Giáo trình Hàn hồ quang (Nghề: Xây dựng - Trình độ: Cao đẳng/Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Hàn hồ quang (Nghề: Xây dựng - Trình độ: Cao đẳng/Trung cấp)" được biên soạn với mục tiêu giúp sinh viên trình bày được phương pháp sử dụng máy hàn điện hồ quang; nêu được các yêu cầu ký thuật của mối hàn hồ quang; nắm được phương pháp gây hồ quang; đánh giá được chất lượng mối hàn hồ quang;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hàn hồ quang (Nghề: Xây dựng - Trình độ: Cao đẳng/Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. LỜI GIỚI THIỆU Trong công trình xây dựng dân dụng hay công nghiệp, công tác hàn nối cốt thép có vai trò quan trọng nhằm nối cốt thép để đảm bảo khả năng chịu lực, hoặc hàn để cố định một bộ phận, một cấu kiện hay một chi tiết nào đó như cố định ván khuôn, hàn cốt đai cọc BTCT… Module Hàn hồ quang có mã số MĐ 27 sẽ trang bị cho người học những kiến thức cần thiết để biết cách gá lắp được một số kết cấu hàn đơn giản: Dầm và trụ, dàn, tấm vỏ. Sau khi học xong module này, người học sẽ làm được các công việc sau: + Vận hành, sử dụng và bảo dưỡng được một số loại máy hàn hồ quang thông dụng trên thị trường hiện nay như máy hàn MIG/MAG, TIG… + Tính toán được định mức nhân công, vật liệu phục vụ cho công tác hàn; + Kiểm tra, đánh giá được chất lượng mối hàn. Giáo trình này được biên soạn trên cơ sở chương trình đào tạo chi tiết của Tổng cục dạy nghề và có tham khảo nguồn tài liệu khác. Tác giả xin cảm ơn đồng nghiệp, các tác giả đã cung cấp nguồn tài liệu quí giá để biên soạn giáo trình này. Giáo trình sẽ có nhiều thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của đồng nghiệp và người học để giáo trình hoàn thiện hơn. Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tác giả Hồ Minh Tâm Nguyễn Trung Quang 1
MỤC LỤC TT Tên chương, bài Trang 1 Lời giới thiệu 01 2 Giáo trình module Hàn hồ quang 03 3 Bài 1. Vận hành máy hàn điện 04 4 Bài 2. Gây và di chuyển que hàn. 09 5 Bài 3. Khởi đầu mối hàn và kết thúc mối hàn 15 6 Bài 4. Hàn nối cốt thé chồng mí 17 7 Bài 5. Hàn nối cốt thép có thanh ốp 26 8 Bài 6. Hàn nối cốt thép có tấm lót hình máng 34 9 Bài 7. Cắt thép cacbon bằng que hàn hồ quang tay 54 10 Bài 8. Khuyết tật hàn và các phương pháp kiểm tra 57 11 Bài 9. Tính vật liệu, nhân công trong quá trình hàn 65 12 Tài liệu tham khảo 72 2
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Hàn hồ quang Mã số mô đun: MĐ 27 Thời gian thực hiện: 60 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ ; Thực hành : 26 giờ, kiểm tra 4 giờ) I.Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí mô đun: Bố trí học sau khi kết thúc mô đun chuyên nghề như Công tác: xây, trát – láng, lát - ốp.... - Tính chất của mô đun: Đây là mô đun cơ bản giúp người học hình thành các kỹ năng sử dụng dụng cụ và máy hàn dùng cho nghề hàn. Học xong mô đun này người học có khả năng vận hành được máy hàn, thiết bị trong lĩnh vực nghề và hàn hàn nối được cốt thép trong xây dựng. II. Mục tiêu của mô đun: *Kiến thức: - Trình bày được phương pháp sử dụng máy hàn điện hồ quang. - Nêu được các yêu cầu ký thuật của mối hàn hồ quang. - Trình bày được phương pháp gây hồ quang . - Đánh giá được chất lượng mối hàn hồ quang . - Phân tích được khối lượng vật liệu nhân công trong công việc hàn hồ quang. *Kỹ năng: - Sử dụng được máy hàn điện hồ quang. - Hàn nối được cốt thép trong xây dựng. - Tính toán được khối lượng vật liệu nhân công trong công việc hàn hồ quang. *Năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Rèn luyện tính cẩn thận, tỷ mỷ chính xác, gọn gàng ,tiết kiệm trong quá trình làm việc. III. Nội dung mô đun. 3
Bài 1 VẬN HÀNH MÁY HÀN ĐIỆN Mục tiêu của bài: *Kiến thức: - Mô tả được cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy hàn ASTRO 250DC. - Nêu được phương pháp đấu và điều chỉnh nguồn điện vào máy hàn. *Kỹ năng: - Vận hành và sử dụng được máy hàn ASTRO 250DC.. - Biết cách bảo quản , xử lý sự cố máy hàn điện. *Năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Có ý thức tổ chức kỷ luật, có tác phong công nghiệp. - Có tính cẩn thận, tỷ mỷ, chịu khó. - Tuân thủ các quy định an toàn lao động về điện khi sử dụng máy hàn. I.Mục đích và yêu cầu: 1.Mục đích. Vận hành được một máy hàn điện thông dụng 2. Yêu cầu - Kỹ thuật: Vận hành đúng quy trình, chức năng - Thao tác: Thực hiện đúng thao, động tác - Thời gian: - An toàn: Tránh điện giật, ánh sáng hồ quang 3. Nội dung 1. Cấu tạo máy hàn. - Điện áp nguồn 3 pha 380 V - Sai số điện nguồn cho phép ±10% - Tần số 50 Hz , Công suất đầu vào 6 KVA, 9 KW - Điện áp không tải Max 64 V - Điện áp hàn 30 V - Chu kỳ danh định 60% - Phương pháp điều kiển Mosfet, inverter - Phương pháp làm mát quạt gió. - Kích thước 520x250x480 - Trọng lượng 21 kg - Cáp cách điện IP23S nguồn - Dây nguồn lớn hơn 3,2 mm2 2. Nguyên lý làm việc. 2.1.Yêu cầu đối với máy hàn. Hồ quang dùng để hàn và điện thường dùng có sự khác nhau rất lớn. Ví dụ , trong khi dùng đèn điện, điện trở của nó hầu như cố định, nhưng sự biến đổi của hồ quang dùng để hàn thì lại vô cùng phức tạp. Khi mồi hồ quang, trước tiên là cho que hàn tiếp xúc với mặt vật hàn, để tạo thành hien tượng chập mạch tiếp đó, nhắc ngay que hàn lên để mồi hồ quang, trong quá trình mồi. Như vậy, điện trở chập mạch bằng 0, khi hồ quang đốt cháy thì điện trở có một trị số nhất định. 4
Trong quá trình đốt cháy hồ quang vì ta thao tác bằng tay cho nên chiều dài của hồ quang luôn bị thay đổi như vậy hồ quang dài thì điện trở lớn , ngược lại khi hồ quang ngắn thì điện trở nhỏ. Do đó muốn cho hồ quang hơi dài đốt cháy một cách ổn định thì đòi hỏi phải có một điện thế hơi cao ngược lại nếu hồ quang hơi ngắn thì đòi hỏi điện thế cũng phải hơi thấp. Ngoài ra còn do que hàn nóng chảy nhỏ giọt vào bể hàn. Trong mỗi giây que hàn nóng chảy nhỏ giọt trên 20 giọt , khi những giọt to rơi xuống sẽ tạo thành hiện tượng chập mạch làm hồ quang bị tắt sau đó để mồi lại hồ quang đòi hỏi phải có một điện thế tương đối cao ngay lúc đó . Do những đặc điểm trên nếu dùng máy điện phát hay máy biến thế thông thường để cung cấp điện cho hồ quang thì sẽ không thể nào duy trì một cách ổn định quá trình đốt cháy hồ quang thậm chí không mồi được hồ quang đôi khi còn có thể cháy máy phát điện hoặc máy biến thế. Để đáp ứng những nhu cầu trong khi hàn máy hàn điện phải đạt những yêu cầu sau đây : 1. Điện thế không tải của máy hơi cao hơn điện thế khi hàn , đồng thời không gây nguy hiển khi sử dụng (Uo  80 vôn ). Ví dụ , đối với dòng điện xoay chiều Uo = 55  80 vôn còn nguồn một chiều Uo = 3055 vôn ; Điện thế làm việc (khi hàn ) của nguồn xoay chiều là Uh = 2545 vôn , của dòng điện một chiều là Uh = 16 35 vôn . 2. Khi hàn thường xẩy ra hiện tượng ngắn mạch , lúc này cường độ dòng điện rất lớn dòng điện lớn không những làm nóng chảy thanh que hàn và vật hàn mà còn phá hỏng máy do đó trong quá trình hàn không cho phép dòng điện ngắn mạch Iđ = (1,3 1,4) Ih. 3. Tùy thuộc vào sự thay đổi chiều dài hồ quang , điện thế công tác của máy hàn điện phải có sự thay đổi nhanh chóng cho thích ứng . Khi chiều dài của hồ quang tăng thì điện thế công tác tăng , khi chiều dài hồ quang giảm thì điện thế công tác cũng giảm . 4. Quan hệ giữa điện thế và dòng điện của máy hàn gọi là đường đặc tính ngoài. (a) (b) Đường đặc tính ngoài của máy hàn . Đường đặc tính ngoài để hàn hồ quang tay yêu cầu phải là đường cong dốc liên tục . Tức là dòng điện trong mạch tăng lên thì đien thế của máy giảm xuống và ngược lại. Đường đặc tính ngoài càng dốc thì càng thỏa mãn những yêu cầu ở trên và càng tốt, vì khi chiều dài hồ quang thay đổi dòng điện hàn thay đổi ít. Phối hợp giữa đường đặc tính tĩnh của hồ quang 2 và đường đặc tính ngoài của máy hàn 1 ta thấy chúng cắt nhau tại hai điêm B và A. Điểm B là điểm gây hồ quang, ở đây có điện thế lớn để tạo 5
điều kiện gây hồ quang, nhưng vì cường độ nhỏ nên không thể duy trì sư cháy ổn định của hồ quang, mà điểm A mới là điểm hồ quang cháy ổn định. 5. Máy hàn phải điều chỉnh đường cường độ dòng điện để thích ứng với những yêu cầu hàn khác nhau v.v ... 2.2. Nguyên lý làm việc chung của máy như sau: Máy chạy không tải (là lúc máy chưa làm việc). Điện thế U1 trong cuộn dây sơ cấp W1, bang điện thế của mạng điện, trong cuộn dây sơ cấp này có dòng điện sơ cấp I1, chạy qua và tạo ra từ thông 0 chạy trong lõi của máy, từ thông 0 gây ra trên cuộn dây thư cấp W2. Lúc chưa làm việc: Ih = 0 ; Ih – Dòng điện hàn (Ampe). Ukt = U2 ; Ukt - Điện thế không tải ( vôn); U2 – Hiệu điện thế trên hai đầu dây của cuộn thứ cấp (vôn). Đường đặc tính của hồ quang 2 và đường tính ngoài của máy 1: Sơ đồ nguyên lý của máy hàn xoay chiều kiểu CTý - Máy chạy có tải ( là lúc máy làm việc ) Ih  0. U2 = Uh +Utc : Uh –điện thế hàn , Utc – Điện thế trong bộ tự cảm(vôn) Điện thế bộ tự cảm bằng: Utc = Ih(Rtc + Xtc) Rtc – Điện trở thuận của bộ tự cảm (ôm). Xtc – Trở kháng của bộ tự cảm (ôm). Xtc = 2L  - Tần số dòng điện xoay chiều (Hz). 6
L – Hệ số tự cảm của bộ tự cảm. Điện trở Rtc nhỏ hơn Xtc , nếu không tính đến Rtc thì có thể kết luận rằng: Dòng điện hàn càng lớn , trở kháng của bộ tự cảm và điện thế trong bộ tự cảm càng lớn thì điện thế hàn lúc điện thứ cấp không đổi càng giảm. Hành trình ngắn mạch: (Lúc điện thế hàn giảm xuống bằng không). Ih Tăng lên bằng Id Id Có thể tính theo công thức sau:   0,8Uf2.108 . WR2ttc f – Tần số dòng xoay chiều (Hz). Rt –Từ trở của bộ tự cảm. tc –Số vòng cuấn trong cuộn tự cảm. Từ đây ta có thể điều chỉnh được dòng điện ngắn mạch cũng như dòng điện hàn bằng hai cách: a) Thay đổi số vòng quấn trong cuộn tự cảm tc . b) Thay đổi từ trở trong bộ tự cảm Rt. Muốn thay đổi Rt ta chỉ việc thay đổi khe hở không khí (a) trong bộ tự cảm. Tăng khe hở (a) thì Rt tăng, L giảm nên Xtc và Utc giảm xuống, do đó cường độ dòng điện hàn tăng . Giảm khe hở thì Xtc và Utc tăng nên cường độ dòng điện hàn giảm xuống. Điều chỉnh cường độ dòng điện bằng hai phương pháp, thay đổi số vòng quấn wtc của bộ tự cảm thì chỉ có khả năng điều chỉnh từng cấp một do đó ít dùng. Điều chỉnh dòng điện hàn bằng phương pháp thay đổi khe hở không khí a trong bộ tự cảm thì có thể điều chỉnh được từng cấp dòng điện hàn. Mặt khác điều chỉnh dòng điện hàn theo phương pháp này dễ dàng và thuận lợi hơn. Máy hàn kiểu CT cồng kềnh vì có hai bộ phận riêng lẻ do đó đến năm 1925 viện sĩ Ni ki tin đã cải tiến thành máy hàn kiểu CTH. 2.1.4 Máy hàn bằng dòng điện chỉnh lưu. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ bán dẫn trong kỹ thuật hàn ngày càng ứng dụng nhiều chỉnh lưu. Máy hàn bằng dòng điện chỉnh lưu gồm hai bộ phận chính: máy biến thế (có cơ cấu điều chỉnh) và bộ phận chỉnh lưu dòng điện. Máy biến thế hoàn toàn giống máy biến thế hàn xoay chiều. Bộ phận chỉnh lưu bố trí trên mạch thứ cấp của máy biến thế và thường dùng là chỉnh lưu Sêlen và Silic. Tác dụng của chỉnh lưu là biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều để hàn. a. Máy hàn chỉnh lưu 1 pha * Sơ đồ mạch điện: Cấu tạo của máy gồm hai bộ phận chính: phần biến thế (có cơ cấu điều chỉnh) và phần chỉnh lưu dòng điện. Phần biến thế hoàn toàn giống như biến thế của máy hàn điện xoay chiều. Phần chỉnh lưu bố trí trên mạch thứ cấp của máy biến thế và thường dùng là các đi- ốt chỉnh lưu loại sêlen hoặc silíc. 7
Sơ đồ mạch điện máy hàn chỉnh lưu một pha * Nguyên lý làm việc: Giả sử ở nửa dầu của chu kỳ, đầu A mang điện dương, dòng điện đi qua biến trở đến nút (a), qua đèn 1 đến nút (b), qua mạch hàn (gồm cáp hàn, que hàn, vật hàn) đến nút (d). Do điện thế ở (a) cao hơn ở (d) nên dòng điện không đi qua đèn 4 mà qua đèn 3 đến nút (c). Do điện thế ở (b) cao hơn ở (c) nên dòng điện không đi qua đèn 2 mà trở về đầu B.Ở nửa sau của chu kỳ đầu B mang điện dương, dòng điện đến nút (c) qua đèn 2 đến nút (b), qua mạch hàn đến nút (d). Do điện thế ở nút (c) cao hơn ở (d) nên dòng điện không qua đèn 3 mà qua đèn 4 đến nút (a). Do điện thế ở (b) cao hơn ở (a) nên dòng điện không qua đèn 1 mà qua biến trở về đầu A. Như vậy kết thúc một chu kỳ dòng điện luôn đi theo một chiều nhất định. b. Máy hàn chỉnh lưu 3 pha. * Sơ đồ mạch điện: Sơ đồ mạch điện máy hàn chỉnh lưu ba pha Máy cũng gồm hai bộ phận chính: phần biến thế có bộ phận điều chỉnh dòng điện thứ cấp của máy và phần chỉnh lưu dòng điện. Phần biến thế hàn là loại biến thế hàn 3 pha đấu Y hoặc  . Ở mỗi mạch của thứ cấp có bố trí một biến trở đặc biệt dùng để điều chỉnh dòng điện thứ cấp ở mỗi pha trước khi đưa qua chỉnh lưu. Phần chỉnh lưu được bố trí trên mạch thứ cấp của máy bằng bộ chỉnh lưu cầu gồm 6 đèn bán dẫn. * Nguyên lý làm việc: Khi nối các pha của cuộn dây sơ cấp của máy vào lưới điện xoay chiều ba pha thì ở các cuộn dây thứ cấp của máy sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng. Do trong mạch chỉnh lưu cầu có bố trí 6 đèn bán dẫn nên trong mỗi một phần sáu của chu kỳ có một cặp chỉnh lưu làm việc theo trình tự: 1 - 5; 2 - 4; 3 - 6. Kết quả là trong toàn bộ chu kỳ, dòng điện được chỉnh lưu liên tục và đường cong dòng điện gần như là đường thẳng. Như vậy dòng điện xoay chiều ba pha sau khi đi qua chỉnh lưu chỉ đi theo một hướng và có độ nhấp nhô rất nhỏ vì vậy dòng điện hàn rất ổn định, hiệu suất sử dụng lưới 8
điện cao. Đó chính là lý do hiện nay chủ yếu sử dụng loại máy hàn chỉnh lưu loại ba pha. Nhận xét: máy hàn bằng dòng điện chỉnh lưu không có phần quay nên kết cấu đơn giản và tốt hơn máy hàn một chiều kiểu động cơ máy phát. Ngoài ra nó còn có hệ số công suất hữu ích cao, công suất lúc không tải nhỏ hơn 5 - 6 lần so với máy phát dòng điện hàn một chiều. So với máy hàn xoay chiều thì quá trình hàn ổn định hơn, thuận lợi cho việc hàn các loại vật liệu khác nhau.Vì vậy máy hàn bằng dòng điện chỉnh lưu ngày càng được sử dụng rộng rãi. 9
BÀI 2 GÂY VÀ DI CHUYỂN QUE HÀN Mục tiêu của bài: * Kiến thức: - Giải thích được các phương pháp gây hồ quang và bản chất của hiện tượng này. - Phân biệt được sự khác biệt giữa các chuyển động và các cách di chuyển que hàn. * Kỹ năng: - Gây được hồ quang và di chuyển que hàn đúng cách, đúng tốc độ. * Năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Có ý thức tổ chức kỷ luật, có tác phong công nghiệp. - Có tính cẩn thận, tỷ mỷ, chịu khó. - Tuân thủ các quy định an toàn lao động về điện khi sử dụng máy hàn. 1. Phương pháp gây hồ quang hàn: Có 2 phương pháp : a. Phương pháp mồi hồ quang ma sát: -Giống như ta đánh diêm, cho que hàn vạch lên trên mặt vật hàn, xuất hiện hồ quang nhân lúc kim loại chưa bắt đầu chảy nhiều lập tức nâng đầu que hàn và giữ khoảng cách từ đầu que hàn đến vật hàn từ 2- 4mm. 2 -4 2 -4 a b b. Phương pháp mổ thẳng: Cho que hàn tiếp xúc (đầu que hàn và vật hàn đụng nhẹ vào nhau) sau đó xuất hiện hồ quang, nhanh chóng nâng đầu que hàn cách vật hàn từ 2 -4 mm. Đối với người mới học nghề thì phương pháp ma sát để điều khiển hơn nhưng gây hỏng bề mặt hàn, còn phương pháp mổ thẳng khó thao tác, thường sinh ra hồ quang bị tắt, hoặc chập mạch. Như vậy để nắm vững động tác khi mồi hồ quang, điều chủ yếu động tác cổ tay cần phải linh hoạt và chính xác. Chú ý: Trường hợp que hàn bị dính vào vật hàn, chỉ cần lắc que hàn sang phải hoặc sang trái có xu hướng kéo que hàn rời khỏi vật hàn. Nếu que hàn không rời ra ta bấm kìm hàn để nhả que hàn ra, sau đó tiến hành làm lại từ đầu. 2. Tác dụng của điện, từ trường đối với hồ quang hàn. Trong quá trình hàn kim loại lỏng từ điện cực chuyển dịch vào vũng hàn dưới dạng những dọt nhỏ, để có được sự dịch chuyển này là nhờ: 2.1. Trọng lực của các dọt kim loại lỏng. Những giọt kim loại lỏng hình thành ở đầu que hàn, nhờ trọng lực mà những giọt kim loại lỏng này luôn có xu hướng rơi xuống nên khi hàn sáp ta thực hiện dễ dàng. 2.2. Sức căng mặt ngoài. 10
Sức căng bề mặt sinh ra do tác dụng của lực hút phân tử, lực hút phân tử luôn có khuynh hướng tạo cho bề mặt chất lỏng một năng lượng nhỏ nhất. Vì vậy sức căng bề mặt tạo nên những dọt kim loại lỏng có dạng hình cầu, những dọt hình cầu này mất đi khi chúng rơi vào vũng hàn và bị sức căng bề mặt của vũng hàn kéo vào tạo thành dạng chung của vũng hàn. Sức căng bề mặt tạo điều kiện giữ cho kim loại lỏng của vũng hàn khi hàn trần không bị rơi xuống và hình thành mối hàn. 2.3. Cường độ điện trường. Dòng điện đi qua điện cực hàn và sinh ra xung quanh nó một điện trường, điện trường này ép lên que hàn và làm giảm mặt cắt ngang của que hàn, lực này cắt kim loại lỏng ở đầu que hàn thành những dọt nhỏ và đẩy chúng vào vũng hàn. 2.4. Áp lực bên trong. Trong quá trình hàn ở nhiệt độ cao có nhiều phản ứng hoá học xảy ra và sinh ra các chất khí, thể tích các chất khí này tăng lên và gây nên một áp lực mạnh đẩy các dọt kim loại lỏng tách khỏi que hàn để đi vào vũng hàn. Trong hàn nóng chảy, mối nối hàn gồm có ba vùng: Vùng mối hàn, vùng lân cận mối hàn (vùng ảnh hường nhiệt) và vùng kim loại cơ bản không bị ảnh hưởng nhiệt. 3. Di chuyển que hàn . 3.1.Các chuyển động cơ bản của que hàn. Trong quá trình hàn que hàn phải thực hiện một số chuyển động cơ bản để hình thành và hoàn thành mối hàn: - Que hàn chuyển động theo trục của nó. Để tạo ra chiều dài hồ quang không đổi và duy trì tính ổn định của hồ quang. - Que hàn chuyển động theo trục mối hàn để hàn hết chiều dài mối hàn. - Chuyển động dao động ngang mối hàn để tạo ra chiều rộng mối hàn. Phối hợp 3 chuyển động trên ta có các kiểu chuyển động cơ bản của que hàn. Sau đây chúng ta nghiên cứu một số phương pháp chuyển động cơ bản. 3.2. Các phương pháp chuyển động que hàn 3.2.1. Phương pháp chuyển động que hàn theo hình đường thẳng. Khi hàn que hàn chuyển động theo trục mối hàn và theo trục của nó, không được dao động ngang. - Đặc điểm: Hồ quang cháy ổn định, chiều sâu nóng chảy lớn, chiều rộng mối hàn nhỏ (b < 1,5.d), tốc độ hàn nhanh. - Ứng dụng: Khi hàn mối hàn giáp mối không vát mép, hàn lớp thứ nhất mối hàn nhiều lớp, mối hàn nhiều đường nhiều lớp. 3.2.2. Phương pháp chuyển động que hàn theo hình đường thẳng đi lại. Cho đầu que hàn chuyển động theo hình đường thẳng đi lại theo chiều dọc mối hàn. - Que hàn chuyển động theo trục của nó. Để tạo ra chiều dài hồ quang không đổi và duy trì tính ổn định của hồ quang. - Que hàn chuyển động theo trục mối hàn để hàn hết chiều dài mối hàn. 11
- Chuyển động dao động ngang mối hàn để tạo ra chiều rộng mối hàn. Phối hợp 3 chuyển động trên ta có các kiểu chuyển động cơ bản của que hàn. Sau đây chúng ta nghiên cứu một số phương pháp chuyển động cơ bản. 3.2. Các phương pháp chuyển động que hàn 3.2.1. Phương pháp chuyển động que hàn theo hình đường thẳng. Khi hàn que hàn chuyển động theo trục mối hàn và theo trục của nó, không được dao động ngang. - Đặc điểm: Hồ quang cháy ổn định, chiều sâu nóng chảy lớn, chiều rộng mối hàn nhỏ (b < 1,5.d), tốc độ hàn nhanh. - Ứng dụng: Khi hàn mối hàn giáp mối không vát mép, hàn lớp thứ nhất mối hàn nhiều lớp, mối hàn nhiều đường nhiều lớp. 3.2.2. Phương pháp chuyển động que hàn theo hình đường thẳng đi lại. Cho đầu que hàn chuyển động theo hình đường thẳng đi lại theo chiều dọc mối hàn. - Đặc điểm: Tốc độ hàn nhanh, mối hàn đẹp, chiều sâu nóng chảy giảm. - Ứng dụng: Hàn giáp mối tấm thép mỏng, hàn lớp thứ nhất mối hàn nhiều lớp có khe hở lớn … 3.2.3. Phương pháp chuyển động que hàn theo hình răng cưa. Cho đầu que hàn chuyển động ngang theo hình răng cưa và chuyển động về phía trước. ở hai cạnh dừng lại một lúc để đề phòng khuyết cạnh. - Đặc điểm: Dễ thao tác, chiều rộng mối hàn lớn. - Ứng dụng: Hàn những vật liệu dày, hàn các lớp tiếp theo mối hàn nhiều lớp, hàn đứng giáp mối, hàn ngữa giáp mối. 3.2.4. Phương pháp chuyển động que hàn theo hình bán nguyệt. Cho đầu que hàn chuyển động sang phải, sang trái theo hình bán nguyệt và chuyển động về phía trước. Dừng lại 2 bên một lúc để đề phòng khuyết cạnh. - Đặc điểm: Mối hàn đẹp và cao hơn so với phương pháp hình răng cưa đồng thời chất lượng mối hàn được nâng cao. - Ứng dụng: Giống như đối với hình răng cưa. 12
3.2.5. Phương pháp chuyển động que hàn theo hình tam giác. Cho đầu que hàn chuyển động theo hình tam giác và chuyển động về phía trước. Được chia thành 2 loại. - Chuyển đông theo hình tam giác nghiêng. Phương pháp này khống chế được kim loại lỏng ở đấu que hàn, làm cho mối hàn hình thành tốt, thường ứng dụng đẻ hàn ở vị trí ngang, hàn ngữa góc … - Chuyển đông que hàn theo hình tam giác cân. Phương pháp này hàn một lần được mối hàn tương đối dày, ít sinh ra khuyết tật, nâng cao hiệu suất. Thường ứng dụng khi hàn đứng có vát cạnh, hàn đứng chữ T. 3.2.6. Phương pháp chuyển động que hàn theo hình tròn. Cho đầu que hàn chuyển động theo hình tròn và chuyển động về phía trước, được chia thành 2 loại: - Chuyển động que hàn theo hình tròn: Phương pháp này nhiệt tập trung lớn, oxy nitơ dễ thoát ra ngoài, xỉ hàn dễ nổi lên, mối hàn cao. Thường được ứng dụng để hàn những vật liệu dày ở vị trí bằng. - Chuyển động theo hình tròn lệch. Phương pháp này dễ khống chế kim loại nóng chảy để hình thành mối hàn tốt. Thường dùng khi hàn các vị trí ngang, ngữa … Luôn sử dụng nút bịt lỗ tai hoặc bao tay trong phân xưởng. Không sử dụng bao tay khi mài hoặc lóc. Bảo đảm hệ thống hút khí luôn hoạt động. Bảo vệ tóc trong quá trình sử dụng máy. Kiểm tra để đảm bảo rằng các cầu chì Chú ý: Ngoài các phương pháp chuyến động trên trong thực tế còn có một số phương pháp chuyển động que hàn khác như: Phương pháp hàn chấm ngắt hồ quang, hàn theo kiểu hồ quang nhảy … 4. An toàn lao động: Học viên phải luôn tuân thủ mọi quy tắc về an toàn Quan sát các tín hiệu an toàn. Nhận biết các lối thoát khẩn cấp và trình tự sơ tán. Luôn mặc quần áo bảo hộ. Luôn sử dụng mũ và ủng bảo hiểm. Luôn đeo kính bảo vệ mắt. 13
đều ở trạng thái tốt trước khi sử dụng. Bảo đảm rằng các dụng cụ bảo vệ đã sẵn sàng trước khi vận hành máy. Chỉ được vận hành máy khi đã nắm chắc được cách sử dụng nó. Báo cáo mọi tai nạn, sự cố, hoặc các vấn đề có thể xẩy ra. Nếu có những điều chưa rõ hãy hỏi người hướng dẫn. 4.1. Sốc điện có thể gây tư vong Dây cáp nối điện cực hàn (que hàn) và nối vật hàn, nối đất là dạng điện “nóng” trong quá trình thợ hàn thực hiện công việc hàn. Không để da trần hay quần áo ướt chạm vào những phần điện “nóng” này. Mang bao tay da, không bị rách và khô để bảo vệ tay.Che chắn bản thân bạn khỏi vật hàn và mặt đất bằng những che chắn khô cách điện. Chắc chắn rằng các lớp bảo vệ này là đủ để che chắn những tiếp xúc của cơ thể bạn với vật hàn và mặt đất. Bổ sung những chú ý an toàn chung, nếu việc hàn được thực hiện trong điều kiện rủi ro về điện (vị trí ẩm ướt hoặc khi mặc đồ ướt, hàn trên những kết cấu kim loại như mặt sàn, lưới, giàn giáo, khi ở những vị trí chật hẹp như ngồi, quì, nằm, nếu có mức rủi ro cao không thể tránh khỏi hoặc các tiếp xúc có thể gây tai nạn với vật hàn hoặc mặt đất) hãy sử dụng các thiết bị như sau:  Máy hàn bán tự động, điện 1 chiều.  Máy hàn hồ quang tay, điện 1 chiều.  Máy hàn xoay chiều, có bộ kiểm soát điện áp. Trong hàn dây tự động và bán tự động, dây và cuộn dây hàn, đầu hàn, vòi cấp, hoặc súng hàn bán tự động cũng là các vật dạng điện “nóng”. Phải đảm bảo dây nối mát luôn tiếp xúc tốt với vật hàn và càng gần vùng hàn càng tốt. Nối đất đảm bảo cho vật hàn hoặc kim loại được hàn. Duy trì mỏ hàn, kẹp nối đất, dây hàn và máy hàn trong điều kiện hoạt động tốt, an toàn. Thay các phần bảo ôn, che chắn bị hỏng. Không nhúng kìm hàn hay súng hàn vào nước để làm mát. Không bao giờ chạm đồng thời các phần dạng điện “nóng” của mỏ hàn nối hai máy hàn với nhau bởi vì điệp áp giữa chúng có thể là tổng của điện áp mạch hở trên cả 2 máy hàn. Khi làm việc trên cao, hãy dùng đai an toàn để bảo vệ khỏi té ngã nếu bị sốc do điện gây ra. 4.2.Tia hồ quang có thể gây bỏng Dùng mặt che chắn (kính hàn) với kính lọc và tấm che thích hợp để bảo vệ mắt bạn tránh mồi lửa và hồ quang khi đang hàn hoặc quan sát hồ quang hàn. Mặt nạ che và kiếng lọc phải phù hợp với tiêu chuẩn. Sử dụng quần áo thích hợp được may từ vải chống lửa bền để bảo vệ da bạn và các người giúp việc tránh tia hồ quang. Bảo vệ những người khác bằng các tấm chắn chống cháy thích hợp và cảnh báo họ đừng chạm vào hồ quang hay để các tia hồ quang, xỉ hàn nóng bắn vào người. 4.3.Khói và khí có thể gây nguy hiểm. Hàn có thể gây ra khói và khí độc có hại cho cơ thể. Tránh hít thở các khói và khí này. Khi hàn, hãy tránh đầu bạn khỏi khu vực khói hàn bốc lên. Dùng đủ mức thông thoáng và/hoặc xả khí để đưa khói và khí này khỏi vùng thở. Khi hàn các loại que hàn có yêu cầu thông thoáng đặc biệt, như thép không gỉ, hoặc tôi cứng bề mặt (xem hướng dẫn trên bao bì) hoặc các tấm thép chì, và các kim loại khác, hoặc lớp sơn chúng thường tạo ra khói độc ở mức độ cao, giữ khí này thoát 14
ra càng ít càng tốt bên dưới mức Giá Trị Giới Hạn. Sử dụng xả cục bộ hoặc thông thoáng cơ khí. Trong không gian chật hẹp hoặc ở một vài trường hợp, ngoài trời, cần yêu cầu mặt nạ phòng độc. Cần các chú ý thêm khi hàn trên thép mạ. Không hàn ở các vị trí có hơi clo- hydrô-cácbon do các hoạt động tẩy nhờn, làm vệ sinh hoặc phun (sơn). Nhiệt và tia hồ quang có thể phản ứng với hơi dung dịch tạo ra các phos-gen, là một khí rất độc và các sản phẩm gây kích thích sưng tấy khác. Các loại khí bảo vệ dùng trong hàn hồ quang có thể chiếm chỗ không khí và gây ra các tổn thương hoặc tử vong. Luôn dùng đủ thông thoáng, đặc biệt là trong không gian chật hẹp, để đảm bảo mức an toàn cho khí thở. Đọc và hiểu các hướng dẫn của Nhà Sản Xuất cho các thiết bị và vật liệu hàn được dùng, kể cả các đặc tính kỹ thuật về an toàn và tuân theo các hướng dẫn thực tế an toàn của Công ty/xí nghiệp. 4.4 Tia lửa hàn có thể gây cháy hoặc nổ. Tháo bỏ những vật dễ bắt lửa khỏi vùng hàn. Nếu không thể di chuyển chúng, hãy che chắn chúng để tránh mồi lửa hàn bắt lửa. Hãy nhớ rằng tia lửa hàn và các mẫu vật nóng có thể dễ dàng đi xuyên qua các vết nứt nhỏ hay khe hở sang vùng bên cạnh. Tránh hàn gần các đường ống dẫn áp lực. Trang bị sẵn bình dập lửa. Khi khí nén được dùng tại công trường, cần chú ý đặc biệt để ngăn ngừa tình trạng nguy hiểm. Khi không hàn, phải chắc chắn rằng không có phần nào của dây hàn chạm vào vật hàn hoặc tiếp đất. Sự tiếp xúc vô tình có thể gây ra quá nhiệt và tạo ra nguy cơ phát hỏa. Không gia nhiệt, cắt hay hàn các bể chứa, bình hay thùng cho đến khi có các bước thích hợp để đảm bảo rằng các qui trình như vậy không gây ra các khói độc hay dễ cháy từ những chất bên trong. Chúng có thể gây ra nổ dù rằng đã được rút “sạch” hết. Mồi lửa và xỉ hàn được bắn ra từ hồ quang. Mặc quần áo bảo vệ không thấm dầu như bao tay da, quần áo dày khó bắt lửa, quần không gấu, giày cao cổ và đội mũ. Mang nút tai khi hàn ra ngoài trời hoặc trong những không gian chật hẹp. Luôn mang kính an toàn có che hai bên, khi ở trong khu vực hàn. Nối dây hàn vào vật hàn càng gần vùng hàn càng tốt. Dây hàn nối vào khung nhà hoặc các phần khác cách xa vùng hàn sẽ tăng khả năng dòng hàn đi qua các xích nâng, cáp cẩu, và các dòng xoay chiều khác. Điều này tạo ra nguy cơ phát lửa hoặc quá nóng các xích nâng/cáp cho đến khi chúng bị hỏng. 15
Bài 3 KHỞI ĐẦU MỐI HÀN VÀ KẾT THÚC MÔI HÀN Mục tiêu của bài: * Kiến thức: - Nêu được các hiện tượng tại vị trí khởi đầu, nối mối và kết thúc mối hàn. * Kỹ năng: - Gây được hồ quang và di chuyển que hàn đúng cách, đúng tốc độ. - Thực hiện được các phương pháp khởi đầu, nối mối và kết thúc mối hàn. * Năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Có ý thức tổ chức kỷ luật, có tác phong công nghiệp. - Có tính cẩn thận, tỷ mỷ, chịu khó. - Tuân thủ các quy định an toàn lao động về điện khi sử dụng máy hàn II.Bắt đầu, kết thúc và sự nối liền của mối hàn. a) Bắt đầu mối hàn: Là phần bắt đầu hàn, trong trường hợp chung, mối hàn ở phần này hơi cao một tý, bởi vì nhiệt độ của vật hàn trước khi hàn hơi thấp, sau khi mồi hồ quang không thể làm cho nhiệt độ kim loại ở chỗ bắt đầu không thể lên cao ngay được, nên độ sâu nóng chảy ở vùng này tương đối nông, làm cho cường độ của mối hàn yếu đi. Để giảm bớt hiện tượng này, sau khi mồi hồ quang, phải kéo dài hồ quang ra một tí, tiến hành dự nhiệt vật hàn, sau đó rút ngắn chiều dài hồ quang lại cho thích hợp và tiến hành hàn bình thường. b) Kết thúc mối hàn khi đã hàn xong một mối hàn. Nếu khi kết thúc kéo ngay hồ quang ra thì sẽ tạo cho mặt ngoài có rãnh thấp hơn bề mặt vật hàn, những rãnh hồ quang quá sâu, làm cho cường độ chỗ kết thúc mối hàn giảm bớt và sẽ sinh ra ứng suất tập trung mà rạn nứt, cho nên khi kết thúc mối hàn phải chú ý, không để rãnh hồ quang sâu. Để có thể lấp đầy rãnh hồ quang, khi kết thúc cuối cùng phải ngừng không cho que hàn chuyển động. Ngừng lại một tí rồi tắt hồ quang, cũng có thể cho hàn lại một tí rồi tắt hồ quang, khi hàn tấm mỏng hoặc dùng dòng điện hơi lớn thì không được dùng cách này, mà lúc này, ở chỗ kết thúc phải nhanh chóng mồi hồ quang và tắt hồ quang liên tục cho đến khi nào đầy rãnh hồ quang mới thôi. c) Sự nối liền của mối hàn. Khi hàn bằng tay do chiều dài que hàn bị hạn chế nên không thể hàn liên tục được. Để đảm bảo mối hàn liên tục, phải làm cho mối hàn sau nối với mối hàn trước, chỗ nối này, gọi là đầu nối của mối hàn. Đầu nối mối hàn chia làm 4 loại như sau: - Phần đầu của mối hàn sau nối với phần cuối của mối hàn trước. - Phần cuối của hai mối hàn nối với nhau. 16
- Phần cuối của mối hàn sau nối với phần đầu của mối hàn trước. - Phần đầu của hai mối hàn nối với nhau. Trong quá trình hàn, bốn loại đầu nối mối hàn nói trên đều áp dụng. Những đầu nối mối hàn thườmg có những nhược điểm như: mối hàn quá cao, ngắt quãng, rộng hẹp không đều. Để phòng ngừa và giảm bớt những thiếu sót đó, khi áp dụng những loại đầu nối nói trên, cần chú ý thêm. Đối với kiểu đầu nối mối hàn thứ nhất và thứ tư, thì có thể mồi hồ quang ở chỗ chưa hàn hoặc phần cuối của mối hàn (rãnh hồ quang), sau khi mồi hồ quang kéo dài hồ quang một tí, cho ngừng lại một lúc ở rãnh hồ quang (như vậy có thể làm cho chỗ nối đạt được lượng nhiệt cần thiết, đồng thời có thể nhìn rõ vị trí rãnh hồ quang để điều chỉnh vị trí que hàn thích hợp) rồi lập tức rút ngắn hồ quang thích hợp để hàn. Đối với đầu nối mối hàn kiểu thứ hai và thứ ba, phải chú ý khi que hàn đến phần đầu hoặc phần cuối của mối hàn, phải nâng hồ quang lên một tí, sau đó rút ngắn hồ quang hàn một đoạn từ 10 đến 15mm rồi tắt hồ quang. 10~15 Mồi hồ quang ở đầu nối mối hàn và Tắt hồ quang ở đầu nối mối hàn 17
Bài 4. HÀN NỐI CỐT THÉP CHỒNG MÍ Mục tiêu của bài: * Kiến thức: - Trình bày được các yêu cầu kỹ thuật mối hàn đính. - Nêu được các hiện tượng tại vị trí khởi đầu, nối mối và kết thúc mối hàn. * Kỹ năng: - Hàn được mối hàn chồng mí trên phôi thép đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. * Năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Có ý thức tổ chức kỷ luật, có tác phong công nghiệp. - Có tính cẩn thận, tỷ mỷ, chịu khó. - Tuân thủ các quy định an toàn lao động về điện khi sử dụng máy hàn. I. Hàn nối cốt thép chồng mí. 1. Đặc điểm : + Hàn nối ghép ( gọi hàn chồng mí ) : đầu nối của hai thanh cốt thép uốn đi 1 góc sao cho hai thanh đồng trục, đoạn chồng ghép lên nhau là chiều dài đường hàn nối phụ thuộc hàn một bên hay hàn hai bên. + Liên kết hàn ghép chồng được thực hiện bằng các đường hàn góc chữ V +Việc truyền lực trong cốt thép bị gián đoạn và truyền gián tiếp qua bê tông. + Ứng suất đàn hồi càng lớn thì chiều dài nối chồng càng cao + Nối chồng thì cốt thép sẽ chịu lực lệch tâm, cốt thép sau khi nối không làm việc như một thanh nguyên vẹn. + Nối chồng không được phép sử dụng ở một số vị trí kết cấu, phải bằng mọi giá đưa về nối có vùng moment nhỏ nhất, không thuận tiện trong việc thi công. + Chiều dài nối chồng cốt thép chịu kéo lớn hơn chịu cắt ( với cùng loại cốt thép) a) Liên kết hàn ghép chồng (thép cốt này ghép trên thép cốt kia) b) Liên kết hàn ghép chồng (cả hai thép cốt ghép nằm ngang) 18
c) Liên kết hàn ghép chồng (cả hai thép cốt ghép đứng). Liên kết hàn ghép chồng 2. Kỹ thuật hàn 2.1. Chế độ hàn. Chế độ hàn là tổng hợp các tính chất cơ bản của quá trình hàn để đảm bảo nhận được mối hàn có hình dáng, kích thước và chất lượng mong muốn. Các thông số của chế độ hàn là: Đường kính que hàn, cường độ dòng điện, điện áp hồ quang, tốc độ hàn và số lớp cần hàn. 2.2. Đường kính que hàn. Đường kính que hàn ảnh hưởng đến hiệu suất công việc, hình dáng và chất lượng mối hàn, cho nên cần phải chọn chính xác đường kính que hàn. Khi chọn đường kính que hàn phải chú ý đến các yếu tố như: Chiều dày vật hàn, loại liên kết hàn, vị trí hàn và thứ tự lớp hàn. Trong trường hợp chung khi chọn đường kính que hàn ta áp dụng công thức thực nghiệm sau: S - Đối với mối hàn giáp mối: d   1(mm) 2 k - Đối với mối góc: d   1(mm) 2 Trong đó: d là đường kính que hàn. S là chiều dày vật hàn. k là cạnh mối hàn. * Chú ý: - Khi hàn ở các vị trí ngang, đứng, trần ta lấy đường kính que hàn nhỏ hơn so với tính toán và không quá 4 mm để tạo vũng hàn tương đối nhỏ, hạn chế sự chảy sệ của kim loại lỏng. - Khi hàn mối hàn nhiều lớp thì lớp thứ nhất ta chọn que hàn nhỏ hơn các lớp tiếp theo. 19
Bảng 11 - Đường kính que hàn, dòng điện hàn khi hàn đính thép cốt dthép cốt (mm) 6 10 16 20 dque hàn (mm) 1,5 2,0 2,5 3,25 I (A) 40 60 90 130 2.3. Cường độ dòng điện hàn (Ih). Khi hàn việc nâng cao dòng điện hàn một cách thích đáng có thể tăng nhanh tốc độ nóng chảy của que hàn, có lợi cho việc nâng cao hiệu suất. Nhưng nếu dòng điện hàn quá lớn, dễ làm cho mối hàn cháy cạnh, thậm chí cháy thủng kim loại làm thay đổi tổ chức kim loại mối hàn. Nếu dòng điện hàn quá nhỏ, thì kim loại vật hàn không dự nhiệt đầy đủ dễ làm cho mối hàn không ngấu, lẫn xỉ và làm giảm cơ tính mối hàn. Căn cứ vào các yếu tố sau để chọn dòng điện hàn: Loại que hàn đường kính que hàn chiều dày vật hàn, thứ tự lớp hàn, vị trí mối hàn. Bằng phương pháp tính toán gần đúng khi hàn thép ở vị trí hàn bằng có thể dùng công thức sau: I = ( β + α.d ).d (Ampe) Trong đó: β, α là hệ số thực nghiệm khi hàn que hàn thép β = 20; α = 6 d là đường kính que hàn (mm) Nếu chiều dày vật hàn S > 3d để đảm bảo độ ngấu tăng dòng điện hàn 15%. Nếu vật hàn mỏng S < 1,5d giảm dòng điện xuống 15% 2.4. Điện thế hồ quang(Uh). Do chiều dài hồ quang quyết định, hồ quang dài điện thế cao, hồ quang ngắn điện thế thấp. Nếu hồ quang dài thì cháy không ổn định dễ bị lắc nhiệt hồ quang không tập trung, kim loại nóng chảy dễ bị bắn toé ra ngoài, mối hàn không ngấu, dễ sinh ra khuyết tật cháy cạnh, các thể khí ôxy, ni tơ trong môi trường xâm nhập vào mối hàn làm mối hàn rỗ hơi. Khi hàn thường duy trì hồ quang có chiều dài từ 2 - 4mm. 2.5. Số lớp hàn (n) Đối với chi tiết có chiều dày S  6mm thì phải vát mép để đảm bảo độ ngấu. Do đó khi hàn phải nhiều lớp nhiều đường Số lớp hàn xác định công thức sau Fd  F0 n 1 Fn Trong đó: n là số lớp hàn Fđ là diện tích tiết diện ngang kim loại mối hàn. 1 Mối hàn giáp mối Fd  b.S (mm2), b là bề rộng mối hàn, S là chiều dày vật hàn. 2 Mối hàn góc Fđ = 1/2. K2. Ky ( mm2 ) Trong đó: Ky là hệ số tính đến khe hở và phần lồi mối hàn Ky = (1,1  1,5). F0 là diện tích tiết diện ngang lớp hàn thứ nhất F0 = (8  12)d (mm2) Fn là diện tích tiết diện nagng lớp thứ 3 (6 ÷ 8) d (mm2) 20