Bài giảng Công nghệ hàn (Trình độ Trung cấp, Cao đẳng)

riển của khoa học công 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 về số lượng và chất lượng đóng góp sự nghiệp công nghiệp hóa - Hiện đại hóa đất nước. Việc biên soạn tài liệu chuyên môn nhằm đáp ứng yêu cầu về tài liệu học tập cho học sinh, tài liệu tham khảo cho giáo viên, tạo tiếng nói chung trong quá trình đào tạo, phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế và đáp ứng yêu cầu sản xuất thực tế là một điều cần thiết. Nhằm đáp ứng nhu cầu về tài liệu học tập và giảng dạy nghề Hàn. Căn cứ vào chương trình khung của Tổng cục dạy nghề và điều kiện thực tế giảng dạy của nhà trường. Giáo trình ‘’Môn học: Công nghệ hàn” được biên soạn cho học sinh biết được lý thuyết cơ bản nghề hàn, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo. Giáo trình được biên soạn trên cơ sở lựa chọn các kiến thức trong các tài liệu chuyên ngành xong vẫn đảm bảo tính kế thừa những nội dung đang được giảng dạy ở trường. Nội dung giáo trình gồm những kiến thức cơ bản về nghề hàn Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình biên soạn, song chắc chắn không thể tránh được những thiếu sót. Chúng tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến của đồng nghiệp, để giáo trình được hoàn chỉnh hơn Xin chân thành cảm ơn. Lào Cai, ngàytháng năm .... 4 CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: Công nghệ hàn Mã số của môn học: MH 13 Thời gian thực hiện môn học: 75 giờ (Lý thuyết: 70 giờ; Bài tập: 3giờ; Kiểm tra 2 giờ) I. Vị trí, tính chất của môn học: - Vị trí: Môn học này được bố trí sau các môn học lý thuyết cơ sở nghề và trước hoặc song song với môn học thực hành nghề hàn - Tính chất: Là môn học chuyên môn bắt buộc. II. Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: Nắm vững được những kiến thức về chung về công nghệ hàn của các phương pháp: hàn hồ quang bằng tay, hàn hồ quang tự động và bán tự động trong môi trường khí bảo vệ (TIG/MIG/MAG), hàn và cắt kim loại bằng khí. - Về kỹ năng: Sau khi học xong học phần này, người học tính toán, lựa chọn các chế độ, công nghệ hàn để thực hiện các mối hàn ở các vị trí khác nhau. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo trong học tập, rèn luyện khả năng làm việc độc lập cho học sinh, sinh viên. NỘI DUNG CHI TIẾT CỦA GIÁO TRÌNH MÔN HỌC 5 CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HÀN Giới thiệu: Nghề hàn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của các ngành công nghiệp. Nắm vững những kiến thức chung về hàn sẽ giúp người học hiểu rõ hơn bản chất của phương pháp hàn, qua đó có cơ hội để phát triển nghề nghiệp, góc sức vào công cuộc xây dựng nền kinh tế nước ta. Mục tiêu: - Nắm được thực chất, đặc điểm và phân loại các phương pháp hàn. - Trình bầy được quá trình vật lý và luyện kim khi hàn nóng chảy. - Phân loại và đánh giá tính hàn của kim loại và hợp kim. Nội dung chính: 1. Thực chất, đặc điểm và phân loại các phương pháp hàn. 1.1. Thực chất và đặc điểm 1.1.1. Thực chất Hàn là quá trình công nghệ nối hai hoặc nhiều phần tử (chi tiết, bộ phận) thành một khối thống nhất bằng cách dùng nguồn nhiệt nung nóng chỗ cần nối đến trạng thái lỏng (hoặc dẻo), sau đó kim loại tự kết tinh (hoặc dùng lực ép) tạo thành mối hàn. 1.1.2. Đặc điểm + Liên kết hàn là một liên kết ‘’cứng’’ không tháo rời được. + So với đinh tán tiết kiệm (10 - 20)% khối lượng kim loại, so với đúc tiết kiệm khoảng 50%. + Hàn chế tạo được các chi tiết có hình dáng phức tạp, liên kết các kim loại có cùng tính chất hoặc khác tính chất với nhau. + Mối hàn có độ bền và độ kín cao, đáp ứng yêu cầu làm việc quan trọng của các kết cấu quan trọng (vỏ tàu, bồn chứa, nồi hơi,..v.v). + Có thể cơ khí hóa và tự động hóa quá trình hàn. + Giá thành chế tạo kết cấu rẻ. Tuy vậy, hàn còn có một số nhược điểm : sau khi hàn tồn tại ứng suất và biến dạng dư, xuất hiện vùng ảnh hưởng nhiệt làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu. 1.2. Phân loại các phương pháp hàn 1.2.1. Căn cứ dạng năng lượng sử dụng, hàn được phân ra các phương pháp hàn sau: - Các phương pháp hàn điện : dùng điện năng biến thành nhiệt năng (hàn điện hồ quang, hàn điện tiếp xúc,..v.v). - Các phương pháp hàn cơ học : sử dụng cơ năng làm biến dạng kim loại tại khu vực hàn (hàn nguội, hàn ma sát, hàn siêu âm,..v.v). - Các phương pháp hàn hóa học : sử dụng năng lượng do các phản ứng hóa học tạo ra để nung nóng kim loại mối hàn (hàn khí, hàn hóa nhiệt,..v.v). 6 - Các phương pháp hàn kết hợp : sử dụng kết hợp các dạng năng lượng nêu trên (hàn các vật liệu có tính hàn khó). 1.2.2. Căn cứ vào trạng thái kim loại mối hàn tại thời điểm hàn - Hàn nóng chảy: Bao gồm các phương pháp hàn : hàn khí, hàn điện xỉ, hàn hồ quang,..v.v Kim loại mối hàn ở trạng thái lỏng trong quá trình hàn. - Hàn áp lực: bao gồm các phương pháp hàn : hàn siêu âm, hàn nổ, hàn khuếch tán, hàn điện trở tiếp xúc,..v.v trong quá trình hàn, kim loại mối hàn ở trạng thái chảy dẻo. 2. Các quá trình vật lý và luyện kim khi hàn điện nóng chảy. 2.1. Khái niệm về vũng hàn và mối hàn 2.1.1. Khái niệm vũng hàn Vũng hàn là phần kim loại lỏng được tạo ra trong quá trình hàn dưới tác dụng của nguồn nhiệt hàn. Vũng hàn gồm hai phần: + Phần đầu : xảy ra quá trình nóng chảy kim loại cơ bản và kim loại bổ sung. + Phần đuôi : xảy ra quá trình kết tinh và hình thành mối hàn. Hình dạng và kích thước vũng hàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của nguồn nhiệt, phương pháp và chế độ hàn, tính chất lý nhiệt của kim loại vật hàn,.v.v... 2.1.2. Mối hàn Là phần kim loại lỏng được kết tinh trong quá trình hàn, nó ở trạng thái lỏng.Theo tiết diện ngang, mối hàn phân thành hai loại : mối hàn giáp mối và mối hàn góc. 2.2. Quá trình luyện kim khi hàn nóng chảy 2.2.1. Đặc điểm Quá trình luyện kim khi hàn nóng chảy rất phức tạp, nó khác với quá trình luyện kim thông thường ở một số yếu tố sau : + Nhiệt của hồ quang cao hơn nhiều so với nhiệt độ các lò luyện kim thông thường và phân bố ở các vùng của cột hồ quang khác nhau. + Sự tương tác hóa lý xảy ra mạnh giữa kim loại lỏng với xỉ, với khí và với kim loại cơ bản. + Thể tích kim loại lỏng rất nhỏ và thời gian kim loại tồn tại ở trạng thái lỏng ngắn, do đó các phản ứng hóa học xảy ra trong vũng hàn không đi đến trạng thái cân bằng. + Nhiệt độ vũng hàn cao nên tạo điều kiện cho nhiều phản ứng hóa học xảy ra như: sự tương tác giữa kim loại lỏng với xỉ, với khí; sự ôxy hóa hay hoàn nguyên kim loại, sự phân ly của các hợp chất khí (H2 2H ; CO2  CO + O2 ; ..v..v.). Để nhận được mối hàn có chất lượng theo yêu cầu cần phải tạo ra xung quanh vũng hàn môi trường bảo vệ để bảo vệ kim loại lỏng khỏi tác dụng xấu của không khí, bằng cách hàn bằng que thuốc bọc dầy, hàn trong môi trường khí bảo vệ, hàn dưới lớp thuốc,..v.v. 2.2.2. Xỉ hàn Xỉ hàn được tạo ra từ que hàn, thuốc hàn nóng chảy, nó mang tính phi kim. 7 Trong xỉ hàn có chứa các ôxit axit : SiO2, TiO2, P2O5, (xỉ hàn axit), hoặc ôxit bazơ : CaO, MnO, BaO,..(xỉ hàn bazơ). Xỉ tạo nên trong quá trình hàn không chỉ bảo vệ kim loại mối hàn khỏi tác dụng xấu của không khí mà còn tác dụng với các nguyên tố trong vũng hàn tạo điều kiện điều chỉnh thành phần hóa học của mối hàn. Do vậy tính chất của xỉ có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối hàn sau khi hàn. Thực tế cho thấy, chất lượng mối hàn nhận được tốt nhất khi xỉ có nhiệt độ nóng chảy trong khoảng 11000C  12000C. Xỉ càng loãng, độ nhớt càng nhỏ thì hoạt tính của nó càng mạnh, tạo điều kiện cho các phản ứng hóa học và các quá trình vật lý xảy ra càng nhanh. Tuy nhiên, để đảm bảo phủ kín và đều bề mặt mối hàn thì yêu cầu xỉ không được có tính chảy loãng quá cao, điều này đặc biệt quan trọng khi hàn ở vị trí hàn đứng và hàn trần. 2.1.3. Môi trường khí bảo vệ Xung quanh hồ quang và vũng hàn có nhiều loại khí gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng mối hàn như : O2, N2,.. Vì vậy, để nhận được mối hàn có chất lượng đảm bảo theo yêu cầu cần phải có các biện pháp bảo vệ kim loại lỏng vũng hàn khỏi tác dụng xấu của môi trường không khí bằng cách : + Hàn trong môi trường chân không. + Hàn bằng que thuốc bọc dầy, dây hàn có lõi thuốc hoặc hàn dưới lớp thuốc. Thuốc hàn và thuốc bọc que hàn nóng chảy sẽ tạo ra lớp xỉ và khí bảo vệ vũng hàn, đồng thời cũng là chất trợ dung tốt cho quá trình luyện kim của mối hàn. + Hàn trong môi trường khí bảo vệ : Ar, He, CO2 , và hỗn hợp của chúng để đẩy không khí ra khỏi vũng hàn, ngăn chặn tác hại của nó. 2.2.4. Ôxy hóa kim loại vũng hàn Mặc dù đã có nhiều biện pháp công nghệ nêu trên nhưng không thể ngăn ngừa triệt để tác dụng của O2 tới kim loại vũng hàn, kết quả là xảy ra sự hòa tan của ôxy vào sắt tạo ra các ôxit sắt: 2Fe + O2 = 2FeO + Q 4 Fe + 3O2 = 2Fe2O3 + Q 3Fe + 2O2 = Fe3O4 + Q Trong đó, ôxit sắt II (FeO) hòa tan vào kim loại lỏng (còn lại vào xỉ), nồng độ có thể đạt 0,5%, ôxy hòa tan vào sắt nồng độ có thể đạt tới 0,22%. Ngoài sắt ra, trong vũng hàn còn xảy ra sự ôxy hóa các nguyên tố khác, chủ yếu là C, Si, Mn và xảy ra trong các giọt kim loại lỏng trên đường tới vũng hàn ; phản ứng xảy ra chủ yếu với ôxy nguyên tử : C + O = {CO}. Mn + O = (MnO). Si + O = (SiO2). Trong vũng hàn, xảy ra phản ứng với FeO. C + FeO = Fe + {CO} Si + FeO = Fe + (SiO2) Mn + FeO = Fe + (MnO) 8 Do có sự ôxy hóa các nguyên tố nên hàm lượng các nguyên tố khác giảm: C giảm (50- 60)%, Mn giảm (40 - 50)%. * Các biện pháp khử ôxy: Để khử ôxy có thể thực hiện bằng hai cách sau: - Khử ôxy bằng xỉ hàn: khi xỉ hàn mang tính axit, sự khử ôxy sẽ xảy ra theo các phản ứng sau : FeO + SiO2 = FeO.SiO2 2FeO + SiO2 = 2FeO.SiO2 Các silicat được tạo thành sẽ không hòa tan vào kim loại lỏng mà đi vào xỉ, do vậy hàm lượng FeO trong kim loại mối hàn sẽ giảm đáng kể. - Dùng nguyên tố có ái lực với ôxy mạnh hơn sắt để hoàn nguyên sắt từ ôxit hòa tan của nó. Các chất khử ôxy thường là các nguyên tố : C, Si, Mn, Ti,..v.v + Các bon : các bon đi vào vũng hàn từ kim loại cơ bản, dây hàn, thuốc hàn và thuốc bọc que hàn. Ở nhiệt độ hàn, các bon là chất khử ôxy mạnh hơn silic, mangan. FeO + C = Fe + {CO}. Ôxit các bon (CO) không hòa tan vào thép nhưng nếu hàm lượng quá lớn thì một phần CO sẽ nằm lại trong vũng hàn gây rỗ khí. + Mangan : là chất khử ôxy mạnh, được đưa vào vũng hàn qua thuốc bọc, thuốc hàn, kim loại cơ bản và dây hàn. Mn + FeO = Fe + (MnO). Mangan ôxit thực tế không hòa tan vào kim loại mà liên kết với các ôxit axit tạo thành các hợp chất nhẹ nổi lên thành xỉ. Ngoài việc khử ôxy, mangan còn có tác dụng khử lưu huỳnh và làm tăng độ bền mối hàn khi hàm lượng của nó dưới 1%. + Silic : là chất khử ôxy mạnh, được đưa vào vũng hàn tương tự như mangan: Si + 2 FeO = 2 Fe + (SiO2). Ôxit silic không hòa tan vào kim loại lỏng mà đi vào xỉ nổi lên bề mặt vũng hàn. Ngoài tác dụng khử ôxy, silic còn có tác dụng làm tăng cơ tính của mối hàn khi hàm lượng của nó vào khoảng (0,2 - 0,3 )%. + Titan : là chất khử ôxy rất mạnh, được đưa vào vũng hàn từ thuốc bọc, thuốc hàn dưới dạng ferôtitan. Ti + 2FeO = TiO2 + 2Fe. Thực tế ôxit titan không hàn tan vào sắt, khi kết hợp với nitơ tạo thành nirit titan (cũng không hòa tan vào sắt), có tác dụng làm nhỏ hạt kim loại, do đó làm tăng cơ tính của kim loại mối hàn. Ngoài các nguyên tố trên, nhôm cũng là chất khử ôxy mạnh nhưng ít được sử dụng vì ôxit nhôm có nhiệt độ nóng chảy khoảng 20500C không tan vào thép mà chuyển vào xỉ với tốc độ rất chậm, tạo điều kiện cho sự ôxy hóa các bon, dễ dẫn đến hiện tượng rỗ khí trong mối hàn. 2.2.5. Hợp kim hóa kim loại mối hàn . Để đạt được độ bền mối hàn tương đương kim loại cơ bản, trong quá trình hàn phải hợp kim hóa kim loại mối hàn nhằm bù đắp các nguyên tố hợp kim bị mất do tham 9 gia các phản ứng hóa học hoặc đưa vào kim loại mối hàn các nguyên tố mới không có trong thành phần kim loại cơ bản để nâng cao độ bền mối hàn. Người ta thường đưa các nguyên tố như Cr, Mo, W, V, Ti, .v.v vào mối hàn thông qua dây hàn, thuốc bọc que hàn và thuốc hàn; trong đó việc hợp kim hóa kim loại mối hàn bằng dây hàn là có hiệu quả nhất. 2.2.6. Tạp chất xỉ trong mối hàn Thành phần tạp chất xỉ bao gồm các hợp chất hóa học của ôxy và nitơ với các nguyên tố kim loại khác nhau, các ferô hợp kim,. có ảnh hưởng xấu đến chất lượng mối hàn, làm cho kim loại mối hàn không đồng nhất. Các ôxit : SiO2 , Al2O3 có trong thuốc bọc que hàn và thuốc hàn bị kẹt lại tác dụng với các ôxit sẵn có trong mối hàn (MnO , FeO,.) tạo thành các tạp chất phức hợp dễ nóng chảy có kích thước khác nhau. Đặc biệt khi hàn thép, trong kim loại mối hàn chứa một lượng không nhỏ lưu huỳnh từ vật liệu hàn tạo thành FeS làm tăng khả năng nứt nóng của kim loại mối hàn. Tạp chất xỉ là các nitrit (đặc biệt là Fe2N) làm tăng độ cứng nhưng lại làm giảm mạnh tính dẻo của kim loại mối hàn. Tạp chất xỉ không những làm giảm cơ tính của kim loại mối hàn mà còn có tác dụng thúc đẩy quá trình ăn mòn. Vì vậy, khi hàn phải ngăn ngừa sự xuất hiện các tạp chất xỉ bằng cách : + Làm sạch bẩn gỉ, dầu mỡ ở khu vực cần hàn. + Hàn nhiều lớp phải vệ sinh sạch xỉ hàn lớp trước. + Giảm tốc độ nguội của kim loại đắp (hàn dưới lớp thuốc, chế độ hàn hợp lý,..) + Đưa vào vỏ bọc que hàn thành phần có khả năng giảm nhiệt độ nóng chảy của các ôxit và tạo ra các hợp chất dễ bong khỏi mối hàn sau khi nguội. 2.2.7 Rỗ khí trong mối hàn Rỗ khí là sự xuất hiện trong kim loại mối hàn và trên bề mặt mối hàn các lỗ trống và bọt khí, đó là sự thoát khí không triệt để khỏi kim loại mối hàn. Rỗ khí có thể tồn tại ở dạng cầu đơn lẻ hoặc dạng chuỗi kéo dài, do một số nguyên nhân sau : + Sự thoát khí ồ ạt khi kim loại mối hàn kết tinh. + Vật liệu hàn (dây hàn, que hàn, thuốc hàn,.) bị ẩm. + Bề mặt chi tiết không được làm sạch trước khi hàn. + Mức độ khử ôxy chưa triệt để. + Hàm lượng FeO trong kim loại mối hàn cao. Rỗ khí trong mối hàn gây nên hiện tượng tập trung ứng suất và có ảnh hưởng lớn đến sự phá hủy liên kết hàn, làm tăng độ cứng, độ giòn và giảm tính dẻo của kim loại đắp. 2.2.8. Sự kết tinh kim loại mối hàn Sự kết tinh của kim loại mối hàn rất khác với sự kết tinh của kim loại vật đúc ở các điểm sau: + Quá trình kết tinh xảy ra khi có nguồn nhiệt di động. Tốc độ kết tinh trung bình của mối hàn bằng tốc độ dịch chuyển vũng hàn. 10 + Thể tích vũng hàn nhỏ được bao bọc bởi đường đẳng nhiệt và kim loại cơ bản ở trạng thái rắn xung quanh nên nguội rất nhanh. Với vật đúc, sự kết tinh của kim loại xảy ra một cách liên tục cùng với sự giảm nhiệt độ, còn với kim loại vũng hàn xảy ra một cách chu kỳ. + Tổ chức kim loại mối hàn sau khi kết tinh gần giống tổ chức của kim loại đúc (gồm có 3 lớp), nhưng chất lượng mối hàn cao do được thực hiện bằng que hàn thuốc bọc dầy, dưới lớp thuốc hoặc trong môi trường khí bảo vệ. + Khi kết tinh, vùng nằm sát với kim loại cơ bản (lớp ngoài) do nguội nhanh, tổ chức kim loại nhỏ mịn, lớp tiếp theo vì hướng tỏa nhiệt thẳng góc với bề mặt ngoài và nguội chậm nên tổ chức kim loại có dạng hình trụ, còn ở lớp trung tâm do hướng tỏa nhiệt không rõ ràng, lại nguội chậm hơn nên tổ chức hạt thô to, đồng thời lẫn một số tạp chất phi kim (hình vẽ). 2.2.9. Tổ chức kim loại mối hàn – vùng ảnh hưởng nhiệt a. Tổ chức kim loại mối hàn Khi hàn điện nóng chảy, mối hàn tạo nên có thể chỉ do kim loại cơ bản nóng chảy nếu hàn bằng điện cực không nóng chảy và không dùng que hàn phụ hoặc do cả kim loại điện cực và kim loại vật hàn tạo nên nếu dùng que hàn nóng chảy hay điện cực không nóng chảy có dùng que hàn phụ. Vì vậy thành phần và tổ chức kim loại mối hàn đều khác với thành phần và tổ chức của kim loại cơ bản và kim loại điện cực. Quá trình kết tinh của kim loại lỏng vũng hàn diễn ra qua hai giai đoạn : + Kết tinh lần một : kim loại chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái đặc. + Kết tinh lần hai : kim loại ở trạng thái đặc nhưng vẫn có chuyển biến tổ chức. Nghiên cứu tổ chức thứ hai là tổ chức thực của mối hàn, nó có ý nghĩa rất lớn trong việc xác định mối quan hệ phụ thuộc giữa cơ tính với thành phần hóa học của mối hàn và kim loại cơ bản, sự tác dụng nhiệt trong quá trình hàn. - Với thép các bon thấp và thép hợp kim thấp là vật liệu có tính hàn tốt, có thể hàn bằng mọi phương pháp mà vẫn nhận được mối hàn có chất lượng tốt, song chất lượng có khác nhau tùy thuộc vào điều kiện hàn. - Hàn bằng que thuốc bọc mỏng, tổ chức kim loại mối hàn xấu vì cácbon của nó cháy nhiều và các hạt kim loại có dạng hình trụ, tổ chức của nó là (α +p) phân bố không đều trong mối hàn. - Hàn bằng que thuốc bọc dầy, tổ chức trong trường hợp này tương đối tốt. Các hạt có dạng hình trụ, song lại nhỏ và peclit phân bố đều, cơ tính tốt. - Hàn dưới lớp thuốc, tổ chức kim loại trường hợp này rất tốt, các hạt peclit có dạng hình trụ nằm sâu trong tiết diện mối hàn, tổ chức tương đối đồng đều, cơ tính tốt. b. Tổ chức vùng ảnh hưởng nhiệt Vùng ảnh hưởng nhiệt là vùng kim loại cơ bản nằm sát kim loại mối hàn, thay đổi tổ chức và tính chất do tác dụng của nguồn nhiệt hàn. Có thể chia vùng ảnh hưởng nhiệt thành sáu vùng sau : - Vùng nóng chảy không hoàn toàn (viền chảy): có kích thước rất nhỏ, là vùng chuyển 11 tiếp giữa kim loại vũng hàn và kim loại cơ bản, được giới hạn bởi đường đẳng nhiệt lỏng và đặc. Vùng này có tổ chức là ôstenit và pha lỏng, kích thước hạt kim loại sau khi hàn khá mịn và có cơ tính rất cao. - Vùng quá nhiệt: kim loại cơ bản bị nung nóng từ 11000C đến xấp xỉ nhiệt độ nóng chảy. Vùng này xảy ra quá trình kết tinh lại (biến đổi thù hình). Tổ chức hạt ôstenit thô to, cơ tính kém (độ dai va đập và độ dẻo thấp, dễ bị gẫy). Có thể nói đây là vùng yếu nhất của liên kết hàn. - Vùng thường hóa: Kim loại bị nung nóng từ 9000C đến 11000C. Tổ chức gồm những hạt ferit nhỏ và peclit, vì thế vùng này có cơ tính tổng hợp cao (đôi khi cao hơn kim loại cơ bản). - Vùng kết tinh lại không hoàn toàn: kim loại bị nung nóng từ 7200C - 9000C. Kim loại có sự kết tinh lại từng phần, tổ chức là ôstenit và ferit. Hai dạng hạt này không đồng đều, ferit hạt to còn ôstenit hạt nhỏ vì thế cơ tính vùng này kém hơn. - Vùng kết tinh lại hoàn toàn (vùng hóa già) : kim loại bị nung nóng từ 5000C - 7000C. Kim loại qua biến dạng dẻo được kết tinh lại hoàn toàn, tổ chức kim loại đồng đều, cơ tính tốt. - Vùng giòn xanh: kim loại bị nung nóng từ 1000C - 5000C. Tính chất kim loại vùng này nói chung không có gì thay đổi, nhưng ở nhiệt độ 4000C - 5000C ôxy và nitơ có khả năng khuếch tán vào, do vậy độ dẻo giảm đi một ít. Kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt phụ thuộc vào phương pháp hàn, chế độ hàn, thành phần hóa học cũng như tính chất lý nhiệt của kim loại. Công suất của hồ quang hoặc ngọn lửa hàn khí càng lớn thì kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt càng tăng. Ngược lại, tăng vận tốc hàn (giữ nguyên công suất nhiệt) thì kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt sẽ giảm. Vật liệu có tính dẫn nhiệt thấp, nhiệt dung càng cao thì kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt càng giảm (nhiệt dung là lượng nhiệt cần thiết để làm tăng nhiệt độ của kim loại lên 10C). 3. Tính hàn của kim loại và hợp kim 3.1. Khái niệm Tính hàn dùng để chỉ mức độ dễ hàn hay khó hàn đối với một vật liệu cơ bản nào đó, nó là tổ hợp các tính chất của kim loại hay hợp kim cho phép nhận được liên kết hàn có chất lượng thỏa mãn theo yêu cầu. 3.2. Phân loại tính hàn. - Vật liệu có tính hàn tốt: bao gồm các loại vật liệu cho phép hàn được bằng nhiều phương pháp hàn khác nhau, chế độ hàn điều chỉnh được trong phạm vi rộng, không cần sử dụng các biện pháp công nghệ phức tạp (như nung nóng sơ bộ, nhiệt luyện sau khi hàn,) mà vẫn đảm bảo nhận được mối hàn có chất lượng theo yêu cầu. Thép các bon thấp và phần lớn thép hợp kim thấp đều thuộc nhóm này. - Vật liệu có tính hàn thỏa mãn : gồm các loại vật liệu chỉ thích hợp với một số phương pháp hàn nhất định, các thông số của chế độ hàn chỉ có thể dao động trong phạm vi hẹp, yêu cầu về vật liệu hàn chặt chẽ hơn. Khi hàn có thể phải sử dụng một số biện pháp công nghệ như : nung nóng sơ bộ, xử lý nhiệt sau khi hàn,.v.v để nâng cao chất lượng mối hàn. Một số mác thép hợp kim thấp, thép các bon và hợp kim trung bình thuộc 12 nhóm này. - Vật liệu có tính hàn hạn chế : Yêu cầu về công nghệ và vật liệu hàn chặt chẽ hơn. Phải sử dụng các biện pháp xử lý nhiệt, hàn trong môi trường khí bảo vệ đặc biệt (khí trơ, chân không,), chế độ hàn nằm trong phạm vi rất hẹp. Liên kết hàn có khuynh hướng bị nứt và dễ xuất hiện các loại khuyết tật làm giảm chất lượng kết cấu hàn. Thép các bon cao và thép hợp kim cao thuộc nhóm này. - Vật liệu có tính hàn xấu : phải hàn bằng các công nghệ phức tạp, tốn kém. Tổ chức kim loại mối hàn xấu, dễ bị nứt nóng và nứt nguội, do đó cơ tính và khả năng làm việc thấp hơn kim loại cơ bản. Phần lớn các loại gang và hợp kim đặc biệt thuộc nhóm này. 3.3. Đánh giá tính hàn của kim loại và hợp kim Các chỉ tiêu đánh giá : - Hàm lượng cácbon tương đương CE : đặc trưng cho tính chất của vật liệu, biểu hiện tính hàn của nó. Đối với thép cácbon thấp và thép hợp kim thấp : CE = C + + + + + + + Trong đó: C, Mn, Cr,.v..v là hàm lượng các nguyên tố hợp kim trong thép (%). Trong công thức trên, Cu và P chỉ tính khi Cu > 0,5% và P > 0,05%. Nếu CE < 0,45%: thép không cần nung nóng sơ bộ trước khi hàn. Nếu CE ≥ 0,45%: phải nung nóng sơ bộ trước khi hàn. Hàm lượng CE càng lớn thì nhiệt độ nung nóng sơ bộ càng cao. Với thép có chiều dầy S = (6-8)mm thì chỉ cần nung nóng sơ bộ trước khi CE > 0,55%. CHƯƠNG 2: HÀN HỒ QUANG TAY Giới thiệu: Hàn hồ quang tay là phương pháp hàn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của các ngành công nghiệp. Nắm vững những kiến thức cơ bản của hàn điện hồ quang sẽ giúp người học hiểu rõ hơn bản chất của phương pháp hàn điện hồ quang, qua đó có cơ hội để phát triển nghề nghiệp, góc sức vào công cuộc xây dựng nền kinh tế nước ta. Mục tiêu: - Phân biệt được liên kết hàn, mối hàn, vị trí hàn cơ bản trong không gian. - Trình bầy được nguyên lý của quá trình hàn hồ quang tay. - Giải thích được yêu cầu chung về nguồn điện hàn. - Phân biệt được các loại máy hàn, dụng cụ, que hàn điện hồ quang tay. - Mô tả được cấu tạo chung của máy hàn hồ quang tay. - Trình bày cách sử dụng vận hành máy hàn điện hồ quang tay. Mn 6 Cr 5 V 5 Mo 4 Ni 15 Cu 13 P 2 13 - Biết các hỏng hóc thông thường của máy hàn hồ quang tay và cách khắc phục. - Biết ưu, nhược điểm và khả năng ứng dụng của phương pháp hàn hồ quang tay. Nội dung chính: 1. Thực chất đặc điểm 1.1. Thực chất Hàn hồ quang tay là một quá trình nối hai hoặc nhiều chi tiết lại với nhau bằng cách nung nóng que hàn, vật hàn (mép hàn) đến trạng thái chảy. Sau đó đông đặc tạo thành mối hàn. 1.2. Đặc điểm - Liên kết hàn là một liên kết “cứng” không tháo rời được. - So với đinh tán tiết kiệm (10 ÷ 20)% khối lượng kim loại, so với đúc tiết kiệm khoảng 50%. - Hàn chế tạo được các chi tiết có hình dáng phức tạp, liên kết các kim loại có cùng tính chất hoặc khác tính chất với nhau. - Mối hàn có độ bền và độ kín cao, đáp ứng yêu cầu làm việc quan trọng của các kết cấu quan trọng (vỏ tàu, bồn chứa, nồi hơi,..v.v). - Có thể cơ khí hóa và tự động hóa quá trình hàn. - Giá thành chế tạo kết cấu rẻ. Tuy vậy, hàn còn có một số nhược điểm : sau khi hàn tồn tại ứng suất và biến dạng dư, xuất hiện vùng ảnh hưởng nhiệt làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu. 2. Hồ quang hàn và tính chất của nó 2.1. Hồ quang hàn và các phương pháp gây hồ quang 2.1.1. Khái niệm hồ quang hàn Hiện tượng hồ quang điện được phát minh từ năm 1802, nhưng mãi tới năm 1882 mới được đưa vào ứng dụng để nung chảy kim loại. Nguồn nhiệt của hồ quang điện này được ứng dụng để hàn kim loại và phương pháp nối ghép này được gọi là hàn hồ quang. Hồ quang là sự phóng điện giữa 2 điện cực có điện áp ở trong môi trường khí hoặc hơi. Hồ quang điện được ứng dụng để hàn gọi là hồ quang hàn. Khoảng hồ quang nằm giữa 2 điện cực gọi là cột hồ quang và chiều dài của nó được gọi là chiều dài cột hồ quang (Lhq). Cấu tạo của hồ quang điện (hình 1-18) 2.1.2. Đặc điểm của hồ quang hàn - Mật độ dòng điện lớn (J - A/mm2); - Nhiệt độ cao khoảng trên 30000C và tập trung. - Hồ quang của dòng điện một chiều cháy ổn định. Hình 1-18. Cấu tạo hồ quang hàn 1. Vùng cận a nốt; 2. Vùng cận Ka tốt; 3. Cột hồ quang; 14 - Hồ quang của dòng xoay chiều không ổn định nên chất lượng mối hàn kém hơn. - Nhiệt độ ở Catôt khoảng 2100oC. Nguồn nhiệt toả ra chiếm khoảng 36% A nôt 2300o --/-- 43% Cột hồ quang 5000o-7000oC --/-- 21% - Sự cháy của hồ quang phụ thuộc: Điện áp nguồn, cường độ dòng điện; vật liệu làm điện cực,... 2.1.3. Điều kiện để xuất hiện hồ quang hàn Thực chất của hồ quang là dòng chuyển động có hướng của các phần tử mang điện (ion âm, ion dương, điện tử) trong môi trường khí; trong dó điện tử có vai trò rất quan trọng. Trong điều kiện bình thường, không khí giữa hai điện cực ở trạng thái trung hoà nên không dẫn điện. Khi giữa chúng xuất hiện các phần tử mang điện thì sẽ có dòng điện đi qua. Vì vậy để tạo ra hồ quang ta cần tạo ra môi trường có các phần tử mang điện. Quá trình đó gọi là quá trình ion hoá. Môi trường có chứa các phần tử ion hoá gọi là môi trường ion hoá. Quá trình các điện tử thoát ra từ bề mặt điện cực để đi vào môi trường khí gọi là quá trình phát xạ điện tử hay phát xạ electron. Năng lượng để làm thoát điện tử ra khỏi bề mặt các chất rắn gọi là công thoát electron. Khi có điện áp, dưới tác dụng của điện trường, các điện tử trong môi trường sẽ chuyển động từ ca tốt (-) đến anôt (+) và phát triển với vận tốc lớn. Với sự chuyển động đó các điện tử sẽ va chạm và các phân tử, nguyên tử trung hoà truyền năng lượng cho chúng và kết quả làm tách các điện tử khỏi nguyên tử phân tử và tạo nên các ion. Như vậy thực chất của quá trình ion hoá không khí giữa 2 điện cực là do sự va chạm giữa các điện tử được tách ra từ điện cực với các phân tử trung hoà không khí. Kết quả quá trình ion hoá là sự xuất hiện các phần tử mang điện giữa 2 điện cực và hồ quang xuất hiện (nói cách khác là có sự phóng điện giữa 2 điện cực qua môi trường không khí). Như vậy muốn có hồ quang phải tạo ra một năng lượng cần thiết để làm thoát các điện tử. Nguồn năng lượng này có thể thực hiện bằng các biện pháp: - Tăng điện áp giữa 2 điện cực nhờ bộ khuyếch đại. - Tăng cường độ dòng điện để tăng nguồn nhiệt bằng cách cho ngắn mạch. 2.1.4. Các giai đoạn của quá trình gây hồ quang khi hàn * Giai đoạn ngắn mạch: Cho hai điện cực chạm vào nhau, do diện tích tiết diện ngang của mạch điện bé và điện trở vùng tiếp xúc giữa các điện cực lớn vì vậy trong mạch xuất hiện một dòng điện cường độ lớn, hai mép điện cực bị nung nóng mạnh. Hình 1-20. Quá trình gây hồ quang khi hàn 15 * Giai đoạn ion hoá: Khi nâng một điện cực lên khỏi điện cực thứ hai một khoảng từ 2÷5 mm. Các điện tử bứt ra khỏi quỹ đạo của mình và chuyển động nhanh về phía anôt (cực dương), trên đường chuyển động chúng va chạm vào các phân tử khí trung hoà làm chúng bị ion hóa. Sự ion hoá các phân tử khí kèm theo sự phát nhiệt lớn và phát sáng mạnh. * Giai đoạn hồ quang cháy ổn định: Khi mức độ ion hoá đạt tới mức bão hòa, cột hồ quang ngừng phát triển, nếu giữ cho khoảng cách giữa hai điện cực không đổi, cột hồ quang được duy trì ở mức ổn định. Khi hàn, điện áp cần thiết để gây hồ quang khoảng từ 35÷55 V đối với dòng điện một chiều, từ 55÷80 V đối với dòng điện xoay chiều. Điện áp để duy trì hồ quang cháy ổn định khoảng 16÷35 V khi dùng dòng điện một chiều và từ 25÷45 V khi dùng dòng điện xoay chiều. 2.1.5. Các phương pháp gây và duy trì hồ quang Hình 1-21: các phương pháp gây hồ quang a. Phương pháp mổ thẳng b. Phương pháp ma sát * Phương pháp mổ thẳng: Cho que hàn tịnh tiến nhanh xuống bề mặt vật hàn theo một góc 900 sau đó nhắc nhanh lên 1 đoạn sấp xỉ bằng đường kímh que hàn lúc đó hồ quang sẽ phát sinh. Phương pháp này khó khăn cho những người mới luyện tập vì dễ xảy ra hiện tượng dính que. * Phương pháp mồi hồ quang ma sát (quẹt diêm): Đặt que hàn nghiêng so với mặt vật hàn một góc nào đó. Cho mặt đầu que hàn trượt lên trên bề mặt vật hàn một đoạn ngắn sau đó đưa que hàn về vị trí thẳng đứng và nhấc nhanh lên 1 đoạn bằng đường kính que hàn lúc đó hồ quang sẽ phát sinh. Phương pháp này dễ thao tác đối với những người mới thực tập nhưng làm cho bề mặt vật hàn bẩn. * Duy trì hồ quang: Để cho hồ quang cháy ổn định chúng ta phải thực hiện chuyển động V1 (hình 1-23) và luôn giữ sao cho Lhq= 2 ÷ 3 (mm). - Để tạo điều kiện cho kim loại lỏng chuyển vào bể hàn và tăng khả năng bảo vệ mối hàn tốt hơn khỏi sự xâm nhập của không khí ở môi trường xung quanh. Chiều dài hồ quang: Lhq ≤ dqh.. + Khi chiều dài hồ quang tăng điện thế của cột hồ quang tăng. + Khi chiều dài hồ quang giảm thì điện thế cột hồ quang giảm. - Chiều dài hồ quang lớn sẽ gây hiện tượng không tốt sau: 1 2 3 2 ÷ 3 mm 1 2 3 2 ÷ 3 mm 16 + Hồ quang cháy không ổn định, dễ bị lệch hồ quang, sức nóng của hồ quang bị phân tán, kim loại nóng chảy bị bắn ra xung quanh nhiều gây lãng phí kim loại và điện. + Độ sâu nóng chảy nhỏ, dễ sinh ra khuyết cạnh và những khuyết tật khác. + Thể khí có hại như ni tơ, oxy trong không khí dễ thấm vào mối hàn gây lỗ hơi. + Tạo áp lực lớn gây thủng vật hàn. * Lưu ý khi gây hồ quang: Đối với những người mới thực tập thì khi gây hồ quang, que hàn hay bị dính. Cách khắc phục là phải bẻ ngang que hàn, nếu không được thì phải tháo que hàn ra khỏi kìm hàn (hình 1-22). 2.2. Hiện tượng thổi lệch hồ quang và các biện pháp khắc phục Cột hồ quang có thể xem như dây dẫn bằng khí nối giữa hai điện cực: dây hàn và vật hàn. Do vậy nó có tình nhạy cảm với từ trường. Dưới tác dụng của từ trường cột hồ quang có thể dịch chuyển như một dây dẫn bình thườn...toàn khi làm việc. Máy kiểu CTЄ là đại diện cho nhóm máy này. Bộ tự cảm riêng mắc nối tiếp với cuộn dây thứ cấp của máy để tạo ra sự lệch pha của dòng điện và điện thế, tạo ra đường đặc tính dốc liên tục và điều chỉnh cường độ dòng điện hàn. * Nguyên lý làm việc của máy như sau: Máy chạy không tải điện thế U1 trong cuộn dây sơ cấp W1, bằng điện thế của mạng điện, trong cuộn dây sơ cấp này có dòng điện sơ cấp I1, chạy qua và tạo ra từ thông Ф0 chạy trong lõi của máy, từ thông Ф0 gây ra trên cuộn dây thứ cấp W2. Lúc chưa làm việc: Ih = 0 ; Ih – Dòng điện hàn (Ampe). Ukt = U2 ; Ukt - Điện thế không tải (V); U2 - Điện điện thế trên hai đầu dây của cuộn thứ cấp (V). 37 Hình 15.1.1 Sơ đồ nguyên lý của máy hàn xoay chiều kiểu CTЄ + Máy chạy có tải (là lúc máy làm việc) Ih ≠ 0. U2 = Uh +Utc : Uh - điện thế hàn , Utc - Điện thế trong bộ tự cảm Điện thế bộ tự cảm: Utc = Ih(Rtc + Xtc) Rtc – Điện trở thuận của bộ tự cảm Xtc – Trở kháng của bộ tự cảm. Xtc = 2π f.L f - Tần số dòng điện xoay chiều (Hz). L - Hệ số tự cảm của bộ tự cảm. Điện trở Rtc nhỏ hơn Xtc, nếu không tính đến Rtc thì có thể kết luận rằng: Dòng điện hàn càng lớn, trở kháng của bộ tự cảm và điện thế trong bộ tự cảm càng lớn thì điện thế hàn lúc điện thứ cấp không đổi càng giảm. + Hành trình ngắn mạch: (Lúc điện thế hàn giảm xuống bằng không). Ih Tăng lên bằng Id Id Có thể tính theo công thức sau: 𝐼𝑑 = 𝑈2 0,8. 𝜋2. 𝑓. 10−8 . 𝑅𝑡 𝑊𝑡𝑐 2 Trong đó: f - Tần số dòng xoay chiều (Hz). Rt - Từ trở của bộ tự cảm. Wtc - Số vòng cuấn trong cuộn tự cảm. Từ đây ta có thể điều chỉnh được dòng điện ngắn mạch cũng như dòng điện hàn bằng hai cách: - Thay đổi số vòng quấn trong cuộn tự cảm Wtc. - Thay đổi từ trở trong bộ tự cảm Rt. Muốn thay đổi Rt ta chỉ việc thay đổi khe hở không khí trong bộ tự cảm. Tăng khe hở (a) thì Rt tăng, L giảm nên Xtc và Utc giảm xuống, do đó cường độ dòng điện hàn tăng . Giảm khe hở thì Xtc và Utc tăng nên cường độ dòng điện hàn giảm xuống. Điều chỉnh cường độ dòng điện bằng cách thay đổi số vòng quấn Wtc của bộ tự cảm thì chỉ có khả năng điều chỉnh từng cấp một do đó ít dùng. Điều chỉnh dòng điện hàn bằng phương pháp thay đổi khe hở không khí 38 (a) trong bộ tự cảm thì có thể điều chỉnh được từng cấp dòng điện hàn. Mặt khác điều chỉnh dòng điện hàn theo phương pháp này dễ dàng và thuận lợi hơn. 4.3.2. Máy hàn một chiều Theo cấu tạo và nguyên lý tác dụng, máy hàn một chiều được chia thành 4 kiểu chính: Máy hàn một chiều có cuộn kích thích độc lập. Máy hàn một chiều có cuộn kích thích mắc song song và khử từ nối tiếp. Máy hàn một chiều có các cực từ lắp rời. Máy hàn một chiều với từ trường ngang. Hiện nay ở Liên Xô, Trung Quốc dùng loại máy hàn một chiều có các cực từ lắp rời phổ biến hơn cả với các kiểu: CM, C.300 và C.300M (Liên Xô); AT.320 (Trung Quốc). 4.3.2.1. Máy hàn một chiều có động cơ (Máy hàn một chiều có các cực từ lắp rời) Hình 15.1.4 Hình dạng bên ngoài của máy hàn một chiều có các cực từ lắp rời 1. Thân máy phát điện 4. Chổi điện. 7. Má nam châm 2. Bộ biến trở . 5. Cổ góp. 8. Mạch điện ngoài. 3. Phần ứng rôto. 6. Tay quay. 9. Tay nắm a. Cấu tạo: Máy phát điện một chiều kiểu các cực từ lắp rời dùng để hàn gồm 4 cực từ, hai cực cùng tên được nối song song với nhau. Trên cực từ có 3 tổ chổi than, hai tổ chổi điện than chính A và B cung cấp điện cho hồ quang, ở giữa lắp tổ chổi điện than phụ C, chổi điện than A và C cung cấp điện cho cuộn kích từ của máy phát điện, ta có thể điều chỉnh dòng điện của cuộn dây kích từ bằng bộ biến trở lắp trên máy hàn, có thể dùng tay nắm để di chuyển vị trí của chổi điện than. 39 Hình 15.1.5 Máy hàn một chiều với các cực từ lắp rời a. Hình cấu tạo b. Hình nguyên lý 1. Bộ biến trở. 2. Cuộn dây kích từ. 3. Tay nắm. 4. Chổi điện than 5. Cực từ 6. Rô to b. Nguyên lý làm việc: Theo nguyên lý điện từ khi có dòng điện thông qua rôto của máy phát điện sẽ sinh ra từ thông, từ thông do rôto sinh ra tác dụng làm yếu từ trường sẵn có hiện tượng này gọi là phản ứng rôto. Lúc không tải, trong rôto của máy phát điện không có dòng điện hàn thông qua, không sinh ra phản ứng rôto do đó điện thế không tải của máy phát điện hơi cao, rất dễ mồi hồ quang. Lúc hàn trong rôto của máy phát điện có dòng điện hàn thông qua sinh ra phản ứng rôto làm giảm từ thông của máy phát điện cuối cùng điện thế của máy phát điện sẽ giảm xuống tới mức tương đương. Với điện thế dùng để đốt cháy hồ quang một cách ổn định tùy thuộc vào sự thay đổi chiều dài hồ quang, phản ứng rôto cũng thay đổi làm ảnh hưởng tới điện thế công tác của máy phát điện. Do đó lúc chiều dài của hồ quang tăng thì điện thế công tác của máy phát điện cũng sẽ tăng theo như vậy đáp ứng được nhu cầu khi hàn. Lúc chập mạch phản ứng rôto rất lớn khiến cho điện thế của máy phát điện giảm xuống tới mức xấp xỉ số 0, như vậy hạn chế được dòng điện chập mạch. - Điều chỉnh dòng điện hàn: Có hai phương pháp diều chỉnh dòng điện, điều chỉnh sơ và điều chỉnh kỹ. + Điều chỉnh sơ: Thì dòng điện hàn thay đổi rất lớn, nó thông qua việc di chuyển vị trí chổi điện than để thực hiện việc điều chỉnh, lúc di chuyển chổi điện than theo chiều quay của rôto thì phản ứng rôto sẽ tăng cường, điện thế của máy hàn điện giảm xuống, dòng điện hàn cũng sẽ giảm xuống ngược lại nếu di chuyển chổi than ngược với chiều xoay của rôto thì dòng điện sẽ tăng lên. + Điều chỉnh kỹ: Thì dòng điện thay đổi ít nhiệm vụ chính của nó là làm cho dòng điện hàn sau khi điều chỉnh sơ được điều chỉnh lại một cách đều đặn, ta dùng bộ biến 40 trở để thay đổi dòng điện của cuộn dây kích từ để tăng hoặc giảm từ thông của máy phát điện nhằm thay đổi điện thế của máy hàn điện như vậy là đạt được mục đích điều chỉnh kỹ dòng điện hàn. Cạnh máy hàn một chiều có các cọc nối dây. Căn cứ theo nhu cầu ta có thể thay đổi cách đấu dây để thay đổi cực tính hàn. 4.3.2.2. Máy hàn một chiều kiểu chỉnh lưu. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ bán dẫn trong kỹ thuật hàn ngày càng ứng dụng nhiều chỉnh lưu. Máy hàn bằng dòng điện chỉnh lưu gồm hai bộ phận chính: máy biến thế (có cơ cấu điều chỉnh) và bộ phận chỉnh lưu dòng điện. Máy biến thế hoàn toàn giống máy biến thế hàn xoay chiều. Bộ phận chỉnh lưu bố trí trên mạch thứ cấp của máy biến thế và thường dùng là chỉnh lưu Sêlen và Silic. Tác dụng của chỉnh lưu là biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều để hàn. a. Máy hàn chỉnh lưu 1 pha - Sơ đồ mạch điện: (Hình 15.1.6) * Cấu tạo: Của máy gồm hai bộ phận chính: phần biến thế (có cơ cấu điều chỉnh) và phần chỉnh lưu dòng điện. Phần biến thế hoàn toàn giống như biến thế của máy hàn điện xoay chiều. Phần chỉnh lưu bố trí trên mạch thứ cấp của máy biến thế và thường dùng là các đi- ốt chỉnh lưu loại sêlen hoặc silíc. Hình 15.1.6. Sơ đồ mạch điện máy hàn chỉnh lưu một pha * Nguyên lý làm việc: - Giả sử ở nửa dầu của chu kỳ, đầu A mang điện dương, dòng điện đi qua biến trở đến nút (a), qua đèn 1 đến nút (b), qua mạch hàn (gồm cáp hàn, que hàn, vật hàn) đến nút (d). Do điện thế ở (a) cao hơn ở (d) nên dòng điện không đi qua đèn 4 mà qua đèn 3 đến nút (c). Do điện thế ở (b) cao hơn ở (c) nên dòng điện không đi qua đèn 2 mà trở về đầu B. - Ở nửa sau của chu kỳ đầu B mang điện dương, dòng điện đến nút (c) qua đèn 2 đến nút (b), qua mạch hàn đến nút (d). Do điện thế ở nút (c) cao hơn ở (d) nên dòng điện không qua đèn 3 mà qua đèn 4 đến nút (a). Do điện thế ở (b) cao hơn ở (a) nên dòng điện không qua đèn 1 mà qua biến trở về đầu A. Như vậy kết thúc một chu kỳ dòng điện luôn đi theo một chiều nhất định. b. Máy hàn chỉnh lưu 3 pha. - Sơ đồ mạch điện: (Hình 15.1.7) 41 * Cấu tạo: Máy cũng gồm hai bộ phận chính Phần biến thế có bộ phận điều chỉnh dòng điện thứ cấp của máy và phần chỉnh lưu dòng điện. Phần biến thế hàn là loại biến thế hàn 3 pha đấu Y hoặc . Ở mỗi mạch của thứ cấp có bố trí một biến trở đặc biệt dùng để điều chỉnh dòng điện thứ cấp ở mỗi pha trước khi đưa qua chỉnh lưu. Phần chỉnh lưu được bố trí trên mạch thứ cấp của máy bằng bộ chỉnh lưu cầu gồm 6 đèn bán dẫn. Hình 15.1.7. Sơ đồ mạch điện máy hàn chỉnh lưu ba pha * Nguyên lý làm việc: Khi nối các pha của cuộn dây sơ cấp của máy vào lưới điện xoay chiều ba pha thì ở các cuộn dây thứ cấp của máy sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng. Do trong mạch chỉnh lưu cầu có bố trí 6 đèn bán dẫn nên trong mỗi một phần sáu của chu kỳ có một cặp chỉnh lưu làm việc theo trình tự: 1 - 5; 2 - 4; 3 - 6. Kết quả là trong toàn bộ chu kỳ, dòng điện được chỉnh lưu liên tục và đường cong dòng điện gần như là đường thẳng. Như vậy dòng điện xoay chiều ba pha sau khi đi qua chỉnh lưu chỉ đi theo một hướng và có độ nhấp nhô rất nhỏ vì vậy dòng điện hàn rất ổn định, hiệu suất sử dụng lưới điện cao. Đó chính là lý do hiện nay chủ yếu sử dụng loại máy hàn chỉnh lưu loại ba pha. Nhận xét: Máy hàn bằng dòng điện chỉnh lưu không có phần quay nên kết cấu đơn giản và tốt hơn máy hàn một chiều kiểu động cơ máy phát. Ngoài ra nó còn có hệ số công suất hữu ích cao, công suất lúc không tải nhỏ hơn 5 - 6 lần so với máy phát dòng điện hàn một chiều. So với máy hàn xoay chiều thì quá trình hàn ổn định hơn, thuận lợi cho việc hàn các loại vật liệu khác nhau.Vì vậy máy hàn bằng dòng điện chỉnh lưu ngày càng được sử dụng rộng rãi. c. Máy hàn vận hành song song: Mục đích vận hành song song máy hàn: Trong quá trình hàn, có những lúc đòi hỏi phải có dòng điện hàn rất lớn, nếu một máy hiện có ở xưởng không đủ để cung cấp dòng điện hàn thì ta có thể dùng hai máy hàn 42 cho vận hành song song mới có thể đáp ứng được yêu cầu của công việc hàn. Nguyên tắc vận hành song song máy hàn: - Những máy hàn đấu song song phải có điện thế không tải, công suất định mức và những tính năng kỹ thuật giống nhau hoặc gần giống nhau do đó tốt nhất là dùng những máy hàn cùng loại. - Khi hai máy hàn vận hành song song, phải điều chỉnh sao cho cường độ dòng điện của mỗi máy hàn bằng một nửa cường độ dòng điện khi hàn. * Máy hàn một chiều vận hành song song: (Hình 15.1.8) Khi nối song song hai máy hàn một chiều kiểu cực từ lắp rời, ta có thể dùng phương pháp kích từ lẫn nhau. Dòng điện kích từ của máy hàn A do máy hàn B cung cấp, dòng điện kích từ của máy hàn B lại do máy hàn A cung cấp mới có thể làm cho máy hàn làm việc ổn định được. Ngoài ra phải nối cực dương với cực dương, cực âm với cực âm của hai máy hàn lại rồi mới nối cực dương chung và cực âm chung với vật hàn và que hàn. * Sử dụng máy hàn xoay chiều nối song song: (Hình 15.1.9) Khi nối hai máy hàn xoay chiều, ta phải đấu 2 cuộn dây sơ cấp của 2 máy vào cùng một pha của lưới điện, đồng thời cuộn dây thứ cấp cũng phải đấu vào cùng một pha. Để kiểm tra xem đấu dây có đúng hay không, trước hết đấu 2 đầu dây của cuộn dây thứ cấp của hai máy hàn vào với nhau, sau đó đấu 2 đầu dây còn lại vào bóng đèn 110V. Nếu bóng đèn không sáng, chứng tỏ đã đấu chính xác, nếu bóng đèn sáng lên thì chứng tỏ đã đấu sai, lúc này chỉ cần thay đổi cách đấu cho cuộn dây sơ cấp hoặc cuộn dây thứ cấp của máy hàn là được. Khi hai máy hàn vận hành song song, phải điều chỉnh sao cho cường độ dòng điện của mỗi máy hàn bằng một nửa cường độ dòng điện khi hàn. 5. Công nghệ hàn hồ quang tay 43 5.1. Phân loại mối hàn, vị trí mối hàn trong không gian và ký hiệu mối hàn trên bản vẽ 5.1.1. Phân loại mối hàn - Mối hàn giáp mối (a): Có thể không cần vát khi S ≤ 6, vát mép khi S ≥ 6. - Mối hàn gấp mép (b): Dùng khi S≤ 2 - Nối hàn chồng (c): Dùng khi sửa chữa các kết cấu hàn. - Mối hàn có tấm đệm (d): Dùng khi sửa chữa các kết cấu hàn. - Mối hàn góc (đ): Có thể vát mép hoặc không vát mép. - Mối hàn chữ T (e): Dùng trong các kết cấu chịu uốn. - Mối hàn mặt đầu (g): Dùng khi lắp ghép hai tấm có bề mặt tiếp xúc nhau. - Mối hàn viền mép (h): Dùng trong trường hợp chi tiết hàn không cho phép tăng kích thước. - Mối hàn kiểu chốt (i): Khoan lỗ trên hai chi tiết chồng lên nhau sau đó hàn từng lỗ một. 5.1.2. Vị trí mối hàn trong không gian Theo vị trí mối hàn trong không gian, người ta phân ra các dạng hàn sau: Hàn sấp, hàn ngang, hàn đứng và hàn ngửa. - Hàn sấp (bằng) theo tiêu chuẩn ANSI/AWS 3.0-94 của Mỹ: Góc nghiêng mối hàn ≤ 100 và góc quay mối hàn ≤ 100 + Góc nghiêng mối hàn là góc giữa đường đáy mối hàn và mặt phẳng nằm ngang Các loại mối hàn trong không gian 44 + Góc quay mối hàn là góc giữa phần trên của mặt phẳng tham chiếu thẳng đứng đi qua đường đáy mối hàn và đường thẳng đi qua đáy đó cắt bề mặt mối hàn cách đều hai mép mối hàn. - Hàn sấp (bằng) theo tiêu chuẩn GOST: Là các mối hàn được phân bố trên các mặt phẳng nằm trong góc từ 0 ÷ 600. Hàn sấp được dùng rộng rãi trong sản xuất vì có rất nhiều ưu điểm: + Kim loại nóng chảy từ đầu que hàn dễ dàng được vận chuyển vào bể hàn. + Dễ dàng quan sát bể hàn. + Người thợ làm việc ít bị mệt mỏi. + Có thể sử dụng que hàn có đường kính lớn và dòng điện tương đối lớn. - Hàn ngang: phương hàn song song với mặt phẳng ngang và nằm trong mặt phẳng song với mặt phẳng ngang. - Hàn trần: mặt phẳng hàn tạo với mặt phẳng ngang một góc từ 120÷180o. 5.1.3. Kí hiệu mối hàn trên bản vẽ 5.1.3.1. Sơ lược về ký hiệu, quy ước của mối hàn. a. Cách biểu diễn mối hàn trên bản vẽ. - Không phụ thuộc vào phương pháp hàn các mối hàn trên bản vẽ được quy ước và biểu diễn như sau: Mối hàn nhìn thấy được biểu diễn – Nét cơ bản (Hình 15.1.1a,b). Mối hàn khuất được biểu diễn – Nét đứt (Hình 15.1.1c). Phân loại mối hàn theo vị trí trong không gian I. Vị trí hàn sấp; II. Vị trí hàn leo; III. Vị trí hàn ngửa 45 Hình 15.1.1: Biểu diễn mối hàn trên bản vẽ - Không phụ thuộc vào phương pháp hàn, các điểm hàn (các mối hàn điểm) trên bản vẽ được quy ước như sau: Điểm nhìn thấy được biểu diễn bằng dấu “+” (hình 15.1.1d) dấu này được biểu thị bằng “nét liền cơ bản” (hình 15.1.1e). - Để chỉ mối hàn hay điểm hàn quy ước dùng một “đường dóng” và nét gạch ngang của đường dóng. Nét gạch ngang này được kẻ song song với đường bằng của bản vẽ, tận cùng của đường dóng có một nửa mũi tên chỉ vào vị trí của mối hàn. - Để biểu diễn mối hàn nhiều lớp quy ước dùng các đường viền riêng và các chữ số “La Mã“ để chỉ thứ tự lớp hàn (hình 15.1.2). - Đối với những mối hàn phi tiêu chuẩn (do người thiết kế qui định) cần phải chỉ dẫn kích thước các phần tử kết cấu chung trên bản vẽ (hình 15.1.3) - Giới hạn của mối hàn quy ước biểu thị bằng nét liền cơ bản còn giới hạn các phần tử kết cấu của mối hàn biểu thị bằng nét liền mảnh. b. Quy ước ký hiệu mối hàn trên bản vẽ: 46 * Cấu trúc quy ước ký hiệu mối hàn tiêu chuẩn (hình 15.1.4): Hình 15.1.4 Quy ước ký hiệu mối hàn tiêu chuẩn * Cấu trúc quy định ký hiệu mối hàn phi tiêu chuẩn chỉ dẫn trên hình 15.1.5. Phương pháp hàn để hàn mối hàn này phải chỉ dẫn trong điều kiện kỹ thuật của bản vẽ. Hình 15.1.5 Quy ước ký hiệu mối hàn phi tiêu chuẩn Những quy ước phụ để ký hiệu mối hàn được chỉ dẫn theo bảng sau: Ký hiệu phụ Ý nghĩa của ký hiệu phụ Vị trí ký hiệu phụ 47 Phía chính Phía phụ Phần lồi của mối hàn được cắt đi cho bằng với bề mặt kim loại cơ bản Mối hàn được gia công để có sự chuyển tiếp đều từ kim loại mối hàn đến kim loại cơ bản Mối hàn được thực hiện khi lắp ráp Mối hàn gián đoạn phân bố theo kiểu mắt xích Mối hàn gián đoạn hay các điểm hàn phân bố so le Mối hàn được thực hiện theo đường kính chu vi kín đường kính của ký hiệu d = 3 ÷ 4 mm 48 Mối hàn được thực hiện theo đường chu vi hở. Ký hiệu này chỉ dùng đối với mối hàn nhìn thấy. Kích thước của ký hiệu qui định: Cao từ 3 ÷ 5 mm Dài từ 6 ÷ 10 mm * Quy ước ký hiệu mối hàn đối với phía chính ghi ở trên (hình 15.1.6a) và đối với phía phụ ghi ở dưới (hình 15.1.6b) nét gạch ngang của đường dóng chỉ vị trí hàn. Hình 15.1.6 Quy ước phía ghi ký hiệu mối hàn * Độ nhẵn bề mặt gia công của mối hàn có thể ghi phía trên hay dưới nét gạch ngang của đường dóng chỉ vị trí hàn và được đặt sau ky hiệu mối hàn (hình 15.1.7) hoặc cũng có thể chỉ dẫn trong điều kiện kỹ thuật trên bản vẽ mà không cần ghi ký hiệu. Hình 15.1.7 Quy ước ghi độ nhẵn bề mặt gia công của mối hàn * Nếu mối hàn có qui định kiểm tra ký hiệu này được ghi ở phía dưới đường dóng chỉ vị trí hàn (hình 15.1.8) 49 Hình 15.1.8 Quy ước ghi ký hiệu kiểm tra mối hàn * Nếu trên bản vẽ có các mối hàn giống nhau thì chỉ cần ghi số lượng và số hiệu của chúng. Ký hiệu này có thể ghi ở phía trên nét vạch ngang của đường dóng chỉ vị trí hàn (nếu ở phía trên nét gạch ngang của đường này có ghi ký hiệu mối hàn) (hình 15.1.9) Hình 15.1.9 Quy ước ghi ký hiệu các mối hàn giống nhau * Vật liệu mối hàn (que hàn, dây hàn, thuốc hàn, thuốc bọc...) có thể chỉ dẫn trong điều kiện kỹ thuật trên bản vẽ hoặc có thể không cần phải chỉ dẫn. * Hiện nay có nhiều phương pháp hàn và dạng hàn khác nhau song chúng ta quy định một số quy ước ký hiệu phương pháp hàn và dạng dạng cơ bản cũng như kiểu liện kết hàn thường dùng nhất như sau: T - Hàn hồ quang tay. Đ - Hàn tự động dưới thuốc không dùng tấm lót đệm thuốc hay hàn đính trước. Đ1 – Hàn tự động dưới thuốc dùng tấm lót bằng thép. Đđ1 - Hàn tự động dưới thuốc dùng tấm lót bằng đồng – thuốc liên hợp. Đđ - Hàn tự động dưới thuốc dùng đệm thuốc. Đh - Hàn tự động dưới thuốc có hàn đính trước. Đbv - Hàn tự động trong môi trường khí bảo vệ. B – Hàn bán tự động dưới thuốc không dùng tấm lót, đệm thuốc hay hàn đính trước. Bt - Hàn bán tự động dưới thuốc dùng tấm lót bằng thép. Bđt - Hàn bán tự động dưới thuốc dùng tấm lót bằng đồng – thuốc liên hợp. 50 Bđ - Hàn bán tự động dưới thuốc dùng đệm thuốc. Bh - Hàn bán tự động dưới thuốc có hàn đính trước Bbv - Hàn bán tự động trong môi trường khí bảo vệ. Xđ - Hàn điện xỉ bằng điện cực dây Xt - Hàn điện xỉ bằng điện cực tấm. Xtđ - Hàn điện xỉ bằng điện cực tấm dây liên hợp. * Dùng chữ cái in thường sau đây, có kèm theo các chữ số chỉ kiểu liên kết hàn: m - Liên kết hàn giáp mối. t- Liên kết hàn chữ T. g - Liên kết hàn góc. c - Liên kết hàn chồng. đ - Liên kết hàn tán đinh. * Tất cả các ký hiệu phụ, các chữ số cũng như các chữ (trừ các chỉ số) trong ký hiệu mối hàn, qui định có chiều cao bằng nhau (3 ÷ 5 mm) và được biểu thị bằng nét liền mảnh. Một số ví dụ về cách ghi ký hiệu mối hàn trên bản vẽ: Đặc tính của liên kết hàn Tiết diện ngang của mối hàn Ký hiệu qui ước mối hàn trên bản vẽ Mặt chính Mặt phụ Liên kết hàn giáp mối không vát mép hàn cả hai mặt. Mối hàn được thực hiện bằng phương pháp hàn hồ quang tay khi lắp ráp. Sau khi hàn xong, gia công mối hàn cho bằng với bề mặt kim loại cơ bản. Độ nhẵn bề mặt gia công của mối hàn. Mặt chính: Rz = 20 μm Mặt phụ: Rz = 20 μm 51 Liên kết hàn giáp mối vát mép hai chi tiết ở một mặt, hàn cả hai mặt. Mối hàn được thực hiện bằng phương pháp han hồ quang tay theo đường chu vi kín. Liên kết hàn góc không vát mép, hàn cả hai mặt. Mối hàn gián đoạn được thực hiện bằng phương pháp hàn bán tự động dưới lớp thuốc không dùng tấm lót, đệm thuốc và hàn đính trước. Liên kết hàn chữ T không vát mép, hàn cả hai mặt. Mối hàn được thực hiện bằng phương pháp hàn hàn hồ quang tay theo chu vi hở. Cạnh mối hàn: K = 6 mm. Liên kết hàn giáp mối vát mép hai chi tiết ở một mặt. Mối hàn được thực hiện bằng phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc có dùng tấm lót bằng thép. 52 Liên kết hàn chồng không vát mép. Hàn một mặt. Mối hàn được thực hiện bằng phương pháp hàn bán tự động không dùng tấm lót, đệm thuốc hay hàn đính trước. Cạnh mối hàn: K = 5 mm. Liên kết hàn giáp mối gấp mép cả hai chi tiết ở một mặt. Hàn một mặt. Mối hàn được thực hiện bàng phương pháp hàn hồ quang tay. 5.1.3.2. Những ký hiệu tiêu chuẩn a. Tiêu chuẩn Anh BS.4871 Theo tiêu chuẩn này, các tư thế hàn cơ bản khi hàn hồ quang tay được ký hiệu như sau: Hàn sấp: D Hàn ngang: X Hàn đứng từ dưới lên: Vu Hàn đứng từ trên xuống: Vd Hàn trần: O - Các tư thế khác cũng được qui định như sau: Mối hàn (1G, 1F) cho tư thế hàn D Mối hàn (2G, 2F) cho tư thế hàn X Mối hàn (4G, 4F) cho tư thế hàn O Mối hàn (3G, 3F) cho tư thế hàn Vu và Vd b. Tiêu chuẩn Đức DIN 1912 Tư thế hàn cơ bản khi hàn hồ quang được ký hiệu như sau: PA(W) – hàn sấp 53 PB(h) – hàn ngang tư thê sấp PC(q) – hàn ngang tư thế đứng PE (u) – hàn trần PF (s) – hàn đứng từ dưới lên PG (f) – hàn đứng từ trên xuống 54 c. Vị trí các yếu tố tiêu chuẩn của ký hiệu mối hàn. d. Các ký hiệu phụ được sử dụng chung với các ký hiệu mối hàn cơ bản: * Ký hiệu chu tuyến Dùng để chỉ hình dáng bề mặt của mối hàn sau khi hoàn thành mối hàn. Có 3 loai chu tuyến cơ bản: Chu tuyến Bằng Lồi Lõm 55 * Ký hiệu mối hàn toàn bộ xung quanh còn gọi là ký hiệu mối hàn theo chu vi kín. * Ký hiệu có đệm lót phía sau mối hàn: * Ký hiệu mối hàn có sử dụng miếng chêm Chú ý: Cả hai loại ký hiệu có đệm lót và có miếng chêm đều được sử dụng kết hợp với các ký hiệu mối hàn giáp mối để tránh diễn giải nhầm thành mối hàn chốt hay mối hàn rãnh. * Ký hiệu nóng chảy hoàn toàn Ký hiệu nóng chảy hoàn toàn được sử dụng để thể hiện sự thâm nhập toàn bộ liên kết với phần củng cố chân ở phía sau của mối hàn khi chỉ hàn từ một phía. * Ký hiệu hàn thực hiện theo thực tế tại hiện trường Mối hàn được thực hiện tại nơi lắp ráp,không phải trong phân xưởng hoặc tại nơi xây dựng ban đầu. 56 * Ký hiệu ngấu hoàn toàn(Complete Penetration). Ký hiệu hàn góc chữ T kiểu so le 57 * Ký hiệu mối hàn đắp, hàn tạo bề mặt * Ký hiệu mối hàn giáp mối rãnh vát chữ V đơn * Ký hiệu mối hàn tiếp xúc điểm 58 * Ký hiệu mối hàn giáp mối hàn hai phía vát một bên 59 e. Ký hiệu một số phương pháp hàn theo tiêu chuẩn quốc tế: Tên phương pháp hàn bằng tiếng Việt Ký hiệu phương pháp hàn theo tiêu chuẩn ISO Ký hiệu phương pháp hàn theo tiêu chuẩn AWS Hàn hồ quang tay 111 SMAW Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí trơ 131 GMAW Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí hoạt tính 135 Hàn hồ quang dây kim loại lõi thuốc không có khí bảo vệ 114 FCAW Hàn hồ quang dây kim loại lõi thuốc trong khí hoạt tính 136 Hàn hồ quang dây kim loại lõi thuốc trong khí trơ 137 Hàn hồ quang bằng điện cực không nóng chảy trong môi trường khí trơ 141 GTAW Hàn hồ quang dưới lớp thuốc 12 SAW Hàn hồ quang plasma 15 PAW Hàn điện trở 2 RW Hàn hơi với ngọn lửa ôxy – khí cháy 31 OFW Hàn hơi với ngọn lửa ôxy – axetylen 311 OAW Hàn ma sát 42 FW Hàn điện xỉ 72 ESW Hàn điện khí 73 EGW Hàn bằng tia laser 751 LBW Hàn bằng chùm tia điện tử 76 EBW Hàn vảy cứng 91 Brazing Hàn vảy mền 94 Soldering 60 5.2. Chế độ hàn hồ quang tay Chế độ hàn: Là tổng hợp các tính chất cơ bản của quá trình hàn để đảm bảo nhận được mối hàn có hình dáng, kích thước mong muốn. Đặc trưng cho chế độ hàn điện gồm: + Bề dày của vật hàn. + Loại đầu nối. + Vị trí mối hàn. + Thứ tự lớp hàn. 5.2.1. Đường kính que hàn Trong trường hợp chung quan hệ giữa đường kính que hàn với bề dày vật hàn có thể dùng công thức sau: - Đối với hàn giáp mối: 𝑑 = 𝑆 2 + 1 - Đối với mối hàn góc chữ T: 𝑑 = 𝐾 2 + 2 Trong đó: - d: Đường kính que hàn (mm) - S: Chiều dày chi tiết hàn (mm) - K: Cạnh mối hàn (mm). 5.2.2. Cường độ dòng điện hàn Dòng điện hàn có những ảnh hưởng tới hình dạng, kích thước, chất lượng mối hàn cũng như năng suất hàn. Bằng phương pháp tính toán gần đúng khi hàn thép ở vị trí hàn bằng, áp dụng công thức sau: I = (  +  d ) d (A) Trong đó: I: Cường độ dong điện hàn (A) ,  là hệ số thực nghiệm, khi hàn bằng que hàn thép ( =20,  = 6) 61 - d: Đường kính que hàn (mm) Nếu vật có chiều dày lớp S > 3d hoặc khi hàn các liên kết chữ T, để đảm bảo hàn ngấu phải tăng dòng điện hàn lên 10 - 15%. Nếu vật hàn mỏng S < 1,5d hoặc khi hàn đứng, phải giảm dòng điện hàn xuống 10 – 15%. Khi hàn ngang, hàn trần giảm dòng điện hàn xuống 15- 20%. 5.2.3. Điện thế của hồ quang Uhq = a + b . Lhq (V) Trong đó Lhq là chiều dài hồ quang 2 2  qh hq d L (mm) Điện thế hồ quang do chiều dài hồ quang quyết định: hồ quang dài điện thế cao và ngược lại. Do đó nên sử dụng hồ quang ngắn để hàn, chiều dài hồ quang không vượt quá đường kính que hàn. 5.2.4. Tốc độ hàn Tốc độ hàn là tốc độ di chuyển về phái trước của que hàn, nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của công việc hàn. Trong quá trình hàn nên căn cứ tình hình cụ thể để điều chỉnh tốc độ hàn, nhắm đảm bảo cho mối hàn cao thấp, rộng hẹp đều nhau. 5.3. Các kiểu chuyển động cơ bản khi hàn hồ quang tay 5.3.1. Các chuyển động cơ bản - Chuyển động đi xuống (V1) là chuyển động theo hướng trục que hàn. Để điều chỉnh chiều dài hồ quang, chuyển động này phải có tốc độ bằng tốc độ nóng chảy của que hàn mới có thể duy trì hồ quang cháy ổn định. - Chuyển động của que hàn dọc theo trục đường hàn (V2): chuyển động V2 nhằm tạo thành một đường hàn theo chiều dài theo yêu cầu. - Chuyển động dao động ngang (V3): Để đảm bảo bề rộng của mối hàn theo yêu cầu. 5.3.2. Các phương pháp dao động Khi hàn sấp, nếu mối hàn có bề rộng bé, que hàn được dịch chuyển dọc đường hàn, không có chuyển động ngang. Khi mối hàn có bề rộng lớn, chuyển dịch que hàn có thể thực hiện theo nhiều cách để đảm bảo chiều rộng mối hàn B = (3÷5).dqh. Thông thường chuyển động que hàn theo đường dích dắc (1, 2, 3). Khi hàn các mối hàn góc, chữ T nếu cần nung nóng phần giữa nhiều thì dịch chuyển que hàn theo sơ đồ (4) và khi cần nung nóng nhiều hai bên mép hàn như theo sơ đồ (5). Hình 1-23. Các chuyển động cơ bản của que hàn V 1 V 2 V 3 75 o ÷ 85 o ° 62 5.4. Kỹ thuật thực hiện mối hàn ở các vị trí không gian khác nhau 5.4.1. Trình bày kỹ thuật hàn góc ở vị trí 1F - Khi hàn hàn với hồ quang ngắn, đầu que hàn hướng vào đường tâm của rãnh. Điều chỉnh que hàn vuông góc với bề mặt vật hàn theo hướng nhìn dọc theo mối hàn và nghiêng với hướng hàn một góc 750 ÷ 850. Dao động que hàn theo kiểu răng cưa hoặc bán nguyệt . Chú ý dừng ở hai bên biên độ dao động để kim loại điền đầy mép hàn Bắt đầu mối hàn thường bị rỗ xỉ do xỉ hàn rất dễ chảy vào khe giữa của liên kết. Khắc phục hiện tượng này khi bắt đầu mồi hồ quang cách đầu đường hàn từ 10 - 15mm kéo dài hồ quang đưa về đầu đường hàn rồi tiến hành dao động. Kết thúc mối hàn nên thực hiện chấm ngắt để lấp đầy rãnh hồ quang. Nối tiếp đường hàn để đảm bảo phẳng cần thực hiện đúng thao tác: vệ sinh sạch xỉ hàn ở chỗ nối, mồi hồ quang trực tiếp vào vũng hàn, nhanh chóng nâng chiều dài hồ quang và dao động ngang que hàn. Khi hết vũng hàn mới tiến hành hàn bình thường. Đối với mối hàn góc dễ có khuyết tật là không ngấu ở trong góc của mối ghép và dễ cháy cạnh ở hai bên. Do đó khi hàn mối hàn này phải xác định đúng chế độ hàn và công suất nhiệt của hồ quang hàn phải đủ lớn. Khi dao động que hàn phải sang hai bên, tại vị trí que hàn đổi chiều thì phải có thời gian dừng. Hàn với hồ quang ngắn bề rộng dao động ngang không được quá lớn, căn cứ vào yêu cầu của mối hàn mà chọn cách đưa cho phù hợp. Có thể sử dụng cách đưa theo kiểu đường thẳng, răng cưa, bán nguyệt. - Khi hàn các mối hàn có chiều dài khác nhau: + Mối hàn ngắn (L < 500mm): Khi hàn cho phép hàn liên tục một mạch từ đầu đến cuối theo cùng một hướng (hình a). + Mối hàn trung bình (L = 500 ÷ 1000mm): Khi hàn tiến hành hàn phân đoạn, hàn từ giữa ra hai đầu (hình b). + Mối hàn có chiều dài lớn (L > 1000 mm). Khi hàn dùng phương pháp phân đoạn nghịch để hàn: Chia mối hàn ra thành các đoạn ngắn (150 ÷ 250mm) và hàn từng đoạn theo hướng ngược lại với hướng hàn chung, nhằm tránh ứng suất tập trung và giảm biên dạng sau khi hàn (hình c). - Khi hàn góc, kim loại bao giờ cũng có khuynh hướng chảy xướng mép dưới, nên nếu vật hàn nhẹ thì nghiêng đi 450 để thực hiện mối hàn sấp. Nếu vật hàn nặng thì khi Hàn các mối hàn có chiều dài khác nhau Hướng hàn L < 500mm Hướng hàn 1 1’ L = 500 ÷ 1000mm Hướng hàn chung 1 2 3 4 L = 500 ÷ 1000mm a) b) c) 63 hàn que hàn nằm trong mặt phẳng phân giác của kết cấu hàn. 5.4.2. Trình bày kỹ thuật hàn giáp mối ở vị trí 1G a. Kỹ thuật hàn giáp mối không vát cạnh vị trí bằng: Để đảm bảo độ ngấu mối hàn, khi hàn que hàn có thể dao động theo hình đường thẳng hay dao động răng cưa. Nếu đi theo hình đường thẳng thì hồ quang tập trung vào giữa mối hàn, do đó độ ngấu trong trường hợp này tốt hơn. Khi dao động hình răng cưa tốc độ hàn phải phù hợp (đảm bảo bề rộng mối hàn) và phải có điểm dừng ở hai bên để đạt độ ngấu cạnh mối hàn. Hình 15.3.1 Góc độ que hàn khi hàn bằng giáp mối không vát cạnh + Giữ đúng góc độ que hàn và chiều dài hồ quang ổn định trong suốt quá trình hàn. + Que hàn đi thẳng hoặc dao động răng cưa với biên độ nhỏ, đảm bảo bề rộng mối hàn. + Thực hiện đúng thao tác nối tiếp đường hàn. + Kết thúc đường hàn, vũng hàn phải được điền đầy. b. Kỹ thuật hàn giáp mối có vát cạnh vị trí bằng: Khi bề dày vật hàn từ 6mm trở lên, để đảm bảo độ sâu nóng chảy của mối hàn ta phải vát cạnh, các loại vát cạnh thường dùng gồm vát hình chữ V và hình chữ X. Đối với mối hàn vát cạnh ta dùng cách hàn nhiều lớp * Cách hàn nhiều lớp có vát cạnh: Khi hàn nhiều lớp ta nên chọn que hàn có đường kính nhỏ để hàn lớp thứ nhất, cách đưa que hàn do khe hở quyết định. 64 Khi khe hở nhỏ ta dùng kiểu đường thẳng, khe hở lớn ta dùng kiểu đường thẳng đi lại. Khi hàn lớp thứ hai, có thể dùng que hàn có đường kính lớn hơn, cách đưa que hàn theo kiểu đường thẳng hoặc kiểu răng cưa nhỏ và dùng hồ quang ngắn để hàn. Còn lớp sau đưa que hàn kiểu răn... cung cấp. Tốc độ khí cung cấp càng giảm khi: tăng đường kính lỗ mỏ hàn giảm lực và tiêu hao khí, ống dẫn bị tắc .... Tốc độ cháy càng tăng khi; Tăng lượng O2 nhiệt độ khí cao, môi trường hàn khô ráo và nhiệt độ cao .... Thiết bị ngăn lửa tạt lại có nhiệm vụ dập tắt ngọn lửa không cho khí cháy vào máy sinh khí. Yêu cầu chủ yếu của nó là: - Ngăn cản ngọn lửa trở vào và xả hỗn hợp chạy ra ngoài . - Có độ bền ở áp suất cao khi khí cháy đi qua bình. - Giảm khả năng cản thuỷ lực dòng khí. - Dễ kiểm tra, dễ rửa, dễ sửa chữa. 3.4.2. Một số bình bảo hiểm thường dùng 3.4.2.1. Bình bảo hiểm kiểu khô (Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô) 133 Hình1.4 Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô Cấu tạo gồm vỏ thép (1) trong đặt thỏi hình trụ (2) bắt bọt sứ . Hai mặt của vỏ thép cặp hai nắp 3 và giữa lót cao su . Khi ngọn lửa bị tạt vào thì lập tức bị dập tắt 3.4.2.2. Bình bảo hiểm kiểu ướt kín (Thiết bị ngăn lửa kiểu dùng chất lỏng) Hình1.5 Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu ướt Hoạt động bình thường: Khí từ bình sinh khí qua ống 3 đi quan van 5 chui qua nước và ra van 4 đến mỏ cắt Khi có hỗn hợp khí tạt lại: Hỗn hợp nổ làm tăng áp suất trong bình làm nén nước nên viên bi 5 đóng lại không để hỗn hợp nổ đi qua và dập tắt ngọn lửa. 3.4.2.3. Quy tắc sử dụng và bảo quản 3.5. Van giảm áp 3.5.1. Nhiệm vụ, phân loại 134 Van giảm áp lắp ngay sau nguồn khí và có tác dụng: - Làm giảm áp suất của chất khí đến mức quy định - Giữ cho áp suất đó không thay đổi trong suốt quá trình làm việc. - Đều chỉnh áp suất khí ra. - Van giảm áp cho khí O2 có thể điều chỉnh áp suất khí O2 từ 150at xuống khoảng 1 ÷ 1,5at. - Van giảm áp cho khí C2H2 có thể điều chỉnh áp suất khí C2H2 150at xuống khoảng 0,05 ÷ 1,5at. 3.5.2. Van giảm áp đơn cấp Có nhiều loại van giảm áp khác nhau nhưng nguyên lý chung của các bộ phận chính thì giống nhau. a. Cấu tạo Hình 13.1.8. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý. vận hành của van giảm áp loại đơn cấp. 1. Buồng áp lực cao; 2.Nắp van; 3. Nắp an toàn; 4. Áp kế ; 5. Buồng áp lực thấp; 6. Lò xo; 7. Vít điều chỉnh; 8. Màng; 135 9. Cần; 10. Áp kế 11. Lò xo. b. Nguyên lý hoạt động Van giảm áp có tác dụng làm giảm áp suất của các chất khí đến áp suất quy định, và giữ cho áp suất đó không thay đổi trong suốt quá trình làm việc. Van giảm áp cho khí ôxy có thể điều chỉnh áp suất khí ôxy từ 150-at xuống khoảng 1 – 15at. Van giảm áp cho khí axêtylen có thể điều chỉnh áp suất các máy sinh khí từ 0,1 – 1,5at thích ứng với việc hàn hoặc cắt kim loại. Có nhiều loại van giảm áp khác nhau,nhưng nguuyên lý chung và các bộ phận chính thì giống nhau. Hình 4.3 giới thiệu sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của van giảm áp kiểu đơn cấp. Khí nén từ chai ôxy hoặc từ máy sinh khí đi vào buồng áp lực cao (1), sau đó qua khe hở giữa nắp van (2) và gờ van để vào buồng áp lực thấp (5). Vì dung tích của buồng (1) nhỏ hơn buồng (5) nên chất khí đi từ buồng (1) sang buồng (5) sẽ được giãn nở làm áp suất giảm xuống đến áp suất làm việc rồi được dẫn ra mỏ hàn hoặc mỏ cắt. Muốn cho áp suất khí trong buồng (5) cao hay thấp ta điều chỉnh khe hở giữa nắp van (2) và gờ van. Nắp (2) càng nâng cao thì áp suất trong buồng áp lực thấp càng cao và lưu lượng khí đi qua van giảm áp càng nhiều. Để nâng nắp (2) lên cao, ta vặn vít điều chỉnh (7): khi vặn vào (theo chiều kim đồng hồ) thì lò xo (6) đẩy màng (8), cần (9) và đẩy nắp (2) lên. Khi vặn ra thì nắp (2) hạ xuống làm áp suất trong buồng (5) giảm thấp. Quá trình tự động điều chỉnh áp suất trong van giảm áp như sau: nếu lượng khí do mỏ hàn hoặc mỏ cắt tiêu thụ ít đi, khí sẽ dồn lại trong buồng (5) làm áp suất trong buồng này tăng lên đủ sức ép mạnh vào màng (8) và lò xo (6). Khi lò xo (6) bị nén thì kéo cần (9) di chuyển xuống phía dưới, đậy dần nắp van lại cho đến khi áp suất trong buồng áp lực thấp bằng trị số lúc đầu mà thôi. Nếu mỏ hàn tiêu thụ nhiều khí thì tình hình ngược lại: áp suất trong buồng (5) giảm thấplò xo (6) giãn ra đẩy màng (8) cong lên ép vào lò xo (11) làm cho nắp van (2) nâng cao, do đó áp suất khí trong buồng (5) tăng dần đến mức quy định.Van giảm áp còn có nắp an toàn (3), áp kế (10) chỉ áp suất trong buồng cao áp và áp kế (4) chỉ áp suất trong buồng áp lực thấp. 3.5.3. Quy tắc sử dụng và bảo quản - Các chỗ nối ống cao su với mỏ hàn và bộ giảm áp (dùng nước xà phòng chứ không dùng lửa hơ). - Mỏ hàn, bộ giảm áp và các ống cao su dẫn khí (cấm sử dụng ống cao su đã hư hỏng hoặc dùng băng dính dán chỗ bị thủng trên ống). Trước khi lắp bộ giảm áp vào chai phải: - Kiểrn tra lại tình hình ren của ống cút lắp bộ giảm áp. - Mở van chai ra 1/4 hoặc l/2 vòng quay của van để xịt thông các bụi bặm bám ở van. Khi xịt không được đứng đối diện với miệng thoát của van mà phải đứng tránh về một bên. Sau khi đã thông van thì chỉ dùng tay vặn khóa van mà không dùng chìa khóa nữa. 136 - Không sử dụng bộ giảm áp đã chờn ren hoặc trong tình trạng không hoàn hảo. Nghiêm cấm tiến hành hàn khi chai ôxy không có bộ giảm áp. - Việc lắp bộ giảm áp vào chai phải do người thợ chính tiến hành làm. Chìa khóa vặn tháo phải luôn luôn ở trong túi người dó. - Khi đã lắp xong bộ giảm áp vào chai, nếu thấy có khí xì ra thì phải dùng chìa vặn khóa van chai lại rồi rnới được thay đệm lót. 3.6. Mỏ hàn - Mỏ cắt 3.6.1. Mỏ hàn 3.6.1.1. Nhiệm vụ - Phân loại a. Nhiệm vụ: Mỏ hàn khí là dụng cụ chủ yếu để hàn khí, nó có nhiệm vụ nhận khí O2 và C2H2 từ bình chứa đến buồng hỗn hợp đưa ra mỏ hàn tạo thành ngọn lửa cung cấp nhiệt cho quá trình hàn. Mỏ hàn cần phải an toàn và ổn định thành phần ngọn lửa, nhẹ và thuận tiện khi sử dụng, dễ điều chỉnh thành phần và công suất của ngọn lửa. b. Phân loại: Mỏ hàn có nhiều loại khác nhau nhưng chủ yếu là hai loại mỏ hàn hút và mỏ hàn đẳng áp 3.6.1.2. Một số mỏ hàn thường dùng Hình1.2 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo mỏ hàn khí a/ Mỏ hàn kiểu hút, b/ Mỏ hàn đẳng áp. 1. Dây dẫn khí C2H2, 2. Dây dẫn khí ôxy, 3. Van điều chỉnh C2H2, 4. Van điều chỉnh ôxy, 5. Buồng hút, 6. Đầu mỏ hàn a. Mỏ hàn kiểu tự hút: (H.1.2a) sử dụng khi hàn với áp suất khí C2H2 thấp và trung bình. Khí C2H2 (áp suất 0,01÷1,2at) được dẫn vào qua ống (1), còn khí ôxy (áp suất 1÷4at) được dẫn vào qua ống (2). Khi dòng ôxy phun ra đầu miệng phun (5) với tốc độ lớn tạo nên một vùng chân không hút khí C2H2 theo ra mỏ hàn. Hỗn hợp tiếp tục được hòa trộn trong 137 buồng (5), sau đó theo ống dẫn (6) ra miệng mỏ hàn và được đốt cháy tạo thành ngọn lửa hàn. Điều chỉnh lượng khí ôxy và C2H2 nhờ các van (3) và (4). Nhược điểm của mỏ hàn tự hút là thành phần hỗn hợp khí cháy không ổn định. b. Mỏ hàn kiểu đẳng áp: Dùng khi hàn với áp lực khí C2H2 trung bình. Khí ôxy và C2H2 được phun vào buồng trộn với áp suất bằng nhau (0,5÷1at) hòa trộn trong ống dẫn của mỏ hàn, đi ra miệng mỏ hàn để đốt cháy tạo thành ngọn lửa. 3.6.1.3. Quy tắc sử dụng và bảo quản 3.6.2. Mỏ cắt 3.6.2.1. Nhiệm vụ, phân loại a. Nhiệm vụ: Mỏ cắt khí có nhiệm vụ trộn hỗn hợp khí cháy với O2 tạo thành ngọn lửa nung nóng và dẫn luồng oxi cắt vào mép cắt b. Phân loại: Theo các đặc điểm sau - Theo loại khí cắt phân ra mỏ cắt khí axêtylen, mỏ cắt khí đốt (gas) - Theo nguyên lý trộn hỗn hợp khí với oxi phân ra mỏ cắt kiểu phun, kiểu không phun. - Theo phạm vi ứng dụng phân ra mỏ cắt vạn năng, mỏ cắt chuyên dùng. - Theo phương pháp cắt phân ra mỏ cắt bề mặt, mỏ cắt oxi – thuốc cắt 3.6.2.2. Mỏ cắt kiểu hút Hiện nay ở nước ta cắt thủ công vẫn là phương pháp cắt chủ yếu và được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Nhưng trong kỹ thuật hiện đại các phương pháp cắt cơ khí hoá và tự động hoá đã thay thế dần phương pháp thủ công nặng nhọc và kém năng suất. Cắt bằng máy cho chất lượng tốt và năng suất cao, đồng thời giảm nhẹ và giải phóng rất nhiều sức lao động. - Hình dạng mỏ cắt cầm tay: 138 Hình 13.1.9. Hình dạng bên ngoài của mỏ cắt khí cầm tay - Cấu tạo mỏ cắt khí cầm tay: Hình 13.1.10. Mỏ cắt bằng chất khí cầm tay 1. Đầu mỏ cắt. 6. Ống dẫn. 11. Ê cu 2. Ống dẫn. 7. Tay cầm 12. Buồng hỗn hợp 3. Van. 8. Vỏ. 13. Ống dẫn. 4. Van. 9. Van. 14. Lỗ mỏ trong. 5. Ống dẫn 10. Mỏ hút. 15. Lỗ mỏ ngoài. Trong tay cầm (7) và vỏ (8) có buồng hỗn hợp (12) nối với vỏ bằng êcu (11), mỏ hút (10) dẫn khí vào buồng hỗn hợp. Khí Axêtylen vào mỏ cắt theo ống (6) còn ôxy theo ống (5). Ôxy qua ống (5) ra theo hai đường: một đường để tạo ngọn lửa nung nóng vật cắt được điều chỉnh bằng van (4) để vào rãnh của mỏ hút (10) hỗn hợp với Axêtylen (điều chỉnh bằng van 9). Từ buồng hỗn hợp khí cháy theo ống (13) qua đầu mỏ cắt (1) và theo các lỗ của mỏ ngoài (15) và lỗ của mỏ trong (14) để tạo nên ngọn lửa nung nóng. Một đường khác ôxy theo ống (5) qua van (3) theo ống (2) để vào đầu mỏ cắt (1) qua rãnh giữa của mỏ trong (14) tạo nên dòng ôxy cắt. - Yêu cầu của mỏ cắt . Mỏ cắt ngoài những yêu cầu cần thiết như mỏ hàn, mỏ cắt cần có mấy yêu cầu phụ sau đây: - Đảm bảo cắt được tất cả các hướng. - Phải có tỷ lệ thích đáng giữa lỗ hỗn hợp nung nóng và lỗ ôxy cắt. - Có thể điều chỉnh ngọn lửa và dòng ôxy cắt. - Có các bộ phận gá lắp để cắt vòng và lỗ. 139 - Các rãnh trong mỏ đặc biệt là rãnh ôxy cần có độ nhẵn cao. - Bộ mỏ cắt phải có nhiều đầu cắt để cắt các chiều dày khác nhau. - Mỏ cắt phải có chiều dài thích hợp để đảm bảo khoảng cách từ tay đến đầu mỏ tránh bỏng. Có bộ phận bánh xe cắt ở đầu mỏ để đảm bảo khoảng cách không đổi từ mỏ đến vật cắt trong quá trình cắt. Điều chỉnh áp lực của ôxy và chọn số hiệu đầu mỏ cắt phụ thuộc vào chiều dày của kim loại cắt. 3.6.2.3. Quy tắc sử dụng và bảo quản 3.7. Một số thiết bị và dụng cụ phụ trợ 3.7.1. Áp kế Hình 13.1.4. Áp kế Là dụng cụ đo áp suất khí. Trên mặt áp kế phải có kẻ một vạch đỏ rõ ràng ở ngay sau số chỉ áp suất cho phép làm việc bình thường loại áp suất trung bình mà thùng chứa khí được tạo thành một bộ phận riêng thì phải nắp áp kế cả ở trên buồng sinh khí và thùng chứa khí. 3.7.2. Van an toàn (Nắp an toàn) Là thiết bị dùng để khống chế áp suất làm việc của máy sinh khí. Tất cả các loại máy sinh khí kiểu kín đều phải được trang bị ít nhất một nắp an toàn kiểu quả tạ hay lò xo. Phải thiết kế đường kính và độ nâng của nắp an toàn thế nào để xả được khí thường khi năng suất máy cao nhất, đảm bảo áp suất làm việc của máy không tăng quá 1,5at trong mọi trường hợp. 3.7.3. Màng bảo hiểm: Nhiều khi lắp màng bảo hiểm thay cho nắp an toàn, màng bảo hiểm sẽ bị xé vỡ khí C2H2 bị nổ phá huỷ hay khi áp suất trong bình tăng lên cao. Khi áp suất tăng 2,5 ÷ 3,5at thì màng bảo hiểm sẽ bị phá huỷ, màng bảo hiểm thường sẽ được chế tạo bằng lá nhôm, lá thiếc mỏng, hoặc hợp kim đồng nhôm dày từ 0,1 đến 0,15mm. 140 3.7.4. Đồ gá, máy cắt tự động a. Cấu tạo Hình 13.2.1. Máy cắt khí bán tự động Hình 13.2.2. Cấu tạo máy cắt khí bán tự động 1 Bép cắt 8 Nút lắp ống ô xy 2 Nút điều chỉnh khoảng cách mỏ cắt 9 Ren vít 3 Nút van điều chỉnh ô xy phản ứng 10 Mô tơ 4 Nút van điều chỉnh dòng ô xy thổi 11 Công tắc điều khiển tiến lùi 5 Nút van điều chỉnh gas 12 Bánh xe 6 Núm điều chỉnh tầm với của mỏ cắt 13 Ray 7 Nút lắp ống gas ật cắt b. Nguyên lý hoạt động Điều chỉnh cho ray song song với rãnh cắt, vặn núm điều chỉnh tầm với của mỏ cắt cho mỏ cắt vào đúng mép đường cắt, vặn núm (2) để điều chỉnh khoảng cách từ mỏ cắt đến chi tiết. Khi khoảng cách và vị trí cắt đạt yêu cầu thì vặn van (3) và (5) để mồi ngọn 141 lửa, khi ngọn lửa đã nung mép cắt tới trạng thái cháy thì vặn van (4) để xả dòng ôxy cắt, đồng thời gạt công tắc (11) để xe hàn chuyển động tạo thành rãnh cắt. 3.4. Công nghệ hàn 3.4.1. Điều chỉnh ngọn lửa hàn Quá trình cháy của O2 và C2H2 hoặc các khí khác (mê tan , ben zen...) sẽ sinh ra nhiệt và ánh sáng, nhiệt này nung nóng vật hàn và môi trường xung quanh . Căn cứ vào tỉ lệ hỗn hợp khí hàn, ngọn lửa hàn có thể chia làm ba loại: 3.4.1.1. Ngọn lửa bình thường Ngọn lửa bình thường nhận được khi tỷ lệ: 2,11,1 22 2  HC O Ngọn lửa này chia ra làm ba vùng: - Vùng hạt nhân: Có màu sáng trắng, nhiệt lượng thấp và trong đó có các bon tự do nên không dùng để hàn vì làm mối hàn thấm các bon trở nên giòn. Trong vùng này xẩy ra phản ứng phân huỷ C2H2 C2H2 → 2C+H2 - Vùng cháy không hoàn toàn: Có màu sáng xanh, nhiệt độ cao (32000C) có CO và H2 là hai chất khử ôxy nên gọi là vùng hoàn nguyên hoặc vùng cháy chưa hoàn toàn. C2H2 + O2 = 2CO +H2 +Q↑ - Vùng cháy hoàn toàn: Có màu nâu sẫm nhiệt độ thấp, có C2 và nước là những chất khí sẽ ôxy hoá kim loại vì thế còn gọi là vùng ôxy hoá ở đuôi ngọn lửa, các bon bị cháy hoàn toàn nên gọi là vùng cháy hoàn toàn. 2CO +H2 +1,5O2kk = 2CO2 +H2O +Q↑ 3.4.1.2. Ngọn lửa ôxy hoá Ngọn lửa ôxy hoá nhận được khi tỷ lệ: 2,1 22 2  HC O 142 Tính chất hoàn nguyên của ngọn lửa bị mất, khí cháy sẽ mang tính chất ôxy hoá nên gọi là ngọn lửa ôxy hoá, lúc này nhân ngọn lửa ngắn lại, vùng giữa và vùng đặc biệt không rõ ràng ngọn lửa này có màu sáng trắng. Công dụng của ngọn lửa ôxy hóa chỉ dùng khi hàn đồng thau, cắt và đốt sạch bề mặt các chi tiết máy hoặc kết cấu máy. 3.4.1.3. Ngọn lửa các bon hoá Ngọn lửa này nhận được khi tỷ lệ: 1,1 22 2  HC O Vùng ngọn lửa thừa các bon tự do và mang các bon hoá lúc nào nhân ngọn lửa kéo dài và nhập vào vùng giữa có màu nâu sẫm. Qua sự phân bố về thành phần về nhiệt độ của ngọn lửa hàn, áp dụng ngọn lửa để hàn như sau: Ngọn lửa bình thường có tác dụng tốt vùng cách nhân ngọn lửa từ 2÷3mm có nhiệt cao nhất thành phần của khí hoàn nguyên (CO và H2 nên dùng để hàn). Ngọn lửa cácbon hoá dùng khi hàn gang (bổ sung cácbon khi hàn bị cháy). Tôi bề mặt, hàn đắp thép cao tốc, và hợp kim đồng thau, cắt hơi, đốt sạch bề mặt. 3.4.2. Phương pháp hàn phải và hàn trái 3.4.2.1. Hàn phải 143 Hình 2.1: Hàn phải Đặc điểm của phương pháp này là ngọn lửa luôn luôn hướng vào bể hàn nên hầu hết nhiệt lượng tập chung vào làm chảy kim loại vật hàn. Trong quá trình hàn do áp suất của ngọn lửa mà kim loại của bể hàn luôn luôn được xáo trộn đều tạo điều kiện cho xỉ nổi lên tốt hơn. Mặt khác do ngọn lửa bao bọc lên bể hàn nên mối hàn được bảo vệ tốt hơn, nguội chậm và giảm được ứng suất và biến dạng do quá trình hàn gây ra. Phương pháp này thường để hàn các chi tiết có  ≥ 5mm hoặc những vật có nhiệt độ nóng chảy cao. 3.4.2.2. Hàn trái Hình2.2: Hàn trái Phương pháp này có đặc điểm hầu như ngược lại với phương pháp hàn phải trong quá trình hàn ngọn lửa không hướng trực tiếp vào bể hàn, do đó ngọn lửa tập trung vào đây ít hơn. Bể hàn ít được sáo trộn nhiều và xỉ khó nổi lên hơn. Ngoài ra điều kiện bảo vệ mối hàn không tốt, tốc độ nguội của kim loại lớn ứng suất và biến dạng sinh ra lớn hơn so với phương pháp hàn phải. Tuy nhiên trong phương pháp hàn trái người thợ hàn rất dễ quan sát mép vật hàn vì thế mối hàn đều, đẹp năng suất cao. - Phương pháp này thường để hàn các chi tiết có  < 5mm hoặc những vật liệu có nhiêt độ nóng chảy thấp. - Thực tế chứng minh vật hàn có <3mm thì tốt nhất dùng phương pháp hàn trái. Vật hàn có  > 5mm dùng phương pháp hàn phải. - Chọn phương pháp hàn tuỳ thuộc vào vị trí mối hàn trong không gian. Khi hàn bằng có thể hàn phải hoặc trái tùy thuộc theo chiều dày vật hàn. Khi hàn đứng từ dưới lên nên hàn trái những vật hàn có  > 8mm nên hàn phải. Khi hàn ngang nên hàn phải vì ngọn 144 lửa hàn hướng trực tiếp vào mối hàn và có tác dụng giữ giọt kim loại không bị rơi. Khi hàn trần tốt nhất hàn trái. 3.4.3. Chuẩn bị chi tiết hàn Căn cứ vào các thông số cơ bản để tiến hành chuẩn bị 3.4.4. Chế độ hàn 3.4.4.1. Đường kính que hàn Que hàn phụ dùng để hàn phải thoả mãn các yêu cầu như: có đường kính tỷ lệ với chiều dày chi tiết hàn; bề mặt phải sạch( không gỉ, không dính dầu mỡ và các chất bẩn khác); ít gây ra hiện tượng bắn túe kim loại lỏng ra khỏi vũng hàn; không chứa các chất phi kim và dễ tạo thành các bọt khí trong kim loại mối hàn. Ta có thể dùng công thức thực nghiệm sau: + Hàn trái: d = S/2 + 1 (mm) + Hàn phải: d = S/2 (mm) (d - Đường kính que hàn; s - Chiều dày chi tiết hàn) 3.4.4.2. Công suất ngọn lửa Công suất ngọn lửa hàn tính bằng lượng tiêu hao khí trong một giờ, phụ thuộc vào chiều dày và tính chất lý nhiệt của kim loại. Kim loại càng dày, nhiệt độ chảy, tính dẫn nhiệt càng cao thì công suất ngọn lửa càng lớn. Khi hàn thép ít cacbon và thép hợp kim thấp, lượng C2H2 tiêu hao trong một giờ tính theo công thức sau: + Hàn trái: VC2H2 = (100  120) S ( lít/giờ); + Hàn phải: VC2H2 = (120  150) S ( lít/giờ); S - Chiều dày chi tiết (mm) 3.4.4.3. Góc nghiêng mỏ hàn Góc nghiêng của mỏ hàn so với bề mặt chi tiết hàn phụ thuộc chủ yếu vào chiều dày và tính chất lý nhiệt của kim loại hàn. Chiều dày càng lớn, góc nghiêng càng phải lớn. b - chiều rộng mối hàn mm h - Chiều cao mm H - Chiều sâu mối hàn mm S - Chiều dày mm a: khe hở liên kết 20 40 60 Vh, m/h100 b h S H a 145 Góc nghiêng mỏ hàn có thể thay đổi trong quá trình hàn. Lúc đầu, để nung nóng kim loại được tốt và hình thành mối hàn nhanh, góc nghiêng mỏ hàn từ 800  900. Trong quá trình hàn được thay đổi cho phù hợp với chiều dày và tính chất của kim loại. Lúc gần kết thúc, để mối hàn được điền đầy và tránh sự chảy của kim loại, phải giảm góc nghiêng của mỏ hàn xuống. Lúc đó ngọn lửa gần như trượt trên bề mặt chi tiết. 3.4.5. Chuyển động của mỏ hàn và que hàn Chuyển động của mỏ hàn và que hàn ảnh hưởng rất lớn đến sự tạo thành mối hàn. Căn cứ vào vị trí mối hàn trong không gian, chiều dày vật hàn, yêu cầu kích thước của mối hàn để chọn chuyển động của mỏ hàn và que hàn cho hợp lý. Để hàn mối hàn sấp bằng phương pháp hàn trái ( không vát mép) khi chiều dày nhỏ hơn 3mm hoặc khi hàn vật tương đối dày bằng phương pháp hàn phải ( vát mép hoặc không vát mép) chuyển động của mỏ hàn và que hàn thường dùng nhất như hình sau: Chương 5 : CẮT KIM LOẠI VÀ HỢP KIM Giới thiệu: Cắt kim loại và hợp kim được áp dụng nhiều trong thực tế Mục tiêu: - Hiểu được thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng cắt kim loại bằng ngọn lửa khí, cắt bằng hồ quang điện, cắt bằng hồ quang Plasma khí nén 1. Chuyển động của mỏ hàn 2. Chuyển động của que hàn 1 2 146 - Trình bày được kỹ thuật cắt kim loại bằng ngọn lửa khí, cắt bằng hồ quang điện, cắt bằng hồ quang Plasma khí nén 1. Cắt kim loại bằng ngọn lửa khí cháy với ôxy 1.1. Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng Quá trình cắt khí là sự đốt cháy kim loại bằng dòng O2 để tạo nên các ôxít và các ôxít này bị thổi đi để tạo thành rãnh cắt. Quá trình cắt bắt đầu bằng sự đốt kim loại đến nhiệt độ cháy (ôxy hoá mãnh liệt) nhờ ngọn lửa hàn sau đó cho dòng ôxy thổi qua. Để đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy, dùng nhiệt của phản ứng giữa O2 và C2H2 (hoặc các loại khí cháy C2H 2, C6H6...). Khi đã đạt đến nhiệt độ cháy, cho dòng O2 kỹ thuật nguyên chất ( 98 đến 99,7% O2) vào ở giữa rãnh mỏ cắt và nó sẽ trực tiếp ôxi hoá kim loại tạo thành ôxít sắt và thổi chúng khỏi rãnh cắt. Sự phát nhiệt trong quá trình cắt giúp cho việc nung nóng vùng xung quanh đến nhiệt độ cháy, do đó dòng O2 cứ tiếp tục mở để cắt cho đến kết thúc đường cắt. Cắt bằng O2 được dùng rộng rãi trong công nghiệp luyện kim và gia công kim loại, xây dựng... Hiện nay cắt bằng phương pháp thủ công vẫn đuợc ứng dụng rộng rãi để cắt thép tấm, thép tròn và các chi tiết đơn giản hay phức tạp... Cắt bằng máy ngày càng đuợc phát triển và có năng suất cao, độ chính xác mép cắt phẳng và hiệu quả kinh tế lớn. * Điều kiện cắt được của kim loại bằng ôxy: Không phải mọi kim loại hay hợp kim loai đều có thể cắt đuợc bằng O2 mà kim loại cắt được phải thoả mãn các điều kiện sau: - Nhiệt độ chảy cần phải cao hơn nhiệt độ cháy với O2. Đối với thép các bon thấp có hàm lượng C (0,7%) nhiệt độ cháy khoảng 1350C, còn nhiệt độ chảy gần 15000C nếu thoả mãn điều kiện này. Đối với thép các bon cao, ví dụ ( từ 1,1 đến 1.2%) nhiệt độ chảy gần bằng nhiệt độ cháy nên trước khi cắt cần phải đốt nóng từ (300 đến 6500C). Đối với thép các bon cao và thép kim cao Crôm - Ni ken, gang, kim loại màu muốn cắt phải dùng thuốc cắt. - Nhiệt độ cháy của ôxít kim loại phải nhỏ hơn nhiệt độ cháy của kim loại đó. Nếu ngược lại lớp ôxít được tạo ra trên bề mặt kim loại vì không bị chảy ra nên khi có dòng O2 thổi vào lớp ôxít sẽ ngăn cản việc ôxi hoá lớp kim loại phía dưới. - Nhiệt lượng sinh ra khi làm kim loại cháy trong dòng O2 phải đủ để duy trì quá trình liên tục. - Tính dẫn nhiệt của kim loại không quá cao, trường hợp quá cao thì nhiệt lượng bị truyền ra xung quanh, làm cho nhiệt độ cắt tại chỗ không đủ hoặc gián đoạn quá trình cắt. 147 - Ôxít phải có tính chảy loãng cao để kim loại dễ bị thổi khỏi rãnh cắt, nếu ngược lại sẽ cản trở dòng O2 tức là cản trở quá trình cắt. - Kim loại dùng để cắt phải hạn chế bớt nồng độ của một số chất làm cản trở quá trình cắt như: C(cacbon), Cr(crom), Si(silich), ....và một số chất nâng cao tính sôi của thép như Mo(mulitden), W(vonpram).... 1.2. Kỹ thuật cắt kim loại bằng ngọn lửa khí cháy với oxi 1.2.1. Bắt đầu cắt Ngọn lửa hướng vào vùng cắt để đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy để đốt cháy cạnh tấm kim loại. Khi vật tươơng đối dày, mỏ cắt bắt đầu nghiêng đi một góc 5÷100 so với mặt vật cắt, nhằm mục đích làm cho mép vật cắt nung nóng tốt trên toàn bộ chiều dày và bắt đầu quá trình cắt dễ dàng. Khi vật dầy dưới 50mm mỏ cắt bắt đầu đặt thẳng góc với vật. Khi cắt bắt đầu từ giữa tấm ra ngoài cần phải gia công trước một lỗ khi chiều dày nhỏ hơn 20mm có thể dùng mỏ cắt để cắt thành lỗ này, nhưng để tránh ngọn lửa tạt trở vào, trước tiên phải nung nóng đến nhiệt độ chảy sau đó mới phun dòng O2. Bắt đầu đốt vật cắt ở mép sau đó dịch mỏ cắt tới vị trí cắt lỗ. Khi chiều dày vật từ dùng máy khoan để gia công lỗ, sau khi gia công lỗ xong ta bắt đầu cắt từ lỗ ra ngoài. 1.2.2. Khoảng cách từ mỏ cắt đến bề mặt vật cắt 148 Khoảng cách từ nhân ngọn lửa đến vật cắt tốt nhất là 1,5 đến 2,5mm. Khoảng cách từ đầu mỏ đến mặt kim loại khi cắt tấm thép có chiều dày s < 100mm có thể tính như sau: h = L + 2 (mm) L: Chiều dày nhân ngọn lửa (mm) Để khoảng cách này không đổi trong khi cắt ta có thể gá thêm một cặp bánh xe. Khi cắt những tấm dày hơn 100mm, khoảng cách có thể lớn hơn. 1.2.3. Vị trí và sự di chuyển mỏ cắt Khi cắt tấm theo đường thẳng, hợp lý nhất là mỏ cắt nghiêng một góc 20 đến 300 về phía ngược hướng cắt, bằng phương pháp này khi cắt thép dày 20 đến 30mm cho phép nâng cao năng suất của quá trình cắt. 1.2.4. Tốc độ cắt Quá trình cắt ổn định, chất lượng mối cắt tốt, có thể đạt được nếu tốc độ dịch chuyển của mỏ cắt tương ứng với tốc độ ôxy hoá kim loại theo chiều dày tấm cắt hoặc phôi. Tốc độ cắt nhỏ sẽ làm hỏng mép cắt, tốc độ cắt lớn sẽ làm sót lại nhiều không cắt hết và phá huỷ quá trình cắt. Tốc độ cắt chọn trên bảng chế độ cắt. 2. Cắt bằng hồ quang điện 2.1. Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng a. Thực chất: C¾t kim lo¹i b»ng hå quang lµ lîi dông nhiÖt cña hå quang lµm nãng ch¶y kim lo¹i ë chç c¾t vµ ®Èy nã ra khái ®ã ®Ó t¹o thµnh r·nh c¾t nhê ¸p lùc cña hå quang vµ träng l-îng riªng cña kim lo¹i láng b. Đặc điểm: - Qu¸ tr×nh c¾t b»ng c¸c m¸y hµn th«ng th-êng, kh«ng cÇn yªu cÇu thiÕt bÞ ®Æc biÖt. - Cã thÓ c¾t b×nh th-êng c¸c thÐp hîp kim cao, gang, kim lo¹i vµ hîp kim mµu 149 - C¾t ®-îc ë mäi vÞ trÝ trong kh«ng gian - C¾t b»ng hå quang nãi chung cho m¨ng suÊt thÊp - Khi c¾t b»ng hå quang th-êng mÐp c¾t kh«ng ph¼ng, xï x× ®ång thêi phÇn kim lo¹i bá ®i khi c¾t lín - Khã thùc hiÖn khi chiÒu dµy vËt c¾t lín - L-îng tiªu hao ®iÖn cùc lín, gi¸ thµnh cao c. Phạm vi ứng dụng: Dùng để cắt kim loại và hợp kim mà không cắt được bằng khí: Gang, đồng, thép k... 2.2. Kü thuËt c¾t kim loại bằng hồ quang điện C¾t kim lo¹i b»ng hå quang cã thÓ dùng ®iÖn cùc nãng ch¶y vµ ®iÖn cùc kh«ng nãng ch¶y. Dßng ®iÖn dïng ®Ó c¾t sö dông ®-îc c¶ dßng xoay chiÒu vµ dßng mét chiÒu. NÕu dùng dßng mét chiÒu th× ®Êu thuËn ®Ó cho ®iÖn cùc kh«ng qu¸ nãng. 2.2.1. ChuÈn bÞ vËt c¾t vµ v¹ch dÊu - VËt c¾t ph¶i ®-îc lµm s¹ch cÈn thËn tr-íc khi c¾t ®Ó ®¶m b¶o chÊt l-îng cña ®-êng c¾t vµ gi¶m ®éc h¹i cho ng-êi thao t¸c - Khi v¹ch dÊu ph¶i ®¶m b¶o yªu cÇu kÝch th-íc vµ ph¶I tÝnh to¸n sao cho tiÕt kiÖm ®-îc kim lo¹i nhÊt. 2.2.2. Gi¸ vËt c¾t Tr-íc khi c¾t, vËt c¾t ph¶i ®-îc ®Æt trªn g¸ ®Ó t¹o nªn kho¶ng trèng thÝch hîp cho qu¸ tr×nh c¾t. NÕu kho¶ng trèng qu¸ thÊp sÏ ¶nh h-ëng ®Õn ¸p lùc cña hå quang lµm vËt c¾t kh«ng ®¶m b¶o yªu cÇu chÊt l-îng. NÕu kho¶n trèng qu¸ caosÏ kh«ng ®¶m b¶o an toµn trong qu¸ tr×nh thao t¸c. Do vËy khi c¾t vËt th-êng ®Æt lªn gi¸ cao (179 – 280)mm 2.2.3. TiÕn hµnh c¾t a. Chän que hµn: Que hµn dïng ®Ó c¾t th-êng ding que hµn cã thuèc bäc dµy ®Ó r·nh c¾t gän vµ nhá. §-êng kÝnh que hµn chän cÇn c¨n cø vµo chiÒu dµy vËt c¾t. b. C-êng ®é dßng ®iÖn: C-êng ®é dßng ®iÖn khi c¾t ph¶I lÊy cao h¬n so víi khi hµn kho¶ng 30%. C-êng ®é dßng ®iÖn khi c¾t lÊy theo c«ng thøc: 150 I = (50-60)dqh c. Gãc nghiªng que hµn - C¨n cø vµo chiÒu dµy vËt c¾t ®Ó chän gãc nghiªng que hµn cho thÝch hîp - Lóc b¾t ®Çu c¾t que hµn ph¶I ®Æt vu«ng gãc víi bÒ mÆt vËt c¾t, sau ®ã nghiªng que hµn vÒ phÝa ng-îc víi h-íng c¾t mét gãc  = (60 – 90o) d. ChuyÓn ®éng que hµn * C¾t tÊm dµy: Ngoµi chuyÓn ®éng theo trôc r·nh c¾t, que hµn cßn cã chuyÓn ®éng lªn xuèng kh«ng ngõng gi÷a mÆt ph¼ng trªn vµ mÆt ph¼ng d-íi cña tÊm c¾t * C¾t tÊm máng: Que hµn chØ cÇn chuyÓn ®éng däc theo r·nh c¾t mµ kh«ng cÇn cã chuyÓn ®éng lªn xuèng. - Khi c¾t theo ®-êng th¼ng, ®Ó lµm dÔ dµng c«ng viÖc, ng-êi ta ding d-ìng ®Æt theo r·nh c¾t. - C¾t c¸c ®-êng c¾t dµi ph¶i chia ®-êng c¾t ra thµnh nhiÒu phÇn b»ng nhau vµ dïng c¸ch c¾t nh-îc chiÒu, so le. Khi c¾t kh«ng c¾t ®øt ngay mµ ®Ó l¹i mét gê nhá ë giao ®iÓm gi÷a c¸c ®-êng c¾t ë tõng ®o¹n ®Ó tr¸nh vËt c¾t bÞ cong vªnh. - C¾t b»ng hå quang, chiÒu dµy vËt c¾t kh«ng nªn qu¸ 30 mm vµ khi c¾t ph¶I sö dông hå quang dµi h¬n khi hµn. - §Ó rót ng¾n qu¸ tr×nh c¾t, cã thÓ tiÕn hµnh c¾t hå quang O2 3. Cắt bằng hồ quang plasma khí nén 3.1. Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng - Plasma là một dạng vật chất thứ tư tồn tại sau thể rắn thể lỏng và thể khí. Plasma có cấu tạo bên trong gần giống như hồ quang điện, tức là một môi trường ion, plasma gồm các ion được gia tốc lớn lên nó có động năng mạnh. Khi được phun ra khỏi miệng phun nó có năng lượng nhiệt lớn, có thể làm nóng chảy tức thời kim loại trên đường đi của nó. 151 Hình 13.5.1 Nguyên lý hoạt động của máy cắt Plasma - Trong cắt kim loại người ta dùng không khí nén hoặc argon làm môi trường tạo ra plasma. - Ở các nước công nghiệp phát triển người ta đã ứng dụng rất rộng rãi các máy hàn cắt bằng plasma. Phương pháp hàn cắt bằng kỹ thuật plasma có năng suất cao hơn 1,5 đến 2 lần so với kỹ thuật khí, chất lượng mối hàn, đường cắt cao hơn hẳn, sạch sẽ không gây ô nhiễm môi trường, không có nguy cơ gây nổ, đa năng linh hoạt dễ di chuyển, giảm chi phí vận hành 1,5 đến 3 lần, mau hoàn vốn. Các loại máy hàn, cắt dùng plasma có rất nhiều kiểu loại. - Nhiệt độ của plasma rất cao cho phép cắt với chiều dày kim loại lớn, có thể cắt mọi kim loại và hợp kim. 3.2. Kỹ thuật cắt kim loại bằng hồ quang plasma khí nén - Do công suất lớn và tốc độ nung chảy cao, vận tốc cắt lớn nên khi cắt phải có compa và thước làm dưỡng tránh lệch đường vạch dấu - Năng lượng cột plasma lớn nến khi cắt từ trong ra không cần khoan lỗ như cắt khí a. Cắt tiếp xúc Khi cắt vật liệu tấm mỏng có chiều dày nhỏ hơn 9 ÷ 12mm, tốt nhất là sử dụng bép cắt loại “S”. Góc độ thích hợp của mỏ cắt với tấm cắt là 900 ± 50 Hình 3.4. Cắt đường thẳng Hình 3.5. Cắt đường tròn bằng compa 152 - Bấm công tắc trên mỏ sẽ phát sinh hồ quang dẫn sau 1,5s - Đưa đầu bép cắt cách điểm bắt đầu cắt khoảng 1 ÷ 3mm, khi đó hồ quang plasma sẽ phát sinh - Để bép cắt tiếp xúc với bề mặt cắt theo đường vạch dấu một cách nhẹ nhàng và tiến hành di chuyển mỏ cắt - Khi cắt gần đến điểm cuối đường cắt, nhấc đầu bép cắt lên cách tấm khoảng 1 ÷ 3mm và tiếp tục cắt đến hết đường cắt. Nếu bấm công tắc mỏ cắt khi mỏ cắt tiếp xúc vuông góc với tấm cắt thì khí nén sẽ không thổi ra ngoài được và hồ quang sinh ra đốt cháy bên trong bép cắt. Vì lý do đó nên phải bấm công tắc trước khi cho bép cắt tiếp xúc với vật cắt và cho đầu bép cắt tiếp xúc nhẹ nhàng với bề mặt tấm cắt. Tốc độ cắt chính xác thì hồ quang plasma thổi nhẹ nhàng. Nếu tốc độ cắt lớn sẽ xảy ra hiện tượng thổi ngược lại, còn khi tốc độ cắt chậm thì sẽ làm kim loại trên bề mặt tấm cắt bị chảy nhiều. b. Cắt không tiếp xúc bằng tay Khi cắt các tấm có chiều dày lớn hoặc trung bình (lớn hơn 9mm) cần điều chỉnh mỏ cắt sao cho khoảng cách giữa đầu bép cắt với bề mặt tấm cắt từ 2 ÷ 4mm. Sử dụng bép cắt loại “H”, các bước thực hiện như cắt không tiếp xúc. hå quang dÉn 1 ÷ 3 hå quang plasma c¾t tiÕp xóc hå quang dÉn 2 ÷ 4 hå quang plasma c¾t kh«ng tiÕp xóc Hình 3.6. Sơ đồ cắt tiếp xúc Hình 3.7. Sơ đồ cắt không tiếp xúc 153 c. Cắt tự động Với máy cắt plasma tự động người vận hành chỉ cần khai báo các thông số cần thiết như loại vật liệu, chiều dày vật liệu và chất lượng cắt các thông số còn lại máy sẽ tự nội suy và vận hành một cách tối ưu hóa. Tuy vậy một số trường hợp thành phần kim loại cắt không đúng tiêu chuẩn hoặc người cắt không biết chính xác dẫn đến việc khai báo sai làm ảnh hưởng tới quá trình cắt. Trong trường hợp này người vận hành có thể điều chỉnh một khoảng nhỏ thông số này để phù hợp với thực tế. Để chuẩn bị cho quá trình cắt người thợ có thể tham khảo bảng chế độ để tính toán phôi liệu và chuẩn bị dụng cụ thiết bị phù hợp 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167