Bài giảng Máy và thiết bị hàn 1

g cụ - Cách sử dụng 9 1.2.1 Kim hàn 9 1.2.2 Dây hàn 10 1.2.3 Mặt nạ hàn 10 1.2.4 Các loại dụng cụ khác 11 1.3 Máy hàn hồ quàng tay 11 1.3.1 Phân loại 11 1.3.2 Yêu cầu đối nguồn điện hàn 12 1.3.3 Máy phát điện hàn 12 1.3.3.1 Nguyên lý cấu tạo chung 12 1.3.3.2 Máy có cuộn khử từ nối tiếp 12 1.3.3.3 Máy có cực từ lắp rời 13 1.3.4 Máy hàn xoay chiều 14 1.3.4.1 Nguyên lý cấu tạo chung 14 1.3.4.2 Máy hàn xoay chiều có lõi thép di động 15 1.3.4.3 Máy hàn xoay chiều có cuộn dây di động 15 1.3.5 Máy nắn dòng hàn 16 1.3.6 Vận hành máy hàn 17 1.3.7 Bảo quản và sử lý sự cố máy hàn 17 2 Chương 2: Thiết bị hàn hồ quang tự động và bán tựđộng 20 32.1 Thiết bị hàn hồ quang TĐ - BTĐ 20 2.1.1 Khái niệm về công nghệ hàn hồ quang TĐ-BTĐ 20 2.1.2 Nguyên lý tự động hoá công việc hàn 20 2.1.3 Sự tự điều chỉnh chiều dài hồ quang 20 2.2 Thiết bị hàn dưới lớp thuốc 21 2.2.1 Các cơ cấu chính - sơ đồ hàn 21 2.2.2 Vận hành thiết bị 22 2.2.3 Giới thiệu một số máy hàn tự động dưới lớp thuốc 22 2.3 Thiết bị hàn trong môi trường khí 23 2.3.1 Thiết bị hàn MAG/MIG 23 2.3.1.1 Thiết bị và dụng cụ hàn MAG/MIG 23 2.3.1.2 Vận hành và bảo dưỡng thiết bị hàn MAG/MIG 27 2.3.1.3 Giới thiệu một số máy hàn MAG/MIG 30 2.3.2 Thiết bị hàn TIG 31 2.3.2.1 Thiết bị và dụng cụ hàn TIG 31 2.3.2.2 Bảo dưỡng và vận hành thiết bị hàn TIG 34 2.3.2.3 Giới thiệu một số máy hàn TIG 35 3 Chương 3: Thiết bị hàn điện tiếp xúc 39 3.1 Khái niệm, phân loại, các phương pháp hàn điện tiếpxúc 39 3.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động, cách vận hành một sốmáy hàn điện tiếp xúc 39 3.2.1 Máy hàn điểm 41 3.2.2 Máy hàn đường 42 3.2.3 Máy hàn tiếp xúc toàn phần 44 4 Chương 4: Thiết bị hàn và cắt khí 45 4.1 Khái niệm chung 45 4.1.1 Khái niệm về khí hàn 45 4.1.2 Các thiết bị hàn khí 45 4.2 Chai khí 45 4.2.1 Chai ôxy 45 4.2.2 Chai axetylen 46 44.3 Bình sinh khí axetylen 46 4.3.1 Bình sinh khí kiểu tưới nước 46 4.3.2 Bình sinh khí kiểu nhúng nước 47 4.4 Mỏ hàn - Mỏ cắt khí 48 4.4.1 Mỏ hàn khí 48 4.4.2 Mỏ cắt khí 48 4.5 Các thiết bị khác 49 4.5.1 Van giảm áp 49 4.5.2 Bình ngăn lửa tạt lại 50 4.5.3 Ống dẫn khí và thiết bị ghép nối với ống dẫn khí 50 4.5.4 Thiết bị an toàn 52 4.6 Thiết bị cắt hồ quang plasma khí nén 53 4.6.1 Khái niệm về hồ quang plasma 53 4.6.2 Các thiết bị cắt hồ quang plasma khí nén 54 4.7 An toàn trong hàn và cắt bằng khí O2+ C2H2 56 5LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay có rất nhiều các loại máy hàn phụ vụ rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất, đặc biệt là trong ngành xây dựng và đóng tàu thủy. Do sự phát triển không ngừng của khoa học và công nghệ cho nên máy hàn và thiết bị hàn cũng phát triển theo. Cho đến nay có rất nhiều loại máy và thiết bị hàn ra đời đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn sản xuất và đời sống. Trường Cao Đẳng Công Nghiệp Và Xây Dựng biên soạn giáo trình: “Máy - Thiết Bị Hàn” nhằm cung cấp cho học sinh và sinh viên các kiến thức về thiết bị và dụng cụ hàn hồ quang tay, hàn tự động và bán tự động, hàn điện tiếp xúc, hàn khí, cắt kim loại. Đây là tài liệu phục vụ cho công tác giảng dạy của giáo viên và học tập của học sinh, sinh viên. Nhằm góp phần vào việc đào tạo đội ngũ công nhân, kỹ thuật viên có trình độ cao trong thời kỳ hội nhập kinh tế thế giới của đất nước ta. Khi biên soạn giáo trình tôi đã cố gắng cập nhập những kiến thức mới có liên quan đến môn học và phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp trong sản xuất, để giáo trình có tính thực tế cao. Tuy nhiên tôi đã có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình chắc chắn không tránh khỏi những khiếm khuyết. Bởi vậy rất mong nhận được nhiều sự góp ý của bạn đọc, để khi tái bản lần sau có chất lượng tốt hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ: Khoa Cơ Khí Trường Cao Đẳng Công Nghiệp Và Xây Dựng Phương Đông - Uông Bí – Quảng Ninh Điện thoại của tác giả: 01686 235 566 Hòm thư điện tử của tác giả: phamtuan2009xd@gmail.com 6CHƯƠNG 1 DỤNG CỤ, THIẾT BỊ HÀN HỒ QUANG TAY 1.1. Khái niệm chung 1.1.1. Giới thiệu chung về dụng cụ thiết bị hàn a.Thiết bị hàn + Máy hàn: - Máy hàn một chiều: Sử dụng dòng điện một chiều. - Máy hàn xoay chiều: Sử dụng dòng điện xoay chiều.  Máy tạo ra nguồn điện cung cấp cho việc hình thành và duy trì hồ quang hàn. + Thiết bị an toàn: - Thiết bị chiếu sáng: Ánh nắng mặt trời, bóng điện, - Hệ thống thông gió: Quạt, gió tự nhiên, + Bảo hộ lao động: Găng tay da, ủng da, dây bảo hiểm, kính bảo hộ, bình thở ôxi, mặt nạ phòng độc, b. Dụng cụ hàn - Kìm hàn: Để kẹp que hàn - Mặt nạ hàn: Bảo vệ mắt và da mặt - Tấm chắn hồ quang: Làm bằng cao su, có màu đen. - Dây cáp hàn: Dẫn điện - Bàn, ghế hàn: Được chế tạo đặc biệt, có các thiết bị gá lắp và điều chỉnh được độ cao,.. - Các dụng cụ khác: Búa gõ xỉ, bàn chải sắt, đục, búa, kìm, Hình 1.1: Máy hàn hồ quang tay Hình1.2: Buồng hàn 7Hình 1.3: Các dụng cụ và thiết bị bảo hộ nghề hàn 8Hình 1.7: Máy khoan Hình 1.6: Máy cắt Hình 1.4: Các dụng cụ vạch dấu Hình 1.5: Máy mài 91.1.2. Hồ quang hàn - Một số tính chất của nó a. Khái niệm về hồ quang hàn + Tính chất hồ quang hàn - Ánh sáng mạnh. - Nguồn nhiệt lớn. + Một số đặc tính của hồ quang hàn b. Đường đặc tính tĩnh của hồ quang + Vùng I: - Ih < 100 A. - Uh  còn Ih do tiết diện ngang của cột hồ quang tăng. Uh (V) Ih (A) Lhq dài Lhq Hình 1.8: Hồ quang hàn Hình 1.9: Đường đặc tính tĩnh của hồ quang Hồ quang hàn là hiện tượng phóng điện mạnh và liên tục trong môi trường khí (môi trường khí phải dẫn điện) giữ hai điện cực trái dấu. 10 - Tính dẫn điện tăng. + Vùng II: - Uh= const.- Tiết diện cột hồ quang tăng tỷ lệ thuận với sự tăng dòng điện hàn. Làm cho mật độ dòng điện trong cột hồ quang hầu như không thay đổi. + Vùng III: - Ih . - Diện tích tiết diện ngang của cột hồ quang hầu như không tăng. c. Đường đặc tính của nguồn hàn - Ih tăng thì Uh giảm.- Ih giảm thì Uh tăng. d. Mối quan hệ giữa đường đặc tính tĩnh của hồ quang và đường đặc tính của nguồn hàn - Hai đường đặc tính cắt nhau ở A và B. - Tại A có Ih nhỏ, điểm A được gọi là điểm gây hồ quang. - Tại B có Ih lớn, hồ quang cháy ổn định,điện áp hàn thấp. 1.2. Dụng cụ hàn và cách sử dụng 1.2.1. Kìm hàn + Cấu tạo: 1. Dây cáp 2. Tay cầm 3. Đầu kẹp que hàn + Yêu cầu kìm hàn: - Đầu kẹp que hàn phải chắc chắn và dễ tháo lắp que hàn. - Cách điện và các nhiệt tốt. - Trọng lượng < 0,5 kg. Hình 1.12: Kìm hàn Ih (A) Uh (V) Uo Io Hình 1.10: Đường đặc tính của nguồn hàn B Uh (V) Ih (A) A Hình1.11: Mối quan hệ giữa đường đặc tính tĩnh của hồ quang và đường đặc tính tĩnh của nguồn hàn 11 + Các sử dụng: - Trước khi hàn phải kiểm tra chỗ tiếp xúc giữa kìm hàn với dây cáp điệnvà kiểm tra đầu kẹp que hàn trước khi hàn. - Trong khi hàn cầm kìm hàn ở tay thuận và trong quá trình làm việc luôn luôn để kìm hàn ở vị trí tay thuận. - Kết thúc quá trình hàn phải để đúng nơi quy định.  Chú ý: - Không được vứt, quăng kìm hàn bừa bãi nơi làm việc. - Không để kìm hàn tiếp xúc với vật hàn lâu, trong khi máy hàn vẫn hoạt động. 1.2.2. Mặt nạ hàn + Cấu tạo: 1. Kính 2. Tay cầm 3. Tấm nhựa bảo vệ + Yêu cầu: - Bảo vệ mắt và da mặt. - Dễ quan sát vũng hàn. + Các sử dụng: - Trước khi hàn phải kiểm tra độ tối của kính.  Cách chọn độ tối của kính phụ thuộc vào cường độ dòng điện hàn: Ih < 40 A thì chọn độ tối của kính số 9Ih = (40 ÷ 80) A thì chọn độ tối của kính số 10Ih = (80 ÷ 175) A thì chọn độ tối của kính số 11Ih = (175 ÷300) A thì chọn độ tối của kính số 12- Trong khi hàn phải đưa sát mặt nạ hàn vào mặt. - Khi hàn xong phải đặt đúng vị trí qui định.  Chú ý: - Không được vứt, quăng mặt nạ hàn bừa bãi nơi làm việc. - Không để mặt nạ hàn phần có kính tiếp xúc với đất. 1.2.3. Dây cáp hàn + Cấu tạo: 1. Đầu bắt ốc 2. Dây cáp Đầu bắt ốc được làm bằng đồng. Dây cáp vỏ làm bằng cao su, lõi làm bằng các sợi đồng nhỏ. + Yêu cầu: - Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. + Cách sử dụng: - Kiểm tra dây cáp hàn trước khi hàn. 1.2.4. Các dụng cụ khác + Búa gõ xỉ: - Một đầu nhọn, một đầu tẹt (hình vẽ) - Đầu búa được làm bằng thép đã tôi cứng. Hình 1.14: Dây cáp hàn 1 2 Hình 1.13: Mặt nạ hàn 31 2 Hình 1.15: Búa gõ xỉ 12 + Bàn chải sắt: - Dùng để làm sạch bề mặt thép trước và sau khi hàn. + Các loại thước: Thước lá, thước dây, thước vuông (để chỉnh góc vuông giữa hai chi tiết khi gá đính), + Các loại máy cắt: Máy cắt thép bằng tay, máy cắt thép bằng đá, + Các loại vạch dấu: Để vẽ trước khi cắt và khoan chi tiết. + Các loại đồ gá: Gá ống tròn, gá khung, + Các loại máy khoan,. + Các loại búa,. 1.3. Máy hàn hồ quang tay 1.3.1. Phân loại a. Máy hàn một chiều - Máy phát điện hàn: Là loại máy phát điện tạo ra dòng điện một chiều. - Máy nắn dòng hàn: Là loại máy biến áp chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều để hàn. b. Máy hàn xoay chiều - Máy nắn dòng hàn. - Máy hàn một trạm: Là loại máy biến áp chỉ cấp điện cho một kìm hàn. - Máy hàn nhiều trạm: Là loại máy biến áp cấp điện cho nhiều kìm hàn. 1.3.2. Yêu cầu đối với nguồn điện hàn + Điện áp không tải của máy Uo phải đủ để gây hồ quang, nhưng không gâynguy hiểm cho người sử dụng. - Đối với nguồn điện một chiều: Uo = (30÷ 55) V Uh =(16÷ 35) V - Đối với nguồn điện xoay chiều: Uo = (55÷ 80) V Uh =(25÷ 45) V + Máy hàn phải có đường đặc tính: - Ih tăng thì Uh giảm.- Ih giảm thì Uh tăng. + Máy hàn phải có dòng điện ngắn mạch Io không quá lớn: Io ≤ (1,3 ÷ 1,4). Ih.+ Máy hàn phải điều chỉnh được với nhiều loại chế độ hàn khác nhau. + Máy hàn phải có kích thước và khối lượng càng nhỏ càng tốt, có hệ số công suất hữu ích cao, giá thành rẻ, dễ sử dụng, bảo hành và sửa chữa. 1.3.3. Máy phát điện hàn a. Nguyên lý cấu tạo chung - Cho cơ năng của động cơ sơ cấp tác dụng vào thanh dẫn một lực cơ học Fcơ.- Thanh dẫn sẽ chuyển động với vận tốc V trong từ trường nam châm N – S. - Trong thanh dẫn sẽ xuất hiện một suất điện động cảm ứng e. - Nếu nối hai cực của thanh dẫn điện trở R (tải). Ih (A) Uh (V) Uo Io Hình 1.16: Đường đặc tính của nguồn hàn Hình 1.17: Nguyên lý máy phát điện hàn N S R U Fcơ Fđt i i e 13 - Thì dòng điện i chạy trong thanh dẫn sẽ cung cấp điện cực cho tải. - Nếu bỏ qua điện trở của thanh dẫn thì điện áp đặt vào tải u = e  Công suất điện máy phát: Pđ = u.i = e.i.- Dòng điện i nằm trong từ trường sẽ chịu tác dụng của lực điện từ Fđt.- Khi máy quay với vận tốc không đổi thì lực điện từ cân bằng với lực cơ học của động cơ sơ cấp: Fcơ = Fđt.  Kết luận: Như vậy cơ năng đã biến đổi thành điện năng. b. Máy hàn có cuộn khử từ mắc nối tiếp + Khi máy chạy không tải: - Khi đó cuộn kích từ 1 có điện thế U = const và rôto quay. - Từ thông 1 do cuộn kích từ sinh ra lúc đó xuất hiện một suất điện động cảm ứng E. Vì chưa gây hồ quang nên mạch ngoài có thể đo được trị số là Uo,Uo = E.+ Khi gây hồ quang: - Trong cuộn khử từ 2 và cuộn dây rôto có dòng điện chạy qua. Làm xuất hiện một từ thông 2 ở cuộn dây khử từ nhưng có chiều ngược lại 1. - Khi Ih tăng thì 2 tăng làm từ trường tổng giảm dẫn đến Uh giảm. - Khi Ih giảm thì 2 giảm làm từ trường tổng tăng dẫn đến Uh tăng. + Cách điều chỉnh dòng điện hàn: - Điều chỉnh lượng từ thông 1 bằng cách điều chỉnh biến trở mắc nối tiếp với cuộn kích từ 1. Nếu tăng biến trở thì 1 giảm  E giảm Ih giảm. Nếu giảm biến trở thì 1 tăng  E tăng Ih tăng. - Điều chỉnh lượng từ thông 2 bằng cách thay đổi vị trí của chổi than dẫn đến thay đổi điện áp ra của máy, từ đó thay đổi Ih. Di chuyển chổi than theo chiều quay của rôto thì Ih giảm.Di chuyển chổi than theo chiều ngược chiều quay của rôto thì Ih tăng. Hình 1.18: Sơ đồ nguyên lý máy phát điện hàn có cuộn khử từ mắc nối tiếp 1 2 21 U = const Stato Rôto 14 c. Máy phát điện hàn có cực từ lắp rời + Cấu tạo: - Có 4 cực từ được bố trí làm hai cặp xen kẽ nhau trên stato. - Trên các cặp từ có quấn các cuộn dây kích thích. - Cuộn dây kích thích thứ nhất quấn trên cặp cực S1N1 làm việc ở chế độbão hòa từ. - Cuộn dây kích thích thứ hai quấn trên cặp cực S2N2 làm việc ở chế độ không bão hòa từ. - Trên rôto có lắp 3 chổi than A, B, C (A,B là chổi than chính, C là chổi than phụ). - Cặp cực A, C cấp điện cho các cuộn dây kích thích. + Điều chỉnh cường độ dòng điện hàn bằng cách: - Lắp một biến trở nối tiếp với các cuộn dây kích thích. - Lắp một tay nắm, để thay đổi vị trí của chổi than. + Khi máy chạy không tải: - Rôto của máy chưa có dòng điện chạy qua. Lúc này Uo = E.+ Khi hàn: - Trên rôto sinh ra một dòng từ thông mới chống lại từ thông sinh ra nó, làm giảm từ thông tổng của máy. Dẫn tới giảm điện áp của máy. - Chiều dài hồ quang (Lhq) lớn thì Uh tăng. - Chiều dài hồ quang (Lhq) nhỏ thì Uh giảm.+ Lúc ngắn mạch: - Điện thế của máy giảm gần bằng không nên ta phải hạn chế. S1 N1 S N A B C Stato Rôto Hình 1.19: Sơ đồ nguyên lý máy phát điện hàn có cực từ lắp rời 15 1.3.4. Máy hàn xoay chiều a. Nguyên lý cấu tạo chung máy biến áp hàn hồ quang tay - Cấu tạo của máy biến áp gồm: Lõi thép và dây cuốn. (hình 10)  Lõi thép được làm bằng lá thép kỹ thuật dày 0,3 ÷ 0,5 mm, hai mặt sơn cách điện, và được ghép lại với nhau tạo thành lõi thép. Lõi thép được chia làm hai phần: (hình 11) 1.Phần trụ là nơi để đặt cuộn dây, 2.Phần gông là phần khép kín mạch từ giữa các trụ.  Dây cuốn được làm bằng đồng hoặc nhôm có tiết diện tròn hoặc hình chữ nhật, bên ngoài dây dẫn có lớp cách điện. + Nguyên lý chung: - Máy biến áp hàn là thiết bị điện từ tĩnh. - Làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp của hệ thống dòng điện xoay chiều, nhưng vẫn giữ nguyên tần số. - Hệ thống đầu vào máy biến áp (khi chưa biến đổi): U1, I1, tần số f.- Hệ thống đầu ra máy biến áp (khi đã biến đổi): U2, I2, tần số f.- Đầu vào của máy biến áp nối với nguồn điện được gọi là sơ cấp. - Đầu ra nối với tải ( kìm hàn, vật hàn) gọi là thứ cấp. Thông số sơ cấp được ký hiệu: Thông số thứ cấp được ký hiệu: Số vòng dây sơ cấp w1.Dòng điện điện sơ cấp I1.Điện áp sơ cấp U1. Công suất sơ cấp P1. Số vòng dây thứ cấp w2.Dòng điện điện thứ cấp I2.Điện áp thứ cấp U2.Công suất thứ cấp P2. - Nếu điện áp thứ cấp lớn hơn điện áp sơ cấp gọi là máy biến áp tăng áp. - Nếu điện áp thứ cấp nhỏ hơn điện áp sơ cấp gọi là máy biến áp giảm áp. - Máy biến áp hàn hồ quang tay chủ yếu là máy biến áp giảm áp (chuyển từ điện áp cao xuống điện áp thấp. Nên số vòng dây ở cuộn sơ cấp thường lớn hơn số vòng dây ở cuộn thứ cấp). - Quan hệ giữa điện áp, dòng điện và số vòng dây như sau: 2 1 1 2 2 1 n n I I U U  Hình 1.20: Máy biến áp U1 I1 U2 I2 W1 W2 Hình 1.21: Cấu tạo lõi thép 1 2 16 b. Máy hàn xoay chiều có lõi thép di động - Giữa hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp đặt một lõi thép di động. - Để tạo ra sự phân nhánh từ thông sinh ra trong lõi thép của máy.  Nếu khe hở a lớn: - Tạo ra khoảng không khí lớn. - Từ thông qua lõi thép di động nhỏ. - Dòng điện trong mạch hàn sẽ lớn.  Nếu khe hở a nhỏ: - Tạo ra khoảng không khí nhỏ. - Từ thông qua lõi thép di động lớn. - Dòng điện trong mạch hàn sẽ nhỏ. c. Máy hàn xoay chiều có cuộn dây di động - Dựa trên nguyên lý thay đổi vị trí tương đối của các cuộn dây với nhau, sẽ làm thay đổi khoảng hở từ thông giữa chúng. - Tức là sẽ làm thay đổi trở kháng giữa các cuộn dây và làm thay đổi dòng điện hàn theo ý muốn. - Khe hở a lớn: Có cường độ dòng điện nhỏ. - Khe hở a nhỏ: Có cường độ dòng điện lớn. Hình 1.22: Nguyên lý máy hàn xoay chiều có lõi thép di động U1 I1 U2 I2 a W2W1 Hình 1.23: Nguyên lý máy hàn xoay chiều có cuộn dây di động U1 I1 U2 I2a W2 W1 17 1.3.5. Chỉnh lưu hàn + Cấu tạo: - Máy biến áp. - Mạch chỉnh lưu dòng xoay chiều thành dòng một chiều. + Sơ đồ nguyên lý chung: Điện vào AC (xoay chiều)  Biến áp  Điều khiển  Chỉnh lưu  Điện ra DC (một chiều). - Sơ đồ nguyên lý máy hàn chỉnh lưu một pha: (hình 1.24) - Sơ đồ nguyên lý máy hàn chỉnh lưu ba pha: (hình 1.25) 1.3.6. Vận hành máy hàn a. Trước khi hàn - Kiểm tra tình trạng máy hàn. - Đấu đầu dây điện vào máy hàn (do người thợ điện thực hiện). - Đấu đầu dây hàn (đúng và chắc chắn). AC DC AC AC DC DC AC DC Chỉnh lưu nửa bước sóng Chỉnh lưu cả bước sóng Chỉnh lưu nửa bước sóng Chỉnh lưu cả bước sóng AC Biến áp Điều khiển Chỉnh lưu DC AC Biến áp  Điều khiển Chỉnh lưu DC Hình 1.24 Hình 1.25 18 - Điều chỉnh cường độ dòng điện hàn phù hợp với công việc hàn. - Mở máy. - Cho máy chạy ổn định rồi mới hàn (từ 1 đến 3 phút). b. Trong khi hàn - Không để xẩy ra hiện tượng chập mạch trong thời gian dài. - Quan sát máy hàn nếu có sự cố (tiếng kêu lạ, mùi khét,) cần ngắt cầu dao ngay để máy ngừng hoạt động. c. Sau khi hàn - Tắt máy. - Ngắt công tắc, cầu dao nguồn. - Vệ sinh máy hàn. - Bàn giao máy cho người có trách nhiệm quản lý. 1.3.7. Bảo quản và xử lý sự cố máy hàn a. Bảo quản máy hàn hồ quang - Đặt máy hàn ở nơi khô ráo, thông gió. Máy đặt phải vững vàng, chắc chắn. - Khi đấu máy với lưới điện phải đúng (dòng điện một chiều hay xoay chiều, máy hàn một pha hay ba pha). - Khi điều chỉnh dòng điện nên điều chỉnh lúc máy không hoạt động . - Không nên sử dụng dòng điện hàn quá mức quy định ghi trên vỏ máy. - Thường xuyên kiểm tra chỗ tiếp xúc ở máy hàn và kiểm tra chỗ cách điện. - Vệ sinh máy hàn thường xuyên, không dùng vải để lau cuộn dây, phải dùng khí nén để thổi bụi. - Đối với máy phát điện cần thường xuyên kiểm tra chổi than với cổ cóp điện. - Tại những nơi ổ quay, ổ trượt, cơ cấu vít chỉnh phải bôi dầu mỡ thường xuyên. - Thường xuyên kiểm tra dây tiếp đất ở vỏ máy. - Khi máy gặp sự cố phải lập tức cho máy ngừng hoạt động và báo ngay cho người có trách nhiệm sửa chữa. b. Xử lý sự cố máy hàn hồ quang tay  Máy phát điện hàn một chiều + Mô tơ của máy hàn điện một chiều quay ngược - Nguyên nhân: Đấu sai đầu dây ở lưới điện (mô tơ ba pha) - Khắc phục: Đấu lại hai đầu dây trong ba đầu dây. + Sau khi mở máy, tốc độ quay của mô tơ chậm và có tiếng kêu ung ung. - Nguyên nhân: Một trong ba cầu chì của ba pha bị cháy. Cuộn dây trong stato của mô tơ điện bị đứt. - Khắc phục: Thay cầu chì, cuốn lại cuộn dây trong stato. + Máy hàn một chiều quá nóng - Nguyên nhân: Máy hàn qua tải. Cuộn dây rôto của máy phát điện chập mạch. Cổ cóp điện bị chập mạch. Cổ cóp điện không sạch sẽ. - Khắc phục: Ngừng máy hàn hoặc giảm cường độ dòng điện. Quấn lại cuộn dây. Sửa lại cổ cóp điện. 19 Lấy vải lau sạch cổ cóp điện. + Chổi than có tia lửa - Nguyên nhân: Chổi than tiếp xúc không tốt. Chổi than bị kẹt. - Khắc phục: Lau sạch mặt tiếp xúc. Điều chỉnh lại khe hở ở chổi than.  Máy hàn điện xoay chiều + Máy biến thế của máy hàn quá nóng. - Nguyên nhân: Máy hàn quá tải. Cuộn dây ở máy biến thế bị chập mạch. - Khắc phục: Ngừng hàn hoặc giảm cường độ dòng điện. Cuốn lại cuộn dây ở máy biến thế. + Chỗ nối của cuộn dây quá nóng - Nguyên nhân: Chỗ nối dây bị lỏng. - Khắc phục: Nối lại chỗ nối cho chắc chắn. + Dòng điện hàn lúc to lúc nhỏ - Nguyên nhân: Vật hàn tiếp xúc với dây cáp điện không tốt. Lõi thép di động hoặc cuộn dây di động bị dao động theo sự chấn rung của máy. - Khắc phục: Cho vật hàn tiếp xúc chắc chắn với dây cáp. Sửa lại phần di động của máy cho chắc chắn. + Máy hàn phát ra tiếng kêu lớn - Nguyên nhân: Vít hãm, lò xo, cơ cấu di động bị mòn. Cuộn dây bị chập mạch. - Khắc phục: Vặn chặt vít hãm, lò xo, cơ cấu di động. Sửa lại cuộn dây. + Vỏ ngoài của máy có điện - Nguyên nhân: Cách điện không tốt với vỏ ngoài của máy. - Khắc phục: Tìm nguyên nhân để cách điện cho tốt. 20 CHƯƠNG 2 THIẾT BỊ HÀN TỰ ĐỘNG – BÁN TỰ ĐỘNG 2.1. Thiết bị hàn hồ quang tự động – Bán tự động 2.1.1. Khái niệm về công nghệ hàn hồ quang tự động – Bán tự động a. Hàn hồ quang tự động - Hàn hồ quang tự động là phương pháp hàn hồ quang mà trong đó các chuyển động của dây hàn, dao động ngang của mỏ hàn và cách mồi hồ quang đều do máy thực hiện (robot hàn). b. Hàn hồ quang bán tự động - Hàn hồ quang bán tự động là phương pháp hàn hồ quang mà trong đó máy hàn đảm nhiệm một phần các công việc sau: Chuyển động của dây hàn, gây hồ quang hàn. Phần còn lại do con người thực hiện. Hình 2.1: a,Robot hàn; b, Tay máy robot hàn Hình 2.2: Thiết bị máy hàn MAG a, b,a, 21 2.1.2. Nguyên lý tự động hóa công việc hàn  Nguyên lý hoạt động của máy: - Khi đóng nguồn điện hàn động cơ 7 quay. - Động cơ 7 quay ổn định thì cần gạt ở khớp nối 6 đóng lại. - Hộp giảm tốc 5 làm việc và truyền chuyển động cho bộ phận ra dây hàn 3 tới vật hàn 1. - Khi cách vật hàn 1 một khoảng thích hợp hồ quang hình thành và được duy trì nhờ bộ phận ra dây hàn 3 nên dây hàn tiếp tục di chuyển xuống phía dưới  mối hàn được hình thành. - Đầu kẹp điện cực 2 sẽ di chuyển dọc trục mối hàn, để hàn hết đường hàn. 2.1.3. Sự tự điều chỉnh chiều dài hồ quang  Nguyên lý hoạt động của máy: - Khi đóng nguồn điện hàn, động cơ 7 quay. - Động cơ quay ổn định thì cần gạt ở khớp nối 6 đóng lại. Hình 2.3: Nguyên lý tự động hóa công việc hàn Hình 2.4: Sự tự điều chỉnh hồ quang 3 2 4 75 6 1 3 2 4 75 6 1  Trong đó: 1: Vật hàn 2: Đầu hàn 3: Bộ phận ra dây 4: Cuộn dây hàn 5: Hộp giảm tốc 6: Cần gạt 7: Động cơ 22 - Hộp giảm tốc 5 làm việc và truyền chuyển động cho bộ phận ra dây hàn 3 tới vật hàn 1. - Khi cách vật hàn một khoảng thích hợp hồ quang hình thành và được duy trì trong suốt quá trình hàn.  Để duy trì hồ quang trong suốt quá trình hàn thì máy hàn có sự tự điều chỉnh chiều dài hồ quang. Quá trình đó được thể hiện như sau: - Vd  VđcUh - Lhq ngắn Uh   Động cơ quay  Vd   Lhq ổn định (Lhq = 2mm ÷ 4mm). - Lhq dài Uh   Động cơ quay   Vd   Lhq ổn định (Lhq = 2 mm ÷ 4 mm). 2.2. Thiết bị hàn dưới lớp thuốc 2.2.1. Sơ đồ hàn và cơ cấu chính a. Sơ đồ hàn 1: Vật hàn 2: Xe hàn 3: Bộ phận cấp dây 4: Phễu cấp thuốc hàn 5: Máy hàn 6: Ray hàn 7: Đầu hàn b. Các cơ cấu chính - Bộ phận cấp dây và bộ phận điều khiển: Để gây hồ quang và ổn định hồ quang. - Cơ cấu chuyển dịch đầu hàn dọc theo trục mối hàn: Tạo ra chuyển động tương đối của chi tiết hàn với đầu hàn. - Phễu cấp thuốc hàn: Để cấp thuốc hàn trong quá trình hàn. - Nguồn điện hàn và các thiết bị điều khiển quá trình hàn. 2.2.2. Vận hành thiết bị + Trước khi hàn: - Đối với nguồn hàn: Kiểm tra tình trạng của máy, đấu đầu dây điện vào máy (do người thợ điện thực hiện), điều chỉnh cường độ dòng điện hàn. Hình 2.5: Sơ đồ thiết bị hàn dưới lớp thuốc 1 2 3 4 5 67 23 - Đối với xe hàn: Kiểm tra dây hàn (nếu thấy hết dây thì thay cuộn dây mới và luồn đầu dây vào đầu hàn. Điều chỉnh cường độ dòng điện hàn, tốc độ di chuyển xe, điện áp hàn. + Trong khi hàn: - Phải có ít nhất 2 người trở lên. - Quan sát máy hàn để chỉnh kim dẫn hướng ở đầu hàn, thay ray và đổ thuốc. - Nếu máy hàn gặp sự cố như có tiếng kêu lạ, có mùi khét, Thì phải tắt máy, ngắt cầu dao và báo cho người có trách nhiệm để quản lý. + Sau khi hàn: - Tắt máy. - Ngắt công tắc cầu dao nguồn. - Vệ sinh máy hàn. - Bàn giao máy hàn cho người có trách nhiệm quản lý. 2.2.3 Giới thiệu một số thiết bị hàn dưới lớp thuốc a. Máy hàn tự động dưới lớp thuốc – hãng LINCOLN b. Máy hàn tự động dưới lớp thuốc – hãng ESAB R3S325 SA800 DC1000 AC1200 Dòng hàn (A) 40  350 100  900 150  1300 200  1500 Định mức dòng hàn 325A/33V/80 % 750A/44V/100 % 100A/94V/100 % 1200A/44V/100 % Điện áp sơ cấp 415V/3 pha 415V/3 pha 415V/3 pha 415V/3 pha Tần số 50Hz 50Hz 50Hz 50Hz Trọng lượng (kg) 178 742 342 726 ORIGINA L150 ORIGINA L180 ORIGINA 180 ORIGINA L240 Mạch hàn sơ cấp 50 HZ 1 pha 1 pha 3 pha 3 pha Dòng hàn (A) 10 20 10 16/10 Điện áp hàn (V) 220 220 380 220/380 Dòng hàn MAX (A) 150 180 180 240 Thép Cacbon 0,6/0,8 0,5/0,8 0,6/0,8 0,6/10 Thép không gỉ 0,6/0,8 0,6/0,8 0,6/0,8 0,6/10 Nhôm 1,0 1,0 1,0 1,0 Trọng lượng (kg) 34 45 47 51 Kiểu máyĐặc tính kỹ thuật Kiểu máyĐặc tính kỹ thuật 24 2.3. Thiết bị hàn trong môi trường khí 2.3.1. Thiết bị hàn MAG/MIG a. Thiết bị và dụng cụ hàn MAG/MIG * Sơ đồ thiết bị hàn MAG/MIG b. Nguyên lý hàn MAG/MIG - Hàn hồ quang nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ (hàn MAG/MIG) là quá trình hàn nóng chảy trong đó nguồn nhiệt hàn được cung cấp bởi hồ quang tạo ra giữa điện cực nóng chảy và vật hàn. Hình 2.6: Sơ đồ thiết bị hàn MAG Hình 2.7: Nguyên lý hoạt động của máy hàn MAG/MIG 25 - Hồ quang và điện cực nóng chảy được bảo vệ trong môi trường khí CO2.c. Bộ phận cấp dây hàn Bộ phận cấp dây hàn kéo dây hàn từ cuộn và chuyển một cách đều đặn vào thiết bị ống dẫn để chuyển tới mỏ hàn. Tốc độ chuyển dây có thể điều chỉnh được (1÷18 m/phút) và được giữ cố định trong lúc hàn. + Nguyên lý hoạt động: Mô tơ quay làm cho pu-ly số 1 quay, đồng thời pu-ly số 2 quay tỳ vào dây hàn và đẩy dây hàn ra phía mỏ hàn. + Cách lắp dây hàn: - Đưa cuộn dây hàn vào trục đỡ sao cho khi kéo đầu cuộn dây về phía pu- ly số 1 thì cuộn dây có hướng quay ngược chiều kim đồng hồ. - Luồn dây hàn qua ống dẫn hướng 3. - Đặt dây hàn vào rãnh của pu-ly số 1 phù hợp với đường kính của dây hàn. - Luồn đầu dây qua ống dẫn hướng 4 và đẩy đầu dây ra khỏi ống một đoạn khoảng 10 mm. Để tạo điều kiện thuận lợi khi luồn dây hàn vào đường dẫn tới mỏ hàn. Chú ý khi lắp dây hàn: 1: Pu-ly dẫn hướng 2: Pu-ly di động 3,4: Ống dẫn hướng 5: Cuộn dây hàn 6: Dây hàn 7: Núm điều chỉnh tốc độ ra dây hàn Hình 2.8: Bộ phận tự động cấp dây hàn MAG/MIG Hình 2.9: Cuộn dây hàn bị lắp ngược chiều quay 26 d. Bộ phận báo chỉnh khí Trong đó: 1: Đồng hồ đo lưu lượng khí khi làm việc - Có tác dụng điều chỉnh chính xác lưu lượng khí ra mỏ hàn.  Cấu tạo: 1: Đồng hồ đo lưu lượng khí làm việc 2: Đồng hồ đo áp suất khí trong bình 3: Van điều chỉnh lưu lượng khí làm việc 4: Van điều chỉnh áp suất khí trong bình 5: Ống dẫn khí 6: Chai khí CO2  Nhiệm vụ: - Báo lượng khí còn ở trong bình. - Báo lượng khí lấy ra để hàn và giữ ổn định trong suốt quá trình hàn. Hình 2.11: Bộ phận báo chỉnh khí của máy hàn MAG/MIG Hình 2.10a: Dây hàn bị lắp sai rãnh trên pu-ly số 1 Hình 2.10b: Dây hàn lắp đúng trên pu-ly số 1 a, b, 27 - Đồng hồ có cấu tạo dạng ống đứng bằng nhựa trong suốt, có vạch chỉ lưu lượng khí từ 0 lít/ phút  25 lít/phút. - Việc điều chỉnh được thông qua một núm xoay, khi quay ngược chiều kim đồng hồ lưu lượng khí sẽ tăng lên và ngược lại. - Lưu lượng khí được xác định bởi viên bi có trong ống nhựa. - Khi có dòng khí đi qua viên bi sẽ bị đẩy lên, vị trí của viên bi nằm ở vạch của ống nhựa thì lưu lượng khí để hàn được xác định tại vị trí đó, đơn vị tính (lít/phút). - Công thức tính lưu lượng khí : A = 10. dây (lít/phút) Trong đó: A là lưu lượng khí khi làm việc dây là đường kính dây hàn - Tùy theo đặc điểm của từng mối hàn mà điều chỉnh núm xoay lưu lượng khí cho phù hợp. 2: Đồng hồ áp suất khí trong bình - Có tác dụng giảm áp lực khí nén trong bình, xuống áp lực thích hợp để hàn - Đồng hồ có núm xoay, khi xoay ngược chiều kim đồng hồ áp lực khí sẽ tăng lên và ngược lại. - Để xác định áp lực khí đã giảm ta quan sát kim đồng hồ: + Kim chỉ từ 1kg/cm2 đến 3kg/cm2 là áp lực khí thích hợp để hàn. + Kim chỉ từ 3kg/cm2 đến 6kg/cm2 là áp lực khí quá lớn. + Kim chỉ từ 0kg/cm2 đến 1kg/cm2 là áp lực khí quá nhỏ. e. Dây cáp hàn, ống dẫn dây hàn, khí hàn - Dây cáp hàn, ống dẫn dây hàn, khí hàn. Tất cả được bố trí trong ống mềm có đường kính 20 mm, chiều dài từ 3 m  5 m hoặc 5 m  20 m. - Một đầu được nối với bộ phận cấp dây, cấp khí còn đầu khí nối với mỏ hàn. - Bên trong ống đặt các đường dẫn dây hàn, khí hàn, dây cáp điện hàn như hình vẽ 2.12  Trong đó: 1: Dây hàn 2: Ống dẫn dây hàn 3: Các ống dẫn khí 4: Vỏ bọc trong 5: Dây các hàn 6: Vỏ bọc ngoài 7: Dây điều khiển Hình 2.12: Cấu tạo ống dẫn dây hàn, khí hàn 28 f. Mỏ hàn Trong đó: 1: Miệng phun - Miệng phun có tác tụng tạo thành một cột khí bao phủ xung quanh vùng hàn, bảo vệ cho mối hàn. 3: Ống tiếp xúc điện - Ống tiếp điện được chế tạo bằng đồng. - Ống tiếp điện được nối với cáp dây hàn chuyền dòng điện hàn vào dây hàn. 6: Công tắc - Công tắc được nối với ba dây điện để khống chế quá trình tự động cấp dây hàn, khí hàn. - Khi bấm và nhả công tắc sẽ có ba tác dụng đồng thời cùng một lúc ngắt hệ thống điện, ngắt hệ thống khí, ngắt hệ thống cấp dây hàn. Vận hành và bảo dưỡng thiết bị hàn MAG/MIG  Vận hành máy hàn MAG/MIG - Đấu nguồn điện:  Nối nguồn điện vào cuộn dây sơ cấp.  Nối mát với vật hàn. - Lắp dây hàn:  Lắp bộ phận cấp dây hàn  Lắp mỏ hàn - Nối khí:  Đặt bình khí lên giá (gần máy hàn).  Lắp đồng hồ giảm áp với chai khí.  Lắp ống dẫn khí ở máy hàn với đồng hồ. - Mở khí:  Mở van bình khí CO2.  Mở van giảm áp.  Mở đồng hồ đo lưu lượng khí ở áp suất làm việc. - Đóng điện: 1: Miệng phun 2: Vòi phun 3: Ống tiếp xúc điện 4: Miếng cách điện 5: Thân mỏ hàn 6: Công tắc Hình 2.13: Cấu tạo mỏ hàn MAG/MIG 29  Bật công tắc nguồn.  Bóp cò mỏ hàn, kết hợp quan sát đồng hồ để chỉnh lưu lượng khí.  Điều chỉnh lại lực tỳ ở Pu-ly di động cho phù hợp.  Chỉnh Ih, Vd cho phù hợp với chiều dày vật hàn.  Bảo dưỡng thiết bị hàn MAG/MIG + Kiểm tra mỏ hàn trước khi hàn: + Kiểm tra tình trạng lắp ghép của ống tiếp điện: + Làm sạch các hạt kim loại dính trong miệng phun: + Một số dạng hỏng ở thiết bị hàn MAG/MIG - Bánh xe đẩy dây bị trượt Lỗ phun khí Ống tiếp điện bị lỏng- Nếu ống tiếp điện bị lỏng, thì hồ quang sẽ không ổn định và truyền điện cho dây hàn không liên tục. - Nếu đầu ren của ống tiếp điện bị cháy hoặc lỏng thì chúng ta không phát hiện được khi quan sát từ bên ngoài. Bởi vậy ta phải kiểm tra ống tiếp điện trước khi hàn. Hình 2.15: Kiểm tra ống tiếp điện Hình 2.17: Bánh xe đẩy dây bị trượt - Trong quá trình hàn kim loại lỏng hay bán vào miệng phun. Bởi vậy ta phải liên tục làm sạch miệng phun. - Nếu ta không làm sạch miệng phun thì khí CO2 ra không đều dẫn đấn mói hàn bị rỗ khí. Miệng phun Các hạt kim loại Hình 2.16: Làm sạch hạt kim loại Hình 2.14: Kiểm tra mỏ hàn - Trong quá trình làm việc mỏ hàn bị va đập dẫn đến miệng phun bị méo, hoặc vòi phun khí bị vỡ. Nếu thấy hiện tương trên ta phải