Giáo trình Hàn MIG, MAG cơ bản và nâng cao (Nghề: Hàn) - Trường CĐ Cộng đồng Lào Cai

1

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI

TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI
---------o0o---------

GIÁO TRÌNH
Mơ đun: HÀN MIG/MAG CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO
NGHỀ HÀN
TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG+ TRUNG CẤP

Lào Cai, tháng /2017


1
LỜI NĨI ĐẦU
Giáo trình mơ đun “Hàn MIG, MAG cơ bản và nâng cao” được biên soạn
theo đề cương chương trình chi tiết đào tạo trung cấp và cao đẳng Hàn do hiệu
trưởng trường Trung cấp nghề Lào Cai ban hành năm 2017.
Trong chương trình đào tạo trung cấp nghề Hàn, mô đun “Hàn MIG, MAG
cơ bản và nâng cao” là mơ đun có vai trị quan trọng giúp cho người học các kiến
thức cơ bản và trọng tâm về kỹ thuật hàn MIG, MAG, hình thành nên kỹ năng
nghề nghiệp. Đây cũng là mô đun cơ bản để tiếp thu những kiến thức và kỹ năng
của công nghệ hàn tiên tiến và hiện đại.
Khi biên soạn giáo trình. Chúng tơi ln bám sát theo đề cương chương
trình chi tiết; nội dung được biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu. Các kiến thức trong
tồn bộ giáo trình có mối liên hệ logíc chặt chẽ. Tuy vậy giáo trình cũng chỉ là
một phần trong nội dung của chuyên ngành đào tạo, nên người dạy, người học có
thể tham khảo thêm các tài liệu có liên quan đối với ngành học để việc sử dụng
giáo trình có hiệu quả hơn.

Khi biên soạn, chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên
quan đến mơ đun và phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những
nội dung lý thuyết với thực hành để giáo trình có tính thực tiễn cao.
Trong quá trình biên soạn mặc dù đã cố gắng, nhưng chắc chắn khơng tránh
khỏi những thiếu sót do thời gian biên soạn cịn ngắn và trình độ cịn hạn chế.
Rất mong được sự góp ý của người sử dụng để giáo trình được hồn thiện hơn.
Lào Cai, tháng … năm 2017
Nhóm tác giả
Hồng Đức Lượng


2

MỤC LỤC

1. Lời giới thiệu
2. Mục lục
3. Phần I: Hàn MIG/MAG cơ bản

Trang
1
2

Bài 1: Những kiến thức cơ bản khi hàn MIG/MAG

3- 32

Bài 2: Vận hành máy hàn MIG/MAG

33- 54

Bài 2: Hàn liên kết thép các ban thấp vị trí hàn 1F

55- 73
74-89
Bài 3: Hàn giáp mối thép các ban thấp vị trí hàn 1G
90-106
Bài 4: Hàn liên kết thép các ban thấp vị trí hàn 2F
Bài 5: Hàn liên kết thép các ban thấp vị trí hàn 3F

107-124

4. Phần II: Hàn MIG/MAG nâng cao
Bài 1: Hàn giáp mối thép các ban thấp vị trí hàn 2G

125-143

Bài 2: Hàn giáp mối thép các ban thấp vị trí hàn 3G

144- 160


3
PHẦN I: HÀN MIG/MAG CƠ BẢN
BÀI 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN MIG, MAG
I. Mục tiêu của bài
Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng:
- Giải thích đúng ngun lý, cơng dụng của phương pháp hàn MIG, MAG.
- Trình bày đầy đủ các loại khí bảo vệ, các loại dây hàn.
- Liệt kê các loại dụng cụ, thiết bị dùng trong công nghệ hàn MIG, MAG.

- Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn MIG, MAG.
- Trình bày đầy đủ mọi ảnh hưởng của q trình hàn hồ quang tới sức khoẻ
cơng nhân hàn.
- Thực hiện tốt cơng tác an tồn lao động và vệ sinh phân xưởng.
II/ Nội dung
1. NGUYÊN LÝ HÀN MIG, MAG
1.1. Nguyên lý hàn MIG
M

Bộ đẩy dây

Dây hàn

Chụp khí
Ống tiếp
điện
Khí bảo
vệ

DCEP
Hồ quang
hàn

Kim loại cơ
bản
Sơ đồ nguyên lý hàn MIG/ MAG
Hàn MIG là chữ viết tắt của “ Metal Inert Gas Arc” nghĩa là “ Hàn hồ quang
trong môi trường khí trơ với điện cực nóng chảy”. Hàn MIG là phương pháp tạo hồ
quang giữa kim loại hàn và dây hàn trong mơi trường khí trơ như khí Argon (Ar) hoặc
Hêli (He). Đây là phương pháp hàn bán tự động, dây hàn được đưa vào vũng hàn liên

tục nhờ một bộ phận đẩy dây (cấp dây), dây hàn là loại dây đặc có chất lượng và thành


4
phần tương tự như kim loại hàn và không cần thêm chất khử, khí trơ khơng phản ứng
với kim loại nóng chẩy và bảo vệ vùng hàn khỏi khơng khí rất tốt. Khi hàn các kim
loại dễ bị ơxy hố như nhơm và hợp kim nhơm, nên sử dụng khí trơ. Khi hàn thép
khơng gỉ, dùng hỗn hợp khí Argon với 2% ôxy sẽ làm cho hồ quang cháy ổn định và
vẫn giữ được hoạt động làm sạch của khí trơ (nếu sử dụng Ar nguyên chất, hồ quang
cháy không ổn định). Khi hàn thép hợp kim thấp có thể sử dụng hỗn hợp khí CO2 và
Ar . Dây hàn nóng chẩy và chuyển dịch dạng tia ở dịng điện hàn cao, hình dạng mối
hàn đẹp với độ ngấu sâu dạng “ngón tay” và bắn t kim loại ít. Tuy nhiên ở dòng
điện hàn thấp, chuyển dịch kim loại lỏng là chuyển dịch dạng cầu, mức độ bắn toé
nhiều hơn. Do đó, do đó phương pháp hàn MIG xung được phát triển, cho phép dòng
điện hàn tăng định kỳ với hệ thống chuyển dịch tia thậm chí ngay cả khi hàn với dòng
điện thấp.
1.2. Nguyên lý hàn MAG
Tương tự như hàn MIG. Hàn MAG được viết tắt từ cụn từ tiếng Anh Metal
Active Gas welding
Metal: Kim loại
Active: Tích cực
Gas: Khí
Trong phương pháp hàn này dây hàn (điện cực) liên tục được đẩy vào vũng hàn
nhờ cơ cấu cấp dây hàn, trong khi đó dịng điện hàn truyền từ nguồn điện hàn qua bép
hàn để làm nóng chảy dây hàn và kim loại cơ bản. Để tránh bị ơxy hố và Nitơ hố
kim loại mối hàn, dùng khí CO2 hoặc hỗn hợp khí Argon và CO2 cung cấp xung quanh
vùng hàn để bao bọc và bảo vệ ngăn không cho không khí bên ngồi xâm nhập vào
kim loại mối hàn. Phương pháp này được gọi là phương pháp hàn hồ quang trong mơi
trường khí bảo vệ và là phương pháp hàn bán tự động. Tuỳ theo từng loại klhí bảo vệ
như 100 % CO2 , hỗn hợp khí Ar + CO2 > 5% được dùng (thông thường dùng 80% Ar

+ 20% CO2). Khi dùng 100% CO2 thi gọi là phương pháp hàn hồ quang CO2, nếu dùng
Ar + CO2 thì được gọi là phương pháp hàn hồ quang khí bảo vệ hỗn hợp, có tác động
tăng chất lượng mối hàn và giảm sự bắn toé kim loại lỏng. Khi tốc độ gió ≥ 2m/ sec sẽ
gây ra sự sâm nhập của khơng khí vào vũng hàn.
1.3 Phạm vi ứng dụng


5
Hàn MIG, MAG được sử dụng với phạm vi rất rộng để hàn các lọai vật liệu
như thép cácbon thấp, thép có độ bền cao, thép hợp kim thấp, thép khơng gỉ. Phương
pháp hàn trong mơi trường khí bảo vệ không chỉ áp dụng trong công nghiệp sản xuất ô
tô mà còn được áp dụng trong sản xuất kết cấu thép xây dụng, chế tạo máy cơng
nghiệp, đóng tầu và các ngành công nghiệp khác…
2. VẬT LIỆU HÀN MIG, MAG
2.1. Khí bảo vệ
Các khí bảo vệ dùng cho hàn bao gồm khí trơ, khí hoạt tính và hỗn hợp của
chúng.
2.1.1. Khí trơ
Khí trơ là khí “khơng tác động đối với các phản ứng hố học và hầu như
khơng hồ tan trong kim loại”. Đó là khí đơn ngun tử mà các nguyên tử của chúng
được bao bọc bởi các màng điện tử, nhờ vậy tính trơ hố của chúng càng được đảm
bảo. Argon (Ar), Heli (He) và hỗn hợp của chúng là những khí trơ dùng cho hàn.
- Argon
Argon là khí khơng cháy và khơng gây nổ. Nhờ nặng hơn khơng khí Argon bảo
tốt bể hàn. Theo tiêu chuẩn của các nước SNG (GOST 10157-62) Argon tinh khiết có
3 loại: A, B và C ( bảng 1-1). Độ ẩm đối với Argon dạng khí của 3 loại khơng được
q 0.03 g/m3.
Argon loại A: dùng cho hàn và nấu luyện các kim loại hoạt tính và hiếm ( Titan,
Zirconi, Noibi) và các hợp kim của chúng, và cho hàn các sản phẩm đặc biệt quan
trọng trong giai đoạn kết thúc của sự chế tạo.

Argon loại B: dùng cho hàn và nấu luyện các hợp kim cơ sở nhôm và mage, và
các hợp kim khác nhạy với các tạp chất của các khí hồ tan trong kim loại, bằng điên
cực nóng chảy và điện cực Wonfram khơng nóng chảy .
Argon loại C: dùng cho hàn và nấu luyện các hợp kim crom, niken chống gỉ và
bền nhiệt, các thép hợp kim và nhơm sạch .
Bảng 1-1 Thành phần khí Argon (GOS 10157) % khối lượng
Lượng khí

A

B

C

Argon

99,99

99,96

99,90

Oxy

0,003

0,005

0,005

Nitơ

0,01

0,04

0,01


6
Argon được bảo quản và vận chuyển trong các bình liền khối. Trong bình dưới
áp suất 150 at chứa khoảng 6m3 Argon dạng khí. Bình chứa Argon được sơn đen ở
phần dưới và sơn trắng ở phần trên. Ở phần trên có in chữ “Argon sạch”.
- Heli
Cũng như Argon, Heli là khí trơ, nhưng khác Argon ở chỗ Heli nhẹ hơn nhiều và
nhẹ hơn cả khơng khí. Vì vậy việc bảo vệ vùng hàn bằng Heli khó khăn hơn và đỏi hỏi
lượng khí tiêu thụ lớn. So với Argon, Heli đảm báo sự đốt nóng vùng hàn mạnh hơn
nhờ građien sụt áp trong hồ quang. Theo tiêu chuẩn MPTY51 -77 - 66 Heli được bảo
quản và vận chuyển trong các bình liền khối dưới áp suất 150 at. Các bình Heli được
sơn màu nâu và in chữ trắng “Heli”. Heli có trong khơng khí nhưng với lượng nhỏ.
Heli có nhiều trong các khí thiên nhiên.
Heli được chia làm hai loại: Hêli độ sạch cao và Heli kỹ thuật.
Bảng 1-2 Thành phần khí heli (MPTY51 77 - 66) % khối lượng
Lượng khí

Heli độ sạch cao

Heli kỹ thuật

Heli (khơng nhỏ hơn)

99,985

99,8

Hiđro (khơng lớn hơn)

0,0025

0,06

Nitơ (khơng nhỏ hơn)

0,005

0,12

Ơxi (khơng nhỏ hơn)

0,002

0,005

Hiđrocacbonat(khơng nhỏ hơn)

0,003

0,005

Neon (khơng nhỏ hơn)

0,002

0,005

Điểm sương (khơng cao hơn)

-500C

-500C

2.1.2. Khí hoạt tính: Các khí hoạt tính là các khí có khả năng bào vệ vùng hàn khỏi sự
sâm nhập của khơng khí và tác dụng hoá học với kim loại hàn hoặc hồ tan lý học
trong nó.
Cacbonic (đioxit cacbon - CO2)
Là khí khơng mầu, độc, nặng hơn khơng khí. Dưới áp suất 760mm Hg và ở nhiệt
độ 00C tỷ trọng của khí cacbonic bằng 1,97686 G/l, lớn hơn tỷ trọng khơng khí 1,5 lần.
Khí cacbonic hồ tan tốt trong nước. Khí cacbonic có tỷ trọng thay đổi mạnh khi nhiệt
độ thay đổi. Do vậy nó được tính theo khối lượng chứ khơng phải theo thể tích. Khi
hố hơi 1 kg cacbonic lỏng trong các điều bình thường (760 mmHg, 00C), tạo được
509 lít khí cacbonic.


7
Khí cacbonic được bảo quản và vận chuyển ở trạng thái lỏng trong các bình thép
hoặc thùng chứa cách nhiệt. Trong các bình thép khí cacboníc ở áp lực tới 150 at. Bình
cacbonic được sơn màu đen và in chữ “CO2” màu vàng. Mỗi bình tiêu chuẩn với
dung tích 40 lít chứa được 25 kg khí cacbonic lỏng; khi bay hơi lượng cacbonic lỏng
này tạo 12600 lít.
Rỗ bọng trong mối hàn là trở ngại đầu tiên khi sử dụng khí cacbonic làm môi

trường bảo vệ. Rỗ xuất hiện bởi sự sôi của kim loại bể hàn khi đông đặc do sự thoát
oxit cacbon (CO). Nhược điểm này được khắc phục khi sử dụng dây hàn chứa lượng
lớn Silic, nhờ vậy khí cacbonic được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất hàn.
Lưu ý:
Khí cacbonic khơng được chứa dầu khống, glixerin, hyđrrosunfua, các axit
clohyđric, sunfuaric và nitric ancol, ete, các axit hữu cơ và amoniac. Ngồi ra, trong
các bình khí cacbonic hàn khơng được chứa hơi nước. Hơi khí có trong khí cacbonic
có thể gây rỗ và làm giảm tính dẻo của mối hàn.
Độ ẩn của khí tăng ở các giai đoạn đầu và cuối của q trình sử dụng khí trong
bình, có thể gây các khuyết tật của mối hàn. Để giảm độ ẩm trong khí, trên đường đi
tới vùng hàn khí cacbonic cần được sấy. Để gom khí ẩm thiết bị sấy được chứa đầy
clorua canxi, silicagen hoặc các chất hút ẩm khác.
Khi xả khí từ bình, do sự tiết lưu và hấp thụ nhiệt của khí cacbonic lỏng, khí bị
nguội và có thể đóng băng làm tắc van giảm áp
CO2 dùng để hàn phải đạt yêu cầu sau:
Lượng khí không dưới 99,5%
Trạng thái tự do không chứa hơi nước
Lượng hơi nước khơng vượt q 0,18 g/1m3 khí
2.1.2. Hỗn hợp khí: Hỗn hợp khí ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn vì chúng có
những ưu điển nhất định.
- Hỗn hợp khí cacbonic và oxy có ứng dụng rơng rãi trong công nghiệp khi hàn
thép xây dựng cacbon thấp và hợp kim thấp.
- Các hỗn hợp khí trơ bao gồm các khí Argon và Hêli. Nhờ có tỷ trọng lớn hơn
heli các hỗn hợp này bảo vệ bể hàn tốt hơn hêli. Đặc biệt hỗn hợp chứa 70% Ar và
30% He có các tính chất bảo vệ rất tốt. Tỉ trọng của nó gần bằng tỉ trọng khơng khí .
Để hàn các kim loại hoạt tính người ta sử dụng hỗn hợp chứa 60-65% He còn lại là Ar.


8
Mặc dù các hỗn hộp khí trơ đắt hơn nhiều so với khí argon nhưng vẫn được sử dụng

nhiều bởi cường độ toả nhiệt lớn của hồ quang trong vùng hàn.
Các hỗn hợp khí với thành phần u cầu thơng thường được sản xuất bằng cách
trộn các khí từ trong các bình chứa riêng nhờ các máy trộn đặc biệt
- Các hỗn hợp khí trơ và khí hoạt tính ngày càng có ứng dụng rộng rãi trong sự
hàn với điện cực nóng chẩy các thép bởi tính ưu việt của chúng: tốc độ phản ứng hoá
học đối với kim loại bể hàn nhỏ hơn so với các khí hoạt tính; tính ổn định của hổ
quang cao hơn; sự di chuyển kim loại điện cực qua hồ quang thuận lợi hơn. So với khí
Ar sạch, các hỗn hợp khí trơ và khí hoạt tính có ưu điểm hơn khi hàn các thép xây
dựng. Khi hàn thép xây dựng trong khí Argon vị trí vết catơt trên mặt chi tiết khơng ổn
định , kết quả mối hàn hình thành xấu.
- Trộn vào argon một lượng khơng lớn ơxy hoặc khí ơxy hố khác cải thiện rõ rệt
tính ổn định của hồ quang và chất lượng tạo hình của mối hàn. Sự có mặt của oxy
trong môi trường hồ quang tạo sự di chuyển giọt nhỏ hơn của kim loại điện cực. Điều
này có được là nhờ sự tác dụng bề mặt linh hoạt của oxy đối với sắt và hợp kim của
nó. Oxy chủ yếu chỉ hoà tan trên bề mặt và làm giảm đáng kể sức căng bề mặt của nó.
Kết quả các giọt kim loại riêng lẻ được tạo thành dễ dàng hơn và kích thước của chúng
giảm. Vì vậy khi hàn thép người ta không sử dụng argon mà sử dụng các hỗn hợp của
argon với oxy và khí cacbonic: Ar - O2, Ar - CO2, Ar - CO2 - O2 .
Hỗn hợp argon-hyđrô (tới 20 % H2) được sử dụng khi hàn microplasma. Sự có
mặt của hyđro trong hỗn hợp đảm bảo sự nén của hồ quang plasma, làm cho nó nhọn
hơn, tập trung hơn. Ngồi ra trong một số trường hợp hiđrro tạo trong vùng hàn môi
trường hồn ngun cần thiết.
Bảng 1-3 Một số loại khí thường dùng để hàn MIG và hàn MAG (Theo tiêu chuẩn
DIN)
Thành phần khí bảo vệ

Kí hiệu (DIN 32 526)

Vật liệu hàn

100% Ar

I1

Kim loại phi sắt thép

50% Ar + 50% He

I3

97% Ar + 3% CO2

M1.1

Thép hợp kim cao, thép

97% Ar + 3% O2

M1.2

không rỉ

82% Ar + 18% CO2

M2.1

Thép không hợp kim và

87% Ar + 10% CO2 + 3% O2

M2.2

hợp kim thấp


9
92% Ar + 8% O2

M2.3

100% CO2

C

Bảng 1-4 Ảnh hưởng của khí trộn đến sự ổn định của hồ quang và tạo hình mối
hàn
Ảnh hường tới

Loại khí bảo vệ
Ar + 18% CO2

Ar + 8% O2

CO2

Vẩy mịn

Vẩy rất mịn

Vẩy thơ

Tạo xỉ

Ít

Trung bình

Nhiều

Bắn t

Ít

Rất ít

Gia tăng

Tạo bọt khí

Ít

Trung bình

Rất ít

Hồ quang ngắn

Hồ quang ngắn

Hồ quang ngắn

Các loại hồ quang có

Hồ quang dài

Hồ quang dài

Hồ quang dài

thể

Hồ quang TB

Hồ quang TB

Hồ quang xung

Hồ quang xung

Chiều sâu ngấu
Chiều rộng độ ngấu
Độ nhấp nhô bể mặt

2.2. Dây hàn.
Trong hàn 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.
Theo tiêu chuẩn của GOST 2246- 60 (của Liên bang Nga), các dây hàn kéo nguội
dùng để hàn có đường kính (0,3-12) mm. Chúng được quấn thành cuộn có đường kính
trong (100 - 200) mm tương ứng với khối lượng (5 - 80) kg. Trong đó dây dùng để
hàn bán tự động có đường kính (0,3 - 2,0) mm với khối lượng (5 - 25) kg.

Các cuộn dây hàn được bảo quản, bao gói để chống gỉ và được tráng một lớp
đồng .
Dây hàn gồm hai nhóm: Dây hàn bột (dây hàn lõi thuốc) và dây hàn đặc.
2.2.1. Dây hàn để hàn trong khí bảo vệ
Khi hàn trong mơi trường khí bảo vệ, sự hợp kim hố kim loại mối hàn cũng như
các tính chất yêu cầu của mối hàn thực hiện chỉ thông qua dây hàn. Do vậy những
những đặc tính của q trình cơng nghệ hàn phụ thuộc vào rất nhiều vào tình trạng và


10
chất lượng của dây hàn. Khi hàn trong môi trường khí bảo vệ CO2 thường sử dụng dây
hàn có đường kính 0,3 - 2,0 mm.
Sự ổn định của q trình hàn cũng như chất lượng của liên kết hàn phụ thuộc
nhiều vào tình trạng bề mặt dây hàn. Để đảm bảo các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật cho
công việc hàn, người ta chú ý nhiều đến phương pháp làm sạch dây hàn. Một trong
những cách để giải quyết là sử dụng dây hàn có mạ đồng.
Dây hàn có mạ đồng sẽ nâng cao chất lượng bề mặt và khả năng chống gỉ, đồng
thời nâng cao tính ổn định trong quá trình hàn.
Theo GOST 2246 - 70 được phân thành các dây hàn thép cacbon thấp, hơp kim
thấp, hợp kim cao với 77 chủng loại đường kímh 0,3 - 12 mm.
Dây hàn thép cacbon thấp khác nhau chủ yếu về thành phần mangan, lưu huỳnh
và photpho.
Dây hàn hợp kim có thể chứa tới 6 nguyên tố hợp kim và tổng thành phần của
chúng có thể lên tới 6%. Dây hàn này để hàn thép cacbon và thép hợp kim. Dây hợp
kim mangan- silic (HS- 08G2S, HS- 08GS) dùng cho hàn thép xây dựng trong khí
CO2. Khi hàn thép hợp kim thấp độ bên cao dùng dây HS- 08CMN,
HS- 08CN2M, HS- 08MFA, HS- 08CGSMFA. Các loại dây khác dùng cho hàn thép
có thành phần tương đương.
Dây với lượng các nguyên tố hợp kim hoá trên 6% thuộc dây hàn hợp kim cao.
Các dây ferit và austenit hợp kim cao dùng để hàn thép không gỉ, thép bền nhiệt và các

thép đặc biệt khác
Sự hàn hồ quang trong khí bảo vệ CO2 với dây đặc HS - 08 G2S cho năng xuất
cao, rẻ, đơn giản, có thể thực hiện được ở mọi vị trí trong khơng gian với tính chất cơ
học tốt của mối hàn, song có nhiều nhược điểm như bắn toé, bảo vệ kém khi sử dụng
dòng hàn lớn, độ dẻo của kim loại mối hàn không cao.
2.2.2. Dây hàn bột.
a, Khái niệm chung:
Dây hàn bột (dây hàn lõi thuốc) là dây điện cực liên tục gồm vỏ bọc kim loại và
ruột thuốc. Vỏ đóng vai trị dẫn điện và bổ xung kim loại cho mối hàn, còn ruột hợp
kim hoá mối hàn và bảo vệ kim loại lỏng (trường hợp dây tự bảo vệ) khỏi tác động xấu
từ môi trường. Dây hàn bột cho phép dùng mật độ dòng điện cao do vậy năng suất
nóng chẩy cao.


11
b, Các kiểu cấu tạo của dây hàn:
Theo GOST 9467- 75 (của Liên bang Nga), dây hàn bột chia tương ứng như các
loại dây hàn E42; E42A; E46: E50A.
Căn cứ theo tính chất cơng việc hàn, dây hàn bột được dùng dưới hai hình thức
sau:
- Với chức năng tự bảo vệ (dùng trong hàn hồ quang hở).
- Với chức năng được bảo vệ bằng môi trường bổ sung khác (hàn trong mơi
trường khí CO2)
Theo thành phần của hỗn hợp bột trong dây, dây hàn bột được chia làm 4 nhóm:
rutil- hữu cơ; rutil; cacbonat florui; rutil- fluori.

Cấu tạo một số kiểu dây hàn lõi
thuốc
Ruột dây hàn là hỗn hợp các quặng, muối kim loại và fero hợp kim và bột kim
loại khác. Dây hàn bột có vai trị giơng như que hàn vỏ bọc, tức làm ổn định hồ quang,

bảo vệ kim loại mối hàn khỏi tác dụng của không khí, khử oxy và hợp kim hố kim
loại mối hàn, chuyển kim loại nỏng chẩy của điện cực vào vũng hàn.
Thành phần ruột theo chức năng được phân thành một số nhóm. Sự phân chia
này cũng chỉ là tương đối, bởi phần lớn vật liệu thực hiện nhiều chức năng trong q
trình hàn.
Các vật liệu tạo khí dùng để tạo mơi trường khí bảo vệ tại vùng nóng chảy.
Chúng gồm các chất hữu cơ (tinh bột, xenlulô), muối - phần lớn là đất hiếm và kim
loại hiếm (macmo, magezit...), florua với nhiệt độ khuếch tán thấp (floruasilicat natri,
floruaziconat kali). Các vật liệu gốc khoáng cũng là chất tạo xỉ.
Các chất tạo xỉ dùng để tạo xỉ hàn. Chúng vừa đóng vai trị luyện kim vừa đóng
vai trị đảm bảo tính cơng nghệ vì xỉ có chức năng tạo dáng mối hàn. Các chất tạo xỉ
gồm muối đơn và phức của kim loại, các oxit kim loại, florua cacbonat và hỗn hợp của


12
chúng (rutin, oxit nhôm, oxit silic, fenspat, florit, macmo, magezit). Các florit (huỳnh
thạch) và oxit kim loại hiếm làm các chất chảy.
Các chất oxy hố khử là những chất có ái lực mạnh với oxy được đưa vào ruột,
gồm các fero hợp kim và bột kim loại (FeMn, FeSi, FeTi, nhôm , magie) .
Các chất hợp kim đưa vào ruột để đảm bảo các tính chất cần thiết của kim loại
mối hàn. Vai trị hợp kim hố có thể thực hiện nhờ các chất oxy hoá khử và các kim
loại và hợp kim khác (FeCr, FeMo, Ni, FeW).
Các chất ổn định hồ quang dùng để duy trì tính ổn định hồ quang với phạm vi
rông của chế độ hàn. Các muối của các nguyên tố với thế ion hoá thấp được dùng vào
mục đích này thường khơng được đưa vào dưới dạng tinh mà là những chất tạo xỉ và
khí chứa khá cao nguyên tố này (fenspat, disilicat natri, nephelin).
Bột sắt chiếm phần lớn trong đa số các dây hàn bột góp phần tạo mối hàn và tăng hiệu
suất của điện cực.
Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản để phân biệt các loại dây hàn bột là ứng dụng của chúng.
Ứng dụng của dây hàn bột được quyết định bởi loại sản phẩm cần hàn. Dây hàn bột để

hàn thép cacbon và thép hợp kim thấp ngày càng được sử dụng rộng rãi. Còn dây hàn
bột để hàn thép hợp kim, gang, kim loại mầu tới nay mới được sử dụng ít.
Phần lớn các dây hàn bột được dùng cho hàn tự động và bán tự động. Trong thực
tế tỉ lệ dây bột dùng cho hàn bán tự động vượt hàn tự động nhưng có một số loại dây
bột chỉ dùng cho hàn tự động mà thôi.
Dây hàn bột được dùng cho cả hàn hồ quang không bảo vệ và hồ quang bảo vệ
khí và bảo vệ thuốc. Dây khơng cần bảo vệ thêm gọi là dây tự bảo vệ. Khi sử dụng dây
tự bảo vệ thì khí và xỉ bảo vệ kim loại được thực hiện nhờ kết quả của sự khuếch tán
vật liệu dây tạo khí và làm nõng chảy các chất tạo xỉ. Dây dùng thêm khí bảo vệ gọi là
dây bảo vệ khí. Khí thường dùng là khí CO2, được cung cấp vào vùng hồ quang qua
chụp khí tương tự như hàn hồ quang khí với dây đặc. Nói chung, ruột của tất cả các
loại dây hàn bột đều chứa bột sắt.
Tỉ lệ ruột và dây là đại lượng đặc trưng cho sự điền đầy của dây

Kđ
=

Gb
Gd

Gb
=
Gd + Gv

Ở đây: Kđ - hệ số điền đầy, %;Gb - khối lượng bột điền đầy; Gd - tổng khối
lượng dây; Gv - khối lượng vỏ. Giá trị Kđ thường không vượt quá 40%


13
*Ký hiệu dây hàn Thép Cacbon, thành phần và cơ tính theo tiêu chuẩn AWS

(American- Welding- Sytems)
- Theo hệ thống tiêu chuẩn AWS, ký hiệu cho thép cacbon như sau :

ER

70
X

Ký hiệu điện cực hàn
hoặc que hàn phụ
Độ bền kéo nhỏ nhất
(ksi)

S-

Thành phần hố
học và khí bảo
vệ

S = dây hàn đặc

Giới thiệu một số loại dây hàn thông dụng theo AWS
Bảng 1-5 Cơ tính của một số dây hàn
Ký hiệu
theo
AWS

Điều kiện hàn
Cực tính

Khí bảo

Cơ tính
Độ bèn kéo của

Giới hạn chảy

liên kết hàn

của mối

(min - psi)

hàn(min - psi)

vệ

Độ dãn dài %
(min)

E70S - 2

DCEP

CO2

72000

60000

22

E70S - 3

DCEP

CO2

72000

60000

22

E70S - 4

DCEP

CO2

72000

60000

22

E70S - 5

DCEP

CO2

72000

60000

22

E70S - 6

DCEP

CO2

72000

60000

22

E70S - 7

DCEP

CO2

72000

60000

22

DCEP là dây hàn nối với cực dương của nguồn điện (đấu nghịch)
Bảng 1-5 Thành phần hóa học của một số dây hàn
Thành phần hoá học %

Ký hiệu
theo AWS

C

Mn

Si

Các nguyên tố khác


14
0,40  0,70

Ti - 0,05  0,15; Zi - 0,02

0,45  0,70

 0,12, Al - 0,05  0,15

E70S – 2

0,06

E70S – 3

0,06  0,15

E70S – 4

0,07  0,15

0,65  0,85

E70S – 5

0,07  0,19

0,30  0,60

E70S – 6

0,07  0,15

1,40  1,85

0,80  1,15

E70S – 7

0,07  0,15

1,10  2,00

0,50  0,80

0,90  1,40

A1 - 0,50  0,90

3.THIẾT BỊ HÀN, DỤNG CỤ HÀN MIG, MAG
3.1. Thiết bị hàn MIG, MAG

Hệ thống thiết bị cần thiết dùng cho hàn hồ quang điện cực nóng chảy trong mơi
trường khí bảo vệ gồm nguồn điện hàn, cơ cấu cấp dây tự động, mỏ hàn (súng hàn) đi
cùng các đường ống dẫn khí, dây hàn và cáp điện, chai chứa khí bảo vệ kèm theo bộ
đồng hồ, lưu lượng khí và van khí.
Nguồn hàn thông thường là nguồn điện một chiều (DC). Nguồn điện xoay chiều
AC khơng thích hợp do hồ quang bị tắt ở từng nửa chu kỳ và sự chỉnh lưu chu kỳ phân
cực ngược làm cho hồ quang khồng ổn định.
Đặc tính ngồi của nguồn điện hàn thơng thường là đặc tính cứng (điện áp khơng
đổi). Điều này được dùng với tốc độ cấp dây hàn không đổi, cho phép điều chỉnh tự
động chiều dài hồ quang.
Mỏ hàn (súng hàn) bao gồm bép tiếp điện dể chuyển dòng điện hàn dến dây
hàn, đường dẫn khí và chụp khí dể hướng dịng khí bảo vệ bao quanh vùng hồ quang,
bộ phận làm nguội có thể bằng khí hoặc nước tần hồn, cơng tắc ngắt đồng bộ dòng
điện hàn, dây hàn và dòng khí bảo vệ.
3.1. Dụng cụ dùng trong hàn MIG, MAG


15
Trong hàn MIG/MAG thường dùng một số dụng cụ sau: Kìm bấm dây hàn, bàn
trải sắt, Clê, mỏ lết, kính hàn, kính bảo hộ, tạp dề da, ủng da, găng tay da, đe, búa

nguội, dũa

4. ĐẶC ĐIỂM CÔNG DỤNG CỦA HÀN MIG/ MAG
4.1. Đặc điểm
Các đặc điểm của hàn hồ quang trong mơi trường khí bảo vệ là mức độ tập trung
cao của nguồn nhiệt hàn đảm bảo vùng ảnh hưởng nhiệt của mối hàn nhỏ, biến dạng
thấp, năng suất hàn cao, đặc biệt khi sử dụng khí trơ, khơng cần sử dụng thuốc hoặc vỏ
bọc như que hàn, khả năng cơ khí hóa và tự động hóa cao.
* Ưu điểm:
- Hàn mọi kim loại thông dụng
- Năng suất hàn cao (dây hàn liên tục, mật độ dòng hàn cao, tốc độ hàn cao).


16
- Cho phép hàn ngấu sâu; độ bền mối hàn tốt với các mối hàn góc cỡ nhỏ.
- Khả năng cơ giới hóa và tự động hóa cao, làm sạch tối thiểu sau khí hàn.
*Nhược điểm
- Thiết bị đắt tiền, phức tạp (so với hàn hồ quang tay)
- Khó tiếp cận mối hàn góc trong hơn so với hàn hồ quang tay (do kích thước
chụp khí của mỏ hàn).
- Phải bảo vệ vùng hàn chống gió lùa.
- Bức xạ nhiệt cao, ảnh hưởng tới sức khỏe người thợ hàn.
- Với hàn MIG giá thành khí khá cao.
4.2. Ứng dụng
Nó được sử dụng với phạm vi rất rộng hàn các lọai vật liệu như thép cácbon
thấp, thép có độ bền cao, thép hợp kim thấp, thép không gỉ. Phương pháp hàn trong
mơi trường khí bảo vệ khơng chỉ áp dụng trong cơng nghiệp sản xuất ơ tơ mà cịn được
áp dụng trong sản xuất kết cấu thép xây dụng, chế tạo máy cơng nghiệp, đóng tầu và
các ngành cơng nghiệp khác…
5. CÁC KHUYẾT TẬT CỦA MỐI HÀN

Những sai lệch về hình dáng, kích thước và tổ chức kim loại của kết cấu hàn so
với tiêu chuẩn thiết kế và yêu cầu kỹ thuật, làm giảm độ bền và khả năng làm việc của
nó, được gọi là khuyết tật.
5.1.Khơng ngấu
Hàn khơng ngấu là loại khuyết tật nghiêm trọng nhất trong liên kết hàn. Ngồi
ảnh
hưởng khơng tốt như rố khí và lẫn xỉ gây ra, nó cịn nguy hiểm hơn nữa là dẫn đến nứt,
làm hỏng liên kết. Phần lớn liên kết bị phá huỷ đều do hàn không ngấu.
* Nguyên nhân:


17

5.2. Chảy tràn
Chảy tràn là hiện tượng kim loại lỏng chảy loang trên bề mặt liên kết hàn (bể
kim loại cơ bản - vùng hàn khơng nóng chảy).
Chảy tràn tạo ra sự tập trung ứng suất, làm sai lệch hình dạng và kích thước của
liên kết hàn.


18

5.3. Rỗ khí
Rỗ khí sinh ra do hiện tượng khí trong kim loại lỏng của mối hàn khơng kịp thốt
ra ngồi khi kim loại vùng hàn đơng đặc hoặc xâm nhập từ bên ngồi vào.
Rỗ khí có thể sinh ra ở bên trong hoặc ở bề mặt mối hàn. Rố khí có thể nằm ở
phần danh giới giữa kim loại cơ bản và kim loại đắp.
Rỗ khí có thể phân bố tập trung hoặc nằm rời rạc trong mối hàn.
Sự tồn tại của rỗ khí trong liên hàn sẽ làm giảm tiết diện làm việc, làm giảm
cường độ chịu lực và độ kín của liên kết.

* Nguyên nhân


19

5.1. Nứt
Nứt là sự phá hủy cục bộ liên kết hàn dưới dạng đường, được xem là một trong
những khuyết tật nghiêm trong nhất của liên kết hàn. Chúng xuất hiện trong kim loại
mối hàn và kim loại cơ bản do sự phát triển của ứng suất riêng.
Vết nứt có thể xuất hiện ở các nhiệt độ khác nhau
Theo nhiệt độ xuất hiện nứt khi hàn thép có thể chia ra:
- Nứt nóng được tạo nên trong q trình đơng đặc kim loại ở nhiệt độ khá cao
1100 0C -1300 0C, vì tính dẻo của kim loại giảm mạnh và phát triển biến dạng kéo.
- Nứt nguội được tạo nên do chuyển biến pha, dẫn đến giảm độ bền của kim loại,
mặt khác do ảnh hưởng của ứng suất hàn. Nứt nguội xuất hiện cả trong giai đoạn nguội
hoàn toàn cũng như trong thời gian ủ nhiệt sau hàn.


20
Tùy thuộc vào sự phân bố tương đối theo tâm đường hàn có nứt dọc, nứt ngang,
nứt sao; theo phân bố ở liên kết hàn có nứt tại kim loại mối hàn, nứt tại kim loại cơ
bản, nứt dưới đường hàn hoặc nứt tại vùng ảnh hưởng nhiệt. Tùy thuộc vào đặc trưng
của ứng suất (kéo hay nén) xuất hiện trong các phần tử của kết cấu hàn, nứt có thể là
kín- khó quan sát (trong các phần tử chịu nén) hoặc là hở- dễ thấy (trong các phần tử
chịu kéo).
Vết nứt có các kích thước khác nhau, có thể là nứt tế vi hay nứt thô đại. Các vết
nứt thơ đại có thể gây phá huỷ kết cấu ngay khi làm việc. Các vết nứt tế vi, trong quá
trình làm việc của kết cấu sẽ phá huỷ rộng dần ra tạo thành các vết nứt thơ đại.
Có thể phát hiện bằng mắt thường hoặc với kính lúp đối với vết nứt thô đại và
nằm ở bề mặt liên kết hàn. Đôi với vết nứt tế vi nằm bên trong mối hàn có thể dùng

phương pháp kiểm tra như siêu âm, từ tính, chụp X quang, vv... để xác định chúng.
Nguyên nhân:
- Nhiệt độ phân bố không đều khi nung nóng và làm nguội vật hàn.
- Co ngót và sự biến đổi tổ chức hay thay đổi thể tích khi kim loại chuyển từ
trạng thái lỏng sang trạng thái đặc.
- Hàn chi tiết từ thép hợp kim kết cấu có biên dạng phức tạp.
- Tốc độ nguội nhanh khi hàn các lọai thép được tơi ngồi khơng khí.
- Tiến hành hàn ở nhiệt độ thấp, giảm tính dẻo của kim loại.
- Kim loại cơ bản và kim loại bổ sung chứa nhiều phơtpho, lưu huỳnh.
- Trong liên kết hàn có mặt các khuyết tật khác gây tập trung ứng suất.
Phòng ngừa:
- Sử dụng que hàn các bon thấp.
- Nung nóng trước khi hàn.
- Làm nguội chậm mối hàn.
- Lập quy trình hàn phù lợp cho từng
dạng liên kết cụ thể.
- Sử lý nhiệt sau khi hànv.v...
5.5. Lẹm chân


21
Lẹm chân là phần bị lẹm (lõm, khuyết) thành rãnh dọc theo danh giới giữa kim
loại cơ bản và kim loại đắp.
Lẹm chân làm giảm tiết diện làm việc của liên kết hàn, tạo sự tập trung ứng suất
cao và có thể dẫn tới sự phá huỷ của kết cấu trong q trình sử dụng.
Ngun nhân
- Dịng điện hàn và điện áp hàn quá lớn
- Sử dụng chưa đúng kích thước điện cực.
Bịên pháp phòng tránh:
- Chỉnh dòng điện, điện áp hàng phủ hợp và phải kiểm tra trước khi hàn.

- Lựa chon đúng kích thước điện cực
5.6. Khuyết tật về hình dạng liên kết hàn
Loại khuyết tật này bao gồm những sai lệch về hình dáng mặt ngồi của liên kết
hàn, làm nó khơng thoả mãn với các u cầu kỹ thuật và thiết kế như:
- Chiều cao phần nhô hoặc chiều rộng của mối hàn không đều.
- Đường hàn vặn vẹo không thẳng.
- Bề mặt mối hàn nhấp nhô.
Nguyên nhân
- Gá lắp và chuần bị mép hàn chưa hợp lý
- Chế độ hàn khơng ổn định
- Trình độ tay nghề của cơng nhân q thấp, v.v...
Ngồi các sai hỏng đã gặp ở trên. Trong liên kết hàn còn có các loại khuyết tật
khác như quá nhiệt và bắn toé...
Quá nhiệt:
Khuyết tật này suất hiện do việc chọn chế độ hàn không hợp lý(năng lượng nhiệt
quá lớn, vận tốc hàn quá nhỏ) làm cho kim loại đắp và vùng ảnh hưởng nhiệt có cấu
tạo hạt rất thơ, cơ tính của liên kết hàn bị giảm.
Bắn toé:
Khuyết tật này là hiện tượng bắn toé kim loại lên vật hàn, do vật liệu hàn khơng
đảm bảo chất lượng, thiếu khí bảo vệ hoặc sử dụng khơng đúng loại khí. Gây mất thẩm
mỹ liên kết hàn, mất cơng sức làm sạch, v.v...
Nói chung, các khuyết tật của liên kết hàn sau khi đã phát hiện được nếu quá quy
định cho phép thì phải:


22
- Đục bỏ phần kim loại có khuyết tật;
- Hàn sửa chữa và kiểm tra lại ;
- Riêng đối với nứt cần phải khoan chặn hai đầu vết nứt để hạn chế sự phát triển
của vết nứt, loại bỏ triệt để, hàn và sửa chữa lại.

- Khắc phục hiện tượng quá nhiệt bằng phương pháp nhiệt luyện để khôi phục lại
kích thước hạt của kim loại mối hàn và vùng ảnh hường nhiệt.
* Một số nguyên nhân dẫn đến khuyết tật từ thiết bị:


23


24

6. NHỮNG ẢNH HƯỞNG TỚI SỨC KHOẺ CỦA NGƯỜI CÔNG NHÂN KHI HÀN
MAG/MIG
6.1. Điện giật
Cường độ dòng điện 0.5 miliampere gây ra cảm giác tê bắp thịt. Với dòng điện
nhỏ này có thể làm cho bắp thịt co lại dẫn tới té ngã nguy hiểm. Có thể thương vong
xảy ra, khơng những chỉ do dịng điện mà cịn do những phản ứng mà nó gây ra. Dịng
điện và điện thế càng cao càng nguy hiểm.
Để tránh bị điện giật, người thợ hàn phải cách điện cho thân thể mình bằng cách
đeo găng tay da và mang ủng đế cao su. Luôn luôn đeo găng tay khi thay thế điện cực
và phải đổi găng tay khi găng tay bị ướt. Luôn phải cẩn thận khi làm việc xung quanh
thiết bị điện, đặc biệt là thiết bị hàn. Hằng ngày phải kiểm tra dây hàn, kìm kìm hàn
xem có chỗ nào bị tróc vỡ bộ phận cách điện hay khơng. Khơng thay thế hay sửa chữa
dây điện hàn khi còn điện. Báo cáo cho nhân viên hướng dẫn những thiết bị hư hỏng
để sửa chữa hay cất không cho sử dụng.Việc lắp đặt nguồn điện hàn phải do thợ điện
có trình độ. Trước khi sử dụng thiết bị hãy xem xét tình trạng dây hàn, kìm hàn, kẹp
vật hàn và những điểm nối.

6.2. Ánh sáng của hồ quang hàn :Nguy cơ bị

giật

Ánh sáng hồ quang hàn có thểđiện
làm bỏng
mắt và da. Ánh sáng này tương tự ánh
sáng mặt trời nhưng còn mạnh hơn rất nhiều. Hình (..) cho thấy ánh sáng hàn có những
tia thấy được và những tia khơng nhìn thấy được. Tần số ánh sáng thấy được có màu
sắc với ánh sáng mặt trời. Những tia hồng ngoại và cực tím có thể gây bỏng da. Tia
hồng ngoại phát ra do những vật phát ra sức nóng. Q trình hàn và cắt tạo ra rất nhiều
tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại đi vào mắt không được bảo vệ gây tổn thương võng
mạc. Hãy ln mang kính có độ sậm thích hợp để bảo vệ mắt.

TIA HỒNG NGOẠI
ÁNH SÁNG THẤY ĐƯỢC
ÁNH SÁNG XANH
GẦN CỰC TÍM
XẠ CỰC
TÍM