngoại (làm hại mắt), đồng thời để chắn các tia lửa từ que hàn và vật hàn bắn ra.
- Găng tay và quần áo làm bằng da hoặc vải amiang.
- Tấm chắn màu đen để tránh sự phản quang tuyến gây ảnh hưởng tới sức khoẻ
của người gần nơi hàn.
- Thiết bị thông gió.
- Dây cáp dẫn điện.
- Kìm hàn để cặp điện cực (que hàn).
- Phụ tùng khác: Thùng đựng que hàn, ghế hàn, bàn chải sắt, đục, dụng cụ gá, lắp.
4. Điện cực hàn
a. Điện cực không chảy
Điện cực được chế tạo bằng than, vonfram hay graphit. Trong quá trình hàn điện
cực này không chảy mà chỉ mòn dần, phát sinh ra hồ quang cung cấp nhiệt cho vùng
hàn.


→ Điện cực không nóng chảy ngày nay ít sử dụng.
b. Điện cực nóng chảy (que hàn)
Trong quá trình hàn điện cực này nóng chảy bù đắp vào mối hàn.
Có 2 loại que hàn

Que hàn có thuốc bọc.
Que hàn không có thuốc bọc (que hàn trần).

* Que hàn trần: chất lượng kém → ít dùng.
* Que hàn có thuốc bọc
- Lõi que hàn (dq): Là các dây, thanh thẳng cắt thành từng đoạn có chiều dài 250
÷ 450mm, đường kính 1 ÷ 12mm (thực tế thường dùng lõi que hàn 2 ÷ 5mm). Tuỳ
theo công dụng của nó và thành phần hoá học của vật liệu được hàn, người ta chế tạo
que hàn là thép, gang, đồng, nhôm ...
- Lớp thuốc bọc: Được tạo nên bởi 1 số chất khoáng khác nhau có tác dụng nâng

cao chất lượng mối hàn (tạo xỉ hàn, sinh ra lớp khí bảo vệ mối hàn, ổn định sự cháy
của hồ quang, bổ sung 1 số nguyên tố hợp kim cho mối hàn).
+ Lớp thuốc bọc mỏng: Tác dụng làm tăng tính ổn định của hồ quang.
Thành phần gồm đá vôi, fenfat, bột tan . . .(chiếm 80 ÷ 85% khối lượng) và thuỷ
tinh lỏng (15 ÷ 20% khối lượng.
→ Dùng hàn kết cấu không quan trọng vì que hàn này chất lượng kém.
+ Lớp thuốc bọc dày: dn ≥ 1,55dq làm tăng tính ổn định của hồ quang, tạo ra
xung quanh hồ quang lớp khí, xỉ bảo vệ kim loại, không bị tác dụng của khí nitơ,ôxi ở
môi trường. Ngoài ra cho thêm vào lớp thuốc bọc các ferô hợp kim nhằm nâng cao cơ
tính của mối hàn.
Thành phần là các chất ion hoá (phấn), chất tạo xỉ (cao lanh), chất tạo khí (tinh
bột), chất khử ôxi (nhôm, Fe- Mn ...), các chất hợp kim, chất dính kết.
5. Chế độ hàn hồ quang
Đặc trưng của chế độ hàn là: Đường kính que hàn, cường độ dòng điện hàn, chiều
dài hồ quang, điện thế hàn, tốc độ chuyển động que hàn ... Thông số quan trọng nhất
là đường kính que hàn và cường độ dòng điện hàn (đq và I h).
a. Đƣờng kính que hàn (dq)
* Hàn giáp mối: Để đảm bảo chiều rộng, chiều cao mối
hàn đường kính que hàn (dq) phụ thuộc vào chiều dày (s)

S
dq =

+ 1 (mm)
2

vật hàn.
* Hàn góc, chữ T: Đường kính que hàn (dq) phụ thuộc

k

dq =

+ 2 (mm)
2


vào cạnh mối hàn (k).
Chọn đường kính que hàn
Đường kính que hàn dq(mm)

1,6 ÷ 2 3

Chiều dày liên kết giáp mối S(mm)
Cạnh của mối hàn góc k(mm)

≤2
-

3

4

4÷5

5

5÷6

6 ÷ 10

4 ÷ 8 9 ÷ 12 13 ÷ 15 16 ÷ 20 > 20

3 4÷6 6÷8

-

-

-

* Hàn bằng (Hàn sấp): Tăng đường kính que hàn để tăng năng suất hàn.
Trong các vị trí hàn trên hàn sấp là vị trí dễ hàn nhất, đảm bảo chất lượng mối hàn
cao nhất vì điều kiện thoát khí, nổi xỉ thuận lợi nhất, sự hình thành mối hàn tốt nhất.
- Nếu mối hàn có chiều dài (L< 500mm) cho phép hàn liên tục từ đầu đến cuối, L
=500 ÷ 1000 hàn từ giữa ra 2 đầu, L > 1000 chia thành các đoạn (150 ÷250)mm và
hàn từng đoạn theo hướng ngược lại với hướng hàn chung, nhằm tránh ư/s tập trung
↓ được biến dạng.
- Nếu hàn nhiều lớp thứ tự thực hiện các lớp hàn: các mối hàn lần lượt phủ lên
nhau nhưng ngược chiều nhau. Các mối hàn vát mép đối xứng thì
phải thực hiện theo thứ tự đối xứng để giảm biến dạng cục bộ.
* Hàn đứng và hàn ngang: dq < 5mm
- Hàn đứng( Hàn leo hay hàn tụt)
+ Hàn tụt: Kim loại lỏng ở vũng hàn và đầu que hàn dễ chảy xuống phía dưới.Do
đó phải giữ chiều dài hồ quang ngắn. Khi gây hồ quang vị trí que hàn cũng đặt
nghiêng xuống dưới 1 góc 15 ÷ 30 0.
+ Hàn leo: Thuận lợi hơn hàn tụt vì ngoài sức căng của bề mặt KL lỏng còn được
giữ lại ở vũng hàn nhờ phần mối hàn ở dưới đã kết tinh. Khi gây hồ quang que hàn
đặt ở vị trí vuông góc với chi tiết hàn, hồ quang hình thành thì nghiêng que hàn xuống
dưới 1 góc 0 ÷ 10 0 dịch chuyển dần lên phía trên.
- Hàn ngang kim loại lỏng thường chảy xuống mép phía dưới do đó yêu cầu thợ

hàn phải có trình độ tay nghề cao, khi hàn liên kết có chiều dày lớn chỉ vát mép phần
trên còn phần dưới giữ nguyên để giữ kim loại lỏng của vũng hàn. Khi gây hồ quang
bắt đầu ở mép phía dưới, sau đó hàn bình thường.
* Hàn trần: dq < 4mm
Hàn trần vị trí hàn khó nhất trong tất cả các vị trí trong không gian vì dưới tác
dụng của trọng lực, kim loại lỏng rất dễ chảy ra khỏi vũng hàn, đồng thời kim loại
lỏng ở đầu que hàn rất khó dịch chuyển vào vũng hàn. Khi hàn cần giữ hồ quang thật


ngắn, dùng que hàn có thuốc bọc dày hoặc thật dày để khi hàn tạo thành dạng phễu
đỡ KL lỏng.
b. Cƣờng độ dòng điện hàn (I h)
Căn cứ vào vật liệu hàn, chiều dày vật hàn, vị trí mối hàn trong không gian, bằng
phương pháp tính gần đúng khi hàn thép C.
* Hàn sấp ( Hàn bằng)
Trong đó: ,

Ih= (

+

. dq) dq (A).

là hệ số thực nghiệm, khi hàn que hàn thép

= 20;

=6

→ I h = ( 20 + 6 . dq) dq (A).

* Hàn leo và hàn ngang

I h ↓ (10 ÷ 15)% so với hàn sấp.

* Hàn trần và hàn tụt

I h ↓ (15 ÷ 20)% so với hàn sấp.

* Chiều dày vật hàn

S > 3dq → I h ↑15%
S <1,5dq → I h ↓15%

II. Hàn hồ quang tự động, bán tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ
1. Khái niệm và đặc điểm
a. Khái niệm
Quá trình hàn nóng chảy mà hồ quang cháy giữa dây hàn (điện cực nóng chảy) và
vật hàn dưới một lớp thuốc bảo vệ. Khi hàn được tự động hoá chuyển động cấp dây
vào vùng hồ quang và chuyển động hồ quang theo trục mối hàn (hàn hồ quang tự
động dưới lớp thuốc bảo vệ) hoặc chuyển động hồ quang dọc theo mối hàn thao tác
bằng tay (hàn hồ quang bán tự động dưới lớp thuốc bảo vệ).
b. Đặc điểm
* Ưu điểm
- Nhiệt lượng hồ quang rất tập trung và đạt t0 cao, cho phép hàn với tốc độ lớn, có
thể hàn chi tiết dày không cần vát mép
- Chất lượng mối hàn cao do KL mối hàn được bảo vệ tốt
- Mối hàn ít bị thiên tích nhờ nguội chậm
- Mối hàn đẹp, đều, ít khuyết tật
- An toàn với người thợ hồ quang được bao bọc kín bởi thuốc hàn, lượng khói
sinh ra rất ít

- Dễ cơ khí hoá, tự động hoá quá trình hàn.
* Nhược điểm
Chỉ phù hợp hàn mối hàn bằng, chiều dài lớn và có quỹ đạo đơn giản.
2. Phạm vi ứng dụng