Công nghệ hàn - Bài: Hàn tự động dưới lớp thuốc

U Trong những năm gần đây, với nhu cầu cơng nghiệp hố hiện đại hố dạy nghề đã cĩ những bƣớc tiến nhằm thay đổi chất lƣợng dạy và học, để thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học cơng nghệ trên thế giới, lĩnh vực cơ khí chế tạo nĩi chung và ngành Hàn ở Việt Nam nĩi riêng đã cĩ những bƣớc phát triển đáng kể. Chƣơng trình khung quốc gia nghề hàn đã đƣợc xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề đƣợc kết cấu theo các mơđun. Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật theo các mơđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay. Mơ đun 40: Hàn tự động dưới lớp thuốc là mơ đun đào tạo nghề đƣợc biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trình thực hiện, nhĩm biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu cơng nghệ hàn trong và ngồi nƣớc, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất. Mặc dầu đã cĩ nhiều cố gắng, nhƣng khơng tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận đƣợc sự đĩng gĩp ý kiến của độc giả để giáo trình đƣợc hồn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Tháng 12 năm 2011 Nhĩm biên soạn 3 MỤC LỤC Đề mục Trang I. Lời giới thiệu 2 II. Mục lục 3 III. Chƣơng trình mơ đun hàn tự động dƣới lớp thuốc 4 Vị trí, ý nghĩa, vai trị mơ đun Mục tiêu của mơ đun Nội dung mơ đun Yêu cầu về đánh giá hồn thành mơ đun IV. Nội dung mơ đun Bài 01: Những kiến thức cơ bản khi hàn tự động dƣới lớp thuốc (SAW) 7 Bài 02: Vận hành thiết bị hàn tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ 20 Bài 03: Hàn giáp mối vị trí 1G 22 Bài 04: Hàn mối hàn gĩc vị trí 2F 35 V. Tài liệu tham khảo 4 MƠ ĐUN HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC Mã mơ đun: MĐ40 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ đun: - Vị trí: Là mơn đun đƣợc bố trí cho ngƣời học sau khi đã học xong các mơn học chung theo quy định của Bộ LĐTB-XH và học xong các mơn học chuyên mơn nghề từ MH07 đến MĐ18. - Ý nghĩa, vai trị mơ đun: Là mơ đun cĩ vai trị quan trọng, ngƣời học đƣợc trang bị những kiến thức, kỹ năng hàn kim loại bằng phƣơng pháp Hàn tự động dƣới lớp thuốc để phục vụ sán xuất chế tạo các kết cấu quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhƣ: đĩng tàu, xây dựng, cầu đƣờng, sản xuất các chi tiết máy... Mục tiêu của mơ đun: - Trình bày đƣợc cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ; - Trình bày đƣợc kỹ thuật hàn dƣới lớp thuốc; - Nhận biết đƣợc các loại thuốc hàn, que hàn dùng trong hàn tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ; - Chuẩn bị đƣợc phơi hàn sạch, đúng kích thƣớc đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật; - Chọn đƣợc chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất của vật liệu và kiểu liên kết hàn; - Sử dụng đƣợc máy hàn tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ thành thạo; - Hàn đƣợc các mối hàn giáp mối, mối hàn gĩc, đảm bảo độ sâu ngấu, khơng rỗ khí ngậm xỉ, ít biến dạng; - Kiểm tra đánh giá đƣợc chất lƣợng mối hàn theo tiêu chuẩn; - Thực hiện tốt cơng tác an tồn và vệ sinh phân xƣởng. III. Nội dung của mơ đun: 1.Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Số TT Tên các bài trong mơ đun Thời gian Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra* 1 Những kiến thức cơ bản khi hàn tự động dƣới lớp thuốc (SAW) 20 19 0 1 5 Số TT Tên các bài trong mơ đun Thời gian Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra* 2 Vận hành thiết bị hàn tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ 4 1 3 0 3 Hàn giáp mối vị trí 1G 16 1 14 1 4 Hàn mối hàn gĩc vị trí 2F 16 1 14 1 5 Kiểm tra mơ đun 4 0 0 4 Cộng 60 22 31 7 6 Bài 01: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC (SAW) Mã bài: 26.1 Giới thiệu: - Những kiến thức cơ bản khi hàn tự động dƣới lớp thuốc (SAW) nhằm trang bị cho ngƣời học nắm đƣợc cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của máy hàn tự động dƣới lớp thuốc. - Hàn tự động dƣới lớp thuốc là phƣơng pháp hàn tự động mà hồ quang hàn, kim loại nĩng chảy đƣợc bảo vệ dƣới một lớp thuốc. Mục tiêu: - Trình bày đƣợc cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ; - Trình bày đƣợc thực chất, đặc điểm và cơng dụng của hàn SAW; - Trình bày đƣợc các loại thuốc hàn SAW, các loại dây hàn SAW; - Trình bày đƣợc các ảnh hƣởng của quá trình hàn SAW tới sức khoẻ cơng nhân hàn; - Liệt kê đƣợc các loại dụng cụ thiết bị dùng trong cơng nghệ hàn SAW; - Nêu đƣợc các khuyết tật trong mối hàn khi hàn SAW; - Nhận biết đƣợc các núm chức năng điều khiển máy nhƣ: điều chỉnh dịng hàn, điện áp hàn, tốc độ đẩy dây hàn; - Chọn đƣợc chế độ hàn SAW đảm bảo yêu cầu kỹ thuật; - Tuân thủ các quy đinh về an tồn lao động và vệ sinh phân xƣởng. 1.Thực chất, đặc điểm và cơng dụng của hàn SAW. Mục tiêu: - Trình bày được thực chất, nguyên lý đặc điểm và cơng dụng của hàn SAW; - Giải thích được nguyên lý của hàn SAW. - Áp dụng tốt vào thực tế sản xuất. 1.1.Thực chất. - Hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc SAW (Submergede Are Welding) cịn gọi là hồ quang chìm là quá trình hàn nĩng chảy mà hồ quang cháy giữa dây hàn và vật hàn dƣới lớp thuốc bảo vệ; 7 - Dƣới tác dụng nhiệt của hồ quang, mép hàn, dây hàn và một phần thuốc hàn sát hồ quang nĩng chảy tạo thành vũng hàn, dây hàn đƣợc đẩy vào vũng hàn bằng một cơ cấu đặc biệt với tốc độ phù hợp với tốc độ chảy của nĩ ; - Theo độ chuyển dịch của nguồn nhiệt (hồ quang), kim loại bể hàn sẽ nguội và kết tinh tạo thành mối hàn. Trên mặt vũng hàn và phần mối hàn đã đơng đặc hình thành lớp xỉ cĩ tác cĩ tác dụng tham gia vào quá trình luyện kim khi hàn, bảo vệ kim loại mối hàn khỏi bị tác dụng ơ xy hố mối hàn, giữ nhiệt cho mối hàn và sẽ tách khỏi bề mặt mối hàn sau khi hàn. Phần thuốc hàn chƣa bị nĩng chảy cĩ thể đƣợc sử dụng lại; Hình 1. Sơ đồ nguyên lý hàn dưới lớp thuốc SAW. (Submerged Arc Welding) Thuốc hàn cĩ tác dụng bảo vệ mối hàn, ổn định hồ quang, hợp kim hố kim loại mối hàn và bảo đảm mối hàn cĩ hình dạng tốt; Hàn hồ quang dƣới lớp thuốc cĩ thể đƣợc tự động cả hai khâu cấp dây vào vùng hồ quang và chuyển động hồ quang theo dọc trục mối hàn. Trong trƣờng hợp này đƣợc gọi là “Hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ”. Nếu chỉ tự động hố khâu cấp dây hàn vào vùng hồ quang, cịn khâu chuyển động hồ quang dọc Nạp trợ dung Bột trợ dung Xỉ Rắn Lỏng Kim loại nền Cơ cấu đưa dây Dây hàn Bép Kim loại mối hàn Vùng hồ quang Kim loại lỏng 8 theo trục mối hàn đƣợc thực hiện bằng tay đƣợc gọi là “Hàn hồ quang bán tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ”; - Hàn tự động và bán tự động dƣới thuốc cĩ thể ứng dụng dịng điện xoay chiều hoặc một chiều. Hàn với cực dƣơng (ngƣợc cực) cho độ ngấu lớn nhất, độ ngấu thấp nhất khi hàn với cực âm (thuận cực) và trung bình khi hàn với dịng xoay chiều. Với tốc độ chảy của dây hàn lớn nhất khi hàn dịng một chiều thuận cực và nhỏ nhất khi hàn ngƣợc cực. Chiều rộng của mối hàn khi hàn dịng một chiều thuận cực thay đổi ít hơn khi hàn ngƣợc cực; Khi hàn tự động dƣới thuốc dùng dây hàn từ 1,8 ÷ 6, cƣờng độ dịng điện từ 150A ÷ 1500A, điện thế từ 26V ÷ 46V. Khi hàn bán tự động dƣới thuốc dùng dây hàn từ 0,8 ÷ 2, cƣờng độ dịng điện từ 100A ÷ 500A, điện thế từ 22V ÷ 38V. 1.2. Đặc điểm: - Nhiệt lƣợng hồ quang rất tập trung và nhiệt độ rất cao cho phép hàn với tốc độ lớn. Vì vậy phƣơng pháp hàn này cĩ thể hàn những chi tiết cĩ chiều dày lớn mà khơng cần phải vát mép; - Chất lƣợng liên kết hàn cao do bảo vệ tốt kim loại mối hàn khỏi tác dụng của Ơxy và Ni tơ trong khơng khí xung quanh. Kim loại đồng nhất về thành phần hố học. Lớp thuốc và xỉ hàn làm liên kết nguội chậm nên ít bị biến dạng. Mối hàn cĩ hình dạng tốt, đều đặn, ít bị các khuyết tật nhƣ khơng ngấu, rỗ khí, nứt và bắn toé kim loại lỏng giảm đƣợc cơng làm sạch bề mặt vật hàn sau khi hàn; - Giảm tiêu hao vật liệu hàn (dây hàn); - Hồ quang đƣợc bao bọc kín bởi thuốc hàn nên khơng làm hại mắt và da của ngƣời thợ hàn. Điều kiện lao động tốt hơn, lƣợng khĩi (khí độc) sinh ra trong quá trình hàn là rất ít so với hàn hồ quang tay; - Giảm thời gian đào tạo thợ hàn; - Dễ cơ khí hố và tự động hố trong quá trình hàn. 1.3. Cơng dụng: - Hàn hồ quang tự động và bán tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực cơ khí chế tạo, cũng nhƣ trong sản xuất; - Hàn các kết cấu thép dạng tấm vỏ kích thƣớc lớn, các dầm thép cĩ khẩu độ và chiều cao, các ống thép cĩ đƣờng kính lớn, các bồn bể, các bình chịu áp lực và trong cơng nghiệp đĩng tàu v.v - Do vậy để hàn các kết cấu quan trọng từ thép hợp kim thấp và trung bình cần sử dụng dịng một chiều cực dƣơng. Hàn với cực âm ít đƣợc ứng dụng, trừ những trƣờng hợp đặc biệt (nhƣ hàn trên đệm đồng hoặc đệm đồng - thuốc); 9 - Tuy nhiên phƣơng pháp này chủ yếu đƣợc ứng dụng để hàn các mối hàn ở vị trí hàn bằng, các mối hàn cĩ chiều dài lớn và quỹ đạo khơng phức tạp; - Phƣơng pháp hàn hồ quang tự động và bán tự động dƣới lớp thuốc cĩ thể hàn đƣợc các chi tiết cĩ chiều dày từ vài mm đến hàng trăm mm. 2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy hàn SAW. Mục tiêu: - Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn SAW; - Giải thích được cơng dụng của các bộ phận trên máy hàn SAW. - Vận hành được máy hàn SAW đảm bảo đúng kỹ thuật và an tồn lao động. * Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy hàn SAW: Các bộ phận chính của thiết bị hàn - SAW (Submerged Arc Welding) của máy hàn đa năng DC 400. Máy hàn hàn tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ thƣờng đƣợc chế tạo chuyên dùng ít tính năng nhƣng ngày nay với sự phát trển của khoa học do yêu cầu sản xuất, máy hàn tự động dƣới lớp thuốc cịn đƣợc chế tạo đặc biệt. Sau đây giới thiệu máy hàn SAW (Submerged Arc Welding) DC 400 là máy hàn đa năng cĩ thể sử dụng các phƣơng pháp hàn điều chỉnh chế độ hàn cho: - Hàn tự động dƣới lớp thuốc (SAW) - Hàn hồ quang tay (SMAW). - Hàn dây lõi thuốc (FCAW) - Hàn trong mơi trƣờng khí trơ bảo vệ điện cực khơng chảy (TIG) H. a H.b H.c 10 TAY GẠT CHUYỂN ĐỔI PHƢƠNG PHÁP HÀN NÚM ĐIỀU CHỈNH CHẾ ĐỘ HÀN: SMAW/TIG BIỂU TƢỢNG – CHẾ ĐỘ HÀN: GTAW/ FCAW TAY GẠT - CHẾ ĐỘ HÀN SÂU NGẤU NÚM ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP/ DỊNG HÀN CÁP ĐIỀU KHIỂN CONTRON - LT7 ĐỒNG HỒ: V/A BIỂU TƢỢNG – CHẾ ĐỘ HÀN: SMAW/TIG BIỂU TƢỢNG – CHẾ ĐỘ HÀN: SAW Hình 2 Thiết bị máy hàn DC 400 - Hình – a . Máy hàn SAW – DC 400 - Hình – b . Đầu hàn LT 7 - SAW – DC 400 - Hình – c . Đầu hàn LN 25 – điện cưc chảy với dây lõi thuốc . Hình 3. Mối hàn tự động dưới lớp thuốc (Submerged Arc Welding). Trong thiết bị hàn tự động tốc độ nạp dây và chiều dài hồ quang, hành trình hồ quang, đƣợc điều khiển tự động. - Chi tiết cố định đầu hàn di chuyển dọc theo mối ghép. - Đầu hàn cố định chi tiết hàn dịch chuyển qua điểm hồ quang. Trong thiết bị bán tự động tốc độ nạp dây và chiều dài hồ quang đƣợc điều khiển tự động. điện cực đƣợc nạp qua ống mền đến mỏ hàn, sự điều chỉnh mỏ hàn theo hƣớng hàn do thợ hàn điều khiển bằng tay. - Nguồn điện. Hình 4: Nguồn điện hàn Bộ chỉnh lƣu điện áp DC khơng đổi, 600A dùng cho hàn bán tự động, cũng cĩ thể đƣợc dùng cho hàn tự động. Nếu cần dùng dịng điện cao hơn 600A cĩ thể mắc 11 song song 2 bộ chỉnh lƣu nêu trên, nhƣng thƣờng sử dụng bộ chỉnh lƣu DC 1200A, với chu kỳ tải 60% khi hàn dịng 1200A và 1000A ở chu kỳ tải 100%, tƣơng tự bộ DC 600A cĩ điện áp hồ quang khơng đổi dịng điện đƣợc xác định bằng tốc độ nạp dây, dịng điện ngắn mạch cao cho phép mồi hồ quang dễ dàng. - Xe hàn (Hình 5) xe cĩ 3 hoặc 4 bánh với động cơ dc và hộp giảm tốc, truyền động các bánh sau bằng ly hợp. Tốc độ xe hàn đƣợc điều khiển tự động, chiều hành trình đƣợc điều khiển bằng cơng tắc đảo chiều. Hình 5: Xe hàn - Bộ đầu hàn. (Hình 6 ) Bộ phận này gồm thiết bị làm thẳng dây và nạp dây, đƣợc thiết kế để làm thẳng dây khi đƣợc tháo ra từ cuộn dây đƣa vầo đầu hàn qua ống dẫn. Dây hàn đƣợc cung cấp thơng qua động cơ DC với bộ truyền động con lăn, hộp giảm tốc, con lăn nạp dây. Tốc độ của con lăn nạp dây đƣợc điều khiển bằng trên bộ điều khiển (0.1 – 7.5m/min). Phần dƣới của đầu hàn (ống dẫn hƣớng dây, ngàm kẹp giữ, ngàm kẹp tiếp điểm) cĩ thể xoay 90 0 . Chất trợ dung đƣợc đƣa vào phễu chứa qua ống mềm đến bộ phận phân phối. Bộ điều khiển Thanh dẫn hướng 12 H- a H-b - Hình – a. đầu hàn LT 7 - SAW – DC 400 - Hình – b. đầu hàn LN 25 – điện cưc chảy với dây lõi thuốc. Hình 6: Bộ đầu hàn Hình 7: Bộ điều khiển - Bộ điều khiển. (hình 7 ) Bao gồm các bộ phận. đồng hồ kỹ thuật để đo tốc độ xe hàn (m/min), vơlt, ampe kế, chiết áp kế để điều chỉnh tốc độ nạp dây và tốc độ xe, bộ điều chỉnh dây lên xuống, các cơng tắc điều khiển chế độ hàn. TAY GẠT CHẠY TỰ ĐỘNG/ TAY TAY GẠT CHẠY (OF ) NÚM ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ RA DÂY INCHES/MIN ĐỒNG HỒ (A/DC); V/DC NÚM ĐIỀU CHỈNH ĐỒNG HỒ A / DC NÚM ĐIỀU CHỈNH V/DC DÂY ĐI LÊN DÂY ĐI XUỐNG STOP NÚM START (KHỞI ĐỘNG) ON/ OFF PHỄU THUỐC HÀN KIM DẪN HƢỚNG BÁNH XE RULƠ DÂY HÀN 13 Hình 8: Đèn chiếu và kim dẫn hướng - Đèn chiếu và kim dẫn hướng. (Hình 8) Trong hàn SAW, thợ hàn khơng thể quan sát một cách chính xác vị trí hồ quang dọc theo đƣờng hàn, kim dẫn hƣớng đƣợc dùng để kiểm tra vị trí đầu hàn tƣơng ứng với đƣờng hàn, tuy nhiên kim dẫn hƣớng khơng hồn tồn chính xác do đĩ cĩ thể dùng đèn chiếu để quan sát dọc theo đƣờng hàn. Bộ phụ tùng này đƣợc lắp vào ổ cắm đặc biệt trên hộp biến áp. Hình 9. Chất trợ dung đĩng gĩi và bộ thu hồi chất trợ dung - Bộ thu hồi chất trợ dung. (Hình 9) Trong SAW chỉ một phần nhỏ chất trợ dung cung cấp cho đầu hàn bị nĩng chảy do nhiệt hồ quang, phàn cịn lại cũng cĩ thể giữ nguyên trạng thái, phần chất trợ dung dƣ đƣợc lấy ra bằng tay hoặc bằng thiết bị đặc biệt để tái sử dụng. chất trợ dung cĩ lẫn xỉ đƣợc hút bằng chân khơng vào thiét bị tách sơ cấp, xỉ đƣợc tách ra khỏi chất trợ dung bằng sàng sau đĩ chất trợ dung đƣợc đƣa vào bộ lọc kiểu vải để lọc lại chất trợ dung. - Thanh dẫn hướng. (Hình 6) Xe trƣợt chuyển động trên thanh này để hàn các đƣờng thẳng. 3. Vật liệu hàn SAW. Mục tiêu: - Giải thích được tính chất, ký hiệu và cơng dụng của các loại thuốc hàn hồ quang tự động; - Giải thích được tính chất, ký hiệu và cơng dụng các loại dây hàn hồ quang tự động dưới thuốc; - Sử dụng đúng các loại thuốc hàn đảm bảo kỹ thuật và an tồn. 3.1.Thuốc hàn. 14 Cĩ tác dụng bảo vệ vũng hàn, ổn định hồ quang, khử Ơxy, hợp kim hố kim loại mối hàn và đảm bảo liên kết hàn cĩ hình dạng tốt, xỉ dễ bong. F X X X (1) (2) (3) (4) (1) - F (FLUX): thuốc hàn. (2) - Độ bền kéo tối thiểu. (3) - Chỉ ra điều kiện nhiệt luyện. A - AsWelding: Nhƣ sau khi hàn. P - PWHT (Post Weld Heat Treatment): yêu cầu nhiệt luyện sau khi hàn. (4): Số chỉ thị minium khi thử impact test (thử va đập). Z : Khơng yêu cầu. 0 : 0 0 F (- 18 0 c) 2 : - 20 0 F (- 29 0 c) 4 : - 40 0 F (- 18 0 c) 5 : - 50 0 F (- 18 0 c) 6 : - 60 0 F (- 18 0 c) 8 : - 80 0 F (- 18 0 c) Thuốc hàn đĩng gĩi Khi hàn thép các bon thấp, thuốc hàn đƣợc sử dụng là loại thuốc hàn nung chảyAH-348A cĩ đặc tính axít (chứa 41÷44% SiO2, 34÷38%MnO, 6,5%CaO, 5÷7,5%MgO, 4,5%Al2O3, 4÷5,5%CaF2, 2%Fe2O3, 0,15%S, 0,12%P), kết hợp với dây hàn CB-08 cĩ hàm lƣợng các bon thấp. Theo tiêu chuẩn AWS A5.17-1980 thuốc hàn đƣợc ký hiệu kết hợp với dây hàn tƣơng ứng sao cho đạt đƣợc cơ tính cần thiết của kim loại mối hàn. Thuốc hàn đƣợc ký hiệu kết hợp với dây hàn nhƣ sau: FXXX – EXXX, trong đĩ chữ X đầu tiênlà chữ số cho biết độ bền kéo tối thiểu của kim loại mối hàn ki dùng với loại 15 thuốc hàn tƣơng ứng, bảng 3-1, chữ X thứ 2 cho biết điều kiện nhiệt luyện khi thử mẫu, chữ X thứ 3 cĩ thể là chữ Z hoặc số cho biết nhiệt độ thấp nhất ứng với giá trị thử độ dai va đập tối thiểu Bảng 3-1 Yêu cầu về cơ tính kim loại mối hàn – AWS A5.17-1980 Thuốc hàn-dây hàn Độ bền kéo, (Mpa) Giới hạn chảy tối thiểu, (Mpa) Độ dãn dài tƣơng đối, (%) F6XX-EXXX 415÷550 330 22 F7XX-EXXX 480÷650 400 22 3.2. Dây hàn AWS - Trong hàn hồ quang tự động và bán tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ, dây hàn là phần kim loại bổ sung vào mối hàn, đồng thời đĩng vai trị điện cực dẫn điện, gây hồ quang và duy trì sự cháy của hồ quang. Dây hàn thƣờng cĩ hàm lƣợng Các bon khơng quá 0,12 . Nếu hàm lƣợng Các bon cao dễ làm giảm tính dẻo và tăng khả năng xuất hiện nứt trong mối hàn. - Đƣờng kính dây hàn hồ quang tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ từ 1,6 ÷ 6 (mm), cịn đối với hàn hồ quang bán tự động dƣới lớp thuốc bảo vệ từ 0,8 ÷ 2 (mm). - Dây hàn đƣợc quấn thành các cuộn cĩ khối lƣợng từ 5 ÷ 80 kg E X X X K (1) (2) (3) (4) (1):– E (Electrode): Điện cực hàn (2): - Chữ cái chỉ hàm lƣợng Mangan L : Low Mn (Mangan thấp) M : Medium Mn (Mangan trung bình) H : High Mn ((Mangan cao) (3) : - Số chỉ hàm lƣợng Carbon (phần vạn) (4) : - K (killed): nếu cĩ, chỉ thị rằng thép dây hàn đƣợc khử silicon Khi hàn tự động dƣới lớp thuốc thƣờng sử dụng dây hàn cĩ đƣờng kính 3÷5mm, trong khi hàn bán tự động sử dụng dây hàn cĩ đƣờng kính từ 1,2 ÷ 2 mm. Với các kết cấu quan trọng cĩ thể sử dụng dây hàn CB-08ΓA hoặc dây hàn CB-10ΓA kết hợp với thuốc hàn nung chảy OCЦ-45 (chứa 38÷44%SiO2, 38÷44%MnO, 6,5% CaO, 2,5%MgO, 5,0% Al2O3, 6÷9%CaF2, 2%Fe2O3, 0,15%S, 0,15%P) Khi hàn thép các bon thấp thƣờng sử dụng dây hàn chứa ít tạp chất và chứa lƣợng nguyên tố khử ơxy cao hơn nhƣ dây CB-10ΓA, CB-10Γ2A. 16 Bảng 3-2 Quy định loại dây hàn theo tiêu chuẩn AWS A5.17-1980 Ký hiệu %C %Mn %Si %S %P %Cu Dây hàn cĩ hàm lƣợng mangan thấp EL8 0,1 0,25÷0,6 0,07 0,035 0,035 0,035 EL8K 0,1 0,25÷0,6 0,05÷0,15 0,035 0,035 0,035 EL12 0,05÷0,15 0,25÷0,6 0,07 0,035 0,035 0,035 Dây hàn cĩ hàm lƣợng mangan trung bình EM12 0,05÷0,15 0,8÷1,25 0,1 0,035 0,035 0,035 EM12K 0,05÷0,15 0,8÷1,25 0,1÷0,35 0,035 0,035 0,035 EM13K 0,05÷0,15 0,9÷1,4 0,35÷0,75 0,035 0,035 0,035 EM15K 0,05÷0,15 0,8÷1,25 0,1÷0,35 0,035 0,035 0,035 Dây hàn cĩ hàm lƣợng mangan cao EH14 0,05÷0,15 0,05÷0,15 0,1 0,035 0,035 0,35 4. Chế độ hàn SAW. Mục tiêu: - Trình bày được phương pháp chọn chế độ hàn hồ quang tự động dưới thuốc; - Chọn được chế độ hàn hồ quang tự động dưới thuốc theo các kiểu liên kết hàn và chiều dày vật hàn; - Đảm bảo tính tư duy sáng tạo trong học tập. * Hàn SAW chất lƣợng mối hàn đƣợc xác định bởi loại trợ dung và loại điện cực và các thơng số: cƣờng độ dịng hàn, điện áp hồ quang, tốc độ hành trình, kích cỡ điện cực, tốc độ cấp nhiệt - Dịng điện hàn. Dịng điện kiểm sốt tốc độ nĩng chảy của điện cực, và tốc độ kết tinh mối hàn, độ ngấu sâu và độ hịa tan kim loại hàn với kim loại nền. Khi dịng điện hàn 17 tăng nhiệt lƣợng hồ quang phát sinh tăng, nhiệt lƣợng chuyển đến vật hàn tăng, làm tăng độ sâu nĩng chảy. Đồng thời dịng điện hàn tăng nên lƣợng nĩng chảy của dây hàn tăng, nhƣng hồ quang chìm sâu vào trong kim loại vật hàn nên chiều rộng của mối hàn khơng tăng rõ rệt mà chỉ tăng chiều cao của mối hàn. Dịng điện hàn quá cao cĩ thể gây cháy thủng kim loại mỏng, bề mặt mối hàn khơng đều. Nếu dịng điện hàn quá thấp, độ sâu nĩng chảy nhỏ làm cho hồ quang cháy khơng ổn định độ ngấu khơng đủ. Do đĩ dịng điện phải lựa chọn phù hợp (thiết bị thƣờng cĩ am pe kế để điều chỉnh dịng hàn một cách chính xác). Hình 11 ảnh hưởng của cường độ dịng điện hàn. - Điện áp hàn. Điện áp hồ quang hay cịn gọi điện áp hàn là hiệu điện thế giữa đầu điện cực hàn và bề mặt vùng kim loại nĩng chảy, đƣợc đo bằng vơn kế trên máy hàn hay bộ phận xe hàn, điện áp hồ quang cĩ ảnh hƣởng nhất định đến hình dạng mối hàn. Hồ quang dài, điện thế hồ quang cao sức thổi của nĩ đến kim loại lỏng sẽ giảm bớt, do đĩ khi hàn điện thế hồ quang tƣơng đối cao thì độ sâu nĩng chảy cĩ hơi giảm bớt do hồ quang dài làm cho tính hoạt động của hồ quang tăng lên, nhƣ vậy chiều rộng vùng nĩng chảy sẽ tăng lên một cách rõ rệt, mà chiếu cao của mối hàn thì lại giảm xuống tƣơng ứng. Điều chỉnh tốc độ đƣa dây hàn cĩ thể làm thay đổi đƣợc điện thế hồ quang, tăng tốc độ cấp dây hàn thì điện thế hồ quang sẽ thấp, ngƣợc lại giảm tốc độ cấp dây hàn thì điện thế hồ quang sẽ cao. 18 Hình 12 ảnh hưởng của điện áp khi hàn. Điện áp tăng cao thì sẽ. - Tạo ra đƣờng hàn rộng và phẳng; - Tăng tiêu thụ chất trợ dung (thuốc hàn); - Mối hàn dễ bị rỗ khí; - Tăng sự hấp thụ các nguyên tố hợp kim từ chất trợ dung; - Gây rạn nứt mối hàn; - Khĩ loại bỏ xỉ khi hàn rãnh. Ngƣợc lại điện áp hồ quang quá thấp thì tạo ra đƣờng hàn nhơ cao và hẹp khĩ loại bỏ xỉ. - Đường kính dây hàn. hình 13 Đƣờng kính dây hàn chọn theo chiều dày tấm kim loại nền và kích cỡ mối hàn mong muốn. Khi đƣờng kính dây hàn tăng thì mặt cắt cột hồ quang tăng (đƣờng kính cột hồ quang tăng) cịn chiều sâu nĩng chảy thì giảm tƣơng ứng. Đƣờng kình dây hàn giảm thì hồ quang ăn sâu vào kim loại nền do đĩ mối hàn sẽ hẹp nhƣng sâu. Hình 13 - Tốc độ hàn. Đối với dịng điện hàn và hồ quang cho trƣớc, tăng tốc độ hồ quang hoặc tốc độ hành trình hồ quang sẽ làm giảm độ ngấu sâu, giảm độ bền mối hàn, giảm lƣợng nhiệt cung cấp cho một đơn vị chiều dài mối hàn. Tốc độ hàn quá cao xẽ làm giảm sự nĩng chảy giữa kim loại hàn và kim loại nền. Khi giảm tốc độ hàn, độ ngấu sâu và độ bền mối hàn sẽ tăng lên, nhƣng nếu tốc độ quá thấp độ ngấu sâu sẽ giảm, chất lƣợng mối hàn và bề mặt mối hàn sẽ giảm rõ rệt. 19 Hình 14: Ảnh hưởng của tốc độ hành trình khi hàn. - Tầm với điện cực. Khoảng cách giữa mối hàn và đầu điện cực, tạo thành nhiệt trở. Khoảng đầu điện cực tới vật hàn càng lớn, lƣợng nhiệt càng cao, do đĩ tốc độ hàn càng cao. Khoảng cách đầu điện cực tới vật hàn thƣờng là10 -15 (mm) cho các đƣờng kính điện cực 2,0; 2,4 và 3,2 mm.15 - 20 (mm) cho các đƣờng kính điện cực 4,0; 4,8; 5,6 mm. Tốc độ hàn cĩ thể tăng khoảng 25 – 50% bằng cách tăng khoảng đầu điện cực, nhƣng điều này ít đƣợc áp dụng trong cơng nghiệp. - Tốc độ cấp nhiệt. Tốc độ cấp nhiệt đƣợc tính tốn theo cơng thức. Trong đĩ : HIR – Tốc độ cấp nhiệt KJ/mm. V – Điện áp hồ quang A – Dịng điện hàn S – Tốc độ hành trình hồ quang mm/min Tốc độ cấp nhiệt cĩ ảnh hƣởng đối với cấu trúc vĩ mơ của mối hàn và cấu trúc vi mơ của vùng bị ảnh hƣởng nhiệt xung quanh mối hàn. 5. Các khuyết tật mối hàn SAW nguyên nhân và đề phịng. Mục tiêu: - Trình bày được các loại khuyết tật thường xảy ra khi hàn hồ quang tự đơng dưới thuốc; - Biết khắc phục các loại khuyết tật thường xảy ra khi hàn hồ quang tự đơng dưới thuốc; Tuy nhiên các khuyết tật mối hàn cĩ thể do phát sinh ở các quy trình và các thơng số (chế độ hàn) khơng chuẩn, ở đây chỉ trình bày một số khuyết tật từ những nguyên nhân khác: 5.1. Rỗ xốp. hình 15 a) Nguyên nhân: - Gỉ sắt, dầu mỡ, hơi ẩm trên bề mặt kẽ hàn. 1000* 60** S AV HIR 20 - Lớp trợ dung quá mỏng khi hàn cĩ thể nhìn thấy hồ quang. - Các tạp chất tồn tại trong chất trợ dung (do tái tạo) bị nhiễm bẩn - Chất trợ dung bị giữ lại ở phía dƣới đƣờng hàn đáy và mặt dƣới của mối ghép. - Hơi ẩm trong chất trợ dung . b) Biện pháp đề phịng: - Triệt để làm sạch mối ghép trƣớc khi hàn . - Điều chỉnh áp lực chất trợ dung phù hợp. - Hệ thống thu hồi chất trợ dung phải cĩ trang bị lọc, để tách khỏi các tạp chất cĩ hại. - Tẩy bỏ những chất trợ dung ở đƣờng hàn trƣớc. - Bảo quản và sấy khơ chất trợ dung trƣớc khi hàn ở nhiệt độ 300 -350 0 c trong một đến hai giờ. 5.2. Các rạn nứt mối hàn. hình 16 Các rạn nứt ít xẩy ra khi hàn thép C trung bình với chiều dày khơng quá 10 mmm, khi chiều dày lớn hơn cĩ thể gây rạn nứt mối hàn. a) Nguyên nhân: - Làm nguội nhanh mối hàn. - Biến dạng dƣ trong mối hàn lớn. - Sự hịa tan kim loại nền và kim loại mối hàn khơng tốt. - Hàm lƣợng H2 trong hồ quang cao. - Độ ngấu sâu mối hàn quá mức. b) Biện pháp đề phịng: hình 15 Hình 16 21 - Khơng làm nguội nhanh mối hàn. - Đổi cực tính của điện cực từ dƣơng sang âm. - Tăng đƣờng kính điện cực. - Chuyển phƣơng pháp một điện cực sang hai điện cực. - Hành trình thứ nhất bằng phƣơng pháp hàn tay thay cho hàn SAW. 6. Những ảnh hưởng tới sức khoẻ của người cơng nhân khi hàn SAW. - Khĩi hàn đƣợc sinh ra trong quá trình hàn và mang trong nĩ các thành phần cĩ từ điện cực hàn, thuốc hàn, kim loại cơ bản, các chất bám trên bề mặt kim loại cơ bản và các thành phần khác cĩ trong khơng khí. - Nguy hiểm gây ra khĩi hàn đƣợc đánh giá theo các quy định chung về khĩi cơng nghiệp đĩ là xem xét dựa trên tác động của từng thành phần hĩa học cĩ trong nĩ. - Khĩi hàn cĩ thể gây các tác động tức thời lên mắt và da, gây chĩng mặt, buồn nơn và dị ứng. Ví dụ: khĩi kẽm cĩ thể gây cúm, tiếp xúc với khĩi hàn trong thời gian dài cĩ thể gây nhiễm sắt (bụi sắt cĩ trong phổi) ảnh hƣởng xấu tới chức năng của phổi. 7. An tồn và vệ sinh phân xưởng. - Chỉ kiểm tra, sửa chữa khi chắc chắn rằng nguồn điện đã đƣợc ngắt khỏi máy hàn. - Điều chỉnh dịng điện hàn và cực tính chỉ tiến hành khi khơng hàn. - Sau mỗi ca làm việc cần vệ sinh lau chùi sạch sẽ máy hàn, các thiết bị hàn và vệ sinh phân xƣởng. 8. Kiểm tra. TT Nội dung đánh giá Cách thức thực hiện 1. Kiến thức: - Cấu tạo, vận hành và nguyên lý làm việc của máy hàn tự động dƣới thuốc. - Các khuyết tật mối hàn SAW nguyên nhân và đề phịng. Vấn đáp hoặc tự luận 2. Kỹ năng: - Điều chỉnh chế độ hàn. - Vận hành máy hàn. Thơng qua quan sát, theo dõi ghi sổ, kiểm tra kích thƣớc và chất lƣợng mối hàn. 3. Thái độ: An tồn lao động, vệ sinh cơng nghiệp, tính cẩn thận và chính xác. Thơng qua quan sát, theo dõi. 22 Câu hỏi và Bài tập Câu 1: Trình bày thực chất, đặc điểm, cơng dụng của hàn SAW? Câu 2: Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn SAW? Câu 3: Trình bày tính năng tác dụng của thuốc hàn, dây hàn SAW? Câu 4: Trình bày các thơng số chế độ hàn khi hàn SAW? Bài 02: VẬN HÀNH MÁY HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI THUỐC (SAW) Mã bài: 26.2 Giới thiệu: Bài này nhằm trang bị cho ngƣời học các kiến thức về cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành và cách sử dụng, bảo quản của máy hàn hồ quang tự động dƣới thuốc. Mục tiêu: - Trình bày đƣợc kỹ thuật vận hành máy hàn tự động dƣới lớp thuốc (SAW) -Nhận biết đƣợc các núm chức năng điều khiển máy nhƣ: điều chỉnh dịng hàn, điện áp hàn, tốc độ đẩy dây hàn, quá trình hàn liên tục khơng liên tục; -Kết nối đƣợc thiết bị hàn SAW đảm bảo yêu cầu kỹ thuật; -Chọn đƣợc chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất của vật liệu và kiểu liên kết hàn; -Vận hành, sử dụng đƣợc thiết bị hàn tự động dƣới lớp thuốc thành thạo đúng quy trình quy phạm kỹ thuật; -Xử lý đƣợc một số sai hỏng thơng thƣờng khi vận hành, sử dụng máy hàn tự động dƣới lớp thuốc; -Tuân thủ các quy định về an tồn lao động và vệ sinh phân xƣởng. 1. Kết nối thiết bị hàn tự động. - Nguyên tắc đấu nối. (hình 17) 2. Vận hành, sử dụng máy hàn tự động dưới thuốc. * Nguyên tắc vận hành: - Khởi động máy đƣợc tiến hành khi các yêu cầu an tồn đã đƣợc kiểm tra mới đƣợc đĩng cầu dao điện cho máy hàn; 23 - Việc chuyển đổi phƣơng pháp hàn nhƣ hàn SAW, GMAW.chỉ đƣợc phép thực hiện khi máy khơng cĩ tải (khi khơng hàn); - Khơng thực hiện đồng thời các phƣơng pháp hàn một lúc, căn cứ vào dịng hàn khi chọn chế độ hàn để lựa chọn thời gian % của chu kỳ hàn (100%; 50%; 60%) Hình 17 4. Các sự cố thường gặp, cơng tác an tồn lao động và vệ sinh phân xưởng khi hàn tự động dưới thuốc. Mục tiêu: - Trình bày được các sự cố thường gặp, nguyên nhân và biện pháp phịng ngừa của máy hàn SAW; - Khắc phục được một số các sự cố thơng thường xảy ra với máy hàn SAW đảm bảo an tồn lao động. 4.1. Các sự cố. * Bảng xử lý sự cố. Sự cố Nguyên nhân Giải pháp Cầu chì nguồn cháy và bị đứt mạch. Đấu nối sai. Kiểm tra và đấu nối lại theo hƣớng dẫn sử dụng. Ngắn mạch động cơ quạt. Sửa chữa hoặc thay động SỰ KẾT NỐI GIỮA MÁY HÀN DC 400 A VÀ ĐẦU HÀN LINCON LT 7 – KHI THỰC HIỆN QUY TRÌNH HÀN TỰ ĐỘNG CÁP - CONTROL + _ VẬT HÀN LT-7 DC 400 A vị trí tay gạt 24 cơ. Ngắn mạch biến thế Kiểm tra và thay biến thế nếu cần thiết. Cầu chì nguồn cháy khi nhấn cơng tắc hàn. Đấu nối ổ cắm chuyển đổi điện áp bị sai. Kiểm tra và thực hiện đấu nối lại theo hƣớng dẫn sử dụng. Ngắn mạch Biến thế Thay biến thế mới. Cầu chì nguồn cháy sau một thời gian làm việc. Mạch bị hỏng. Thay bảng mạch Cầu chì khơng đủ cơng suất. Sử dụng cầu chì đúng cơng suất (xem bảng) Máy hàn khơng cĩ dịng. Đấu nối sai. Kiểm tra và đấu nối lại theo hƣớng dẫn. cầu chì nguồn bị cháy. Tìm nguyên nhân và thay thế. Cáp hàn chƣa nối nguồn. Kiểm tra cáp hàn. Dịng hàn khơng ổn định. Điện áp nguồn khơng ổn định. Kiểm tra điện áp nguồn bằng Vơn kế Tiết diện cáp quá nhỏ. Thay cáp cĩ tiết diện thích hợp. Các chỗ nối bị lỏng. Kiểm tra các chỗ nối của cáp nguồn và mạch điện, vặn chặt các chỗ nối nếu cần thiết. 4.2. Cơng tác an tồn lao động và vệ sinh phân xưởng khi hàn tự động dưới thuốc. - Chỉ kiểm tra, sửa chữa thiết bị khi chắc chắn rằng nguồn điện đã đƣợc ngắt khỏi máy hàn; - Điều chỉnh dịng điện hàn và cực tính chỉ tiến hành khi khơng hàn; - Sau mỗi ca làm việc cần vệ sinh lau chùi sạch sẽ máy hàn, các thiết bị hàn và vệ sinh phân xƣởng. Câu hỏi và Bài tập 1: Yêu cầu kết nối các thiết bị hàn SAW đúng yêu cầu kỹ thuật? 2: Vận hành máy hàn SAW đảm bảo an tồn? 25 Bài 03: HÀN SAW GIÁP MỐI VỊ TRÍ 1G Mã bài: 26.3 Giới thiệu: Hàn giáp mối 1G là vị trí hàn tƣơng đối dễ, khi hàn cho năng suất cao, tốc độ hàn nhanh. Tuy nhiên khi hàn tự động dƣới thuốc yêu cầu ngƣời thợ hàn cần phải chuẩn bị thật kỹ càng về các thơng số nhƣ: mép hàn phải thật bằng phẳng, khe hở lắp giáp phải đều. Mục tiêu: - Trình bày đƣợc kỹ thuật hàn SAW giáp mối vị trí 1G; - Chuẩn bị đƣợc phơi hàn đúng kích th