Bài giảng Công nghệ kim loại - Phần 3: Công nghệ hàn - Chương 3: Hàn hồ quang tự động và bán tự động
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
KHOA C KHÍ CH T O MÁY
CÔNG NGH KIM LO I
METAL TECHNOLOGY
MMH: METE320126 - S TC: 3 LT+BTL: 3 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 3
HÀN H QUANG T NG VÀ BÁN T
Khái ni m
c i m Phân lo i
NG
3.1a Khái ni m
Quá trình hàn h quang bao g m các b c sau:
Khái ni m-
c i m- Phân lo i
Gây h quang và duy trì h quang cháy n nh.
D ch chuy n que hàn d c m i hàn
chi u dài m i hàn.
m b o hàn h t
Hàn MIG/MAG
B o v h quang và v ng hàn kh i b tác d ng c a môi
tr ng không khí xung quanh b ng thu c b o v , khí
b o v : CO2, Ar, He.
Hàn h quang chìm
N u các khâu
c th c hi n b ng c khí hóa là
Hàn TIG
hàn t
bán t
ng, còn m t s khâu dùng tay thì g i là hàn
ng.
Khái ni m
c i m Phân lo i
Khái ni m
c i m Phân lo i
3.1b
c i m
3.1b Phân lo i
N ng su t cao vì s d ng c ng dòng i n r t l n.
Hàn h quang h :Trong quá trình hàn, h quang và m i
hàn có th nhìn th y c.
Hàn t
ng d i l p thu c ho c trong môi tr ng khí
c c tính c a m i hàn r t cao.
b o v b o
m
H s
p cao, ti t ki m kim lo i dây hàn.
Hàn h quang kín (ho c ng m): trong quá trình hàn, h
Ti t ki m
ngu n nhi t sinh ra c a h quang.
c n ng l ng i n vì s d ng tri t
quang và m i hàn
nên không nhìn th y
c b o v b i m t l p thu c hàn
c.
N u dùng thu c b o v thì i u ki n lao ng t t, d c
khí hóa, t
ng hóa quá trình hàn.
Hàn t
ng không hàn c nh ng k t c u và v trí
m i hàn ph c t p
2
31/08/2016
Hàn h quang i n c c nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Gas Metal Arc Welding)
Hàn h quang i n c c nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Gas Metal Arc Welding)
c i m
Thi t b
Là quá trình hàn nóng
ch y trong ó ngu n
nhi t hàn
c cung c p
b i h quang t o ra gi a
i n c c nóng ch y (dây
hàn) và v t hàn.
H
quang và kim lo i
nóng ch y c b o v
kh i tác d ng c a ôxy và
nit trong môi tr ng
xung quanh b i m t lo i
khí ho c h n h p khí.
S
nguyên lý hàn MIG/MAG
Hình S
thi t b hàn MIG MAG
Hàn h quang i n c c nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Gas Metal Arc Welding)
Hàn h quang i n c c nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Gas Metal Arc Welding)
Thi t b
Thi t b
h
quang
nh thì hi u s
thông gi a
n
Chai khÝ - CO2 (MAG)
Ñ1
Ar hoÆc He,.....(MIG)
Nguån hµn DC
t
Bé cÊp d©y Bé ®iÒu khiÓn
C¸p dÉn
cu n 1 và cu n 2
kích thích
máy phát t o ra I
làm quay 2 theo
3
2
1
M P
Ñ2
Sóng hµn
C¸p hµn
chi u
y
dây
M H
hàn vào v ng hàn
C¸p ®iÒu khiÓn
dßng ®iÖn
Nèi ®Êt
C¸p m¸t
VËt liÖu c¬ b¶n
v i t c
t c
b ng
ch y c a
Sô ñoànguyeân lyùlaøm vieäc cuûa haøn töïñoäng
1,2,3:Caùc cuoän daây kích töø.
Hình S
thi t b hàn MIG MAG
dây hàn.
3
31/08/2016
Hàn h quang i n c c nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Gas Metal Arc Welding)
Hàn h quang i n c c nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Gas Metal Arc Welding)
Thi t b
V t t
Khí b o v là các lo i khí tr (Ar, He ) ho c khí ho t tính
(C02, CO, H2 )
Nguyên lý làm vi c:
ng c xoay chi u 3 pha có công su t 1000w.Trong
máy phát có 2 cu n kích t 1-2 luôn t o t thông ng
chi u nhau.
Tr ng thái không t i: t thông c a cu n 1 kích thích
máy phát làm vi c sinh ra 1 chi u cung c p cho ng c
2 quay theo chi u y dây hàn i xu ng. Khi ch m vào
c
Hàn TIG (Tungsten Inert Gas): Hàn h quang dùng i n
c c không nóng ch y, b o v b ng khí tr .
Hàn MAG (Metal Active Gas): Hàn h quang dùng i n
c c nóng ch y b o v b ng khí ho t tính (CO, CO2, H2
)
v t hàn i n th
và kích thích cho máy phát t o ra dòng i n có chi u
ng c l i và làm cho ng c chuy n ng theo
ng kéo dây hàn i lên gây h quang.
ng c
= 0, t thông cu n 2 t ng lên
1
2
h
Hàn h quang i n c c nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Gas Metal Arc Welding)
Hàn h quang i n c c nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Gas Metal Arc Welding)
V t t
V t t
Que hàn d i d ng dây hàn (0.8 2.4)mm
c cu n
Khí tr nh Ar tinh khi t (~100%) th ng hàn thép.
Khí He tinh khi t (~100%) hàn Al, Mg, Cu Hi n nay
l i thành cu n t (5 80) kg.
dùng r ng rãi khí CO2 ho c h n h p Ar + 20%CO2, Ar +
15%CO2 + 5%O2.
Các cu n dây hàn
g và tránh d u m (th ng m
Dây hàn b t: (Hàn h quang lõi tr dung Flux - Cored
Arc Welding).
Dây hàn b t
c b o qu n, bao gói k
ch ng
ng).
Hàn trong môi tr ng khí b o v Ar t ch t l ng
cao nh ng giá thành cao, do v y th ng
và h p kim màu, thép h p kim cao.
hàn kim lo i
c c u t o b i m t l p v kim lo i b c
trong nó là m t h n h p g m b t kim lo i và m t s thành
ph n liên k t khác.
4
31/08/2016
Hàn h quang i n c c nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Gas Metal Arc Welding)
Hàn h quang chìm (Submerged Arc Welding)
Khái ni m
1
V t t
Hàn d i l p thu c
H n h p trong dây
v a làm nhi m v b
sung kim lo i, h p
kim hóa ng th i còn
có tác d ng b o v
kim lo i nóng ch y
kh i tác d ng c a môi
tr ng không khí, có
tác d ng duy trì s
U
4
6
ch th c hi n v trí
5
hàn s p. Nh ng m i
hàn ng n, khó thao
3
2
tác d c theo m i
S
hàn d i l p thu c
1. Dây hàn; 2. V t hàn;
3. Kho ng tr ng; 4.Thu c hàn;
5. M i hàn; 6. X hàn
hàn thì dùng hàn
bán t ng.
cháy
n
nh c a h
quangv.v
Hàn h quang chìm (Submerged Arc Welding)
Hàn h quang chìm (Submerged Arc Welding)
Thi t b
c i m
- Nhi t l ng h quang r t t p trung và nhi t
cao, cho phép hàn v i t c l n.
r t
- Ch t l ng liên k t hàn cao do b o v t t kim lo i m i
hàn kh i tác d ng c a ôxy và nit . Kim lo i m i hàn
ng nh t v thành ph n hóa h c. L p thu c và x hàn
làm liên k t ngu i ch m nên ít b thiên tích. M i hàn có
hình d ng t t,
u
n, ít b các khuy t t t nh không
ng u, r khí, n t và b n tóe.
Hình.7 S
nguyên lý hàn h quang chìm
5
31/08/2016
Hàn h quang i n nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Tungsten Inert Gas)
Hàn h quang chìm (Submerged Arc Welding)
c i m
I. NH NGH A
- Gi m tiêu hao v t li u hàn (dây hàn).
- Hàn TIG là ph ng pháp hàn i n h quang v i i n
c c không nóng ch y trong môi tr ng là khí b o v : Ar,
He, Ar + He.
- H quang
c bao b c kín b i thu c hàn nên không
làm h i m t, da. L ng khói sinh ra r t ít so v i hàn h
TIG = Tungsten Inert Gas
quang tay.
- D c khí hóa và t
ng hóa quá trình hàn.
Ph m vi ng d ng:
Ch y u hàn các m i hàn v trí hàn b ng, m i hàn có
chi u dài l n và và chu trình n gi n.
Hàn h quang i n nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Tungsten Inert Gas)
Hàn h quang i n nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Tungsten Inert Gas)
Ceramic
Nozzle
Current Conductor
Shielding gas
Welding Torch
Tungsten
Electrode
Contact Tube
Gas Shield
Arc
Filler Wire
Weld Pool
23
6
31/08/2016
Hàn h quang i n nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Tungsten Inert Gas)
Hàn h quang i n nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Tungsten Inert Gas)
Nguyeân lyù
II. u i m và Nh c i m
u i m
H quang cháy gi a i n c c Tungsten không nóng ch y
và chi ti t hàn
phun, s cung c p nhi t làm nóng ch y mép chi ti t, sau
ó có ho c không dùng que p t o nên m i hàn.
c b o v b i dòng khí th i qua m
Có th hàn
có ph m vi i u ch nh r ng ( t vài A n vài tr m A).
Hàn c h u h t các kim lo i và HK v i ch t l ng cao.
M i hàn s ch p, không l n x và v ng tóe.
c kim lo i m ng ho c dày do thông s hàn
Kim lo i p (que hàn có
ng kính Ø 0,8 mm n Ø
Ki m soát
c
ng u và hình d ng v ng hàn d dàng.
4,0 mm)
c b sung vào v ng ch y
Nh c i m
N ng su t th p.
V ng ch y
c b o v b ng dòng khí tr (l u l ng 5
òi h i th có tay ngh cao.
n 25 lít/phút) Ar ho c Ar + He, khi hàn t
dùng Ar + H2 .
ng có th
Giá thành t ng i cao do n ng su t th p, thi t b và
nguyên li u t ti n.
Hàn h quang i n nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Tungsten Inert Gas)
Hàn h quang i n nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Tungsten Inert Gas)
IV. TRANG THIEÁT BÒ
III. c i m và công d ng.
- Maùy haøn
c i m
i n c c không nóng ch y.
Không t o x do không có thu c hàn.
H quang, v ng ch y quan sát và ki m soát d dàng.
Ngu n nhi t t p trung và có nhi t
cao.
Công d ng
Là ph ng pháp hi u qu khi hàn nhôm, inox và h p kim
Th ng dùng hàn l p ng u trong qui trình hàn ng áp l c
Hàn các kim lo i, h p kim khó hàn nh titan, ng
.
7
31/08/2016
Hàn h quang i n nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Tungsten Inert Gas)
Hàn h quang i n nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Tungsten Inert Gas)
Current type influence
TIG power source
POWER SOURCE
440v 50Hz 3 phase or 240v Rectifiers for DC - steels
single phase input
Transformers for AC aluminium alloys
+
-
-
+
+
-
+
-
-
+
+
-
Transformer/rectifier for AC/DC
Inverters for AC/DC more portable - expensive
+
-
-
+
+
-
TORCH
Sizes/types vary depending on current/application
Flexible may carry current, gas, cooling water.
Note that current actually flows from this lead
TORCH HOSE
RETURN LEAD
Current type & polarity
Heat balance
DCEN
AC (balanced)
DCEP
70% at work 30%
at electrode
50% at work 50%
at electrode
35% at work 65%
at electrode
INERT GAS SUPPLY
(Cylinder & regulator)
Correct type for application.(ar, he, ar/he mixture)
Argon/hydrogen for austenitic stainless steel
Penetration
Deep, narrow
No
Medium
Shallow, wide
Yes
Oxide cleaning action
Yes - every half cycle
FLOWMETER
(graduated in ltr/min)
To deliver correct gas flow (velocity) depending on welding
position and joint configuration.
Excellent
3,2 mm/400A)
(e.g.
Good
3,2 mm/225A)
(e.g.
Poor
(e.g.
Electrode capacity
6,4 mm/120A)
Hàn h quang i n nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Tungsten Inert Gas)
Hàn h quang i n nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Tungsten Inert Gas)
III. TRANG THI T B
Types of current
can be DCEN or DCEP
2) Khí b o v
DC
DCEN gives deep penetration
Argon là lo i khí tr
không màu, mùi, v và không mùi, v . T tr ng so v i không khí
c. là 0,13 c khai thác t khí thiên
Ar
b ng ph ng pháp hóa l ng
không khí và tinh ch
Heli là lo i khí tr không màu,
can be sine or square wave
requires a HF current (continuos or
periodical)
AC
c trích t khí quy n nhiên, có nhi t hóa l ng r t th p
Type of
welding
current
2720C, th ng
c ch a trong
provide cleaning action
n
các bình áp su t cao.
tinh khi t 99,9 %, có t tr ng
so v i không khí là 1,33. Ar
c cung c p trong các bình
requires special power source
low frequency - up to 20 pulses/sec
(thermal pulsing)
better weld pool control
Pulsed
current
áp su t cao ho c d ng khí
hóa l ng v i nhi t
trong các b n ch a.
-1840C
weld pool partially solidifies
between pulses
8
31/08/2016
Hàn h quang i n nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Tungsten Inert Gas)
III. TRANG THI T B
Hàn h quang i n nóng ch y trong môi
tr ng khí b o v (Tungsten Inert Gas)
III. TRANG THI T B
- 2) Khí b o v
2) Khí b o v
Heli
Argon
- Khó m i h quang do n ng l ng - D m i h quang do n ng
ion hóa cao
l
ng ion th p
- Nhi t h quang cao h n
- B o v kém h n do nh h n
- L u l ng s d ng cao h n
- Nhi t h quang th p h n
- B o v t t h n do n ng h n
- L u l ng c n thi t th p h n
-
i n áp h quang cao h n nên
- i n áp h quang th p h n
n ng l ng hàn l n h n
- Giá thành t h n
nên n ng l ng hàn th p h n
- Giá thành r h n
- Chi u dài h quang dài, m i hàn - Chi u dài h quang ng n,
r ng m i hàn h p
- Th ng dùng hàn các chi ti t dày, - Có th hàn chi ti t m ng
Argon
Argon-Helium
Helium
CO2
d n nhi t t t
III. TRANG THIEÁT BÒ
Caàn haøn vaø caùc boä phaän
3) Caàn haøn
Laøm maùt baèng khoâng khí
Laøm maùt baèng nöôùc
9
31/08/2016
i n c c tungsten
i n c c tungsten
Tungsten (Wolfram)
nhi t cao, nhi t
c dùng làm i n c c do tính ch u
nóng ch y cao (34100C), phát x i n
t t ng i t t, làm ion hóa h quang và duy trì tính n
nh h quang, có tính ch ng oxy hóa r t cao.
i n c c tungsten
Tungsten nguyên ch t ( uôi s n màu Xanh lá): ch a
99,5% tungsten nguyên ch t, giá r song có m t
cho phép th p, kh n ng ch ng nhi m b n th p, dùng khi
hàn v i dòng Xoay chi u (AC) áp d ng khi hàn nhôm
ho c h p kim nh .
TIG Welding Variables
Tungsten electrodes
dòng
The electrode diameter, type and vertex angle are all critical factors considered
as essential variables. The vertex angle is as shown
DC -ve
AC
Tungsten Thorium (ch a 1 n 2 % thorium {ThO2}-
uôi s n màu ): có kh n ng b c x electron cao do ó
dòng hàn cho phép cao h n và tu i th
áng k . Khi dùng i n c c này h quang d m i và cháy
nh, tính n ng ch ng nhi m b n t t, dùng v i dòng
m t chi u (DC) áp d ng khi hàn thép ho c inox.
c nâng cao
Vetex angle
Note: when welding aluminium
with AC current, the tungsten
end is chamfered and forms a
ball end when welding
n
Note: too fine an angle will
promote
electrodes tip
melting
of
the
10
10 trang
28240
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Công nghệ kim loại - Phần 3: Công nghệ hàn - Chương 3: Hàn hồ quang tự động và bán tự động", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_cong_nghe_kim_loai_chuong_3_han_ho_quang_tu_dong_v.pdf
