Giáo trình Hàn tự động dưới lớp thuốc (Nghề: Hàn - Cao đẳng) - Trường CĐ Nghề Kỹ thuật Công nghệ

BỘ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ

---------o0o---------

GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN: HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC
NGHỀ: HÀN
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo quyết định số: 248a/QĐ – CĐNKTCN, ngày 17/9/2019
của Trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ)

Hà Nội, năm 2019


1

BỘ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ
---------o0o---------

GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN: HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC
NGHỀ: HÀN
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo quyết định số: 248a/QĐ – CĐNKTCN, ngày 17/9/2019
của Trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ)

Hà Nội, năm 2019

2

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

LỜI GIỚI THIỆU
Trong những năm gần đây, với nhu cầu cơng nghiệp hố hiện đại hố dạy
nghề đã có những bước tiến nhằm thay đổi chất lượng dạy và học, để thực hiện
nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng
với sự phát triển của khoa học cơng nghệ trên thế giới, lĩnh vực cơ khí chế tạo nói
chung và ngành Hàn ở Việt Nam nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể.
Chương trình khung quốc gia nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở phân
tích nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các mô đun. Để tạo điều kiện thuận
lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ
thuật theo các mơđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay.
Mô đun 22: Hàn tự động dưới lớp thuốc là mô đun đào tạo nghề được biên
soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong q trình thực hiện,
nhóm biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nước, kết
hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất.
Mặc dầu đã có nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết,
rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hoàn thiện
hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 03 tháng 03 năm 2019
BAN CHỦ NHIỆM XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH
NGHỀ: HÀN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

3

MỤC LỤC
Đề mục
Lời giới thiệu
Mục lục
Nội dung mô đun
Bài 01: Những kiến thức cơ bản khi hàn tự động dưới lớp thuốc
(SAW)
Bài 02: Vận hành thiết bị hàn tự động dưới lớp thuốc bảo vệ
Bài 03: Hàn giáp mối vị trí 1G
Bài 04: Hàn mối hàn góc vị trí 2F
Danh mục các chữ viết tắt, ký hiệu và ý nghĩa
Tài liệu tham khảo

Trang
1
2
4
5
21
24
39
47
48


4

MƠ ĐUN: HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC
Mã mơ đun: MĐHA 22
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ đun
- Vị trí: Là mơn đun được bố trí cho người học sau khi đã học xong các môn
học chung theo quy định của Bộ LĐTB-XH và học xong các môn học chuyên môn
nghề từ MHHA 07 đến MĐHA 21.
- Tính chất của mơ đun: Là mơ đun chuyên môn nghề, nhằm luyện tập kỹ
năng nghề về phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc.
- Ý nghĩa, vai trị mơ đun: Là mơ đun có vai trị quan trọng, người học
được trang bị những kiến thức, kỹ năng hàn kim loại bằng phương pháp Hàn tự
động dưới lớp thuốc để phục vụ sán xuất chế tạo các kết cấu quan trọng trong nhiều
lĩnh vực khác nhau như: đóng tàu, xây dựng, cầu đường, sản xuất các chi tiết máy...
Mục tiêu của mô đun
Sau khi học xong mô đun này người học có khả năng:
- Kiến thức:
+ Trình bày đúng cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn tự động dưới lớp
thuốc bảo vệ.
+ Nhận biết đầy đủ các thuốc hàn, que hàn dùng trong hàn tự động dưới lớp thuốc
bảo vệ.
+ Chuẩn bị phôi hàn sạch, đúng kích thước.
+ Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất của vật liệu.
- Kỹ năng:
+ Gá phơi hàn chắc chắn, đúng kích thước.
+ Vận hành, sử dụng máy hàn tự động dưới lớp thuốc bảo vệ thành thạo.
+ Hàn các mối hàn giáp mối, mối hàn góc, đảm bảo độ sâu ngấu, khơng rỗ khí
ngậm xỉ, ít biến dạng.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn.
+ Thực hiện tốt cơng tác an tồn và vệ sinh phân xưởng.

+ Tuân thủ quy định, quy phạm trong quy trình hàn tự động dưới lớp thuốc
+ Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác, trung thực của sinh viên.


5

III. Nội dung của mô đun
Số
TT
1
2
3
4
5
6

Tên các bài trong mô đun
Bài 1: Những kiến thức cơ bản khi
hàn tự động dưới lớp thuốc (SAW)
Bài 2: Vận hành thiết bị hàn tự động
dưới lớp thuốc bảo vệ
Bài 3: Hàn giáp mối vị trí 1G
Bài 4: Hàn mối hàn góc vị trí 2F
Thi kết thúc Mơ đun
Cộng

Thời gian (giờ)
Thực hành, thí
Thi
Tổng

Lý
nghiệm, thảo /Kiểm
số thuyết
luận, bài tập
tra
10

10

08

04

04

18
21
03
60

03
03

14
17

20

35

01
01
03
05


6

BÀI 01: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN TỰ ĐỘNG
DƯỚI LỚP THUỐC (SAW)
Giới thiệu
- Những kiến thức cơ bản khi hàn tự động dưới lớp thuốc (SAW) nhằm trang
bị cho người học nắm được cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của máy hàn tự
động dưới lớp thuốc.
- Hàn tự động dưới lớp thuốc là phương pháp hàn tự động mà hồ quang hàn,
kim loại nóng chảy được bảo vệ dưới một lớp thuốc.
Mục tiêu
Sau khi học xong bài này người học có khả năng:
- Trình bày đúng cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn tự động dưới lớp
thuốc bảo vệ.
- Nhận biết đúng các núm chức năng điều khiển máy như: điều chỉnh dòng hàn,
điện áp hàn, tốc độ đẩy dây hàn.
- Trình bày được thực chất, đặc điểm và công dụng của hàn SAW
- Trình bày đầy đủ các loại thuốc hàn SAW, các loại dây hàn SAW
- Liệt kê các loại dụng cụ thiết bị dùng trong công nghệ hàn SAW
- Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn SAW
- Trình bày đầy đủ mọi ảnh hưởng của quá trình hàn SAW tới sức khoẻ công nhân
hàn.
- Thực hiện tốt cơng tác an tồn lao động và vệ sinh phân xưởng
Tuân thủ quy định, quy phạm của nguyên lý hàn SAW.

1. Thực chất, đặc điểm và công dụng của hàn SAW
1.1. Thực chất
Hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc SAW (Submergede Are Welding) cịn
gọi là hồ quang chìm là q trình hàn nóng chảy mà hồ quang cháy giữa dây hàn và
vật hàn dưới lớp thuốc bảo vệ.
Dưới tác dụng nhiệt của hồ quang, mép hàn, dây hàn và một phần thuốc hàn
sát hồ quang nóng chảy tạo thành vũng hàn, dây hàn được đẩy vào vũng hàn bằng
một cơ cấu đặc biệt với tốc độ phù hợp với tốc độ chảy của nó.
Theo độ chuyển dịch của nguồn nhiệt (hồ quang), kim loại bể hàn sẽ nguội
và kết tinh tạo thành mối hàn. Trên mặt vũng hàn và phần mối hàn đã đơng đặc
hình thành lớp xỉ có tác có tác dụng tham gia vào q trình luyện kim khi hàn, bảo
vệ kim loại mối hàn khỏi bị tác dụng ơ xy hố mối hàn, giữ nhiệt cho mối hàn và sẽ
tách khỏi bề mặt mối hàn sau khi hàn. Phần thuốc hàn chưa bị nóng chảy có thể
được sử dụng lại.


7

Dâyhàn
Cơcấưa
dây
Bép
Nạptrợdung

Bộttrợdung
Xỉ

Rắn

Vùnghồ

quang

Lỏng

K
imloại nền

K
imloại m
ối
hàn

K
imloại lỏng

Hình 1.1 Sơ đồ ngun lý hàn dưới lớp thuốc SAW (Submerged Arc Welding)
Thuốc hàn có tác dụng bảo vệ mối hàn, ổn định hồ quang, hợp kim hoá kim
loại mối hàn và bảo đảm mối hàn có hình dạng tốt;
Hàn hồ quang dưới lớp thuốc có thể được tự động cả hai khâu cấp dây vào
vùng hồ quang và chuyển động hồ quang theo dọc trục mối hàn. Trong trường hợp
này được gọi là “Hàn hồ quang tự động dưới 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 được thực hiện bằng tay được gọi là “Hàn hồ quang bán tự động
dưới lớp thuốc bảo vệ”;
Hàn tự động và bán tự động dưới thuốc có thể ứng dụng dòng điện xoay
chiều hoặc một chiều. Hàn với cực dương (ngược cực) cho độ ngấu lớn nhất, độ
ngấu thấp nhất khi hàn với cực âm (thuận cực) và trung bình khi hàn với dòng xoay
chiều. Với tốc độ chảy của dây hàn lớn nhất khi hàn dòng một chiều thuận cực và
nhỏ nhất khi hàn ngược cực. Chiều rộng của mối hàn khi hàn dòng một chiều thuận
cực thay đổi ít hơn khi hàn ngược cực;

8

Khi hàn tự động dưới thuốc dùng dây hàn từ 1,8 ÷ 6, cường độ dịng điện
từ 150A ÷ 1500A, điện thế từ 26V ÷ 46V. Khi hàn bán tự động dưới thuốc dùng
dây hàn từ 0,8 ÷ 2, cường độ dịng điện từ 100A ÷ 500A, điện thế từ 22V ÷
38V.
1.2. Đặc điểm
Nhiệt lượng hồ quang rất tập trung và nhiệt độ rất cao cho phép hàn với tốc
độ lớn. Vì vậy phương pháp hàn này có thể hàn những chi tiết có chiều dày lớn mà
khơng cần phải vát mép;
Chất lượng liên kết hàn cao do bảo vệ tốt kim loại mối hàn khỏi tác dụng của
Ôxy và Ni tơ trong khơng khí xung quanh. Kim loại đồng nhất về thành phần hoá
học. Lớp thuốc và xỉ hàn làm liên kết nguội chậm nên ít bị biến dạng. Mối hàn có
hình dạng tốt, đều đặn, ít bị các khuyết tật như khơng ngấu, rỗ khí, nứt và bắn toé
kim loại lỏng giảm được công làm sạch bề mặt vật hàn sau khi hàn;
Giảm tiêu hao vật liệu hàn (dây hàn);
Hồ quang được bao bọc kín bởi thuốc hàn nên không làm hại mắt và da của
người thợ hàn. Điều kiện lao động tốt hơn, lượng khói (khí độc) sinh ra trong q
trình hàn là rất ít so với hàn hồ quang tay;
Giảm thời gian đào tạo thợ hàn;
Dễ cơ khí hố và tự động hố trong q trình hàn.
1.3. Công dụng
Hàn hồ quang tự động và bán tự động dưới lớp thuốc bảo vệ được ứng dụng
rộng rãi trong nhiều lĩnh vực cơ khí chế tạo, cũng như trong sản xuất;
Hàn các kết cấu thép dạng tấm vỏ kích thước lớn, các dầm thép có khẩu độ
và chiều cao, các ống thép có đường kính lớn, các bồn bể, các bình chịu áp lực và
trong cơng nghiệp đóng tàu v.v…
Do vậy để hàn các kết cấu quan trọng từ thép hợp kim thấp và trung bình cần

sử dụng dịng một chiều cực dương. Hàn với cực âm ít được ứng dụng, trừ những
trường hợp đặc biệt (như hàn trên đệm đồng hoặc đệm đồng - thuốc);
Tuy nhiên phương pháp này chủ yếu được ứng dụng để hàn các mối hàn ở vị
trí hàn bằng, các mối hàn có chiều dài lớn và quỹ đạo không phức tạp;
Phương pháp hàn hồ quang tự động và bán tự động dưới lớp thuốc có thể hàn
được các chi tiết có chiều dày từ vài milimet đến hàng trăm milimet.
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy hàn SAW
Các bộ phận chính của thiết bị hàn - SAW (Submerged Arc Welding) của máy
hàn đa năng DC 400.


9

Máy hàn hàn tự động dưới lớp thuốc bảo vệ thường được chế tạo chuyên
dùng ít tính năng nhưng ngày nay với sự phát trển của khoa học do yêu cầu sản
xuất, máy hàn tự động dưới lớp thuốc còn được chế tạo đặc biệt.
Sau đây giới thiệu máy hàn SAW (Submerged Arc Welding) DC 400 là máy hàn đa
năng có thể sử dụng các phương pháp hàn điều chỉnh chế độ hàn cho:
- Hàn tự động dưới lớp thuốc (SAW)
- Hàn hồ quang tay (SMAW).
- Hàn dây lõi thuốc (FCAW)
- Hàn trong mơi trường khí trơ bảo vệ điện cực khơng chảy (TIG)

H.b

H. a

H.c

Hình 1.2. Thiết bị máy hàn DC 400

- H. a - Máy hàn SAW – DC 400
- H . b - Đầu hàn LT 7 - SAW – DC 400
- H. c - Đầu hàn LN 25 – điện cưc chảy với dây lõi thuốc .

Hình 1.3. Mối hàn tự động dưới lớp thuốc (Submerged Arc Welding)
Trong thiết bị hàn tự động tốc độ nạp dây và chiều dài hồ quang, hành trình
hồ quang, được điều khiển tự động.


10

- Chi tiết cố định đầu hàn di chuyển dọc theo mối ghép.
- Đầu hàn cố định chi tiết hàn dịch chuyển qua điểm hồ quang.
Trong thiết bị bán tự động tốc độ nạp dây và chiều dài hồ quang được điều
khiển tự động. điện cực được nạp qua ống mền đến mỏ hàn, sự điều chỉnh mỏ hàn
theo hướng hàn do thợ hàn điều khiển bằng tay.
Nguồn điện
BIỂU TƯỢNG – CHẾ ĐỘ
HÀN: GTAW/ FCAW

BIỂU TƯỢNG – CHẾ ĐỘ
HÀN: SAW

TAY GẠT CHUYỂN ĐỔI
PHƯƠNG PHÁP HÀN

TAY GẠT - CHẾ ĐỘ
HÀN SÂU NGẤU

ĐỒNG HỒ:

V/A

NÚM ĐIỀU CHỈNH
ĐIỆN ÁP/ DÒNG HÀN

BIỂU TƯỢNG – CHẾ ĐỘ
HÀN: SMAW/TIG

NÚM ĐIỀU CHỈNH CHẾ ĐỘ
HÀN: SMAW/TIG

CÁP ĐIỀU KHIỂN
CONTRON - LT7

Hình 1.4. Nguồn điện hàn
Bộ chỉnh lưu điện áp DC không đổi, 600A dùng cho hàn bán tự động, cũng có thể
được dùng cho hàn tự động. Nếu cần dùng dịng điện cao hơn 600A có thể mắc
song song 2 bộ chỉnh lưu nêu trên, nhưng thường sử dụng bộ chỉnh lưu DC 1200A,
với chu kỳ tải 60% khi hàn dòng 1200A và 1000A ở chu kỳ tải 100%, tương tự bộ
DC 600A có điện áp hồ quang khơng đổi dòng điện được xác định bằng tốc độ nạp
dây, dòng điện ngắn mạch cao cho phép mồi hồ quang dễ dàng.
Xe hàn (Hình 1.5)

Hình 1.5. Xe hàn


11

Xe có 3 hoặc 4 bánh với động cơ dc và hộp giảm tốc, truyền động các bánh

sau bằng ly hợp. Tốc độ xe hàn được điều khiển tự động, chiều hành trình được
điều khiển bằng cơng tắc đảo chiều.
Bộ đầu hàn (Hình 1.6)
Bộ phận này gồm thiết bị làm thẳng dây và nạp dây, được thiết kế để làm
thẳng dây khi được tháo ra từ cuộn dây đưa vầo đầu hàn qua ống dẫn. Dây hàn
được cung cấp thông qua động cơ DC với bộ truyền động con lăn, hộp giảm tốc,
con lăn nạp dây. Tốc độ của con lăn nạp dây được điều khiển bằng trên bộ điều
khiển (0.1 – 7.5m/min). Phần dưới của đầu hàn (ống dẫn hướng dây, ngàm kẹp giữ,
ngàm kẹp tiếp điểm) có thể xoay 900. Chất trợ dung được đưa vào phễu chứa qua
ống mềm đến bộ phận phân phối.

Bộ điều
khiển

Thanh dẫn
hướng

H- a

H-b
- Hình – a. đầu hàn LT 7 - SAW – DC 400
- Hình – b. đầu hàn LN 25 – điện cưc chảy với dây lõi thuốc.
Hình 1.6. Bộ đầu hàn

Thanh dẫn hướng (Hình 1.6)
Xe trượt chuyển động trên thanh này để hàn các đường thẳng.
Bộ điều khiển. (Hình 1.7)
Bao gồm các bộ phận. đồng hồ kỹ thuật để đo tốc độ xe hàn (m/min), vôlt,
ampe kế, chiết áp kế để điều chỉnh tốc độ nạp dây và tốc độ xe, bộ điều chỉnh dây
lên xuống, các công tắc điều khiển chế độ hàn.

12
TAY GẠT
CHẠY TỰ
ĐỘNG/ TAY

ĐỒNG HỒ
(A/DC); V/DC

NÚM ĐIỀU CHỈNH V/DC

ON/ OFF
TAY GẠT
CHẠY (OF )

DÂY ĐI LÊN

DÂY ĐI
XUỐNG

NÚM ĐIỀU
CHỈNH TỐC ĐỘ
RA DÂY
INCHES/MIN

PHỄU THUỐC
HÀN
KIM
DẪN HƯỚNG

NÚM ĐIỀU
CHỈNH ĐỒNG
HỒ A / DC

BÁNH XE
NÚM START
(KHỞI ĐỘNG)

STOP

RULÔ DÂY HÀN

Hình 1.7. Bộ điều khiển
Đèn chiếu và kim dẫn hướng (Hình 1.8)
Trong hàn SAW, thợ hàn khơng thể quan sát một cách chính xác vị trí hồ
quang dọc theo đường hàn, kim dẫn hướng được dùng để kiểm tra vị trí đầu hàn
tương ứng với đường hàn, tuy nhiên kim dẫn hướng khơng hồn tồn chính xác do
đó có thể dùng đèn chiếu để quan sát dọc theo đường hàn. Bộ phụ tùng này được
lắp vào ổ cắm đặc biệt trên hộp biến áp.

Hình 1.8. Đèn chiếu và kim dẫn hướng


13

Bộ thu hồi chất trợ dung (Hình 1.9)
Trong SAW chỉ một phần nhỏ chất trợ dung cung cấp cho đầu hàn bị nóng
chảy do nhiệt hồ quang, phàn cịn lại cũng có thể giữ nguyên trạng thái, phần chất
trợ dung dư được lấy ra bằng tay hoặc bằng thiết bị đặc biệt để tái sử dụng. chất trợ

dung có lẫn xỉ được hút bằng chân không vào thiét bị tách sơ cấp, xỉ được tách ra
khỏi chất trợ dung bằng sàng sau đó chất trợ dung được đưa vào bộ lọc kiểu vải để
lọc lại chất trợ dung.

Hình 1.9. Chất trợ dung đóng gói và bộ thu hồi chất trợ dung
3. Vật liệu hàn SAW
3.1. Thuốc hàn
Có tác dụng bảo vệ vũng hàn, ổn định hồ quang, khử Ôxy, hợp kim hoá kim
loại mối hàn và đảm bảo liên kết hàn có hình dạng tốt, xỉ dễ bong.
F X X X
(1) (2) (3) (4)
(1) - F (FLUX): thuốc hàn.
(2) - Độ bền kéo tối thiểu.
(3) - Chỉ ra điều kiện nhiệt luyện.
A - AsWelding: Như sau khi hàn.
P - PWHT (Post Weld Heat Treatment): yêu cầu nhiệt luyện sau khi
hàn.
(4): Số chỉ thị minium khi thử impact test (thử va đập).
Z : …………………………………………… Không yêu cầu.
0 : …………………………………………… 00F (- 180c)
2 : …………………………………………… - 200F (- 290c)
4 : …………………………………………… - 400F (- 180c)
5 : …………………………………………… - 500F (- 180c)
6 : …………………………………………… - 600F (- 180c)


14

8 : …………………………………………… - 800F (- 180c)

Hình 1.10. Thuốc hàn đóng gói
Khi hàn thép các bon thấp, thuốc hàn được sử dụng là loại thuốc hàn nung
chảyAH-348A có đặc tính axít (chứa 41÷44% SiO2, 34÷38%MnO, 6,5%CaO,
5÷7,5%MgO, 4,5%Al2O3, 4÷5,5%CaF2, 2%Fe2O3, 0,15%S, 0,12%P), kết hợp với
dây hàn CB-08 có hàm lượng các bon thấp.
Theo tiêu chuẩn AWS A5.17-1980 thuốc hàn được ký hiệu kết hợp với dây
hàn tương ứng sao cho đạt được cơ tính cần thiết của kim loại mối hàn. Thuốc hàn
được ký hiệu kết hợp với dây hàn như sau: FXXX – EXXX, trong đó chữ X đầu
tiênlà chữ số cho biết độ bền kéo tối thiểu của kim loại mối hàn ki dùng với loại
thuốc hàn tương ứng, bảng 3-1, chữ X thứ 2 cho biết điều kiện nhiệt luyện khi thử
mẫu, chữ X thứ 3 có thể là chữ Z hoặc số cho biết nhiệt độ thấp nhất ứng với giá trị
thử độ dai va đập tối thiểu.
Bảng 1.1. Yêu cầu về cơ tính kim loại mối hàn – AWS A5.17-1980
Độ bền kéo,
Giới hạn chảy tối
Độ dãn dài tương
Thuốc hàn-dây hàn
(Mpa)
thiểu, (Mpa)
đối, (%)
F6XX-EXXX
415÷550
330
22
F7XX-EXXX
480÷650
400
22
3.2. Dây hàn AWS
Trong hàn hồ quang tự động và bán tự động dưới lớp thuốc bảo vệ, dây hàn

là phần kim loại bổ sung vào mối hàn, đồng thời đóng vai trị điện cực dẫn điện,
gây hồ quang và duy trì sự cháy của hồ quang. Dây hàn thường có hàm lượng Các
bon khơng quá 0,12. Nếu hàm lượng Các bon cao dễ làm giảm tính dẻo và tăng
khả năng xuất hiện nứt trong mối hàn.


15

Đường kính dây hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc bảo vệ từ 1,6 ÷ 6
(mm), cịn đối với hàn hồ quang bán tự động dưới lớp thuốc bảo vệ từ 0,8 ÷ 2
(mm).
Dây hàn được quấn thành các cuộn có khối lượng từ 5 ÷ 80 kg
E X XX K
(1) (2) (3) (4)
(1):– E (Electrode): Điện cực hàn
(2): - Chữ cái chỉ hàm lượng Mangan
L : ………………………… Low Mn (Mangan thấp)
M : …………………………Medium Mn (Mangan trung bình)
H : ………………………… High Mn ((Mangan cao)
(3) : - Số chỉ hàm lượng Carbon (phần vạn)
(4) : - K (killed): nếu có, chỉ thị rằng thép dây hàn được khử silicon
Khi hàn tự động dưới lớp thuốc thường sử dụng dây hàn có đường kính
3÷5mm, trong khi hàn bán tự động sử dụng dây hàn có đường kính từ 1,2 ÷ 2 mm.
Với các kết cấu quan trọng có thể sử dụng dây hàn CB-08ΓA hoặc dây hàn
CB-10ΓA kết hợp với thuốc hàn nung chảy OCЦ-45 (chứa 38÷44%SiO2,
38÷44%MnO, 6,5% CaO, 2,5%MgO, 5,0% Al2O3, 6÷9%CaF2, 2%Fe2O3, 0,15%S,
0,15%P)
Khi hàn thép các bon thấp thường sử dụng dây hàn chứa ít tạp chất và chứa
lượng ngun tố khử ơxy cao hơn như dây CB-10ΓA, CB-10Γ2A.

Hình 1.11. Dây hàn
Bảng 1.2. Quy định loại dây hàn theo tiêu chuẩn AWS A5.17-1980
Ký hiệu
EL8
EL8K
EL12

%C

%Mn
%Si
%S
%P
Dây hàn có hàm lượng mangan thấp
0,1
0,25÷0,6
0,07
0,035
0,035
0,1
0,25÷0,6 0,05÷0,15
0,035
0,035
0,05÷0,15 0,25÷0,6
0,07
0,035
0,035
Dây hàn có hàm lượng mangan trung bình

%Cu

0,035
0,035
0,035


16

EM12
EM12K
EM13K
EM15K
EH14

0,05÷0,15
0,05÷0,15
0,05÷0,15
0,05÷0,15

0,8÷1,25
0,1
0,035
0,8÷1,25 0,1÷0,35
0,035
0,9÷1,4 0,35÷0,75
0,035
0,8÷1,25 0,1÷0,35
0,035
Dây hàn có hàm lượng mangan cao
0,05÷0,15 0,05÷0,15
0,1

0,035

0,035
0,035
0,035
0,035

0,035
0,035
0,035
0,035

0,035

0,35

4. Chế độ hàn SAW
Hàn SAW chất lượng mối hàn được xác định bởi loại trợ dung và loại điện
cực và các thơng số: cường độ dịng hàn, điện áp hồ quang, tốc độ hành trình, kích
cỡ điện cực, tốc độ cấp nhiệt…
Dịng điện hàn
Dịng điện kiểm sốt tốc độ nóng chảy của điện cực, và tốc độ kết tinh mối
hàn, độ ngấu sâu và độ hòa tan kim loại hàn với kim loại nền. Khi dòng điện hàn
tăng nhiệt lượng hồ quang phát sinh tăng, nhiệt lượng chuyển đến vật hàn tăng, làm
tăng độ sâu nóng chảy. Đồng thời dịng điện hàn tăng nên lượng nóng chảy của dây
hàn tăng, nhưng hồ quang chìm sâu vào trong kim loại vật hàn nên chiều rộng của
mối hàn không tăng rõ rệt mà chỉ tăng chiều cao của mối hàn. Dòng điện hàn quá
cao có thể gây cháy thủng kim loại mỏng, bề mặt mối hàn khơng đều. Nếu dịng
điện hàn quá thấp, độ sâu nóng chảy nhỏ làm cho hồ quang cháy khơng ổn định độ
ngấu khơng đủ. Do đó dòng điện phải lựa chọn phù hợp (thiết bị thường có am pe

kế để điều chỉnh dịng hàn một cách chính xác).

Hình 1.12. Ảnh hưởng của cường độ dịng điện hàn.
Điện áp hàn
Điện áp hồ quang hay còn gọi điện áp hàn là hiệu điện thế giữa đầu điện cực
hàn và bề mặt vùng kim loại nóng chảy, được đo bằng vôn kế trên máy hàn hay bộ
phận xe hàn, điện áp hồ quang có ảnh hưởng nhất định đến hình dạng mối hàn.


17

Hồ quang dài, điện thế hồ quang cao sức thổi của nó đến kim loại lỏng sẽ
giảm bớt, do đó khi hàn điện thế hồ quang tương đối cao thì độ sâu nóng chảy có
hơi giảm bớt do hồ quang dài làm cho tính hoạt động của hồ quang tăng lên, như
vậy chiều rộng vùng nóng chảy sẽ tăng lên một cách rõ rệt, mà chiếu cao của mối
hàn thì lại giảm xuống tương ứng. Điều chỉnh tốc độ đưa dây hàn có thể làm thay
đổi được điện thế hồ quang, tăng tốc độ cấp dây hàn thì điện thế hồ quang sẽ thấp,
ngược lại giảm tốc độ cấp dây hàn thì điện thế hồ quang sẽ cao.

Hình 1.13. Ảnh hưởng của điện áp khi hàn
Điện áp tăng cao thì sẽ:
Tạo ra đường hàn rộng và phẳng;
Tăng tiêu thụ chất trợ dung (thuốc hàn);
Mối hàn dễ bị rỗ khí;
Tăng sự hấp thụ các nguyên tố hợp kim từ chất trợ dung;
Gây rạn nứt mối hàn;
Ngược lại điện áp hồ quang q thấp thì tạo ra đường hàn nhơ cao và hẹp khó loại
bỏ xỉ.
Đường kính dây hàn
Đường kính dây hàn chọn theo chiều dày tấm kim loại nền và kích cỡ mối

hàn mong muốn.
Khi đường kính dây hàn tăng thì mặt cắt cột hồ quang tăng (đường kính cột
hồ quang tăng) cịn chiều sâu nóng chảy thì giảm tương ứng. Đường kình dây hàn
giảm thì hồ quang ăn sâu vào kim loại nền do đó mối hàn sẽ hẹp nhưng sâu.
Tốc độ hàn
Đối với dòng điện hàn và hồ quang cho trước, tăng tốc độ hồ quang hoặc tốc
độ hành trình hồ quang sẽ làm giảm độ ngấu sâu, giảm độ bền mối hàn, giảm lượng
nhiệt cung cấp cho một đơn vị chiều dài mối hàn. Tốc độ hàn quá cao xẽ làm giảm
sự nóng chảy giữa kim loại hàn và kim loại nền. Khi giảm tốc độ hàn, độ ngấu sâu


18

và độ bền mối hàn sẽ tăng lên, nhưng nếu tốc độ quá thấp độ ngấu sâu sẽ giảm, chất
lượng mối hàn và bề mặt mối hàn sẽ giảm rõ rệt.

Hình 1.14. Ảnh hưởng của tốc độ hành trình khi hàn
Tầm với điện cực
Khoảng cách giữa mối hàn và đầu điện cực, tạo thành nhiệt trở. Khoảng đầu
điện cực tới vật hàn càng lớn, lượng nhiệt càng cao, do đó tốc độ hàn càng cao.
Khoảng cách đầu điện cực tới vật hàn thường là 10 -15 (mm) cho các đường kính
điện cực 2,0; 2,4; 3,2 mm và 15 - 20 (mm) cho các đường kính điện cực 4,0; 4,8;
5,6 mm.
Tốc độ hàn có thể tăng khoảng 25 – 50% bằng cách tăng khoảng đầu điện
cực, nhưng điều này ít được áp dụng trong công nghiệp.
Tốc độ cấp nhiệt
Tốc độ cấp nhiệt được tính tốn theo cơng thức.
HIR 

V * A * 60

S *1000

Trong đó: HIR – Tốc độ cấp nhiệt KJ/mm.
V – Điện áp hồ quang
A – Dòng điện hàn
S – Tốc độ hành trình hồ quang mm/min
Tốc độ cấp nhiệt có ảnh hưởng đối với cấu trúc vĩ mơ của mối hàn và
cấu trúc vi mô của vùng bị ảnh hưởng nhiệt xung quanh mối hàn.
5. Các khuyết tật mối hàn SAW nguyên nhân và đề phòng
Tuy nhiên các khuyết tật mối hàn có thể do phát sinh ở các quy trình và các
thơng số (chế độ hàn) khơng chuẩn, ở đây chỉ trình bày một số khuyết tật từ những
nguyên nhân khác:
5.1. Rỗ xốp (hình 1.15)
a) Nguyên nhân
Gỉ sắt, dầu mỡ, hơi ẩm trên bề mặt kẽ hàn.


19

Hình 1.15. Mối hàn rỗ xốp
Lớp trợ dung quá mỏng khi hàn có thể nhìn thấy hồ quang.
Các tạp chất tồn tại trong chất trợ dung (do tái tạo) bị nhiễm bẩn
Chất trợ dung bị giữ lại ở phía dưới đường hàn đáy và mặt dưới của mối ghép.
Hơi ẩm trong chất trợ dung.
b) Biện pháp đề phòng
Triệt để làm sạch mối ghép trước khi hàn;
Điều chỉnh áp lực chất trợ dung phù hợp.
Hệ thống thu hồi chất trợ dung phải có trang bị lọc, để tách khỏi các tạp chất
có hại.
Tẩy bỏ những chất trợ dung ở đường hàn trước.

Bảo quản và sấy khô chất trợ dung trước khi hàn ở nhiệt độ 300 -350 0c trong
một đến hai giờ.
5.2. Các rạn nứt mối hàn (Hình 1.16)
Các rạn nứt ít xẩy ra khi hàn thép C trung bình với chiều dày không quá 10
mmm, khi chiều dày lớn hơn có thể gây rạn nứt mối hàn.
a) Nguyên nhân
- Làm nguội nhanh mối hàn.
- Biến dạng dư trong mối hàn lớn.
- Sự hòa tan kim loại nền và kim loại mối hàn
không tốt.
- Hàm lượng H2 trong hồ quang cao.
- Độ ngấu sâu mối hàn quá mức.
b) Biện pháp đề phịng
- Khơng làm nguội nhanh mối hàn.
Hình 1.16. Mối hàn
- Đổi cực tính của điện cực từ dương sang âm.
nứt
- Tăng đường kính điện cực.
- Chuyển phương pháp một điện cực sang hai điện cực.


20

- Hành trình thứ nhất bằng phương pháp hàn tay thay cho hàn SAW.
6. Những ảnh hưởng tới sức khoẻ của người cơng nhân khi hàn SAW
Khói hàn được sinh ra trong q trình hàn và mang trong nó các thành phần
có từ điện cực hàn, thuốc hàn, kim loại cơ bản, các chất bám trên bề mặt kim loại
cơ bản và các thành phần khác có trong khơng khí.
Nguy hiểm gây ra khói hàn được đánh giá theo các quy định chung về khói
cơng nghiệp đó là xem xét dựa trên tác động của từng thành phần hóa học có trong

nó.
Khói hàn có thể gây các tác động tức thời lên mắt và da, gây chóng mặt,
buồn nơn và dị ứng.
Ví dụ: khói kẽm có thể gây cúm, tiếp xúc với khói hàn trong thời gian dài có
thể gây nhiễm sắt (bụi sắt có trong phổi) ảnh hưởng xấu tới chức năng của phổi.
7. An toàn và vệ sinh phân xưởng
Chỉ kiểm tra, sửa chữa khi chắc chắn rằng nguồn điện đã được ngắt khỏi máy
hàn.
Điều chỉnh dòng điện hàn và cực tính chỉ tiến hành khi khơng hàn.
Sau mỗi ca làm việc cần vệ sinh lau chùi sạch sẽ máy hàn, các thiết bị hàn và
vệ sinh phân xưởng.
8. Kiểm tra
Bảng 1.3. Các nội dung kiểm tra
TT
Nội dung đánh giá
Cách thức thực hiện
1
Kiến thức
Vấn đáp hoặc tự luận
- Cấu tạo, vận hành và nguyên lý làm
việc của máy hàn tự động dưới thuốc
- Các khuyết tật mối hàn SAW ngun
nhân và đề phịng.
2
Kỹ năng:
Thơng qua quan sát, theo dõi ghi
- Điều chỉnh chế độ hàn
sổ, kiểm tra kích thước và chất
- Vận hành máy hàn
lượng mối hàn.

3
Thái độ:
Thông qua quan sát, theo dõi.
An toàn lao động, vệ sinh cơng nghiệp,
tính cẩn thận và chính xác.

Câu hỏi và Bài tập


21

Câu 1: Trình bày thực chất, đặc điểm, cơng dụng của hàn SAW?
Câu 2: Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn SAW?
Câu 3: Trình bày tính năng tác dụng của thuốc hàn, dây hàn SAW?
Câu 4: Trình bày các thơng số chế độ hàn khi hàn SAW?
Hướng dẫn trả lời các câu hỏi
Câu 1: Trình bày nội dung:
- Thực chất;
- Đặc điểm;
- Công dụng của hàn SAW.
Câu 2: Trình bày:
1. Vẽ hình cấu tạo, giải thích đầy đủ các ký hiệu mày hàn tự động dưới
thuốc;
2. Trình bày được nguyên lý làm việc của máy hàn SAW.
Câu 3: Trình bày:
- Tính năng tác dụng của thuốc hàn; dây hàn SAW.
Câu 4: Các thông số chế độ hàn khi hàn SAW.
- Dòng điện hàn.
- Điện áp hàn.
- Đường kính dây hàn.

- Tốc độ hàn.
- Tầm với điện cực.
- Tốc độ cấp nhiệt.


22

BÀI 02: VẬN HÀNH MÁY HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI THUỐC (SAW)
Giới thiệu
Bài này nhằm trang bị cho người học các kiến thức về cấu tạo, nguyên lý
làm việc, vận hành và cách sử dụng, bảo quản của máy hàn hồ quang tự động dưới
thuốc.
Mục tiêu
Sau khi học xong bài này người học có khả năng:
- Nhận biết đúng các núm chức năng điều khiển máy như: điều chỉnh dòng hàn,
điện áp hàn, tốc độ đẩy dây hàn, quá trình hàn liên tục không liên tục.
- Kết nối thiết bị hàn SAW đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
- Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất của vật liệu.
- Vận hành, sử dụng thiết bị hàn tự động dưới lớp thuốc thành thạo đúng quy trình
quy phạm kỹ thuật.
- Xử lý an tồn một số sai hỏng thơng thường khi vận hành máy.
- Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng
- Tuân thủ quy định, quy phạm trong quá trình vận hành thiết bị.
Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác trong cơng việc.
1. Kết nối thiết bị hàn tự động
Nguyên tắc đấu nối. (Hình 2.1)
SỰ KẾT NỐI GIỮA MÁY HÀN VÀ
ĐẦU HÀN – KHI THỰC HIỆN QUY TRÌNH HÀN TỰ ĐỘNG

vị trí tay gạt

LT-7

+

_

CÁP - CONTROL

VẬT
HÀN

Hình 2.1. Sơ đồ kết nối thiết bị hàn SAW


23

2. Chọn chế độ hàn tự động
Các thông số của chế độ hàn:
Dịng điện hàn;
Điện áp hàn;
Đường kính dây hàn;
Tốc độ hàn;
Tầm với điện cực;
Tốc độ cấp nhiệt;
3. Vận hành, sử dụng máy hàn tự động dưới thuốc
Nguyên tắc vận hành
Khởi động máy được tiến hành khi các yêu cầu an tồn đã được kiểm tra mới
được đóng cầu dao điện cho máy hàn;
Việc chuyển đổi phương pháp hàn như hàn SAW, GMAW….chỉ được phép thực
hiện khi máy khơng có tải (khi không hàn);

Không thực hiện đồng thời các phương pháp hàn một lúc, căn cứ vào dòng
hàn khi chọn chế độ hàn để lựa chọn thời gian % của chu kỳ hàn (100%; 50%;
60%)
4. Các sự cố thường gặp, cơng tác an tồn lao động và vệ sinh phân xưởng khi
hàn tự động dưới thuốc
4.1. Các sự cố
Bảng 2.1. Xử lý các sự cố máy hàn
Sự cố
Nguyên nhân
Giải pháp
Kiểm tra và đấu nối lại theo
Đấu nối sai.
hướng dẫn sử dụng.
Cầu chì nguồn
cháy và bị đứt
Ngắn mạch động cơ quạt. Sửa chữa hoặc thay động cơ.
mạch.
Kiểm tra và thay biến thế nếu
Ngắn mạch biến thế
cần thiết.
Đấu nối ổ cắm chuyển đổi Kiểm tra và thực hiện đấu nối
Cầu chì nguồn
điện áp bị sai.
lại theo hướng dẫn sử dụng.
cháy khi nhấn
công tắc hàn.
Ngắn mạch Biến thế
Thay biến thế mới.
Cầu chì nguồn
Mạch bị hỏng.

Thay bảng mạch
cháy sau một
Cầu chì khơng đủ cơng
Sử dụng cầu chì đúng cơng
thời gian làm
suất.
suất (xem bảng)
việc.
Máy hàn khơng Đấu nối sai.
Kiểm tra và đấu nối lại theo
có dòng.
hướng dẫn.


24

Dịng hàn khơng
ổn định.

cầu chì nguồn bị cháy.
Cáp hàn chưa nối nguồn.
Điện áp nguồn không ổn
định.
Tiết diện cáp quá nhỏ.
Các chỗ nối bị lỏng.

Tìm nguyên nhân và thay thế.
Kiểm tra cáp hàn.
Kiểm tra điện áp nguồn bằng
Vơn kế

Thay cáp có tiết diện thích
hợp.
Kiểm tra các chỗ nối của cáp
nguồn và mạch điện, vặn chặt
các chỗ nối nếu cần thiết.

4.2. Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng khi hàn tự động dưới
thuốc
Chỉ kiểm tra, sửa chữa thiết bị khi chắc chắn rằng nguồn điện đã được ngắt
khỏi máy hàn;
Điều chỉnh dịng điện hàn và cực tính chỉ tiến hành khi không hàn;
Sau mỗi ca làm việc cần vệ sinh lau chùi sạch sẽ máy hàn, các thiết bị hàn và
vệ sinh phân xưởng.
Bài tập
1: Kết nối các thiết bị hàn SAW đúng yêu cầu kỹ thuật?
2: Vận hành máy hàn SAW đảm bảo an toàn?
Hướng dẫn Bài tập
1: Trình bày đúng kết nối các thiết bị hàn SAW.
2: Vận hành máy hàn SAW đúng quy trình đảm bảo an toàn.