Giáo trình Hàn MIG/MAG cơ bản (Trình độ Cao đẳng)

40 Bài 4: Hàn giáp mối thép các bon thấp - Vị trí hàn (1G) Trang 40 ÷ 45 Bài 5: Hàn liên kết góc thép các bon thấp – vị trí hàn (2F) Trang 45 ÷ 51 Bài 6: Hàn liên kết góc thép các bon thấp – vị trí hàn (3F) Trang 51 ÷ 57 Bài 7: Kiểm tra kết thúc Mô đun Trang 57 ÷ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1.Giáo trình công nghệ Hàn : NXB Giáo dục. 2. Giáo trình công nghệ hàn: ( Tập 1 – Cơ sở lý thuyết – Ngô Lê Thông: NXB Khoa học kỹ thuật) 3. Cẩm nang Hàn: PGS.TS Hoàng Tùng và tập thể NXB Khoa học kỹ thuật 4. Hướng dẫn thực hành hàn: Dự án JCA – HIC (Tài liệu dịch) BÀI MỞ ĐẦU: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN MIG/MAG 1. Nguyên lý và phạm vi ứng dụng của phương pháp hàn MIG, MAG. Hàn MIG/MAG là quá trình hàn hồ quang điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ. trong đó nguồn nhiệt hàn được cung cấp bởi hồ quang tạo ra giữa điện cực nóng chảy (dây hàn) và vật hàn. Khi hàn kim loại nóng chảy được bảo vệ khỏi tác dụng của oxi và nito từ môi trường xung quanh bởi một loại khí hoặc hỗn hợp khí. Tiếng Anh phương pháp này gọi là GTAW (Gas metal arc welding) (Hình 1.1:Nguyên lý quá trình hàn MIG/MAG) Khí bảo vệ có thể là khí trơ (Ar, He hoặc hỗn hợp Ar +He) không tác dụng với kim loại lỏng trong khi hàn hoặc là các loại khí hoạt tính (CO2; CO2 + O2; CO2 + Ar) có tác dụng chiếm chỗ đẩy không khí ra khỏi vùng hàn và hạn chế tác dụng sấu của nó. Tuỳ theo loại khí hoặc hỗn hợp khí được sử dụng trong hàn hồ quang bán tự động người ta phân thành các loại như sau: +Hàn MIG (Metal Inert Gas) khí sử dụng là khí trơ Acgôn hoặc Hêli. Phương pháp này thông thường dùng để hàn thép không gỉ, hàn nhôm và hợp kim nhôm, hàn đồng và hợp kim đồng. +Hàn MAG (Metal Active Gas) khí sử dụng là khí hoạt tính CO2 phương pháp này thường dùng để hàn thép carbon và thép hợp kim thấp. 2. Vật liệu hàn MIG, MAG. 2.1. Dây hàn a) Nhiệm vụ của dây hàn: Dây hàn làm nhiệm vụ dẫn dòng điện tới hồ quang và cung cấp một phần kim loại nóng chảy cho bể hàn. Dưới tác dụng của hồ quang, tuỳ thuộc loại khí bảo vệ được sử dụng và thông số hàn, kim loại nóng chảy trong bể hàn thay đổi thành phần do kết hợp với khí và do một số thành phần hợp kim loại bị cháy. Để khử ảnh hưởng của quá trình nói trên, dây hàn được hợp kim để làm cho mối hàn cũng có những đặc tính giống kim loại cơ bản. b)Yêu cầu về dây hàn : Khi hàn trong môi trường khí bảo vệ, sự hợp kim hoá kim loại mối hàn cũng như các tính chất yêu cầu của mối hàn được thực hiện chủ yếu thông qua dây hàn. Do vậy, những đặc tính của quá trình công nghệ hàn phụ thuộc rất nhiều vào tình trạng và chất lượng dây hàn. Khi hàn MAG đường kính dây hàn từ 0.8 đến 2.4mm. Sự ổn định của quá trình hàn cũng như chất lượng của liên kết hàn phụ thuộc nhiều vào tình trạng bề mặt dây hàn. Cần chú ý đến phương pháp bảo quản, cất giữ và biện pháp làm sạch dây hàn nếu dây hàn bị gỉ hoặc bẩn. Một trong những cách giải quyết là sử dụng dây có bọc lớp mạ đồng. Dây mạ đồng sẽ nâng cao chất lượng bề mặt và khả năng chống gỉ, đồng thời nâng cao tính ổn định của quá trình hàn c) Phân loại dây hàn: (Hình 1.2: Phân loại dây hàn) Chất chứa trong dây hàn rỗng cũng làm nhiện vụ tương tự như lớp thuốc ở que hàn điện, nhưng ở mức độ hạn chế: + Tạo xỉ để che cho bể kim loại nóng chẩy. + Đưa các chất hợp kim vào bể kim loại. + Giảm tác hại của không khí từ môi trường đến chất lượng mối hàn - Dây hàn đặc: Có các kiểu như biểu đồ. Việc lựa chọn kiểu dây hàn được thực hiện phù hợp với loại khí bảo vệ. Hàm lượng ôxy ở khí bảo vệ mà càng nhiều thì hàm lượng silic và Mangan trong dây hàn phải càng lớn để khử ôxy trong bể hàn. Dây hàn Dây hàn đặc Dây hàn rỗng Thuốc Kim loại Kim loại 1.0 1.5 2.0 % (Hình 1.3 Thành phần các nguyên tố C, Si, Mn) - Dây hàn rỗng : Đây là loại dây hàn chứa thuốc hàn bên trong, và trong quá trình hàn mối hàn được bảo vệ bởi khí bảo vệ và thuốc hàn cháy. Dây hàn chứa chất Bazơ cho phép tạo các mối hàn có độ dẻo lớn. Còn dây hàn chứa chất Rutil cho các mối hàn có độ bóng và độ nhẵn bề mặt cao. Ngoài kiểu dây hàn có chứa thuốc thông thường, thì còn có các loại dây có chứa thuốc khác: Dây hàn chứa bột kim loại và dây hàn tự bảo vệ và tạo xỉ để hàn mà không cần khí bảo vệ. ` (Hình 1.4: Thành phần các nguyên tố C, Si, Mn) d) Cách chọn đường kính dây hàn: Theo qui định ta có các loại đường kính danh nghĩa sau: Việc lựa chọn đường kính dây hàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó Chiều dầy vật liệu là quan trọng nhất, ví dụ: d (mm) : 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4 1,6 2,0 2,4 0 1.0 1.5 2.0 % 0.5 C Si Mn C Si Mn SGR1 Kiểu Rutil Kiểu Bazơ SGB1 Kích thước danh nghĩa của đường kính que hàn (mm) Kích thước danh nghĩa của đường kính que hàn (mm) Chiều dầy vật liệu 0.8 0.9 1.0 1.2 1.4 1.6 2.0 2.4 1mm x x 7mm x x 15mm x x x x e) Ký hiệu dây hàn Theo tiêu chuẩn AWS, ký hiệu dây hàn thép các bon thông dụng như sau E R 70 S – X E : Electrode – Điện cực hàn R: Rode – Dạng que 70: độ bền kéo nhỏ nhất (ksi) S: (Solid) Dây hàn đặc X: Thành phần hóa học ( C, Si, Mn...) X = 2,3,4,5,6,7. Thành phần hóa học của C,Si, Mn được tra theo bảng phụ thuộc vào chỉ số X. Việc lựa chọn kiểu dây hàn được thực hiện phù hợp với các loại khí bảo vệ . Hàm lượng O2 ở trong khí bảo vệ càng nhiều thì hàm lượng Si và Mn trong dây hàn càng phải lớn để khử O2 trong bể hàn 2.2. Khí bảo vệ. a) Nhiệm vụ, đặc điểm: Khí bảo vệ có tác dụng bảo vệ kim loại khỏi tác hại của không khí, nó tác động với các quá trình sảy ra trong hồ quang, quá trình tạo giọt và hình dáng mối hàn. Các loại khí bảo vệ không màu, không vị và có mùi đặc trưng. Chúng không độc nhưng có thể choáng chỗ của không khí. b) Các loại khí bảo vệ dùng trong hàn MIG/MAG: - Khí Hoạt tính: (CO2) Khí CO2 được dùng rộng rãi để hàn thép Cacbon trung bình, do gía thành thấp mối hàn ổn định, cơ tính của liên kết hàn đạt yêu cầu, tốc độ hàn cao và độ ngấu sâu. Nhược điểm hàn trong khí bảo vệ CO2 là gây bắn toé kim loại lỏng. - Khí Trơ (Ar, He) Khí Argon (Ar) tinh khiết thường dùng các vật liệu Kim loại mầu hoặc thép trắng. Khí Heli (He) tinh khiết thường được dùng hàn các loại vật liệu có tính dãn nở nhiệt cao như Al, Mg, Cu Khi dùng khí He tinh khiết bề rộng mối hàn sẽ lớn so với dùng loại khí khác, vì vậy có thể dùng hỗn hợp Ar + (50 – 80%)He, do khí He có trọng lượng riêng nhỏ hơn khí Ar mà lưu lượng khí Ar cần dùng thấp hơn so với khí He - Khí trộn: (Khí trộn: CO2, Ar + CO2, Ar + O2, Ar + O2 + CO2) Là sự kết hợp của các loại khí bảo vệ cho chất lượng mối hàn tốt khi hàn các vật liệu thép các bon thấp tuy nhiên do giá thành đắt nên chủ yếu sử dụng khí CO2. c) Ký hiệu và ứng dụng các loại khí bảo vệ trong hàn MIG/MAG Khí bảo vệ Kim loại cơ bản Ar (He) Kim loại và hợp kim phi sắt thép Ar + 1% O2 Thép Ostennit Ar + 2% O2 Thép Ferit (hàn đứng từ trên xuống) Ar + 5% O2 Thép Ferit (hàn tấm mỏng, hàn đứng từ trên xuống) Ar + 20% CO2 Thép Ferit và Ostennit (hàn ở mọi vị trí) Ar + 15% CO2 + 5% O2 Thép Ferit (hàn ở mọi vị trí) Cụ thể khi hàn, tỷ lệ các khí bảo vệ dùng để hàn MAG và hàn MIG, ký hiệu theo tiêu chuẩn DIN 32 526 kết hợp với các loại vật liệu cần hàn: Thành phần khí bảo vệ Ký hiệu DIN 32 526 Vật liệu 100% Ar 11 Hàn kim loại phi sắt thép (Kim loại và hợp kim mầu) 50% Ar + 50% He 13 97% Ar + 3% CO2 M1.1 Thép hợp kim cao, thép không gỉ (Thép trắng) 97% Ar + 3% O2 M1. 2 82% Ar + 18% CO2 M2.1 Thép không hợp kim và hợp kim thấp (Hàn thép bình thường) 87% Ar + 10% CO2+ 3% O2 M2.2 92% Ar + 8% O2 M2.3 100% CO2 C d)Ảnh hưởng của các loại khí bảo vệ thường dùng để hàn các thép không hợp kim bằng phương pháp hàn MAG (xu thế) Ảnh hưởng tới Loại khí bảo vệ 82% Ar + 18% CO2 92% Ar + 8%O2 CO2 Chiều sâu độ ngấu Chiều rộng độ ngấu Độ nhấp nhô bề mặt Vẩy mịn Vẩy rất mịn Vẩy thô Tạo xỉ ít Trung bình Nhiều Bắn toé ít Rất ít Gia tăng Tạo bọt khí ít Trug bình Rất ít (Hình 1.5: Ảnh hưởng của các loại khí bảo vệ tới kích thước mối hàn) 3. Thiết bị dụng cụ hàn MIG, MAG. ( Hình 1.5: Hình dáng bên ngoài máy hàn MIG/MAG) 3.1 Sơ đồ cấu tạo của thiết bị hàn bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ: (Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý thiết bị hàn MIG/MAG) + Nguồn điện hàn: (1) Đấu mạng (2) Chỉnh lưu hàn + Dây hàn: (3) Guồng dây hàn (4) Thiết bị chuyển dây + Khí bảo vệ: (5) Chai khí bảo vệ (6) Đồng hồ giảm áp với bộ phận đo lưu lượng khí (7) Van khí bảo vệ bằng nam châm + Cụm ống dẫn: (8) Cáp công tắc (9) Dây hàn (10) Dẫn khí bảo vệ (11) Dây dẫn điện hàn (12) Vòi hàn với công tắc tắt mở Đấu vật hàn: (13) Dây dẫn điện hàn và cùng với kẹp vật hàn 3.2 Chức năng của các bộ phận a) Nguồn điện hàn + Tác dụng của dòng điện: - Nguồn năng lượng của phương pháp hàn trong môi trường khí bảo vệ là hồ quang do dòng điện tạo ra. Trong quá trình này nhiều tác dụng của dòng điện được tận dụng: - Tác dụng nhiệt: Nung nóng bằng điện trở thông qua dây hàn; Nhiệt hồ quang do chuyển động của điện tử và ion trong cột hồ quang. - Tác dụng từ: Quá trình nhỏ giọt do tác dụng co thắt của lực từ trường vào phía trong tại chỗ danh giới kim loại lỏng và kim loại rắn. + Yêu cầu chung của nguồn điện: - Nguồn điện hàn phải biến dòng điện lưới thành dòng điện hàn với những đặc tính sau đây: - Dòng điện hàn phải là dòng điện một chiều đấu nghịch (Cực dương đấu với dây hàn, cực âm đấu với vật hàn) - Vì những lý do an toàn lao động, nên điện áp hàn phải hạ xuống thấp, điện áp không tải tối đa là 113 V, trong khi đó điện áp hàn từ (15 ÷ 30) V. - Điện áp hàn có thể điều chỉnh phù hợp với công việc hàn. - Mức điện áp hàn đã chỉnh phải giữ được ổn định, không phụ thuộc vào cường độ dòng điện hàn. - Cường độ dòng hàn cao hơn đáng kể so với cường độ dòng điện lưới. + Đặc tuyến của thiết bị: - Đặc tuyến của thiết bị là là biểu đồ của cường độ dòng điện và điện áp có được khi chỉnh nguồn điện hàn một cách tương ứng: ( Hình vẽ số 1.7) 1 2 3 4 5 6 7 Cường độ dòng điện (A) Điện áp (V) Hệ thống thiết bị cần thiết dùng cho hàn hồ quang nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ có nguồn điện hàn thông thường là nguồn điện hàn một chiều (DC), nguồn điện xoay chiều (AC) không thích hợp do đồng hồ bị tắt ở từng nửa chu kỳ và sự chỉnh lưu chu kỳ phân cực ngược làm cho hồ quang không ổn định. - Đường đặc tính ngoài của thiết bị có dạng nằm ngang (Đặc tính cứng), nên ứng với sự thay đổi nhỏ về điện áp cũng dẫn tới sự thay đổi lớn về dòng điện. Nói cách khác độ nhạy rất cao trong khi thiết bị CC (Đặc tính ngoài dốc)thì hầu như dòng không thay đổi khi thay đổi điện áp. Khi tăng khoảng cách giữa contact tip và chi tiết, điện áp hàn và chiều dài hồ quang tăng lên. (Hình 1.8: Đặc tính ngoài của nguồn điện hàn) Ưu điểm chính của thiết bị kiểu CV là điện áp hồ quang không đổi trong suốt quá trình hàn. Dòng hàn sẽ tự động tăng hoặc giảm khi chiều dài hồ quang thay đổi, từ đó làm tăng hoặc giảm tốc độ chảy của dây hàn nhờ đó mà điện áp hồ quang được duy trì không đổi. Như vậy, thiết bị GMAW điều chỉnh dòng điện hàn thông qua bộ cấp dây. dòng điện hàn sẽ giảm xuống như đặc tính đã mô tả, khi đó tốc độ chảy của dây hàn giảm tương ứng. vì tốc độ cấp dây là hằng nên lúc này sẽ lớn hơn tốc độ chảy kết quả là hồ quang sẽ bị ngắn lại. Quá trình ngược lại sẽ diễn ra khi giảm điện áp hồ quang. b) Chỉnh lưu hàn + Nhiệm vụ của bộ phận chỉnh lưu: Chỉnh lưu hàn có nhiệm vụ biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. + Cấu tạo của bộ phận chỉnh lưu: Chỉnh lưu hàn gồm 5 bộ phận chính: (Hình 1.8: Sơ đồ bộ phận chỉnh lưu một pha) 1: Công tắc tắt mở nguồn điện 2: Biến áp : Có nhiệm vụ - Hạ điện áp của lưới điện xuống điện áp hàn - Tăng cường độ dòng điện lên cường độ dòng hàn 3: Bộ phận chỉnh lưu : Có nhiệm vụ biến dòng điện xoay chiều thành dòng DC 4: Cuộn cản: Điều chỉnh các đỉnh nhấp nhô của hiệu ứng chỉnh lưu làm tăng quá trình ổn định của hồ quang. 5: Vật hàn (Hình 1.9: Thiết bị chuyển dây) c) Thiết bị chuyển Dây hàn: Nhiệm vụ: Thiết bị chuyển dây hàn kéo dây hàn từ cuộn dây và chuyển một cách đều đặn vào thiết bị ống dẫn để chuyển tới vòi hàn. Tốc độ chuyển dây có thể điều chỉnh được và nằm trong phạm vi từ 1 đến 18m/phút. Tốc độ này được giữ cố định trong suốt quá trình hàn. Các sự thất thường trong việc chuyển dây ảnh hưởng tới hồ quang và cuối cùng ảnh hưởng tới quá trình nhỏ giọt của kim loại và hậu quả là sai lỗi của mối hàn. Có 2 loại thiết bị chuyển dây: Loại thiết bị chuyển dây hai bánh xe và thiết bị chuyển dây bốn bánh xe, việc lựa chọn loại nào phụ thuộc nhiều yếu tố trong đó yếu tố loại vật liệu dây dẫn là quan trọng nhất. + Thiết bị chuyển dây 2 bánh xe: (Hình 1.10: Sơ đồ thiết bị chuyển dây hai bánh xe) 1. Cuộn dây hàn 2. Ty dẫn dây 3. Bánh xe chuyển dây 4. Bánh xe nén 5. Ty dẫn dây + Thiết bị chuyển dây bốn bánh xe: Ưu tiên sử dụng để chuyển dây hàn rỗng nạp thuốc và các dây hàn đặc mềm (Al) (1) Ty Dẫn dây (2) Bánh xe chuyển dây (3) Bánh xe nén (4) ống dẫn hướng dây (5) Ty dẫn dây (Hình 1.11: Thiết bị chuyển dây 4 bánh xe) + Bánh xe chuyển dây - Cách lắp dây hàn: - Bánh xe chuyển dây với rãnh hình nêm để chuyển dây hàn bằng thép hình tròn - Bánh xe chuyển dây với rãnh hình tròn để chuyển dây hàn mềm như Nhôm Cần chọn bánh chuyển dây hàn theo đường kính của dây hàn, nếu không sẽ sảy ra trục trặc trong việc chuyển dây hàn; Cần thường xuyên kiểm tra độ mài mòn của các bánh xe chuyển và khi cần thiết thì thay thế bánh khác d) Mỏ hàn: * Cấu tạo mỏ hàn ( Hình 1.13) (1) Thân mỏ hàn. (2) Vòi phun (Hình 1.12: Thiết bị chuyển dây hàn) (3) Ti hàn (4) Ống nối chụp khí (5) Chụp khí ( Hình 1.13 Cấu tạo mỏ hàn) 1.2.3 Dụng cụ dùng trong hàn MIG/MAG: 1 2 3 4 5 4. Đặc điểm công dụng của hàn MIG, MAG. - Chất lượng mối hàn cao, sảm phẩm ít cong vênh do tốc độ hàn lớn. Nguồn nhiệt tập trung, hiệu suất sử dụng nhiệt lớn, vùng ảnh hưởng nhiệt bé - Năng suất cao gấp 2,5 lần so với hàn hồ quang tay - Tính công nghệ cao hơn so với hàn dưới lớp thuốc vì có thể hàn được mọi vị trí trong không gian. - Giá thành thấp - Năng lượng hàn thấp, ít biến dạng nhiệt - Hàn được hầu hết các kim loại và hợp kim. - Dễ tự động hóa - Điều kiện lao động tốt hơn so với hàn hồ quang tay và trong quá trình hàn không phát sinh khí độc Phạm vi ứng dụng Hàn MIG/ MAG nói chung (GMAW) được sử dụng rộng rãi trong các công việc hàn, có thể được thực hiện bán tự động hoặc tự động. Nó không những hàn được các loại thép kết cấu thông thường, mà còn có thể hàn các loại thép không gỉ, thép chịu nhiệt, thép bền nóng, các hợp kim đặc biệt, hợp kim nhôm, magie, niken, đồng, các hợp kim có ái lực hóa học mạnh với oxi Phương pháp này có thể hàn ở mọi vị trí, chiều dày vật hàn từ 0,4 4,8mm chỉ cần hàn một lớp và không cần vát mép, từ 1,6  10mm hàn một lớp có vát mép, từ 3,2  25mm hàn nhiều lớp. 5. Các khuyết tật của mối hàn Hàn MIG/ MAG nói chung (GMAW) được sử dụng rộng rãi trong các công việc hàn, có thể được thực hiện bán tự động hoặc tự động. Nó không những hàn được các loại thép kết cấu thông thường, mà còn có thể hàn các loại thép không gỉ, thép chịu nhiệt, thép bền nóng, các hợp kim đặc biệt, hợp kim nhôm, magie, niken, đồng, các hợp kim có ái lực hóa học mạnh với oxi 6 Những ảnh hưởng tới sức khỏe của người công nhân khi hàn MIG, MAG • Nhiễm trùng đường hô hấp đã được chứng minh là tăng về cường độ và tần số ở các thợ hàn. Nguyên nhân gây nhiễm trùng là do tiếp xúc với khói kim loại trong quá trình hàn. • Ho dị ứng (một bệnh hô hấp mãn tính do hít phải các hạt kim loại hoặc hạt khoáng sản); một loại ho dị ứng đặc biệt, có liên quan đến hít phải oxit sắt). • Một số bệnh ung thư (như: gan, mũi, vòm họng, dạ dày và phổi). Cơ quan Nghiên cứu Quốc tế về Ung thư (IARC) đã kết luận rằng khói hàn "có thể gây ung thư cho con người" và thuộc nhóm 2B. • Giảm hoặc mất thính lực. • Tiếp xúc với tia UV trong ánh sáng hàn có thể gây tác hại mãn tính cho mắt và da. • Phá hủy hệ thống thần kinh trung ương, khi tiếp xúc với khói chì, mangan và khói nhôm. • Các bệnh lý hô hấp khi môi trường hàn phát sinh nồng độ khí CO2 cao và thiếu khí Oxy (đặc biệt là ở những nơi kém thông thoáng). • Ngộ độc mãn tính khi hít phải thành phần hơi kẽm, cadmium, biphenyl polyclo hóa (từ sự phân hủy của các loại dầu chống ăn mòn), hoặc sản phẩm phân hủy từ các loại sơn bề mặt có trong khói hàn. 7. An toàn và vệ sinh phân xưởng khi hàn MIG, MAG. BÀI 2: VẬN HÀNH MÁY HÀN MIG/MAG Mục tiêu của bài: Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng: - Trình bày đúng cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị hàn MIG, MAG - Vận hành, sử dụng thành thạo các loại máy hàn, dụng cụ hàn MIG, MAG - Chọn chế độ hàn: Đường kính dây hàn, cường độ dòng điện, điện thế hồ quang, tốc độ hàn, lưu lượng khí bảo vệ phù hợp với chiều dày và tính chất của vật liệu. - Thao tác tháo lắp dây, mỏ hàn, van giảm áp, ống dẫn khí, chai chứa khí, chuẩn bị đầu dây hàn thành thạo. - Tư thế thao tác hàn: Cầm mỏ hàn, ngồi hàn đúng quy định thoải mái tránh gây mệt mỏi - Gây hồ quang và duy trì sự cháy của cột hồ quang ổn định. 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy hàn MIG, MAG (Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý thiết bị hàn MIG/MAG) + Nguồn điện hàn: (1) Đấu mạng (2) Chỉnh lưu hàn + Dây hàn: (3) Guồng dây hàn (4) Thiết bị chuyển dây + Khí bảo vệ: (5) Chai khí bảo vệ (6) Đồng hồ giảm áp với bộ phận đo lưu lượng khí (7) Van khí bảo vệ bằng nam châm + Cụm ống dẫn: (8) Cáp công tắc (9) Dây hàn (10) Dẫn khí bảo vệ (11) Dây dẫn điện hàn (12) Vòi hàn với công tắc tắt mở Đấu vật hàn: (13) Dây dẫn điện hàn và cùng với kẹp vật hàn 2.Vận hành, sử dụng và bảo quản máy hàn MIG, MAG. Mỗi máy hàn MIG/MAG dù có khác nhau về chủng loại, tuy nhiên nguyên lý hoạt động của mỗi máy đều giống nhau. Do đó khi vận hành cần tuân thủ theo trình tự sau: - Nối cáp, định vị vật hàn. - Kiểm tra đầu nối và cáp điện đầu vào - Kiểm tra đầu nối và cáp điện đầu ra ( Cực (+) nối vào bộ phận đẩy dây hàn, cực (-) nối vào bàn hàn). Kiểm tra đầu nối từ hộp điều khiển từ xa và bộ phận đẩy dây tới máy hàn. Đảm bảo chắc chắn chúng ở chế độ làm việc tốt. - Kiểm tra đầu nối ở ống dẫn khí, cáp điện nối ra công tắc mỏ hàn, cáp điện nguồn và cáp nối ra dây hàn. - Bật nguồn điện hàn. - Đóng cầu dao nguồn chính “ON”. Bật công tắc điều khiển nguồn POWER trên bảng điều khiển của máy hàn - Điều chỉnh thông số đầu ra. - Tốc độ cấp dây - điện áp - Dòng hàn +Điều chỉnh lưu lượng khí - Mở van chai khí bảo vệ, kiểm tra áp suất khí của khí bảo vệ trên đồng hồ đo áp lực khí. - Bật công tắc điều chỉnh khí “GAS” sang vị trí ‘CHECK’, mở van điều chỉnh lưu lượng khí ra mỏ hàn phù hợp 2. Bảo quản máy hàn MIG/MAG ( Hình 2.1: Cách vệ sinh chụp khí) + bảo quản ống tiếp điện Hồ quang sẽ không ổn định khi đường kính lỗ ống của tiếp điện và đường kính của dây không khớp và lỗ ống tiếp điện bị ôva Nếu xuất hiện hiện tượng dây hàn nóng cháy dính vào đầu ống tiếp điện, thì dùng rũa để tẩy đầu dây kim loại lỏng ra + Kiểm tra tình trạng lắp ghép của ống tiếp điện: Nếu ống tiếp điện bị hư hỏng, hồ quang sẽ cháy không ổn định và truyền điện cho dây hàn có thể không truyền được. Đầu re có thể bị cháy, hỏng, do đó cần kiểm tra bằng cách vặn chặt ống tiếp điện + làm sạch hạt kim loại bám dính trong miệng phun; Nếu bị hạt kim loại bám dính trong miệng phun, khí bảo vệ không thể phun ra tờ miệng phun đều đặn được. Bọt khí hoặc lỗ hơi có thể xuất hiện, vật liệu hàn bị ôxy hoá, mối hàn và vùng xuong quanh bị xám đen. Vì vậy phải thường xuyên làm sạch miệng phun bằng loại vật liêu chống xước như gỗ. + Kiểm tra vòi phun: Nếu không sử dụng vòi phun, các hạt kim loại và xỉ bắn toé sẽ dính vào phía cuối miệng phun. Mỏ hàn có thể cháy do sự cách ly giữa miệng phun và thân mỏ hàn không tốtvà khí bảo vệ khôg thể phun đề đặn từ miệng phun. Khi lám sạch miệng phun và thay ống tiếp điện không được để vòi phun vào trong miệng phun, nếu vòi phun bị vỡ cần phải thay vòi phun mới. Nếu lỗ vòi phun dính các hạt kim loại hoặc xỉ sẽ làm khí bảo vệ không thể phun ra đều đặn. Do đó lỗ vòi phun phải được làm 3. Tư thế thao tác hàn Sau khi kiểm tra máy đảm bảo yêu cầu và hoạt động tốt, tiến hành theo một trình tự sau: - Cắt đầu dây hàn và điều chỉnh cho đầu dây hàn nhô ra ngoài mỏ hàn từ 10- 15 mm. - Lựa chọn chế độ hàn: Dòng điện hàn, điện áp hàn, tốc độ dây, lưu lượng khí bảo vệ... - Điều chỉnh đầu mỏ hàn để dây hàn vuông góc với bề mặt vật hàn ( Hình 2.2 Cắc đầu dây hàn) - Đưa cả tay trái vào cẩm mỏ hàn để giữ cho khoảng cách dây hàn nhô ra và góc độ mỏ hàn không thay đổi, đầu dây hàn cách bề mặt vật hàn từ 0,5-1mm - Gây hồ quang bằng cách bấm công tắc mỏ hàn (Hình 2.3: Tư thế thao tác hàn) - Trong khi gây hồ quang phải giữ cho khoảng cách đầu nhô ra của dây hàn không đổi, kiểm tra chế độ hàn bằng cách quan sát số chỉ của kim trên đồng hồ Ampe kế và Vôn kế - Ngắt hồ quang bằng cách nhả công tắc mỏ hàn - Gây hồ quang và điều chỉnh chính xác chế độ hàn đạt giá trị theo tính toán hoặc tra bảng 4. Chọn chế độ hàn: Chế độ hàn bao gồm các thông số như : Tốc độ cấp dây, điện áp hàn, dòng hàn, lưu lượng khí, tầm với điện cực, góc nghiêng mỏ hàn... a). Dòng điện hàn (Ih) Được chọn phụ thuộc vào kích thước điện cực (Dây hàn), dạng truyền kim loại lỏng, chiều dầy của liên kết hàn. Khi dòng điện quá thấp sẽ không đảm bảo ngấu hết chiều dầy liên kết, giảm độ bền của mối hàn. Khi dòng điện quá cao sẽ làm tăng sự bắn tóe kim loại, gây ra rỗ xốp, biến dạng, mối hàn không ổn định. Với loại nguồn điện có đặc tính ngoài cứng thì điện áp không đổi, dòng điện hàn tăng khi tăng tốc độ cấp dây và ngược lại. b). Điện áp hàn (Uh) Đây là thông số rất quan trọng của phương pháp hàn bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ, nó quyết định đến dạng truyền giọt kim loại lỏng. Điện áp hàn sử dụng phụ thuộc vào chiều dầy chi tiết hàn, kiểu liên kết, kích cỡ và thành phần điện cực, thành phần khí bảo vệ, vị trí hàn,...Để có được giá trị điện áp hàn hợp lý có thể phải hàn thử vài lần bắt đầu bằng giá trị điện áp hồ quang theo tính toán hay tra bảng, sau đó tăng hay giảm theo quan sát đường hàn để chọn điện áp thích hợp c). Tốc độ hàn (Vh) Tốc độ hàn quyết định chiều sâu ngấu của mối hàn. Nếu tốc độ hàn thấp, kích thước vũng hàn sẽ lớn và ngấu sâu. Khi tăng tốc độ hàn, tốc độ cấp nhiệt của hồ quang sẽ giảm, làm giảm độ ngấu và thu hẹp đường hàn. (Bảng 2.3: Chế độ hàn TĐ và BTĐ liên kết hàn góc trong môi trường khí bảo vệ CO2) Chiều dầy tấm (mm) đường kính dây (mm) Cạnh mối hàn góc (mm) Số lớp hàn góc Dòng điện hàn Ih (A) điện thế hàn Uh (V) Tốc độ hàn (m/h) Tầm với điện cực (mm) Tiêu hao khí (l/ph) 1 – 1,3 0,5 1,0-1,2 1 50-60 18-20 18-20 8-10 5-6 1,3 – 1,5 0,6 1,2-2,0 1 60-70 1,5 – 2,0 0,8 1,2-3,0 1 60-120 16-20 8-12 6-8 1,5 – 3,0 1,0 1,5-3,0 1 75-150 8-10 1,5 – 4,0 1,2 2,0-4,0 1 90-180 20-20 14-20 10-15 3,0 – 4,0 1,4 3,0-4,0 1 150-250 21-28 20-28 16-22 12-14 5,0 – 6,0 1,6 5,0-6,0 1 230-360 26-35 26-35 16-25 16-18 Không nhỏ hơn cạnh mối hàn 2,0 5,0-6,0 1 250-380 27-36 28-36 20-30 7,0-9,0 1 320-380 30-25 20-25 18-20 9,0-11 2 30-28 24-28 (Bảng 2.5: Chế độ hàn TĐ và BTĐ liên kết giáp mối trong môi trường khí bảo vệ CO2) Chiều dày tấm (mm) Số lớp hàn Khe hở hàn (mm) Đường kính dây (mm) Ih (A) Uh (V) Vh (mm) Tiêu hao khí (l/ph) 0,6 – 1 1 0,5-0,8 0,5-0,8 50-60 18-20 20-30 6-7 1,2 – 2,0 1-2 0,8-1,0 0,8-1,0 70-120 18-21 18-25 10-12 3 - 5 1-2 1,6-2,2 1,4-2,0 280-320 22-39 20-25 14-16 e) Ảnh hưởng của điện áp khi giữ nguyên tốc độ chuyển dây. Việc thay đổi điện áp (U) thông qua việc chỉnh đặc tuyến của thiết bị khi giữ nguyên tốc độ chuyển dây có tác dụng làm thay đổi chiều dài hồ quang và hình dạng của mối hàn. Trong quá trình này cường độ dòng điện I và tốc độ nóng chảy vẫn giữ nguyên (Hình 2.6: Ảnh hưởng của việc điều chỉnh áp khi giữ nguyên tốc độ chuyển dây) Điện áp Cao Trung bình Thấp Điểm làm việc (Al) (Am) ( Ak) Chiều dài hồ quang Dài Trung bình Ngắn Hình dáng mối hàn đắp Hình dáng mối hàn góc f.Ảnh hưởng của tốc độ chuyển dây khi giữ nguyên điện áp. Tốc độ chuyển dây (V) Cường độ dòng điện (I) (Hình 2.7: Ảnh hưởng của tốc độ chuyển dây khi giữ nguyên điện áp) Mỗi sự thay đổi của tốc độ chuyển dây V d trong khi vẫn giữ nguyên trị số điện áp đều dẫn đến thay đổi chiều dài hồ quang, cường độ dòng điện và hình dạng của mối hàn Tốc độ chuyển dây Chậm Trung bình Nhanh hơn Điểm làm việc Al Am Ak Chiều dài hồ quang Dài hơn Trung bình Ngắn hơn Cường độ dòng Bé hơn Trung bình Lớn hơn Đ iệ n áp (U ) điện Hình dạng mối hàn g) Tác dụng của việc chỉnh kết hợp giữa điện áp và tốc độ chuyển dây Khi kết hợp điều chỉnh giữa điện áp và tốc độ chuyển dây đồng thời ( cùng tăng hoặc cùng giảm thì sẽ làm mối hàn thay đổi đồng đều về độ sâu ngấu và chiều rộng mối hàn. Tốc độ chuyển dây (Vd) (Hình 2.8: Ảnh hưởng của việc điều chỉnh kết hợp cả điện áp và dòng điện) Tốc độ nóng chảy Nhỏ hơn (a -A) Trung bình (c-C) Lớn hơn (e-E) Chiều dài hồ quang Trung bình Trung bình Trung bình Hình dạng mối hàn Đ iệ n áp (U ) 5. Góc nghiêng mỏ hàn và tầm với điện cực. a) Góc nghiêng mỏ hàn. Tư thế cầm mỏ hàn ảnh hưởng tới chất lượng mối hàn khi giữ nguyên việc điều chỉnh máy: Có 3 vị trí: Mỏ hàn nghiêng về phía trước, mỏ hàn nghiêng về phía sau và mỏ hàn thẳng đứng, (Hình 2.9: Ảnh hưởng của góc nghiêng mỏ hàn) Tư thế cầm vòi hàn Nghiêng về phía trước Thẳng đứng Nghiêng về phía sau Độ ngấu Nông hơn Trung bình Sâu hơn Khả năng lấp khe hở Tốt hơn Trung bình Kém hơn Tính ổn định của hồ quang Kém hơn Trung bình Khá hơn Mức độ bắn toé Nhiều hơn Trung bình ít hơn Chiều rộng mối hàn Rộng hơn Trung bình Hẹp hơn - Mỏ hàn nghiêng về phía trước còn gọi là phương pháp hàn trái, Hồ quang phần lớn tập trung vào kim loại cơ bản chưa nóng chảy, còn phần nhỏ hướng vào kim loại vũng hàn đang nóng chảy, do vậy chiều sâu ngấu mối hàn sẽ nông, diện tích tiếp xúc của hồ quang với vật hàn rộng nên chiều rộng mối hàn lớn, đồng thời do hồ quang chủ yếu tập trung vào kim loại cơ bản chưa nóng chảy nên mật độ hạt mang điện ít do đó hồ quang không ổn định, mức độ bắn toé tăng. áp lực hồquang vào vũng hàn nhẹ nên không thể đảo trộn hết kim loại lỏng của vũng hàn, các khí và các tạp chất không nổi lên hết bề mặt vũng hàn do đó chất lượng mối hàn không cao. Phương pháp này áp dụng khi hàn chi tiết có chiều dầy mỏng hoặc lấp khe hở để hạn chế sự cháy thủng của vật hàn, tuy nhiên nghiêng mỏ hàn như vậy người thợ rễ khống chế vũng hàn và di chuyển mỏ hàn - Ngược lại nghiêng mỏ hàn về phía sau nhiệt hồ quang phần lớn tập trung vào vũng hàn nóng chảy, còn phần nhỏ hướng vào kim loại vật hàn chưa nóng chảy do đó khả năng đảo lộn kim loại lỏng của vũng hàn tốt làm cho các tạp chất dễ nổi lên bề mặt vũng hàn đem lại chất lượng mối hàn cao đồng thời chiều sâu ngấu của mối hàn sẽ cao hơn, mật độ hạt mang điện trong không gian hồ quang cũng tăng do vậy hồ quang cháy ổn định hơn, sự bắn toé giảm xuống, tuy nhiên diện tích ngang của cột hồ quang cũng giảm nên bề rộng mối hàn giảm. ứng dụng khi hàn chi tiết có chiều dầy lớn để đảm bảo độ ngấu b). Tầm với của điện cực hàn (ld): Tầm với điện cực là khoảng cách giữa đầu điện cực và mép pép tiếp điện. Khi tăng chiều dài phần nhô, nhiệt nung đoạn dây hàn này tăng, dẫn tới làm giảm cường độ dòng điện hàn cần thiết dể nóng chảy điện cực theo tốc độ cấp dây nhất định ( vì I = U/R; mà R =  .(l/F) Do đó khi tăng l dẫn tới I giảm ) làm công suất nhiệt hồ quang giảm nên độ sâu ngấu của mối hàn giảm. Ngược lại nếu giảm tầm với điện cực thì làm tăng cường độ dòng điện làm cho công suất nhiệt hồ quang lớn nên chiều sâu ngấu và bề rộng mối hàn tăng. Chiều dài phần nhô quá lớn sẽ làm dư kim loại nóng chảy ở mối hàn, làm giảm độ ngấu và lãng phí kim loại hàn. tính ổn định của hồ quang cũng bị ảnh hưởng.Nếu chiều dài phần nhô quá nhỏ, sẽ gây sự bắn toé, kim loại lỏng dính vào mỏ hàn, chụp khí, làm cản trở dòng khí bảo vệ, gây ra rỗ xốp trong mối hàn. 6. Các phương pháp chuyển động mỏ hàn * Chuyển động cơ bản của mỏ hàn - Chuyển động (1): mỏ hàn chuyển động dọc trục đường hàn để đảm bảo hàn hết chiều dài mối hàn, tùy theo kích thước của mối hàn và đặc tính của vật liệu mà chuyển động (1) nhanh hay chậm. ( Hình 2.11: Chuyển động mỏ hàn) - Chuyển động (2): Mỏ hàn chuyển động dao động ngang, để đảm bảo chiều rộng của mối hàn, nếu như mỏ hàn không có chuyển động (2) thì bề rộng mối hàn hẹp nó chỉ phù hợp khi hàn yêu cầu bề rộng mối hàn nhỏ chỉ cần đi theo đường thẳng * Các phương pháp chuyển động dao động ngang của mỏ hàn: + Dao động theo đường thẳng: - Là phương pháp duy trì hồ quang không đổi và luôn chuyển động về hướng trước của đường hàn - ứng dụng: Dùng hàn vật mỏng, đường hàn nhỏ, hàn lớp lót mối hàn vát cạnh hoặc liên kết góc. + Dao động theo đường thẳng đi lại: - Mỏ hàn chuyển động theo đường thẳng đi lại theo chiều dọc mối hàn. Đây là phương pháp hàn tốc độ nhanh, mối hàn hẹp, toả nhiệt nhanh - ứng dụng: Dùng để hàn lấp khe hở lớn hoặc chi tiết chiều dầy mỏng ( Hình 2.10: Ảnh hưởng của tầm với điện cực tới quá trình hàn) 750 - 800 1 2 + Dao động theo hình răng cưa: - Cho mỏ hàn chuyển động liên tiếp theo hình răng cưa và chuyển động hướng về phía trước. Đây là phương pháp dễ thao tác, c