Bài giảng Cơ khí đại cương - Chương VIII: Hàn và cắt kim loại - Vũ Đình Toại

Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại Các thiết bị có rất nhiều chi tiết ghép lại với nhau bằng rất nhiều phƣơng pháp liên kết Máy khoan tay Máy giặt Máy vi tính Xe máy. Có khoảng 8000 chi tiết Boeing 747–400, Có khoảng 6 triệu chi tiết Khung Ôtô – ôtô có khoảng 15000 chi tiết Cây cầu thép CÓ NHỮNG LOẠI LIÊN KẾT GÌ ? Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại MỘT SỐ KIỂU LIÊN KẾT CƠ BẢN TYPES OF JOINTS Bulông (Screwing) Đinh tán (Rivetting) Dán (Bonding) Hàn Vảy (Soldering/Brazing) Hàn nóng chảy (Welding) Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại So s¸nh mét sè ph¬ng ph¸p liªn kÕt Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại 1. §Þnh nghÜa: Chƣơng VIII: Hàn & Cắt kim loại I. §Þnh nghÜa, ®Æc ®iÓm, ph©n lo¹i : Hµn lµ ph¬ng ph¸p c«ng nghÖ nèi c¸c chi tiÕt l¹i víi nhau b»ng c¸ch nung nãng chç nèi ®Õn tr¹ng th¸i hµn (ch¶y hoÆc dÎo). Sau ®ã kim lo¹i ho¸ r¾n hoÆc kÕt hîp víi lùc Ðp, chç nèi t¹o thµnh mèi liªn kÕt bÒn v÷ng gäi lµ mèi hµn. 2. §Æc ®iÓm: - TiÕt kiÖm kim lo¹i nhiÒu. So víi ph¬ng ph¸p nèi kh¸c nh t¸n rivª, ghÐp bul«ng tiÕt kiÖm tõ 10  25% khèi lîng kim lo¹i; hoÆc so víi ®óc th× hµn tiÕt kiÖm 50% - Hµn cã thÓ nèi ®îc nh÷ng kim lo¹i cã tÝnh chÊt kh¸c nhau víi nhau. VÝ dô: kim lo¹i ®en víi kim lo¹i ®en, kim lo¹i víi vËt liÖu phi kim v.v - T¹o ®îc c¸c chi tiÕt m¸y, c¸c kÕt cÊu phøc t¹p mµ c¸c ph¬ng ph¸p kh¸c kh«ng lµm ®îc hoÆc gÆp nhiÒu khã kh¨n - §é bÒn mèi hµn cao, mèi hµn kÝn - Sau khi hµn vÉn cßn tån t¹i øng suÊt d, vËt hµn dÔ biÕn d¹ng (cong, vªnh), - ChÞu t¶i träng va ®Ëp kÐm Nhîc ®iÓm: Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại 3. Ph©n lo¹i: C¨n cø theo tr¹ng th¸i kim lo¹i mèi hµn khi tiÕn hµnh nung nãng ngêi ta chia c¸c ph¬ng ph¸p hµn lµm hai nhãm sau: - Hµn nãng ch¶y: chç hµn vµ que hµn bæ sung ®îc nung ®Õn tr¹ng th¸i nãng ch¶y - Hµn ¸p lùc: chç nèi cña c¸c chi tiÕt ®îc nung nãng ®Õn tr¹ng th¸i dÎo th× ph¶i dïng ngo¹i lùc Ðp, Ðp l¹i míi cã kh¶ n¨ng t¹o ra mèi hµn bÒn v÷ng VL phụ & VL nền đều chảy lỏng Dẻo Kết tinh (hóa rắn) Kết hợp Lực ép Vị trí hàn Mối hàn Cấu trúc của mối hàn Nung nóng Lực ép Dẻo Nhiệt sinh ra do ma sát (Trạng thái hàn) NhiÖt VL phụ chảy lỏng, VL nền không chảy Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại C¨n cø theo d¹ng n¨ng lîng sö dông: Hàn Hàn nóng chảy Hàn áp lực Nguồn nhiệt Phản ứng hóa học Năng lƣợng Điện Năng lƣợng Điện Nguồn nhiệt Phản ứng hóa học Cơ năng Hàn Khí Nhiệt nhôm Hồ quang Chùm tia điện tử Chùm tia Laser Hàn Điện trở Hàn nổ Hàn Ma sát Hàn Siêu âm Hàn vảy Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại HÀN ÁP LỰC pressure welding Hàn Khí + Áp lực (PGW) Pressure gas welding CÁC PHƢƠNG PHÁP HÀN General View of Welding Processes HÀN NÓNG CHẢY fusion welding Hàn khí Gas welding Hàn Hồ quang tay (MMA) Manual arc welding MIG/MAG Metal gas shielded arc welding TIG Tungsten inert-gas shielded arc welding Hàn tự động (SAW) Submerged arc welding Hàn Plasma (WP) Tungsten plasma welding Hàn Điện xỉ (ESW) Electroslag welding Hàn chùm tia điện tử (EBW) Electron beam welding Hàn Laser (LW) Laser welding Hàn Điểm (SPW) Spot welding Hàn Đƣờng (SW) Seam welding Hàn Đối đầu (FBW) Flash but welding Hàn Ma sát (FW) Friction welding Hàn Đinh (BW) Arc stud welding Hàn vảy Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại Yªu cÇu ®èi víi Hµn nãng ch¶y: + Nguån nhiÖt ph¶i cã c«ng suÊt ®ñ lín ®¶m b¶o nung nãng côc bé phÇn kim lo¹i ë mÐp hµn cña vËt liÖu c¬ b¶n vµ que hµn tíi nhiÖt ®é nãng ch¶y + Ph¶i sö dông thuèc hoÆc khÝ b¶o vÖ mèi hµn khái t¸c ®éng cña kh«ng khÝ Yªu cÇu ®èi víi Hµn ¸p lùc: + Lùc Ðp ph¶i ®ñ lín ®¶m b¶o mèi ghÐp ®îc h×nh thµnh tèt + Kh«ng cÇn sö dông thuèc hoÆc khÝ b¶o vÖ mèi hµn + Kh«ng cÇn sö dông kim lo¹i bæ sung Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại 1 2 3 5 4 6 7 10 9 8 1- Bình ôxy (Oxygen cylinder with pressure redution) 2- Bình axêtylen (Acetylene cylinder with pressure redution) 3- Van chống ngọn lửa quặt (Branch-line back- pressure valve). 4- Ống dẫn khí ôxy (Oxygen hose). 5- Ống dẫn khí axêtylen (Oxygen hose) 6- Mỏ hàn (Welding torch) 7- Que hàn phụ (Welding rod) 8- Bép hàn (Welding nozzle) 9- Vật hàn (Workpiece) 10- Ngọn lửa hàn (Welding flame) * Phạm vi ứng dụng Hàn được ở mọi vị trí trong không gian, đặc biệt cho hàn ống, lắp giáp, sửa chữa và xử lí bề mặt. * Vật liệu Các loại thép thƣờng và thép hợp kim thấp, Kim loại màu, Gang * Chiều dày vật hàn Lên tới 6mm (phụ thuộc vào hình dáng vật hàn) 1. Kh¸i niÖm: lµ PP hµn NC, dïng nhiÖt cña ph¶n øng khÝ ch¸y ®Ó nung ch¶y phÇn KL ®îc hµn 2. C¸c lo¹i khÝ dïng trong hµn h¬i: O2 vµ khÝ ch¸y (C2H2, H2, khÝ than ®¸, khÝ tù nhiªn, h¬i x¨ng, benzen, ...) VIDE O II. HÀN KHÍ, HÀN HƠI - GW GAS welding Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại CN Hàn trái (leftward technique) Với tấm thép có chiều dày < 3mm (Steel less than 3 mm thickness) CN Hàn phải (rightward technique) Với tấm thép có chiều dày >= 3mm (Steel from 3 mm thickness) 3. C«ng nghÖ Hµn khÝ: 3.1. Ph¬ng ph¸p hµn: - N¨ng suÊt cao - TiÕt kiÖm khÝ - §é dÎo mh t¨ng Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại 3.2. Ngän löa hµn: 3.3. ChÕ ®é hµn khÝ: Hµn thÐp Hµn ®ång Hµn gang 3.3.1. §êng kÝnh que hµn  mmsd 2   mmsd 1 2  Khi hµn ph¶i Khi hµn tr¸i Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại 3.3.2. C«ng suÊt ngän löa A = k.S [lÝt/giê] S - chiÒu dµy vËt hµn k - hÖ sè phô thuéc vËt liÖu hµn, hµn thÐp k=100-120 hµn ®ång k=150-200 3.4. ThiÕt bÞ hµn khÝ 1 2 3 5 4 6 7 10 9 8 Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại III. Hàn Hồ quang tay- MMA Manual metal arc welding 1. Kh¸i niÖm: lµ PP hµn NC, dïng nhiÖt cña hå quang gi÷a 2 ®iÖn cùc ®Ó nung ch¶y phÇn KL ®îc hµn 2. C¸c ph¬ng ph¸p hµn ®iÖn hå quang tay: §iÖn cùc kh«ng nãng ch¶y §iÖn cùc tù nãng ch¶y §iÖn cùc than - Graphit hoÆc vonfram §iÖn cùc que hµn cã vá bäc thuèc C¸c lo¹i hå quang hµn: - Hå quang trùc tiÕp - Hå quang gi¸n tiÕp - Hå quang kÝn - Hå quang hë - Hå quang ®îc b¶o vÖ * Phạm vi ứng dụng - Hàn được ở mọi vị trí trong không gian, - Xử lí bề mặt. * Vật liệu - Các loại thép thƣờng và thép hợp kim, Gang * Chiều dày vật hàn - Lớn hơn 3mm Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại 3. ThiÕt bÞ vµ dông cô hµn ®iÖn hå quang tay: 1 2 5 4 6 7 9 8 3 10 11 12 13 14 15 16 17 8 9 Hướng hàn 1- Ổ cấp điện (Mains connection) 2- Nguồn điện hàn (Welding current source) 3- Cáp hàn - nối với điện cực hàn (Welding currenr supply - electrode). 4- Cáp hàn - nối với vật hàn (Welding currenr supply - electrode). 5- Kìm hàn (Electrode holder) 6- Que hàn - Điện cực hàn (Rod Electrode) 7- Kẹp mát (Workpiece clamp) 8- Vật hàn – Chi tiết hàn (Workpiece) 9- Hồ quang (Arc) 10- Lõi que hàn (Electrode core) 11- Thuốc bọc (Electrode coating) 12- Giọt kim loại lỏng (Droplet transfer) 13- Khí phát sinh bảo vệ vùng hàn (Protective gases from coating of electrode). 14- Xỉ lỏng (Liquid slag). 15- Xỉ hàn (ở thể rắn) (solid slag) 16- Kim loại mối hàn nóng chảy (liquid weld metal) 17- Kim loại mối hàn đã kết tinh (Solid weld metal) Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại 3.1. C¸c lo¹i dßng ®iÖn hµn - Dßng ®iÖn xoay chiÒu AC - Dßng ®iÖn 1 chiÒu DC + ¦u ®iÓm cña dßng ®iÖn mét chiÒu lµ hå quang cã tÝnh æn ®Þnh cao vµ cã thÓ ®æi cùc ®Ó ®iÒu chØnh møc ®é ®èt nãng vËt hµn + u ®iÓm cña dßng ®iÖn xoay chiÒu lµ thiÕt bÞ rÎ h¬n, nhá, nhÑ, c¬ ®éng h¬n, vËn hµnh còng ®¬n gi¶n h¬n, hiÖu suÊt cao h¬n vµ tiªu hao ®iÖn n¨ng Ýt h¬n so víi thiÕt bÞ dßng ®iÖn mét chiÒu 3.2. Yªu cÇu cña nguån ®iÖn hµn MMA:  §iÖn thÕ kh«ng t¶i Uo ph¶i ®ñ lín ®Ó g©y hå quang nhng kh«ng g©y nguy hiÓm khi sö dông: Víi dßng xoay chiÒu: Uo = 55  80V Víi dßng mét chiÒu: Uo = 35  55V Víi c¸c gi¸ trÞ ®iÖn thÕ kh«ng t¶i trªn, khi cã t¶i (hå quang ch¸y) ®iÖn thÕ h¹ xuèng t¬ng øng 25  40V víi dßng xoay chiÒu vµ 15  25V víi dßng mét chiÒu Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại §êng ®Æc tÝnh tÜnh cña hå quang vµ ®êng ®Æc tÝnh ngoµi cña m¸y hµn 1 - ®êng ®Æc tÝnh tÜnh cña hå quang 2 - ®êng ®Æc tÝnh ngoµi cña m¸y hµn a - ®iÓm g©y hå quang b - ®iÓm hå quang ch¸y æn ®Þnh  Cêng ®é dßng ng¾n m¹ch ph¶i nhá nh»m n©ng cao tuæi bÒn cho m¸y hµn: In/m = (1,3  1,4) Ih ë ®©y: Ih - Cêng ®é dßng ®iÖn hµn [A]  §iÖn thÕ nguån hµn ph¶i thay ®æi nhanh phï hîp víi sù thay ®æi ®iÖn trë hå quang nh»m æn ®Þnh sù ch¸y cña hå quang. Th«ng thêng nguån hµn cã quan hÖ gi÷a U vµ I (®Æc tÝnh ngoµi) lµ ngîc nhau. NghÜa lµ quan hÖ cã d¹ng ®êng cong dèc liªn tôc  Cêng ®é dßng ®iÖn hµn thay ®æi ®ù¬c theo hai kiÓu: v« cÊp vµ ph©n cÊp  Nguån xoay chiÒu U vµ I ph¶i lÖch pha nhau, tr¸nh c¶ hai gi¸ trÞ cïng mét lóc ®Òu b»ng kh«ng, ®Ó æn ®Þnh hå quang  ThiÕt bÞ hµn b¶o ®¶m gän nhÑ, cÊu t¹o ®¬n gi¶n, dÔ sö dông, gi¸ thµnh rÎ Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại 3.3. Dông cô hµn MMA: - MÆt n¹ ®Ó b¶o vÖ da vµ m¾t khái t¸c dông cã h¹i cña tia tö ngo¹i (lµm h¹i da) vµ tia hång ngo¹i (lµm h¹i m¾t), ®ång thêi ®Ó ch¾c ch¾n c¸c tia löa tõ que hµn vµ vËt hµn b¾n ra - G¨ng tay vµ ¸o c«ng t¸c lµm b»ng da hoÆc v¶i ami¨ng - TÊm ch¾n mµu ®en ®Ó tr¸nh sù ph¶n x¹ quang tuyÕn ¶nh hëng tíi søc khoÎ cña nh÷ng ngêi ë gÇn n¬i hµn - ThiÕt bÞ th«ng giã - D©y c¸p dÉn ®iÖn hµn - K×m hµn ®Ó cÆp ®iÖn cùc (que hµn) - KÑp m¸t nèi víi vËt hµn ®Ó tiÕp th«ng dßng ®iÖn víi vËt hµn (tiÕp m¸t). - Nh÷ng phô tïng kh¸c nh thïng que hµn, ghÕ hµn, bµn ch¶i s¾t, ®ôc vµ dông cô g¸ l¾p v.v 4. §iÖn cùc vµ que hµn khi hµn ®iÖn hå quang tay: - §iÖn cùc kh«ng ch¶y gåm cã ®iÖn cùc than, ®iÖn cùc grafit vµ ®iÖn cùc v«nfram. §iÖn cùc than vµ ®iÖn cùc grafit chØ dïng khi hµn víi dßng ®iÖn mét chiÒu. §iÖn cùc vonfram dïng khi hµn víi dßng ®iÖn mét chiÒu hay xoay chiÒu - §iÖn cùc ch¶y (cßn gäi lµ que hµn ®iÖn) tuú theo c«ng dông cña nã vµ thµnh phÇn ho¸ häc cña kim lo¹i ®îc hµn cã thÓ chÕ t¹o b»ng c¸c vËt liÖu kh¸c nhau nh thÐp, gang, ®ång, nh«m v.v Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại Que hµn ®iÖn: - Que vá bäc máng dn  1,2d - Que vá bäc dµy (dn  1,55d) 4. C«ng nghÖ hµn ®iÖn hå quang tay: 4.1. C¸c lo¹i liªn kÕt hµn Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại 4.2. VÞ trÝ mèi hµn trong kh«ng gian - Hµn sÊp - Hµn ®øng - Hµn trÇn + Hµn ngang + Hµn leo + Hµn xiªn 4.3. ChÕ ®é hµn MMA: )(1 2 mm s d  - §êng kÝnh que hµn: d [mm] )(2 2 mm K d  mèi hµn sÊp lµ thÐp cacbon: Ih = (20 + 60) d [ampe] - Cêng ®é dßng hµn: Ih Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại IV. HÀN HỒ QUANG TỰ ĐỘNG DƢỚI LỚP THUỐC – SAW Submerged arc welding 12 15 14 11 1 5 4 6 7 9 8 3 10 13 2 Hƣớng hàn 16 7 14 15 17 1- Ổ cấp điện 2- Nguồn điện hàn 3- Cáp dẫn điện (cho điện cực) 4- Cáp nối mát 5- Cuộn dây hàn 6- Bộ phận đẩy dây 7- Bép dẫn điện 8- Kẹp mát 9- Vật hàn 10- Thuốc hàn (bột) 11-Xỉ lỏng 12- Xỉ đặc (kết tinh) 13- Thu hồi thuốc hàn thừa 14- Dây hàn (điện cực hàn) 15- Hồ quang 16- Kim loại lỏng 17- Kim loại mối hàn đã kết tinh * Phạm vi ứng dụng - Hàn những mối hàn có chiều dài lớn, đặc biệt ở vị trí hàn sấp hoặc hàn ngang. - Hàn đắp * Vật liệu - Các loại thép thƣờng và thép hợp kim (hợp kim cao) * Chiều dày vật hàn - Lớn hơn 5 mm Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại V. HÀN ĐIỆN XỈ - ESW Electroslag Welding 1- Ổ cấp điện 2- Nguồn điện hàn 3- Cáp dẫn điện (cho điện cực hàn) 4- Cáp nối mát 5- Cuộn dây hàn 6- Bộ phận đẩy dây 7- Đầu tiếp điện 8- Tấm đồng 9- Nƣớc vào 10- Nƣớc ra 11- Vật hàn 12- Tấm đệm chân mối hàn 13- Tấm đệm trên 14- Dây hàn (điện cực hàn) 15- Xỉ lỏng 16- Chuyển dịch kim loại lỏng 17- Kim loại lỏng mối hàn 18- Kim loại mối hàn đã kết tinh * Phạm vi ứng dụng - Hàn Giáp mối vật DÀY theo hướng thẳng đứng * Vật liệu - Các loại thép thƣờng và thép hợp kim * Chiều dày vật hàn - Lớn hơn 10 mm Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại VI. HÀN HỒ QUANG ĐIỆN CỰC NÓNG CHẢY TRONG KHÍ BẢO VỆ - MIG/MAG Metal Gas Shielded Arc Welding 1 2 5 4 6 7 9 8 3 11 12 15 10 19 7 13 14 16 Hƣớng hàn 17 18 19 11 7 15 1- Ổ cấp điện (Mains connection) 2- Nguồn điện hàn (Welding current source) 3- Cuộn dây hàn (Wire electrode coil). 4- Bộ phận đẩy dây hàn (Wire feed unit). 5- Bình khí bảo vệ (Shielding gas) 6- Nguồn điện hàn 7- Dây hàn (Wire electrode) 8- Ống dẫn khí bảo vệ (Shielding gas hose) 9- Mỏ hàn (Welding Torch) 10- Kẹp mát 11- Vật hàn 12- Cáp nối mát 13- Bép dẫn điện (Current contact nozzle) 14- Chụp khí bảo vệ (Shielding gas nozzle) 15- Hồ quang 16- Giọt kim loại lỏng 17- Kim loại mối hàn nóng chảy 18- Kim loại mối hàn đã kết tinh 19- Khí bảo vệ vùng hàn * Phạm vi ứng dụng - Hàn được ở mọi vị trí trong không gian, - Xử lí bề mặt. •Vật liệu - Các loại thép thƣờng và thép hợp kim (Dùng CO2 hoặc hỗn hợp khí chứa CO2, O2) - Kim loại màu sử dụng Ar, He hoặc (Ar + He) * Chiều dày vật hàn - Lớn hơn 1 mm VIDE O Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại VII. HÀN HỒ QUANG ĐIỆN CỰC KHÔNG CHẢY TRONG KHÍ BẢO VỆ - TIG Tungsten inert-gas shielded arc welding 1 2 5 4 6 7 9 8 3 11 10 13 16 12 15 14 Hƣớng hàn 16 13 11 9 Hồ quang tỏa rộng Dạng vát mép Mối hàn 1- Ổ cấp điện 2- Nguồn điện hàn 3- Cáp dẫn điện (cho điện cực hàn) 4- Cáp nối mát 5- Kẹp mát 6- Nguồn điện hàn 7- Ống cấp khí 8- Mỏ hàn 9- Que hàn phụ (Welding rod) 10- Vật hàn 11- Điện cực Wolfram (Tungsten electrode) 12- Bép dẫn điện cho điện cực 13- Hồ quang 14- Kim loại mối hàn nóng chảy 15- Kim loại mối hàn nóng chảy 16- Khí bảo vệ vùng hàn * Phạm vi ứng dụng - Hàn được ở mọi vị trí trong không gian, * Vật liệu - Các loại thép thƣờng và thép hợp kim (hợp kim cao) - Kim loại màu sử dụng Ar, He hoặc (Ar + He) * Chiều dày vật hàn - 0,5 đến 4 mm VIDEO Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại VIII. HÀN PLASMA ĐIỆN CỰC WOLFRAM – WP Tungsten Plasma Welding 12 11 1 5 4 6 7 9 8 3 10 2 17 13 Hƣớng hàn 16 14 15 17 12 11 1- Ổ cấp điện 2- Nguồn điện hàn 3- Cáp dẫn điện (cho điện cực hàn) 4- Cáp nối mát 5- Kẹp mát 6- Bình khí bảo vệ 7- Bình khí Plasma 8- Ống dẫn khí bảo vệ 9- Ống dẫn khí Plasma 10- Mỏ hàn 11- Que hàn phụ 12- Vật hàn 13- Điện cực Wolfram 14- Khí bảo vệ 15- Khí Plasma 16- Kim loại mối hàn 17- Hồ quang Plasma * Phạm vi ứng dụng - Hàn ở MỌI VỊ TRÍ trong không gian. - Hàn đắp * Vật liệu - Các loại thép thƣờng và thép hợp kim (hợp kim cao) - Kim loại mầu * Chiều dày vật hàn - Micro-Plasma > 0,1–2,0 mm - Macro-Plasma >lớn hơn 2 mm VIDE O Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại IX. HÀN BẰNG CHÙM TIA ĐIỆN TỬ - EBW Electron Beam Welding 1- Ổ cấp điện 2- Nguồn điện áp cao 3- Cáp dẫn điện áp cao 4- Bộ phận điều khiển chùm tia 5- Cáp điều khiển 6- Cathode 7- Phát điện tử 8- Anode 9- Khuếch đại từ trƣờng 10- Chùm tia điện tử 11- Ligthing installation 12- Ống ngắm 13- Buồng chân không 14- Máy hút chân không 15- Vật hàn 16- Đồ gá vật hàn 17- Bộ phận điều khiển chuyển động của vật hàn 18- Vùng kim loại nóng chảy * Phạm vi ứng dụng - Hàn giáp mối ở mọi vị trí * Vật liệu - Hầu hết các loại vật liệu * Chiều dày vật hàn - 0,1 đến 100 mm Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại X. HÀN LASER – LW LASER Welding 1- Ổ cấp điện 2- Bình chứa khí bảo vệ 3- Ống dẫn khí 4- Nguồn tạo Laser 5- Bảng điều khiển 6- Gƣơng lái tia 7- Khí bảo vệ (Ar, He) 8- Chùm tia Laser 9- Thấu kính hội tụ 10- Vật hàn 11- Bộ phận điều khiển chuyển động của vật hàn 12- Vùng kim loại nóng chảy * Phạm vi ứng dụng - Hàn giáp mối ở mọi vị trí * Vật liệu - Hầu hết các loại vật liệu * Chiều dày vật hàn - 0,1 đến 10 mm Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại XI. HÀN ĐIỂM – RSP Resistance Spot Welding R T 6 6 9 10 1 2 P P 6 7 9 1- Ổ cắm điện 2- Nguồn điện hàn (biếp áp hàn) 3- Giá đỡ trên 4- Giá đỡ dƣới 5- Bộ phận tạo áp lực 6- Điện cực trên 7- Điện cực dƣới (cố định) 8- Bàn đạp chấp hành 9- Vật hàn 10- Vùng hàn 11- Nƣớc làm mát điện cực * Phạm vi ứng dụng - Hàn mọi vị trí trong không gian * Vật liệu - Thép thƣờng, thép hợp kim cũng như hầu hết kim loại mầu * Chiều dày vật hàn - 0,1 đến 25 mm Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại XII. HÀN ĐƢỜNG - RSW Resistance Seam Welding Đƣờng hàn có các điểm hàn chồng lên nhau Đƣờng hàn có các điểm hàn cách nhau 1- Ổ cắm điện 2- Nguồn điện hàn (biếp áp hàn) 3- Giá đỡ trên 4- Giá đỡ dƣới 5- Bộ phận tạo áp lực 6- Cáp dẫn điện (đồng lá) 7- Đĩa điện cực trên 8- Đĩa điện cực dƣới 9- Bàn đạp chấp hành 10- Vật hàn 11- Mối hàn * Phạm vi ứng dụng - Hàn ở vị trí hàn bằng * Vật liệu - Thép thƣờng, thép hợp kim cũng như hầu hết kim loại mầu * Chiều dày vật hàn - 0,1 đến 3,5 mm Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại XIII. HÀN ĐỐI ĐẦU - FBW Flash But Welding 1- Ổ cắm điện 2- Nguồn điện hàn (biếp áp hàn) 3, 4- Dây cáp dẫn điện 5, 6- Đầu kẹp 7- Thân máy 8- Bàn trƣợt 9- Bộ phần di chuyển bàn trƣợt 10- Vật hàn 11- Lực ép 12- Kim loại chảy dẻo 13- Vùng nhiệt độ cao. * Phạm vi ứng dụng - Hàn giáp mối các chi tiết dạng thanh, ống, hoặc các chi tiết cùng tiết diện. * Vật liệu - hầu hết kim loại * Kích thƣớc vật hàn - 8 đến 350 mm đƣờng kính Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại XIV. HÀN KHÍ + ÁP LỰC – PGW Pressure Gas Welding 10 8- Bàn gá di chuyển 9- Bộ phận truyền động 10- Vật hàn 11- Áp lực 12- Vùng nhiệt độ cao 13- Vùng kim loại bị dồn 1- Bình chứa khí cháy 2- Bình chứa Ôxy 3- Ống dẫn khí cháy 4- Ống dẫn khí Ôxy 5- Mỏ đốt 6- Khung máy 7- Thiết bị gá kẹp * Phạm vi ứng dụng - Hàn giáp mối chi tiết dạng thanh, ống * Vật liệu - Thép thƣờng, * Kích thƣớc vật hàn - 1 đến 100 mm đƣờng kính Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại XV. HÀN MA SÁT – FRW Friction Welding 1- Ổ cắm điện 2- Thân máy chính 3- Trục quay 4- Bánh đà 5- Phanh 6, 7 - Mâm cặp 8- Trục di chuyển dọc trục 9- Then chống xoay 10- Thiết bị tạo lực ép 11- Lực ép 12- Bavia hàn 13- Vật hàn. 14- Vùng nhiệt độ cao * Phạm vi ứng dụng - Hàn giáp mối các chi tiết dạng thanh tròn xoay * Vật liệu - hầu hết kim loại * Kích thƣớc vật hàn - 3,5 đến 100 mm đƣờng kính Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại XVI. HÀN ĐINH – BW Stud Welding Định vị Đinh Gây hồ quang Hình thành liên kết 1- Ổ cắm điện 2- Nguồn điện 3- Cáp hàn 4- Cáp nối mát 5- Cáp điều khiển 6, Súng hàn (mỏ hàn) 7- Thiết bị định vị 8- Vật hàn 9- Đinh đã hàn vào vật hàn 10- Ống kẹp đinh 11- Đinh 12- Vòng gốm 13- Hồ quang. 14- Vùng kim loại nóng chảy * Phạm vi ứng dụng - Hàn chi tiết dạng đinh vào vật khác ở mọi vị trí trong không gian * Vật liệu - hầu hết kim loại * Kích thƣớc Đinh - 2 đến 25 (mm) đƣờng kính Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại BẢNG TỔNG HỢP MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP HÀN SỬ DỤNG PP Hàn áp lực PP Hàn nóng chảy Động năng Hàn ma sát Hàn nổ Chất lỏng Hàn đúc Khí Hàn áp lực + khí Hàn rèn Hàn khí Dòng điện Hàn điểm Hàn đƣờng Hàn điện trở Hàn điện xỉ Điện và Khí Hàn đinh Hàn hồ quang tay MIG/MAG TIG Hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc Hàn Plasma Chùm tia Hàn laser Hàn chùm tia điện tử Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology Faculty of Mechanical Engineering Welding Engineering and Metals´ Technology CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Bộ môn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS. Vũ Đình Toại XVII. C¾t kim lo¹i b»ng nhiÖt 1. Kh¸i niÖm: C¾t ®øt kim lo¹i ®en, kim lo¹i mµu vµ hîp kim b»ng hå quang ®iÖn hoÆc b»ng ngän löa khÝ ch¸y ®Òu lµ nh÷ng ph¬ng ph¸p ®èt nãng ®Ó lµm vËt cÇn c¾t ®¹t tíi ®iÓm nãng ch¶y, bÞ ch¶y m¹nh vµ bÞ c¾t rêi ra. Môc ®Ých cña c¾t ®øt ngîc víi ph¬ng ph¸p hµn 2. C¾t ®øt b»ng hå quang ®iÖn: lµ qu¸ tr×nh nung ch¶y vµ c¾t ®øt kim lo¹i b»ng nhiÖt lîng cña hå quang ®iÖn - §iÖn cùc cña hå quang cã thÓ lµ than hoÆc lµ kim lo¹i (que c¾t) - cã lç thæi khÝ nÐn ë gi÷a - Ph¬ng ph¸p c¾t ®øt b»ng hå quang ®iÖn lµ ph¬ng ph¸p kh«ng kinh tÕ, khã thùc hiÖn khi chiÒu dµy cÇn c¾t lín vµ thêng cho ®êng c¾t kh«ng ®Òu, do ®ã nã thêng chØ hay dïng ®Ó th¸