Quy trình hàn tự động, bán tự động, phân đoạn - tổng đoạn

tæng c«ng ty c«ng nghiÖp tµu thñy viÖt nam
c«ng ty c«ngnghiÖp tµu thñy nam triÖu







b¸o c¸o tæng kÕt chuyªn ®Ò

quy tr×nh hµn tù ®éng, b¸n tù ®éng
ph©n ®o¹n – tæng quan



thuéc dù ¸n KHCN:
“hoµn thiÖn c«ng nghÖ tù ®éng trong chÕ t¹o,
l¾p r¸p, hµn vá tµu thñy nh»m n©ng cao chÊt l−îng
®ãng tµu thñy cì lín”


Chñ nhiÖm dù ¸n: KS NguyÔn V¨n Toµn
phô tr¸ch chuyªn ®Ò:

5926-4
28/6/2006




H¶i Phßng, 5-2005


Mô tả công nghệ hn tự động, bán tự động
phân đoạn- tổng đoạn tu thuỷ
Lnh vc gii phỏp hu ớch c cp.
Gii phỏp hu ớch cp n cụng ngh hn t ng, bỏn t ng phõn on - tng
on ca tu thu.
Tỡnh trng k thut
Vic hn cỏc phõn on, tng on hu ht bng mỏy hn tay, cũn vic ỏp dng mỏy
hn t ng trong lp khớ bo v CO2 v bỏn t ng 02 phớa ch c ỏp dng
mt s
nh mỏy ln nhng chim t l thp trong sn phm, thit b cũn lc hu, khụng ng b.
Nhng tn ti núi trờn l nguyờn nhõn ch yu lm cho nng sut lao ng thp, cht
lng sn phm khụng cao v hn ch nng lc ca cỏc nh mỏy ỏp ng nhu cu ngy
cng cao ca cỏc ch tu trong nc v cn tr quỏ trỡnh tham gia th trng úng tu
quc t
ca ngnh cụng nghip úng tu Vit nam trờn con ng phỏt trin.
ngnh cụng nghip tu thu cú nhng bc chun b cn thit trong quỏ trỡnh hi
nhp Quc t thỡ vic ỏp dng cụng ngh t ng trong hn v tu thu c ln l rt cn
thit vỡ:
+ ỏp ng tt cỏc tiờu chun k thut v cht lng khi tin hnh ch to cỏc tu
thu c ln.

+ Rỳt ngn c th
i gian ch to, h giỏ thnh sn phm, ỏp ng cho nhu cu phỏt
trin ca i tu trong nc, tin ti tng t l xut khu ca ngnh cụng nghip tu thu
nc ta.
Bn cht k thut
Vic hon thin v ỏp dng cỏc cụng ngh hn t ng, bỏn t ng mang li hiu qu
thc s, th hin di cỏc phng din: kinh t-xó h
i, khoa hc-cụng ngh:
- Nõng cao cht lng sn phm, tng nng sut lao ng, gim thi gian giao tu v
h giỏ thnh sn phm, ỏp ng tt hn nhu cu ngy cng tng ca khỏch hng trong v
ngoi nc. Vỡ vy, Cụng ty phỏt huy c ti a nng sut ca cỏc thit b cụng ngh,
tng s u phng tin úng mi, v do ú s tng sn lng v doanh thu hng nm, ci
thi
n iu kin lm vic v i sng ca ngi lao ng.
- Nh vic ỏp dng cụng ngh t ng hoỏ, quỏ trỡnh thit k v úng tu tr thnh
mt quỏ trỡnh liờn tc- õy l mt s i mi cụng ngh quan trng trong s nghip cụng
nghip hoỏ, hin i hoỏ ngnh úng tu ó v ang c trin khai ti nhiu cỏc nh mỏy
úng tu trờn c nc.
- Vic trin khai ỏp dng cụng ngh ny gúp phn lm thay
i b mt cụng ngh v
cht lng sn phm ca Cụng ty theo hng quc t hoỏ, l c hi i ng cỏn b k
s ca Cụng ty tip cn, lm ch v a cụng ngh tiờn tin, hin i vo sn xut v qua
ú nõng cao trỡnh k thut v qun lý.
Mụ t chi tit sỏng ch
Công nghệ hàn tự động, bán tự động phân đoạn - tổng đoạn
1- Hàn hồ quang dới lớp thuốc bảo vệ
Hàn hồ quang dới lớp thuốc bảo vệ còn gọi là hồ quang chìm, là quá trình hàn nóng chảy
mà hồ quang cháy giữa dây hàn ( điện cực hàn ) và vật hàn dới tác dụng của hồ quang,
mép hàn, dây hàn và một phần thuốc hàn sát hồ quang bị nóng chảy tạo thành vũng hàn.
Dây hàn đợc đẩy vào vũng hàn bằng một cơ cấu đặc biệt với tốc độ phù hợp với tốc độ

chảy của nó
Theo độ dịch chuyển của nguồn nhiệt (Hồ quang) mà kim loại vũng hàn sẽ nguội và kết
tinh tạo thành mối hàn
Hàn hồ quang dới lớp thuốc bảo vệ có thể đợc tự động đợc cả hai khâu cấp dây vào
vùng hồ quang và chuyển động hồ quang theo trục mối hàn. Trờng hợp này đợc gọi là
Hàn hồ quang tự động dới lớp thuốc bảo vệ
Nếu chỉ tự động hoá khâu cấp dây hàn vào vùng hồ quang còn khâu chuyển động hồ
quang dọc theo trục mối hàn đợc thao tác bằng tay thì gọi là Hàn hồ quang bán tự động
dới lớp thuốc bảo vệ
11.2 Đặc điểm.
Nhiệt độ hồ quang rất tập trung và nhiệt độ sắt cao cho phép hàn với tốc độ lớn. Vì vậy
phơng pháp hàn này có thể hàn những chi tiết có chiều dày lớn mà không cần phải vát mép.
- Chất lợng liên kết hàn cao do bảo vệ tốt kim lợi mối hàn khỏi tác dụng ôxi và nitơ
trong không khí xung quanh. Kim loại mối hàn đồng nhất về thành phần hoá học. Lớp
thuốc và xỉ hàn làm liên kết nguội chậm nên ít bị thiên tích. Mối hàn có hình dạng tốt đều
đặn, ít bị các khuyết tật nh không ngấu, rỗ khí, nứt và bắn toé.
- Giảm tiêu hao vật liệu hàn (dây hàn)
- Hồ quang đợc bọc kín bởi thuốc hàn nên không làm hại mắt, hại da thợ hàn.
Lợng khói, khí độc sinh ra trong quá trình hàn rất ít so với hàn hồ quang tay.
- Dễ cơ khí hoá và tự động hoá quá trình hàn.
1.1.3 Phạm vi ứng dụng
Hàn hồ quang dới lớp thuốc bảo vệ có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực cơ
khí, chế tạo đặc biệt trong đóng mới vỏ tàu thuỷ nh: Các kết cấu dạng tấm vỏ có kích
th
ớc lớn các dầm có khẩu độ lớn và chiều cao, các bồn, két....
Tuy nhiên, phơng pháp này chủ yếu đợc ứng dụng để hàn các mối hàn ở vị trí hàn
bằng, các mối hàn có chiều dài lớn và có quỹ đạo không phức tạp.
Phơng pháp hàn hồ quang dới lớp thuốc bảo vệ có thể hàn đớc các chi tiết có
chiều dài từ vài mm đến hàng trăm mm.
1.2 Hàn hồ quang nóng chảy trong môi trờng khí bảo vệ.

1.2.1 Thực chất và đặc điểm.
Hàn hồ quang nóng chảy trong môi trờng khí bảo vệ là quá trình nóng chảy trong
đó nguồn điện hàn đợc cung cấp bởi hồ quang tạo ra giữa điểm cực nóng chảy (dây hàn)
và vật hàn.
Hồ quang và kim loại nóng chảy đợc bảo vệ khỏi tác dụng của oxi và nitơ trong môi
trờng xung quanh bởi một loại khí hoặc một hỗn hợp khí.
Khí bảo vệ có thể là khí trơ (Ar, He hoặc hỗn hợp Ar + He) không tác dụng với kim
loại lỏng trong khi hàn hoặc trong là các loại khí hoạt tính (CO
2
, CO
2
+ O
2
, CO
2
+ Ar) có
tác dụng chiếm chỗ đẩy không khí ra khỏi vùng hàn và hạn chế tác dụng xấu của nó.
Khi điện cực đợc cấp tự động vào vùng hồ quang thông qua cơ cấu dây, còn sự dịch
chuyển hồ quang dọc theo mối hàn đợc thao tác bằng tay thì gọi là Hàn hồ quang tự
động trong môi trờng khí bảo vệ.
Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy trong môi trờng khí hoạt tính (Ar + He) gọi
là phơng pháp hàn MIG (Metal Inert Gas).
Hàn hồ quang bằng cực nopngs chảy trong môi trờng khí hoạt tính (CO
2
, CO
2
+
O
2
,...) gọi là phơng pháp hàn MAG (Metal Active Gas).

Phơng pháp hàn MAG dợc phát triển rộng rãi do có nhiều u điểm.
CO
2
là khí dễ kiếm, dễ sản xuất, giá thành thấp, năng suất hàn trong CO
2
cao gáp 2,5
lần so với hàn hồ quang bằng tay.
Tính công nghệ hàn trong Co
2
cao hơn so với hàn hồ quang dới lớp thuốc và có thể
tiến hành ở mọi vị trí trong không gian.
- Chất lợng hàn cao, sản phẩm hàn ít bị cong vênh do tốc độ hàn cao, nguồn nhiệt
tập trung, vùng ảnh hởng nhiệt hẹp điều kiện lao động tốt hơn so với hàn hồ quang tay.
1.2.2 Phạm vi ứng dụng
Hàn các loại thép kết cấu thông thờng mà còn có thể hàn các loại thép không rỉ, thép
chịu nhiệt, thép bền nóng các hợp kim đặc biệt các hợp kim nhôm magiê, niken, đồng.
Phơng pháp hàn này có thể sử dụng đợc ở mọi vị trí trong không trung, chiều dày
vật hàn có thể từ 0,4 mm đến hàng chục mm bằng cách hàn một lớp hay nhiều lớp tuỳ
theo chiều dày vật hàn
2. Vật liệu và thiết bị hàn
2.1. Vật liệu và thiết bị hàn hồ quang tự động và bán tự động dới lớp thuốc bảo vệ
2.1.1 Vật liệu và thiết bị hàn
Chất lợng của liên kết hàn dới lớp thuốc đợc xác định bằng tác động tổng hợp của
dây hàn (điện cực hàn) và thuốc hàn. Dây hàn và thuốc hàn đợc lựa chọn theo loại vật liệu
cơ bản các yêu cầu về cơ lý tính đối với liên kết hàn cũng nh điều kiện làm việc của nó
- Dây hàn: Trong hàn hồ quang tự động và bán tự động dới lớp thuốc bảo vệ, dây
hàn là phần kim loại bổ sung vào mối hàn, đồng thời đóng vai trò điện cực dẫn điện, gây
hồ quang và duy trì sự cháy hồ quang. Dây hàn thờng có hàm lợng các bon không quá
0,12% nếu hàm lợng các bon cao dễ làm giảm tính dẻo và đẩy khả năng xuất hiện vết nứt
trong mối hàn. Đờng kính dây hàn hồ quang tự động dới lớp thuốc từ 1,6-6mm còn đối

với hàn hồ quang bán tự động là 0,8-2mm.
- Thuốc hàn: có tác dụng bảo vệ vũng hàn, ổn định hồ quang, khử ỗy, hợp kim hoá
kim loại mối hàn và bảo đảm liên kết có hình dạng tốt, xỉ hàn dễ bong
2.1.2 Thiết bị hàn hồ quang dới lớp thuốc bảo vệ
- Thiết bị hàn hồ quang dới lớp thuốc bảo vệ rất đa dạng song hầu hết chủng loại rất
giống nhau về nguyên lý cấu tạo và một số cơ cấu bộ phận chính cụ thể là:
- Cơ cấu cấp dây hàn và bộ điều khiển để gây hồ quang và ổn định hồ quang (đầu hàn)
- Cơ cấu dịch chuyển đầu hàn dọc theo trục mối hàn, hay tạo ra các chuyển động
tơng đối của chi tiết hàn so với đầu hàn
- Bộ phận cấp và thu thuốc hàn
- Nguồn điện hàn và các thiết bị điều khiển quá trình hàn tuỳ theo loại thiết bị cụ thể
các cơ cấu này là có thể bố trí thành một khối hoặc các khối độc lập.
Đối với những máy hàn tự động dới lớp thuốc ảo vệ tì đầu hàn đợc thay bằng mỏ
hàn hay súng hàn nhỏ gọn dễ điều khiển bằng tay. Cơ cấu dây có thể bố trí rời hoặc dùng
một khối trong nguồn hàn với các cơ cấu khác.
Nguồn điện hàn hồ quang dới lớp thuốc bảo vệ phải có hệ số làm việc liên tục
100% và có phạm vi điều khiển dòng điện rộng từ vài trăm m đến vài nghìn am pe.
2-2 Vật liệu và thiết bị hàn hồ quang nóng chảy trong môi trờng khí bảo vệ:
2.2.1 Vật liệu hàn
Dây hàn: khi hàn trong môi trờng khí bảo vệ sự hợp kim hoá kim loại mối hàn cũng
nh các tính chất yêu cầu của mối hàn đợc thực hiện chủ yếu thông qua dây hàn.
Do vậy những đặc tính của quá trình công nghệ hàn phụ thuộc rất nhiều vào tình
trạng và chất lợng dây hàn. khi hàn MAG đờng kính dây hàn từ 0,8 - 2,4mm. Sự ổn
định của quá trình hàn cũng nh chất lợng của liên kết hàn phụ thuộc nhiều vào tình
trạng bề mặt dây hàn. Cần chú ý đến phơng pháp bảo quản cất giữ và biện pháp làm sạch
dây hàn, nếu dây hàn bị rỉ hoặc bẩn . Một trong những cách để giải quyết là sử dụng dây
có bọc mạ đồng.
- Khí bảo vệ.
Khi Ar tinh khiết (~100%) thờng đợc dùng hàn để hàn các liên kết có kích thớc
lớn các vật liệu có tính giãn nở nhiệt cao nh A1, Mg, Cu khi dùng khí He tinh khiết bề

rộng mối hàn sẽ lớn hơn so với khi dùng các khí khác. Vì vậy có thể dùng hỗn hợp Ar +
(50+80%) He do khí He có trọng lợng riêng nhỏ hơn khí Ar mà lu lợng khí Ar dùng
cần thấp hơn so với khí He.
Khi hàn các hợp kim chứa Fe có thể bổ xung thêm O
2
hoặc CO
2
vào Ar để khắc phục
các khuyết tật nh lõm khuyết, bắn toé và hình dạng mối hàn không đều, CO
2
đợc dùng
rộng rãi để hàn thép có các bon trung bình do giá thành thấp, mối hàn ổn định cơ tính của
liên kết hàn đạt yêu cầu, tốc độ hàn cao và độ ngấu sâu. Nhợc điểm của hàn CO
2
dễ bắn
toé kim loại lỏng.
2-2-2 Thiết bị hàn
Hệ thống thiết bị cần thiết dùng cho hàn hồ quang nóng chảy trong môi trờng khí
bảo vệ bao gồm: nguồn điện hàn cơ cấu cấp dây hàn tự động mỏ hàn hay súng hàn đi cùng
các đờng ống dẫn khí, dẫn dây hàn và cáp điện, chai chứa khí bảo vệ kèm theo bộ đồng
hồ lu lợng kế và van khí.
Nguồn điện hàn thông thờng là nguồn điện một chiều DC. Nguồn điện xoay chiều
không thích hợp do hồ quang bị tắt ở từng nửa chu kỳ phân cực nguồn làm cho hồ quang
không ổn định.
Đặc tính ngoài của nguồn điện hàn thông thờng là đặc tính cứng (điện áp không
ổn) điều này đợc 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 để chuyển dòng điện hàn đến dây hàn, đờng
dẫn khí và chạy khí để hớng dòng khí bảo vệ bao quanh vùng hồ quang bộ phận làm
nguội có thể bằng khí hoặc nớc tuần hoàn, công tắc đóng ngắt đồng bộ dòng điện hàn và

dòng khí bảo vệ.

3. Quy trình hàn tự động và bán tự động phân đoạn tổng đoạn.
3.1 *Lu đồ quy trình:














3.2 Quy định chung:
a) Mối hàn có chiều dài tới 250mm đợc coi là mối hàn ngắn.Với mối hàn này đợc hàn
một mạch liên tục từ đầu đến cuối cùng một hớng.



b) Mối hàn có chiều dài từ 250-1000mm đợc coi là mối hàn trung bình.Mối hàn thờng
đợc hàn một mạch từ giữa về hai phía hoặc ngắt bậc 100-350mm.

HTĐ,HBTĐ
Cụm chi tiết Phân đoạn Tổng đoạn Vỏ tàu
L<25
L=250 1000 L=250 1000
1 2 3 65
Hớng hàn
4
Dầm
Khung
Tấm vỏ