Giáo trình Hàn kim loại màu và hợp kim màu (Trình độ Cao đẳng nghề)

h thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2 LỜI GIỚI THIỆU Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng, nhằm 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 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. Chương trình khung quốc gia nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các môđun. Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo theo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay. Mô đun 31- Hàn kim loại màu và hợp kim màu là mô đun đào tạo nghề được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trình thực hiện, nhóm biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nước, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất. Mặc dầu có rất nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Ninh Bình năm 2018 Tham biên soạn 1.Chủ biên: Nguyễn Doãn Toàn 2. Nguyễn Văn Thắng 3. Trần Tuấn Anh 3 MỤC LỤC STT ĐỀ MỤC TRANG 1. Lời giới thiệu 2 2. Mục lục 3 3. Chương trình mô đun hàn kim loại màu và hợp kim màu 4 4. Hàn nhôm hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn khí 6 5. Hàn nhôm hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn hồ quang tay 19 6. Hàn nhôm hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn TIG 28 7. Hàn đồng hợp kim đồng bằng phương pháp hàn khí 49 8. Hàn đồng hợp kim đồng bằng phương pháp hàn hồ quang tay 56 9. Hàn đồng hợp kim đồng bằng phương pháp hàn TIG 62 10. Danh mục các chữ viết tắt, ký hiệu và ý nghĩa 75 11. Tài liệu tham khảo 76 4 MÔ ĐUN HÀN KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MÀU Mã mô đun: MĐ 35 I. VỊ TRÍ, Ý NGHĨA, VAI TRÒ MÔ ĐUN: - Là môn đun được bố trí cho người học sau khi đã học xong mô đun chuyên môn nghề MĐ20 theo quy định của Bộ LĐTB-XH tại chương trình dạy nghề trình độ cao đẳng, nhằm luyện tập kỹ năng hàn kim loại màu và hợp kim màu để có thể làm việc trong nhiều lĩnh vực chế tạo cơ khí. - Mô đun hàn kim loại màu và hợp kim màu có vai trò quan trọng trong chương trình dạy nghề trình độ cao đẳng nghề Hàn; người học được trang bị những kiến thức, kỹ năng hàn kim loại màu và hợp kim màu bằng các công nghệ hàn khí, hàn hồ quang tay, hàn TIG. II. MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN: - Trình bày được đặc điểm khó khăn khi hàn kim loại màu và hợp kim màu - Nhận biết được thuốc hàn, vật liệu hàn kim loại màu và hợp kim màu. - Chuẩn bị phôi hàn đúng kích thước bản vẽ, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Tính chế độ hàn theo chiều dày, tính chất vật liệu và kiểu liên kết hàn - Vận hành, sử dụng thành thạo các loại thiết bị, dụng cụ dùng hàn kim loại màu và hợp kim màu. - Hàn các mối hàn kim loại màu và hợp kim màu đảm bảo độ sâu ngấu, không rỗ khí ngậm xỷ, không cháy cạnh, ít biến dạng. - Tuân thủ quy định, quy phạm trong quy trình hàn. - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác của sinh viên. III. NỘI DUNG MÔ ĐUN: Số TT Tên các bài trong mô đun Thời gian Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra* 1 Hàn nhôm hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn khí 16 2 14 2 Hàn nhôm hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn hồ quang tay 20 4 16 3 Hàn nhôm hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn TIG 24 4 19 1 4 Hàn đồng hợp kim đồng bằng phương pháp hàn khí 16 2 14 5 Hàn đồng hợp kim đồng bằng phương pháp hàn hồ quang tay 20 4 16 6 Hàn đồng hợp kim đồng bằng phương pháp hàn TIG 20 4 15 1 7 Kiểm tra mô đun 4 4 Cộng 120 20 94 6 5 YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN 1. Kiểm tra đánh giá trước khi thực hiện mô đun: Được đánh giá qua bài kiểm tra trắc nghiệm tự luận, trắc nghiệm khách quan và thực hành đạt các yêu cầu của các mô đun liên quan. 2. Kiểm tra đánh giá trong khi thực hiện mô đun ; Được đánh giá qua bài kiểm tra viết, kiểm tra vấn đáp, kiểm tra thực hành thực hành trong quá trình thực hiện mô đun yêu câu đạt các mục tiêu của từng bài học có trong mô đun. 3. Kiểm tra sau khi kết thúc mô đun: 3.1.Về kiến thức: Được đánh giá qua bài kiểm viết, kiểm tra vấn đáp đạt các yêu cầu sau: - Trình bày đúng đặc điểm khó khăn khi hàn kim loại màu và hợp kim màu - Liệt kê đầy đủ các loại thuốc hàn que hàn khí cháy, khí bảo vệ dùng để hàn kim loại màu hợp kim màu. - Trình bày rõ quy trình hàn kim loại màu và hợp kim màu. - Giải thích đúng nguyên tắc an toàn, phòng chống cháy nổ và vệ sinh phân xưởng. 3.2. Về kỹ năng: Được đánh giá bằng kiểm tra trực tiếp thao tác trên máy, qua quá trình thực hiện, qua chất lượng bài tập, qua tổ chức nơi làm việc đạt các yêu cầu sau: - Vận hành, sử dụng các loại thiết bị dụng hàn kim loại màu, hợp kim màu thành thạo đúng quy trình. - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu và hình dáng của chi tiết hàn. - Chuẩn bị phôi hàn đảm bảo sạch, đúng kích thước đúng hình dáng. - Gá phôi hàn chắc chắn đúng nguyên tắc. - Hàn kim loại màu và hợp kim màu đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. - Tổ chức nơi làm việc hợp lý khoa học, an toàn. 3.3. Về thái độ: Được đánh giá bằng phương pháp quan sát có bảng kiểm, đạt các yêu cầu: - Đảm bảo thời gian học tập. - Có ý thức tự giác, có tính kỷ luật cao, có tinh thần tập thể, có tránh nhiệm với công việc. - Cẩn thận, tỷ mỉ, chính xác, tiết kiệm nguyên vật liệu. 6 BÀI 01: HÀN NHÔM HỢP KIM NHÔM BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN KHÍ Mã bài: MĐ 35.1 Giới thiệu: Hàn Nhôm và hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn khí là phương pháp hàn sử dụng nguồn nhiệt do phản ứng cháy giữa oxygen - axetylen; kim loại phụ được cấp từ bên ngoài vào bể hàn. Mục tiêu: - Trình bày đúng đặc điểm, khó khăn khi hàn nhôm hợp kim nhôm; - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn khí đầy đủ an toàn; - Chuẩn bị mép hàn sạch hết lớp ô-xy hoá, hết các vết bẩn đúng kích thước, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật; - Chọn thuốc hàn, que hàn phụ phù hợp với tính chất của vật liệu hàn; - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày vật liệu, kiểu liên kết hàn; - Hàn nhôm, hợp kim nhôm các mối hàn giáp mối, mối hàn gấp mép, mối hàn góc bằng phương pháp hàn khí đảm bảo độ sâu ngấu, không rỗ khí ngậm xỷ, không cháy cạnh, ít biến dạng; - Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn; - Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng; - Tuân thủ quy định, quy phạm trong quy trình hàn nhôm, hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn khí; - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác. Nội dung: 1. Đặc điểm khó khăn khi hàn nhôm, hợp kim nhôm, vật liệu hàn nhôm. 1.1.Đặc điểm, khó khăn khi hàn nhôm - Nhôm là một kim loại nhẹ khối lượng riêng 2,7 g/cm3 nhiệt độ nóng chảylà 6570 C; nhôm hoạt động hoá học mạnh rất dễ bị oxi hoá tạo thành oxit nhôm, nhất là ở nhiệt độ cao; màng AL2O3 có độ nóng chảy rất cao  2000 0 C. - Oxit nhôm tạo ra có cơ tính cao hơn nhôm nhiều chính vì thế các đồ dùng hàng ngày mới có khả năng chịu được nhiệt độ ... - Khi nóng chảy nhôm không bị biến màu. - Khối lượng riêng của nhôm chỉ bằng khoảng một phần ba của thép; tính dẫn điện và dẫn nhiệt của nhôm cao gấp bốn lần của thép. Do đó nhôm được dùng nhiều trong các thiết bị điện thay cho đồng. Nhôm không có từ tính, hệ số dãn nở nhiệt của nó gấp 2 lần của thép. Nhôm có độ bền không cao nhưng có tính dẻo tuyệt vời, đặc biệt là ở nhiệt độ dưới 0oC. Có thể tăng độ bền của nhôm thông qua hợp kim hóa, biến dạng ở trạng thái nguội, nhiệt luyện hoặc kết hợp các biện pháp đó. 1.2. Hợp kim nhôm - Trong thực tế người ta dùng hợp kim của nhôm, chúng có độ bền cao hơn nhôm nhiều chính vì thế chúng được ứng dụng rộng rãi. - Hợp kim của nhôm được dùng rộng rãi nhất là AlMg và AlMn. - Trong hợp kim nhôm : AlMn có chứa 1÷1,6% Mn; AlMg có chứa 6% Mg còn lại là nhôm. 7 - Hợp kim duyara có cơ tính cao, nhẹ do đó được dùng rộng rãi trong ngành hàng không, thành phần gồm:Al, Cu, Mg, Mn. Cu = 3,80÷5,2% Mg = 0,65÷1,8% còn lại là nhôm Mn = 0,30÷1,0% Những loại hợp kim này sau khi tôi luyện có độ bền lớn từ 42÷46 KG/mm2 - Nhôm nguyên chất và hợp kim nhôm Mg, Mn đều có tính hàn tốt nhưng hợp kim Duyara có tính hàn xấu, độ bền kim loại mối hàn nhỏ hơn độ bền của kim loại cơ bản tới 2 lần, rất dễ xuất hiện vết nứt. - Nhôm có tính dẫn điện tốt, do đó cần phải nung nóng trước cho kim loại nền có chiều dầy lớn hơn 6 mm, khi hàn bằng chi tiết có chiều dầy 9,5mm nhiệt độ nung nóng là 200oC. Hợp kim nhôm không thể nhiệt luyện được chứa các nguyên tố hợp kim như Si, Mn, Mg ; các nguyên tố này làm tăng độ bền thông qua sự hình thành các dung dịch đặc hoặc các pha phân tán. Trong các nguyên tố kể trên Mg là nguyên tố có hiệu quả nhất, do đó hợp kim Al- Mg có độ bền cao cả trong trạng thái ủ. Mọi hợp kim nhôm thuộc nhóm không thể nhiệt luyện được đều biến cứng khi bị biến dạng ở trạng thái nguội hợp kim thuộc các hệ Al- Mg, Al- Mn đều dễ hàn. Sau khi ủ, chúng có thể trở lại cơ tính ban đầu hợp kim nhôm loại này nếu được hàn sau khi đã qua biến cứng nguội, có thể có độ bền vùng ảnh hưởng nhiệt thấp như của kim loại cơ bản sau khi ủ. Nhôm, hợp kim Al- Mg và hợp kim Al- Mn đều dễ hàn trong môi trường khí bảo vệ bằng cả điện cực nóng chảy lẫn điện cực không nóng chảy và hàn khí Hợp kim nhôm có thể nhiệt luyện có chứa các nguyên tố hợp kim Cu, Mg, Zn và Si dưới dạng đơn hoặc dưới dạng kết hợp. Trong trạng thái ủ, độ bền của chúng phụ thuộc vào thành phần hóa học tương tự như với các hợp kim không thể nhiệt luyện được. Khả năng hòa tan trong dung dịch đặc của bốn nguyên tố nói trên tăng theo sự gia tăng nhiệt độ. Do đó, các hợp kim này có thể được nhiệt luyện theo hình thức ủ đồng nhất hóa tổ chức, tôi, sau đó hóa già tự nhiên hoặc hóa già nhân tạo. Sau hoặc trước khi hóa già còn có thể tăng độ bền thông qua biến dạng ở trạng thái nguội. Hợp kim Al - Mg-Si là hợp kim dễ hàn. Nhiều hợp kim thuộc nhóm Al-Zn có tính hàn kém, nhưng khi có thêm Mg, tính hàn của chúng có thể được cải thiện. Hợp kim Al- Cu đòi hỏi có quy trình hàn đặc biệt và liên kết hàn có tính dẻo kém. Hàn nhôm đặc biệt phát triển mạnh trong ngành chế tạo ôtô ; các chi tiết quan trọng bằng hợp kim nhôm như giá đỡ động cơ, khung cầu trước, cầu sau; trục truyền động, vành bánh xe, bộ trao đổi nhiệt bộ điều hòa nhiệt độ, v.v. đang dần dần thay thế vật liệu truyền thống là thép bằng nhôm. Hầu hết các bộ phận kết cấu hàn đó là các hợp kim nhôm với magie và silic được ép chảy và sau đó hàn trong môi trường khí bảo vệ bằng điện cực nóng chảy. Hợp kim nhôm độ bền cao có thể nhiệt luyện được được sử dụng làm kết cấu thành mỏng cho khung xe đạp, gậy đánh golf, gậy đánh bóng chày, xe trượt tuyết Hợp kim nhôm độ bền cao, chịu được nhiệt độ âm có thể dùng làm xitec chở hàng và các bộ phận khác của thân xe tải. Ngoài ra, trong ngành chế tạo 8 hàng không và vũ trụ, hợp kim nhôm manh không nhiệt luyện được và một số hợp kim nhiệt luyện được đều là những vật liệu truyền thống. 1.3. Vật liệu hàn nhôm. Khi hàn nhôm, nếu chọn vật liệu hàn không thích hợp, có thể xảy ra nứt tại vùng kim loại mối hàn do kim loại mối hàn hoặc vùng ảnh hưởng nhiệt có tính dẻo và độ bền thấp, hiện tượng này đôi khi gây ra sụt mối hàn. Để giảm xu hướng nứt giữa các tinh thể trong vùng ảnh hưởng nhiệt, nên dùng vật liệu hàn có nhiệt độ nóng chảy bằng hoặc thấp hơn kim loại cơ bản, tức là có hàm lượng các nguyên tố hợp kim cao hơn. Nếu nhôm chứa 0,6%Si thì kim loại mối hàn dễ bị nứt khi hàn bằng dây hàn có cùng thành phần hóa học, khi đó nên dùng dây hàn chứa 5%. Trong nhiều trường hợp, dây hàn Al-5% Mg cho mối hàn có tính dẻo và độ bền cao. Tuy nhiên không được dùng loại dây Al-Si để hàn hợp kim Ai- Mg vì sẽ xuất hiện cùng tinh của Mg. Tương tự như vậy, Mg và Cu không được đồng thời tồn tại trong mối hàn nhôm, có nghĩa là dây hàn Al- Mg không được dùng để hàn hợp kim Al-Cu và dây hàn Al- Cu không được dùng để hàn hợp kim Al-Mg. Khi hàn hợp kim Al-Si bằng dây Al- Si, thành phần hóa học của kim loại mối hàn cần được tính sao cho có giá trị nằm ngoài dải 0,5 2% Si. Ký hiệu dây hàn nhôm: Tiêu chuẩn AWS A5.10 – 1980 quy định ký hiệu vật liệu kim loại cho hàn nhôm bao gồm nhóm chữ cái và chữ số, các chữ cái ER cho biết nhóm dây hàn dùng cho hàn khí, hàn plasma, hàn trong môi trường khí bảo vệ cả bằng điện cực nóng chảy và điện cực không nóng chảy. Trong trường hợp hàn khí, tốt nhất nên sử dụng que hàn phụ giống thành phần kim loại cơ bản của nhôm. Ký hiệu Thành phần () ER 1100 ≥ 99,0 Al ER 2319 6,3 Cu; (V+Zr) có kiểm soát; Al còn lại ER 4043 5,3 Si; Al còn lại ER 4047 12 Si; Al còn lại ER 4145 10 Si; 4 Cu; Al còn lại ER 5183 0,8 Mn; 4,9 Mg; Al còn lại ER 5356 0,1 Mn; 5 Mg; Al còn lại ER 5554 0,8 Mn; 5,1 Mg; Al còn lại ER 5654 3,5 Mn; Mn không đáng kể; Al còn lại Bảng 1.1 Thành phần hóa học que hàn nhôm 9 2.Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn khí. Sử dụng khí cháy là axetylen và oxy để hàn nhôm với ngọn lửa các bon hóa. Hình 1.1. Thiết bị hàn khí để hàn nhôm và hợp kim nhôm 3. Chuẩn bị phôi hàn. 3.1. Chuẩn bị trước khi hàn. Chất lượng bề mặt mép hàn và dây hàn ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng mối hàn. Trước khi hàn cần làm sạch lớp dầu mỡ bảo quản trên bề mặt bán thành phẩm. Dầu mỡ được tẩy bằng axêton hoặc chất dung môi khác trong khoảng rộng 100÷150 mm tính từ mép. Lớp oxit bên dưới lớp dầu mỡ được tẩy trong khoảng rộng 25÷ 30 mm bằng phương pháp cơ học như giấy ráp, bàn chải thép không gỉ có đường kính sợi nhỏ hơn 0,15 mm; cũng có thể dùng hóa chất để khử oxit nhôm bằng cách tẩm thực từ 0,5÷1 phút trong dung dịch 1 lít nước, 50g NaOH, 45g NaF sau đó xối nước từ 1÷2 phút và trung hòa bằng dung dịch axit nitric 30÷ 35% hoặc dung dịch axit khác, sau đó xối lại bằng nước và sấy khô bằng không khí nóng 80÷90oC. Sau khi làm sạch bề mặt, chi tiết phải được hàn trong vòng 3÷ 4 giờ. Với dây hàn, làm sạch như sau: rửa bằng dung dịch khử dầu mỡ; tẩm thực trong dung dịch 15% NaOH ở 60÷ 70oC; rửa trong nước, sấy khô, khử khí ở 350oC trong 5 ÷10 giờ, trong chân không 10÷3mmHg; cũng có thể thay chân không bằng nung trong không khí ở 300oC trong 10 ÷30 phút 3.2. Chuẩn bị phôi hàn gấp mép Hình 1.2 Công tác chuẩn bị phôi hàn 10 3.3. Chuẩn bị phôi hàn giáp mối Hình 1.3 Kich thước phôi hàn 4. Tính chế độ hàn. 4.1. Góc nghiêng mỏ hàn: - Góc nghiêng của mỏ hàn đối với mặt vật hàn, chủ yếu căn cứ vào bề dày vật hàn, bề dày càng lớn góc nghiêng càng lớn - Góc nghiêng phụ thuộc vào nhiệt độ cháy và tính dẫn nhiệt của kim loại. nhiệt độ càng cao, tính dẫn nhiệt càng lớn. - Góc nghiêng có thể thay đổi trong quá trình hàn. Để nhanh chóng nung nóng kim loại và tạo thành bể hàn ban đầu góc nghiêng cần lớn 80o ÷ 90o sau đó tuỳ theo bề dày của vật liệu mà hạ đến góc nghiêng cần thiết. Khi kết thúc để được mối hàn đẹp, tránh bắn toé kim loại, góc nghiêng có thể bằng 0o và ngọn lửa trượt trên bề mặt mối hàn. Hình 1.4. Góc nghiêng của mỏ hàn 4.2 Công suất ngọn lửa : Tính bằng lượng tiêu hao khí cháy trong 1 giờ, phụ thuộc vào bề dày của kim loại, kim loại càng dày nhiệt độ cháy và tính dẫn nhiệt càng cao thì công suất ngọn lửa càng lớn. VC2H2 = ( 120 ÷ 150 ) (lít/giờ) 4.3. Chuyển động mỏ hàn: Chuyển động mỏ hàn và que hàn ảnh hưởng rất lớn đến sự tạo thành mối hàn căn cứ vào bề dày vật hàn yêu cầu kích thước mối hàn để chọn chuyển động mỏ hàn và que hàn hợp lý. Hình 1.4 Dao động của mỏ hàn và que hàn 11 5. Gá phôi hàn. 5.1. Gá phôi hàn gấp mép Hình 1.5 Phương pháp gá đính phôi hàn gấp mép 5.2. Gá phôi hàn giáp mối Hình 1.6 Phương pháp gá đính phôi hàn giáp mối 6. Kỹ thuật hàn. 6.1. Kỹ thuật hàn hợp kim nhôm độ bền cao Trong các hợp kim nhôm thuộc nhóm không thể nhiệt luyện, hợp kim Al- 5% Mg là loại có độ bền cao nhất. Tính hàn của hợp kim này tốt. Tuy nhiên, các hợp kim nhôm có độ bền cao nhất lại thuộc nhóm có thể nhiệt luyện được. Trong các loại đó, Al - Cu có độ bền rất cao. Đây là hợp kim được dùng phổ biến trong ngành chế tạo máy bay lại có tính hàn kém vì đồng là nguyên tố gây nứt tế vi trong kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt. Các hợp kim nhôm có nhược điểm là dễ bị giòn do ứng suất trong điều kiện ăn mòn khi vận hành, do đó yêu cầu quan trọng đối với các hợp kim nhôm có độ bền cao là khả năng chống lại loại ăn mòn này. Nói chung, tổng lượng nguyên tố hợp kim làm tăng độ bền nhưng đồng thời cũng làm tăng xu hướng giòn do ứng suất trong môi trường ăn mòn. Đồng có thể tăng khả năng của hợp kim chống lại ăn mòn trong điều kiện ímg suất nhưng lại làm tăng hiện tượng nứt nóng khi hàn. Trong các hợp kim nhôm độ bền cao có thể nhiệt luyện được thì Al- Zn- Mg có độ bền và tính hàn tối ưu. Đây là hợp kim được công binh nhiều nước sử dụng trong các kết cấu cầu dã chiến do chúng có tỷ số độ bền trên khối lượng cao, chống ăn mòn tốt cũng như cỏ tính hàn tốt Chủng còn được sử dụng trong chế tạo cột đèn, xe tải, bình áp lực, xe xitec, v.v. Kẽm 3÷ 5% làm tăng độ bền và mạnh (1÷3% Mg) cải thiện tính hàn. Hàm lượng manh cao sẽ cản trở quá trình ép chảy hợp kim và nếu hàm lượng của cả manh và kẽm đều cao, hợp kim sẽ dễ bị nứt tế vi và giòn do ứng suất trong môi trường ăn mòn. Thành phần tiêu biểu 12 của hợp kim này là Al- 4% Zn- 2% Mg. Đôi khi hàm lượng nhỏ 'đồng được bổ sung vào hợp kim để cải thiện khả năng chống ăn mòn nhưng cần thận trọng khi hàn. Đối với hầu hết hợp kim nhôm có thể nhiệt luyện được, một phần của vùng ảnh hưởng nhiệt bị suy giảm cơ tính, đòi hỏi phải nhiệt luyện toàn phần sau khi hàn thì mới có thể có được cơ tính tối ưu. Tuy nhiên trong trường hợp của hợp kim Al- Zn- Mg, chỉ có thể cải thiện cơ tính của liên kết hàn sau khi hàn thông qua hóa già tự nhiên hoặc hóa già nhân tạo, và điều này làm cứng toan bộ vùng mối hàn. Hóa già tự nhiên thường kéo dài 28 ngày. Chế độ hóa già nhân tạo thường như sau: 24 giờ tại 130oC; 6 giờ tại 160oC; 16 giờ tại 100oC; 2 giờ tại 150 oC và 2 giờ tại 180oC. Khi hàn hợp kim Al- Zn- Mg trong môi trường khí bảo vệ, dây hàn thường dùng là loại có thành phần Al-5% Mg. Để tránh nứt, kim loại mối hàn phải chứa dưới 0,25% Cu và trên 2,5% Mg. Đôi khi dây hàn còn được hợp kim hóa thêm bằng Zr, dù nó có tác dụng không đáng kể trong việc tăng khả năng chống ăn mòn dưới ứng suất nhưng lại chống được nứt vì nguyên tố này cản trở quá trình kết tinh lại và làm mịn hạt kim loại. Hợp kim hóa bằng Ti kết hợp với B cũng có ảnh hưởng tương tự nhưng kém hơn. Dây hàn thuộc hệ Al- Zn- Mg không nên dùng vì chúng làm tăng khả năng nứt và làm trầm trọng thêm ăn mòn dưới ứng suất. 6.2 Kỹ thuật hàn hợp kim nhôm làm việc ở nhiệt độ âm Nhôm và hợp kim nhôm có tính dẻo và độ dai va đập cao ở nhiệt độ thấp đến – 270oC. Do đó chúng có thể thay thế được thép không gỉ cho các ứng dụng chịu lạnh. Các hợp kim như ASME SB 209 5083 trong trạng thái ủ, được tăng bền bởi biến cứng bằng dung dịch đặc chứa 4,5% Mg và 0,7% Mn, có tính hàn tốt vì tổ chức tế vi vùng ảnh hưởng nhiệt không nhạy cảm đối với chu trình nhiệt hàn. Tính dẻo và độ dai va đập của hợp kim này là cao, đặc biệt ở nhiệt độ thấp. Các ứng dụng tiêu biểu của hợp kim 5083 hoặc hợp kim 5086 là các containơ chứa khí hóa lỏng có dung tích 50000 m3, việc hàn các hợp kim này được tiến hành bằng dây hàn 5183. Ngoài ra, trong lĩnh vực thiết bị tách không khí, hợp kim không thể nhiệt luyện được Al-3,5% Mg cũng được sử dụng rộng rãi trong các kết cấu hàn có chiều dày đến 40mm. Dạng liên kết phụ thuộc vào chiều dày tấm. Để chống biến dạng và làm mịn hạt, có thể sử dụng hàn nhiều lớp theo thứ tự luân phiên. 6.3. Kỹ thuật hàn gấp mép Hình 1.7 Góc độ mỏ hàn 13 6.4. Kỹ thuật hàn giáp mối Hình 1.8 Góc độ mỏ hàn khi hàn giáp mối 7. Kiểm tra chất lượng mối hàn. - Kiểm tra bề rộng mối hàn - Kiểm tra độ lồi của mối hàn - Kiểm tra khuyết tật lẫn ô xít nhôm - Kiểm tra lỗ khí 8.Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng. - Quần áo bảo hộ lao động giày mũ gọn gàng đúng quy định. - Bình chứa đầy ôxy phải để cách xa ngọn lửa trần ít nhất 5 mét. - Không được để các chai ôxy ở gần đầu mỡ, các chất cháy và các chai khí dễ bắt lửa. - Khi vận chuyển các chai ôxy phải thật nhẹ nhàng tránh va chạm mạnh. - Van giảm áp của loại khí nào chỉ được phép dùng riêng cho khí ấy, không được dùng lẫn lộn. - Trước khi lắp van giảm áp phải kiểm tra xem ống nhánh trên van khoá của bình ôxy có dầu mỡ và bụi bẩn không. - Khi ngừng hàn hoặc cắt trong một thời gian ngắn phải đóng kín các van khoá trên nguồn cung cấp khí. Nếu ngừng làm việc lâu (từ 1 giờ trở lên) thì trước khi đóng van khoá phải nới lỏng vít điều chỉnh trên van giảm áp cho đến khi áp kế ở buồng áp lực thấp chỉ số 0 mới thôi. - Phải dùng nước xà phòng bôi trên các phần nối của van để kiểm tra tình trạng kín khí. 14 * Trình tự thực hiện hàn gấp mép TT Nội dung công việc Dụng cụ Thiết bị Hình vẽ minh họa Yêu cầu đạt được 1 Đọc bản vẽ YCKT: Mối hàn đúng kích thước, không khuyết tật - Nắm được các kích thước cơ bản - Hiểu được yêu cầu kỹ thuật 2 - Kiểm tra phôi. - Chuẩn bị thiết bị, gá đính phôi - Phôi phẳng, thẳng không bị pavia - Phôi đúng kích thước - Chọn chế độ hàn hợp lý - Mối đính nhỏ gọn, chắc, đúng vị trí 3 Tiến hành hàn - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị - Ngồi đúng tư thế, mỏ hàn và dây hàn dao động đúng kỹ thuật, 4 Kiểm tra - Phát hiện được các khuyết tật của mối hàn 15 * Trình tự thực hiện hàn giáp mối TT Nội dung công việc Dụng cụ Thiết bị Hình vẽ minh họa Yêu cầu đạt được 1 Đọc bản vẽ YCKT: Mối hàn đúng kích thước, không khuyết tật - Nắm được các kích thước cơ bản - Hiểu được yêu cầu kỹ thuật 2 - Kiểm tra phôi. - Chuẩn bị thiết bị, gá đính phôi - Phôi phẳng, thẳng không bị pavia - Phôi đúng kích thước - Chọn chế độ hàn hợp lý - Mối đính nhỏ gọn, chắc, đúng vị trí 3 Tiến hành hàn - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị - Ngồi đúng tư thế, mỏ hàn và dây hàn dao động đúng kỹ thuật, 4 Kiểm tra - Phát hiện được các khuyết tật của mối hàn 16 Bài tập và sản phẩm thực hành Câu 1: Trình bày kỹ thuật và trình tự thực hiện mối hàn nhôm bằng phương pháp hàn khí? Câu 2: Thực hiện mối hàn nhôm kiểu gấp mép bằng phương pháp hàn khí? Kích thước như sau: 250 x 200 x 3 Câu 3: Kiểm tra và phát hiện các khuyết tật trên mối hàn gấp mép nhôm? Hướng dẫn trả lời các câu hỏi, bài tập Câu 1: Kỹ thuật và trình tự thực hiện mối hàn nhôm bằng phương pháp hàn khí. - Chọn đúng chế độ hàn khi hàn nhôm; - Đúng các thao tác, trình tự hàn khí. - Nhận biết và khắc phục được khuyết tật mối hàn. Câu2: Thực hiện mối hàn nhôm kiểu gấp mép bằng phương pháp hàn khí đúng quy trình. Câu3: Thực hiện kiểm tra dúng quy trình. Đánh giá kết quả học tập: TT Tiêu chí đánh giá Cách thức và phương pháp đánh giá Điểm tối đa Kết quả thực hiện của người học I Kiến thức 1 Chọn chế độ hàn nhôm và hợp kim nhôm Làm bài tự luận và trắc nghiệm, đối chiếu với nội dung bài học 4 1.1 Trình bày cách chọn que hàn nhôm 1,5 1.2 Trình bày cách chọn công suất ngọn lửa hàn chính xác 1,5 1.3 Trình bày cách chọn loại ngọn lửa 1 2 Trình bày kỹ thuật hàn nhôm và hợp kim nhôm và hợp kim nhôm Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học 3 3 Trình bày cách khắc phục các khuyết tật của mối hàn phù hợp Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học 1,5 4 Trình bày đúng phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn (kiểm tra ngoại dạng mối hàn) Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học 1,5 Cộng 10 đ 17 II Kỹ năng 1 Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, thiết bị hàn khí Kiểm tra công tác chuẩn bị, đối chiếu với kế hoạch đã lập 1 2 Vận hành thành thạo thiết bị hàn khí Quan sát các thao tác, đối chiếu với quy trình vận hành 1,5 3 Chuẩn bị đầy đủ vật liệu đúng theo yêu cầu của bài thực tập Kiểm tra công tác chuẩn bị, đối chiếu với kế hoạch đã lập 1,5 4 Chọn đúng chế độ hàn khi hàn nhôm và hợp kim nhôm Kiểm tra các yêu cầu. 1 5 Sự thành thạo và chuẩn xác các thao tác khi hàn nhôm và hợp kim nhôm Quan sát các thao tác đối chiếu với quy trình thao tác. 2 6 Kiểm tra chất lượng mối hàn Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với quy trình kiểm tra 3 6.1 Mối hàn đảm bảo độ sâu ngấu 0,5 6.2 Mối hàn đúng yêu cầu kỹ thuật 1 6.3 Mối hàn không bị khuyết tật 1 6.4 kết cấu hàn biến dạng trong phạm vi cho phép 0,5 Cộng 10 đ III Thái độ 1 Tác phong công nghiệp 5 1.1 Đi học đầy đủ, đúng giờ Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với nội quy của trường. 1 1.2 Không vi phạm nội quy lớp học 1 1.3 Bố trí hợp lý vị trí làm việc Theo dõi quá trình làm việc. 1 1.4 Tính cẩn thận, chính xác Quan sát việc thực hiện bài tập 1 1.5 Ý thức hợp tác làm việc theo tổ, nhóm Quan sát quá trình thực hiện bài tập theo tổ, nhóm 1 2 Đảm bảo thời gian thực hiện bài tập Theo dõi thời gian thực hiện bài tập. 2 18 3 Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với quy định về an toàn và vệ sinh công nghiệp 3 3.1 Tuân thủ quy định về an toàn 1 3.2 Đầy đủ bảo hộ lao động( quần áo bảo hộ, giày, mũ, yếm da, găng tay da,) 1 3.3 Vệ sinh xưởng thực tập đúng quy định 1 Cộng 10 đ KẾT QUẢ HỌC TẬP Tiêu chí đánh giá Kết quả thực hiện Hệ số Kết qủa học tập Kiến thức 0,3 Kỹ năng 0,5 Thái độ 0,2 Cộng 19 BÀI 02: HÀN NHÔM, HỢP KIM NHÔM BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN HỒ QUANG TAY Mã bài: MĐ 35.2 Giới thiệu: Hàn nhôm và hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn hồ quang tay là phương pháp hàn sử dụng nguồn nhiệt do hồ quang tạo ra giữa que hàn và vật hàn, kim loại vũng hàn được bảo vệ bằng khí sinh ra do quá trình cháy thuốc bọc; kim loại phụ được đưa vào bể hàn bằng que hàn nóng chảy. Mục tiêu: - Trình bày đúng đặc điểm, khó khăn khi hàn nhôm hợp kim nhôm. - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn hồ quang tay đầy đủ an toàn. - Chuẩn bị mép hàn sạch hết lớp ô-xy hoá, hết các vết bẩn, đúng kích thước, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. - Chọn que hàn phù hợp với kim loại hàn. - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày vật liệu, kiểu liên kết hàn. - Hàn nhôm, hợp kim nhôm các mối hàn giáp mối, mối hàn gấp mép, mối hàn góc bằng phương pháp hàn hồ quang tay đảm bảo độ sâu ngấu, không rỗ khí ngậm xỷ, không cháy cạnh, ít biến dạng. - Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn. - Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng - Tuân thủ quy định, quy phạm trong quy trình hàn nhôm, hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn hồ quang tay. - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác. Nội dung: 1. Đặc điểm khó khăn khi hàn nhôm, hợp kim nhôm, vật liệu hàn nhôm. 1.1.Đặc điểm, khó khăn khi hàn nhôm - Nhôm là một kim loại nhẹ khối lượng riêng 2,7 g/cm3 nhiệt độ nóng chảylà 6570 C; nhôm hoạt động hoá học mạnh rất dễ bị Oxi hoá tạo thành Oxit nhôm nhất là ở nhiệt độ cao; màng AL2O3 có độ nóng chảy rất cao 2000 0 C. - Khi nóng chảy nhôm không bị biến màu. - Khối lượng riêng của nhôm chỉ bằng khoảng một phần ba của thép, tính dẫn điện và dẫn nhiệt của nhôm cao gấp bốn lần của thép. Do đó nhôm được dùng nhiều trong các thiết bị điện thay cho đồng. Nhôm không có từ tính. Hệ số dãn nở nhiệt của nó gấp 2 lần của thép. Nhôm có độ bền không cao nhôm có tính dẻo tuyệt vời, đặc biệt là ở nhiệt độ dưới 0oC. Có thể tăng độ bền của nhôm thông qua hợp kim hóa, biến dạng ở trạng thái nguội, nhiệt luyện hoặc kết hợp các biện pháp đó. Nhôm có khả năng chống ăn mòn cao do có lớp oxit nhôm bền vững trên bề mặt. 1.2. Hợp kim nhôm - Trong thực tế người ta dùng hợp kim của nhôm, chúng có độ bền cao hơn nhôm nhiều chính vì thế chúng được ứng dụng rộng rãi. - Hợp kim của nhôm được dùng rộng rãi nhất là AlMg và AlMn. 20 -Trong hợp kim nhôm : AlMn có chứa 1÷1,6% Mn; AlMg có chứa 6% Mg còn lại là nhôm. - Hợp kim duyara có cơ tính cao, nhẹ do đó được dùng rộng rãi trong ngành hàng không, thành phần gồm:Al, Cu, Mg, Mn. Cu = 3,80÷5,2% Mg = 0,65÷1,8% còn lại là nhôm Mn = 0,30÷1,0% - Nhôm nguyên chất và hợp kim nhôm Mg, Mn đều có tính hàn tốt nhưng hợp kim Duyara có tính hàn xấu độ bền kim loại mối hàn nhỏ hơn độ bền của kim loại cơ bản tới 2 lần, rất dễ xuất hiện vết nứt. - Nhôm có tính dẫn điện tốt, do đó cần phải nung nóng trước cho kim loại cơ bản có chiều dầy lớn hơn 6,3 mm. Khi hàn phẳng cho chi tiết có chiều dầy 9,5mm nhiệt độ nung nóng là 200oC. 1.3. Vật liệu hàn nhôm. Khi hàn nhôm, nếu chọn vật liệu hàn không thích hợp, có thể xảy ra nứt tại kim loại mối hàn do kim loại mối hàn hoặc vùng ảnh hưởng nhiệt có tính dẻo và độ bền thấp tại nhiệt độ nâng cao, hiện tượng này đôi khi gây ra sụt mối hàn. Để giảm xu hướng nứt giữa các tinh thể trong vùng ảnh hưởng nhiệt, nên dùng vật liệu hàn có nhiệt độ nóng chảy bằng hoặc thấp hơn kim loại cơ bản, tức là có hàm lượng các nguyên tố hợp kim cao hơn. Nếu nhôm chứa 0,6%S thì kim loại mối hàn dễ bị nứt khi hàn bằng dây hàn có cùng thành phần hóa học. Khi đó nên dùng dây hàn chứa 5%. Trong nhiều trường hợp, dây hàn Al-5% Mg cho mối hàn có tính dẻo và độ bền cao. Tuy nhiên không được dùng loại dây Al-Si để hàn hợp kim Ai- Mg vì sẽ xuất hiện cùng tinh của Mg và Si. Tương tự như vậy, Mg và Cu không được đồng thời tồn tại trong mối hàn nhôm, có nghĩa là dây hàn Al- Mg không được dùng để hàn hợp kim Al-Cu và dây hàn Al- Cu không được dùng để hàn hợp kim Al-Mg. Khi hàn hợp kim Al-Si b...điểm bắt đầu hàn bằng cách cho mỏ hàn xoay tròn cho đến khi thấy xuất hiện vũng hàn, đầu của điện cực cần giữ một khoảng cách khoảng 3 mm so với vũng hàn. Khi quan sát thấy vũng hàn sáng và lỏng thì dịch chuyển đều theo hướng hàn và tra que hàn phụ vào vũng hàn - Phương pháp chuyển động của mỏ hàn và que hàn phụ Hình 3.12 Phương pháp dao động mỏ hàn 44 Nung điểm khởi đầu (a) để tạo vũng hàn giống như khi hàn không có giây hàn phụ. Khi vũng hàn sáng lên và lỏng dịch chuyển về phía sau vũng hàn (b) và đồng thời bổ sung kim loại dây hàn phụ bằng cách chạm nhanh đầu dây hàn vào mép trước của vũng hàn (c) để kim loại dây hàn nóng chảy sau đó rút ngay dây hàn phụ lại và đưa hồ quang về mép trước vũng hàn (e). Khi vũng hàn trở lại sáng lỏng thì chu kỳ lại được lặp lại như cũ. Chú ý đầu dây hàn phụ luôn nằm trong vùng khí bảo vệ và sẵn sàng tiếp cận mép trước vũng hàn cho kim loại phụ nóng chảy. - Dao động của mỏ hàn theo kiểu răng cưa hoặc bán nguyệt. - Dao động của que hàn theo kiểu đường thẳng: 5.2.3. Kiểm tra mối hàn Mối hàn đúng kích thước, không bị khuyết tật. 5.2.4. Khuyết tật thường gặp và biện pháp khắc phục - Rỗ khí. + Nguyên nhân Khí bảo vệ không tinh khiết; Mép hàn vệ sinh không sạch; Lưu lượng khí không đủ. + Cách khắc phục Sử dụng khí trơ có độ tinh khiết (99,99%); Vệ sinh mép hàn sạch; Chọn lưu lượng khí từ (6 - 7) l/ph. - Hàn không thấu + Nguyên nhân: Cường độ dòng điện hàn quá nhỏ, góđộ của mỏ hàn chưa hợp lý. + Cách khắc phục: Điều chỉnh cường độ dòng điện hàn hợp lý, đu chỉnh góc độ của mỏ hàn và que hàn phù hợp. 45 * Trình tự thực hiện. TT Nội dung công việc Dụng cụ Thiết bị Hình vẽ minh họa Yêu cầu đạt được 1 Đọc bản vẽ - Nắm được các kích thước cơ bản - Hiểu được yêu cầu kỹ thuật 2 - Kiểm tra phôi, chuẩn bị mép hàn - Chọn chế độ hàn, gá đính Số lượng 02 tấm - Phôi phẳng, thẳng không pa via đúng kích thước - Đánh sạch mặt phôi bằng bàn chải sắt hoặc máy mài tay - Khí BV 14l/p - Hot start 3s/20% - Kim hàn đầu bi 3 Tiến hành hàn - Đúng góc độ mỏ - Kết thúc đúng kỹ thuật, sau 5 s kể từ khi hồ quang tắt mới rút mỏ ra khỏi mối hàn 4 Kiểm tra - Phát hiện được các khuyết tật của mối hàn 46 Bài tập và sản phẩm thực hành Câu 1: Trình bày kỹ thuật và trình tự thực hiện mối hàn TIG Nhôm vị trí 1G? Câu 2: Thực hiện mối hàn TIG Nhôm giáp mối vị trí 1G? Kích thước như sau:(250 x 120 x 4) x 2 Câu 3: Kiểm tra và phát hiện các khuyết tật trên sản phẩm? Hướng dẫn trả lời các câu hỏi, bài tập Câu 1: Kỹ thuật hàn TIG Nhôm vị trí 1G. - Chọn đúng chế độ hàn TIG Nhôm vị trí 1G; - Đúng các thao tác, trình tự hàn TIG Nhôm vị trí 1G. - Nhận biết và khắc phục được khuyết tật mối hàn. Câu2: Thực hiện dúng quy trình hàn TIG Nhôm vị trí 1G. Câu3: Thực hiện kiểm tra dúng quy trình. Đánh giá kết quả học tập TT Tiêu chí đánh giá Cách thức và phương pháp đánh giá Điểm tối đa Kết quả thực hiện của người học I Kiến thức 1 Trình bày đầy đủ công tác chuẩn bị, gá đính phôi Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học 1 2 Chọn chế độ hàn của mối hàn TIG Nhôm 1G. Làm bài tự luận và trắc nghiệm, đối chiếu với nội dung bài học 2,5 2.1 Chọn đường kính điện cực 0,5 2.2 Chọn đường kính que hàn phù hợp 0,5 2.3 Chọn cường độ dòng điện hàn đúng 1 2.4 Chọn lưu lượng khí chính xác 0,5 3 Trình bày kỹ thuật hàn mối hàn TIG Nhôm 1G. Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học 3 3.1 Nêu đầy đủ kỹ thuật bắt đầu, nối liền, kết thúc mối hàn. 1 3.2 Nêu đúng góc độ mỏ hàn 1 3.3 Nêu cách dao động mỏ hàn phù hợp 1 47 4 Trình tự thực hiện mối hàn TIG Nhôm 1G. Làm bài tự luận và vấn đáp, đối chiếu với nội dung bài học 2 4.1 Nêu đầy đủ công tác chuẩn bị : Đọc bản vẽ; Kiểm tra phôi, chuẩn bị mép hàn; Chọn thông số hàn; Gá đính. 0,5 4.2 Trình bày đúng góc độ que hàn, góc độ mỏ hàn, cách giao động, hướng hàn. 1 4.3 Nêu chính xác cách kiểm tra mối hàn 0,5 5 Trình bày đúng phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn (kiểm tra ngoại dạng mối hàn) Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học 1 6 Trình bày đầy đủ công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học 0,5 Cộng: 10 đ II Kỹ năng 1 Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, thiết bị đúng theo yêu cầu của bài thực tập Kiểm tra công tác chuẩn bị, đối chiếu với kế hoạch đã lập 1 2 Vận hành và sử dụng thành thạo thiết bị, dụng cụ hàn TIG Quan sát các thao tác, đối chiếu với quy trình vận hành 1,5 3 Chuẩn bị đầy đủ vật liệu đúng theo yêu cầu của bài thực tập Kiểm tra công tác chuẩn bị, đối chiếu với kế hoạch đã lập 1 4 Chọn đúng chế độ hàn khi hàn mối hàn TIG Nhôm 1G. Kiểm tra các yêu cầu, đối chiếu với tiêu chuẩn. 1,5 5 Sự thành thạo và chuẩn xác các thao tác khi hàn mối hàn TIG Nhôm 1G Quan sát các thao tác đối chiếu với quy trình thao tác. 2 6 Kiểm tra chất lượng mối hàn Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với quy trình kiểm tra 3 6.1 Mối hàn đúng kích thước. 1 6.2 Mối hàn không bị khuyết tật (hàn một cạnh, lỗ khí, hàn không thấu) 1 48 6.3 kết cấu hàn biến dạng trong phạm vi cho phép 1 Cộng: 10 đ III Thái độ 1 Tác phong công nghiệp 5 1.1 Đi học đầy đủ, đúng giờ Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với nội quy của trường. 1 1.2 Không vi phạm nội quy lớp học 1 1.3 Bố trí hợp lý vị trí làm việc Theo dõi quá trình làm việc, đối chiếu với tính chất, yêu cầu của công việc. 1 1.4 Tính cẩn thận, chính xác Quan sát việc thực hiện bài tập 1 1.5 Ý thức hợp tác làm việc theo tổ, nhóm Quan sát quá trình thực hiện bài tập theo tổ, nhóm 1 2 Đảm bảo thời gian thực hiện bài tập Theo dõi thời gian thực hiện bài tập, đối chiếu với thời gian quy định. 2 3 Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với quy định về an toàn và vệ sinh công nghiệp 3 3.1 Tuân thủ quy định về an toàn 1 3.2 Đầy đủ bảo hộ lao động (quần áo bảo hộ, thẻ học sinh, giày, mũ, yếm da, găng tay da,) 1 3.3 Vệ sinh xưởng thực tập đúng quy định 1 Cộng: 10 đ KẾT QUẢ HỌC TẬP Tiêu chí đánh giá Kết quả thực hiện Hệ số Kết quả học tập Kiến thức 0,3 Kỹ năng 0,5 Thái độ 0,2 Cộng: 49 BÀI 4: HÀN ĐỒNG HỢP KIM ĐỒNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN KHÍ Mã bài: MĐ 35.4 Giới thiệu: Đồng và hợp kim đồng là kim loại có tính dẫn nhiệt cao, vì vậy cần nguồn nhiệt lớn để tao nên bể hàn. Khi hàn đồng và hợp kim đồng bằng phương pháp hàn khí ta phải chọn công suất ngọn lửa một cách phù hợp nếu không sẽ không đủ năng lượng nhiệt để cung cấp cho vùng hàn, làm công việc hàn trở lên khó khăn. Mục tiêu: - Trình bày đúng đặc điểm, khó khăn khi hàn đồng, hợp kim của đồng. - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn khí đầy đủ an toàn. - Chuẩn bị mép hàn sạch hết lớp ô-xy hoá, hết các vết bẩn đúng kích thước, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. - Chọn que hàn phụ thuốc hàn phù hợp với kim loại hàn. - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu và kiểu liên kết hàn. - Hàn đông, hợp kim đồng, các mối hàn giáp mối, mối hàn gấp mép, mối hàn góc bằng phương pháp hàn khí đảm bảo độ sâu ngấu, không rỗ khí ngậm xỷ, không cháy cạnh, ít biến dạng . - Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn. - Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng - Tuân thủ quy định, quy phạm trong quy trình trình hàn đồng, hợp kim đồng bằng phương pháp hàn khí. - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác. Nội dung 1. Đặc điểm khi hàn đồng, hợp kim đồng Đồng và hợp kim đồng có độ dẫn nhiệt và dẫn điện cao do đố cần có nguồn nhiệt lớn để taọ lên bể hàn. Vùng ảnh hưởng nhiệt lớn làm giảm cơ tính của vật hàn, gây biến dạng lớn khi nung nóng và làm nguội Ở nhiệt độ cao độ bền mối hàn giảm do đó ứng suất nhiệt sinh ra khi hàn dễ tạo nên nứt. Dễ bị ô xy hóa tạo nên CuO, Cu2O, khi nguội các ôxýt này làm cho lim loại giòn. Vì thế khi hàn phải sử dụng biện pháp công nghệ như thuốc hàn, que hàn chứa chất khử O2 (P, Si). Nhiệt độ chảy thấp nên dễ quá nhiệt khi hàn tấm mỏng. Khi hàn đồng thau, kẽm dễ bị cháy làm thay đổi thành phần kim loại mối hàn so với vật hàn. * Giới thiệu chung về đồng Quặng: Vỏ trái đất có khoảng 0.006 % hàm lượng đồng, đồng tồn tại ở các dạng khác nhau. Các quặng đồng quan trọng nhất là: hợp chất Sunfat đồng (CuFeS2) với 34% Cu, đồng có ánh kim (Cu2S) 79% Cu. Khoáng vật Malachit (khoáng vật đồng Cu2(OH)2CO3)57% Cu và Azurit (men đồng Cu3(OH)2[CO3]255% Cu 50 Bên cạnh đó đồng cũng tồn tại như một kim loại nguyên chất. Khu vực mỏ đồng quan trọng nhất nằm ở nam châu phi và nam mỹ , châu âu có không đáng kể. Tính chất Các thép xây dựng nói chung Các vật liệu đồng Tỉ trọng Độ bền kéo Khả năng chống mòn gỉ Điểm nóng chảy Khả năng đẫn điện Khả năng đẫn nhiệt Dãn nở nhiệt 7.85 g/cm3 700N/mm2 không 1500 0 c 1 1 1 8.9 g/cm3 300 N/mm2 có 1080 0 c 6 8 1.4 Bảng 4.1 Tính chất của đồng và hợp kim đồng Các phạm vi ứng dụng của đồng và hợp kim đồng Đồng và hợp kim đồng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp trong công nghiệp điện VD dây dẫn điện ...chế tạo thiết bị, chế tạo đường ống, ngành xây dựng Các nguyên tố hợp kim chính cho các hợp kim đồng: Kẽm, niken, thiếc, nhôm... các nguyên tố ảnh hưởng tới: Độ bền, khả năng bền hóa học, khả năng biến đổi hình dạng, tính thích hợp hàn... Các vật liệu đồng và ký hiệu của nó: Các ký hiệu vật liệu đồng được xây dựng theo aws. Sau đó ký hiệu vật liệu này được bổ xung ký hiệu phụ theo AWS. Tương tự như các vật liệu thép các vật liệu đồng được ký hiệu trên hệ thống số vật liệu theo AWS. 2. Chuẩn bị thiết bị dụng cụ, vật liệu hàn đồng 2.1. Thiết bị: Mỏ hàn khí. Chai khí O2. Đồng hồ khí O2. Chai khí C2H2. Đồng hồ khí C2H2. Máy mài tay. 2.2. Dụng cụ Kính bảo hộ hàn khí. Găng tay da. Búa nguội. Kìm kẹp phôi. Bàn chải thép. 2.3. Vật liệu hàn đồng Khí O2. 51 Khí C2H2. Thuốc hàn. Que hàn phụ. Các vật liệu đồng được hàn cùng loại với đồng hoặc các hợp kim đồng cũng như với các vật liệu phụ gia được đưa ra trong bảng sau: Vật liệu cơ bản 1 Vật liệu cơ bản 2 SF-Cu CuSn8 CuZn35Ni2 CuAl9Ni3Fe 2 CuNi10Fe1 Mn CuNi10FeMn S-CuNi10Fe S-CuNi30Fe S-CuSn12 SCuNi30Fe S-cusn12 S-cuni30fe S-CuSn12 S-CuNi30Fe S-cuni10fe S-cuni30fe CuAl9ni3fe S-cusn12 S-cusn6 S-CuSn12 S-CuSn6 S-CuSn12 S-CuSn8 S-CuAl8Ni2 S-CuAl8Ni6 S-CuAl11Ni6 - CuZn35Ni2 S-CuSn S-CuSn12 S-CuNi30Fe S-CuSn S-CuSn12 S-CuZn39Ag S-CuZn39Sn - - CuSn8 S-CuSn S-CuSn12 S-CuSn S-CuSn12 SF-Cu S-CuSn S-CuAg Bảng 4.2. Phụ gia hàn đồng 3. Làm sạch mép hàn, tra thuốc hàn Vật hàn trước khi hàn phải được chuẩn bị tốt. Vật mỏng δ = 1.5 – 2 mm, dùng kiểu uốn mép, nhỏ hơn 30 mm không cần vát mép, 10mm vát 450 lớn hơn 10 mm vát 900. Ngọn lửa hàn: ngọn lửa hàn bình thường. Công suất ngọn lửa hàn. W = (190 – 225)δ (l/h). Nếu vật hàn đã được nung nóng sơ bộ (400 – 5000c). W = (125 – 150) δ (l/h). Nếu nung nóng sơ bộ thực hiện bằng cách dùng ngọn lửa phụ thì công suất mỗi ngọn lửa chon như sau. W = (100 – 150) δ (l/h). W. là công suất ngọn lửa biểu thị bằng lượng tiêu hao khí axetylen. δ. chiều dày vật hàn (mm). 4. Gá đính phôi Phôi hàn sau khi được chuẩn bị xong ta tiến hành gá đính phôi theo đúng yêu cầu kỹ thuật kích thước mối hàn đính, mối hàn đúng chắc chắn. Vật hàn không bị biến dạng. 5. Kỹ thuật hàn đồng, hợp kim đồng bằng ngọn lửa khí 5.1. Hàn đồng đỏ 52 Vật hàn trước khi hàn phải được chuẩn bị tốt. Vật mỏng δ = 1,5 – 2 mm, dùng kiểu uốn mép, nhỏ hơn 30 mm không cần vát mép, 10mm vát 450 lớn hơn 10 mm vát 900. Ngọn lửa hàn: ngọn lửa hàn bình thường. Công suất ngọn lửa hàn. W = (190 – 225)δ (l/h). Nếu vật hàn đã được nung nóng sơ bộ (400 – 5000c). W = (125 – 150)δ (l/h). Nếu nung nóng sơ bộ thực hiện bằng cách dùng ngọn lửa phụ thì công suất mỗi ngọn lửa chon như sau. W = (100 – 150)δ (l/h). W. là công suất ngọn lửa biểu thị bằng lượng tiêu hao khí axetylen. δ. chiều dày vật hàn (mm). 5.2. Hàn đồng thau Thành phần ngọn lửa hàn có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối hàn, nếu thừa nhiều ôxy thì tăng lượng ZnO và giảm chất hợp kim trong mói hàn. Tốt nhất dùng ngọn lửa hơi thừa ôxy để tạo lên lớp ôxit kẽm trên bề mặt bể hàn ngăn cản sự bốc hơi của kẽm. Công suất ngọn lửa: W = (100 – 150)δ (l/h) Thuốc hàn borắc hoặc axit borich. 5.3. Hàn đồng thanh Khi hàn đồng thanh nên dùng ngọn lửa bình thường. Khi hàn đồng thanh Si thường dùng ngọn lửa thừa ôxy (tỷ lệ O2 / C2H2 = 1,15 – 1,25. Khi hàn đồng thanh nhôm nung nóng sơ bộ (350 – 4500c) O2 /C2H2 =1,2 1.3. Công suất ngọn lửa như sau. Khi không nung nóng sơ bộ W = (125 – 175)δ (l/h). Khi nung nóng sơ bộ W = (100 – 150)δ (l/h). Thuốc hàn khi hàn đồng thanh thiếc hoặc đồng thanh Si thường dùng Borich, khi hàn đồng thanh Al dùng thuốc hàn Al. 6. Kiểm tra mối hàn, sửa chữa khuyết tật - Kiểm tra bề mặt mối hàn, kích thước mối hàn. - Kiểm tra độ ngấu mối hàn, chất lượng mối hàn. 53 * Trình tự thực hiện hàn giáp mối TT Nội dung công việc Dụng cụ Thiết bị Hình vẽ minh họa Yêu cầu đạt được 1 Đọc bản vẽ YCKT: Mối hàn đúng kích thước, không khuyết tật - Nắm được các kích thước cơ bản - Hiểu được yêu cầu kỹ thuật 2 - Kiểm tra phôi. - Chuẩn bị thiết bị, gá đính phôi - Phôi phẳng, thẳng không bị pavia - Phôi đúng kích thước - Chọn chế độ hàn hợp lý - Mối đính nhỏ gọn, chắc, đúng vị trí 3 Tiến hành hàn - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị - Ngồi đúng tư thế, mỏ hàn và dây hàn dao động đúng kỹ thuật, 4 Kiểm tra - Phát hiện được các khuyết tật của mối hàn 54 Bài tập và sản phẩm thực hành Câu 1: Trình bày kỹ thuật và trình tự thực hiện mối hàn đồng đỏ, đồng thanh, đồng thau bằng phương pháp hàn khí? Hướng dẫn trả lời các câu hỏi, bài tập Câu 1: Kỹ thuật hàn khí cho vật liệu Đồng đỏ, Đồng thanh, Đồng thau: - Chọn đúng chế độ hàn khí; - Đúng các thao tác, trình tự hàn khí; - Nhận biết và khắc phục được khuyết tật mối hàn. Đánh giá kết quả học tập TT Tiêu chí đánh giá Cách thức và phương pháp đánh giá Điểm tối đa Kết quả thực hiện của người học I Kiến thức 1 Trình bày đầy đủ công tác chuẩn bị, gá đính phôi Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học 1 2 Chọn chế độ hàn khí Làm bài tự luận và trắc nghiệm, đối chiếu với nội dung bài học 2,5 2.1 Chọn đường kính dây hàn 1 2.2 Chọn đúng công suất ngọn lửa hàn khí 1 2.3 Chọn chính xác các loại thuốc hàn 0,5 3 Trình bày kỹ thuật hàn đồng bằng phương pháp hàn khí Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học 6 3.1 Hàn đồng đỏ 2 3.2 Hàn đồng thanh 2 3.3 Hàn đồng thau 2 4 Trình bày đầy đủ công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học 0,5 Cộng: 10 đ II Kỹ năng 1 Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, thiết bị đúng theo yêu cầu của bài thực tập Kiểm tra công tác chuẩn bị, đối chiếu với kế hoạch đã lập 1 2 Vận hành và sử dụng thành thạo thiết bị, dụng cụ hàn khí Quan sát các thao tác, đối chiếu với quy trình vận hành 1,5 3 Chuẩn bị đầy đủ vật liệu đúng Kiểm tra công tác 1 55 theo yêu cầu của bài thực tập chuẩn bị, đối chiếu với kế hoạch đã lập 4 Chọn đúng chế độ hàn, công suất ngọn lửa khí khi hàn đồng Kiểm tra các yêu cầu, đối chiếu với tiêu chuẩn. 1,5 5 Sự thành thạo và chuẩn xác các thao tác khi hàn Quan sát các thao tác đối chiếu với quy trình thao tác. 2 6 Kiểm tra chất lượng mối hàn Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với quy trình kiểm tra 3 6.1 Mối hàn đúng kích thước. 1 6.2 Mối hàn không bị khuyết tật (hàn một cạnh, lỗ khí, hàn không thấu) 1 6.3 kết cấu hàn biến dạng trong phạm vi cho phép 1 Cộng: 10 đ III Thái độ 1 Tác phong công nghiệp 5 1.1 Đi học đầy đủ, đúng giờ Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với nội quy của trường. 1 1.2 Không vi phạm nội quy lớp học 1 1.3 Bố trí hợp lý vị trí làm việc Theo dõi quá trình làm việc, đối chiếu với tính chất, yêu cầu của công việc. 1 1.4 Tính cẩn thận, chính xác Quan sát việc thực hiện bài tập 1 1.5 Ý thức hợp tác làm việc theo tổ, nhóm Quan sát quá trình thực hiện bài tập theo tổ, nhóm 1 2 Đảm bảo thời gian thực hiện bài tập Theo dõi thời gian thực hiện bài tập 2 3 Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với quy định về an toàn và vệ sinh công nghiệp 3 3.1 Tuân thủ quy định về an toàn 1 3.2 Đầy đủ bảo hộ lao động (quần áo bảo hộ, thẻ học sinh, giày, mũ, yếm da, găng tay da,) 1 3.3 Vệ sinh xưởng thực tập đúng quy định 1 Cộng: 10 đ 56 BÀI 5: HÀN ĐỒNG, HỢP KIM ĐỒNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN HỒ QUANG TAY Mã bài: MĐ 35.5 Giới thiệu: Sử dụng phương pháp hàn hồ quang tay để hàn đồng và hợp kim đồng. Hồ quang cháy trực tiếp giữa vật hàn và que hàn để cấp nhiệt cho quá trình hàn. Mục tiêu: - Trình bày đúng đặc điểm, khó khăn khi hàn đồng, hợp kim của đồng. - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn hồ quang tay đầy đủ an toàn. - Chuẩn bị mép hàn sạch hết lớp ô-xy hoá, hết các vết bẩn đúng kích thước, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. - Chọn que hàn phù hợp với kim loại hàn. - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu,liên kết hàn. - Hàn đông, hợp kim đồng, các mối hàn giáp mối, mối hàn gấp mép, mối hàn góc bằng phương pháp hàn hồ quang tay đảm bảo độ sâu ngấu, không rỗ khí ngậm xỷ, không cháy cạnh, ít biến dạng . - Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn. - Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng. - Tuân thủ quy định, quy phạm trong quy trình trình hàn đồng, hợp kim đồng bằng phương pháp hàn hồ quang tay. - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác Nội dung 1. Đặc điểm khi hàn đồng và hợp kim đồng bằng phương pháp hàn hồ quang tay Đồng và hợp kim đồng có độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao (gấp 6 lần so với Fe), do đó để tạo nên vũng hàn yêu cầu nguồn nhiệt lớn. Vùng ảnh hưởng nhiệt lớn làm giảm cơ tính của vật hàn, gây biến dạng lớn khi nung nóng và làm nguội. Ở nhiệt độ cao độ bền mối hàn giảm, do đó ứng nhiệt sinh ra khi hàn dễ tạo nên nứt trong mối hàn. Cu dễ bị ôxy hoá tạo nên CuO hoặc Cu2O khi nguội làm mối hàn giòn. Nhiệt độ chảy thấp nên dễ bị quá nhiệt, khi hàn đứng và hàn trần kim loại dễ bị ra ngoài. Khi hàn Cu thau, kẽm dễ bị cháy làm thay đổi thành phần kim loại mối hàn so với vật hàn. Ở nhiệt độ cao H2 và CO khuyếc tán vào kim loại và tác dụng với ôxy trong kim loại tạo thành H2O và CO2 không hoà tan trong kim loại mà sẽ bay ra ngoài với áp suất lớn. Khi mối hàn nguội lạnh áp suất này gây nứt cho mối hàn. 2. Thiết bị hàn đồng bằng hồ quang tay - Thiết bị hàn. + Máy hàn hồ quang tay một chiều, + Máy cắt. 57 3. Chuẩn bị phôi hàn 3.1. Cắt phôi Hình 5.1 Kích thước phôi hàn 3.2. Làm sạch và hàn đính Phôi hàn sau khi được chuẩn bị xong ta tiến hành gá đính phôi theo đúng yêu cầu kỹ thuật kích thước mối hàn đính, mối hàn đúng chắc chắn. Vật hàn không bị biến dạng. Hình 5.2 Kích thước gá đính phôi 4. Kỹ thuật hàn 4.1. Hàn đồng đỏ bằng hồ quang điện - Có thể dùng cực than hoặc cực kim loại. Các que hàn được bọc thuốc hàn như hàn khí. - Que hàn là hợp kim đồng có chất khử ôxy là Phốt pho (P) với dq=(1,5÷10)mm, Ih= (35 ÷ 65) dq. 4.2. Hàn đồng thau bằng hồ quang điện - Dùng que hàn có lõi: LcuSi3Zn 17; BcuSi3Mn; LcuMnFeZn39 thành phần thuốc bọc tuỳ theo thành phần vật hàn và lõi que hàn. - Đường kính que hàn: Nếu δ8 thì d = δ -1 (mm). Ih = (27 ÷ 40)d 4.3. Hàn đồng thanh bằng hồ quang điện Tiến hành như hàn đồng thau. 5. Kiểm tra chất lượng mối hàn Kiểm tra bề mặt mối hàn, phôi hàn. Kiểm tra kích thước mối hàn. Kiểm tra độ biến dạng hàn. Sửa chữa khuyết tật hàn nếu có. 58 *Trình tự thực hiện TT Nội dung công việc Dụng cụ Thiết bị Hình vẽ minh họa Yêu cầu đạt được 1 Đọc bản vẽ YCKT: Mối hàn đúng kích thước, không khuyết tật - Nắm được các kích thước cơ bản - Hiểu được yêu cầu kỹ thuật 2 - Kiểm tra phôi, chuẩn bị mép hàn - Chọn thông số hàn, gá đính - Phôi phẳng, thẳng không bị pavia - Phôi đúng kích thước - Chọn chế độ hàn hợp lý - Mối đính nhỏ gọn, chắc, đúng vị trí 3 Tiến hành hàn Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị - Ngồi đúng tư thế, que hàn đúng góc độ - Bắt đầu và kết thúc đường hàn đúng kỹ thuật 4 Kiểm tra - Phát hiện được các khuyết tật của mối hàn 59 Bài tập và sản phẩm thực hành Câu 1: Trình bày kỹ thuật và trình tự thực hiện mối hàn đồng bằng phương pháp hàn hồ quang tay? Câu 2: Thực hiện mối hàn đồng giáp mối vị trí 1G? Kích thước như sau: (250 x 120 x 3) x 2 Câu 3: Kiểm tra và phát hiện các khuyết tật trên sản phẩm? Hướng dẫn trả lời các câu hỏi, bài tập Câu 1: Kỹ thuật hàn đồng bằng phương pháp hàn hồ quang tay. - Chọn đúng chế độ hàn khi hàn đồng; - Đúng các thao tác, trình tự hàn hồ quang tay – hàn Đồng. - Nhận biết và khắc phục được khuyết tật mối hàn. Câu2: Thực hiện dúng quy trình hàn đồng vị trí 1G bằng phương pháp hàn hồ quang tay. Câu3: Thực hiện kiểm tra dúng quy trình. Đánh giá kết quả học tập TT Tiêu chí đánh giá Cách thức và phương pháp đánh giá Điểm tối đa Kết quả thực hiện của người học I Kiến thức 1 Trình bày đầy đủ công tác chuẩn bị, gá đính phôi Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học 1,5 2 Chọn chế độ hàn hồ quang tay Làm bài tự luận và trắc nghiệm, đối chiếu với nội dung bài học 2,0 2.1 Chọn đường kính que hàn 1 2.2 Chọn đúng dòng điện hàn 1 3 Trình bày kỹ thuật hàn đồng bằng phương pháp hàn HQT Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học 6 3.1 Hàn đồng đỏ 2 3.2 Hàn đồng thanh 2 3.3 Hàn đồng thau 2 4 Trình bày đầy đủ công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học 0,5 Cộng: 10 đ 60 II Kỹ năng 1 Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, thiết bị đúng theo yêu cầu của bài thực tập Kiểm tra công tác chuẩn bị, đối chiếu với kế hoạch đã lập 1 2 Vận hành và sử dụng thành thạo thiết bị, dụng cụ hàn Quan sát các thao tác, đối chiếu với quy trình vận hành 1,5 3 Chuẩn bị đầy đủ vật liệu đúng theo yêu cầu của bài thực tập Kiểm tra công tác chuẩn bị, đối chiếu với kế hoạch đã lập 1 4 Chọn đúng chế độ hàn Kiểm tra các yêu cầu, đối chiếu với tiêu chuẩn. 1,5 5 Sự thành thạo và chuẩn xác các thao tác khi hàn Quan sát các thao tác đối chiếu với quy trình thao tác. 2 6 Kiểm tra chất lượng mối hàn Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với quy trình kiểm tra 3 6.1 Mối hàn đúng kích thước. 1 6.2 Mối hàn không bị khuyết tật (hàn một cạnh, lỗ khí, hàn không thấu) 1 6.3 kết cấu hàn biến dạng trong phạm vi cho phép 1 Cộng: 10 đ III Thái độ 1 Tác phong công nghiệp 5 1.1 Đi học đầy đủ, đúng giờ Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với nội quy của trường. 1 1.2 Không vi phạm nội quy lớp học 1 1.3 Bố trí hợp lý vị trí làm việc Theo dõi quá trình làm việc, đối chiếu với tính chất, yêu cầu của công việc. 1 1.4 Tính cẩn thận, chính xác Quan sát việc thực hiện bài tập 1 1.5 Ý thức hợp tác làm việc theo tổ, nhóm Quan sát quá trình thực hiện bài tập theo tổ, nhóm 1 61 2 Đảm bảo thời gian thực hiện bài tập Theo dõi thời gian thực hiện bài tập, đối chiếu với thời gian quy định. 2 3 Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với quy định về an toàn và vệ sinh công nghiệp 3 3.1 Tuân thủ quy định về an toàn 1 3.2 Đầy đủ bảo hộ lao động (quần áo bảo hộ, thẻ học sinh, giày, mũ, yếm da, găng tay da,) 1 3.3 Vệ sinh xưởng thực tập đúng quy định 1 Cộng: 10 đ KẾT QUẢ HỌC TẬP Tiêu chí đánh giá Kết quả thực hiện Hệ số Kết quả học tập Kiến thức 0,3 Kỹ năng 0,5 Thái độ 0,2 Cộng: 62 BÀI 6: HÀN ĐỒNG, HỢP KIM ĐỒNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN TIG Mã bài: MĐ 35.6 Giới thiệu: Hàn đồng, hợp kim đồng bằng phương pháp hàn TIG là một phương pháp hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi trường bảo vệ khí trơ. Đây là một trong các phương pháp hàn tiên tiến, có thể hàn được các tấm đồng có chiều dày khác nhau đảm bảo yêu cầu chất lượng. Mục tiêu: - Trình bày đúng đặc điểm, khó khăn khi hàn đồng, hợp kim của đồng. - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn TIG đầy đủ an toàn. - Chuẩn bị mép hàn sạch hết lớp ô-xy hoá, hết các vết bẩn đúng kích thước, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. - Chọn que hàn, khí bảo vệ phù hợp với kim loại hàn. - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu và kiểu liên kết hàn. - Hàn đông, hợp kim đồng, các mối hàn giáp mối, mối hàn gấp mép, mối hàn góc bằng phương pháp hàn TIG đảm bảo độ sâu ngấu, không rỗ khí ngậm xỷ, không cháy cạnh, ít biến dạng . - Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn. - Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng - Tuân thủ quy định, quy phạm trong quy trình trình hàn đồng, hợp kim đồng bằng phương pháp hàn TIG. - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác. Nội dung 1. Đặc điểm khó khăn khi hàn đồng, hợp kim đồng, vật liệu hàn đồng. 1.1. Đặc điểm khi hàn đồng và hợp kim đồng. - Đồng và hợp kim đồng có độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao, do đó để tạo nên vũng hàn yêu cầu nguồn nhiệt lớn. Vùng ảnh hưởng nhiệt lớn làm giảm cơ tính của vật hàn, gây biến dạng lớn khi nung nóng và làm nguội. - Ở nhiệt độ cao độ bền mối hàn giảm, do đó ứng nhiệt sinh ra khi hàn dễ tạo nên nứt trong mối hàn. - Cu dễ bị ôxy hoá tạo nên CuO hoặc Cu2O khi nguội làm cho mối hàn giòn. - Nhiệt độ chảy thấp nên dễ bị quá nhiệt, khi hàn đứng và hàn trần kim loại dễ bị ra ngoài. - Khi hàn Cu thau, kẽm dễ bị cháy làm thay đổi thành phần kim loại mối hàn so với vật hàn. - Ở nhiệt đọ cao H2 và CO khuyếc tán vào kim loại và tác dụng với ôxy trong kim loại tạo thành H2O và CO2 không hoà tan trong kim loại mà sẽ bay ra ngoài với áp suất lớn. Khi mối hàn nguội lạnh áp suất này gây nứt cho mối hàn 1.2. Vật liệu hàn đồng. 1.2.1 Khí bảo vệ Bất kỳ loại khí trơ nào cũng có thể dùng để hàn TIG, song Argon và Heli được ưa chuộng hơn cả vì giá thành tương đối thấp, trữ lượng lớn 63 - Argon là loại khí trơ không màu, mùi, vị và không độc. Nó không hình thành hợp chất hóa học với bất cứ vật chất nào khác ở mọi nhiệt độ hoặc áp suất. Ar được trích từ khí quyển bằng phương pháp hóa lỏng không khí và tinh chế đến độ tinh khiết 99,9 %, có tỷ trọng so với không khí là 1,33. Ar được cung cấp trong các bình áp suất cao hoặc ở dạng khí hóa lỏng với nhiệt độ - 184 0C trong các bồn chứa. - Heli là loại khí trơ không màu, mùi, vị. Tỷ trọng so với không khí là 0,13 được khai thác từ khí thiên nhiên, có nhiệt độ hóa lỏng rất thấp – 2720C, thường được chứa trong các bình áp suất cao. - Nitơ ( N2 ) đôi khi được đưa vào Ar để hàn đồng và hơp kim đồng, Nitơ tinh khiết đôi khi được dùng để hàn thép không rỉ. 1.2.2. Điện cực - EWP, wonfram tinh khiết (99.5%W) Loại điện cực này không có hợp chất, điện cực W tinh khiết chứa tối thiểu 99.5% Vonfram. Chúng cung cấp hồ quang ổn định tốt khi sử dụng dòng điện xoay chiều với cả sóng được cân bằng hay không cân bằng và bộ làm ổn định liên tục tần số cao. Thường sử dụng để hàn Nhôm, Mn và các kim loại-hợp kim mầu khác. - EWCe-2,Vônphram hợp chất với 2% o xít Cerium: Được kết hợp với khoảng 2% Cerium – một kim loại không phóng xạ và có nhiều nhất trong các nguyên tố đất hiếm, việc thêm vào một lượng phần trăm rất nhỏ oxít Cerium làm tăng khả năng phóng điện của điện cực, cho điện cực có đặc tính khởi động tốt hơn và khả năng chuyển tải dòng điện cao hơn so với điện cực W tinh khiết. Đây là loại điện cực “đa mục đích” vì chúng có thể sử dụng tốt với cả dòng AC và dòng DC nối thuận. So với điện cực EWP thì loại điện cực này cho ra hồ quang ổn định hơn. Chúng có đặc tính gây hồ quang vượt trội ở dòng hàn nhỏ dùng để hàn các liên kết có quĩ đạo, ống, tấm mỏng và các chi tiết nhỏ. - EWTh-1 (vàng chanh); EWTh-2 (đỏ) - Vônphram hợp chất với oxít Thorium: Là loại điện cực W hợp chất với 1 hoặc 2% oxít Thorium. Đây là 2 loại điện cực được sử dụng phổ biến vì chúng tạo ra hiệu suất hồ quang cao hơn so với loại điện cực W tinh khiết. Thorium cũng làm tăng “tuổi thọ” của điện cực dài hơn điện cực EWP. Tuy nhiên, thorium là một kim loại phóng xạ vì vậy khi làm việc cần phải chú ý bảo mang hộ đầy đủ, đặc biệt khi làm việc trong không gian hạn chế cần phải đảm bảo thông gió tốt. 1.2.3. Que hàn TIG Chọn theo thành phần hóa học tại tiêu tiêu chẩn AWS - A5.7 64 Bảng 6.1 Thành phần của điện cực hàn đồng 2. Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn TIG. Hình 6.1. Thiết bị hàn TIG 3. Chuẩn bị phôi hàn 3.1. Cắt phôi Hình 6.2. Kích thước phôi hàn 65 3.2. Làm sạch Vật hàn trước khi hàn phải được chuẩn bị tốt. Có thể dùng hoá chất hoặc bàn chải để làm sạch mép hàn trước khi hàn. Vật mỏng δ = 1.5 – 2 mm, dùng kiểu uốn mép, nhỏ hơn 30 mm không cần vát mép, 10mm vát 450 lớn hơn 10 mm vát 900. Nếu nung nóng sơ bộ thực hiện bằng cách dùng ngọn lửa thì công suất ngọn lửa chọn như sau. W = (100 – 150) δ (l/h). W. là công suất ngọn lửa biểu thị bằng lượng tiêu hao khí axetylen. δ. chiều dày vật hàn tính bằng mm. 4. Gá phôi hàn Phôi hàn sau khi được chuẩn bị xong t