Giáo trình Hàn ống (Trình độ Trung cấp, Cao đẳng)

“Hàn ống” được biên soạn theo đề cương chương trình chi tiết đào tạo nghề Hàn do hiệu trưởng trường Cao đẳng Lào Cai ban hành ngày tháng năm 2019. Trong chương trình đào tạo nghề Hàn, mô đun “ống ” là mô đun có vai trò quan trọng giúp cho người học các kiến thức cơ bản và trọng tâm về kỹ thuật hàn ống, hình thành nên kỹ năng nghề nghiệp. Đây cũng là mô đun cơ bản để tiếp thu những kiến thức và kỹ năng của công nghệ hàn tiên tiến và hiện đại. Khi biên soạn giáo trình. Chúng tôi luôn bám sát theo đề cương chương trình chi tiết; nội dung được biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu. Các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ logíc chặt chẽ. Tuy vậy giáo trình cũng chỉ là một phần trong nội dung của chuyên ngành đào tạo, nên người dạy, người học có thể tham khảo thêm các tài liệu có liên quan đối với ngành học để việc sử dụng giáo trình có hiệu quả hơn. Khi biên soạn, chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến mô đun và phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những nội dung lý thuyết với thực hành để giáo trình có tính thực tiễn cao. Trong quá trình biên soạn mặc dù đã cố gắng, nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót do thời gian biên soạn còn ngắn và trình độ còn hạn chế. Rất mong được sự góp ý của người sử dụng để giáo trình được hoàn thiện hơn. Lào Cai, tháng năm 2019 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Hoàng Đức Lượng 5 Bài 1: Hàn nối ống ở vị trí 1G 1.1 Phương pháp hàn nối ống 1G 1.1. Liên kết hàn nối ống 1G: - Giới thiệu chung về hàn nối ống: Hàn ống giáp mối ở vị trí 1G là một vị trí hàn được sử dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp đặc biệt là chế tạo bồn bể. Được trang bị kiến thức và có kỹ năng thành thạo khi thực hiện mối hàn 1G giúp người học áp dụng vào thực tế sản xuất và phát triển nghề nghiệp. - Các kiểu liên kết hàn khi hàn ống: Trong hàn nối ống, có các dạng liên kết sau đây: - Hàn ống đối đầu không vát mép: với ống có chiều dày thành ống : s<4mm. - Hàn ống đối đầu có vát mép chữ V:với ống có chiều dày thành ống s>4mm. - Hàn ống đối đầu vát mép chữ X (Áp dụng cho ống có đường kính lớn và có chiều dày thành ống : S>24mm). Hình 1.1:Các kiểu liên kết hàn ống đối đầu. 1-Đối đầu không vát mép; 2-Đối đầu vát mép chữ V; 3-Đối đầu vát mép chữ X; 4-Đối đầu vát mespchwx U. - Hàn ống lồng (ống có đường kính lớn lồng vào ống có đường kính nhỏ). 6 Hình 1.2: Kiểu liên kết hàn ống lồng. - Hàn nối ống với mặt phẳng. Hình 1.3 Kiểu liên kết hàn ống vào mặt phẳng. - Hàn ống giao nhau (hàn nút). Hình 1.4 Kiểu liên kết hàn ống giao nhau. 1.2 Chế độ hàn 7 Hàn nối ống không vát mép: Với ống có chiều dày s<6 có thể tiến hành hàn không vát mép * Đường kính que hàn (dq) Để chọn có thể tra theo sổ tay công nghệ hàn hoặc xác định theo các công thức kinh nghiệm: Đối với hàn thép, đường kính que hàn được xác định như sau: dq = 2 s 1 [mm] Trong đó S là chiều dày vật hàn. * Cường độ dòng điện hàn Dòng điện hàn có những ảnh hưởng đối với chất lượng mối hàn như sau: - Nếu dòng điện hàn quá lớn, làm cho kim loại hai bên vật hàn khuyết cạnh, thậm chí bị cháy thủng, tính chất của kim loại cũng do quá nhiệt mà bị thay đổi. - Nếu dòng điện quá nhỏ thì kim loại vật hàn không giữ nhiệt đủ, dễ gây nên các khuyết tật: hàn chưa thấu, lẫn xỉ.. làm giảm cơ tính của mối hàn. Cũng giống như hàn thép tấm, cường độ dòng điện hàn khi hàn ống chọn phụ thuộc vào vật liệu hàn, đường kính que hàn, vị trí mối hàn trong không gian, kiểu mối hàn... có thể tra theo sổ tay công nghệ hoặc xác định theo các công thức kinh nghiệm sau đối với mối hàn giáp mối khi hàn sấp: Ih = (  + .dq ).dq (A) Trong đó:  và  là các hệ số phụ thuộc vào vật liệu vật hàn, đối với thép  = 20,  = 6, d là đường kính que hàn (mm). Có thể tính cường độ dòng điện hàn theo công thức thực nghiệm sau: Ih = K.dq ( A). I là cường độ dòng điện hàn (A), K là hệ số do tính chất của que hàn quyết định thường K=40  60, dq là đường kính que hàn (mm). * Chú ý: 8 - Nếu ống có chiều dày lớn s > 3dq, để đảm bảo hàn ngấu phải tăng dòng điện hàn lên 15% còn nếu ống mỏng s  1,5 d phải giảm dòng điện xuống 15% so với tính toán. Do vậy trong quá trình hàn cần căn cứ vào thực tế của sản phẩm định hàn mà điều chỉnh Ih cho phù hợp * Điện áp hồ quang Điện áp hàn thường ít thay đổi khi hàn hồ quang tay. Tuy nhiên sự thay đổi không đáng kể đó do chiều dài hồ quang hàn. Khi hàn hồ quang tay: U = 16  28 (V). * Chú ý: Điện thế hồ quang do chiều dài hồ quang quyết định: hồ quang dài điện thế cao và ngược lại. Hàn nối ống có vát mép: Với ống có chiều dày s ≥ 6 nên tiến hành vát mép để đảm bảo chiều sâu ngấu và kích thước bề rộng mối nối. Tùy thuộc vào chiều dày ống và tính chất mối nối ta tiến hành hàn nhiều lớp hoặc nhiều đường, nhiều lớp. * Đường kính que hàn: Khi hàn mối hàn nhiều lớp, lớp lót nên sử dụng que hàn đường kính nhỏ để dễ di chuyển que hàn và mối hàn có độ ngấu tốt. Vì vậy khi hàn lớp lót đường kính que hàn nên chọn từ 2,5  3,2 (mm), các lớp sau căn cứ vào bề dày vật hàn có thể chọn que hàn có đường kính lớn hơn. * Cường độ dòng điện: Cường độ dòng điện hàn được tính theo công thức: Ih = ( + .d).d Với  = 20,  = 6: là các hệ số thực nghiệm d: Đường kính que hàn (mm) * Điện áp hàn phù hợp với chiều dài hồ quang. * Số lớp hàn: Trong sản xuất ít dùng que có d > 6 mm, nên với chi tiết có chiều dầy lớn phải tiến hành hàn nhiều lớp. Muốn tính được số lớp hàn phải xác định được diện tích tiết diện ngang của toàn kim loại đắp, công thức tính : 9 Trong đó : Fd là diện tích mặt cắt ngang của kim loại đắp. F0 : diện tích mặt cắt ngang của đường hàn đầu tiên. Fn : diện tích mặt cắt ngang của những đường hàn tiếp theo. Trong đó : F0 = (6  8)dq, quy định F0  35 (mm2). Fn = (8  12)dn , quy định Fn  45 (mm2). 1.3 Kỹ thuật hàn 1.3.1 Không vát mép Thực hiện việc phân đoạn và xoay ống để hàn sao cho mối hàn luôn được thực hiện ở vị trí bằng. Để giảm biến dạng khi hàn có thể hàn các đường hàn theo thứ tự 1 – 2 – 3 – 4. Khó khăn lớn nhất khi hàn ống xoay là việc phân đoạn và thường xuyên xoay trở vật hàn kéo theo sự thay đổi vị trí tương đối giữa dây nguồn nối với vật hàn ( vị trí kẹp mass) và bể hàn. Điều đó kéo theo hiện tượng dòng điện không ổn định trong quá trình hàn đặc biệt là hiện tượng thổi lệch hồ quang khi hàn bằng dòng điện một chiều. Góc độ que hàn: α = 70 – 850, β = 900 Trong đó: α là góc hợp bởi trục que hàn với tiếp tuyến của chu vi tại vị trí bể hàn theo hướng hàn; β là góc hợp bởi đường sinh của ống tại vị trí bể hàn với mặt phẳng chứa trục que hàn và đường hàn 10 Tiến hành dao động que hàn kiểu răng cưa hoặc bán nguyệt có biên độ dao động phù hợp với bề rộng của mối hàn và có thời gian dừng ở hai biên độ tránh khuyết chân mối hàn. Hàn với hồ quang ngắn 1.3.2 Có vát mép Lớp lót: Góc độ que hàn:  = 70  850,  = 900 Trong đó: α là góc hợp bởi trục que hàn với tiếp tuyến của chu vi tại vị trí bể hàn theo hướng hàn; β là góc hợp bởi đường sinh của ống tại vị trí bể hàn với mặt phẳng chứa trục que hàn và đường hàn tại lớp lót. Chọn kiểu dao động bán nguyệt biên độ nhỏ hoặc răng cưa nhằm tạo ra bề mặt mối hàn lót bằng hoặc hơi lõm. Sau khi hàn xong lớp lót cần làm sạch hết xỉ hàn và bụi bẩn bằng bàn chải sắt rồi mới tiến hành hàn lớp tiếp theo. Các lớp còn lại: Từ lớp thứ hai trở đi dùng cách đưa theo kiểu răng cưa là thích hợp. Lớp ngoài cùng phải căn cứ vào yêu cầu của mối hàn và chọn cách dao động cho phù hợp: nếu cần bề mặt của mối hàn lồi thì đưa que hàn theo kiểu bán nguyệt, nếu mối hàn cần phẳng thì phải đưa theo kiểu răng cưa lớp tương đối mỏng và khi dao động ngang phải có điểm dừng ở hai bên tránh cháy cạnh. 11 Hàn với hồ quang ngắn có thứ tự bố trí như hình vẽ nhằm giảm biến dạng. 2. Trình tự thực hiện TRÌNH TỰ THỰC HIỆN HÀN NỐI ỐNG KHÔNG VÁT MÉP Ở VỊ TRÍ 1G T T Nội dung công việc Thiết bị Dụng cụ Hình vẽ minh họa Yêu cầu đạt được 1 Đọc bản vẽ    - Đọc và hiểu được các kích thước cơ bản và yêu cầu kỹ thuật. 2 Chuẩn bị : - Phôi - Thiết bị, dụng cụ - Chế độ hàn Máy hàn, máy mài tay. búa gõ xỉ, đồ gá hàn đính, bàn chải sắt, thước kiểm tra mối hàn. Số lượng: 2 ống / hs - Thiết bị dụng cụ an toàn, chắc chắn. - Phôi không bị bavia, đúng kích thước - Chế độ hàn: dq = 3,2mm, Ih=125A 3 Gá đính Máy hàn, máy mài tay. Thước lá, búa gõ xỉ, búa tay, đồ gá hàn đính, bàn chải sắt. - Mối đính nhỏ gọn, đủ bền, ba mối đính cách nhau 1200. - Sử dụng đồ gá hàn đính - Chi tiết sau khi hàn đính phải đồng trục. - Gá đính ở vị trí 1G. 12 4 Tiến hành hàn Máy hàn, máy mài tay. Thước lá, búa gõ xỉ, búa tay, đồ gá hàn đính, bàn chải sắt. - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. - Dao động que hàn kiểu răng cưa, bán nguyệt. - Góc độ que hàn hợp lý  = 700  850;  = 900. - Hàn hồ quang ngắn 5 Kiểm tra Búa gõ xỉ, bàn chải sắt, thước kiểm tra kích thước mối hàn. - Kiểm tra ngoại dạng, kích thước mối hàn và độ đồng trục của kết cấu - Nếu có khuyết tật cần sửa chữa. 13 2.2 Có vát mép TRÌNH TỰ THỰC HIỆN HÀN NỐI ỐNG CÓ VÁT MÉP Ở VỊ TRÍ 1G T T Nội dung công việc Dụng cụ Thiết bị Hình vẽ minh họa Yêu cầu đạt được 1 Đọc bản vẽ - Đọc được các kích thước cơ bản và yêu cầu kỹ thuật. - Mối hàn không bị khuyết tật - X, Y tùy chọn. 2 Chuẩn bị : - Phôi - Thiết bị, dụng cụ - Chế độ hàn Máy hàn, máy mài tay. Thước lá, búa gõ xỉ, búa tay, đồ gá hàn đính, bàn chải sắt, thước kiểm tra mối hàn. Số lượng: 2 ống/hs - Phôi không bị bavia, đúng kích thước. - Thiết bị, dụng cụ an toàn chắc chắn. Lớp lót: Chọn: dq = 2,5 mm; Ih = 87 (A) Các lớp còn lại: dq = 3,2 mm; Ih = 125 (A) 3 Gá đính Máy hàn, máy mài tay. Thước lá, búa gõ xỉ, búa tay, đồ gá hàn đính, bàn chải sắt. - Đính 3 mối đính cách nhau 1200, mối đính nhỏ gọn, đủ bền, đính ở phía mặt hàn và đính ở vị trí 1G. - Sử dụng đồ gá hàn đính. Iđ = (1,3 – 1,5)Ih. 14 4 Tiến hành hàn Máy hàn, máy mài tay. Thước lá, búa gõ xỉ, búa tay, bàn chải sắt. - Lớp lót: Dao động kiểu răng cưa hoặc bán nguyệt bước nhỏ; α = 70 - 850; β = 900 - Các lớp còn lại:  = 70  850, góc  điều chỉnh cho phù hợp. 5 Kiểm tra Thước lá, búa gõ xỉ, búa tay, bàn chải sắt. thước kiểm tra mối hàn. - Kiểm tra ngoại dạng, kích thước mối hàn và độ đồng trục của kết cấu. - Nếu có khuyết tật cần sửa chữa 15 2. Thực hành hàn PHIẾU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH CÔNG VIỆC: HÀN NỐI ỐNG VỊ TRÍ 1G TT Nội dung Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ, trang thiết bị Ghi chú 1 Đọc bản vẽ - Nắm được các kích thước cơ bản Hiểu được yêu cầu kỹ thuật - Bản vẽ hàn 2 Chuẩn bị Thiết bị, dụng cụ hàn. - Tính toán và đặt đúng chế độ hàn. - Chuẩn bị thiết bị đầy đủ theo quy định, đúng chủng loại, yêu cầu của bài thực hành. - Que hàn Ф2,5 và3,2mm 0,4 kg/HS/ca - Ca bin hàn, bàn hàn, máy hàn hồ quang tay, máy cắt, bộ cáp hàn, kìm hàn, kìm kẹp mát, găng tay da, mặt nạ hàn, bàn chải sắt, búa gõ xỉ, kìm kẹp phôi. - Bản vẽ phôi; Kéo cần hoặc máy cắt, máy mài, đe, búa nguội, thước lá, mũi vạch - Máy sấy que hàn, ống đựng que hàn 3 Gá đính - Mối đính nhỏ gọn, đủ bền, đúng vị trí - Phôi sau khi gá đính đảm bảo ghép phẳng Can bin hàn, bàn hàn, máy hàn hồ quang tay, bộ cáp hàn, kìm hàn, kìm kẹp mát, mặt nạ hàn, găng tay da mỏ lết , ampe kìm, đồ gá. 4 Tiến hành hàn Góc nghiêng que hàn: - Dao động que hàn: Răng cưa - Chiều dài hồ quang: Lhq = 2 ÷ 3m Can bin hàn, bàn hàn, máy hàn hồ quang tay, bộ cáp hàn, kìm hàn, kìm kẹp mát, mặt nạ hàn, găng tay da, búa nguội, bàn chải sắt. - Bản vẽ góc độ và các chuyển động cơ bản của que hàn 5 Kiểm ta chất lượng mối hàn - Phát hiện được các khuyết tật của mối hàn - Thước kiểm tra khuyết tật mối hàn và các thiết bị về kiểm tra chất lượng mối hàn 6 Ghi tên, nộp bài Ghi rõ họ tên, ca, nhóm thực tập Phấn 16 17 BẢNG KHUYẾT TẬT THƯỜNG GẶP Khi hàn ống cũng dễ xảy ra các khuyết tật như khi hàn tấm: lẫn xỉ, không ngấu, cháy cạnh, ... v.v. Ngoài ra khi hàn ống còn có thể mắc phải một số dạng khuyết tật sau: T T Tên Hình vẽ minh họa Nguyên nhân Cách khắc phục 1 Lệch đường hàn Không quan sát được khe hở liên kết Cần ngồi đúng tư thế và có kính hàn đủ sáng để quan sát 2 Chi tiết không đồng trục - Lắp ghép không đồng trục. - Do mối đính quá nhỏ khiến chi tiết bị biến dạng khi hàn - Sử dụng đồ gá đồng trục - Đính phôi chắc chắn 3 Oxy hóa lớp lót Chỗ liên kết không được làm sạch trước khi hàn Làm sạch mép ống về mỗi phía ít nhất 15mm. 4. An toàn lao động và vệ sinh phân xưởng 4.1 An toàn về chống điện giật Khi hàn nóng chảy, nguồn điện hàn sử dụng thường có điện áp không tải U0 =  v8035 (dòng một chiều),  v7555 (dòng xoay chiều). Vì vậy máy hàn phải bao gồm thiết bị tự động ngắt dòng hàn trong thời gian không quá 5,0 giây sau khi ngắt hồ quang. Nếu xét tới điện trở thay đổi của cơ thể người (da khô  200008000 , da ướt 1000400 ), có thể coi điện áp tối đa  v12 là an toàn (loại điện áp ùng cho đèn chiếu sáng xách tay). Nếu thợ hàn làm việc trong không gian chật hẹp, dễ xảy ra khả năng tiếp xúc với bề mặt kim loại, khi đó cần tiến hành các biện pháp sau: 18 - Cách điện một cách tin cậy tất cả các dây dẫn nối tới nguồn hàn và hồ quang hàn. Che kín các thiết bị điện phụ trợ và vật hàn. Việc sửa chữa thiết bị hàn nhất thiết phải do thợ điện có đủ trình độ chuyên môn thực hiện, vì đây không phải là trách nhiệm của thợ hàn. - Sử dụng nguồn điện hàn có gắn bộ phận tự động ngắt điện áp cao (tại thời điểm không tải, nó sẽ ngắt mạch hàn và cho phép điện áp dẫn đến kìm hàn chỉ ở mức  v12 . - Kìm hàn phải được cách điện tốt (tránh tiếp xúc ngẫu nhiên với tay thợ hàn), có đủ độ bền cần thiết và chịu được tối thiểu 8000 lần gây hồ quang. - Ngoài ra để chống điện giật, cấm kéo căng các chỗ đấu dây cáp hàn, cấm mở vỏ máy hàn, tủ điều khiển và biến thế hàn. Không được chạm vào các phần dẫn điện. Sử dụng bảo hộ lao động và găng tay khô, không bị rách, thủng. Vỏ máy và bàn hàn cần được nối tiếp đất. Phải ngắt các công tắc nguồn điện trước khi tiến hành sửa chữa, bảo dưỡng máy hàn. Cần lắp đặt và nối tiếp đất tuân thủ theo sách hướng dẫn sử dụng máy và theo các tiêu chuẩn quy định nghề. Không sử dụng cáp điện bị gãy, đứt, hỏng lớp cách điện, dây nhỏ hơn kích cỡ cho phép. Tiết diện dây nối đất không nhỏ hơn 225mm . Không chạm vào dây hàn và bất cứ phần kim loại nào khi máy hàn có điện. Không được quấn dây cáp điện quanh người. Phải tắt công tắc nguồn khi dừng làm việc. Nếu trời mưa cần dừng công việc hàn. 4.2 An toàn về chống bức xạ hồ quang. Trong quá trình hàn do bức xạ hồ quang có tia cực tím gây ra bỏng mắt và da. Để bảo vệ mắt có hiệu quả cần sử dụng kính hàn. Nơi làm việc phải có tấm che để tránh hồ quang ảnh hưởng đến những người xung quanh. Theo tiêu chuẩn DIN (Đức) qui định chọn độ tối phù hợp của kính lọc sắc với dòng điện hàn như sau: Dòng điện hàn Độ tối 20  39 9 19 40  79 10 80  174 11 175  299 12 300  499 13 500  560 14 Phía trước kính lọc còn có 1 tấm kính trắng trong suốt để bảo vệ. Gần đây xuất hiên kính tự động đổi màu. Tuy nhiên giá thành của chúng rất cao nên chưa dùng phổ biến. Trường hợp thợ hàn và các công nhân khác cùng làm việc trên các độ cao khác nhau cần phải có phương tiện che chắn hoa lửa và các thứ khác rơi từ trên cao xuống những công nhân làm việc ở bên dưới. Xung quanh nơi làm việc phải có tấm che để tránh hồ quang ảnh hưởng đến những người xung quanh. Biện pháp sơ cứu phải sẵn sàng cho người ảnh hưởng trực tiếp của hồ quang. 4.3 An toàn về chống kim loại và xỉ lỏng bắn tóe. Khi hàn hồ quang, các giọt kim loại nóng chảy bắn tóe có thể có nhiệt độ lên đến C01800 , làm cháy thủng quần áo từ bất kỳ loại sợi nào. Để chống lại các giọt kim loại bắn tóe như vậy cần sử dụng quần áo dài bằng vải bạt dày, đeo găng tay da, tạp dề da, đi giày da. Khi làm việc ở trên cao phải đặt tấm thép ở dưới vật hàn để tránh kim loại lỏng bắn xuống gây bỏng cho người hoặc gây hỏa hoạn. Và chỉ được dùng các giàn giáo, quang treo chắc chắn, an toàn. Trường hợp không bố trí được an toàn phải trang bị thêm thắt lưng bảo hiểm. 4.4 An toàn về chống nhiễm độc do khí và bụi hàn. Nhiệt độ cao của hồ quang khiến một phần dây hàn, vỏ bọc que hàn và thuốc hàn chuyển sang trạng thái hơi. Các hơi này, khi vào không khí sẽ ngưng tụ và biến thành bụi, ảnh hưởng đến hô hấp của người thợ hàn. Đây chính là mối nguy hiểm chủ yếu về an toàn lao động đối với nghề thợ hàn. Vì vậy phải có hệ thống thông gió, tốt nhất là sử dụng các buồng hàn có hút gió từ phía trên. Khi hàn ở các giếng, bể sâu và các nơi không thuận lợi, thì ở trên miệng, các giếng bể... phải có phụ hàn theo dõi an toàn cho thợ hàn. Thợ hàn làm việc ở các nơi này cần có đèn xách tay di động, thắt lưng bảo hiểm với dây cáp cấp cứu, đầu cáp cấp cứu do thợ hàn phụ cầm. 20 Ở những nơi có khả năng tập trung và tạo ra khí độc phải có hệ thống quạt hoặc hút gió, còn công nhân hàn được trang bị mặt nạ phòng độc. 4.5 An toàn về chống cháy nổ Nguy cơ xuất hiện cháy nổ thường liên quan đến việc vận chuyển, bảo quản và sử dụng sai quy định các chai chứa khí, khi hàn trong các bể chứa mà thiếu kiểm tra việc làm sạch các chất dễ cháy nổ còn dư. Vì vậy không được hàn điện ở gần nơi hàn hơi (hồ quang hàn phải cách các chai khí ít nhất là 10m). Nghiêm cấm thợ hàn điện và thợ hàn hơi làm việc chung ở cơ kết cấu tấm khép kín. Nguy cơ cháy do kim loại và xỉ lỏng xuất hiện cùng với việc sử dụng gỗ hoặc các chất cách nhiệt dễ cháy, hàn trên giàn giáo tre gỗ, gần các chất dễ cháy. Vì vậy chỗ hàn phải cách xa các vật liệu dễ cháy nổ ít nhất 10m 4.6 Vệ sinh phân xưởng - Vệ sinh máy móc thiết bị dụng cụ. - Vệ sinh nền xưởng - Kiểm tra an toàn của các thiết bị máy móc và thực hiện tốt công tác bàn giao. Bài 2: Hàn nối ống ở vị trí 2G 1.1 Phương pháp hàn nối ống 1G 1.1. Liên kết hàn nối ống 1G: - Giới thiệu chung về hàn nối ống: 21 Hàn ống giáp mối ở vị trí 1G là một vị trí hàn được sử dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp đặc biệt là chế tạo bồn bể. Được trang bị kiến thức và có kỹ năng thành thạo khi thực hiện mối hàn 1G giúp người học áp dụng vào thực tế sản xuất và phát triển nghề nghiệp. - Các kiểu liên kết hàn khi hàn ống: Trong hàn nối ống, có các dạng liên kết sau đây: - Hàn ống đối đầu không vát mép: với ống có chiều dày thành ống : s<4mm. - Hàn ống đối đầu có vát mép chữ V:với ống có chiều dày thành ống s>4mm. - Hàn ống đối đầu vát mép chữ X (Áp dụng cho ống có đường kính lớn và có chiều dày thành ống : S>24mm). Hình 1.1:Các kiểu liên kết hàn ống đối đầu. 1-Đối đầu không vát mép; 2-Đối đầu vát mép chữ V; 3-Đối đầu vát mép chữ X; 4-Đối đầu vát mespchwx U. - Hàn ống lồng (ống có đường kính lớn lồng vào ống có đường kính nhỏ). 22 Hình 1.2: Kiểu liên kết hàn ống lồng. - Hàn nối ống với mặt phẳng. Hình 1.3 Kiểu liên kết hàn ống vào mặt phẳng. - Hàn ống giao nhau (hàn nút). Hình 1.4 Kiểu liên kết hàn ống giao nhau. 1.2 Chế độ hàn 1.2.1 Hàn nối ống không vát mép: Với ống có chiều dày s<6 có thể tiến hành hàn không vát mép Để chọn các thông số của chế độ hàn, có thể tra theo sổ tay công nghệ hàn hoặc xác định theo các công thức kinh nghiệm. 23 * Đường kính que hàn: được xác định như sau: dq = 2 s 1 [mm] Trong đó S là chiều dày vật hàn. Khi hàn ống ở vị trí ngang, để giảm lượng kim loại lỏng vào bể hàn trong một khoảng thời gian nhất định thì nên chọn que hàn có đường kính nhỏ, tốt nhất là không quá 4mm. * Cường độ dòng điện hàn (Ih) Khi hàn ống ở vị trí 2G, cường độ dòng điện giảm so với vị trí bằng từ 10 -15%. Vậy nếu cường độ dòng điện khi hàn nối ống ở vị trí 2G mà giảm đi 15% thì xác định theo công thức kinh nghiệm sau: Ih = (  + .dq ).dq – 0,15.(  + .dq ).dq (A) Trong đó:  và  là các hệ số phụ thuộc vào vật liệu vật hàn, đối với thép  = 20,  = 6, d là đường kính que hàn (mm). * Chú ý: - Nếu ống có chiều dày lớn s > 3dq, để đảm bảo hàn ngấu phải tăng dòng điện hàn lên 15% còn nếu ống mỏng s  1,5 d phải giảm dòng điện xuống 15% so với tính toán. Do vậy trong quá trình hàn cần căn cứ vào thực tế của sản phẩm định hàn mà điều chỉnh Ih cho phù hợp * Điện áp hồ quang Điện áp hàn thường ít thay đổi khi hàn hồ quang tay. Tuy nhiên sự thay đổi không đáng kể đó do chiều dài hồ quang hàn. Khi hàn hồ quang tay: U = 16  28 (V). * Tốc độ hàn (Vh) Tốc độ hàn phụ thuộc vào diện tích tiết diện ngang của kim loại đắp. Nếu tốc độ hàn quá lớn dẫn đến hiện tượng hàn không ngấu. Ngược lại, tốc độ hàn nhỏ thì khối 24 lượng kim loại cơ bản và que hàn nóng chảy quá lớn, có thể chảy ra phía trước phủ lên mép hàn chưa được nung nóng gây nên lỗi kết dính. 1.2.2 Hàn nối ống có vát mép Với ống có chiều dày s ≥ 6 nên tiến hành vát mép để đảm bảo chiều sâu ngấu và kích thước bề rộng mối nối. Tùy thuộc vào chiều dày ống và tính chất mối nối ta tiến hành hàn nhiều lớp hoặc nhiều đường, nhiều lớp. * Đường kính que hàn: Khi hàn mối hàn nhiều lớp, lớp lót nên sử dụng que hàn đường kính nhỏ để dễ di chuyển que hàn và mối hàn có độ ngấu tốt. Vì vậy khi hàn lớp lót đường kính que hàn nên chọn từ 2,5  3,2 (mm), các lớp sau căn cứ vào bề dày vật hàn có thể chọn que hàn có đường kính lớn hơn. * Cường độ dòng điện: Cường độ dòng điện hàn được tính theo công thức: Ih = ( + .d).d Với  = 20,  = 6: là các hệ số thực nghiệm d: Đường kính que hàn (mm) * Điện áp hàn phù hợp với chiều dài hồ quang. * Số lớp hàn: cách tính tương tự như khi hàn nối ống ở vị trí 1G 1.3 Kỹ thuật hàn 1.3.1 Không vát mép Góc độ que hàn: α = 70 – 800, β = 70 - 800 Trong đó: α là góc hợp bởi trục que hàn với tiếp tuyến của chu vi tại vị trí bể hàn theo hướng hàn; β là góc hợp bởi trục que hàn với đường sinh của ống tại vị trí bể hàn. 25 Tiến hành dao động que hàn kiểu răng cưa hoặc bán nguyệt có biên độ dao động phù hợp với bề rộng của mối hàn và có thời gian dừng ở hai biên độ tránh khuyết chân mối hàn. Hàn với hồ quang ngắn 1.3.2 Có vát mép Lớp lót: Góc độ que hàn:  = 70  850  = 900 Trong đó: α là góc hợp bởi trục que hàn với tiếp tuyến của chu vi tại vị trí bể hàn theo hướng hàn; β là góc hợp bởi đường sinh của ống tại vị trí bể hàn với trục que hàn tại lớp lót. Chọn kiểu dao động vòng tròn lệch có biên độ dao động nhỏ nhằm tạo ra bề mặt mối hàn lót bằng hoặc hơi lõm. Sau khi hàn xong lớp lót cần làm sạch hết xỉ hàn và bụi bẩn bằng bàn chải sắt rồi mới tiến hành hàn lớp tiếp theo. Các lớp còn lại: * Góc độ que hàn:  = 70  800,  = 70  800 ổn đình trong quá trình hàn. 26 Từ lớp thứ hai trở đi dùng cách đưa theo kiểu vòng tròn lệch là thích hợp. Độ lệch của mỗi vòng tròn lệch với trung tâm mối hàn không được lớn hơn 450 .Khi đầu que hàn đưa tới mặt trên của vòng tròn lệch, đòi hỏi hồ quang hàn phải ngắn, đồng thời phải ngừng một lát để cho kim loại nóng chảy được đưa đều vào mối hàn, sau đó mới kéo dần hồ quang xuống phía dưới của mối hàn tức là chỗ trước ta đã ngừng hồ quang, như vậy hồ quang cứ tuần tự đi lại nhiều lần và mối hàn mới tránh được các khuyết tật và đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật. Tốc độ hàn phải đều đặn để tránh tình trạng kim loại nóng chảy nhỏ giọt, sinh ra khuyết cạnh. Lớp ngoài cùng phải căn cứ vào yêu cầu của mối hàn và chọn cách dao động cho phù hợp Khi hàn nhiều đường nhiều lớp, cần điều chỉnh góc độ  cho phù hợp 27 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN HÀN NỐI ỐNG KHÔNG VÁT MÉP Ở VỊ TRÍ 2G T T Nội dung cụng việc Thiết bị Dụng cụ Hình vẽ minh họa Yêu cầu đạt được 1 Đọc bản vẽ   - Đọc được các kích thước cơ bản và yêu cầu kỹ thuật. 2 Chuẩn bị : - Phôi - Thiết bị, dụng cụ - Chế độ hàn Máy hàn, máy mài tay. Thước lá, búa gõ xỉ, búa tay, đồ gá hàn đính, bàn chải sắt, thước kiểm tra kích thước mối hàn. Số lượng: 2 ống / hs - Thiết bị dụng cụ an toàn, chắc chắn. - Phôi không bị bavia, đúng kích thước - Chế độ hàn: dq = 3,2mm, Ih=106A 3 Gá đính Máy hàn, máy mài tay. Thước lá, búa gõ xỉ, búa tay, đồ gá hàn đính, bàn chải sắt. - Mối đính nhỏ gọn, đủ bền, đúng vị trí, ba mối đính cách nhau 1200 và chi tiết sau khi hàn đính phải đồng trục. - Gá đính ở vị trí 2G. 4 Tiến hành hàn Máy hàn, máy mài tay. Thước lá, búa gõ xỉ, búa tay, đồ gá hàn đính, bàn chải sắt. - Dao động que hàn kiểu vòng tròn lệch. - Góc độ que hàn hợp lý  = 700  800;  = 70-800. - Hàn hồ quang ngắn 28 5 Kiểm tra chất lượng mối hàn Thước lá, búa gõ xỉ, bàn chải sắt, thước kiểm tra kích thước mối hàn. - Kiểm tra ngoại dạng mối hàn và độ đồng trục của kết cấu. - Nếu có khuyết tật cần sửa chữa. 29 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN HÀN NỐI ỐNG CÓ VÁT MÉP Ở VỊ TRÍ 2G T T Nội dung công việc Dụng cụ Thiết bị Hình vẽ minh họa Yêu cầu đạt được 1 Đọc bản vẽ - Đọc và hiểu được các kích thước yêu cầu kỹ thuật. - X, Y tùy chọn. 2 Chuẩn bị : - Phôi - Thiết bị, dụng cụ - Chế độ hàn Máy hàn, máy mài tay, thước lá, búa gõ xỉ, đồ gá hàn đính, bàn chải sắt, thước kiểm tra mối hàn. 4 0 ° 2 22 0 ° - Phôi không bị bavia, đúng kích thước. - Thiết bị, dụng cụ an toàn chắc chắn. Lớp lót: Chọn: dq = 2,5 mm; Ih = 65 (A) Các lớp còn lại: dq = 3,2 mm; Ih = 106 (A) 3 Gá đính Máy hàn, máy mài tay. Thước lá, búa gõ xỉ, búa tay, đồ gá hàn đính, bàn chải sắt. - Sử dụng đồ gá hàn đính. - 3 mối đính cách nhau 1200, mối đính đủ bền, đính ở phía mặt hàn và ở vị trí 2G. Iđ = (1,3 – 1,5)Ih. 30 4 Tiến hành hàn Máy hàn, máy mài tay. Búa gõ xỉ, bàn chải sắt. - Lớp lót: Dao động kiểu răng cưa hoặc bán nguyệt bước nhỏ. α = 70 - 800; β = 900 - Các lớp còn lại:  = 70  800, β = 70 - 800 - Góc  điều chỉnh cho phù hợp. - Hàn hồ quang ngắn. 5 Kiểm tra búa gõ xỉ, bàn chải sắt, thước kiểm tra mối hàn. - Kiểm tra ngoại dạng mối hàn và độ đồng trục của kết cấu. Chú ý: Khi hàn ống cũng dễ xảy ra các khuyết tật như khi hàn tấm: lẫn xỉ, không ngấu, cháy cạnh, ... v.v và cũng dễ bị các khuyết tật như khi hàn nối ống ở vị trí 1G như lệch đường hàn, chi tiết không đồng trục, oxy hóa lớp lót. Ngoài ra, ở vị trí 2G còn dễ mắc phải khuyết tật chảy xệ mà vị trí 1G không mắc phải. Nguyên nhân của vấn đề này là do góc độ que hàn đặc biệt là sai góc  và để hồ quang cháy dài. Vậy cần khắc phục nó bằng cách điều chỉnh góc độ que hàn cho phù hợp và phải hàn với hồ quang ngắn 3. Thực hành hàn 31 PHIẾU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH CÔNG VIỆC: HÀN NỐI ỐNG VỊ TRÍ 2G TT Nội dung Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ, trang thiết bị Ghi chú 1 Đọc bản vẽ - Nắm được các kích thước cơ bản Hiểu được yêu cầu kỹ thuật - Bản vẽ hàn 2 Chuẩn bị Thiết bị, dụng cụ hàn. - Tính toán và đặt đúng chế độ hàn. - Chuẩn bị thiết bị đầy đủ theo quy định, đúng chủng loại, yêu cầu của bài thực hành. - Que hàn Ф2,5 và3,2mm 0,4 kg/HS/ca - Ca bin hàn, bàn hàn, máy hàn hồ quang tay, máy cắt, bộ cáp hàn, kìm hàn, kìm kẹp mát, găng tay da, mặt nạ hàn, bàn chải sắt, búa gõ xỉ, kìm kẹp phôi. - Bản vẽ phôi; Kéo cần hoặc máy cắt, máy mài, đe, búa nguội, thước lá, mũi vạch - Máy sấy que hàn, ống đựng que hàn 3 Gá đính - Mối đính nhỏ gọn, đủ bền, đúng vị trí - Phôi sau khi gá đính đảm bảo ghép phẳng Can bin hàn, bàn hàn, máy hàn hồ quang tay, bộ cáp hàn, kìm hàn, kìm kẹp mát, mặt nạ hàn, găng tay da mỏ lết , ampe kìm, đồ gá. 4 Tiến hành hàn Góc nghiêng que hàn: - Dao động que hàn: Răng cưa - Chiều dài hồ quang: Lhq = 2 ÷ 3m Can bin hàn, bàn hàn, máy hàn hồ quang tay, bộ cáp hàn, kìm hàn, kìm kẹp mát, mặt nạ hàn, găng tay da, búa nguội, bàn chải sắt. - Bản vẽ góc độ và các chuyển động cơ bản của que hàn 5 Kiểm ta chất lượng mối hàn - Phát hiện được các khuyết tật của mối hàn - Thước kiểm tra khuyết tật mối hàn và các thiết bị về kiểm tra chất lượng mối hàn 6 Ghi tên, nộp bài Ghi rõ họ tên, ca, nhóm thực tập Phấn 32 4. An toàn lao động và vệ sinh phân xưởng 4.1 An toàn về chống điện giật Khi hàn nóng chảy, nguồn điện hàn sử dụng thường có điện áp không tải U0 =  v8035 (dòng một chiều),  v7555 (dòng xoay chiều). Vì vậy máy hàn phải bao gồm thiết bị tự động ngắt dòng hàn trong thời gian không quá 5,0 giây sau khi ngắt hồ quang. Nếu xét tới điện trở thay đổi của cơ thể người (da khô  200008000 , da ướt 1000400 ), có thể coi điện áp tối đa  v12 là an toàn (loại điện áp ùng cho đèn chiếu sáng xách tay). Nếu thợ hàn làm việc trong không gian chật hẹp, dễ xảy ra khả năng tiếp xúc với bề mặt kim loại, khi đó cần tiến hành các biện pháp sau: - Cách điện một cách tin cậy tất cả các dây dẫn nối tới nguồn hàn và hồ quang hàn. Che kín các thiết bị điện phụ trợ và vật hàn. Việc sửa chữa thiết bị hàn nhất thiết phải do thợ điện có đủ trình độ chuyên môn thực hiện, vì đây không phải là trách nhiệm của thợ hàn. - Sử dụng nguồn điện hàn có gắn bộ phận tự động ngắt điện áp cao (tại thời điểm không tải, nó sẽ ngắt mạch hàn và cho phép điện áp dẫn đến kìm hàn chỉ ở mức  v12 . - Kìm hàn phải được cách điện tốt (tránh tiếp xúc ngẫu nhiên với tay thợ hàn), có đủ độ bền cần thiết và chịu được tối thiểu 8000 lần gây hồ quang. - Ngoài ra để