Giáo trình Công nghệ kim loại - Chương 3: Hàn và cắt kim loại

Ch−¬ng 3 Hµn vµ c¾t kim lo¹i

3.1 Kh¸i niÖm chung

3.1.1 Kh¸i niÖm

Hµn lµ mét qu¸ tr×nh nèi liÒn c¸c chi tiÕt l¹i víi nhau thµnh mét khèi kh«ng thÓ th¸o

rêi ®−îc b»ng c¸ch :

• Nung chóng ®Õn tr¹ng th¸i nãng ch¶y (nhiÖt ®é lín h¬n nhiÖt ®é nãng ch¶y cña

kim lo¹i ®ã) sau ®ã kÕt tinh l¹i t¹o thµnh mèi hµn gäi lµ hµn nãng ch¶y

• Cã thÓ nung ®Õn tr¹ng th¸i dÎo (nhiÖt ®é nung nhá h¬n nhiÖt ®é nãng ch¶y) hoÆc

cã thÓ kh«ng nung ®èi víi c¸c kim lo¹i cã tÝnh dÎo cao) råi dïng ¸p lùc lín Ðp

chóng dÝnh ch¾c vµo nhau t¹o nen mèi hµn gäi lµ hµn ¸p lùc.

• Cã thÓ dïng kim lo¹i trung gian nãng ch¶y råi nhê sù hoµ tan, khuyÕt t¸n kim lo¹i

hµn vµo vËt hµn mµ t¹o nªn mèi ghÐp gäi lµ hµn v¶y. HiÖn nay cßn cã thÓ dïng

keo ®Ó d¸n c¸c chi tiÕt l¹i víi nhau ®Ó t¹o nªn c¸c mèi nèi ghÐp

øng dông :

Hµn ®ãng mét vai trß quan träng trong chÕ t¹o vµ söa ch÷a c¸c laäi m¸y mãc vµ

c¸c kÕt cÊu tõ c¸c lo¹i vËt liÖu kh¸c nhau.

3.1.2 §Æc ®iÓm cña hµn kim lo¹i (−u vµ nh−îc ®iÓm) :

TiÕt kiÖm kim lo¹i:

• So víi t¸n ri vª: TiÕt kiÖm kho¶ng tõ 10 - 15 % kim lo¹i (do kh«ng cã phÇn ®Çu

®inh tan, kh«ng cÇn mÊt kim lo¹i læ khoan, phÇn kim lo¹i bÞ ch«ng lªn nhau)

H×nh 3-1 So s¸nh mèi ghÐp nèi hµn vµ t¸n rivª

• So víi ®óc kim lo¹i tiÕt kiÖm kho¶ng tõ 30 - 50 % do kh«ng cã hÖ thèng ®Ëu

h¬i, ®Ëu ngãt vµ hÖ thèng rãt; chiÒu dµy vËt ®óc th−êng lín h¬n,...

• TiÕt kiÖm kim lo¹i hiÕm : vÝ dô khi chÕ t¹o dao tiÖn ta chØ cÇn dïng thÐp hîp

kim lµm mòi dao vµ hµn vµo th©n dao ®−îc chÕ t¹o tõ thÐp c¸c bon th«ng

th−êng.

Hîp kim cøng

H×nh 3- 2 CÊu t¹o mét d¹ng mòi dao tiÖn

• ChÕ t¹o ®−îc thiÕt bÞ cã ®é bÒn cao, kÝn, chÞu ¸p lùc,

• Gi¶m thêi gian chÕ t¹o, gi¶m gi¸ thµnh chÕ t¹o

• ThiÕt bÞ hµn nãi chung ®¬n gi¶n trong vËn hµnh, gi¸ rÎ,...

Nh−îc ®iÓm :Tæ chøc kim lo¹i vïng mèi hµn vµ gÇn mèi hµn kh«ng ®ång nhÊt, chøa

nhiÒu khuyÕt tËt, dÔ sinh øng suÊt nhiÖt g©y nªn øg suÊt vµ biÕn d¹ng cho kÕt cÊu hµn.

3.1.3 - Ph©n lo¹i c¸c ph−¬ng ph¸p hµn

Dùa vµo tr¹ng th¸i nhiÖt ®é kim lo¹i vïng mèi hµn , ng−êi ta ph©n lo¹i hµn

ra c¸c nhãm chÝnh sau ®©y :

97

Nhãm c¸c ph−¬ng ph¸p hµn nãng ch¶y

Nhãm c¸c ph−¬ng ph¸p hµn ¸p lùc

Hµn v¶y, d¸n kim lo¹i

HiÖn nay cã kho¶ng trªn 100 ph−¬ng ph¸p hµn. S¬ ®å ph©n lo¹i c¸c ph−¬ng ph¸p

hµn chÝnh:

Hµn nãng ch¶y

Hµn hå quang ®iÖn

Hµn hå quang tay

Hµn hå quang tù ®éng

Hµn h.quang b¸n t. ®éng

Hµn kim lo¹i

Hµn khÝ

Hµn b»ng nguån n¨ng l−îng tËp trung cao

Chïm tia ®iÖn tö

Chïm tia Laser

Hå quang plasma

Hµn ®iÖn xû

Hµn ¸p lùc

Hµn tiÕp xóc

Hµn ®iÖn tiÕp xóc gi¸p mèi

Hµn ®iÖn tiÕp xóc ®iÓm

Hµn ®iÖn tiÕp xóc ®−êng

Hµn næ

Hµn siªu ©m

Hµn ma s¸t

Hµn khuyÕch t¸n

Hµn v¶y vµ d¸n kim lo¹i

H×nh 3-3 S¬ ®å ph©n lo¹i c¸c ph−¬ng ph¸p hµn

3.1.3. Tæ chøc kim lo¹i mèi hµn vµ vïng phô cËn

Sau khi hµn, kim lo¹i láng ë vòng hµn sÏ nguéi vµ kÕt tinh t¹o thµnh mèi hµn. Do

¶nh h−ëng cña t¸c dông nhiÖt nªn cã sù thay ®æi tæ chøc vµ tÝnh chÊt cña vïng mèi

hµn. Quan s¸t tæ chøc kim lo¹i vïng mèi hµn h×nh ch÷ V cã thÓ ph©n biÖt ba vïng

kh¸c nhau: vïng vòng hµn (1), vïng viÒn ch¶y (2) vµ vïng ¶nh h−ëng nhiÖt (3).

a/ Vïng mèi hµn

Trong vïng nµy, kim lo¹i nãng ch¶y hoµn toµn, thµnh phÇn bao gåm c¶ kim lo¹i

vËt hµn vµ kim lo¹i bæ sung tõ ngoµi vµo, ë líp biªn cã h¹t nhá mÞn, líp tiÕp theo cã

h¹t h×nh nh¸nh c©y kÐo dµi vµ vïng t©m cã h¹t lín vµ cã lÉn chÊt phi kim (xÜ v.v...).

98

PhÇn phi kim

ViÒn ch¶y

Vïng KL kÕt tinh cã

®é h¹t nhá

Vïng KL kÕt tinh

cã ®é h¹t lín

Vïng KL ch¶y kh«ng

hoµn toµn

H×nh 3 -4 S¬ ®å cÊu t¹o vµ tæ chøcvïng mèi hµn

b/ Vïng viÒn ch¶y

Trong vïng nµy kim lo¹i nãng ch¶y kh«ng hoµn toµn, do sù thÈm thÊu qua l¹i

cña kim lo¹i vïng vòng hµn vµ kim lo¹i vËt hµn nªn vïng nµy cã thµnh phÇn trung

gian gi÷a kim lo¹i vòng hµn vµ kim lo¹i vËt hµn. ChiÒu dµy cña vïng nµy rÊt hÑp.

c/ Vïng ¶nh h−ëng nhiÖt

Vïng ch¶y

0⁰C

Vïng ch¶y kh«ng ho n to n

1

1500

2

Vïng qu¸ nhiÖt

Vïng th−êng hãa

1100³

Vïng kÕt l¹i

kh«ng hoµn toµn

4

800

700⁵

Vïng kÕt tinh

l¹i hoµn toµn

Vïng

6

500

dßn

xanh

0

1

2

1 2 3

4

5

6

%C

H×nh 3- 5 Tæ chøc kim lo¹i vïng cËn mèi hµn

Kim lo¹i vËt hµn trong vïng nµy bÞ nung nãng sau ®ã nguéi cïng mèi hµn. Do

¶nh h−ëng cña nung nãng vµ lµm nguéi, tæ chøc kim lo¹i trong vïng nµy thay ®æi,

dÉn ®Õn c¬ lý tÝnh thay ®æi theo. Tuú thuéc vËt liÖu hµn, nhiÖt ®é nung nãng, trong

vïng nµy cã thÓ nhËn ®−îc nhiÒu tæ chøc kh¸c nhau.

XÐt tr−êng hîp khi hµn thÐp c¸c bon, tæ chøc cña vïng ¶nh h−ëng nhiÖt cã thÓ

chia thµnh n¨m miÒn (tõ líp gi¸p víi viÒn ch¶y) :

MiÒn qu¸ nhiÖt 2 s¸t víi viÒn ch¶y, cã nhiÖt ®é trªn 1100⁰C kim lo¹i bÞ qu¸ nhiÖt

m¹nh, c¸c h¹t «stenit b¾t ®Çu ph¸t triÓn m¹nh, vïng nµy cã h¹t rÊt lín cã ®é dai va

ch¹m vµ tÝnh dÎo kÐm, ®é bÒn thÊp vµ tÝnh dßn cao lµ miÒn yÕu nhÊt cña vËt hµn.

MiÒn th−êng hãa 3 lµ miÒn cã nhiÖt ®é 900⁰÷ 1100⁰C, kim lo¹i cã tæ chøc cã c¸c

h¹t ferit nhá vµ mét sè h¹t peclit, nã cã c¬ tÝnh rÊt cao.

99

MiÒn kÕt tinh l¹i kh«ng hoµn toµn 4 lµ miÒn cã nhiÖt ®é 720⁰÷ 900⁰C cã tæ chøc

h¹t lín cña pherit lÉn víi h¹t «stenit nhá, v× thÕ c¬ tÝnh kh«ng ®Òu.

MiÒn kÕt tinh l¹i 5 lµ miÒn cã nhiÖt ®é 500⁰÷ 700⁰C. MiÒn nµy tæ chøc gièng tæ chøc

kim lo¹i vËt hµn, nh−ng ë nhiÖt ®é nµy lµ nhiÖt ®é biÕn mÒm lµm mÊt hiÖn t−îng biÕn

cøng, c¸c sai lÖch m¹ng ®−îc kh¾c phôc, ®é dÎo kim lo¹i phôc håi. e. MiÒn dßn xanh

6: lµ miÒn cã nhiÖt ®é < 500⁰C tæ chøc kim lo¹i trong vïng nµy hoµn toµn gièng víi tæ

chøc ban ®Çu nh−ng do ¶nh h−ëng nhiÖt nªn tån t¹i øng suÊt d− nªn khi thö mÉu hµn,

miÒn nµy th−êng bÞ ®øt.

Vïng ¶nh h−ëng nhiÖt cã chiÒu réng thay ®æi tuú thuéc rÊt lín vµo chiÒu dµy

vËt hµn, nguån nhiÖt hµn, ®iÒu kiÖn tho¸t nhiÖt khái vïng hµn.

3.2 Hµn hå quang

3.2.1 Hå quang hµn

HiÖn t−îng hå quang ®iÖn ®−îc ph¸t minh tõ n¨m 1802, nh−ng m·i tíi n¨m

1882 míi ®−îc ®ua vµo øng dông ®Ó nung ch¶y kim lo¹i. Nguån nhiÖt cña hå quang

®iÖn nµy ®−îc øng dông ®Ó hµn kim lo¹i vµ ph−¬ng ph¸p nèi ghÐp nµy ®−îc gäi lµ hµn

hå quang.

Hå quang lµ sù phãng ®iÖn gi÷a 2 ®iÖn cùc cã ®iÖn ¸p ë trong m«i tr−êng khÝ

hoÆc h¬i. Hå quang ®iÖn ®−îc øng dông ®Ó hµn gäi lµ hå quang hµn.

3.2.2 S¬ ®å sù t¹o thµnh hå quang hµn:

a/

b/

c/

H×nh 3- 6 S¬ ®å sù t¹o thµnh hå quang cña c¸c lo¹i dßng ®iÖn

a- Nèi víi nguån ®iÖn

b- Nèi nghÞch ( Cùc d−¬ng nèi víi que hµn, ©m nèi víi vËt hµn)

c- Nèi thuËn (Cùc ©m nèi víi que hµn, cùc d−¬ng nèi víi vËt hµn)

Kho¶ng hå quang n»m gi÷a 2 ®iÖn cùc gäi lµ cét hå quang vµ chiÒu dµi cña nã

®−îc gäi lµ chiÒu dµi cét hå quang (L_hq). CÊu t¹o cña hå quang ®iÖn cã d¹ng

nh− h×nh 3-2

1

3

1- Vïng cËn anèt

2- Vïng cËn ka tèt

L

hq

2

3- Cét hå quang

H×nh 3-5 S¬ ®å cÊu t¹o cét hå quang hµn.

100

§iÖn cùc hµn ®−îc chÕ t¹o tõ c¸c lo¹i vËt liÖu kh¸c nhau:

Lo¹i ®iÖn cùc kh«ng nãng ch¶y : V«nfram (W), Grafit, than,...

§iÖn cùc nãng ch¶y : ChÕ t¹o tõ thÐp, gang, c¸c lo¹i kim lo¹i mµu,...

Nguån ®iÖn hµn : Xoay chiÒu (tÇn sè c«ng nghiÖp, tÇn sè cao,... chØnh l−u, mét chiÒu.

3.3.3 §iÒu kiÖn ®Ó xuÊt hiÖn hå quang hµn.

Thùc chÊt cña hå quang lµ dßng chuyÓn ®éng cã h−íng cña c¸c phÇn tö mang

®iÖn (ion ©m, ion d−¬ng, ®iÖn tö) trong m«i tr−êng khÝ; trong dã ®iÖn tö cã vai trß rÊt

quan träng.

Trong ®iÒu kiÖn b×nh th−êng, kh«ng khÝ gi÷a hai ®iÖn cùc ë tr¹ng th¸i trung hoµ

nªn kh«ng dÉn ®iÖn. Khi gi÷a chóng xuÊt hiÖn c¸c phÇn tö mang ®iÖn th× sÏ cã dßng

®iÖn ®i qua. V× vËy ®Ó t¹o ra hå quang ta cÇn t¹o ra m«i tr−êng cã c¸c phÇn tö mang

®iÖn. Qu¸ tr×nh ®ã gäi lµ qu¸ tr×nh ion ho¸. M«i tr−êng cã chøa c¸c phÇn tö ion ho¸

gäi lµ m«i tr−êng ion ho¸. Qu¸ tr×nh c¸c ®iÖn tö tho¸t ra tõ bÒ mÆt ®iÖn cùc ®Ó ®i vµo

m«i tr−êng khÝ gäi lµ qu¸ tr×nh ph¸t x¹ ®iÖn tö hay ph¸t x¹ electron. N¨ng l−îng ®Ó

lµm tho¸t ®iÖn tö ra khái bÒ mÆt c¸c chÊt r¾n gäi lµ c«ng tho¸t electron.

C«ng tho¸t electron cña mét sè chÊt ®−îc thÓ hiÖn trong b¶ng 3-1

B¶ng 3-1

Nguyªn tè

C«ng tho¸t

electron

Nguyªn tè C«ng tho¸t

electron

K

2.26 eV

Mn

Ti

Fe

Al

3.76 eV

3.92

4.18

Na

Ba

Ca

2.33

2.55

2.96

4.25

Khi cã ®iÖn ¸p, d−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng, c¸c ®iÖn tö trong m«i tr−êng sÏ

chuyÓn ®éng tõ ca tèt (-) ®Õn an«t (+) vµ ph¸t triÓn víi vËn tèc lín. Víi sù chuyÓn

®éng ®ã c¸c ®iÖn tö se va ch¹m vµo c¸c ph©n tö, nguyªn tö trung hoµ truyÒn n¨ng

l−îng cho chóng vµ kÕt qu¶ lµm t¸ch c¸c ®iÖn tö khái nguyªn tö ph©n tö vµ t¹o nªn c¸c

ion. Nh− vËy thùc chÊt cña qu¸ tr×nh ion ho¸ kh«ng khÝ gi÷a 2 ®iÖn cùc lµ do sù va

ch¹m gi÷a c¸c ®iÖn tö ®−îc t¸ch ra tõ ®iÖn cùc víi c¸c ph©n tö trung hoµ kh«ng khÝ.

KÕt qu¶ qu¸ tr×nh ion ho¸ lµ sù xuÊt hiÖnc¸c phÇn tö mang ®iÖn gi÷a 2 ®iÖn cùc vµ hå

quang xuÊt hiÖn (nãi c¸ch kh¸c lµ cã sù phßng ®iÖn gi÷a 2 ®iÖn cùc qua m«i tr−êng

kh«ng khÝ).

Nh− vËy muèn cã hå quang ph¶i t¹o ra mét n¨ng l−îng cÇn thiÕt ®Ó lµm tho¸t c¸c

®iÖn tö. Nguån n¨ng l−îng nµy cã thÓ thùc hiÖn b»ng c¸c biÖn ph¸p :

1. T¨ng ®iÖn ¸p gi÷a 2 ®iÖn cùc nhê bé khuyÕch ®¹i.

2. T¨ng c−êng ®é dßng ®iÖn ®Ó t¨ng nguån nhiÖt b»ng c¸ch cho ng¾n m¹ch.

3.3.4 C¸c ph−¬ng ph¸p g©y hå quang khi hµn.

T¨ng ®iÖn ¸p : Ph−¬ng ph¸p nµy dÔ g©y nguy hiÓm cho ng−êi sö dông nªn ng−êi ta

ph¶i sö dông bé khuyÕch ®¹i ®iÖn ¸p

Ph−¬ng ph¸p cho ng¾n m¹ch : Cho que hµn tiÕp xóc vËt hµn vµ nhÊc lªn kho¶ng c¸ch

1-3 mm vµ gi÷ cho hå quang ch¸y «n ®Þnh (xem h×nh 3 - ).

101

a. Cho chuyÓn ®éng th¼ng ®øng

1

2

1- Que hµn

2- VËt hµn

H×nh 3- 7 S¬ ®å qu¸ tr×nh g©y hå quang khi hµn

b. §Æt nghiªng que hµn vµ cho chuyÓn ®éng tiÕp xóc víi vËt hµn

1. Que hµn

2. VËt hµn

H×nh 3- 8 S¬ ®å qu¸ tr×nh g©y hå quang b»ng c¸ch cho que hµn tiÕp xóc vËt hµn

3.3.5 §Æc ®iÓm cña hå quang hµn :

• MËt ®é dßng ®iÖn lín (J - A/mm²);

• NhiÖt ®é cao kho¶ng trªn 3000^oC vµ tËp trung

• Hå quang cña dßng ®iÖn mét chiÒu ch¸y æn ®Þnh .

• Hå quang cña dßng xoay chiÒu kh«ng æn ®Þnh nªn chÊt l−îng mèi hµn kÐm h¬n

NhiÖt ®é ë cat«t kho¶ng 2100 ^oC. Nguån nhiÖt to¶ ra chiÕm kho¶ng

36%

43%

21%

A n«t

2300

--/--

Cét hå quang 5000-7000oC

--/--

• Sù ch¸y cña hå quang phô thuéc: §iÖn ¸p nguå, C−êng ®é dßng ®iÖn; TÇn sè

f=150-450 cã hå quang ch¸y æn ®Þnh); VËt liÖu lµm ®iÖn cùc,...

§å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc gi÷a ®iÖn thÕ cña hå quang vµ dßng ®iÖn hå

quang gäi lµ ®−êng ®Æc tÝnh tÜnh cña hå quang.

a. §−êng ®Æc tÝnh tÜnh cña hå quang hµn

U_hq

d ₁

d₁< d₂

d ₂

I, (A)

H×nh 3- 9 §−êng ®Æc tÜnh cña hå quang hµn phô thuéc ®−êng kÝnh ®iÖn cùc

102

L₁< L₂

L

hq

U

hq

L

I, (A)

100

H×nh 3- 10 §−êng ®Æc tÜnh cña hå quang hµn phô thuéc chiÒu dµi hå quang L

hq

• Trong kho¶ng I < 100A (J,12A/mm²) U gi¶m khi I t¨ng. §iÒu ®ã cã thÓ gi¶i thÝch

nh− sau: khi I t¨ng, diÖn tÝch tiÕt diÖn cña cét hå quang còng t¨ng v× thÕ mËt ®é

dßng sÏ gi¶m (J = I/F sÏ gi¶m trong ®ã F lµ diÖn tÝch tiÕt diÑn cña cét hå quang)

U = IR = I . (ρ .L)/F = J. ρ.L ; mµ ρ.L = const nªn J gi¶m khi U gi¶m,.

• Trong kho¶ng I = 100- 1000 A, diÖn tÝch cét hå quang t¨ng rÊt Ýt v× ®· ®· gÇn b¶o

hoµ, nªn ®é dÉn ®iÖn Ýt bÞ thay ®æi, v× thÕ mËt ®é dßng J gÇn nh− kh«ng ®æi. §o¹n

nµy ®−îc sö dông rÊt réng r·i khi hµn hå quang.

• Trong kho¶ng J > 80A/mm². Kho¶ng nµy cã mËt ®é dßng J lín nªn th−êng sö dông

®Ó hµn tù ®éng. Kho¶ng nµy cã U t¨ng v× I lín, nh−ng tiÕt diÖn cét hå quang hÇu

nh− kh«ng t¨ng; nªn khi J t¨ng ®Ó ®¶m b¶o cho I t¨ng th× U ph¶i t¨ng).

• §å thÞ trªn øng víi c¸c ®−êng ®Æc tÝnh tÜnh cña hå quang khi chiÒu dµi cét hå

quang kh«ng ®æi. Khi thay ®æi L_hq, ta sÏ nhËn ®−îc nhiÒu ®−îng ®Æc tÝnh tÜnh t−¬ng

tù nh− trªn.

b. Hå quang cña dßng ®iÖn xoay chiÒu

Khi sö dông nguån xoay chiÌu, dßng ®iÖn vµ hiÖu ®iÖn thÕ thay ®æi theo chu kú. Víi

tÇn sè c«ng nghiÖp f = 50 Hz, ta cã 100 lÇn thay ®æi cùc nªn cã 100 lÇn hå quang bÞ t¾t

do I = 0. Khi ®ã nhiÖt ®é sÏ gi¶m, møc ®é ion ho¸ cña cét hå quang sÏ gi¶m lµm cho

cho hå quang ch¸y kh«ng æn ®Þnh.

Muèn xuÊt hiÖn hå quang tiÕp theo th× yªu cÇu ®iÖn ¸p nguån ph¶i ®¹t vµ lín

h¬ngi¸ trÞ tèi thiÓu gäi lµ ®iÖn ¸p måi hå quang.

Hå quang sÏ ch¸y æn ®Þnh khi

Hå quang sÏ t¾tkhi

U _nguån> U _{måi hå quang}

U _nguån< U _{måi hå quang}

Khi hµn hå quang tay

U_{måi hå quang}= (1,8 - 2,5)U _hµn

U _{måi hå quang}= (60-80V)

U

T

U

m

T

t

H×nh 3- 11 S¬ ®å ®−êng biÕn thiªn cña ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn nguån

vµ hå quang dßng xoay chiÒu T_t- Thêi gian hå quang t¾t

103

Chó ý :

• Thêi gian hå quang t¾t T phô thuéc ®iÖn ¸p kh«ng t¶i (U_kt); tÇn sè (f) f t¨ng th× T_t

t

nhá.

• U lín thi T_tnhá nh−ng t¨ng U th× kÝch th−íc m¸y sÏ lín, kh«ng cã lîi.

kt

• T¨ng tÇn sè th× ph¶i m¾c thªm bé khuyÕch ®¹i tÇn nh−ng sÏ lµm phøc t¹p thªm

m¹ch ®iÖn.

• Trong thùc tÕ ®Ó lµm æn ®Þnh hå quang nguån xoay chiÒu ng−êi ta m¾c thÖm cuén

c¶m ®Ó lµm lÖch pha gi÷a dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p. Dßng ®iÖn xuÊt hiÖn trong cuén

c¶m sÏ cã t¸c dông duy tr× sù ch¸y cña hå quang. T¹i thêi ®iÓm I = 0 ®iÖn ¸p

nguån ®¹t gi¸ trÞ U måi hå quang nªn vÉn cã hå quang xuÊt hiÖn.

3.3.6 ¶nh h−ëng cña ®iÖn tr−êng ®èi víi hå quang hµn.

Cét hå quang ®−îc coi nh− mét d©y dÉn mÒm nªn nã sÏ chÞu t¸c dông h−ëng

cña ®iÖn tõ tr−êng.

a/ Tõ tr−êng cña cét hå quang

Trong cé hå quang cã 2 lo¹i dßng chuyÓn ®éng cña c¸c phÇn tö mang ®iÖn. §ã lµ

dßng chuyÓn ®éng cña c¸c ion ©m vµ ®iÖn tö; dßng chuyÓn ®éng cña c¸c ion d−¬ng.

S¬ ®å biÓu diÔn lùc ®iÖn tr−êng t¸c dông lªn cét hå quang nh− h×nh 3-

H

F

H

Ve

H×nh 3- 12 S¬ ®å biÎu diÔn lùc ®iÖn tr−êng t¸c dông lªn cét hå quang hµn.

• Lùc F cña tÊt c¶ c¸c phÇn tö mang ®iÖn ®Òu h−íng vµo t©m cña cét hå quang.

Khi hµn, lùc t¸c dông lªn cét hå quang gåm cã :

+ Lùc ®iÖn tr−êng tÜnh;

+ Lùc ®iÖn tr−êng sinh ra bëi s¾t tõ cña vËt liÖu hµn. Lùc nµy lµm cho hå quang

bÞ thæi lÖch ¶nh h−ëng ®Õn chÊt l−îng cña mèi hµn (xem h×nh 3-11).

b/ ¶nh h−ëng cña lùc ®iÖn tr−êng

H×nh 3- 13 S¬ ®å biÎu diÔn hå quang hµn bÞ thæi lÖch bëi lùc ®iÖn tr−êng.

c/

b/

a/

104

Khi nèi d©y nh− h×nh b/ hå quang bÞ t¸c dông cña ®iÖn tr−êng ®èi xøng nªn

kh«ng bÞ thæi lÖch; khi nèi d©y nh− h×nh a/ vµ h×nh c/ ®iÖn tr−êng t¸c dông lªn cét hå

quang kh«ng ®èi xøng nªn hå quang bÞ thæi lÖch. Tõ phÝa dßng ®iÖn ®i vµo cã ®iÖn

tr−êng m¹nh, mËt ®é ®−êng søc dµy hêi phÝa ®èi diÖn nªn hå quang bÞ thæi lÖch vÒ

phÝa ®iÖn tr−êng yÕu h¬n.

c/ ¶nh h−ëng cña gãc nghiªng que hµn.

§é nghiªng cña que hµn còng ¶nh h−ëng ®Õn sù ph©n bè ®−êng søc xung

quanh quanh hå quang, v× thÕ cã thÓ thay ®æi h−íng que hµn cho phï hîp víi ph−¬ng

cña hå

quang nh− h×nh 3-12b.

H×nh 3- 14 S¬ ®å biÎu diÔn ¶nh h−ëng cña gãc nghiªng que hµn.

d/ ¶nh h−ëng cña vËt liÖu s¾t tõ.

VËt liÖu s¾t tõ ®Æt gÇn hå quang sÏ lµm t¨ng ®é tõ thÈm lªn hµng ngµn lÇn so

víi kh«ng khÝ xung quanh (µ = 1000 10.000 lÇn). Tõ th«ng qua s¾t tõ cã ®é trë kh¸nh

nhá, lùc tõ tr−êng tõ phÝa s¾t tõ gi¶m xuèng lµm cho hå quang bÞ thæi lÖch vÒ phÝa s¾t

tõ.

1

Fe

2

H×nh 3- 15 S¬ ®å biÓu diÔn ¶nh h−ëng cña s¾t tõ ®èi víi hå quang hµn.

1- Que hµn ; 2 - VËt hµn

HiÖn t−îng lÖch hå quang cã thÓ xuÊt hiÖn ë cuèi ®−êng hµn. V× lóc ®ã cã ®é tõ

thÈm phÝa vËt hµn lín h¬n nhiÒu so víi kh«ng khÝ nªn hå quang bÞ thæi lÖch vÒ phÝa

bªn trong mèi hµn.

Khi hµn gi¸p mèi ta ph¶i nèi cùc cña nguån ®iÖ víi 2 vËt hµn vÒ 2 phÝa ®Ó mèi

hµn kh«ng bÞ thæi lÖch hå quang.

H×nh 3- 16 Mét sè biÖn ph¸p kh¾c phôc hiÖn t−îng hå quang bÞ thæi lÖch

105

1 - VËt hµn

2 - Que hµn

3.3.7 Ph©n lo¹i hµn hå quang

C¸c ph−¬ng ph¸p hµn hå quang cã thÓ ®−îc ph©n lo¹i theo c¸c dÊu hiÖu sau ®©y :

Ph©n lo¹i theo ®iÖn cùc

• Hµn hå quang b»ng ®iÖn cùc kh«ng nãng ch¶y : nh− ®iÖn cùc than, grafit, W , hîp

chÊt cña mét sè nguyªn tè cã kh¶ n¨ng ph¸t x¹ ion nh− La, Th,...

• Hµn b»ng que hµn nãng ch¶y : cã c¸c lo¹i que hµn thÐp ( que hµn thÐp c¸c bon thÊp,

que hµn thÐp c¸c bon cao, que hµn thÐp hîp kim, ... ) que hµn nh«m, que hµn ®ång,

... C¸c lo¹i que hµn nµy cã lâi vµ líp thuèc bäc. Chóng cã kh¸ n¨ng bæ sung kim

lo¹i cho mèi hµn vµ c¸c t¸c dông kh¸c nh− kÝch thÝch hå quang, b¶o vÖ mèi hµn,

hîp kim ho¸ mèi hµn, ...

Ph©n lo¹i theo ph−¬ng ph¸p ®Êu d©y

DÊu d©y trùc tiÕp :

1

Nguån ®iÖn 1 pha

2

3

H×nh 3- 17. S¬ ®å ®Êu d©y trùc tiÕp

1 - §iÖn cùc hµn ( que hµn)2-Hå quang hµn

3 - VËt hµn

Khi hµn dßng mét chiÒu cã thÓ cã hai ph−¬ng ph¸p nèi d©y : n«Ý thuËn vµ nèi

nghÞch.

1

2

3

Nèi thuËn

H×nh 3 - 18 S¬ ®å nèi thuËn

1 - §iÖn cùc hµn ( que hµn)2 - Hå quang hµn; 3- VËt hµn

1

2

3

Nèi nghÞch

H×nh 3- 19 S¬ ®å nèi nghÞch

106

1 - §iÖn cùc hµn ( que hµn)

§Êu d©y gi¸n tiÕp :

2 - Hå quang hµn 3 - VËt hµn

Nguån mét pha

1

2

3

H×nh 3- 20 S¬ ®å ®Êu d©y gi¸n tiÕp

1 - §iÖn cùc hµn ( que hµn)

2 - Hå quang hµn 3 - VËt hµn

§Êu d©y hæn hîp ( Hå quang 3 pha):

2

1

3

Nguån ba pha

H×nh 3- 21 S¬ ®å ®Êu d©y hæn hîp

2 - §iÖn cùc hµn 1 2 - §iÖn cùc hµn 2 3 - VËt hµn ( ®iÖn cùc hµn 3)

Cã 3 ngän l÷a hå quang gi÷a 3 ®iÖn cùc: hå quang gi÷a ®iÖn cùc 1 - 3; gi÷a 1 - 2 vµ

gi÷a 2 - 3.

3.3.8 Nguån ®iÖn hµn vµ m¸y hµn

Nguån ®iÖn hµn cã thÓ mét chiÒu, xoay chiÒu. M¸y hµn dßng ®iÖn mét chiÒu

hay chØnh l−u cho chÊt l−îng mèi hµn cao, æn ®Þnh nh−ng gi¸ thµnh ®¾t nªn chØ sö

dông khi cã yªu cÇu cao vÒ chÊt l−îng. HiÖn nay m¸y hµn dßng xoay chiÒu vÉn lµ chñ

yÕu. ¥ NhËt b¶n gÇn 80% m¸y hµn dßng xoay chiÒu, 95,6% m¸y hµn xoay chiÒu khi

hµn hå quang tay.

Yªu cÇu ®èi víi nguån ®iÖn hµn

1. DÓ g©y hå quang vµ kh«ng g©y nguy hiÓm cho ng−êi sö dông. Khi nghiªn cøu hå

quang cña dßng xoay chiÒu ta thÊy r»ng ®Ó dÓ dang måi hå quang th× ®iÖn ¸p kh«ng

t¶i cña m¸y hµn ph¶i cao h¬n lóc hå quang ch¸y æn ®Þnh. §Ó ®¶m b¶o an toµn ®iÖn

®iÖn ¸p kh«ng t¶i th−êng nhá h¬n 100 v«n.

• Ukt ≈ 55 - 80 V ( ®èi víi dßng xoay chiÒu)

• U ≈ 30 - 55 V , U = 16 - 35 V, ( ®èi víi dßng mét chiÒu)

kt

h

2. Ph¶i cã dßng ®iÖn ng¾n m¹ch h¹n chÕ ®Ó khái lµm h− háng m¸y.

I_ng.m_.= (1,3 - 1,4) I .

h

3. Khi lµm viÖc hå quang ph¶i ch¸y æn ®Þnh.

107

4. M¸y hµn ph¶i ®iÒu chØnh ®−îc c−êng ®é dßng ®iÖn hµn phï hîp víi c¸c lo¹i chiÒu

dµy, ®−êng kÝnh vµ vÞ trÝ t−¬ng ®èi cña mèi hµn trong kh«ng gian.

5. Khi hµn ng−êi ta th−êng m¾c thªm cuén c¶n ®Ó t¹o ra sù lÖch pha cña dßng ®iÖn vµ

hiÖu ®iÖn thÕ nªn chÕ ®é hµn sÏ æn ®Þnh h¬n.

U

U_kt1

U_kt2

I_h

I_ng.m

.

H×nh 3- 22 §−êng ®Æc tÝnh ®éng cña m¸y hµn

6. Quan hÖ gi÷a hiÖu ®iÖn thÕ nguån ®iÖn vµ dßng ®iÖn hµn ®−îc gäi lµ ®−êng ®Æc tÝnh

®éng cña m¸y hµn. Ta cã c¸c lo¹i ®−êng ®Æc tÝnh ®éng nh− sau:

M¸y hµn hå quang th−êng cã c¸c lo¹i sau :

a. M¸y hµn dßng xoay chiÒu : m¸y biÕn ¸p cã bé tù c¶m riªng, m¸y biÕn ¸p hµn cã

hµn cã tõ th«ng t¶n lín (d¹ng cã lâi tõ di ®éng), m¸y biÕn ¸p hµn cã cuén d©y di

®éng,...

b. M¸y hµn dßng chØnh l−u

c. M¸y hµn mét chiÒu : lo¹i m¸y ph¸t hµn ch¹y b»ng ®éng c¬ ®iÖn, m¸y ph¸t hµn cã

dïng m¸y næ vµ c¸c d¹ng m¸y ph¸t hµn kh¸c.

Sau ®©y ta chØ xÐt mét sè laäi m¸y hµn th«ng dông.

a. M¸y biÕn ¸p hµn (m¸y hµn xoay chiÒu)

M¸y biÕn ¸p hµn hay m¸y hµn xoay chiÒu lµ lo¹i m¸y h¹ ¸p. Nguyªn lý ho¹t

®éng cña m¸y t−¬ng tù c¸c m¸y biÕn ¸p kh¸c, nghÜa lµ dùa trªn hiÖn t−îng c¶m øng

®iÖn tõ.

U₁, U₂- §iÖn ¸p s¬ cÊp vµ thø cÊp; W₁, W₂- sè vßng d©y cuén s¬ cÊp vµ thø cÊp

φ ₁- Tæng tõ th«ng sinh ra ë cuén s¬ cÊp; φ ₀- Tõ th«ng chÝnh m¾c vßng qua cuén thø

cÊp; φ _t1φ _t2- Tõ th«ng t¶n qua kh«ng khÝ trong c¸c cuén d©y s¬ cÊp vµ thø cÊp

b. M¸y hµn cã lâi tõ di ®éng

§©y lµ lo¹i m¸y hµn xoay chiÒu cã tõ th«ng t¶n lín.

S¬ ®å nguyªn lý :

4

1

2

3

H×nh 3- 23 S¬ ®å nguyªn lý m¸y biÕn ¸p cã lâi tõ di ®éng

108

1- G«ng tõ, 2- Lâi tõ di ®éng

C. M¸y hµn mét chiÒu

3- VËt hµn, 4- Que hµn

M¸y hµn ®iÖn mét chiÌu còng nh− c¸c lo¹i m¸y ®iÖn mét chiÒu kh¸c cã

3 bé phËn c¬ b¶n: phÇn c¶m, phÇn øng vµ vµnh ®æi chiÒu.

PhÇn c¶m : lµ phÇn cè ®Þnh, phÇn nµy t¹o ra tõ th«ng chÝnh cña m¸y do cuén

kÝch tõ.

PhÇn øng : lµ phÇn quay cã lâi thÐp h×nh trô b¾t chÆt vµo trôc, trªn bÒ mÆt lâi

thÐp cã xÎ r·nh ®Ó ®Æt c¸c d©y quÊn phÇn øng. Th©n m¸y, cùc tõ (phÇn

c¶m), lâi thÐp hîp thµnh m¹ch tõ cña m¸y ®iÖn mét chiÒu.

Vµnh ®æi chiÒu : gåm c¸c l¸ ®ång ghÐp thµnh h×nh trô, gi÷a c¸c l¸ ®ång cã

líp c¸ch ®iÖn víi nhau vµ víi trôc b»ng mét líp mica máng. Trªn vµnh

®æi chiÒu cã 2 chæi than ®−îc gi÷ cè ®Þnh t¹i méth vÞ trÝ vµ nèi d©y ra

m¹ch ngoµi.

Dùa vµo ph−¬ng ph¸p kÝch tõ m¸y ®iÖn mét chiÒu cã c¸c lo¹i : kÝch tõ

®éc lËp, kÝch tõ song song, kÝch tõ nèi tiÕp vµ kÝch tõ hæn hîp.

Ph©n lo¹i m¸y ph¸t ®iÖn hµn mét chiÒu:

1. M¸y ph¸t ®iÖn hµn cã cuén kÝch tõ ®éc lËp vµ cuén d©y khö tõ

(cuén c¶n) m¾c nèi tiÕp.

2. M¸y hµn cã cuén kÝch tõ song song vµ cuén khö tõ m¾c nèi tiÕp.

3. M¸y hµn mét chiÒu cã cù tõ l¾p rêi.

4. M¸y hµn ®iÖn mét chiÒu cã nhiÒu tr¹m. ...

M¸y ph¸t ®iÖn hµn cã cuén kÝch tõ ®éc lËp vµ cuén d©y khö tõ (cuén c¶n) m¾c nèi

tiÕp.

Cuén c¶n t¹o ra tõ th«ng c¶n nh»m khö tõ vµ t¹o ra ®−êng ®Æc tÝnh ngoµi c«ng vµ dèc.

H×nh 3- 24 S¬ ®å nguyªn lý mét m¸y hµn mét chiÒu kiÓu kÝch tõ ®éc lËp

§−îc ®Æc tÝnh ngaßi cña m¸y hµn hå quang tay b»ng dßng ®iÖn mét chiÒu

cã d¹ng nh− sau:

Thay ®æi nhê biÕn

U

Thay ®æi nhê c¸i chuyÓn m¹ch

I _h

109

H×nh 3 - 25 §−êng ®Æc tÝnh ngoµi .

d. M¸y hµn dßng chØnh l−u

¦u cña m¸y hµn chØnh l−u :

• Kho¶ng ®iÒu chØnh chÕ ®é hµn réng;

• ChÊt l−îng hµn cao

• Kh«ng cã phÇn quay nªn kh«ng cã tiÕng ån;

• Ýt tæn thÊt khi ch¹y kh«ng t¶i;

• Khèi l−îng nhá vµ c¬ ®«mngj h¬n;

• Cã thÓ thay c¸c d©y quÊn tõ ®ång b»ng d©y nh«m sÏ cã gi¸ thµnh rÎ h¬n.

Nh−îc ®iÓm :

• Thêi gian ng¸n m¹ch dµi, cã thÓ lµm cho ®ièt bÞ háng

• Phô thuéc vµo ®iÖn thÕ nguån

M¸y hµn chØnh l−u cã 3 bé phËn :

• M¸y biÕn ¸p vµ c¸c bé phËn ®iÒu khiÓn, ®ãng ng¾t dßng vµ ®iÖn ¸p;

• Bé phËn chØnh l−u.

• Bé phËn thay ®æi dßng ®iÖn ®Ó hµn

H×nh 3- 26 S¬ ®å nguyªn lý cña m¸y hµn mét pha chØnh l−u 2 nöa chñ kú

I_n

a/

T

I_CL

b/

H×nh 3- 27 BiÕn thiªn cña dßng ®iÖn nguån (a) vµ dßng chØnh l−u (b)

T

110

H×nh3- 28 S¬ ®å nguyªn lý m¸y hµn chØnh l−u 3 pha

I

T

H×nh 3- 29 §å thÞ biÕn thiªn dßng ®iÖn chØnh l−u 3 pha

3.3.5 C«ng nghÖ hµn hå quang

VÞ trÝ c¸c mèi ghÐp hµn trong kh«ng gian : cã 4 vÞ trÝ chÝnh

1

II

III

2

3

IV

H×nh 3- 30 VÞ trÝ c¸c mèi hµn trong kh«ng gian.

I - hµn b»ng

III - hµn ng÷a

II

IV

- hµn ngang , hµn leo(hay hµn ®øng)

- hµn trÇn. (hµn trÇn lµ vÞ trÝ hµn ®Æc biÖt .

Ghi chó: 1- que hµn

2-vËt hµn

3 - hå quang

C¸c lo¹i mèi ghÐp hµn ®−îc ph©n ra:

• Mèi hµn gi¸p nèi (a, c) tøc lµ c¸c ®Çu nèitiÕp gi¸p vµo nhau; mèi hµn chång mÝ (b).

Mèi hµn gãc ( d ) Mãi ghÐp hµn theo kiÓu ch÷ T , L ...(e)

a/

c/

d /

e/

b/

H×nh 3- 31 C¸c lo¹i mèi ghÐp hµn

ChuÈn bÞ c¸c lo¹i mèi hµn.

§Ó t¹o ®iÒu kiÖn cho mèi hµn kÕt tinh (®«ng ®Æc) tèt tr¸nh ®−îc mét sè khuyÕt tËt,

ng−êi ta ph¶i chuÈn bÞ c¸c mÐp hµn tr−íc khi hµn. Kh©u chuÈn bÞ bao gåm c¸c b−íc :

• Lµm s¹ch mÐp vËt hµn ;

• §æi víi thÐp máng cÇn gÊp mÐp ;

• §èi víi thÐp cã chiÒu dµy lín cÇn ph¶i v¸t mÐp.h×nh d¹ng vµ kÝch th−íc cÇn v¸t

theo tiªu chuÈn .

111

• Chän khe hë gi÷a 2 vËt hµn;

Chän lo¹i que hµn

Nguyªn t¾c chän que hµn cã thµnh phÇn gÇn t−¬ng tù thµnh phÇn kim lo¹i c¬ b¶n.

L−u ý cÇn chän que hµn cã thµnh phµn c¸c bon thÊp h¬n mét Ýt vµ chän lo¹i cã c¸c

nguyªn tè hîp kim ®Ó t¨ng c¬ tÝnh cho mèi hµn.

ChÕ ®é hµn ChÕ ®é hµn lµ tËp hîp c¸c th«ng sè c«ng nghÖ vµ ®iÖn ®Æc tr−ng cho qóa

tr×nh hµn nh»m nhËn ®−îc mèi hµn cã chÊt l−îng theo yªu cÇu kû thuËt.c¸c th«ng sè

®ã lµ:

d _h

I _h

U _h

n

- ®−êng kÝnh que hµn

- c−êng ®é dßng ®iÖn hµn (A)

- hiÖu ®iÖn thÕ hµn

- sè líp cÇn hµn

- vËn tèc hµn;

(mm)

(V)

V _h

m/h

t _h

- thêi gian hµn

giê (h)

Khi hµn hå quang tay, th× d vµ I lµ hai ®¹i l−îng quan träng nhÊt .

h

Chän ®−êng kÝnh que hµn phô thuéc vµo :ChiÒu dµy cña vËt hµn ;VÞ trÝ mèi hµn trong

kh«ng gian : hµn ngang / hµn ®øng/ hµn leo chän d_h<=5mm hµn trÇn th× nªn chän

que hµn cã ®−êng kÝnh d_h<=4mm . d_hcã thÓ chän theo b¶ng sau:

B¶ng 3 - 3

S (mm)

d_h(mm)

1,5 - 2,0

1,6 - 2,0

3

4 - 8

4

9 - 12

4 - 5

16 - 20

5 - 6

C−êng ®é dßng ®iÖn ;

• Chän theo gi¸ trÞ cho phÐp cã ghi trªn bao gãi que hµn .

π.d_h²

• TÝnh theo c«ng thøc ;

(A)

I_h=

J

4

d_h- ®−êng kÝnh que hµn

J - mËt ®é c−êng ®é dßng ®iÖn hµn

thuèc bäc que hµn :

Chó ý :

( tÝnh b»ng mm)

(A/mm ); J -phô thuéc vµo nhãm

2

• Khi hµn nh÷ng tÊm kim lo¹i máng cÇn gi¶m dßng ®iÖn xuèng 10 - 15 %

• Khi hµn trÇn , cÇn gi¶m xuèng 15- 25 % so víi vÞ trÝ hµn b»ng .

112

3.4 Hµn vµ c¾t kim lo¹i b»ng khÝ

3.4.1 Kh¸i niÖm

Hµn khÝ lµ mét qu¸ tr×nh nèi liÒn c¸c chi tiÕt l¹i víi nhau nhê ngän l÷a cña c¸c

khÝ ch¸y, ch¸y trong « xy kü thuËt . C¸c lo¹i khÝ ch¸y ®ã lµ C H , CH , C H , H ,

2 2 4 6 6

2

... HiÖn nay hµn khÝ ®−îc sö dông réng r·i v× thiÕt bÞ hµn ®¬n gi¶n, gi¸ thµnh h¹ mÆc

dï n¨ng suÊt cã th¾p h¬n so víi hµn ®iÖn hå quang. Hµn khÝ rÊt thuËn lîi cho nh÷ng

n¬i xa nguån ®iÖn. Hîp lý nhÊt lµ sö dông ph−¬ng ph¸p nµy ®Ó hµn c¸c chi tiÕt cã

chiÒu dµy bÐ, chÕ t¹o vµ söa ch÷a c¸c lo¹i chi tiÕt tõ vËt liÖu: thÐp, ®ång , nh«m, ...

3.4.2 S¬ ®å mét tr¹m hµn vµ c¾t kim lo¹i b»ng khÝ

6

3

8

7

9

1

3

H×nh 3- 32 S¬ ®å mét tr¹m hµn vµ c¾t kim lo¹i b»ng khÝ

gi¶m ¸p b×nh «xy; 7- Van gi¶m ¸p b×nh axetylen 8 - Tay n¾m; 9- §Çu má hµn

10 - Ngän l÷a hµn;

H×nh 3 - 33 C¸c lo¹i b×nh chøa khÝ

3.4.3 VËt liÖu hµn khÝ

Bao gåm c¸c lo¹i que hµn, thuèc hµn, c¸c lo¹i khÝ ch¸y, ... vµ « xy kü thuËt.

kim lo¹i cho mèi hµn.

113

KhÝ hµn « xy kü thuËt vµ c¸c lo¹i khÝ ch¸y kh¸c : C₂H₂, CH₄, ...

Thuèc hµn cã t¸c dông t¶y s¹ch mèi hµn, t¹o ®iÒu kiÖn cho qu¸ tr×nh hµn dÔ dµng, b¶o

vÖ mèi hµn vµ t¨ng c¬ tÝnh cho nã. Yªu cÇu ®èi víi thuèc hµn : DÔ ch¶y, nhiÖt ®é nãng

ch¶y cña thuèc hµn ph¶i thÊp h¬n nhiÖt ®é nãng ch¶y cña kim lo¹i c¬ b¶n, t¸c dông

nhanh víi « xyd kim lo¹i ®Ó t¹o xû, gi¶i phãng kim lo¹i, xû dÓ bong; Khèi l−îng

riªng cña thuèc hµn ph¶i nhá h¬n cña kim lo¹i c¬ b¶n & kh«ng cã t¸c dông xÊu ®èi

víi kim lo¹i c¬ b¶n & kim lo¹i mèi hµn; Thuèc hµn ph¶i nãng ch¶y ®Òu vµ bao phñ kÝn

bÌ mÆt vïng kim lo¹i cÇn hµn; Thuèc hµn cã hai lo¹i : cã tÝnh a xid & baz¬. Lo¹i cã

tÝnh a xid dïng ®Ó hµn c¸c kim lo¹i mµu, Lo¹i cã tÝnh ba z¬ th−êng dïng ®Ó hµn gang;

VÝ dô: Thuèc hµn ®ång : Na₂B₄O₇.10H₂O, H₃BO₃.

Na B O

==> NaBO

+

B O

2 3

2 4 7

2

NaBO

CuO

+

B O +

2 3

CuO ===> (NaBO ) .Cu(BO )

2 2 2 2

2

B O +

2 3

ZnO ===> (NaBO ) .Zn(BO )

2 2 2 2

Na B O

2 4 7

===> (NaBO ) .2Na(BO )

2 2 2 2

o

T

< 1000 C

cã nc

Ghi chó nhiÖt ®é nãng ch¶y cña

o

T Cu

nc

=

1083 C;

T Cu O

nc

=

1235 C

2

o

T CuO

nc

1336 C

3.4.4 Ngän l÷a hµn

3

1

2

Ngän löa c¸c bon ho¸

Ngän löa b×nh th−êng

Ngän löa ¤xy ho¸

H×nh 3-33 CÊu t¹o cña ngän l÷a hµn vµ c¸c lo¹i ngän löa

1 - Nhân ngọn lửa 2 - Vùng trung tâm 3 - Vùng đuôi ngọn lửa

C¸c lo¹i ngän l÷a hµn:

114

V_O2

Ngän l÷a b×nh th−êng

Ngän l÷a «xy ho¸ β =

Ngän l÷a c¸c bon ho¸

β =

= 1,10 - 1,2

< 1,05 - 1,1

V_{C2H 2}

V_O2

V_{C2H 2}

> 1.2

V_O2

β =

V_{C2H 2}

T

1

2

3

L

3.4.5 ThiÕt bÞ hµn khÝ

ThiÕt bÞ hµn khÝ gåm cã : B×nh chøa khÝ « xy, b×nh chøa khÝ axetylen hoÆc b×nh chÕ

khÝ axetylen hoÆc c¸c b×nh chøa khÝ ch¸y kh¸c (b×nh chøa khÝ metan, ...). Van gi¶m ¸p

b×nh «xy, van gi¶m ¸p b×nh axetylen, kho¸ b¶o hiÓm cho b×nh chÕ khÝ axetylen, má

hµn, má c¾t, èng dÉn khÝ vµ mét sè dông cô kÌm theo.

B×nh chøa khÝ

B×nh chøa khÝ ®−îc chÕ t¹o tõ thÐp c¸c bon hay tõ thÐp hîp kim b»ng ph−¬ng

ph¸p dËp (dïng cho c¸c lo¹i b×nh ¸p suÊt cao) hoÆc hµn dïng cho b×nh cã ¸p suÊt thÊp

(b×nh chøa khÝ C₂H₂, NH₃. B×nh chøa khÝ th−êng cã dung tÝch 40 lÝt. B×nh chøa khÝ «xy

cã ¸p suÊt 100, 150 vµ 200 ¸t . C¸c lo¹i khÝ ch¸y nh− hydro, mªtan, nit¬, kh«ng khÝ

nÐn cã thÓ cho vµo b×nh ¸p suÊt cao (100, 150, 200 ¸t) riªng b×nh chøa khÝ axetylen,

am«ni¸c NH₃ph¶i cho vµo b×nh cã ¸p suÊt thÊp. B×nh chøa khÝ C2H2 th−êng cã dung

tÝch 40 lÝt vµ ¸p suÊt tèi ®a lµ 19 ¸t, bªn trong cã chøa bät xèp vµ than ho¹t tÝnh cã tÈm

axetol nh»m chèng næ b×nh (mét b×nh chøa kho¶ng 290 - 320 gam than, 225 - 230

gam axeton cho 1 lÝt b×nh chøa). S¬ ®å cÊu t¹o mét sè b×nh chøa khÝ vµ b×nh chÕ khÝ

®−îc

thÓ hiÖn trªn h×nh

.

B×nh chÕ khÝ

Lµ lo¹i thiÕt bÞ dïng ®Ó ®iÒu chÕ khÝ axetylen

115

C¸c bé phËn chÝnh cña b×nh chÕ khÝ C₂H₂: (xem h×nh 3 36 )

1. Van mét chiÒu kh«ng cho kh«ng

21.Van kiÓm tra mùc n−íc trong khÝ ¸p

khÝ ®i ng−îc vµo buång ph¶n øng.

2. Van b¶o hiÓm (P < 1,5 at)

3. VÝt vÆn

4. Thanh ngang gi÷ n¾p b×nh

5. Van x¶ khÝ

kÕ n−íc;

22.N¾p th¸o n−íc v«i;

23.Mãc treo giá c¸c bua khi kh«ng lµm

viÖc

24. Thanh ngang cña giá c¸c bua can

xi CaC2;

25.Cö d−íi (møc d−íi) cña ®ßn b¶y khi

h¹ xuèng;

can xi

6. N¾p ®¹y

7. §ång hå ®o ¸p suÊt tr«ng b×nh

8. MiÖng èng ®ç n−íc vµo b×nh

9. Buång chøa khÝ axetylen

10.Kho¸ ®ãng më khÝ Axetylen

11.Van gi¶m ¸p

12.N¾p ®¹y vµ mµng b¶o hiÓm

13.Kho¸ b¶o hiÓm

14.Van më khÝ ®i ra má hµn

15.Van kiÓm tra møc n−íc an toµn cho

kho¸ b¶o hiÓm lµm viÖc b×nh th−êng

16.Van th¸o n−íc

27.§ßn b¶y;

28.MiÖng èng th¶i n−íc;

29.Van kiÓm tra mùc n−íc trong b×nh

chøa khÝ;

30.Giá chøa c¸c bua can xi (®Êt ®Ìn);

31.Quai cÇm cña giá chøa cacbua can

xi CaC2;

32.Buång ph¶n øng;

33.èng dÉn khÝ tõ buång ph¶n øng ra

buång chøa;

17.èng dÉn;

18.Møc n−íc trong buång ph¶n øng;

19.V¸ch ng¨n gi÷a 2 buång;

20.KhÝ kÕ ¸p n−íc

§Æc tÝnh kü thuËt cña b×nh chøa :

1. Khèi l−îng c¸c bua can xi trong mçi lÇn n¹p : 3 kg

2. KÝch th−íc h¹t c¸c bua can xi (CaC2)

: d = 50 - 80 mm

: Q = 2000 lÝt/giê

3. ¸p lùc khÝ

: P = 1,5 at

4. N¨ng suÊt khi s¶n xuÊt liªn tôc

5. N¨ng suÊt lín nhÊt

: Q = 2000 lÝt / giê

116