Bài giảng Công nghệ kim loại - Phần 3: Công nghệ hàn

31/08/2016

B

GIÁO D C VÀ ÀO T O

B

GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

NG

I H C S PH M K THU T TP. HCM

TR

NG

I H C S PH M K THU T TP. HCM

KHOA C KHÍ CH T O MÁY

CÔNG NGH KIM LO I

METAL TECHNOLOGY

MMH: METE320126- S TC: 2 LT+BTL: 2 TN 0 TH 0

TRÌNH I H C, CAO NG.

:

University of Technical Education HCM City

Faculty of Mechanical Engineering

Metal Processing Department

PHAÀN 3: COÂNG NGHEÄ HAØN

Chöông1

CAÙC KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN VEÀ COÂNG NGHEÄ HAØN

HAØN HOÀ QUANG TAY

Welding

Chöông2

Chöông3

Chöông4

Chöông5

Chöông7

HAØN HOÀ QUANG TÖÏ ÑOÄNG VAØ BAÙN TÖÏ ÑOÄNG

HAØN ÑIEÄN TIEÁP XUÙC

HAØN VAØ CAÉT BAÈNG KHÍÙ

BIEÁN DAÏNG,ÖÙNG SUAÁT, KHUYEÁT TAÄT KHI

HAØN

1

31/08/2016

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.1a nh ngh a

Là ph ng pháp

hàn nóng ch y mà ngu n

nhi t khi hàn là h quang

i n cháy gi a hai i n

c c. S cháy và duy trì

nh ngh a Phân lo i-

c

i m.

H

quang hàn

Thi t b hàn

V t li u hàn

Công ngh hàn

n

nh h quang trong

quá trình hàn là do s i u

khi n c a tay ng i th .

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.1b Phân lo i

B.Phân lo i theo cách n i dây:

A.Phân lo i theo i n c c:

N i dây tr c ti p: C que hàn và v t hàn

c n i tr c ti p

v i hai c c c a ngu n (ngu n có th là AC ho c DC).

i n c c không nóng ch y: ( i n c c b ng C,

graphit,W)

i n c c nóng ch y:

2

31/08/2016

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.1b Phân lo i

C.Phân lo i theo dòng i n:

B.Phân lo i theo cách n i dây:

Dòng i n xoay chi u: thi t b g n nh , s d ng

n

N i dây gián ti p: Que

hàn n i v i ngu n i n

còn v t hàn không n i

v i ngu n i n.

gi n, v n hành d , giá thành r nh ng h quang không n

nh nên ch t l ng m i hàn không cao, n i i n tùy ý.

Dòng i n m t chi u: t o h quang d và n nh nên

N i h n h p tr c ti p

và gián ti p: dùng

ngu n i n ba pha (t o

ra 3 c t h quang, hàn

v t dày.)

ch t l ng m i hàn cao nh ng thi t b

s d ng ph c t p, khó b o qu n.

t ti n, c ng k nh,

Tùy theo t ng tr ng h p hàn mà n i thu n hay ngh ch.

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.1b Phân lo i

1.Máy phát i n.

2.Que hàn.

1.Máy phát i n.

2.Que hàn.

3

4

2

1

2

3.Kìm hàn.

3.Kim hàn.

1

4.V t hàn.

4

u thu n (C c tính th ng):

C c d ng n i v i v t hàn. C c âm n i v i que hàn.

Hàn v t dày, kim lo i khó ch y

u ngh ch (C c tính ng c):

C c d ng n i v i que hàn. C c âm n i v i v t hàn.

Que hàn ch y r t nhanh, v t hàn ch y ít, dùng hàn kim

lo i màu, v t hàn m ng.

i n c c không nóng ch y.

3

31/08/2016

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.1c

c

i m

2.2 H quang hàn

H

quang hàn

là s phóng i n

nh qua môi

tr ng khí ã

Hàn

khác nhau.

c m i hàn các v trí khác nhau

c trên các chi ti t to, nh , n gi n, ph c t p

n

c

Hàn trong môi tr ng khí b o v , hàn d i n c, hàn

trong chân không

ion hóa. Dòng i n

truy n qua khí n m

gi a hai c c: c c

âm g i là katod,

c c d ng g i là

Anod.

Thi t b hàn và trang b gá l p hàn n gi n, d ch t o.

N ng su t hàn th p, ch t l ng m i hàn không cao, ph

thu c vào trình

công nhân.

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.2 H quang hàn

Ph ng pháp t o h quang

ng c tính t nh c a h quang

M th ng

Ma sát

Quan h gi a hi u

i n th v i c ng

dòng

ng

i n g i là

c tính t nh

c a h quang

2 - 4

Theo gi n

U_h=f(I_h)

(Hình 2-4)

(Hình 2-5)

Hình.

ng c tính t nh c a h

quang hàn

4

31/08/2016

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.2 H quang hàn

ng c tính t nh c a h quang

Hi n t ng th i l ch h quang

Khu v c I: c tính gi m dòng i n I 80A

i n th h quang gi m khi dòng i n t ng. Ít s d ng trong th c t vì h quang

H

quang

c xem nh

d n i n,

cháy không

n

nh.

m t dây d n m m

và d i tác d ng c a nhi u y u

t khác, h quang có th b kéo

dài và d ch chuy n kh i v trí

bình th ng ho c có th làm h

quang b t t. Hi n t ng này

g i là hi n t ng th i l ch h

quang

Khu v c II: 80A < I < 800A,

i n th

h

quang g n nh không i hay ng i ta còn g i là

ng c tính này th ng c s d ng trong hàn h quang tay vì

quang cháy n nh nh t, ch có chi u dài h quang thay i thì i n th m i

ng c tính

c ng. Lo i

h

thay i.

Khu v c III: I 1000A

Hình 3.6. Hi n t ng th i

l ch h quang

i n th t ng và

trong k thu t hàn t

ng c tính t nh d c lên. Lo i này th ng

ng d i l p thu c hàn và khí b o v .

c s d ng

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.2 H quang hàn

Hi n t ng th i l ch h quang

nh h ng c a t tr ng

Hi n t ng th i l ch h quang

nh h ng c a s t t

5

31/08/2016

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.2 H quang hàn

Hi n t ng th i l ch h quang

Các bi n pháp kh c ph c

nh h ng c a góc nghiêng i n c c hàn

Thay i v trí n i dây v i v t hàn.

Nghiêng que hàn v phía h quang b th i l ch

Gi m chi u dài h quang.

Thay ngu n hàn m t chi u b ng ngu n hàn xoay chi u.

t thêm v t li u s t t (pherit) g n h quang

kéo h quang l ch v phía ó, t o nên t tr ng

x ng .

i

Có bi n pháp che ch n gió ho c các dòng khí tác

ng lên h quang khi hàn ngoài tr i.

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.3 Thi t b hàn

Bi n áp có b t c m riêng

Bi n áp có các cu n dây di ng

Hình. Bi n áp có b t c m riêng

6

31/08/2016

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.3 Thi t b hàn

Bi n áp có lõi t di ng

Bi n áp có lõi t di ng trong cu n c m

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.3 Thi t b hàn

Bi n áp có b t c m bão hoà

Máy hàn i n m t chi u

Máy phát i n hàn

Máy ch nh l u hàn

7

31/08/2016

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.3 Thi t b hàn

Que hàn

Yêu c u:

V v thu c

T o ra môi tr ng ion hoá t t

m b o d gây h quang và h

quang cháy n nh. Th ng dùng các nguyên t c a nhóm kim lo i

ki m.

T o ra môi tr ng khí b o v vùng hàn. Th ng dùng các ch t

h u c (tinh b t, xenlulo ), các ch t khoáng (manhezit, á c m

th ch, ).

T o ra l p x b c l i m i hàn, tránh cho m i hàn b khí xâm nh p

và t o i u ki n cho m i hàn ngu i ch m. Sau khi m i hàn ngu i thì

l p x này ph i d bong, th ng dùng các lo i nh TiO₂, CaF₂, MnO,

SiO₂

(1) Ph n lõi

Là ph n kim lo i bù p cho m i hàn,

que hàn, kích th c c a ph n lõi: chi u dài 250 ÷ 450 mm t ng ng v

ng kính c a ph n lõi

c g i là

ng kính

i

ng kính t 1 ÷

12 mm.

(2) Ph n v thu

Là ph n h n h p các hoá ch t, khoáng ch t, fero h p kim và ch t dính k t bao xung

quanh ph n lõi.

c

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.3 Thi t b hàn

Que hàn

Yêu c u:

V v thu c

Có kh n ng kh oxi, h p kim hoá m i hàn,

ho c c i thi n thành ph n hoá h c và c tính c a kim lo i m i hàn.

Yêu c u:

V que hàn

nh m nâng cao

m b o yêu c u v c tính c a kim lo i m i hàn.

m b o thành ph n hoá h c c n thi t cho kim lo i m i hàn.

Có tính công ngh t t.

D gây h quang, h quang cháy n nh.

Nóng ch y u, không vón c c.

Kh n ng hàn

Kim lo i m i hàn ít b khuy t t t n t, r , x .

X hàn d n i, ph

Trong v thu c, các fero h p kim th ng

ch c n ng này.

c

a vào

th c hi n

m b o

không b oxi hoá và không gây ra khí c khi hàn. Th ng dùng

c thu tinh, dextrin,

Nhi t nóng ch y c a h n h p v thu c ph i l n h n nhi t

bám ch c c a v thu c trên lõi que, b o v lõi que

c m i hàn nhi u v trí trong không gian.

n

u, d tách kh i m i hàn khi ngu i.

nóng ch y c a lõi que khi hàn v thu c s tao ra hình ph u h ng

kim lo i que hàn ch y vào v ng hàn thu n l i, v thu c ph i cháy

u và không r i thành c c.

N ng su t cao, giá thành r .

Không gây ra khí c khi hàn.

8

31/08/2016

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.3 Thi t b hàn

Que hàn

Phân lo i

Theo công d ng

Theo tính ch t ch y u c a v thu c

Lo i v thu c h axit (A): v thu c

c làm b ng các

Theo chi u dày l p v b c

lo i oxit (s t, mangan, silic), feromangan, Cho phép

hàn b ng c 2 dòng i n xoay chi u và m t chi u. Tuy

nhiên, m i hàn d có khuynh h ng n t nóng, r t ít

dùng hàn các lo i thép hàm l ng S và C cao.

Theo tính ch t ch y u c a v thu c

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.3 Thi t b hàn

Que hàn

Phân lo i

Theo tính ch t ch y u c a v thu c

Lo i v thu c h baz (B): trong v thu c ch y u là

Theo tính ch t ch y u c a v thu c

Lo i v thu c h h u c (O ho c C): ch a nhi u tinh

canxicacbonat,

manhecacbonat,

hu nh

th ch,

b t, xenlulo,

Ngoài ra có m t s tinh qu ng titan,

feromangan, silic, titan,

Th ng ch s d ng v i dòng

mangan, silic và m t s fero h p kim. Lo i này thích h p

i n m t chi u và n i ngh ch. M i hàn ít b n t k t tinh

nh ng r t d b r khí. Th ng dùng hàn các lo i thép

hàn v i dòng i n m t chi u ho c xoay chi u. c bi t

là v ng hàn nhanh ông c nên

c s d ng

hàn

có

b n cao, các lo i k t c u quan tr ng.

ng t trên xu ng.

9

31/08/2016

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.3 Thi t b hàn

Que hàn

Phân lo i

Theo tính ch t ch y u c a v thu c

Lo i v thu c h rutin (R): trong thu c g m các thành

ph n oxit titan, grafit, mica, tr ng th nh, canxi và

manhecacbonat, fero h p kim,

c s d ng c trong

dòng i n m t chi u và xoay chi u. M i hàn t t nh ng

d b r khí n t k t tinh trong m i hàn.

Que hàn thép cacbon và h p kim th p TCVN 3734 - 89

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.3 Thi t b hàn

i n c c không nóng ch y

Ch

hàn

ng kính que hàn d (mm)

Tu thu c vào chi u dày c a v t hàn mà ta ch n

ng kính que hàn phù h p.

i n c c than, graphit

i v i hàn giáp m i

d

1

i n c c Wolfram

2

k

i v i hàn góc, ch T

d

2

k : c nh c a m i hàn (mm)

: chi u dày v t hàn (mm)

d :

ng kính que hàn (mm)

10

31/08/2016

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.3 Thi t b hàn

Ch

hàn

Ch

hàn

C

ng

dòng i n hàn

Chi u dài h quang L_hq

ó là kho ng cách t

c a v ng hàn.

_{Khi hàn thép, v trí hàn s p:}I_h

(

d)d

[A]

u mút que hàn n m t thoáng

d:

ng kính que hàn (mm)

và là các h s th c nghi m, khi hàn b ng thép

cacbon = 20, = 6.

Hàn h quang bình th ng L_hq= 1,1d

Trong s n xu t tính theo I = (30 ÷ 50)d

Hàn h quang ng n

Hàn h quang dài

L_hq<1,1d ( i n th th p)

N u v t có chi u dày >3d --> t ng dòng i n thêm

15%, n u hàn v t m ng <1.5d --> gi m dòng i n 15%.

Khi hàn ng thì gi m dòng i n t 10% 15% và hàn

tr n gi m dòng i n hàn t 15% 20%.

L_hq>1,1d ( i n th cao)

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.3 Thi t b hàn

Ch

hàn

Ch

hàn

Chi u dài h quang L_hq

T c

hàn V_h

H quang cháy không n nh, s c nóng b phân tán,

kim nlo i nóng ch y b n ra ngoài nhi u.

sâu nóng ch y bé d sinh ra khuy t c nh và nh ng

khuy t t t khác.

Là t c

d ch chuy n que hàn d c theo tr c m i hàn.

N u V_hquá l n m i hàn s h p, chi u sâu ng u m i hàn

gi m, không ph ng và có th b gián o n.

Nh ng khí có h i nh N, O₂trong không khí d th m

vào m i hàn gây hi n t ng r khí.

N u V_hquá bé s d xu t hi n hi n t ng cháy chân,

kim lo i c b n b nung quá m c, vùng nh h ng nhi t,

chi u r ng và chi u sâu c a m i hàn t ng.

Do ó nên s d ng h quang ng n hàn

11

31/08/2016

CH

NG 2

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.3 Thi t b hàn

Ch

hàn

K thu t hàn h quang tay

T c

hàn V_h

Các ph ng pháp chuy n ng que hàn

T c

(h s

thì n ng su t càng cao, vì v y ta có th s d ng que hàn có

ng kính l n và c ng dòng i n l n t ng t c

hàn mà v n m b o ch t l ng m i hàn.

hàn h quang tay ph thu c vào lo i que hàn

p), I_hvà ti t di n ngang c a m i hàn. V_hcàng l n

CH

NG 2

HÀN H QUANG TAY

2.3 Thi t b hàn

K thu t hàn h quang tay

Các ph ng pháp chuy n ng que hàn

12

Bài giảng Công nghệ kim loại - Phần 3: Công nghệ hàn - Chương 2: Hàn hồ quang tay