Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.55 MB, 61 trang )
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BUỒNG THÍ
NGHIỆM HÀN
Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
PGS.TS LƯU ĐỨC BÌNH
NGƠ ĐĂNG HUỲNH
LÊ VĂN LINH
Đà Nẵng, 2019
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
MỤC LỤC
CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MỐI HÀN ..................................................... 3
I. TỔNG QUAN ..................................................................................................... 3
1. Thực chất hàn ..................................................................................................... 3
2. Đặc điểm của mối hàn ........................................................................................ 3
3. Phân loại............................................................................................................. 4
4. Quy ƣớc ký hiệu mối hàn.................................................................................... 7
4.1 Cách biểu diễn mối hàn trên bản vẽ. ................................................................. 7
4.2 Ký hiệu các tƣ thế hàn của một số nƣớc. ......................................................... 12
II. CÁC PHƢƠNG PHÁP HÀN HỒ QUANG. .................................................... 17
1. Hàn hồ quang tay với que hàn........................................................................... 18
C
C
2. Hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc hàn ........................................................ 20
R
L
T.
3. Hàn hồ quang tự động và bán tự động trong mơi trƣờng khơng khí bảo vệ. ...... 21
3.1. Vật liệu hàn trong hàn hồ quang tự động và bán tự động. .............................. 22
DU
4 Hàn điện xỉ ........................................................................................................ 27
4.1 Nguyên lý và thực chất của hàn điện xỉ........................................................... 27
4.1.1 Nguyên lý của hàn điện xỉ ........................................................................... 28
4.1.2 Thực chất của hàn điện xỉ ............................................................................ 29
5. Hàn hồ quang plasma. ...................................................................................... 30
5.1 Đặc điểm của hàn hồ quang plasma ................................................................ 31
5.2 Sự vận hành của hồ quang plasma .................................................................. 32
5.3 Thiết bị hàn plasma......................................................................................... 33
5.4 Các ứng dụng của hàn hồ quang plasma ......................................................... 35
CHƢƠNG 2 : THIẾT KẾ BUỒNG THÍ NGHIỆM HÀN ................................... 36
I. ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 36
II. SỐ LIỆU BAN ĐẦU ....................................................................................... 38
1. Các bài thí nghiệm hàn ..................................................................................... 38
2. Các tƣ thế hàn ................................................................................................... 38
III. THIẾT KẾ BUỒNG THÍ NGHIỆM HÀN ...................................................... 40
1.Các phƣơng án thiết kế. ..................................................................................... 40
2.Kết cấu của buồng hàn....................................................................................... 41
2.1 Phễu ............................................................................................................... 41
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS.Lưu Đức Bình
1
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
2.2 Khung buồng hàn ........................................................................................... 42
2.3 Đồ gá hàn ....................................................................................................... 42
2.4 Quạt hút .......................................................................................................... 43
3.Kiểm tra bền buồng hàn ..................................................................................... 43
3.1 Kiểm tra bền của khung buồng hàn ................................................................. 43
3.1.1 Mục đích và cấu tạo ..................................................................................... 43
3.1.2 Kiểm tra bền dầm ngang: ............................................................................. 43
IV. THIẾT KẾ MỘT SỐ TRANG BỊ TRONG BUỒNG THÍ NGHIỆM HÀN ..... 45
1.Đồ gá hàn .......................................................................................................... 45
1.1 Sơ đồ nguyên lí ............................................................................................... 45
1.2 Các thành phần của đồ gá ............................................................................... 46
1.2.1 Hệ thống thanh trƣợt con trƣợt ..................................................................... 46
C
C
1.2.2 Kết cấu tấm gá và cơ cấu kẹp ren vít ............................................................ 47
R
L
T.
1.2.3 Ổ bi đỡ và tấm phân độ cho các G hàn ......................................................... 48
2.Quạt hút khói hàn .............................................................................................. 49
2.1 Tính tốn cơng suất để lắp đặt quạt hút hợp lý, tiết kiệm chi phí ..................... 49
DU
CHƢƠNG 3 : LẮP ĐẶT VẬN HÀNH VÀ BẢO DƢỠNG................................. 51
I. LẮP ĐẶT.......................................................................................................... 51
1.Phễu .................................................................................................................. 51
2. Hệ thống xử lí khói hàn .................................................................................... 51
3. Khung buồng hàn và đồ gá hàn. ........................................................................ 52
II. VẬN HÀNH .................................................................................................... 54
III. BẢO DƢỠNG ................................................................................................ 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 56
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS.Lưu Đức Bình
2
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MỐI HÀN
I. TỔNG QUAN
1. Thực chất hàn
- Hàn là một phƣơng pháp công nghệ nhằm đạt đƣợc mối liên kết bền,không
tháo dỡ đƣợc bằng cách dùng một nguồn nhiệt nung nóng vật liệu ở chỗ liên kết
đến trạng thái chảy hoặc dẻo , sau đó vật liệu đông đặc hoặc nhờ lực ép mà mối liên
kết đƣợc hình thành gọi là mối hàn.
- Cơng nghệ hàn xuất hiện từ khi mối liên kết hàn đầu tiên vào năm 1887 do
nhà bác học ngƣời Nga N.N Bernados đã sử dụng nguồn nhiệt hồ quang điện để
thực hiện hàn.Sau hơn một thế kỷ,công nghệ hàn đã phát triển rất nhanh và đạt
C
C
đƣợc nhiều thành quả về khoa học,công nghệ và hiệu quả kinh tế trong mọi ngành
công nghiệp.
R
L
T.
2. Đặc điểm của mối hàn
+ Công nghệ hàn phát triển nhanh và đƣợc ứng dụng rộng rãi nhờ các đặc
điểm sau:
DU
+ Tiết kiệm vật liệu. Ví dụ, các kết cấu kim loại, nếu thực hiện bằng công
nghệ hàn sẽ tiết kiệm từ 10 ÷ 25% khối lƣợng kim loại so với công nghệ nối ghép
bằng bulông hoặc định tấm rivê. So với công nghệ đúc sẽ tiết kiệm đến 50% khối
lƣợng kết thúc. Với ƣu điểm này, công nghệ hàn sẽ tiếp tục phát triển theo hƣớng
tiết kiệm các kim loại và vật liệu quý hiếm.
+ Hàn có thể tạo đƣợc các liên kết từ những vật liệu có tính chất khác nhau.
Ví dụ, kim loại đen với kim loại màu; kim loại với vật liệu phi kim loại v...v
+ Tạo đƣợc các chi tiết máy, các kết cấu phức tạp mà các phƣơng pháp công
nghệ khác không làm đƣợc hoặc gặp nhiều khó khăn.
+ Tạo đƣợc liên kết có độ bền và độ kín cao.
+ Hàn là phƣơng pháp cơng nghệ dễ thực hiện cơ giới hóa, tự động hóa để
cho năng suất cao.
SVTH: Ngơ Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
3
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
3. Phân loại
Hiện nay cơng nghệ hàn đã có hàng trăm phƣơng pháp khác nhau.
a)Căn cứ theo trạng thái hàn sau khi nung nóng, người ta chia các phương pháp
hàn làm hai nhóm: hàn nóng chảy và hàn áp lực.
- Hàn nóng chảy.
Ở phƣơng pháp này chỗ hàn và que hàn bổ sung đƣợc nung nóng đến trạng
thái nóng chảy. Ví dụ, hàn lade, hồ quang plasma, hàn chùm tia điện tử, hàn hồ
quang điện, hàn điện xỉ, hàn khí chảy, hàn nhiệt nhôm, hàn tự động và bán tự động
dƣới lớp thuốc hàn, hàm MAG, MIG, TIC v..v
- Hàn áp lực.
Ở phƣơng pháp này chỗ hàn và que hàn bổ sung đƣợc nung nóng đến trạng
C
C
thái dẻo, sau đó phải dùng áp lực để tạo ra liên kết hàn bền vững. Ví dụ, hàn siêu
R
L
T.
âm, hàn nổ, hàn nguội, hàn điện tiếp xúc, hàn ma sát, hàn khuếch tán, hàn cao tán ,
hàn rèn v...v.
DU
b)Căn cứ theo nguồn nhiệt( dạng năng lượng sử dụng) để nung nóng khi hàn, hàn
có các phương pháp sau:
- Hàn cơ năng.
Phƣơng pháp này sử dụng với các kim loại vùng hàn và tạo nên mối hàn. Ví
dụ, phƣơng pháp hàn nguội, hàn siêu âm ... Tuy nhiên ở phƣơng pháp hàn ma sát,
ngƣời ta cũng dùng cơ năng để hàn: nhƣng ở đây một phần cơ năng đã chuyển
thành nhiệt năng để tham gia vào sự hình thành liên kết hàn bền vững.
- Hàn điện năng trên cơ sở biến điện năng thành nhiệt năng dƣới tác dụng của
hồ quang điện.
Ở đây nhiệt năng đƣợc giải phóng do kết quả của sự chuyển động năng của
các điện tử thành nhiệt năng. Ví dụ, hàn hồ quang điện, hàn tự động dƣới lớp thuốc,
hàn TIC, hàn MIG, hàn MAG v..v.
- Hàn hóa năng.
Phƣơng pháp này đƣợc đặc trƣng bởi nhiệt năng sinh ra do quá trình xảy ra
khi các phản ứng oxy hóa mãnh liệt các khí hoặc các phản ứng oxy kim loại. Ví dụ,
SVTH: Ngơ Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
4
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
phƣơng pháp hàn khí cháy, hàn nhiệt nhơm v...v
- Hàn cơ điện.
Phƣơng pháp này dựa trên nguyên lý chuyển động năng thành nhiệt năng đề nung
nóng chỗ hàn đến trạng thái hàn (trạng thái dẻo), sau đó dùng lực ép tác dụng lên
kim loại đã đƣợc nung nóng. Ví dụ, hàn điện tiếp xúc điểm. đƣờng và giáp mối v.v.
- Hàn cơ hóa.
Phƣơng pháp này dựa trên nguyên lý chuyển hóa cơ năng sang nhiệt năng đề nung
nóng chỗ hàn đến trạng thái hàn sau đó dùng cơ năng (lực ép) để tạo nên mối hàn.
Ví dụ. phƣơng pháp hàn khí áp lực.
- Các phƣơng pháp hàn đặc biệt.
C
C
Ví dụ, hàn chùm tia điện tử, hàn plasma, hàn siêu âm v...v.
R
L
T.
+ Mối hàn và liên kết hàn :
Mối hàn là phần kim loại nóng chảy (do nguồn nhiệt nung) và kết tinh sau khi
DU
hàn. Mối hàn có thể do kim loại cơ bản nóng chảy hoặc kim loại cơ bản và kim loại
bổ sung (vật liệu hàn) nóng chảy tạo thành. Liên kết hàn là hai phần tử của kết cấu
đƣợc nối cứng bằng cách hàn. Liên kết hàn bao gồm mối hàn, vùng ảnh hƣởng
nhiệt và vùng kim loại cơ bản của hai phần tử kết cấu. Các dạng mối hàn và liên kết
hàn cơ bản biểu thị trên hình 3.1.
SVTH: Ngơ Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
5
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
C
C
R
L
T.
DU
Hình 3.1 Các dạng mối hàn và liên kết hàn
Các thông số hình học cơ bản của mối hàn đƣợc biểu thị trên hình 3.2
Theo dạng vát mép và lắp ráp cạnh hàn sẽ có các thơng số hình học cơ bản của mối
hàn nhƣ sau :
- Khe hở hàn (khe đáy) ký hiệu là b.
- Chiều cao không vát mép (chiều cao chân mối hàn) ký hiệu là c.
- Góc vát mép hàn ký hiệu là o.
- Chiều cao phần nhô (phần tăng cƣờng) ký hiệu là g.
- Chiều rộng mối hàn (chiều rộng phần nhô) ký hiệu là e và ký hiệu là d cho mối
hàn chốt.
- Cạnh của mối hàn cho mối hàn góc, hàn chữ T và hàn chồng ký hiệu là K.
- Chiều dày của liên kết hàn ký hiệu là S.
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
6
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
C
C
R
L
T.
DU
Hình 3.2. Các thơng số hình học cơ bản của mối hàn
4. Quy ước ký hiệu mối hàn.
4.1 Cách biểu diễn mối hàn trên bản vẽ.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) ký hiệu mối hàn trên bản vẽ đƣợc quy ƣớc biểu
diễn nhƣ sau (hình 4.1):
- Mối hàn nhìn thấy biểu diễn bằng nét liền cơ bản (hình4.1a.b).
- Mối hàn khuất đƣợc biểu diễn bằng nét đứt (hình 4.1c)
SVTH: Ngơ Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
7
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
Hình 4.1. Biểu diễn mối hàn trên bản vẽ.
- Các quy ƣớc ký hiệu phụ để ký hiệu mối hàn trên bản vẽ đƣợc chỉ dẫn trong bảng
4.1.
C
C
R
L
T.
DU
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
8
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
C
C
R
L
T.
DU
Bảng 4.1. Các quy ước kí hiệu phụ
Phía chính và phía phụ ở đây đƣợc quy ƣớc nhƣ sau:
+ Đối với mối hàn : hàn cả hai phía nhƣng khơng đối xứng thì phía chính là phía
mà mối hàn có chiều sâu lớn hơn.
+ Đối với mối hàn : hàn một phía thì phía chính là phía đƣợc thực hiện hàn.
+ Đối với mối hàn : hàn cả hai phía đối xứng thì phía chính hay phía phụ là phía bất
kỳ, tức là phía này là chính thì phía kia là phụ.
Một số ví dụ về cách ghi ký hiệu mối hàn trên bản vẽ TCVN 1691 — 75) đƣợc biểu
thị ở bảng 4.2.
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
9
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
C
C
R
L
T.
DU
SVTH: Ngơ Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
10
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
C
C
R
L
T.
DU
Bảng 4.2. Ví dụ cách ghi kí hiệu mối hàn.
SVTH: Ngơ Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
11
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
4.2 Ký hiệu các tư thế hàn của một số nước.
a. Tiêu chuẩn Anh BS.4871
Theo tiêu chuẩn này, các tƣ thế cơ bản khi hàn hồ quang đƣợc ký hiệu nhƣ sau:
- Hàn sấp: ký hiệu chữ D.
- Hàn ngang: ký hiệu chữ X.
- Hàn đứng từ dƣới lên: ký hiệu chữ
.
- Hàn đứng từ trên xuống: ký hiệu chữ
- Hàn trần: ký hiệu chữ 0.
Các tƣ thế khác cũng đƣợc quy định nhƣ sau:
- Mối hàn (1G. 1F) cho tƣ thế D.
C
C
- Mối hàn (2G, 2F) cho tƣ thế X.
R
L
T.
- Mỗi hàn (3G, 3F) cho tƣ thế hàn
- Mối hàn (4G, 4F) cho tƣ thế 0.
,
.
DU
* Chú thích:
+ Ký hiệu G biểu thị liên kết giáp mối.
+ Ký hiệu F biểu thị liên kết hàn góc.
b. Tiêu chuẩn Đức ĐIN 1912.
Tƣ thế hàn cơ bản khi hàn hồ quang đƣợc ký hiệu nhƣ sau (hình 4.2):
Hình 4.2 Các tư thế hàn cơ bản khi hàn hồ quang
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
12
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
+ PA(W) - hàn sấp.
+ PB(h) - hàn ngang tƣ thế sấp.
+ PC (q) - hàn ngang tƣ thế đứng.
+ PE (u) - hàn trần.
+ PF (s) - hàn đứng từ dƣới lên.
+ PG (0) - hàn đứng từ trên xuống.
c. Tiêu chuẩn Nhật JIS Z3201
Các ký hiệu mối hàn trên bản vẽ khi hàn hồ quang theo tiêu chuẩn Nhật đƣợc biễu
diễn trên bảng 4.3.
C
C
R
L
T.
DU
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
13
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
C
C
R
L
T.
DU
Bảng 4.3. Các ký hiệu mối hàn trên bản vẽ (JIS-Z3201).
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
14
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
d. Tiêu chuẩn quốc tế ISO ký hiệu mối hàn trên bản vẽ đƣợc biểu thị trong bảng
4.4.
C
C
R
L
T.
DU
Bảng 4.4 Các ký hiệu mối hàn trên bản vẽ theo ISO.
e. Ký hiệu mối hàn trên bản vẽ theo tiêu chuẩn Mỹ AWS đƣợc biểu thị trong bảng 4.5
:
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
15
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
C
C
R
L
T.
DU
Bảng 4.5 : Ký hiệu mối hàn trên bản vẽ theo tiêu chuẩn Mỹ AWS
Vị trí hàn đƣợc ký hiệu theo tiêu chuẩn AWS .DI 1 ~ 92 đƣợc biểu thị trên hình
liên kết hàn đƣợc nhận biết trong dấu ngoặc đơn.
SVTH: Ngơ Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
16
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
C
C
R
L
T.
DU
Hình 4.4. Các vị trí mối hàn theo tiêu chuẩn AWS
A. Các vị trí mối hàn giáp mối vát mép.
B. Các vị trí mối hàn góc khơng vát mép.
C. Các vị trí hàn ống (theo tiêu chuẩn AWS. A 3.0)
II. CÁC PHƢƠNG PHÁP HÀN HỒ QUANG.
Hàn hồ quang điện là phƣơng pháp phổ biến nhất hiện nay để nối, không
tháo rời các chi tiết với nhau bằng nguồn nhiệt dùng để hàn là hồ quang điện. Hồ
quang là hiện tƣợng chuyển động khơng ngừng của dịng điện tử trong mơi trƣờng
đã đƣợc ion hóa giữa hai điện cực, hồ quang tạo ra nguồn nhiệt lớn (đạt đƣợc
600oC và ánh sáng với tia hồng ngoại, tử ngoại). Hàn điện hồ quang là dùng nhiệt
lƣợng đó để nung cho vật hàn nóng chảy.
Hồ quang tập trung trên một điểm của vật hàn, nhiệt lƣợng tƣơng đối tập
trung, vật hàn dễ dàng nóng chảy tức thì, nhiệt năng này khơng truyền ra rộng nên
sự biến dạng của vật hàn khơng trầm trọng nhƣ hàn khí. Tuy thao tác tƣơng đối khó
khăn, nhƣng đối với nơi có điện thì khá thuận tiện và rẻ. Phƣơng pháp này đƣợc
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
17
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
phát triển rộng rãi trong những năm gần đây và trong tƣơng lai nó cịn đƣợc áp
dụng rộng rãi hơn phƣơng pháp hàn khí.
Hồ quang đƣợc dùng trong cơng nghệ hàn tay, hàn tự động dƣới lớp thuốc hàn, hàn
trong môi trƣờng khí bảo vệ, hàn hồ quang plasma và hàn điện xỉ.
1. Hàn hồ quang tay với que hàn.
+ Phƣơng pháp công nghệ này đƣợc sử dụng rộng rãi nhất hiện nay ở Việt
Nam. Mặc dù đã có những phƣơng pháp mới có năng suất, chất lƣợng cao, nhƣng
phƣơng pháp hàn hồ quang tay vẫn không thể thiếu trong sửa chữa, sản xuất loạt
nhỏ, đặc biệt ở những quy trình cơng nghệ hàn khơng thể tiến hành cơ khí hóa và tự
động hóa (hàn các kết cấu phi tiêu chuẩn).
+ Thơng số quan trọng cần đƣợc xác định khi hàn là đƣờng kính que hàn
C
C
(dq), cƣờng độ dịng điện hàn (Ih).
R
L
T.
+ Khi hàn mối hàn giáp mối (Hình 1.1a), để đảm bảo chiều rộng và chiều
cao mối hàn, qd phụ thuộc vào chiều dày vật hàn, ngƣời ta tính d q theo cơng thức
DU
sau:
dq = s/2 + 1 (mm)
+ Cịn đối với liên kết hàn góc, chữ T (Hình 2.1b) dq tính theo cơng thức
sau:
dq = k/2 + 2 (mm)
Ở đây:
s : chiều dày vật hàn (mm)
k : cạnh mối hàn góc hay chữ T (mm).
+ Cƣờng độ dịng điện hàn hồ quang tay (Ih) phụ thuộc vào đƣờng kính và
kim loại vật hàn. Ngồi ra cịn phụ thuộc vào vị trí mối hàn trong khơng gian.
+ Cơng thức kinh nghiệm sau đây tính cho vị trí hàn sấp của liên kết hàn
thép:
Ih = (20 - 6dq).dq (A)
Trong đó : dq - đƣờng kính que hàn (mm)
SVTH: Ngơ Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
18
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
Hình 1.1 Hàn giáp mối
C
C
Các đặc trƣng cơ bản của phƣơng pháp hàn hồ quang tay nhƣ sau:
R
L
T.
- Vị trí hàn: có thể hàn ở mọi vị trí khơng gian.
- Loại vật liệu kết cấu hàn: thép cacbon. thép hợp kim thấp. thép hợp kim cao.
niken, đồng, nhôm v...v.
DU
- Chiều dày tấm hàn: (2 - 100) mm.
- Dòng điện hàn: (50 - 450) A.
- Điện thế hồ quang: (15 - 40) V.
- Loại nguồn hàn: dòng xoay chiều, dòng một chiều, dòng xung.
- Đƣờng kính que hàn: (2 - 6) mm.
- Đặc tính động của máy hàn: dốc liên tục.
Điện cực dùng để hàn hồ quang tay đƣợc gọi là que hàn (dùng để hàn thép, gang,
nhơm v...v). Trong q trình hàn, que hàn làm nhiệm vụ gây hồ quang và bổ sung
kim loại vào mối hàn.
Hiện nay ở Việt Nam sử dụng rất nhiều loại que hàn của các nƣớc khác nhau.
Que hàn thép có thể chia làm ba nhóm chính:
+ Que hàn để hàn các loại thép cacbon thấp và thép hợp kim thấp.
Nhóm này thƣờng dùng các loại lõi dày CB - 08; CB - 08A; C;- 10A; để chế
tạo các que hàn loại: 234; 342: 246; YOHI - 13/45 (theo tiêu chuẩn Nga) hoặc N45;
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
19
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
N46 của Việt Nam.
+ Que hàn thép để hàn thép cacbon cao, thép hợp kim trung bình.
Nhóm này thƣờng dùng các loại dây CB; - 08LC: CB, - 18SUCA để chế tạo các
loại que nhƣ: YOHII - 13/6. 5: 260; 285F.
+ Que hàn thép để hàn các loại thép hợp kim cao. thép không gỉ.
Loại này thƣờng dùng các loại lõi thép hợp kim cao nhƣ : €, — 13X 25T;
CB— 40X19H9 v...v.
2. Hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc hàn
Phƣơng pháp này sử dụng hồ quang cháy giữa điện cực (dây hàn) và chi tiết hàn,
đƣợc tạo nên dƣới lớp thuốc hàn. Ở đây, bể hàn và toàn bộ cột đƣợc bảo vệ khỏi sự
tác động của môi trƣờng không khí(hình 2.1).
C
C
R
L
T.
DU
Hình 2.1. Hàn tự động dưới lớp thuốc hàn.
1.hồ quang hàn; 2. bể hàn; 3.kim loại hàn; 4.vật liệu cơ bản
5.thuốc hàn; 6.xỉ hàn; 7.phễu thuốc; 8.phễu hút thuốc thừa; 9.nguồn hàn; 10.dầu mỏ
hàn; 11.con lăn dẫn dây; 12.động cơ kéo dây; 13.tang cuốn dây hàn.
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
20
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
Các đặc trƣng của hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc:
- Vị trí hàn:
hàn sấp(hàn bằng)
- Chiều dài đƣờng hàn:
khơng hạn chế
- Vật liệu chi tiết hàn: tất cả các loại thép kết cấu, thép, hợp kim cao, hợp kim
Niken; đồng; nhơm.
- Chiều dày tấm hàn:
(3÷ 100) mm và lớn hơn.
- Cƣờng độ dịng hàn:
(200 ÷ 2000) A.
- Điện thế hồ quang:
(20 ÷ 50)V.
- Tốc độ hàn Vs:
(15 ÷ 200)mh.
- Loại dịng điện hàn:
một chiều và xoay chiều.
- Đƣờng kính dây hàn:
(2÷ 8)mm.
C
C
Hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc cho năng suất cao cấp 2 ÷ 5 lần so với hàn hồ
R
L
T.
quang tay , điều kiện lao động tốt, chất lƣợng hàn cao.
3. Hàn hồ quang tự động và bán tự động trong mơi trường khơng khí bảo vệ.
DU
Hàn hồ quang tự động và bán tự động trong môi trƣờng khí bảo vệ là phƣơng pháp
thích ứng với mọi kết cấu hàn, cho năng suất và chất lƣợng hàn cao.
Hình 3.1 Sơ đồ hàn hồ quang trong mơi trường khí bảo vệ
Cơng nghệ này có thể phân loại thành các phƣơng pháp nhƣ trên hình 3.2
SVTH: Ngơ Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
21
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
Hình 3.2. Phân loại hàn trong môi trường khi bảo vệ
C
C
Ở các phƣơng pháp này, bể hàn đƣợc bảo vệ khỏi sự tác động của mơi trƣờng bên
ngồi (chủ yếu là ơxy, hyđrơ). Mơi trƣờng bảo vệ có thể là khí hoạt tính hoặc khí trơ.
R
L
T.
3.1. Vật liệu hàn trong hàn hồ quang tự động và bán tự động.
a. Dây hàn lõi đặc.
DU
Trong hàn hồ quang tự động (dƣới lớp thuốc, trong mơi trƣờng khí bảo vệ, hàn điện
xỉ) cũng nhƣ hàn hồ quang bán tự động, dây hàn là phần kim loại bổ sung vào mối
hàn, đồng thời đóng vai trị điện cực để gây hồ quang và duy trì sự cháy hồ quang .
Bảng 3.1 giới thiệu một số dây hàn dùng trong hàn hồ quang tự động .
Bảng 3.1a. Dây hàn thép cacbon thấp và hợp kim thấp hãng ESAB (Thụy Điển).
Loại dây OK
Autrod
12.10
Autrod 12.0
Autrod
12.22
Autrod
12.24
Autrod
12.32
Loại hơp
kim dây hàn
Khơng có
hợp kim
1%Mn
Tiêu chuẩn
DIN 8559
Tiêu chuẩn
AWS
S1
A5,17;FL.12
S2
A5.17;(EM.12K)
Phƣơng pháp
công nghệ hàn
Hàn hồ quang
dƣới lớp thuốc
nt
Mn –Si
S2Si
A5.17;EM.12K
nt
Mn-Mo
S2Mo
A5.23;(F.A1)
nt
1,5 Mn
S3
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
nt
22
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
Autrod
12.34
Autrod
12.40
1,5 Mn-Mo
S3Mo
A5.23;(EA2)
nt
2 Mn
S4
A5.17;EH14
nt
Tiếp bảng 2.5a
Loại hợp
Tiêu chuẩn
kim dây hàn
DIN 8559
Autrod 12.51
Mn-Si
SG2
A5.18;ER70S-6
Tigrod 12.60
Mn-Si
SG1
A5.18;ER70S-6
Autrod 12.64
Mn-Si
SG3
A5.18;ER70S-6
Autrod 13.09
Mn-Mo-Si
SGMo
Tigrod 13.09
Mn-Mo-Si
Autrod 13.12
Cr-Mo
Tigrod 13.12
Cr-Mo
Autrod 13.26
Cr-Ni
Autrod 13.36
Cr-Ni
Loại dây OK
Tiêu chuẩn AWS
R
L
.
D
T
U
SGMo
C
C
SGCrMo1
Phƣơng pháp công
nghệ hàn
MAG-CO2 hoặc
80%Ar+ 20% CO2
TIG
MAG-CO2 hoặc
80%Ar + 20% CO2
MAG
80%Ar+ 20% CO2
TIG
MAG
80%Ar+ 20% CO2
SGCrMo1
TIG
MAG-CO2 hoặc
80%Ar + 20% CO2
Hàn hồ quang dƣới
lớp thuốc
MAG(Metal Active Gas) – hàn hồ quang trong mơi trƣờng khí bảo vệ hoặt tính CO2
MIG(Metal Inert Gas) – hàn hồ quang trong mơi trƣờng khí bảo vệ - khí trợ Ar, He.
TIG(Tungsten Inert Gas) – hàn hồ quang trong mơi trƣờng khí bảo vệ - khí trơ điện
cực voltram.
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
23
Thiết kế và chế tạo buồng thí nghiệm hàn
Bảng 3.1b.Dây và lõi để hàn đồng và hợp kim đồng hãng ESAB(Thủy Điển).
Loại dây OK
Loại hợp kim
Tiêu chuẩn
Tiêu chuẩn
Phƣơng pháp
dây hàn
DIN 8559
AWS
công nghệ hàn
Autrod
Đồng Ti
S—CuSn
ER Cu
MIG
Autrod
Đồng Al
S—CuAl
ER CuAl-Al
MIG
Bảng 3.1c. Dây và lõi dùng để phủ, đắp. Hãng ESAB (Thủy Điển).
Loại dây OK
Tubrodur 14.70
Tubrodur 14.71
Loại hợp kim
Tiêu chuẩn
Tiêu chuẩn
Phƣơng pháp
điện cực
DIN 8559
AWS
công nghệ hàn
3.8C; 30Cr
SG10-55
Hồ quang hở
SG8-200
Hồ quang hở
18Cr; 8Ni;
6Mn
Tubrodur 14.91
Tubrodur 15.40
Tubrodur 15.42
Tubrodur 15.50
Tubrodur 15.70
C
C
Gang
R
L
T.
Hợp kim MnCr
SG1-135
DU
Hợp kim Cr-
Hồ quang hở
Hàn dƣới lớp
thuốc và
MAG
SG1-400
Mo-Ni
Hợp Kim MnCr-Mo
13Cr; Ferit
0.06C
nt
SG6-500
A5.9-81
UP5
ER410
nt
Hàn dƣới lớp
thuốc
Bảng 3.1d. Dây và lõi hàn thép không gỉ hãng ESAB(Thủy Điển).
Loại dây OK
Loại hợp
kim dây hàn
Tiêu chuẩn
DIN 8556
Tiêu chuẩn
AWS
Phƣơng pháp cơng
nghệ hàn
Autrod 16.10
20Cr.10Ni
UP×2CrNi199
A5.981;ER308L
Hàn hồ quang dƣới
lớp thuốc
Tigrod 16.10
20Cr.10Ni
-
-
TIG
Autrod 16.11
19Cr.9Ni;
Nb
SG×5CrNiNb
A5.981;ER347L
Hàn hồ quang dƣới
lớp thuốc
Tigrod 16.11
19Cr.9Ni;
-
-
TIG
SVTH: Ngô Đăng Huỳnh
Lê Văn Linh
Hướng dẫn: PGS.TS. Lưu Đức Bình
24
