Giáo trình Thực tập cơ bản (Hàn – Nguội) (Trình độ Cao đẳng)

quy ước của mối hàn 7 1.3. Các loại máy hàn điện hồ quang và các loại dụng cụ cầm tay 13 1.4. Các loại que hàn thép các bon thấp 15 1.5. Nguyên lý của quá trình hàn hồ quang 25 1.6. Các liên kết hàn cơ bản. 26 1.7. Các khuyết tật của mối hàn. 28 1.8. Những ảnh hưởng của hồ quang hàn tới sức khoẻ công nhân hàn 33 Bài 2. Vận hành máy hàn điện 34 2.1.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số loại máy hàn điện hồ quang tay. 34 2.2. Vận hành, sử dụng và bảo quản máy hàn điện hồ quang tay 39 2.3. Tư thế thao tác hàn. 41 2.4. Tính chế độ hàn. 42 2.5. Ảnh hưởng của góc nghiêng que hàn, hướng hàn. 44 2.6. Các phương pháp chuyển động que hàn. 46 2.7. Phương pháp gây và duy trì được hồ quang hàn. 50 2 2.8. An toàn lao động trong phân xưởng. 51 Bài 3. Hàn giáp mối ở vị trí hàn bằng 53 3.1. Mối hàn giáp mối. 53 3.2. Chuẩn bị phôi hàn, dụng cụ thiết bị hàn. 53 3.3. Chế độ hàn mối hàn giáp mối. 53 3.4. Kỹ thuật gá lắp phôi. 53 3.5. Kỹ thuật hàn. 56 3.6. Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn. 60 3.7. Kỹ thuật an toàn lao động và vệ sinh môi trường. 62 Bài 4.Hàn góc ở vị trí hàn bằng 63 4.1.Mối hàn góc không vát mép. 63 4.2. Kỹ thuật gá lắp các liên kết hàn góc. 63 4.3. Chọn chế độ hàn góc. 65 4.4. Kỹ thuật hàn góc ở vị trí bằng 65 4.5. Kiểm tra sửa chữa các khuyết tật mối hàn. 67 4.6. An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp. 68 Bài 5. Hàn giáp mối ở vị trí hàn đứng 69 2.1. Chuẩn bị phôi hàn dụng cụ hàn 69 2.2. Tính chế độ hàn đứng 69 2.3. Gá kẹp phôi 69 2.4. Kỹ thuật hàn đứng 69 3 2.5. Các khuyết tật của mối hàn khi hàn đứng 70 2.6. An toàn lao động khi hàn giáp mối ở vị trí đứng 70 Phần II. THỰC TẬP NGUỘI 71 Bài 1. Nội quy an toàn và tổ chức nơi làm việc Trang bị và dụng cụ của nghề nguội. 71 12.1 Nội quy an toàn và tổ chức nơi làm việc. 71 1.2.Trang thiết bị và dụng cụ thường dùng trong nghề Nguội 72 1.3.Các loại dụng cụ thường dùng trong nghề Nguội 75 Bài 2. Lấy dấu. 81 2.1.Các dụng cụ thường dùng trong vạch dấu – chấm dấu. 81 2.2. Phương pháp vạch dấu. 84 2.3. Các dạng sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách phòng ngừa. 86 2.4. An toàn lao động khi vạch dấu 86 Bài 3. Giũa kim loại. 87 3.1.Cấu tạo, công dụng và phân loại giũa. 87 3.2 Phương pháp giũa kim loại. 89 3.3. Các dạng sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục. 93 3.4. An toàn khi giũa 93 Bài 4. Cưa kim loại. 94 4.1. Cấu tạo và phân loại cưa cầm tay. 94 4.2. Phương pháp cưa kim loại. 95 4 4.3. Các dạng sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách phòng ngừa. 97 2.4. An toàn khi cưa tay 97 Bài 5. Khoan kim loại. 98 5.1 Máy khoan và dụng cụ đồ gá trên máy khoan 98 5.2. Mũi khoan. 102 5.3. Phương pháp khoan. 104 2.4. Các dạng sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách phòng ngừa. 106 2.5. An toàn khi sử dụng máy khoan 106 Tài liệu tham khảo 108 5 TÊN MÔ-ĐUN: THỰC TẬP CƠ BẢN (HÀN – NGUỘI) Mã số của mô đun: MĐTC17021011 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: Vị trí: Mô đun Nguội cơ bản được bố trí sau khi học sinh - Sinh viên đã học xong các môn học : MH07, MH11, MH12, MH15; Tính chất: Mô đun Nguội cơ bản làm tiền đề cho học sinh- Sinh viên học tập các mô đun chuyên môn nghề., là mô đun kỹ thuật cơ sở trong đào tạo nghề; Ý nghĩa và vai trò: Là mô đun có ý nghĩa và vai trò quan trọng. Người học được trang bị những kiến thức, kỹ năng cơ bản về sử dụng dụng cụ thiết bị và thực hiện được các công việc như: giũa, cưa, khoan, cắt ren bằng bàn ren, ta rô và hoàn thiện theo yêu cầu bản vẽ. Mục tiêu của mô đun: - Trình bày được công dụng và phạm vi sử dụng của các loại dụng cụ gia công cầm tay của nghề; - Lựa chọn được các loại giũa, đục và các dụng cụ cần thiết phù hợp cho gia công nguội cơ bản; - Xác định được chuẩn vạch dấu, chuẩn đo, chuẩn gá chính xác phù hợp hình dáng chi tiết gia công; - Xây dựng được quy trình gia công hợp lý và hiệu quả cao; - Bảo quản tốt các thiết bị, dụng cụ, sản phẩm; - Thực hiện được các công việc về: giũa, cưa, khoan, cắt ren bằng bàn ren, ta rô và hoàn thiện theo yêu cầu bản vẽ; - Mài sửa được các dụng cụ cắt và dụng cụ vạch dấu. - Sắp xếp nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và áp dụng đúng các biện pháp an toàn; - Giải thích được các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục; - Tích cực, tự giác, hợp tác trong học tập. Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh môi trường. 6 Nội dung thực hiện: Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Số TT Tên các bài trong mô đun Thời gian Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập Kiểm tra I. PhầnI. THỰC TẬP HÀN ĐIỆN 1. Bài 1. Những kiến thức cơ bản khi hàn hồ quang tay 5 3 2 2. Bài 2: Vận hành máy hàn điện . 5 1 4 3. Bài 3. Hàn giáp mối ở vị trí hàn bằng 15 2 11 2 4. Bài 4.Hàn góc ở vị trí hàn bằng 10 1 9 5. Bài 5. Hàn giáp mối ở vị trí hàn đứng 20 3 17 II. 1. Phần II. THỰC TẬP NGUỘI Bài 1. Nội quy an toàn và tổ chức nơi làm việc, trang bị và dụng cụ của nghề nguội. 5 2 3 2. Bài 2. Lấy dấu. 5 1 4 3. Bài 3. Giũa kim loại. 15 3 7 5 4. Bài 4. Cưa kim loại. 5 1 4 5. Bài 5. Khoan kim loại. 5 1 4 Cộng: 90 18 65 7 Ghi chú: Thời gian kiểm tra được tích hợp giữa lý thuyết với thực hành được tính bằng giờ thực hành. 7 Phần I. THỰC TẬP HÀN ĐIỆN Bài 1. NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN HỒ QUANG TAY 1.1. Nội quy xưởng và an toàn lao động. - Sinh viên đến xưởng thực tập phải có mặt đúng giờ. - Khi vào xưởng thực tập phải mặc trang phục bảo hộ lao động như quần áo, mũ, kính, đầu tóc gọn gàng, phải đi giầy hoặc dép có quai hậu. - Chỉ được sử dụng máy khi được sự phân công của giáo viên hướng dẫn. - Khi đến xưởng phải đem theo đầy đủ sách, vở, tài liệu và các vật dụng cần thiết. - Tuyệt đối không được làm đồ tư và hút thuốc lá trong xưởng. - Trong ca thực tập nếu xảy ra tai nạn hay hư hỏng máy móc, trang thiết bị phải kịp thời ngắt điện. Đối với người phải thực hiện cấp cứu kịp thời, đối với máy móc phải giữ nguyên hiện trường và báo cho giáo viên hướng dẫn. - Sinh viên nghỉ học phải có giấy xin phép và được sự đồng ý của giáo viên. Nếu bị ốm phải có giấy của y bác sỹ. - Trong thời gian thực tập phải luôn có mặt tại xưởng, khi ra ngoài phải được sự đồng ý của giáo viên. - Hết giờ thực tập phải lau chùi máy móc, trang thiết bị sạch sẽ, bôi trơn dầu mỡ, kiểm tra dụng cụ và để đúng nơi quy định. *..Các chỉ dẫn an toàn: Vị trí hàn phải được thông gió Nơi làm việc phải được thông thoáng An toàn khi sử dụng điện áp cao Đảm bảo trang bị bảo hộ lao động 8 Đề phòng các chất cháy nổ, các chất độc Đề phòng các tai nạn có thể xảy ra 1.2. Ký hiệu, quy ước của mối hàn. Trong kết cấu hàn có nhiều loại mối hàn ở các vị trí khác nhau trong không gian, để phân biệt ta có thể căn cứ theo sơ đồ quy ước vị trí mối hàn trong không gian như sau: - Vị trí hàn bằng (Vị trí hàn 1): Flat Position Là những mối hàn phân bố trên các mặt phẳng nằm trong góc từ 00 ÷ 600, đây là vị trí hàn dễ thao tác nhất. - Vị trí hàn ngang:(Vị trí hàn 2): Position Horizotal Là những mối hàn phân bố trên các mặt phẳng nằm trong góc từ trên 600 ÷ 1200 nhưng có phương song song với mặt phẳng nằm ngang. Hàn ở vị trí này sự hình thành mối hàn gặp nhiều khó khăn hơn khi hàn ở vị trí hàn đứng. - Vị trí hàn đứng (Vị trí hàn 3): Vertical Position Là những mối hàn phân bố trên các mặt phẳng nằm trong góc từ trên 600 ÷ 1200 theo phương bất kỳ trừ phương song song với mặt phẳng nằm ngang. Vị trí này thao tác khó hơn và có thể tiến hành hàn theo 2 cách: Hàn từ trên xuống (hàn tụt) hoặc hàn từ dưới lên (hàn leo). Hình 1-1. Sơ đồ vị trí mối hàn trong không gian 9 Thông thường ở vị trí hàn này, người ta thường tiến hành hàn theo phương pháp hàn leo vì khi hàn từ dưới lên điều kiện truyền nhiệt tốt hơn, mặt khác việc hình thành mối hàn cũng thuận lợi, nên ví trí hàn này thường gọi là vị trí hàn leo. - Vị trí hàn trần (Vị trí hàn 4): Overhead Position Là những mối hàn phân bố trên các mặt phẳng nằm trong góc từ trên1200 ÷ 1800, đây là vị trí khó thao tác nhất, điều kiện hình thành mối hàn cũng khó khăn nhất. Ký hiệu theo tiêu chuẩn của hiệp hội Hoa Kỳ AWS (American Welding Society) Khi hàn các chi tiết dạng ống hoặc liên kết giữa tấm phẳng với ống người ta quy ước chuẩn hóa các ký hiệu như sau: Hình 1 – 2: Ký hiệu các vị trí và lắp ghép ống G (Groove) ; F (Fillet) 10 Khi hàn các chi tiết giữa tấm phẳng với tấm phẳng người ta quy ước chuẩn hóa các ký hiệu như sau: Hình 1 - 3. Ký hiệu các vị trí và các liên kết hàn 11 Ký hiệu các hình thức chuẩn bị mép hàn theo tiêu chuẩn của hiệp hội Hoa Kỳ AWS (American Welding Society) Hình 1 - 4. Ký hiệu các hình thức chuẩn bị mép hàn . 12 Hình 1 - 5. Ký hiệu các kích thước và tiêu chuẩn kỹ thuật của mối hàn 13 1.3. Các loại máy hàn điện hồ quang và các loại dụng cụ cầm tay. 1.3.1 - Các loại máy hàn điện hồ quang Các quy trình hàn hồ quang đòi hỏi nguồn điện áp tương đối thấp và cường độ dòng điện cao để tạo ra và duy trì hồ quang ổn định cần thiết cho đường hàn chất lượng cao. Các máy được thiết kế để cung cấp nguồn điện này được gọi là máy điện hàn hồ quang. Máy hàn điện hồ quang gồm có hai loại chính đó là máy hàn điện một chiều và máy hàn điện xoay chiều. Máy hàn điện xoay chiều gồm có: Máy hàn xoay chiều có bộ tự cảm riêng CTЭ Máy hàn xoay chiều có bộ tự cảm lắp chung CTH Máy hàn xoay chiều có lõi sắt di động Máy hàn xoay chiều có cuộn dây chuyển động. Hình 1 - 6. Hình ảnh của một số loại máy hàn xoay chiều Máy hàn điện một chiều gồm có: Máy hàn một chiều có các cực từ lắp rời và chỉnh lưu hàn . 14 Hình 1-7. Hình ảnh của một số loại máy hàn một chiều 1.3.2. Các loại dụng cụ cầm tay Găng tay bảo hộ Hình 1 - 8. Hình ảnh của một số loại găng tay bảo hộ lao động Mặt nạ hàn, kính hàn ` Hình 1 - 9. Một số loại kính hàn và mặt nạ hàn Kìm hàn và kìm mát 15 Hình 1 -10. Một số loại kìm hàn và kìm kẹp mát Các dụng cụ cầm tay Hình 1 - 11. Một số dụng cụ cầm tay thông dụng. 1.4. Các loại que hàn thép các bon thấp. Que hàn có chức năng vừa dẫn điện, gây , duy trì hồ quang cháy và bổ sung kim loại cho mối hàn, đồng thời tham gia vào các quá trình hoá lý và luyện kim khi hàn để hình thành mối hàn đạt chất lượng mong muốn. Hình 1 - 12. Một số chủng loại que hàn. 16 1.4.1. Cấu tạo que hàn: Hình 1 – 13 . Các thông số hình học của que hàn. - Cấu tạo của que hàn có vỏ thuốc bọc bao gồm 2 phần: phần lõi que và phần vỏ thuốc. + Lõi que là dây kim loại có chiều dài L = (250 ÷ 450) mm tương ứng với các loại đường kính d = (1 ÷12) mm. + Vỏ thuốc bọc bao gồm hỗn hợp các hoá chất, các khoáng chất, các Fero hợp kim và chất kết dính. 1.4.2. Yêu cầu đối với que hàn. Yêu cầu với vỏ thuốc - Tạo ra môi trường ion hoá tốt, để đảm bảo dễ gây hồ quang và hồ quang cháy ổn định.Thường dùng các nguyên tố của kim loại thuộc nhóm kiềm:: ZrCO3 , Li2CO3 , TiO2 - Tạo ra môi trường khí bảo vệ tốt vùng hàn, không cho kim loại nóng chảy tiếp xúc với ôxi và nitơ trong không khí. Thường dùng các chất hữu cơ: tinh bột, xenlulô ... , các chất khoáng như: đá cẩm thạch, manhezit........... - Tạo lớp xỉ lỏng phủ đều lên bề mặt kim loại mối hàn, bảo vệ không cho không khí xâm nhập trực tiếp vào vũng hàn và tạo điều kiện cho mối hàn nguội chậm. Ngoài ra lớp xỉ này phải dễ bong sau khi mối hàn nguội. Thường dùng các kim loại như: TiO2, CaF2, MnO2, SiO2......... - Có khả năng khử ôxi, hợp kim hoá mối hàn nhằm nâng cao hoặc cải thiện thành phần hoá học và cơ tính của kim loại mối hàn. Trong vỏ thuốc thường đưa vào các Fero hợp kim để thực hiện chức năng này như: Fe -Ti , Fe – Si , Fe – Cr - Đảm bảo độ bám chắc của vỏ thuốc với lõi que để bảo vệ lõi que không bị ôxi hoá, thường dùng silicate Na, Dextrin, Silicat K - Nhiệt độ nóng chảy của vỏ thuốc phải lớn hơn nhiệt độ nóng chảy của lõi que để khi hàn vỏ thuốc tạo thành hình phễu hướng kim loại que hàn nóng chảy đi vào vùng hàn thuận lợi. Vỏ thuốc phải cháy đều và không rơi thành cục trong khi hàn. Yêu cầu chung của que hàn - Đảm bảo yêu cầu cơ tính, đảm bảo các thành phần hoá học cần thiết cho kim loại mối hàn. - Giá thành sản phẩm thấp. - Có tính công nghệ tốt thể hiện ở các chỉ tiêu sau: 17 + Dễ gây hồ quang, hồ quang cháy ổn định khi hàn với dòng điện và chế độ hàn quy định trên nhãn mác. + Nóng chảy đều, không vón cục gây khó khăn cho công việc hàn. + Có khả năng hàn được mối hàn ở nhiều vị trí trong không gian, hàn được với cả dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều.. + Kim loại mối hàn ít bị khuyết tật: nứt, rỗ khí, rỗ xỉ ... + Xỉ hàn dễ nổi, phủ đều, dễ tách khỏi mối hàn khi nguội. + Trong quá trình hàn kim loại lỏng ít bị bắn toé ra xung quanh + Có năng suất hàn cao (hệ số đắp cao). + Không tạo ra các khí độc ảnh hưởng đến sức khoẻ con người. 1.4.3. Bảo quản và lựa chọn que hàn điện Bảo quản que hàn điện Việc bảo quản để nhằm đảm bảo chất lượng của mối hàn sau này, do đó cần phải được quan tâm đặc biệt, ta có thể bảo quản que hàn như sau: - Que hàn phải được để ở những nơi khô ráo và thông gió tốt. Nếu để trong kho thì nhiệt độ không thấp dưới 180C. - Khi cất các loại que hàn phải kê cao không dưới 300 mm. Đồng thời cũng phải kê cách tường hơn 300 mm để đề phòng que hàn bị ẩm. - Kho chứa que hàn cần có thiết bị sấy khô que hàn chuyên dùng, nếu cần thiết que hàn phải được bảo quản trong kho có sấy nóng liên tục. - Nếu que hàn bị ẩm sẽ làm hồ quang yếu và bắn toé nhiều kim loại lỏng hơn bình thường, kim loại lỏng dịch chuyển dưới dạng những giọt lớn do vậy phải sấy khô trước khi sử dụng, việc sấy phải tuân theo chỉ dẫn của nhà sản xuất như: + Que hàn có tính axít: sấy ở nhiệt độ 1500C, từ 1÷2 giờ + Que hàn có tính bazơ: sấy ở nhiệt độ 300÷3500C, từ 1,5÷2 giờ. Sau khi sấy có thể kiểm tra bằng cách giữ 4÷5 que hàn trong bàn tay ở vị trí nằm ngang và xát cho chúng va vào nhau, nếu que hàn ẩm chúng sẽ phát ra tiếng kêu đục, nếu que hàn khô chúng sẽ phát ra tiếng kêu đanh hơn. Khi đem hàn thử nếu không thấy có hiện tượng thuốc bọc rơi ra từng mảng hoặc trên mặt mối hàn không có lỗ hơi thì chứng tỏ que hàn vẫn đảm bảo chất lượng. - Khi hàn ở ngoài trời cách đêm thì phải có biện pháp bảo quản phù hợp đề phòng que hàn bị ẩm mà biến chất. Hình 1-14. Tủ sấy que hàn trước khi hàn 18 Lựa chọn que hàn điện Có thể căn cứ vào các yếu tố sau để lựa chọn que hàn điện: - Tính chất và thành phần của kim loại cơ bản que hàn phải đảm bảo tạo ra kim loại mối hàn có đặc tính và thành phần hoá học tương ứng với kim loại cơ bản. - Nguồn điện hàn và máy hàn phạm vi điều chỉnh dòng điện hàn, loại dòng điện hàn, điện áp không tải, cực tính... - Loại liên kết hàn và các yêu cầu về mối nối chiều sâu ngấu, kiểu vát mép, chiều dày liên kết, số lớp hàn . - Quy trình công nghệ hàn và các yêu cầu kỹ thuật cho trước. - Vị trí cho trước của mối hàn trong không gian. - Đảm bảo năng suất hàn là cao nhất. 1.4.4. Phân lọai que hàn điện a.. Phân loại theo công dụng - Que hàn để hàn thép các bon và thép hợp kim kết cấu. - Que hàn để hàn thép hợp kim chịu nhiệt. - Que hàn để hàn thép hợp kim cao và có tính chất đặc biệt. - Que hàn đắp. - Que hàn gang. b. Phân loại theo chiều dày vỏ thuốc bọc Căn cứ vào tỉ số D/d: - Loại vỏ thuốc mỏng: D/d ≤ 1,2. - Loại vỏ thuốc trung bình: 1,2 < D/d ≤1,45. - Loại vỏ thuốc dày: 1,45 < D/d ≤ 1,8. - Loại vỏ thuốc đặc biệt dày: D/d > 1,8. c. Phân loại theo tính chất chủ yếu của vỏ thuốc *. Que hàn loại vỏ thuốc hệ axít - Kí hiệu: A - Thuốc bọc được chế tạo từ các loại ôxít sắt, ôxít mangan, ôxít silic, các chất khử ôxi như: Fero mangan. - Đặc điểm: + Xỉ có cấu trúc cơ dạng tổ ong, dễ tách sau khi hàn. + Que hàn vỏ thuốc loại này có tốc độ nóng chảy lớn, cho phép hàn bằng cả 2 loại dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều, có thể hàn được ở hầu hết các vị trí khác nhau trong không gian (đặc biệt vị trí hàn bằng). + Cho phép hàn với các mép hàn hàn gỉ, hàn bằng hồ quang dài. + Điện áp mồi hồ quang khoảng 50V. + Nhược điểm của nó là kim loại mối hàn dễ có khuynh hướng tạo các vết nứt kết tinh (nứt nóng) do có chứa lượng lớn các khí và tạp chất phi kim loại, nên rất ít dùng để hàn các loại thép có hàm lượng cácbon và lưu huỳnh cao. + Xỉ tạo ra không có khả năng bảo vệ tốt kim loại mối hàn. Hiện nay que hàn A ( vỏ thuốc hệ axit ) ít được sử dụng vì tạo nhiều khí độc do thành phần có nhiều ôxít sắt và măngan. 19 *. Que hàn loại vỏ thuốc hệ bazơ (que hàn hydro thấp) - Kí hiệu: B - Que hàn loại này thuốc bọc chủ yếu là các thành phần như: CaCO3, MgCO3, huỳnh thạch (CaF2), fero Mn, Si. Tính chất của lớp thuốc bọc này là kiềm. - Đặc điểm: + Khi hàn sẽ tạo ra lượng xỉ vừa phải có màu nâu, xỉ loãng nhưng đông cứng nhanh và khó bong sau khi hàn. + Tạo ít khí (ít khí H2 trong kim loại mối hàn, khí bảo vệ là CO, CO2 do phản ứng phân huỷ của gốc cácbonat), ít tạp chất, nên kim loại có độ bền va đập cao, tính chống nứt tốt, khi hàn nên dùng hồ quang ngắn để hàn. + Kim loại hàn đắp nhạy với sự tạo rỗ, đặc biệt khi mép hàn có dầu mỡ hay bị bám bẩn, vỏ thuốc bọc dễ hút ẩm do vậy trước khi sử dụng cần sấy ở nhiệt độ 3000- 3500C, trong 1,5-2giờ, các mép hàn cần được làm sạch cẩn thận. + Có thể hàn được ở mọi vị trí trong không gian, trừ hàn leo ở vị trí đứng. + Hàn được với cả dòng DC và AC (thích hợp nhất là dòng DC ) nhưng hồ quang ít ổn định hơn các loại que hàn khác. + Điện áp mồi hồ quang khoảng 60-90V. Que hàn B thích hợp hàn thép dày, các kết cấu cứng từ thép cácbon cán, các loại kết cấu hàn quan trọng, thép hợp kim thấp có hàm lượng cácbon và lưu huỳnh cao. *. Que hàn loại vỏ thuốc bọc xenlulô - Kí hiệu: C - Vỏ thuốc loại que hàn này có chứa nhiều tinh bột, xenlulô khi bị phân hủy tạo ra một lượng lớn khí bảo vệ. - Đặc điểm: + Một lượng lớn chất cháy trong vỏ bọc nên lớp xỉ ít, mỏng nhưng có độ bám dính khá chắc sau khi hàn. + Tạo chiều sâu nóng chảy lớn ở mọi tư thế hàn nhưng thích hợp cho hàn leo hay áp dụng trong hàn ống. + Đặc tính cơ của kim loại mối hàn tốt. + Tốc độ nóng chảy cao, cho phép hàn với tốc độ nhanh, khi cháy tạo nhiều khói. + Làm việc được với cả dòng xoay chiều và một chiều, điện áp mồi hồ quang > 70V. *. Que hàn vỏ thuốc hệ Rutin - Kí hiệu: R - Trong thuốc bọc có các thành phần như: TiO2, grafít, mica, trường thạch, CaCO3, MgCO3, Fero hợp kim. - Đặc điểm: que hàn loại này có các tính chất công nghệ hàn cao như: + Hàn tốt ở mọi vị trí + Hồ quang cháy ổn định cả khi hàn bằng dòng xoay chiều và dòng một chiều với cực tính bất kỳ. + Điện áp mồi hồ quang tương đối thấp, ngay cả với dòng điện xoay chiều, chỉ khoảng 45÷50V 20 + Sự tạo hình mối hàn tốt, kim loại nóng chảy đều đảm bảo cơ tính. + Kim loại ít bắn toé, tính bong xỉ tốt, mối hàn ít bị khuyết tật hơn so với khi hàn bằng que hàn vỏ thuốc A. hiện nay que hàn R được sử dụng nhiều, chiếm khoảng 70%, thích hợp để hàn thép các bon và thép hợp kim thấp. Ngoài ra, ở một số nước còn có một số loại que hàn khác, với thành phần vỏ bọc đặc biệt hoặc là hỗn hợp của 4 hệ trên. 1.4.5. Ký hiệu que hàn. Hệ thống tiêu chuẩn và phương pháp ký hiệu que hàn hồ quang có tại Việt Nam bao gồm: Tiêu chuẩn Quốc tế ISO (International Standardization Organization ).Tiêu chuẩn Châu Âu EN (European Nations). Tiêu chuẩn Nhật Bản JIS (Japanese Industrial Standards). Tiêu chuẩn của Vương Quốc Anh (BS). Tiêu chuẩn Nga (GOST). Tiêu chuẩn Thái Lan (TIS). Tiêu chuẩn Hoa Kỳ (AWS) .. Ký hiệu que hàn theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) 1. Que hàn thép các bon thấp và thép hợp kim thấp theo TCVN 3734 -89. Cấu trúc chung của ký hiệu que hàn có dạng như sau : * N XX X X (1) (2) (3) N : Que hàn. (1) : Có hai chữ số chỉ giới hạn bền kéo tối thiểu ( KG /mm2 ) và chỉ tiêu khác chỉ cơ tính mối hàn ( Bảng TCVN 3223 -89 ) (2) : Có một chữ số ( 6 ) chỉ loại dòng điện một chiều và phương pháp đấu (DC +) với que hàn . (3): Có một chữ in hoa chỉ hệ vỏ thuốc boc của que hàn: A (Axít), B (Bazơ), R (Rutin) Ví dụ : N50 – 6B Có nghĩa là : Que hàn dùng để hàn thép các bon và thép hợp kim thấp , thuốc bọc hệ Bazơ thích hợp với dòng hàn DC ( Nối nghịch DC + ) .Kim loại mối hàn có giới hạn bền kéo tối thiểu là 50 KG/ mm2 ( hay 490 MPa ) , độ dai va đập không bé hơn 1.3 MJ/m2 , độ giãn dài tương đối 20% , góc uốn 150 0 Cơ tính của kim loại mối hàn theo tiêu chuẩn TCVN 3223 -89 Loại que hàn Các chỉ tiêu về cơ tính Giới hạn bền kéo Độ dai va đập Độ giãn dài tương đối Góc uốn N/mm2 KG/mm2 MJ/m2 KGm/cm2 % Độ Không nhỏ hơn N42 410 42 0.8 8 18 150 N46 450 46 0.8 8 18 150 21 N50 490 50 0.7 7 16 120 N42 – 6B 410 42 1.5 15 22 180 N46 – 6B 450 46 1.4 14 22 180 N50 – 6B 490 50 1.3 13 20 150 N55 – 6B 540 55 1.2 12 20 150 N60 -6B 590 60 1.0 10 18 120 TCVN 3223 -89 quy định các chỉ tiêu về thành phần hoá học của kim loại đắp Loại que hàn Thành phần hoá học ( % ) C Si P S Mn 1 2 3 1 2 3 Không lớn hơn Không nhỏ hơn N42 0.12 0.25 0.38 N46 0.12 0.25 0.04 0.045 0.05 0.035 0.04 0.045 0.04 N50 0.25 0.04 N42 -6B 0.12 0.30 0.50 N46 -6B 0.12 0.03 0.03 0.60 N50 -6B 0.12 0.35 0.70 N55 -6B 0.15 0.50 N60 -6B 0.15 0.60 0.03 0.03 1.00 2. Que hàn thép chịu nhiệt ( có cấu như sau ) Hn Cr XX Mo XX V XX ..... – XXX X (1) ( 2) ( 3) (4) (5) (6) Hn : Chỉ que hàn thép hợp kim chịu nhiệt . (1) : Crôm và hàm lượg tính theo phần nghìn . (2) : Molip đen và hàm lượng của nó tính theo phần nghìn . (3) : Vanađi và hàm lượng của nó tính theo phần nghìn . (4) : Nguyên tố hợp kim khác và hàm lượng của nó tính theo phần nghìn . (5) : Nhiệt độ làm việc lớn nhất ( OC ) . (6) : Nhóm vỏ bọc ( A, B , R .. ) . Ví dụ : Hb. Cr 05. Mo 10 .V04 – 450R . Có nghĩa là : Que hàn thép chịu nhiệt làm việc ở nhiệt độ tối đa 4500C , có vỏ thuốc bọc thuộc hệ Rutin , kim loại mối hàn có thành phan hoá học : 0.5% Cr, 1% Mo, 0.4% V . 3. Que hàn thép bền nhiệt và không gỉ nhiệt ( có cấu như sau ). Hb . Cr XX Ni XX Mn XX - XXX X (1) .................................(2) .........(3) Hb : Chỉ que hàn thép bền nhiệt và không gỉ . 22 (1) : Ký hiệu các nguyên tố hợp kim Cr, Ni , Mn và các nguyên tố khác (nếu có ) cùng hàm lượng tương ứng của chúng tính theo phần % .Nếu không có các chữ số kém theo thì hàm lượng của các nguyên tố đó là xấp xỉ 1% . (2) : Là nhiệt độ làm việc ổn định của mối hàn ( 0 C ) . (3) : Nhóm vỏ bọc ( A , B .. ) . Ví dụ : Hb Cr18 Ni8 Mn – 600 B . Có nghĩa là : Que hàn thép hợp kim bền nhiệt và không gỉ có thành phần kim loại đắp: 18% Cr, 8% Ni, 1% Mn. Nhiệt độ làm việc ổn định của mối hàn là 600 độ C , vỏ thuốc bọc thuộc hệ bazơ. 4. Que hàn thép hợp kim có độ bền cao ( có cấu như sau ). Hc XX Cr XX Mn XX W XX XXX - X (1) .........(2) . (3).(4) Hc : Chỉ que hàn thép hợp kim có độ bền cao . (1) : Gới hạn bền kéo tối thiểu ( Tính theo KG/ mm2 . (2) : Ký hiệu các nguyên tố hợp kim Cr , Mn , W , và các nguyên tố khác ( nếu có ) với hàm lượng tương ứng của chúng tính theo phần trăm ( nếu không có các chữ số kèm theo thì hàm lượng của các nguyên tố xấp xỉ 1% . (3) : Nhiệt độ làm việc ổn định của các mối hàn 0C . (4) : Nhóm vỏ thuốc bọc que hàn ( A, B.. ). Ví dụ : Que hàn có ký hiệu Hc .60.Cr18. V.W.Mo – B Có nghĩa là : Que hàn thép hợp kim có độ bền cao, kim loại đắp có độ bền kéo tối thiểu 60KG/mm2 hay (590 Mpa) và các thành phần hoá học gồm: 18% Cr, 1%V và 1% Mo, vỏ thuốc bọc que hàn hệ bazơ . . Ký hiệu que hàn theo tiêu chuẩn của hiệp hội hàn Hoa kỳ AWS ( American Welding Society). 1. Que hàn thép các bon theo AWS A5.1 Cấu trúc ký hiệu que hàn như sau : E XX X XX ( 1) (2) (3) ( 4) E : (Electrode) Chỉ điện cực ( Que hàn ). (2) : Có hai chữ số ( 60 ) hoặc (70 ) là chỉ gới hạn bền kéo tối thiểu của kim loại que hàn ( kim loại đắp ). Đây là đơn vị đo ứng suất dùng phổ biến ở Mỹ có thể quy đổi sang hệ khác như sau: 1 Ksi = 6,9.106 Pa = 6.9 MPa = 0.73 KG/ mm2 (3) : Có một chữ số ( chỉvị trí mối hàn trong không gian ). - Số 1 : Hàn ở mọi vị trí trong không gian - Số 2 : Hàn bằng và hàn ngang - Số 4 : Hàn ở mọi vị trí, hàn đứng từ trên xuống ( 4) : Dùng để chỉ loại vỏ bọc que hàn, loại dòng điện, cực tính, hiệu suất đắp Một số điểm cần chú ý trong tiêu chuẩn que hàn AWS - Hệ thống đo lường của mỹ vẫn dựa vào hệ foot - pound. 23 - Không quy định giá trị giới hạn trên của giới hạn bền kéo. - Không có que hàn hệ vỏ rutin axít (AR), Oxi hoá (O) và các hệ hỗn hợp khác (S). - Không định lượng về hiệu suất đắp Kc và hàm lượng hyđrô thấp của kim loại đắp. - Khi dùng dòng hàn AC không chỉ rõ giá trị điện áp không tải Uo Hệ thống ký hiệu que hàn thép các bon theo AWS A5.1 . Phân loại (AWS ) Giới hạn bền kéo (min) Gới hạn chảy ( min) Độ giãn dài L= 4d (%) Que hàn E 60 Ksi MPa Ksi MPa E6010 62 430 50 340 22 E6011 62 430 50 340 22 E6012 67 460 55 380 17 E6013 67 460 55 380 17 E6020 62 430 50 340 22 E6022 67 460 Không chỉ định E6027 62 430 50 340 22 Que hàn E70 E7014 72 500 60 420 17 E7015 22 E7016 22 E7018 22 E7024 17 E7027 22 E7028 22 E7048 22 Loại vỏ thuốc, dòngđiện, cực tính và vị trí hàn củacác loại que hàn theo AWS A5.1. Phân loại AWS Loại vỏ thuốc Vị trí hàn Loại dòng điện , cực tính Que hàn E60 E 6010 Natri , xenlulocao ( C ) F, V, OH, H DC+ E 6011 Kali xen lulô cao ( C) F, V, OH, H DC + , AC E 6012 Natri , titan cao ( R) F, V, OH, H DC - ; AC E 6013 Kali titan cao ( RR) F, V, OH, H DC +, - ; AC E 6020 Oxít sắt cao (A) H, F DC - , AC E 6022 Oxít sắt cao (A) H, F DC + , - ; AC E 6027 Oxít sắt cao , bột sắt (A) H, F 24 Que hàn E 70 E 7014 Bột sắt titan (RR) F, V, OH, H DC +, - ; AC E 7015 Natri , hyđro thấp (B) F, V, OH, H DC + E 7016 Kali hyđro thấp (B) F, V, OH, H DC + , AC E 7018 Kali hyđro thấp bột sắt (B) F, V, OH, H DC + , AC E 7024 Bột sắt titan (RR) F, H DC - , AC E 7027 Oxít sắt cao , bột sắt (A) H, F DC - , AC E 7028 Kali, hyđro thấp ,bột sắt (B) H, F DC - , AC E 7048 Kali, hyđro thấp ,bột sắt (B) F, OH ,H , V DC + , AC Ghi chú : F : Hàn bằng ; V : Hàn leo ; OH : Hàn trần ; H : Hàn ngang ; DC : Dòng điện hàn một chiều ; AC : Dòng điện hàn xoay chiều . Yêu cầu về độ dai va đập theo AWS A5.1 Phân loại Độ dai va đập Charpy – V , min E 6010 , E 6011 E 6027 , E7015 E 7016 , E 7018 E 7027 , E 7048 E 7028. E 6012 , E 6013 E 6020 , E 6022 E 7014 , E 7024 27 J ở - 29 0C 27 J ở - 18 0C Không yêu cầu 14 Giới hạn thành phần hoá học của kim loại mối hàn theo AWS A 5.1 Phân loại AWS E 6010 , E 6011 E 6012 , E 6013 E 6020 , E 6022 E 6027 E 7018 , E 7027 E 7014 , E 7015 E 7016 , E 7024 E 7028 , E 7048 Thành phần hoá học % ( max ) Mn Si Ni Cr Mo V Không quy định gới hạn cụ thể 1.60 0.75 0.30 0.20 0.30 0.08 1.25 0.90 0.30 0.20 0.30 0.08 2. Que hàn thuốc bọc hàn thép không gỉ - AWS E XXX XX - XXX (1) (2) (3) Trong đó : 25 * E (Electrode) : Điện cực. (1) – Gồm 3 chữ số : Chỉ thị thành phàn hoá học kim loại hàn kết tinh (2) – Một hoặc nhiều chữ cái chỉ thị sự thay đổi thành phần hoá học cơ bản L : Hàm lượng corban thấp Lb : Thêm vào nguyên tố Coban, giảm hàm lượng Carbon M0 : Thêm vào nguyên tố Molyden, giảm hàm lượng Carbon (3) Số chỉ thị vị trí hàn, loại thuốc bọc và dòng điện hàn 15 : Thuốc bọc có chứa đá vôi 16 : Thuốc có chứa đá vôi hoặc Titan, dòng AC hoặc DCEN ( DC - ) hoặc DCEP (DC +) Ký hiệu que hàn thép các bon thấp theo tiêu chuẩn Nhật Bản (JIS). D X X X X Ví dụ : D4313 (1) (2) (3) (4) (1) Chỉ điện cực hàn . ( 2) Chữ số chỉ biểu thị độ bền kéo tối thiểu của mối hàn ( KG/ mm2). ( 3) Chỉ vị trí hàn : 0 – Hàn ở mọi tư thế . 1- Hàn ở mọi tư thế . 2- Hàn bằng và hàn ngang . 3- Hàn mọi vị trí và cả vị trí đặc biệt . (4) loại thuốc bọc . 1. Hỗn hợp ilmente. 2. Oxít titan. 3. Hỗn hợp ôxit- titan cao. 1.5. Nguyên lý của quá trình hàn hồ quang . Hàn kim loại là một phương pháp nối liền các chi tiết lại với nhau thành một khối không thể tháo rời được bằng cách: Nung kim loại vùng hàn đến nhiệt độ nóng chảy sau khi đông đặc ta được mối liên kết vững chắc. 1.5.1. Định nghĩa: Hồ quang là hiện tượng phóng điện cực mạnh và liên tục qua môi trường khí đã bị ion hóa giữa hai điện cực. Hồ quang phát ra một nguồn ánh sáng và nguồn nhiệt lớn có nhiệt độ rất cao. Người ta sử dụng nguồn năng lượng hồ quang đó để hàn gọi là hồ quang hàn. 1.5.2. Bản chất Bình thường không khí không dẫn điện, nó chỉ dẫn điện hay phóng điện khi môi trường không khí bị ion hoá mạnh. Môi trường không khí bị ion hóa bao gồm các ion dương, ion âm và các điện tử. khi khoảng không gian giữa que hàn và vật hàn đạt giá trị về điện áp đủ để bứt các điện tử ra khỏi nguyên tử kim loại âm cực (còn gọi là điện thế ion hoá) các điện tử chuyển động về phía cực dương (anốt ) với tốc độ rất lớn. Trên đường đi chúng va đập vào các nguyên tử khí làm cho các nguyên tử này trở thành các 26 ion dương, một số nguyên tử nhận điện tử tự do và trở thành ion âm. Bởi vậy sự phóng điện xảy ra và hồ quang xuất hiện. Sự phóng điện xảy ra trong không gian như trên do những nguyên nhân sau: + Phát xạ điện tử do điện trường + Phát xạ điện tử do va đập + Phát xạ nhiệt + Phát xạ quang điện - Thực tế người ta thường dùng kim loại thuộc nhóm kim loại kiềm (Li, Na, K, Rb, Cs) để chế tạo thuốc bọc que hàn vì chúng có điện thế ion hoá thấp nhất do đó tạo điều kiện cho hồ quang cháy ổn định hơn 1.6. Các liên kết hàn cơ bản. 1.6.1. Liên kết hàn giáp mối Đối với hàn hồ quang tay có thể không vát mép hai vật hàn có chiều dày ≤ 4 mm. ...hập vào mối hàn làm giảm cơ tính mối hàn và sinh ra lỗ hơi hay rỗ khí ngoài ra nó còn làm cho kim loại que hàn bị bắn tóe nhiều gây lên sự hao tổn lãng phí không tốt. Nói chung khi hàn nên áp dụng hàn hồ quang ngắn Chuyển động 2: Là que hàn chuyển động dọc theo trục của mối hàn để hàn hết chiều dài của mối hàn. Tốc độ di chuyển của que hàn có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của mối hàn. Nếu tốc độ hàn nhanh thì hồ quang không kịp làm cho vật hàn nóng chảy đảm bảo độ ngấu, khi đó sẽ tạo thành mối hàn có bề rộng nhỏ dễ bị các khuyết tật như ngậm xỉ, rỗ khí hay nổi cục. Nếu tốc độ hàn quá chậm thì kim loại nóng chảy của bể hàn ngày một nhiều lên làm gia tăng bề rộng và độ cao của mối hàn dẫn đến các khuyết tật có thể xảy ra như không ngấu, nổi cục hay cháy thủng. Để xác định được tốc độ chuyển động của que hàn ta phải căn cứ theo giá trị của cường độ dòng điện, đường kính que hàn, loại liên kết, vị trí hàn, các tính chất và chiều dầy của vật liệu Hình 2 – 16: Tốc độ hàn nhanh Hình 2 – 17: Tốc độ hàn hợp lý 48 Hình 2 -18: Tốc độ hàn chậm Chuyển động 3: Là que hàn dao động ngang để tạo ra chiều rộng của mối hàn. Phạm vi dao động càng lớn chiều rộng mối hàn càng lớn (bề rộng của mối hàn có quan hệ tỷ lệ nghịch với chiều dầy của vật hàn). Thường chuyển động ngang của que hàn không quá (2-5) lần đường kính que hàn dq. Trong trường hợp hàn đính chi tiết có chiều dày nhỏ thì que hàn không có dao động ngang nên chiều rộng mối hàn chỉ đạt (0,8-1,5) dq. 2.6.2. Các phương pháp đưa que hàn. 1. Phương pháp đưa que hàn theo đường thẳng Hình 2 -19:. Đưa que hàn theo đường thẳng - Khi hàn bằng cách đưa que hàn theo kiểu đường thẳng phải duy trì chiều dài của hồ quang không đổi (lhq = hằng số) và chuyển động về hướng trước của chiều hàn nhưng không được dao động. - Cách đưa này do que hàn không dao động nên hồ quang tương đối ổn định, độ sâu nóng chảy tương đối lớn, chiều rộng mối hàn nhỏ thường không quá 1,5 lần đường kính que hàn nên phương pháp này thường được ứng dụng để hàn lớp thứ nhất của mối hàn nhiều lớp hoặc hàn ghép các vật hàn có chiều dày từ (3 ÷ 5) mm không vát cạnh. 2. Phương pháp đưa que hàn theo kiểu đường thẳng đi lại Hình 2 -20: Đưa que hàn theo đường thẳng đi lại - Đưa que hàn theo đường thẳng đi lại dọc theo mối hàn. Đặc điểm của phương pháp này là tốc độ hàn nhanh, mối hàn đẹp, toả nhiệt nhanh, do đó được ứng dụng nhiều khi hàn đường hàn thứ nhất trong mối hàn nhiều lớp hoặc đầu nối có khe hở tương đối lớn và hàn tấm mỏng. 3. Đưa que hàn theo kiểu răng cưa Hình 2 -21: Đưa que hàn theo hình răng cưa - Cho đầu que hàn chuyển động liên tiếp theo hình răng cưa và chuyển động về hướng trước. khi chuyển động sang ngang thì dừng lại một lúc để đề phòng gây khuyết cạnh cho mối hàn. 49 - Phương pháp này khống chế được tính lưu động của kim loại lỏng và bề rộng mối hàn cần thiết, thao tác dễ dàng nên được sử dụng nhiều nhất là đối với vật hàn có chiều dày tương đối lớn, ở vị trí hàn bằng, hàn ngửa, các đầu nối, hàn đính nối tiếp, hàn lấp góc ..... 4. Phương pháp đưa que hàn theo hình bán nguyệt Hình 2 - 22: Đưa que hàn theo hình bán nguyệt - Cho đầu que hàn chuyển động sang trái, sang phải theo hình bán nguyệt theo hướng hàn. - Tốc độ chuyển động căn cứ vào vị trí, hình dáng của mối hàn, yêu cầu cảu cường độ dòng điện hàn. đồng thời phải chú ý ngừng lại ở hai bên một chút để cạnh mối hàn có thể chảy thấu và đề phòng khuyết cạnh. - Phương pháp này làm kim loại nóng chảy tốt, có thời gian giữ nhiệt tương đối dài, làm cho thể hơi dễ thoát và xỉ dễ nổi lên trên bề mặt mối hàn, do đó nâng cao chất lượng cho mối hàn. 5. Phương pháp đưa que hàn theo hình tam giác Hình 2 -23: Đưa que hàn theo hình tam giác - Cho que hàn chuyển động liên tục theo hình tam giác và không ngừng chuyển động về phía trước. - Có thể đưa que hàn theo hình tam giác cân, hoặc tam giác nghiêng tuỳ theo điều kiện cụ thể. Đưa que hàn theo hình tam giác nghiêng thích hợp với mối hàn vát cạnh, hàn đứng ke góc.... Đặc điểm của nó là có thể dựa vào sự di động của que hàn để khống chế lượng kim loại nóng chảy làm cho mối hàn hình thành tốt. Đưa que hàn theo hình tam giác cân thích hợp khi hàn đứng có vát cạnh và hàn đứng lấp góc phương pháp này có đặc điểm hàn một lần có thể cho ta được mặt cắt mối hàn tương đối dày và mối hàn khó sinh ra các khuyết tật như rỗ khí, lẫn xỉ ... nâng cao hiệu suất lao động. 6. Phương pháp đưa que hàn theo kiểu hình tròn 50 Hình 2 -24: Đưa que hàn theo hình tròn - Que hàn chuyển động theo vòng tròn đồng thời không ngừng chuyển động về phía trước. cũng có thể đưa que hàn theo kiểu vòng tròn lệch hoặc vòng tròn đều. - Phương pháp đưa que hàn theo đường tròn thích hợp khi hàn những mối hàn tương đối dày, ở vị trí hàn bằng. Ưu điểm của nó là khả năng làm cho kim loại nóng chảy có nhiệt độ cao, tạo điều kiện để các chất khí có hại như oxy và nitơ trong bể hàn dễ thoát ra khỏi mối hàn đồng thời xáo trộn đều bể hàn làm cho xỉ dễ nổi lên bề mặt mối hàn. - Phương pháp đưa que hàn theo đường tròn lệch thích hợp khi hàn kết cấu, hàn góc ở vị trí hàn bằng, hàn ngang, hàn ngửa. đưa que hàn theo vòng tròn lệch chủ yếu là khống chế kim loại nóng chảy không cho nhỏ giọt xuống để tạo thành mối hàn `2.7. Phương pháp gây và duy trì được hồ quang hàn. 2.7.1. Phương pháp ma sát: Hình 2 -25: Gây hồ quang theo phương pháp ma sát - Đặt que hàn nghiêng so với bề mặt vật hàn cho que hàn tiếp xúc với vật hàn sau đó dịch trượt que hàn trên bề mặt vật hàn rồi đưa que hàn về vị trí thẳng đứng. Lúc này hồ quang được hình thành, sau đó phải nâng que hàn tạo khoảng cách nhất định giữa que hàn và vật hàn để đảm bảo hồ quang cháy đều ổn định. Thông thường khoảng cách này là từ 2 ÷ 4 mm. Phương pháp này dễ thao tác thích hợp với thợ bậc thấp nhưng dễ làm bề mặt vật hàn bị xước, làm giảm chất lượng sản phẩm. 2.7.2, Phương pháp mổ thẳng: 51 Hình 2 -26: Gây hồ quang theo phương pháp mổ thẳng - Cho que hàn tiếp xúc rất nhanh vào bề mặt vật hàn theo phương thẳng đứng khoảng 1/10 giây, sau đó nhấc que hàn lên khỏi vật hàn từ 2 ÷ 4 mm, muốn duy trì hồ quang cháy ổn định phải đảm bảo khoảng cách giữa que hàn và vật hàn ổn định. Phương pháp này khó thao tác hơn, phù hợp với thợ bậc cao. Nếu thấy hiện tượng que hàn dính vào vật hàn, chỉ cần lắc que hàn sang hai bên phải, trái thì có thể tách que hàn khỏi vật hàn. Nếu lúc này que hàn vẫn không tách khỏi vật hàn thì lập tức nhả miệng kìm hàn, để que hàn rơi khỏi kìm hàn, sau đó lấy que hàn ra khỏi vật hàn. 2.8. An toàn lao động trong phân xưởng. 2.8.1. Kỹ thuật an toàn phòng tránh bị điện giật Khi hàn nóng chảy, nguồn điện hàn được sử dụng thường có điện áp không tải U0 = 55÷80 V đối với dòng điện xoay chiều và 30÷55 V với dòng điện một chiều có thể gây nguy hiểm cho thợ hàn khi tiếp xúc với kim loại nên khi hàn cần tuân theo các biện pháp sau: - Đảm bảo vỏ ngoài của máy hàn, cầu dao tiếp đất tốt, tránh tình trạng hở điện gây tai nạn. - Tất cả các dây dẫn dùng để hàn phải cách điện - Khi đóng hoặc ngắt cầu dao phải đeo găng tay da khô và phải nghiêng đầu về một bên để tránh bị bỏng do tia lửa điện gây ra. - Tay cầm của kìm hàn, găng tay da, quần áo phải khô ráo. - Khi làm việc ở những nơi ấm ướt phải đi giầy cao su hoặc lót tấm gỗ khô dưới chân. - Khi làm việc ở những nơi thiếu ánh sáng hoặc làm việc ban đêm phải trang bị đầy đủ bóng đèn. 52 - Nếu có người bị điện giật phải ngắt ngay nguồn điện, hoặc tách người bị điện giật ra khỏi nguồn điện, tuyệt đối không dùng tay để kéo người bị điện giật. 2.8.2. Kỹ thuật an toàn phòng nổ, trúng độc và những nguy hại khác - Khi hàn các bể chứa, trước khi hàn cần phải xác định rõ loại chất được chứa bên trong, lượng chất còn dư. Nếu là chất dễ cháy nổ phải rửa sạch từ 2 đến 3 lần bằng dung dịch kiềm, sau đó thổi khô (bằng khí nén, cấm dùng ôxi để thông hay thổi khí) - Khi làm việc trong những không gian chật hẹp, trong nồi hơi nhất thiết phải đảm bảo có thông gió đủ tin cậy cho chỗ làm việc đặc biệt là khi hàn các kim loại mầu. - Khi làm việc ở trên cao phải đeo dây an toàn 53 Bài 3. HÀN GIÁP MỐI Ở VỊ TRÍ HÀN BẰNG Mục tiêu thực hiện: Học xong bài học này người học sẽ có khả năng: - Tình bày các thông số cơ bản của mối hàn giáp mối - Chuẩn bị phôi hàn, thiết bị , dụng cụ hàn -Chọn chế độ hàn ( dh, Ih, Uh, Vh) phù hợp với chiều dày vật liệu - Phân tích tác dụng của các phương pháp chuyển động que hàn theo đường thẳng, hình bán nguyệt, hình răng cưa, hình tròn - Gá lắp các chi tiết hàn đảm bảo chắc chắn, đúng khe hở, đảm bảo các vị trí tương quan của chi tiết. - Thực hiện các thao tác hàn thành thạo - Hàn mối hàn giáp mối không vát mép đảm bảo ngấu, đều, ít rỗ khí, rỗ xỉ, đạt tính thẩm mỹ, an toàn lao động cho người, thiết bị - Thực hiện công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp. Nội dung; 3.1. Mối hàn giáp mối. - Hàn bằng được áp dụng rộng rãi trong sản xuất vì nó có nhiều ưu điểm như: dễ thao tác, sau khi kim loại nóng chảy những giọt kim loại sẽ dựa vào trọng lượng của bản thân nhỏ vào vùng nóng chảy một cách dễ dàng mà không bị chảy ra ngoài. Mặt khác cũng quan sát được tình hình chung của vùng nóng chảy, người thợ thao tác không mệt mỏi. Để nâng cao năng suất lao động có thể dùng que hàn có đường kính lớn, dòng điện hàn lớn. Do đó trong quá trình hàn nên tạo điều kiện để thay đổi những vị trí hàn khác thành vị trí hàn bằng. Hình: 5 – 1: Các thông số cơ bản của mối hàn giáp mối. - Khi hàn những vật hàn có chiều dày nhỏ hơn 6 mm có thể không cần vát cạnh, nếu chiều dày vật hàn lớn hơn 6 mm cần vát cạnh. 3.2. Chuẩn bị phôi hàn, dụng cụ thiết bị hàn. 3.2.1 - Chuẩn bị các loại dụng cụ, thiết bị. - Tập trung đầy đủ các loại dụng cụ cần thiết trước khi thực hiện các công việc cần thiết. Các dụng cụ cần kiểm tra hệ số an toàn và công suất làm việc của chúng xem có phù hợp với công việc cụ thể hay không. Các dụng cụ cần thiết như: máy mài, máy cắt, kính, thước , búa, đục, các thiết bị bảo hộ, ...... 54 - Kiểm tra các thông số của máy: Công suất máy, điện áp vào, các chế độ hàn phụ...lựa chọn phương pháp đấu dây, chọn dòng điện và điện áp phù hợp với các chế độ hàn khác nhau. Chọn chế độ hàn: Thông số kỹ thuật CĐ Hàn đính CĐ Hàn Cường độ dòng điện hàn 120 A 80-100 A 3.2.2- Chuẩn bị phôi hàn - Vật liệu hàn của bài này là: thép tấm kích thước 150x100x8, que hàn Ф4 được sấy khô ở nhiệt độ 1200 trong thời gian từ 1÷2 giờ. - Mục đích: làm sạch dầu mỡ, sơn, gỉ, nước và các chất bẩn khác khỏi bề bề mặt mép hàn nhằm tránh các chất bẩn này gây ra khuyết tật cho mối hàn. Quá trình chuẩn bị vật hàn bao gồm các công việc: khai triển phôi, cắt và tạo hình, chuẩn bị máy hàn, chuẩn bị mép hàn, làm sạch mép hàn, gá lắp vật hàn..... Công việc chuẩn bị mép hàn phải được tiến hành theo bản vẽ kỹ thuật hoặc theo một tiêu chuẩn nhất định phụ thuộc vào kiểu liên kết, chiều dày chi tiết hàn, phương pháp và khả năng công nghệ hàn, nhưng dù trong trường hợp nào cũng phải được thực hiện một cách cẩn thận. - Yêu cầu: Phạm vi làm sạch về hai phía của mối hàn từ 50÷100 mm - Các phương pháp làm sạch có thể sử dụng các phương pháp như: làm sạch bằng cơ khí: sử dụng dũa, bàn chải sắt, phun cát, làm sạch bằng hoá chất: dùng dung dịch kiềm, axít tẩy sạch bề mặt mép hàn sau đó tiến hành rửa sạch bằng nước rồi để khô. Làm sạch bằng ngọn lửa: dùng ngọn lửa ga, cồn hay mỏ hàn khí làm sạch dầu mỡ trên bề mặt mép hàn..... - Ở đây thực hiện bài hàn trên mặt phẳng nên ta chia tấm hàn thành các đường thẳng cách đều như hình vẽ sau đó đường hàn sẽ được thực hiện theo các đường vạch dấu song song đó. 3.3. Chế độ hàn mối hàn giáp mối. - Căn cứ vào độ dầy của thép hàn là 4÷6mm nên ta chọn que hàn Ф 3,2mm Thông số kỹ thuật CĐ Hàn đính CĐ Hàn Cường độ dòng điện hàn 120 A 80÷100 A 3.4. Kỹ thuật gá lắp phôi. - Gá lắp phôi hàn nhằm xác định chính xác vị trí của các vật hàn, đảm bảo đúng theo thiết kế yêu cầu. 55 - Tùy từng trường hợp cụ thể mà người thợ phải lựa chọn các phương pháp gá đính khác nhau. Có thể sử dụng đồ gá chuyên dùng áp dụng cho sản xuất hàng loạt lớn hay đồ gá vạn năng áp dụng cho sản xuất đơn chiếc. Việc sử dụng đồ gá giúp rút ngắn thời gian gia công và cải thiện điều kiện lao động và tăng năng suất lao động. - Khi hàn đính khoảng cách giữa các mối đính bằng (40÷50) lần chiều dày vật hàn, nhưng không lớn quá 300 mm (khoảng cách này tỉ lệ nghịch với chiều dày vật hàn). - Chiều dài mối hàn đính bằng (3÷4) lần chiều dày vật hàn nhưng không quá 30 mm - Tiết diện mối hàn đính không được vượt quá (1/3÷1/2) tổng tiết diện mối hàn. - Chiều dày mối đính bằng 0,5÷0,7 chiều dày vật hàn. - Điểm hàn đính phải cách đầu, cuối đường hàn khoảng (10 ÷ 15) mm - Cách bố trí mối hàn đính: + Không nên hàn đính tại những vị trí sau của liên kết hàn: chỗ có chuyển tiếp đột ngột của tiết diện, chỗ có góc nhọn, trên vòng tròn bán kính nhỏ và những chỗ tập trung ứng suất. + Các mối đính nên được bố trí đối xứng khi hàn các mặt bích, vòng đệm, các chi tiết hình trụ, liên kết ống. + Khi hàn từ hai phía của tấm thì nên bố trí so le các mối hàn đính. với các chi tiết có chiều dày > 8mm thì cũng không nên hàn đính (khi hàn hồ quang tay), vì khi hàn nối sẽ có các chuyển vị của chi tiết, các mối hàn đính sẽ ngăn cản chuyển động đó và chúng có thể bị nứt. - Trình tự đặt các mối đính: Nguyên tắc là phải đảm bảo độ biến dạng của chi tiết là nhỏ nhất. + Với các liên kết giáp mối có chiều dài lớn, các mối hàn đính thứ nhất được đặt ở hai đầu, sau đó ở giữa, các mối đính còn lại được đặt giữa chúng. Các liên kết hàn chữ T dài được hàn đính trước hết ở giữa, mối hàn đính tiếp theo được đặt ở khoảng giữa mối hàn đính thứ nhất và một đầu của liên kết, mối hàn đính thứ 3 đối xứng với mối hàn thứ 2..... - Việc gá lắp phôi cụ thể ở bài hàn giáp mối này nếu cần độ chính xác cao người ta phải chế tạo một bộ đồ gá để cố định vị trí vật hàn trong quá trình gá đính và hàn. Nhưng trong điều kiện thực tập không đòi hỏi độ chính xác cao ta có thể giảm biến dạng vật hàn bằng cách đặt vật hàn trước khi gá đính ngược chiều với chiều biến dạng của chi tiết sau khi hàn, để khi vật hàn nguội mối hàn co ngót kéo vật hàn trở lại trạng thái phẳng bình thường. Hình: 5 – 2: Phương pháp gá đính giảm biến dạng. 56 3.5. Kỹ thuật hàn. 3.5.1. Sự bắt đầu đường hàn * Đặc điểm: Phần bắt đầu mối hàn thường cao hơn một chút so với bề mặt chung của toàn bộ mối hàn, vì nhiệt độ của vật hàn lúc bắt đầu hàn hơi thấp, sau khi mồi hồ quang không thể làm cho nhiệt độ của kim loại chỗ bắt đầu hàn lên cao ngay được cho nên, độ sâu nóng chảy ở bộ phận khởi điểm tương đối nông, làm cho cường độ của mối hàn yếu đi. * Kỹ thuật hàn: Để giảm bớt hiện tượng này sau khi mồi hồ quang phải kéo dài hồ quang ra một ít để tiến hành giữ nhiệt cho vật hàn. Sau đó rút ngắn chiều dài hồ quang lại cho thích hợp và tiến hành hàn bình thường. Hoặc mồi hồ quang ở vị trí cách điểm đầu đường hàn khoảng (15-20)mm, sau đó dịch chuyển que hàn ngược lại rồi mới tiến hành hàn. 3.5.2. Quá trình hàn: - Kỹ thuật gây hồ quang đầu đường hàn tương tự như bài 02 - Quá trình hàn góc độ của mỏ hàn tạo với đường hàn một góc 600÷750 , di chuyển mỏ hàn liên tục theo đường thẳng và đi đều. Đồng thời quan sát sự nóng chảy của bể hàn trên đường hàn, chú ý vị trí của hồ quang đầu que hàn so với bể hàn. Khi hàn mặt trước tốc độ hàn chậm để tạo chiều sâu cho mối hàn, còn mặt sau thì tốc độ hàn nhanh hơn một chút. Hình: 5 – 3: Góc độ que hàn khi hàn giáp mối. - Kết thúc đường hàn được thực hiện bằng phương pháp hàn chấm ngắt. Đầu que hàn hướng vào đường tâm của rãnh hàn Điều chỉnh que hàn vuông góc với bề mặt vật hàn theo hướng nhìn dọc trục đường hàn và nghiêng với hướng hàn một góc 750 ÷ 800 Hình 3 -2: Kỹ thuật bắt đầu đường hàn 57 Hình 3 – 3: Góc độ và khoảng cách dao động của que hàn Bề rộng mối hàn không đổi và không vượt quá hai lần đường kính lõi que hàn. Hình 3 – 4: Góc độ và phương pháp dao động của que hàn 3.5.3. Sự nối liền đường hàn. - Khi hàn những mối hàn dài do chiều dài của que hàn bị hàn chế nên không thể hàn liên tục đến hết chiều dài mối hàn ngay được. Vì vậy phải tiến hành hàn nối giữa mối hàn nọ với mối hàn kia. Chỗ nối này được gọi là đầu nối của mối hàn. Công việc nối được thực hiện theo các kiểu sau: 58 . Phần cuối mối hàn 1 nối với phần đầu mối 2. . Phần cuối mối hàn 1 nối với phần cuối mối hàn 2. . Phần đầu mối hàn 1 nối với phần cuối mối hàn 2. . Phần đầu mối hàn 1 nối với phần đầu mối hàn 2. Hình 3 – 4: Các kiểu đầu nối mối hàn. - Chỗ nối mối hàn thường có đặc điểm cao, ngắt quãng, rộng hẹp không đều. để phòng ngừa, giảm bớt những thiếu xót khi áp dụng cách nối theo bốn cách trên cần chú ý: + Đối với kiểu nối 1 và 4 có thể mồi hồ quang ở chỗ chưa hàn của đầu mối hàn, hay phần cuối của mối hàn, sau khi mồi hồ quang kéo dài hồ quang ra một ít cho ngừng lại một lát, rồi rút ngắn hồ quang lại cho thích hợp và tiếp tục tiến hành hàn bình thường. + Đối với kiểu 2, 3 khi hàn đến phần cuối hay phần đầu của mối hàn trước phải nâng cao hồ quang lên một chút sau đó tiếp tục hàn một đoạn, cuối cùng lại kéo dài cột hồ quang để nó từ từ tắt. Làm sạch xỉ hàn tại chỗ nối sau đó mồi hồ quang cách mối nối 10÷15mm Hình 3 – 5: Phương pháp nối liền đường hàn Điều chỉnh cho kim loại điền đầy rãnh hồ quang sau đó di chuyển que hàn theo hướng hàn . 59 Hình 3 – 6: Phương pháp đánh giá sự nối liền đường hàn 3.5.4. Sự kết thúc mối hàn * Đặc điểm: Khi hàn đến cuối đường hàn nếu tắt hồ quang ngay thì bề mặt mối hàn tại vị trí cuối cùng sẽ bị lõm, mặt ngoài mối hàn thấp hơn so với bề mặt chung của mối hàn (thuật ngữ chuyên ngành gọi vết lõm này là rãnh hồ quang). Rãnh hồ quang quá sâu sẽ làm cho cường độ chịu lực của mối hàn kém, dễ sinh ra ứng suất tập trung gây rạn, nứt. Vì vậy khi kết thúc mối hàn không để rãnh hồ quang quá sâu. * Kỹ thuật hàn: Để có thể lấp đầy rãnh hồ quang ta tiến hành theo một trong hai cách sau: Biện pháp 1: Hình 3 – 7: Kết thúc đường hàn không ngắt hồ quang. Đến điểm kết thúc đường hàn từ từ đẩy ngược que hàn về phía sau một khoảng 5 ÷ 10 mm. nhưng phương pháp này không áp dụng được cho các vật hàn mỏng. Sau khi ngắt hồ quang không gõ xỉ và làm sạch ngay vì thuốc hàn có tác dụng bảo vệ cho mối hàn nguội chậm và ngăn chặn không cho các khí có hại làm ảnh hưởng đến chất lượng bể hàn. Biện pháp 2: 5 ÷ 10 60 Hình 3 – 8: Kết thúc đường hàn ngắt hồ quang. Thực hiện hàn chấm ngắt 2, hoặc 3 lần ở vị trí cuối đường hàn để bổ xung kim loại cho rãnh hồ quang cho tới khi đầy đường hàn. + Khi hàn đến cuối đường hàn thì dừng lại một khoảng thời gian rồi mới tắt hẳn hồ quang. + Hàn lại một chút rồi mới tắt hồ quang, cách này không áp dụng được với vật hàn mỏng, dòng điện hàn lớn mà hàn ở chỗ kết thúc phải nhanh chóng mồi hồ quang, tắt hồ quang liên tục cho đến khi đầy mối hàn thì mới thôi. 3.6. Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn. Đối với các mối hàn thông thường người thợ có kinh nghiệm chỉ cần kiểm tra mối hàn bằng một số phương pháp kiểm tra thông thường thông qua việc quan sát hình dáng và đặc điểm của bề mặt mối hàn là có thể đánh giá được cơ bản tình trạng chất lượng của mối hàn. - Đối với các chi tiết đòi hỏi độ tin cậy cao người ta có thể sử dụng một trong các phương pháp kiểm tra chi tiết hơn như: Kiểm tra bằng áp lực, kiểm tra thẩm thấu, kiểm tra bằng tia X tia γ, gần đây người ta còn áp dụng một số phương pháp như siêu âm, dò từ ...... Sau đây ta có thể tìm hiểu thêm một số phương pháp kiểm tra CLMH thông dụng như: 3.6.1. Quan sát bên ngoài Phương pháp quan sat bên ngoài bằng mắt thường hay dùng kính hiển vi phóng đại 10 lần hay lớn hơn để quan sát tình hình bề mặt của mối hàn xem có những thiếu xót như: vết nứt, rỗ khí, rỗ xỉ, đóng cục, kích thước mối hàn có phù hợp hay không... từ đó xác định chất lượng mối hàn. việc kiểm tra bên ngoài chỉ xác định được những thiếu xót ở mặt ngoài, khó phát hiện được những khuyết tật mặt trong. 3.6.2. Kiểm tra độ kín của mối hàn. * Thấm dầu Để kiểm tra độ chắc đặc mối hàn trên kim loại dày dưới 10mm. Phương pháp thử bằng dầu hoả phát hiện được khuyết tật có kích thước 0,1mm và lớn hơn. Phương pháp này dựa vào khả năng thẩm thấu rất lớn sẵn có của dầu hoả qua những khe hở rất nhỏ từ đó phát hiện ra vết rò của mối hàn.nội dung phương pháp như sau: Trước hết xoa một lớp bột phấn trắng lên một phía của mối hàn, còn mặt sau quét một lớp dầu lửa. Nếu trong mối hàn không có khuyết tật nứt, rỗ xỉ, rỗ khí thì phần sẽ không bị ướt. Ngược lại nếu trong mối hàn khuyết tật thì dầu sẽ thấm qua và hiện lên vết dầu trên phấn. Thời gian thử không ít hơn 4 giờ ở nhiệt độ 00C. Nếu đốt nóng tới 50 ÷ 600C, thời gian thử chỉ cần 1,5 ÷ 2 giờ. *Kiểm tra bằng áp lực nước 61 Để kiểm tra độ kín của mối hàn chủ yếu là các dụng cụ chứa khí, chất lỏng nhất là các dụng cụ chứa chịu áp lực như; ống dẫn, nồi hơi, bình xăng. cách tiến hành như sau: Trước hết ta bơm đầy nước vào dụng cụ chứa cần kiểm tra, sau đó tạo một áp suất dư, thường cao hơn áp suất khi làm việc của mối hàn khoảng 1,5 ÷ 2 lần và giữ ở áp suất này khoảng 5 ÷ 6 phút. Sau đó hạ áp suất xuống áp suất khi làm việc của dụng cụ chứa rồi dùng búa tay nặng khoảng 0,25kg gõ nhẹ vào những vùng xung quanh mối hàn (rộng 15 ÷ 20mm) quan sát xem nước có rò rỉ hay không. đánh dấu những vị trí khuyết tật nếu có, sau đó tháo nước ra hàn sửa chữa và kiểm tra lại. Khi tháo nước, phải chú ý tháo nước ra một cách từ từ, để tránh dụng cụ chứa bị co ngót đột ngột mà hư hỏng. Nếu cần thiết có thể dùng khí nén để thổi khô nước đề phòng bị gỉ. Đối với những kết cấu hở như bể chứa, thùng, két dầu chỉ cần thử bằng cách bơm nước vào và giữ từ 2 ÷ 24 giờ để quan sát và phát hiện ra khuyết tật nếu có. Phương pháp này tiến hành trong điều kiện chịu áp lực cao nên không những phát hiện ra khuyết tật rò rỉ mà còn kiểm tra được khả năng chịu áp lực của mối hàn. * Kiểm tra bằng áp lực hơi Thường dùng kiểm tra các dụng cụ chứa kiểu kín như két nước, két dầu, các đường ống. Khi kiểm tra ta cho khí nén vào dụng cụ chứa bịt kín (áp lực khí nén lớn hay nhỏ cần căn cứ vào yêu cầu công tác của dụng cụ chứa mà quyết định). Sau đó bôi nước xà phòng lên mặt ngoài của mối hàn và quan sát. Nước xà phòng có 100gam xà phòng/1 lít nước. Nếu trong mối hàn có những chỗ chưa tốt bị rò rỉ thì khí nén sẽ theo khe hở đó ra ngoài làm sùi bọt xà phòng từ đó phát hiện được thiếu xót của mối hàn và vị trí của nó. 3.6.3. Quan sát tế vi mối hàn Đây là phương pháp kiểm tra tổ chức kim lọại mối hàn. Khi kiểm tra người ta cắt một miếng mẫu theo tiết diện ngang của mối hàn rồi tiến hành mài , đánh bóng, tẩm thực. sau đó, đưa lên kính hiển vi có độ phóng đại 100 ÷ 1500 lần, nhìn vào kính và quan sát ta có thể xác định được tổ chức của kim loại mối hàn, độ lớn của hạt thép cũng như tổ chức của các vùng lân cận mối hàn. đồng thời phát hiện được các khuyết tật như nứt, rỗ khí, rỗ xỉ trong tổ chức của mối hàn. *Đối với bài hàn giáp mối ở vị trí hàn bằng các khuyết tật thường gặp như: Kim loại bắn tóe quá nhiều bám vào bề mặt vật hàn, khuyết cạnh mối hàn, lõm giữa, nổi cục hay chảy tràn.. 62 Hình 3 – 9: Các khuyết tật cơ bản của mối hàn 3.7. Kỹ thuật an toàn lao động và vệ sinh môi trường. Ngoài việc phải đảm bào các công tác an toàn như bài 01 và - bài 02 người thợ cần thường xuyên vệ sinh kiểm tra bảo dưỡng các thiết bị máy móc, sắp xếp dụng cụ khoa học, chú trọng đến môi trường lao động để đảm bảo cho công tác an toàn trong quá trình lao động và sản xuất. Nơi làm việc cần đảm bảo khoảng không gian rộng rãi, thông thoáng, đầy đủ ánh sáng, sạch sẽ, tiếng ồn không vượt quá mức độ cho phép. 63 Bài 4. HÀN GÓC Ở VỊ TRÍ HÀN BẰNG Mục tiêu thực hiện: Học xong bài học này người học sẽ có khả năng: - Trình bày các thông số cơ bản của mối hàn góc, hàn chồng, ứng dụng của mối hàn góc, hàn chồng - Chuẩn bị phôi hàn sạch , đúng kích thước bản vẽ. - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày vật liệu và kiểu liên kết hàn góc, hàn chồng - Chọn cách dao động que hàn thích hợp cho mối hàn góc - Hàn mối hàn góc đảm bảo ngấu, đều, ít rỗ khí, rỗ xỉ, biến dạng, khuyết cạnh, đạt tính thẩm mỹ - Làm sạch, kiểm tra, sửa chữa các khuyết tật như: rỗ khí, rỗ xỉ, khuyết cạnh, không để phế phẩm vật hàn. - Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp Nội dung bài học: 4.1.Mối hàn góc không vát mép. Hình: 7 – 1: Hình dáng và kích thước cơ bản của mối hàn góc. 4.2. Kỹ thuật gá lắp các liên kết hàn góc. - Để mối hàn đạt hiệu quả và chất lượng cao nhất thì công việc gá lắp vật hàn đóng một vai trò rất quan trọng do vậy chúng ta cần qquan tâm tới các thông số kỹ thuật sau: - Đối với mối hàn góc không vát cạnh S 430 64 K  0,5S K1 36 L, K, K1, do thiết kế xác định Hình: 7 – 2: Các kích thước cơ bản của mối hàn góc. - Đối với mối hàn chữ T không vát cạnh S 23 46 79 1012 1416 1822 2330 K (trị số nhỏ nhất) 2 3 4 5 6 8 10 Hình: 7 – 3: Các kích thước cơ bản của mối hàn ghép góc chữ T. - Đối với mối hàn chồng S 15 630 K  0,8S L  2(S+S1) a 0+1,5 02 65 Hình: 7 – 4: Các kích thước cơ bản của mối hàn chồng. Các công việc hàn đính còn lại được áp dụng tương tự bài 03 Hàn giáp mối không vát mép ở thế bằng. Hình: 7 – 5: Hình thức đính để chống biến dạng trước khi hàn. Yêu cầu của mối đính: Kkhoảng cách mối hàn đính bằng khoảng 40 đến 50 lần bề dày vật hàn nhưng lớn nhất không quá 300mm, chiều dài của mỗi vết hàn đính bằng 3 đến 4 lần bề dày vật hàn nhưng lớn nhất không quá 30mm, bề dày của mối hàn đính bằng khoảng 0,5 đến 0,7 lần bề dày vật hàn 4.3. Chọn chế độ hàn góc. - Tương tự như bài: 02. Căn cứ vào độ dầy của thép hàn là 6 mm nên ta chọn que hàn Ф 4 để hàn. Thông số kỹ thuật CĐ Hàn đính CĐ Hàn Cường độ dòng điện hàn 180 A 160-180 A 4.4. Kỹ thuật hàn góc ở vị trí bằng. - Hàn ghép góc hình chữ T hay còn được gọi là mối hàn lấp góc, khi hàn loại mối hàn này thường hay sinh ra những khuyết tật như chưa hàn thấu , khuyết cạnh, nổi cục, ngậm xỉ...... Để tránh những thiếu sót trên khi thao tác ngoài việc lựa chọn những chế độ hàn hợp lý phải căn cứ vào độ dầy của hai tấm thép. Nếu hai tấm ghép có chiều dày bằng nhau thì 66 que hàn sẽ nằm trong mặt phẳng phân giác của góc tạo bởi hai tấm ghép. Nếu hai tấm ghép có chiều dày khác nhau thì khi hàn phải hướng hồ quang vào tấm có chiều dày lớn hơn, để đảm bảo sự phân bố nhiệt đồng đều. - Nếu vật hàn có thể xoay được thì nên để vật hàn theo dạng lòng thuyền, lúc này có thể coi như hàn liên kết giáp mối với góc vát bằng 900, như vậy có thể tránh được các thiếu xót, mối hàn đều và đẹp đồng thời lại cho phép sử dụng que hàn có đường kính lớn, dòng điện lớn. Hình: 7 – 6: Phân chia nhiệt hồ quang thông qua góc que hàn. Những mối hàn có độ dầy dưới 6mm thì dùng phương pháp hàn một lớp, sử dụng que hàn ф4 để hàn, áp dụng phương pháp hàn di chuyển theo vòng tròn lệch và tốc độ hàn hơi chậm một chút, khi hàn cần giữ hồ quang ngắn để tránh hiện tượng lẫn xỉ có thể xảy ra. Những mối hàn có độ dầy từ 6-8 mm thì dùng phương pháp hàn nhiều lớp. Trường hợp vật hàn có độ dầy từ trên 8 mm thì cần áp dụng phương pháp hàn nhiều đường nhiều lớp, khi hàn nhiều đường nhiều lớp có thể sử dụng que hàn ф4 hoặc ф5 khi đó que hàn không cần phải dao động ngang nhưng tốc độ đưa que hàn cần phải đều đặn.. Trình tự sắp xếp các đường hàn cần tuân thủ đúng quy định thực hiện từ lớp dưới trước và các lớp trên thực hiện sau. Khi hàn lớp thứ nhất nên sử dụng cường độ dòng điện hàn tương đối lớn để có được độ sâu nóng chảy cao. Khi hàn đường thứ hai vì nhiệt độ của vật hàn đã được nâng caodo đó phải giảm bớt cường độ dòng điện và tăng nhanh tốc độ hàn, như vậy mới có thể tránh được hiện tượng khuyết cạnh sinh ra trên tấm thép đứng. Góc độ que hàn cần phải thay đổi theo vị trí của mỗi đường hàn 67 Hình: 7 – 7: Dao động que hàn và hướng góc que hàn khi hàn các lớp khác nhau. - Mối hàn chồng thực tế là một trường hợp đặc biệt của hàn ghép góc, khó khăn chủ yếu của loại mối hàn này là: Khi hàn vì hồ quang có nhiệt độ rất cao nên cạnh của tấm thép trên rất dễ bị nóng chảy và khuyết đi, đồng thời phạm vi dao động ngang của que hàn cần độ chính xác cao nên mối hàn dễ sinh ra hiện tượng hàn một cạnh. Do đó khi hàn phải nắm vững cách đưa que hàn và góc độ que hàn, chú ý khống chế lượng nhiệt của hồ quang tức là góc giữa que hàn với mặt ngoài của tấm thép cần tăng theo bề dầy của chúng , và khoảng cách hồ quang hàn cần duy trì ngắn nhất để khống chế lượng kim loại nóng chảy trong bể hàn.Kỹ thuật hàn nói chung tương tự như mối hàn ghép góc. Hình: 7 – 8: Phương pháp xử lý kỹ thuật khi hàn chồng các chi tiết có độ dày khác nhau 4.5. Kiểm tra sửa chữa các khuyết tật mối hàn. - Mối hàn góc là mối hàn tiêu tốn một lượng kim loại điền đầy tương đối lớn đo vậy nếu tốc độ hàn không hợp lý thì mối hàn dễ bị lõm giữa hoặc gồ quá cao. Nhô cao Phẳng đều Lõm giữa Hình: 7 – 9: Tiêu chuẩn bề mặt mối hàn góc. 68 - Có thể nói mối hàn góc là loại mối hàn không dễ thực hiện để đạt được thành mối hàn lý tưởng vì khả năng thoát xỉ, thoát khí kém, khả năng khống chế kim loại chảy xệ ở tấm phía trên là hết sức khó khăn do vậy chúng ta cần lưu ý chọn chế độ hàn, góc độ que hàn, loại dòng điện hàn và xử lý tình huống hết sức linh hoạt để tránh những sai sót đáng tiếc có thể xảy ra. Hình: 7 – 10 Mối hàn góc bị khuyết cạnh và không ngấu. - Cũng như bất cứ loại mối ghép nào nếu là đường hàn dài thì người thợ hàn cũng đều phải lường trước đến vấn đề biến dạng vật hàn có thể xảy ra. Do vậy nếu...ay trái thì đứng ngược lại). Đứng thẳng và ổn định, người quay vào êtô để tạo thành 1 góc 450 so với đường trục của êtô. Vị trí của 2 bàn chân được xác định như sau - Bàn chân trái hợp với êtô 1 góc 450. - Bàn chân phải hợp với bàn chân trái 1 góc khoảng 60 – 700. - Đường thẳng đi qua tâm 2 gót chân hợp với tâm dọc êtô 1 góc 450. - Khoảng cách giữa 2 gót chân khoảng 200 – 300 mm. Khoảng cách hai bàn chân tới Êtô phải đảm bảo sao cho người đứng thẳng thoải mái trước Êtô tay phải cầm giũa đặt thăng bằng trên bề mặt phôi. Lòng tay trái đặt trên đầu giũa sao cho cánh tay trên và dưới của tay phải vuông góc với nhau. Đầu hơi cúi, mắt nhìn vào bề mặt giũa. 91 a) b) c) 3.2.4. Điều khiển lực ấn khi giũa. Khi giũa ta cho giũa chuyển động đều ở vị trí nằm ngang. Khi chiều dài thân giũa đã lướt hết bề mặt vật gia công, kéo giũa về vị trí ban đầu rồi sau đó lai đẩy giũa. Mỗi lần đẩy giũa đi và kéo lùi giũa về chỉ thực hiện 1 lần cắt nên ta gọi là một hành trình. Hành trình đẩy giũa là hành trình cắt, hành trình kéo lùi giũa về là hành trình chạy không. Trong hành trình cắt ta cần điều khiển lực ấn của 2 tay như sau: Hình 3.6: Phân bố lực ấn khi giũa. - Chỉ ấn lên giũa trong chuyển động tịnh tiến lên phía trước (hành trình cắt), phải đảm bảo sự phân bố đều lực ấn 2 tay lên giũa. - Lúc bắt đầu hành trình làm việc, lực ấn giũa chủ yếu do tay trái thực hiện, còn tay phải giữ cho giũa ở vị trí cân bằng. (hình 4.6a) - Ở khoảng giữa của hành trình làm việc, lực ấn giũa của 2 tay phải bằng nhau (hình 4.6b). - Ở cuối hành trình làm việc, lực ấn lên giũa chủ yếu do tay phải thực hiện, còn tay trái giữ giũa ở vị trí cân bằng (hình 4.6c). Chuyển động của giũa được thực hiện với nhịp độ 40 – 60 lần/phút. Trong chuyển động của giũa về sau (hành trình chạy không) không được nâng giũa lên khỏi mặt vật gia công. Tốc độ khi kéo giũa về nhanh hơn khi đẩy giũa để giảm bớt thời gian của 1 đường cắt. Như vậy, trong quá trình cắt lực ấn của 2 tay luôn thay đổi. Lực ấn tay phải từ nhẹ đến mạnh dần còn lực ấn của tay trái từ mạnh giảm dần tới nhỏ nhất. Cuối hành trình cắt cho giũa tiến chậm dần, tránh để giũa lao quá, chuôi giũa chạm vào êtô, đầu giũa sẽ chúi xuống làm vẹt một phía cạnh vật gia công và ngón tay dễ bị thương. 92 a) Hình 3.8: Phương pháp giũa a) Phương pháp giũa dọc b) Phương pháp giũa chéo 450 b) Hình 3.7: Phương pháp giũa 3.2.5.Phương pháp giũa. - Điều khiển chuyển động của giũa: Đẩy giũa về phía trước sao cho gần hết chiều dài giũa, đồng thời phân phối lực thích hợp trên tay phải và trái cho cân bằng. (hành trình làm việc). Kéo giũa về phía sau (hành trình chạy không) đồng thời dịch chuyển giũa sang phải hoặc trái một đoạn bằng 2/3 bề rộng bản giũa một cách nhanh và nhẹ - Thực hiện hành trình từ trái sang phải (hoặc ngược lại) liên tục như vậy, và lập lại nhiều lần. ở cuối hành trình làm việc thân người hơi nghiêng về phía Êtô, trọng tâm dồn lên chân trái. Để giũa được toàn bộ bề mặt vật gia công và để cho đường giũa sau không chồng lên đường giũa trước thì khi kéo giũa về phải vừa kéo vừa di chuyển giũa sang ngang một khoảng bằng ½ bề rộng bản giũa. Người ta thường áp dụng 2 phương pháp giũa sau: * Giũa dọc: Đường cắt của giũa theo đường tâm giũa nghĩa là giũa chỉ có một hướng tiến thẳng. Người ta có thể cho giũa tiến thẳng song song với cạnh vật hoặc hợp với cạnh vật 1 góc bất kỳ. Giũa dọc là phương pháp giũa cơ bản, áp dụng khi giũa phá, giũa bán tinh và tinh. * Giũa chéo:Là phương pháp giũa mà hướng tiến giũa hợp với đường tâm giũa một góc 450, nghĩa là giũa vừa tiến dọc theo hướng tâm vừa tiến ngang vuông góc với tâm giũa.  Các bước giũa mặt phẳng: - Dùng phương pháp giũa dọc song song với cạnh vật, giũa từ phải sang trái trong một lần cắt. - Đổi tư thế, giũa dọc vuông góc với đường giũa cũ, giũa từ phải sang trái trong một lần cắt. Hướng giũa Hµnh tr×nh sang tr¸i Hµnh tr×nh sang ph¶i 93 Hình 3.10: Các dạng sai hỏng- nguyên nhân - Đổi tư thế, giũa chéo 450, giũa từ trái sang phải trong một số lần cắt. - Đổi sang giũa dọc chéo 450 theo chiều ngược lai. - Đổi sang giũa song song với cạnh vật nhưng giũa từ trái sang phải trong một số lần cắt. Cứ thực hiện như thế ta sẽ giũa được mặt phẳng, sau đó kiểm tra độ phẳng bằng thước, nếu chưa phẳng ta tiếp tục giũa đến khi đạt yêu cầu. chính xác nếu khe hở ánh sáng phân bố đều. 3.3. Các dạng sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục. *. Mặt gia công không phẳng, các cạnh và các góc bị vẹt, kích thước hụt làm cho chi tiết không đạt yêu cầu. - Nguyên nhân: do thao tác giũa chưa đúng, tay giũa chưa thuần thục, khi giũa không điều khiển được lực ấn của hai tay nên không giữ thăng bằng được giũa trên mặt gia công hoặc do cẩu thả không chú ý đến kỹ thuật giũa cơ bản. - Cách khắc phục: + Thực hiện đúng thao tác giũa kim loại. + Khi giũa phải luôn giữ giũa thăng bằng trên bề mặt vật gia công. *. Bề mặt vật gia công bị xây sát nhiều, độ bóng thấp - Nguyên nhân: do giũa bị dắt phoi. - Cách khắc phục: cần phải phát hiện sớm và lau sạch phoi. 3.4 An toàn khi giũa - Bàn nguội phải được kê đệm chắc chắn. - Không được làm việc với giũa không có cán hoặc cán bị nút vỡ. - Không được làm sạch mạt sắt bằng tay hay thổi bằng miệng, phải lau sạch bằng khăn hay chổi. - Sau khi làm việc, dụng cụ phải được sắp xếp ngăn nắp, êtô và bàn nguội phải được lau sạch, các bộ phận làm việc của dụng cụ đo phải được bôi trơn bằng dầu. 94 a) b) c) Hình 5.2: Phân loại theo số răng cưa/inch Bài 4. CƯA KIM LOẠI Cưa là phương pháp gia công cắt gọt nhằm loại bỏ lượng dư của chi tiết gia công hoặc phân chia phôi thành nhiều phần. Cưa có thể được thực hiện bằng tay hay máy với dụng cụ cắt là lưỡi cưa 4.1. Cấu tạo và phân loại cưa cầm tay. - Khung cưa: là một thanh thép dẹt hoặc ống, uốn thành hình chữ U để mắc lưỡi cưa. Khung cưa có 2 loại: khung cưa liền và khung cưa rời - Lưỡi cưa: được chế tạo bằng thép cacbon dụng cụ Y10, Y12,... hoặc bằng thép gió, thép hợp kim dụng cụ. Hai đầu lưỡi cưa có 2 lỗ nhỏ để luồn chốt khi mắc lên khung cưa. Hình 5.1: a) Cấu tạo cưa cầm tay. b) Khung cưa liền; c) Khung cưa rời. Lưỡi cưa được cấu tạo bởi nhiều răng cưa. Dựa vào kết cấu của răng cưa ta có thể phân loại lưỡi cưa như sau: - Lưỡi cưa răng thưa: Có bước răng t = 1,69 mm với 14 răng/ inch ứng dụng: Để cưa vật liệu mềm như: đồng, nhôm - Lưỡi cưa răng trung bình: Có bước răng t =1, 55mm với 22 răng / inch (2, 54cm) ứng dụng: Để cưa vật liệu cứng (có mạch cưa vừa) như: hợp kim đồng, kẽm., thép CT 37 - Lưỡi cưa răng mau (dày): Có bước răng t =0,77mm với 32 răng/ inch ứng dụng: Để cưa vật liệu cứng (có mạch cưa mỏng) như: phôi rèn, đúc, ống Để mở rộng mạch cưa, tránh ma sát khi cưa răng được bẻ như sau 95 Hình 5.3: Phân loại theo dạng răng cưa - Răng dạng chồn (H.1): Tại lưỡi cắt các răng được chồn to và nhỏ dần về phía trong. - Răng dạng mở mạch thưa (H.2): Cứ xen kẽ nhau 1 răng ngả sang bên trái 1 răng ngả sang bên phải. - Răng dạng bước sóng (H.3): Cứ vài răng ngả trái vài răng ngả phải tạo nên bước sóng đều (lưỡi cư a kim loại). 4.2. Phương pháp cưa kim loại. 4.2.1. Lắp lưỡi cưa vào khung cưa. - Lắp 2 lỗ trên lưỡi cưa vào 2 chốt trên khung cưa sao cho hướng răng của lưỡi cưa hướng về phía trước. - Vặn chặt đai ốc tai hồng để kéo căng lưỡi cưa. - Kiểm tra độ căng của lưỡi cưa bằng cách ấn nhẹ ngón tay vào từng bên của lưỡi cưa, độ căng của lưỡi cưa được coi là đạt yêu cầu nếu lưỡi cưa không bị uốn cong. . Hình 5.4: Lắp lưỡi cưa. 4.2.2. Tư thế cưa kim loại. - Định vị chiều cao êtô theo tầm vóc người: cầm cưa đặt lên bề mặt vật gia công đã kẹp trên êtô, góc giữa cánh tay trên và dưới của tay phải bằng 900 (hình 5.2a). - Các ngón tay phải nắm lấy tay cầm của cưa, ngón tay cái đặt lên phía trên, các ngón tay còn lại nắm lấy tay cầm từ phía dưới (hình 5.2c). - Tay trái giữ lấy không cưa, bốn ngón tay nắm lấy đai ốc tai hồng, ngón tay cái đặt lên chỗ khung cưa lắp với lưỡi cưa (hình 5.2d). HH3 H1 H2 96 a) Hình 5.5: Tư thế đứng và cách nắm giữ cưa b) c) d) 4.2.3. Thao tác cưa. - Đối với các chi tiết không vạch dấu, để thuận tiện cho việc cưa cần bấm móng ngón tay cái bên trái tại chỗ cần cưa và áp sát lưỡi cưa vào móng tay, cưa được cầm ở tay phải đưa đi đưa lại nhẹ nhàng để tạo thành vết. - Khi cưa, hành trình đẩy cưa đi là hành trình cắt gọt, hành trình kéo cưa về là hành trình chạy không. Tư thế đứng sao cho khi đẩy cưa đi gần hết hành trình thì cánh tay trái gần như duỗi thẳng. Cánh tay trên và dưới của tay phải gần như vuông góc. Khi kéo cưa về, cánh tay dưới của tay phải vẫn nằm ngang. - Khi đẩy cưa đi, tay trái vừa ấn vừa đẩy, tay phải vừa ấn vừa đẩy đồng thời giữ cưa thăng bằng ở phương nằm ngang, tốc độ đẩy từ từ. - Khi kéo cưa về, tay trái không ấn nữa, tay phải rút nhanh cưa về. Khung cưa luôn ở vị trí nằm ngang. - Hành trình đẩy cưa đi và kéo cưa về phải nhịp nhàng, tốc độ trung bình khoảng 60 lần/phút. 4.2.4. Công nghệ cưa tay.  Cưa cây thép tròn hoặc vuông: - Cây thép được kẹp trên êtô, nếu cưa căt đứt thì mạch cưa phải nằm ngoài má kẹp êtô, đường cưa cách má kẹp êtô một khoảng 15 ÷ 20mm. - Dùng giũa tam giác vạch dấu chiều sau từ 1,5 ÷ 2mm. - Cưa một mạch cho tới khi đứt hẳn, khi gần đứt thì cho lưỡi cưa ăn nhẹ. Thường dùng khi cắt vật nhỏ. - Cưa hai mạch: cưa đứt khoảng ½ kích thước đường kính hay chiều dày vật cắt, lật mặt đối diện cũng cưa đứt như trên, sau đó đặt cây thép lên hai miếng kê dùng đệm và búa đập gãy. Phương pháp này thường dùng để cắt những cây thép có tiết diện vừa. - Với cây thép có tiết diện lớn nên tiến hành cưa 4 mặt, mỗi mặt cưa đứt từ 1/3 đến ¼ đường kính hay chiều dày vật cắt sau đó đặt lên miếng kê và đập gãy.  Cưa các loại tôn mỏng: 97 Hình 5.6: Cưa mạch dài Khi cưa các tấm tôn mỏng, kể tránh gãy lưỡi cưa cần phải tuân theo quy trình công nghệ sau: - Chuẩn bị các phiến gỗ phẳng. - Kẹp chặt một hay một số phôi giữa các phiến gỗ. - Gá các phiến gỗ cùng với phôi lên êtô. - Cắt phôi cùng các phiến gỗ.  Cưa các mạch dài: Khi cưa các mạch dài mà mạch cưa lớn hơn khoảng cách từ lưỡi cưa đến khung cưa. Nếu mắc lưỡi cưa như bình thường thì khi lưỡi cưa ăn sâu xuống sẽ bị chạm vào khung cưa. Vì vậy phải mắc lưỡi cưa để mặt bên lưỡi vuông góc với mạch khung cưa, khi cưa khung nằm ngang (hình 5.6).  Cắt ống bằng cưa tay: Ống được kẹp lên êtô, hai má êô đệm gỗ để tránh ống bị biến dạng hoặc xước, vạch một đường dấu xung quanh ống. Lúc đầu cưa theo mặt phẳng ngang, khi cưa gần đứt hết chiều dày ống thì nghiêng dần lưỡi cưa về phía ngực, khi không nghiêng được thì nới êtô, xoay vật, siết chặt lại êtô và tiếp tục cưa. Cứ như vậy cho tới khi mạch cưa khép kín, dùng tay bẻ nhẹ ống cho gãy. 4.3. Các dạng sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách phòng ngừa. 4.3.1.Mạch cưa bị lệch. Do cưa chưa vững, trong quá trình cưa khung cưa bị nghiêng ngả làm cho lưỡi cưa ăn lệch mạch hoặc do điều chỉnh lưỡi cưa chưa căng. Nếu mạch cưa bị lệnh ta bỏ mạch cưa đó và tạo mạch cưa mới ở phía sau. 4.3.2.Răng cưa bị mẻ. Do cưa không đúng kỹ thuật như khi cưa tôn mỏng không kẹp giữa hai miếng gỗ, khi cưa ống không cưa vòng quanh, Răng cưa bị mẻ phải ngừng cưa, lấy cưa ra khỏi mạch cưa và lấy hết răng gãy nằm trong mạch cưa, đem mài lại 2 ÷ 3 răng ở đoạn gãy và tiếp tục cưa. 4.4. An toàn khi cưa tay. Để đảm bảo cho người và thiết bị, khi cưa cần thực hiện các biện pháp an toàn sau: - Phải giữ gìn tay không bị sây sát do các rìa sắc khi làm việc. - Lưỡi cưa lắp vào khung cưa căng vừa phải, nếu quá chùng lưỡi cưa dễ bị tuột, nếu quá căng lưỡi cưa dễ bị gãy bung ra gây nguy hiểm cho người thao tác. - Phải kẹp thật chặt phôi trên êtô. - Không dùng cưa không có chuôi. - Khi cưa gần đứt cần đưa nhẹ tay, dùng 1 tay đỡ vật để tránh vật rơi vào chân. - Không dùng miệng thổi vào mạch cưa vì như vậy phoi dễ bay vào mắt. 98 Bài 4. KHOAN KIM LOẠI Khoan được ứng dụng gia công cắt lỗ ren, lỗ lắp chốt định vị, lỗ tán đinh, lỗ tạo đường dẫn dầu, nước, khoan các lỗ lắp bulông, vít để kẹp các chi tiết với nhau; khoan lỗ trước khi cắt ren (tarô) v.v Khoan rộng lỗ là khoan mở rộng lỗ có sẵn bằng mũi khoan có đường kính lớn hơn. Khoan là một phương pháp gia công thô vì độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt sau khi khoan thấp, muốn tăng độ chính xác và độ nhẵn bóng của lỗ khoan người ta dùng phương pháp khoét và doa lỗ. 5.1 Máy khoan và dụng cụ đồ gá trên máy khoan a) Máy khoan bàn b) Máy khoan đứng c) Máy khoan cần Hình 6.1: Các loại máy khoan 5.1.1. Máy khoan bàn.: (hình 6.1a) Là loại máy khoan nhỏ, đơn giản, đặt trên bàn nguội dùng để gia công các lỗ nhỏ có đường kính d = 10 – 12mm. Máy khoan bàn thường được dùng trong sữa chữa. 5.1.2. Máy khoan đứng. (hình 6.1b) Trục chính máy khoan đứng quay xung quanh trục thẳng đứng cố định, dùng để gia công những chi tiết nhỏ và trung bình, đường kính trung bình ≤ 50mm. Trong quá trình gia công trục chính mang mũi khoan quay, phôi phải dịch chuyển sao cho lỗ cần khoan trùng với tâm mũi khoan. 5.1.3. Máy khoan cần.: (hình 6.1c) Dùng để gia công nhiều lỗ trên 1 chi tiết lớn, khó gá trên các loại máy khoan khác. Đầu trục chính của máy khoan cần có thể di chuyển trên cần một phạm vi nhất định, cần được quay quanh 1 trục thẳng đứng, cố định 1 góc 180 – 3600 và di chuyển lên xuống 99 dọc trục. Việc định tâm lỗ khoan được thực hiện trên máy, tức là vật đứng yên tại chỗ, người thợ điều chỉnh, di chuyển mũi khoan tới tâm lỗ vật gia công. 5.1.4. Máy khoan nhiều trục. Một ụ khoan được lắp nhiều mũi khoan cùng làm việc theo 1 chế độ. Máy dùng trong sản xuất hàng loạt. 5.1.5. Côn mooc. Để việc lắp mũi khoan lên trục máy khoan được dễ dàng và chính xác người ta chế tạo lỗ trục chính và chuôi mũi khoan theo tiêu chuẩn, tức là có kích thước và hình dạng nhất định là côn moóc tiêu chuẩn. Côn moóc là loại công lắp để truyền lực, có góc côn nhỏ và độ côn lớn. Người ta chia kích thước đường kính mũi khoan từ bé đến lớn thành 7 nhóm. Mỗi nhóm phần đuôi được chế tạo được chế tạo theo kích thước và độ côn nhất định, các nhóm được đánh số côn từ 0 ÷ 6. Ví dụ: Mũi khoan có đường kính 40mm. Tra bảng ta thấy phần chuôi côn moóc số 4. Kich thước lớn nhất của lỗ côn d = 31,267mm, kích thước nhỏ nhất của côn ngoài là d = 25,154mm. Chiều dài của lỗ côn L = 123mm, chiều dày của đuôi bẹt b = 11,9mm. Kích thước côn mooc tiêu chuẩn (mm) Đường kính Mũi khoan Côn moóc tiêu chuẩn D d l L b Đến 3 0 9,045 6,115 56,3 59,5 3,9 6 ÷ 15,5 1 12,065 8,972 62,0 65,5 5,2 15,6 ÷ 23,5 2 17,780 14,059 74,5 78,5 6,3 23,6 ÷ 32,5 3 23,825 19,131 93,5 98,0 7,9 33 ÷ 49,5 4 31,267 25,151 117,7 123,0 11,9 49,6 ÷ 65 5 44,399 36,547 149,2 155,5 15,9 68 ÷ 80 6 63,348 52,419 209,6 217,5 19 Lỗ côn trục chính cũng được chế tạo theo côn moóc tiêu chuẩn căn cứ vào kích thước lớn nhất của lỗ mà máy có thể khoan được để quyết định độ côn moóc của lỗ trục chính. Ví dụ: Máy khoan đứng k125 khoan được lỗ khoan lớn nhất D= 25mm thì lỗ trục chính là côn moóc số 3. 5.1.6. Chêm. 100 Hình 6.2:a) Cách lắp mũi khoan, b) Bạc côn. - Đối với mũi khoan chuôi côn: Khi phần côn của mũi khoan và côn của lỗ trục chính cùng một số côn moóc thì người ta lắp trực tiếp mũi khoan vào lỗ trục chính máy khoan. Khi lắp mũi khoan, tay trái nắm đầu trục chính, tay phải cầm mũi khoan xoay mũi khoan sao cho phần đuôi bẹt hướng về chỗ phía lỗ hình bầu dục trên trục máy. Lao mạnh mũi khoan vào lỗ trục chính theo chiều hình mũi tên (hình 6.2a), sao cho đuôi bẹt lọt vào rãnh ở đáy lỗ trục chính. Khi phần côn mũi khoan không cùng số côn moóc với côn trục chính người ta chế tạo sẵn các loại bạc côn (hình 6.2b) với côn ngoài lớn hơn côn trong, côn ngoài của bạc cùng số côn với trục chính, còn côn trong cùng số côn với côn mũi khoan. Muốn lắp mũi khoan vào máy, trước hết lắp chuôi mũi khoan vào bạc côn sau đó lắp bạc côn cùng mũi khoan vào trục chính máy. Chú ý: Chỉ dùng bạc côn cho những trường hợp độ côn mũi khoan nhỏ hơn độ côn trục chính, trường hợp ngược lại không lắp được. Muốn tháo mũi khoan chuôi côn khỏi lỗ trục chính, người ta dùng một dụng cụ có hình cái nêm (hình 6.3a) Luồn miếng chêm qua lỗ ngang trục chính để chiều vát hướng xuống phía dưới, tay trái cầm mũi khoan, tay phải cầm búa đóng nhẹ vào chêm, mũi khoan sẽ dời khỏi lỗ trục chính. Cũng có thể dùng miếng chêm có đuôi cầm để bẩy mũi khoan rời khỏi lỗ trục chính (hình 6.3b). - Đối với mũi khoan có đuôi hình trụ: thường mũi khoan có đường kính nhỏ (d<12mm), nên người ta thường dùng các loại bầu kẹp để giữ chặt được mũi Hình 6.4: Bầu kẹp 3 vấu tự định tâm 101 khoan trên máy, trong đó bầu kẹp 3 vấu tự định tâm thường sử dụng nhất (hình 6.4). Khi lắp mũi khoan vào đầu cặp 3 vấu cần chú ý để cho mặt đầu của đuôi mũi khoan chạm vào miếng đỡ hoặc vào mặt đầu của trục chính, không được lơ lửng, bởi vì lực dọc trục khi khoan sẽ đẩy mũi khoan tụt sâu vào đầu cặp. Nếu khoan điều chỉnh theo cữ hãm sẽ gây nên sai số chiều dài lỗ. 5.1.7. Đồ gá kẹp phôi Phân tích lực cắt khi khoan, ta nhận thấy rằng lực dọc trục có tác dụng ấn chặt chi tiết xuống bàn máy đồng thời mô men xoắn có tác dụng làm quay vật gia công, do đó khi khoan cần phải có những dụng cụ để cặp giữ vật ở vị trí cố định. Căn cứ vào hình dạng chi tiết, vị trí lỗ khoan để chọn dụng cụ gá để gá lắp nhanh, thuận tiện và khoan chính xác. Khi khoan những lỗ có đường kính nhỏ <10mm trên những vật nhỏ trọng lượng không quá 10kg, người ta đặt chi tiết lên miếng đỡ và giữ vật bằng ê tô tay. Khi khoan lỗ có đường kính lớn, phải gá vật trên những dụng cụ ê tô máy (hình 6.5), khối V, bích bu lông và các dụng cụ chuyên dùng khác. Hình 6.5: Êtô máy khoan 102 5.2. Mũi khoan. 5.2.1. Cấu tạo chung. Hình 6.6: Cấu tạo chung mũi khoan ruột gà a) Chuôi hình trụ. b) Chuôi côn. c) Góc mài sắc mũi khoan Vật liệu chế tạo thường là các loại thép tốt: CD100A, CD120A hoặc thép hợp kim dụng dụng cụ như 9XC, P19, P18 Kết cấu chung của mũi khoan gồm 3 phần: Chuôi, cổ và bộ phận công tác (hình 6.6). - Phần chuôi : Là phần lắp vào lỗ của trục chính máy khoan để truyền lực từ trục máy khoan cho mũi khoan, nhờ bộ phận này mà mũi khoan dễ lắp đồng tâm với trục máy. Chuôi mũi khoan có thể là chuôi trụ hoặc hình côn, với đường kính mũi khoan lớn thường làm chuôi hình côn, với đường kính mũi khoan nhỏ (<12mm) thường làm chuôi hình trụ. - Phần cổ: Là phần nối tiếp giữa phần chuôi phần công tác, phần này chỉ có tác dụng khi chế tạo mũi khoan, người ta khắc ký hiệu mũi khoan (đường kính, vật liệu, nơi sản xuất). - Phần công tác: gồm phần trụ định hướng và phần cắt. + Phần trụ định hướng: có tác dụng định hướng mũi khoan khi làm việc, nó còn là phần dự trữ khi mài lại phần cắt đã mòn. + Phần cắt: gồm hai lưỡi cắt chính, một lưỡi cắt ngang và hai lưỡi cắt phụ. Phần mặt côn xoắn còn lại của đầu cắt gọi là mặt sau chính của lưỡi cắt chính, mặt rãnh xoắn gọi là mặt trước. Lưỡi cắt chính của mũi khoan là giao tuyến giữa mặt sau chính và mặt trước. Lưỡi cắt phụ là đường xoắn chạy dọc cạnh viền của mũi khoan. 5.2.2. Các loại mũi khoan. - Mũi khoan ruột gà: còn gọi là mũi khoan xoắn, loại này được dùng phổ biến nhất, chuôi của mũi khoan có 2 loại: chuôi côn và chuôi trụ tròn. Mũi khoan xoắn có tác dụng để tạo lỗ mới và mở rộng lỗ. Cổ 103 - Mũi khoan bẹt: cấu tạo tương tự như mũi khoan ruột gà, chỉ khác ở phần định hướng bẹt, vì vậy không có rãnh xoắn ốc để thoát phoi, hai cạnh bên có thể làm song song hoặc côn ngược 2 ÷ 3% để giảm ma sát với thành lỗ. Đặc điểm của mũi khoan là đơn giản, dễ chế tạo nhưng lỗ khoan kém chính xác. - Mũi khoan tâm: là loại chuyên dùng để khoan tâm, nó chỉ có công dụng là khoan lỗ ở mặt đầu những chi tiết trục. - Mũi khoan tổ hợp: là một loại dụng cụ cắt liên hợp, cùng một lúc làm được nhiều công việc khác nhau. 5.2.3. Mài sắc mũi khoan Xác định dạng mòn của mũi khoan: Có thể xác định độ mòn của mũi khoan bằng tiếng rít củă nó khi khoan hoặc tính chất cắt gọt của nó bị giảm đáng kể hoặc sự tăng nhanh của nhiệt độ trong vùng cắt gọt Thao tác mài: - Điều chỉnh vị trí chỗ tì, hạ tấm kính bảo vệ xuống, và cho máy chạy - Tay trái cầm mũi khoan trên phần làm việc: Cách lưỡi cắt từ 15 20 mm. Tay phải cầm chuôi khoan và ấn mũi khoan vào mặt đá mài, sao cho lưỡi cắt hướng lên trên, và tâm mũi khoan hợp với đá mài 1 góc = 560 600 - Mài lưng lưỡi cắt bằng cách lăn và xoay mũi khoan theo chiều ngược chiều kim đồng hồ khoảng 1/3  1/4 vòng với một chuyển động từ trái sang phải - Tiến hành mài sắc kết hợp với dung dịch làm nguội bằng nước xút - Để giảm lực tiến khi khoan , cần mài lẹm hai bên mặt sau lưỡi cắt làm ngắn lưỡi cắt ngang lại  Kiểm tra lưỡi cắt sau khi mài : Kiểm tra bằng dưỡng đặc biệt với yêu cầu sau: 104 - Chiều dài hai lưỡi cắt chính phải bằng nhau - Góc mũi khoan phải đúng theo dưỡng . Góc hợp bởi lưỡi cắt chính và mặt bên của hai bên phải bằng nhau - Hai góc sắc () của lưỡi cắt phải bằng nhau và đúng theo dưỡng góc  = 550. 5.3. Phương pháp khoan. 5.3.1. Các công việc chuẩn bị và hiệu chỉnh trước khi khoan. *.Chuẩn bị chi tiết gia công. Công việc đầu tiên là lấy dấu xác định vị trí lỗ khoan trên chi tiết, căn cứ vào kích thước ghi trên bản vẽ để xác định vị trí tâm lỗ khoan, dùng mũi chấm dấu đánh dấu tâm lỗ. Nếu trên chi tiết cần khoan nhiều lỗ nằm một hoặc nhiều mặt phẳng, thì cần chú ý đến vị trí đến các lỗ. Sau khi lấy dấu, xác định xem chi tiết có cần kẹp chặt hay không, nếu phải gá kẹp, dụng cụ gá phải chọn sao cho phù hợp với hình dạng chi tiết, thao tác nhanh đảm bảo chính xác. Với chi tiết cần khoan nhiều lỗ, xác định thứ tự khoan các lỗ để quyết định việc gá đặt. Sau khi gá đặt chi tiết xong kiểm tra lại và điều chỉnh vị trí vật gá thật chính xác. *.Chuẩn bị dụng cụ khoan. Căn cứ vào đường kính lỗ định khoan để chọn mũi khoan. Đối với lỗ có đường kính lớn không thể khoan một lần, cần xác định các đường kính lỗ trung gian để chọn mũi khoan, kiểm tra bộ phận cắt của từng mũi khoan. Nếu cần mài sửa lại để các góc độ phù hợp với vật liệu chi tiết cần khoan.Với mũi khoan chuôi trụ phải chuẩn bị đầu kẹp, với mũi khoan chuôi côn phải xem côn moóc có phù hợp với côn moóc của trục chính máy hay không, nếu chưa phù hợp cần chuẩn bị bạc côn. Sau đó đặt mũi khoan đã chọn trên bàn máy cạnh vật gia công ở vị trí thao tác thuận lợi nhất; sắp xếp theo thứ tự mũi khoan nào dùng trước để gần, dùng sau để xa, lắp mũi khoan cần khoan trước lên máy. *.Điều chỉnh máy. Sau khi gá lắp mũi khoan và vật gia công lên máy, ta tiến hành điều chỉnh máy bao gồm các công việc sau: - Điều chỉnh khoảng chạy của mũi khoan xem có khoan hết chiều mũi khoan hay không; nếu không hết thì cho bàn máy (ở máy khoan đứng) hoặc giá máy (ở máy khoan bàn); cần máy (ở máy khoan cần) lên sao cho khoảng chạy của mũi khoan dài hơn chiều sâu lỗ về cả hai phía (vị trí cao nhất của đầu mũi khoan phải cao hơn mặt vật và vị trí thấp nhất phải thấp hơn đáy lỗ 10mm). - Điều chỉnh sao cho tâm mũi khoan trùng với tâm lỗ định khoan, đối với máy khoan cần ngang công việc này khá thuận lợi vì mũi khoan có thể di chuyển đến vị trí bất kỳ trong không gian nằm trong tầm hoạt động của mũi khoan; vì vậy chỉ việc điều chỉnh xe dao ra vào trên cần khoan hoặc quay cần khoan trụ máy là có thể đưa mũi khoan đến đúng tâm lỗ chi tiết. Đối với máy khoan bàn, máy khoan đứng phải xê dịch vật gia công, công việc này khá phức tạp đối với chi tiết gá trực tiếp trên bàn máy bằng bích, bu lông và với những 105 chi tiết nặng. Sau khi đã xê dịch vật gia công để tâm mũi khoan trùng với tâm mũi khoan, ta kẹp chặt vật để cố định vị trí. Rồi kiểm tra lại nếu chưa đạt yêu cầu thì phải tiếp tục điều chỉnh cho đến khi đạt yêu cầu mới thôi. - Điều chỉnh tốc độ quay và tốc độ tiến dọc của mũi khoan: Căn cứ vào đường kính mũi khoan, độ cứng vật liệu gia công để chọn lượng chạy dao (chọn theo bảng trong sổ tay cắt gọt). Sau đó căn cứ vào lượng chay dao để chọn tốc độ cắt, tính ra tốc độ quay của mũi khoan theo công thức: )/(. .1000 phVg D Vn   Trong đó: V – là tốc độ cắt, m/phút. D – là đường kính mũi khoan. Tốc độ tính ra thường không đúng với tốc độ có sẵn của máy, mà ở khoảng giữa hai tốc độ nào đó. Để đảm bảo độ bền của mũi khoan, chỉ cho phép sử dụng tốc độ của máy bằng hoặc nhỏ hơn tốc độ tính toán. Sau đó điều chỉnh tay gạt ở trên máy để trục chính chạy theo tốc độ vừa chọn. Cho máy chạy thử kiểm tra lại chiều quay mũi khoan. - Điều chỉnh lượng chạy dao: Điều chỉnh máy cho lượng chạy dao bằng hoặc nhỏ hơn lượng chạy dao đã chọn theo bảng. Đặt tay gạt để máy chạy với lượng chay dao đã định. Cần lưu ý chỉ cho mũi khoan ăn tự động khi lỗ khoan sâu, đường kính lớn. Trường hợp ngược lại cho ăn dao bằng tay. 5.3.2. Các phương pháp khoan cơ bản. *. Khoan lỗ theo vạch dấu. - Vạch dấu xác định tâm lỗ cần khoan. - Gá chi tiết gia công lên bàn máy, điều chỉnh đầu nhọn của mũi khoan trùng với tâm lỗ cần khoan. - Mở máy, di chuyển mũi khoan đi xuống vừa chạm vào bề mặt chi tiết gia công, kiểm tra tâm mũi khoan có trùng với tâm lỗ cần khoan không, nếu chưa trùng thì hiệu chỉnh lại đến khi đạt yêu cầu thì tiến hành khoan sâu. - Khi khoan phải theo dõi quá trình cắt của mũi khoan, phải thường xuyên rút mũi khoan lên để bẻ phoi và đưa phoi ra ngoài. - Nếu khoan lỗ suốt, khi khoan gần thủng thì di chuyển mũi khoan chậm lại, tránh kẹt và gãy mũi khoan trong lỗ (hình 6.7).khoan thủng rút mũi khoan ra khỏi phôi trong khi vẫn cho máy chạy. - Nếu khoan lỗ không suốt, phải quan sát chiều sâu của lỗ khoan bằng thước đo chiều sâu. Chú ý: với vật được khoan thủng, không được đặt trực tiếp trên bàn máy phải đệm bằng gỗ. Giảm lực ấn 106 Hình 6.7: Khoan lỗ suốt. *. Khoan lỗ theo bạc dẫn. Khi khoan nhiều lỗ trên một chi tiết hoặc khoan nhiều chi tiết giống nhau, để đảm bảo đồng đều giữa các lỗ hoặc các chi tiết người ta sử dụng phương pháp khoan theo bạc dẫn. Tại vị trí mỗi lỗ cần khoan lắp vào một bạc có đường kính lớn hơn đường kính lỗ cần khoan một ít. Điều chỉnh cho mũi khoan lọt vào lỗ bạc dần là có thể khoan được chính xác lỗ cần khoan. Ưu điểm của phương pháp này là năng suất cao, độ chính xác cao nhưng có nhược điểm là việc chế tạo mẫu và bạc dẫn tốn kém và phức tạp . 5.4. Các dạng sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách phòng ngừa. * Đường kính lỗ khoan sai: Nguyên nhân do mũi khoan bị đảo hoặc bị mòn. Mũi khoan bị đảo do việc gá mũi khoan vào trục chính hoặc bầu kẹp không chính xác. Do đó khi gá lắp mũi khoan vào trục chính hoặc bầu kẹp phải cẩn thận, đảm bảo chính xác. Khi mũi khoan bị mòn, đường kính danh nghĩa của mũi khoan nhỏ lại làm cho lỗ khoan cũng nhỏ hơn đường kính danh nghĩa các mũi khoan đã chọn. Do đó nếu mũi khoan mòn ít thì ta mài sửa lại, còn mòn nhiều quá thì tốt nhất nên thay mũi khoan mới. * Vị trí lỗ khoan sai: Nguyên nhân do việc điều chỉnh độ đồng tâm của mũi khoan với tâm lỗ cần khoan không chính xác. - Do gá vật gia công không chính xác. Cách khắc phục: - Trước khi khoan cần phải điều chỉnh độ đồng tâm thật chính xác . *. Gãy mũi khoan: Nguyên nhân do khi khoan không thực hiện đúng các thao tác khi khoan, trình tự khoan hay mũi khoan bị mòn. Cách khắc phục: - Thực hiện đúng thao động tác khoan kim loại và trình tự các bước khi khoan. - Mũi khoan bị mòn thì mài sửa lại hoặc thay thế mũi khoan mới. 5.5. An toàn khi sử dụng máy khoan: - Gá đặt đúng và kẹp chặt phôi trên bàn máy, không được giữ phôi bằng tay trong quá trình gia công. - Không được để quên chìa vặn trên đầu kẹp mũi khoan sau khi thay dụng cụ cắt. - Chỉ khởi động máy khi đã đảm bảo các điều kiện về an toàn. - Không được nắm vào dụng cụ cắt và trục chính khi đang quay. - Không được tháo dụng cụ cắt bị gãy bằng tay. Bắt đầu xuyên thủng Hình 6.8: Khoan lỗ với bạc dẫn 107 - Thường xuyên theo dõi quá trình làm việc của dụng cụ cắt, cơ cấu kẹp chặt và dụng cụ. - Khi khoan luôn mang kính bảo hộ và lưới tóc (nếu tóc dài). - Chi tiết luôn phải được kẹp chặt một cách chắc chắn và an toàn. - Không được mang găng tay, mang nhẫn, đồng hồ, dây truyền, cà vạt, khăn quàng cổ, khi khoan. - Mỗi máy khoan chỉ được làm việc 1 người. - Khi gá kẹp chi tiết, thì máy phải ở trạng thái đứng yên. - Chỉ được tưới nguội khi mũi khoan ra khỏi chi tiết. - Chỉ được dùng bàn trải để quét phoi. - Khi phoi dài cần bẻ ngắn phoi ngay. - Khi khoan quấn tóc gọn gàng, không đeo găng tay, cài cẩn thận tay áo. - Không khoan mũi khoan cùn. - Không khoan thép nếu không có dung dịch tưới. - Không ấn mạnh mũi khoan, nhất là mũi khoan có đường kính nhỏ. - Không cúi xuống gần mũi khoan, để tránh phoi bắn vào mắt. - Không thổi phoi bằng miệng, không dùng tay gạt phoi. - Khi khoan nếu nghe tiếng kêu rít (két) thì ngừng khoan ngay, để kiểm tra và mài sửa mũi khoan. - Khoan xong phải tắt máy, lau chùi máy và vệ sinh sạch sẽ. - Gá kẹp vật chính xác, dùng êke kiểm tra độ vuông góc giữa mũi khoan với bề mặt vật gia công. 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách, giáo trình học tập chính: Giáo trình công nghệ hàn - Nguyễn Thúc Hà, Bùi văn Hạnh, Võ Văn Phong - NXB Giáo dục năm 2003 Tài liệu tham khảo [1] Giáo trình công nghệ hàn - Nguyễn Thúc Hà, Bùi văn Hạnh, Võ Văn Phong - NXB Giáo dục năm 2003 [2] Vật liệu công nghệ cơ khí – Hoàng Tùng - NXB Giáo dục năm 2003 [3] Kỹ thuật hàn - Trương Công Đạt – NXB Thanh niên năm 1998 [4] Giáo trình Đào tạo công nhân kỹ thuật sắt hàn - Các tác giả : - NXB Giao thôngvận tải năm 1994