Những kiến thức cơ bản về hàn khí

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (227.16 KB, 7 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 1 -

ξξξξ

1. Những kiến thức cơ bản về hàn khí (9LT)

MỤC TIÊU

Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng: 
- Kiến thức:

+ Giải thích đúng ngun lý, cơng dụng của phương pháp hàn khí.
+ Trình bày đầy đủ các loại khí bảo vệ, các loại dây hàn.

+ Liệt kê các loại dụng cụ thiết bị dùng trong cơng nghệ hàn khí.

+ Trình bày đầy đủ mọi ảnh hưởng của quá trình hàn hồ quang tới sức khoẻ công
nhân hàn.

- Kỹ năng: Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn khí.

- Thái độ: Thực hiện tốt cơng tác an tồn lao động và vệ sinh phân xưởng 
NỘI DUNG

1.1. Thực chất, đặc điểm và cơng dụng của hàn khí

1.1.1. Thực chất

Hàn khí là q trình nung nóng vật hàn và que hàn đến trạng thái hàn bằng ngọn
lửa của khí cháy (C2H2, CH4, C6H6 …) với O2

Thông dụng nhất là hàn bằng khí oxy – axetylen vì nhiệt sinh ra do phản ứng

cháy của hai khí này lớn và tập trung, tạo thành ngọn lửa có nhiệt độ cao (32000C).

Khi hàn dưới nước lại sử dụng ngọn lửa oxy và hidro.

Các loại khí tự nhiên khác có tính chất về khả năng tự bốc cháy, nhiệt giải phóng
từ phản ứng cháy tương tự axetylen nhưng ở mức độ thấp hơn. Có thể sử dụng chúng

để hàn do tính an toàn cao, nguy cơ cháy nổ thấp hơn, bảo quản dễ dàng, chi phí thấp

hơn nhưng ở phạm vi hẹp.

1.1.2. Đặc điểm

- Thiết bị đơn giản, rẻ tiền, thuận lợi khi xa nguồn điện

- Có thể hàn các vật liệu khác nhau như thép, gang, đồng, nhôm
- Hàn những vật liệu có độ chảy thấp, các kết cấu mỏng

- Vật hàn dễ bị cong vênh, biến dạng, năng suất hàn thấp

1.1.3. Công dụng

Ở nước ta hiện nay, sau phương pháp hàn điện, phương pháp này đang được sử

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 2 - 
1.2. Ngọn lửa hàn

Căn cứ theo tỷ lệ của hỗn hợp khí hàn, ngọn lửa hàn có thể chia thành ba loại :
ngọn lửa bình thường, ngọn lửa oxy hóa và ngọn lửa cácbon hóa. Mỗi loại lại có thể
chia làm 3 vùng: vùng hạt nhân (màu sáng trắng), vùng hoàn nguyên (màu sáng
vàng), vùng oxy hóa (màu vàng sẫm có khói).

1.2.1. Ngọn lửa bình thường

Ngọn lửa này dùng nhiều trong hàn thép, đồng, bạc, kẽm

Tỷ lệ 1,1 1,2

H
C

2
2

2 = ÷

- Vùng hạt nhân: O2 và C2H2 từ mỏ hàn đi ra, C2H2 bị phân hủy

C2H2 = 2C + H2

Ngọn lửa màu sáng trắng, nhiệt độ thấp, thành phần giàu cacbon nên không dùng để
hàn

- Vùng cháy khơng hồn tồn : C2H2 kết hợp với oxy theo phản ứng

C2H2 + O2 = 2CO + H2 + Q↑

Ngọn lửa màu sáng xanh, nhiệt độ cao (32000C) có CO và H2 là các chất khử nên

gọi là vùng hoàn nguyên, được dùng để hàn.

- Vùng cháy hoàn toàn : Sản phẩm của vùng trên cháy với oxy khơng khí 
2CO + H2 + 1,5O2 = 2CO2 + H2O + Q↑

Vùng này màu nâu sẫm, nhiệt độ thấp, chứa nhiều CO2, H2O là những chất oxy hóa

1.2.2. Ngọn lửa oxy hóa

Tỷ lệ 1,2

H
C
O
2
2
2 >

Vùng cháy khơng hồn tồn xảy ra theo phản ứng sau:
C2H2 + 1,5O2 = 2CO + H2 + 0,5O2

Sau đó cháy tiếp với oxy khơng khí :

2CO + H2 + 0,5O2 + O2 = 2CO2 + H2O

Nhân ngọn lửa ngắn lại, có (6 ÷ 7)%O2 và 5%CO2 nên tính oxy hóa rất mạnh, vùng

giữa và vùng đuôi không phân biệt rõ ràng, ngọn lửa có màu sáng xanh. Ngọn lửa
này thường được dùng để hàn hợp kim đồng hoặc dùng để tơi bề mặt thép.

1.2.3. Ngọn lửa cacbon hóa

Tỷ lệ 1,1

H
C
O
2
2
2 <

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 3 -

Sau đó cháy tiếp với oxy khơng khí :

CO + C +H2 + 2O2 = 2CO2 + H2O

Nhân ngọn lửa kéo dài, vùng giữa có cacbon tự do nên mang tính cacbon hóa và có
màu nâu sẫm. Thường dùng ngọn lửa này cho việc hàn vẩy các hợp kim nhôm và
gang.

1.3. Vật liệu hàn khí

1.3.1 Khí oxy

Oxy là chất khí cần cho sự cháy, khơng màu, khơng mùi, nhẹ hơn khơng khí, nó
chiếm 21% thể tích khơng khí. Oxy dùng trong hàn khí là oxy kỹ thuật có độ tinh

khiết 98,5 – 99,5% và khoảng 0,5 – 1,5% tạp chất (N2, Ar). Trong kỹ thuật, oxy được

sản xuất theo hai phương pháp:

+ Điện phân nước : phương pháp này khó khăn và tốn kém nên ít dùng

+ Làm lạnh khơng khí: Thực chất của phương pháp này là làm lạnh khơng khí

đến xuống -182,060C

ở -195,80C nito bốc hơi
-185,70C Ar bay hơi

-182,060C Oxy bay hơi

Phương pháp này năng suất cao, lượng điện tiêu tốn ít

Oxy kỹ thuật có thể để ở trạng thái lỏng hoặc khí. Ở thể lỏng, oxy chứa trong các
bình thép và giữ ở nhiệt độ thấp, cứ 1lít oxy lỏng cho 860lít khí oxy. Oxy hàn thường
bảo quản ở thể khí, để giảm thể tích bình chứa, thơng thường oxy được nén ở áp suất
cao trong bình thép dung tích 40 lít, 150at

1.3.2. Khí axetylen

Axetylen là khí cháy, cơng thức hóa học là C2H2, được sản suất từ đất đèn CaC2

theo phản ứng :

CaC2 + H2O → C2H2↑ + Ca(OH)2 + Q

Đất đèn là chất rắn màu xám tối hoặc nâu, điều chế bằng cách nấu chảy đá vôi với

than cốc hoặc than ăngtraxit trong lò điện ở nhiệt độ 1900 ÷ 23000C:

CaO + 3C = CaC2 + CO

Đất đèn trong công nghiệp chứa khoảng 65 – 80%CaC2, 2,5 – 10%CaO, còn lại là

tạp chất.

Axetylen là chất khơng màu, nhẹ hơn khơng khí và có mùi hắc khi ở nguyên chất,
nó dễ cháy và dễ gây nổ. Nếu hít trong thời gian dài sẽ bị chóng mặt, buồn nơn và có
thể bị nhiễm độc

- Tính chất của axetylen

+ C2H2 thuộc nhóm CnH2n-2, nhiệt độ từ -82,4 – 83,6
0

C ở thể lỏng, dưới -850C ở

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tun – CĐN Hà Nam - 4 -

+ Nhiệt độ tự bốc cháy khoảng 4200C ở áp suất 1at

+ Dễ nổ ở áp suất >1,5at, trên 5000C

+ Nếu áp suất < 3at, t < 540 sẽ xảy ra q trình trùng hợp

- Sự hịa tan C2H2

Axetylen có khả năng hịa tan trong nhiều chất lỏng với độ hòa tan lớn, đặc biệt là

axeton, điều này giúp tính lượng C2H2 sinh ra khi điều chế

+ Hòa tan trong nước : 1,15 lít C2H2

+ Hịa tan trong benzel : 4 lít C2H2

+ Hịa tan trong dầu hỏa : 5,7 lít C2H2

+ Hịa tan trong axeton : 23 lít C2H2

Sự hòa tan trong axeton được dùng nhiều trong công nghiệp: dùng chất bột
xốp(than gỗ, sợi amiang, đá bọt) thấm ướt axeton để vào bình chứa, sau đó nén
axetylen vào bình nhằm tăng lượng khí C2H2 trong bình chứa khí dự trữ và vận

chuyển, giảm khả năng nổ.

- Các tạp chất trong C2H2

+ Khơng khí: làm tăng khả năng nổ, chỉ cho phép 0,5÷1,5%
+ Hơi nước: làm giảm nhiệt độ của ngọn lửa hàn

+ Hơi axeton(CH3COCH3): ảnh hưởng xấu đến quá trình hàn nên chỉ cho phép

chứa 45 ÷ 50g/m3 C2H2

+ PH3: là chất có hại vì tăng khả năng tự nổ của hỗn hợp, cho phép 0,09%

+ H2S: là chất có hại đến chất lượng mối hàn nên chỉ cho phép 0,08 ÷ 1,5%

Khi hàn, người ta có thể dùng máy sinh khí di động đặt gần chỗ hàn, hoặc dùng

đường ống dẫn khí từ trạm cố định. Ngồi ra, C2H2 cịn được chứa trong các bình nạp

sẵn dung tích 40lít, áp suất tối đa là 16at.

1.3.3. Kim loại phụ trợ và thuốc hàn

a. Kim loại phụ trợ

Kim loại phụ trợ dùng để bổ xung kim loại cho mối hàn. Kim loại phụ trợ cần

đảm bảo một số yêu cầu :

+ Vật liệu giống vật liệu của vật hàn

+ Đường kính tương đương chiều dày vật hàn
+ Bề mặt phải sạch

+ Nhiệt nóng chảy nhỏ hơn so với của vật hàn

+ Khơng gây nên sự sơi và tạo bọt khí trong vùng hàn cũng như không đưa tạp
chất vào mối hàn

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 5 -

Loại dây Loại que

b. Thuốc hàn

Trong quá trình hàn, tất cả các kim loại và hợp kim của chúng đều có thể hợp
với oxy của khơng khí và của ngọn lửa hàn để tạo ra các oxit. Để tránh cho kim loại
hàn không bị oxy hóa và loại bỏ các oxit hình thành trong khi hàn, ta dùng thuốc hàn.
Thuốc hàn trong hàn khí có nhiều loại, nhưng chúng phải đảm bảo các yêu cầu sau

+ Thuốc hàn có nhiệm vụ hoàn nguyên kim loại

+ Dễ chảy, nhiệt chảy nhỏ hơn so với của kim loại cơ bản và que hàn
+ Khơng tỏa khí độc hại và ảnh hưởng xấu đến mối hàn

+ Giữ được tính chất trong suốt quá trình hàn, rẻ tiền, dễ kiếm

+ Tác dụng của thuốc hàn là tránh sự oxy hóa mối hàn, loại bỏ các oxit kim
loại tạo thành trong q trình hàn

+ Tùy theo tính chất của kim loại hàn mà dung thuốc hàn có tính axit hay bazo
Thành phần thuốc hàn đồng và hợp kim đồng (%)

H2BO3 Na2B4O7 Na2HPO4 K3CO3 NaCl

100 - - - -

- 100 - - -

50 50 - - -

25 75 - - -

35 50 - - -

- 56 - 22 22

Thành phần thuốc hàn gang (%)

Na2B4O7 Na2CO7 K3CO3 NaNO3 NaHCO3

100 - - - -

56 22 22 - -

23 27 - 50 -

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 23 -

5.5.2. Hàn đứng

Bài 6: Hàn đắp mặt trụ tròn (1LT + 5TH)

MỤC TIÊU

Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng:

- Kiến thức: Trình bày khái niệm hàn đắp và phạm vi ứng dụng 
- Kỹ năng:

+ Chuẩn bị chi tiết hàn đúng kích thước bản vẽ, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

+ Tính đúng đường kính que hàn, cơng suất ngọn lửa, vận tốc hàn khi biết loại vật liệu và chiều
dày của vật liệu.

+ Gá phôi hàn, hàn đính chắc chắn đúng kích thước bản vẽ, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

+ Hàn các loại mối hàn đắp ở mọi vị trí hàn đảm bảo độ sâu ngấu, khơng rỗ khí, ngậm xỉ

- Thái độ: Có tinh thần tự giác, thực hiện tốt cơng tác an tồn lao động và vệ sinh phân xưởng 
6.1. Hàn đắp, phạm vi ứng dụng

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam - 24 - 
6.2. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị hàn, vật liệu hàn đắp.

6.3 Làm sạch chi tiết hàn. 
6.4 Tính chọn chế độ hàn đắp. 
6.5 Kỹ thuật hàn đắp trụ trịn.

Đắp mặt trụ có thể tiến hành theo 2 phương pháp: đắp theo đường sinh và đắp theo

chu vi. Đắp theo chu vi tương đối khó thao tác, do vậy khi đắp mặt trụ thường đắp theo

đường sinh.

Về nguyên tắc, đắp theo đường sinh tương tự như đắp mặt phẳng, nhưng khi đắp cần
chú ý: các đường đắp bố trí đối xứng qua tâm vật đắp

Khi đắp nhiều lớp, các lớp đắp sau vẫn đắp theo đường sinh, nhưng vị trí các đường

đắp sau nằm ở khe lõm do các đường đắp lớp trước tạo nên.

</div>

Những kiến thức cơ bản về hàn khí

ξξξξ

<b>1. Những kiến thức cơ bản về hàn khí (9LT) </b>

<b>1.1. Thực chất, đặc điểm và cơng dụng của hàn khí </b>

<b>Bài 6: Hàn đắp mặt trụ tròn (1LT + 5TH) </b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về