Tài liệu Tài liệu hướng dẫn kĩ thuật cho nhà máy tại Việt Nam docx

Tài liệu hướng dẫn k

ĩ thuật cho
nhà máy tại Việt Nam
Kỹ thuật hàn cơ bản
용접기초 일반

Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반)

Mục Lục
1.
Nội dung cơ bản về kỹ thuậ
t
hàn
A.
Định nghĩa kỹ thuật hàn
B.
Phân loại kỹ thuật hàn
C.
Hiệu quả của tính phân cực
D.
Môi trường khí bảo vệ hàn
E.
Cấu tạo và đặc tính của thiết bị hàn
2.
Quản lý quá trình chuẩn bị hàn
3.
Kỹ thuật Hàn chính
4.
Nguyên nhân khuyết tật hàn và phương pháp khắc phục
* Thêm: Ảnh mẫu khuyết tật hàn (cracking)

2
Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반)

1
1. Khái lược về k

ỹ thuật hàn
A. Định nghĩa kỹ thuật hàn
Hàn là kthuật dùng nhiệt độ cao hay áp lực để liên kết 2 loại vật chất kloại ở trạng thái rắn với
nhau, bao gồm những ppháp như hàn nóng chảy (fusion welding), hàn áp (pressure welding), hàn
vẩy (brazing soldering) để rút ngắn khoảng cách giữa các nguyên tử kloại.
1). Hàn Nóng Chảy (Fusion Welding): là ppháp hàn được thực hiện bằng cách làm nóng chảy cục
bộ những phần được liên kết, không có lực tác dụng (nhiệt độ nung chảy: trên 1500 C, bán nung
chảy: trên 1400 C)
[Đặc tính]

Nhiệt độ của nguồn nhiệt cung cấp phải đủ cao hơn nhiệt độ cần thiết đ
ể
nung chảy kim loại.

Phải đáp ứng được việc gia nhiệt theo cục bộ.

Phải đáp ứng được việc chế ngự lượng nhiệt vào.
2). Hàn Áp Lực (Pressure Welding): là ppháp hàn ở trạng thái cán nguội hoặc gia nhiệt ở bộ phận
tiếp xúc (điểm tiếp xúc, masát) trong đkiện có tác dụng của lực ép các chi tiết tạo liên kết hàn
[Đặc tính]

Cần có thiết bị quy mô lớn có thể tạo lực lớn.

Có đkiện hình thành khá phức tạp, nhưng có thể sản xuất hàng loạt trong thời gian ngắn.

3). Hàn vảy (brazing soldering ): là p.pháp liên kết 2 vật liệu kloại với nhau bằng cách dùng trọng
lực bề mặt để liên kết một kloại xúc tác có điểm nóng chảy thấp hơn kloại cơ bản vào giữa 2 phần
tiếp xúc của vật liệu.

Hàn vảy mềm (soldering) : < 450 (nhiệt độ thấp)℃

Hàn vảy cứng (brazing): hàn vảy dùng đèn xì khí gas, hàn vảy trong lò, hàn vảy cảm ứng, hàn
vảy cứng chân không
B. Phân loại kỹ thuật hàn
Hàn hồ quang điện cực có thuốc bọc (SMAW)
Hàn hồ quang chìm (SAW)
Hàn hồ quang Hàn hồ quang điện cực có khí bảo vệ (GTAW, GM AW)
Hàn hồ quang dây hàn lõi thuốc (FCAW)
Hàn nung Hàn khí gas

Hàn đặc biệt Hàn xỉ điện khí
3
Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반)
P.Pháp hàn Hàn áp
Hàn vẩy cứng & vẩy mềm (brazing soldering)
C. Hiệu quả của tính phân cực
Hiện các máy hàn đang sử dụng được chia ra thành dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện 1
chiều (DC) , máy hàn điện 1 chiều được chia thành cực dương( DCSP,DCEN) và cực âm
(DCRP,DCEP) tuỳ theo trạng thái dòng điện.
Phân cực Cực dương 1 chiều(DCSP) Cực âm 1 chiều(DCRP) Điện 2 chiều(AC)
Dòng điện tử và
ION
Ảnh hưởng nhiệt
Phía vật liệu (60%~75%) Phía thanh hàn(60%~75%)
Đều 50%

Tác dụng Cleaning Không Có Có(nửa vòng)
Hình ngấu hàn Sâu và hẹp Rộng và nông Trung bình
Lực hồ quang Ổn định và mạnh Ổn định và yếu Không ổn định và
trung bình
Hiện tượng thổi hồ
quang
Có Có Hầu như không
Quá trình áp dụng Chủ yếu ở GTAW Chủ yếu ở
GMAW,SAW,SMAW
Chủ yếu ở SMAW
SMAW: Han hồ quang điện có khí kim loại bảo vệ
GMAW: Han hồ quang khí gas kim loại bảo vệ
GTAW: Han hồ quang điện có khí Vonfram bảo vệ
SAW: Han hồ quang chìm
D. Khí Gas bảo vệ hàn

1 . Khái lược
Có 3 p
²
để cách ly kim loại nóng chảy với kkhí
①
p
²
trực tiếp cung cấp khí bảo vệ,
②
p
²
hình
thành khí gas bằng nhiệt hồ quang tác dụng lên thuôc bọc (bọc điện cực),
③

p
²
dùng hồ quang điện
4
Ion
Ion
Ion
Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반)
ở thu
ố
c hàn (Flux Shielding) v.v.
Phương thức bảo hộ Cách hàn chủ yếu Nội Dung
Electrode coating SMAW Hàn hồ quang điện cực nóng cháy trong môi
trường khí đốt thuốc bọc bảo vệ
Gas shielding GTAW Hàn hồ quang điện cực Vonfram khí bảo vệ
GMAW Hàn hồ quang trong mtrường khí trơ bảo vệ
FCAW Bảo vệ khu vực nóng chảy bằng khí đốt lõi
thuốc và hỗn hợp khí gas, CO2
Flux shielding SAW Bảo vệ bằng dung môi xúc tác
Mục đích của mtrường khí bảo vệ là chống oxy hoá và nitơ hóa bằng cách tách kim loại hàn với
môi trường không khí bên ngoài và ngoài ra còn các công dụng sau.

Đặc tính của hồ quang và chế độ thực hiện hàn.

Độ ngấu hàn và hình dạng mối hàn

Khả năng phát sinh khuyết tật như lỗi tốc độ hàn và khuyết tật cháy chân

Xử lý vệ sinh(Cleaning Action)


Tính chất cơ học của kim loại mối hàn và chi phí hàn v.v.
2) Đặc tính của các loại khí
(1)
Khí Ar
Tính dẫn nhiệt của Ar là yếu nên thể plasma tập trung tạo nên gân sâu ở giữa bề mặt của mối
hàn, có tác dụng vệ sinh mối hàn. Đồng thời dòng lửa hàn cũng ổn định.
(2)
Khí He
Vì tính dẫn nhiệt tốt nên năng lượng phân tán ở trong hồ quang tạo nên lượt hàn hình bầu dục
. Sử dụng lượng thuốc xúc tác hàn g
ấ
p 2~3 lần so với Ar.
(3)
Khí Ar+He hỗn
h pợ
Sử dụng lợi điểm của cả Ar và He để độ ngấu hàn sâu, dòng phun ổn định. Vật liệu càng
dầy thì nên tăng tỉ lệ He lên.
(4)
Hỗ hợp khí Ar + O
2
( hoặc khí CO
2
)
Ar tạo nên cháy chân ở cạnh của lượt hàn nên để phòng trừ hiện tượng này thì nên thêm
vào O
2
(1~5%), hoặc CO
2
(3~25%) để kết hợp với axit được tạo thành làm ra chất xúc tác
5

Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반)
chống cháy chân.
(5)
Khí CO
2
Khí CO2 có giá rẻ, ngấu hàn sâu nhưng do đặc tính của khí này nên chỉ có 2 chế độ hàn là
ngắn mạch (short circuiting) và trục cầu (globular) nên hồ quang không ổn định và tia lửa
toé ra nhiều .
N
ế
u cho thêm Ar vào thì sẽ có các đặc trưng sau đây

Phạm vi của điều kiện hàn tấm vật liệu mỏng rộng ra, hồ quang dịu đi.

Nếu tăng tỉ lệ Ar lên trong hỗn hợp (chừng trên 80%) thì sẽ có được dòng phun hồ quang.

Lượng bắn toé ra sẽ thấp, hiệu quả hàn sẽ cao lên.

Độ ngấu hàn sẽ sâu lên.
(6)
Sử dụng hỗn hạp của 3 loại khí trở lên
Lấy Ar làm chất cơ bản và sử dụng thêm hỗn hạp các khí He, CO
2
, O
2
(nhằm dễ dàng ION
hoá hỗn hạp khí, giảm lực hồ quang) v.v thì sẽ lợi dụng được ưu điểm của các loại khí, qua
đó nâng cao hiệu quả của thao tác hàn.
E. Đặc tính và cấu tạo của máy hàn
1) Hàn hồ quang điện cực có thuốc bọc(SMAW)

(1) Nguyên lý
Là phương pháp hàn sử dụng nhiệt của hồ quang điện phát ra từ sự tiếp xúc giữa thanh hàn có
bọc thuốc và vật hàn
* Tác dụng của thuốc bọc: ổn định hồ quang, phòng trừ oxy hoá, nung chảy kim loại hàn , tăng
nguyên tố hợp kim
(2) Máy hàn và đặc tính
1) Nguồn điện để hàn
6
Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반)
Thường là điện xoay chiều hoặc 1 chiều cực âm [DCRP, kim loại xúc tác có cực dương (+)]
[So sánh giữa máy hàn hồ quang điện 1 chiều và máy hàn hồ quang điện xoay chiều]
Đơn vị so sánh 1 chi
ều
Xoay chi
ều
Tính ổn định hồ quang Ưu việt Hơi bất ổn
Sử dụng cực điện Có thể Không thể
Điện áp Hơi thấp(20~60V) Cao(80~ 100V)
Nguy hiểm giật điện Ít Nhiều
Cấu tạo và hỏng hóc Phức tạp/nhiều Đơn giản/ Ít
Giá thành Đắt Rẻ
Chống hiện tượng thổi hồ quang Không thể Có thể ( hầu như không có)
2) Hình thái thao tác hàn và thiết bị

[Hình thái hàn SMAW] [Thiết bị hàn SMAW]
(3) Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Thao Tác Hàn Hồ Quang (Arc Welding )
1)
Điện lưu khi hàn
Thông thường sử dụng dòng điện lưu 40A trên từng 1mm đường kính,nhưng ngoài ra còn phụ
thuộc vào các yếu tố như vật liệu hàn, độ dày, đường kính que hàn, tư thế hàn, hình dạng của

vật hàn v.v. mà thay đổi khác nhau .
Chủng loại Tư thế Đường kính que hàn(mm)
3.2 4.0 5.0
Thép Cacbon F 110-130 150-180 190-230
V 80-110 130-160 160-200

Dòng điện quá cao sẽ gây ra toé lửa và cháy chân

Dòng điện quá thấp thì dòng hồ quang điện sẽ không ổn định và là nguyên nhân của hiện tượng
7
Que hàn
Kloại hàn
Slag
Khí bảo vệ
Đường tâm
Hồ quang
Kloại gốc
Que hàn
Kloại gốc Cáp nối đất
Thanh giữ que hàn
Điện nguồn
Dây cáp hàn
Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반)
chảy tràn và lẫn xỉ

Thép không gỉ so với thép mềm (ít cacbon ) thì tính kháng điện là mạnh hơn nên dễ gây ra hiện
tượng phóng điện nên cần tránh dòng điện quá mạnh ( thấp hơn 10-20Amp so với thép mềm )

Đồng thời nên sử dụng máy hàn có dòng điện 1 chiều đối với thép không gỉ và kim loại màu.
2)

Điện Áp Hàn ( Chiều dài hồ quang điện )

Chiều dài của hồ quang điện quá dài thì độ ngấu hàn kém, bề mặt hàn thô ráp, dòng hồ quang
không ổn định.

Ngược lại nếu quá ngắn thì thanh hàn thường bị ngắn mạch và có khả năng bị lẫn xỉ.
3)
Tốc độ hàn

Tốc độ thao tác hàn nên thực hiện đủ nhanh để bề mặt hàn không bị tổn thương.
4)
Góc thực hiện hàn

Góc độ
Có 2 loại góc độ của thanh hàn là góc tiến hành (Lead Angle) và góc thao tác (Work Angle).
2) Hàn hồ quang điện cực có khí vonfram bảo vệ (GTAW hoặc TIG)
(1) Nguyên lý
Hình thành kim loại mối hàn bằng cách dùng nhiệt hồ quang giữa que điện cực vonfram và
kim loại cơ bản để nung chảy chất xúc tác hàn, tuỳ từng trường hợp có thể cần sử dụng kim loại
xúc tác. Cũng được áp dụng nhiều để hàn đòi hỏi chất lượng và độ chính xác cao như ở các kim
loại mầu như Al & Cu v.v.
(2) Máy hàn và đặc tính
1) Nguồn điện hàn
Dòng điện xoay chiều hoặc 1 chiều cực dương (vật liệu cực (+), kim loại phụ cực (-))
2) Đặc tính
8
Kỹ thuật hàn cơ bản (용접기초 일반)

Có khả năng hàn chất lượng cao với hầu hết mọi chất liệu hàn và hầu như không có toé lửa


Không gây ra hiện tượng lẫn xỉ và sử dụng được ở tất cả các loại kim loại

Chủ yếu sử dụng để hàn ống dạng mỏng và hàn chân ống dẫn ( pipe ).
3) Khí gas bảo vệ

Ar : chủ yếu sử dụng đặc tính hồ quang hình nón

He: sử dụng đặc tính hồ quang hình bắn nguyệt với nhiệt lượng cao và độ nung chảy tăng
[Hình thái hàn TIG]

9
Callet
Đường thông gas
Que hàn điện cực
hồ quang
Vòi gas
Khí bảo vệ
Chất xúc tác
hàn
Điểm nóng chảy
KLoại gốc
Khí phi
hoạt tính
KL nóng chảy
Vòi xì
Nước làm mát
Đồng hồ đo và cần chỉnh
Máy hàn AC hoặc DC