1

LỜI NÓI ĐẦU

Thực hành cơ khí là nội dung không thể thiếu được đối với sinh viên các ngành kỹ thuật liên quan đến cơ khí, nhằm mục đích bước đầu hình thành những kỹ năng cơ bản đối với một số nghề cơ khí, đồng thời tạo điều kiện cho sinh viên hình thành và phát triển tư duy công việc về sau, giúp sinh viên khi ra tiếp xúc với thực tế, biết lựa chọn được phương pháp chế tạo hoặc sửa chữa tối ưu nhất. Mặt khác, để từng bước quy chuẩn hóa nội dung chương trình, đảm bảo tính khoa học, hệ thống, ổn định và phù hợp với thực tế, nâng cao chất lượng đào tạo, đội ngũ Giáo viên hướng dẫn thực hành Xưởng Thực tập Cơ khí – Trường Đại học Nha Trang đã tham khảo các tài liệu chuẩn của Bộ Giáo dục và Đào tạo, các tài liệu thực hành của một số Trường Đại học và Dạy nghề, cộng với nhiều năm kinh nghiệm trong công tác hướng dẫn thực hành để biên soạn GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH CƠ KHÍ. Nội dung giáo trình giới thiệu 4 nghề mà sinh viên được thực hành trong đợt thực tập tại Xưởng Cơ khí:

1. Thực hành Hàn, do ThS. Vũ Phương biên soạn. 2. Thực hành Tiện, do ThS. Phan Quang Nhữ biên soạn. 3. Thực hành Rèn, do KS. Phạm Đình Trọng biên soạn. 4. Thực hành Nguội, do ThS. Phan Quang Nhữ biên soạn. Ở mỗi nội dung nghề đều có phần LÝ THUYẾT NGHỀ, tóm tắt lại những kiến thức

lý thuyết cơ bản nhất của nghề đó, giúp sinh viên nhanh chóng nắm bắt và thực hiện được các thao tác thực hành đúng yêu cầu kỹ thuật, đồng thời cũng từ đó tạo điều kiện cho sinh viên có thể thiết lập các Quy trình công nghệ thực hiện các bài tập thực hành, cũng như phục vụ sản xuất sau này.

Phần BÀI TẬP THỰC HÀNH bao gồm những bài tập tạo ra chi tiết hoặc sản phẩm có kết cấu đơn giản, giúp sinh viên tập luyện các thao tác cơ bản đúng yêu cầu kỹ thuật, bước đầu hình thành kỹ năng đối với một số nghề cơ khí, phục vụ cho công tác chuyên môn sau này. Phụ thuộc vào thời gian thực tập của mỗi lớp, mà số lượng bài tập sẽ được thực hiện cho phù hợp.

Giáo trình được soạn phù hợp với thời gian thực tập và cơ sở vật chất, máy móc thiết bị hiện có tại Xưởng Thực tập Cơ khí – Trường Đại học Nha Trang, chủ yếu phục vụ cho Thực tập cơ khí của sinh viên trong Trường; nhưng đây cũng là một tài liệu bổ ích, dễ đọc, dễ hiểu, phù hợp với mọi đối tượng bước đầu làm quen và thực hành các nghề cơ khí.

Trong quá trình biên soạn giáo trình, mặc dù đã có rất nhiều cố gắng, nhưng do trình độ có hạn và vì nhiều lý do khác nên chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo có kinh nghiệm, của các bạn đồng nghiệp và đông đảo bạn đọc để giáo trình ngày càng hoàn thiện hơn.

Giáo trình sẽ liên tục được bổ sung cho phù hợp với sự đầu tư cơ sở vật chất ngày càng hiện đại của Nhà trường, đồng thời cũng phù hợp với nhu cầu thực tế ngày càng đa dạng và phong phú của xã hội.

Xin chân thành cảm ơn!

XƯỞNG THỰC TẬP CƠ KHÍ

2

MỤC LỤC

Lời nói đầu Mục lục THỰC HÀNH HÀN Phần 1. Hàn hồ quang tay L ý thuyết nghề Bài 1. Thực chất, đặc điểm và công dụng của hàn hồ quang tay Bài 2. Phương pháp gây hồ quang và phân loại hàn hồ quang tay Bài 3. Que hàn thép Bài 4. Máy hàn điện Bài 5. Công nghệ hàn hồ quang tay Bài 6. Khuyết tật hàn Bài 7. Kiểm tra chất lượng liên kết hàn Bài 8. An toàn lao động trong hàn điện Bài tập thực hành hàn hồ quang Bài tập 1. Vận hành máy hàn, tập gây và duy trì hồ quang hàn Bài tập 2. Hàn bằng trên mặt phẳng Bài tập 3. Hàn bằng giáp mối Bài tập 4. Hàn bằng lấp góc Bài tập 5. Hàn đắp mặt phẳng Bài tập 6. Hàn đắp trục Bài tập 7. Hàn leo trên mặt phẳng Phần 2. Hàn khí L ý thuyết nghề Bài 1. Thực chất, đặc điểm và ứng dụng của hàn khí Bài 2. Khí hàn và thiết bị dùng trong hàn khí Bài 3. Công nghệ hàn khí Bài 4. Cắt bằng ngọn lửa khí cháy với ôxy Bài 5. An toàn lao động trong hàn và cắt khí Bài tập thực hành hàn khí Bài tập 1. Tập lấy lửa và nung chảy kim loại Bài tập 2. Hàn bằng giáp mí không dùng que hàn Bài tập 3. Hàn bằng giáp mí có dùng que hàn Bài tập 4. Hàn đứng có dùng que hàn Bài tập 5. Hàn ống nằm ngang, xoay được Bài tập 6. Cắt bằng ngọn lửa axêtylen với ôxy Tài liệu tham khảo THỰC HÀNH TIỆN Bài 1. Khái niệm cơ bản về nghề tiện Bài 2. Điều khiển và điều chỉnh máy tiện T6M16 Bài 3. Gia công mặt trụ và tiện mặt đầu Bài 4. Tiện trụ bậc Bài 5. Khoan lỗ - Tiện lỗ suốt - Tiện lỗ bậc Bài 6. Tiện rãnh vuông

Trang 1 2 4 5 5 5 6 9 10 13 21 26 30 32 32 33 36 37 39 41 42 45 45 45 45 50 53 57 59 59 60 61 62 63 64 65 66 67 74 87 98 102 107

3

Bài 7. Tiện côn ngoài Bài 8. Cắt ren tam giác ngoài Tài liệu tham khảo THỰC HÀNH RÈN L ý thuyết nghề Bài 1. Khái niệm và đặc điểm của rèn tự do Bài 2. Nung kim loại Bài 3. Thiết bi rèn Bài 4. Các nguyên công cơ bản Bài 5. An toàn lao động khi rèn Bài tập thực hành Bài tập 1. Rèn đục bằng Bài tập 2. Rèn thân dao tiện Bài tập 3. Rèn phôi clê Bài tập 4. Rèn phôi búa nguội Tài liệu tham khảo THỰC HÀNH NGUỘI L ý thuyết nghề Bài 1. Khái niệm chung về nghề nguội Bài 2. Vạch dấu Bài 3. Đục kim loại Bài 4. Dũa kim loại Bài 5. Cưa cắt kim loại Bài 6. Khoan kim loại Bài 7. Cắt ren Bài 8. Tổ chức nơi làm việc và an toàn lao động Bài tập thực hành Bài tập 1. Đục mặt phẳng Bài tập 2. Dũa mặt phẳng song song và thẳng góc Bài tập 3. Cưa kim loại Bài tập 4. Khoan hai lỗ song song Bài tập 5. Hoàn chỉnh búa nguội Bài tập 6. Cắt ren Tài liệu tham khảo

110 114 120 121 122 122 122 125 128 132 133 133 134 135 136 137 138 139 139 142 145 148 152 154 159 162 164 164 165 165 166 167 168 170

4

THỰC HÀNH HÀN

5

PHẦN 1. HÀN HỒ QUANG TAY

LÝ THUYẾT NGHỀ

BÀI 1. THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM VÀ CÔNG DỤNG CỦA HÀN HỒ QUANG TAY

1. Thực chất của hàn hồ quang tay

Hàn hồ quang tay là một trong những phương pháp hàn nóng chảy dùng năng lượng của hồ quang điện nung nóng kim loại chỗ cần nối và của điện cực hàn đến trạng thái nóng chảy, sau khi kim loại lỏng kết tinh sẽ tạo thành mối hàn. Trong quá trình hàn, mọi thao tác như: gây hồ quang, dịch chuyển điện cực.v.v. để hoàn thành chiều dài mối hàn đều do người thợ hàn thực hiện bằng tay, nên có tên gọi: Hàn hồ quang tay. Sơ đồ nguyên lý quá trình hàn hồ quang tay được giới thiệu trên hình 1.1

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý quá trình hàn hồ quang tay 2. Đặc điểm hàn hồ quang tay

2.1. Ưu điểm - Cho phép thực hiện các mối hàn ở mọi vị trí trong không gian.

- Tiết kiệm kim loại, giảm được thời gian và giá thành chế tạo kết cấu, có thể nối được những kim loại có tính chất khác nhau.

- Độ bền mối hàn cao, kín và giảm được tiếng ồn khi sản xuất - Thiết bị dễ vận hành, dễ sửa chữa, bảo dưỡng và mức độ đầu tư thấp. - Được sử dụng phổ biến ở tất cả các nước bởi tính linh hoạt, tiện lợi và đa năng.

6

2.2. Nhược điểm - Chất lượng và năng suất hàn hoàn toàn phụ thuộc vào trình độ tay nghề và kinh

nghiệm của người thợ hàn. - Sau khi hàn trong mối hàn xuất hiện ứng suất dư, vật hàn hay bị biến dạng, tổ

chức kim loại mối hàn không đồng đều do đó làm giảm khả năng chiụ tải động của mối hàn. - Năng suất hàn tương đối thấp (do phải sử dụng dòng hàn hạn chế). - Ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người thợ hàn (chịu tác động trực tiếp của khói, ánh sáng và nhiệt của hồ quang). 3. Công dụng của hàn hồ quang tay

Công nghệ hàn đóng góp rất nhiều cho sự phát triển của công nghiệp hiện đại, như: - Chế tạo: nồi hơi, bình chứa, tàu thuyền, vỏ máy, toa xe, …

- Sửa chữa: xi-lanh rạn, bánh răng nứt, chi tiết bị mòn, vật đúc bị khuyết, ... - Xây dựng: nhà xưởng kết cấu thép, …. - Giao thông vận tải: cầu, cống, …. - Dân dụng: giường, tủ, bàn ghế, …

BÀI 2. PHƯƠNG PHÁP GÂY HỒ QUANG VÀ PHÂN LOẠI HÀN HỒ QUANG TAY

1. Phương pháp gây hồ quang

1.1. Hồ quang hàn Hồ quang là hiện tượng phóng điện cực mạnh và

liên tục qua môi trường khí đã bị ion hóa giữa các điện cực. Hồ quang do nguồn điện hàn tạo ra được gọi là hồ quang hàn (Hình 2.1). Hai đặc tính của hồ quang là: nhiệt độ cao và ánh sáng mạnh.

1.2. Các phương pháp gây hồ quang hàn

Hình 2.2. Các phương pháp gây hồ quang hàn a) Phương pháp mổ thẳng; b) Phương pháp ma sát.

Hình 2.1. Cấu tạo của hồ quang

7

1.2.1. Phương pháp mổ thẳng (Hình 2.2a) Cho que hàn tiếp xúc với vật hàn theo phương vuông góc (vị trí 1). Nhấc điện cực

lên khỏi vật hàn 3 ÷ 5mm sẽ hình thành hồ quang (vị trí 2). Duy trì cho hồ quang cháy ở khoảng cách lhq = 2 ÷ 4mm (vị trí 3).

1.2.2. Phương pháp ma sát (Hình 2.2b) Đặt nghiêng điện cực so với bề mặt vật hàn một góc (vị trí 1), cho đầu que hàn quẹt

nhẹ lên bề mặt vật hàn và đưa về vị trí thẳng góc với nó để hình thành hồ quang (vị trí 2) và giữ cho hồ quang cháy ổn định ở khoảng cách lhq = 2 ÷ 4mm (vị trí 3).

2. Phân loại hàn hồ quang tay và đặc điểm của chúng

2.1. Phân loại theo điện cực hàn - Hàn hồ quang tay bằng điện cực nóng chảy;

- Hàn hồ quang tay bằng điện cực không nóng chảy.

Hình 2.3. Sơ đồ phân loại hàn hồ quang tay

Hàn hồ quang tay bằng điện cực nóng chảy có thuốc bọc được dùng phổ biến hiện

nay (theo tiếng Anh: Shielded Metal Arc Welding (SMAW)) (Hình 2.3a). Trong giáo trình này, thống nhất dùng thuật ngữ que hàn để chỉ điện cực kim loại nóng chảy có thuốc bọc dùng trong hàn hồ quang tay. Kim loại mối hàn được hình thành ở đây là do kim loại của que hàn và vật hàn tạo nên.

Khi hàn bằng điện cực không nóng chảy (điện cực than, grafit, volfram,…), mối hàn hình thành có thể chỉ do kim loại của bản thân vật hàn hoặc có thêm kim loại bổ sung từ que hàn phụ. Như vậy, que hàn phụ chỉ có chức năng bổ sung kim loại cho vũng hàn, chứ không tham gia dẫn điện, gây và duy trì hồ quang (Hình 2.3b,c).

2.2. Phân loại theo dòng điện - Hàn hồ quang tay bằng dòng điện xoay chiều AC (Alternating Current): - Ưu điểm của hàn hồ quang bằng dòng điện xoay chiều là: tiện lợi, thiết bị đơn giản,

dễ bảo quản và giá thành tương đối thấp, không gây hiện tượng lệch hồ quang. Nhược điểm: Khó gây hồ quang và hồ quang cháy không ổn định, do đó khó đạt

được chất lượng mối hàn cao, không dùng được với tất cả các loại que hàn. Hàn hồ quang tay bằng dòng điện một chiều DC (Direct Current): Quá trình hàn có nhiều ưu điểm hơn so với hàn hồ quang bằng dòng điện xoay chiều,

dễ đạt chất lượng mối hn cao; Song để tạo ra dòng điện một chiều thì tương đối khó khăn vì phải có hệ thống động cơ máy phát hoặc bộ phận chỉnh lưu.

8

2.3. Phân loại theo cách nối dây

2.3.1. Nối dây trực tiếp: Là cách nối một cực của nguồn hàn với vật hàn, còn cực kia nối với điện cực hàn. Khi hàn bằng dòng một chiều, người ta có thể nối dây trực tiếp theo 2 cách (Hình 2.4):

(a) (b) Hình 2.4. Phương pháp nối thuận (a) và nối nghịch (b)

1- Nguồn điện hàn; 2- Cáp hàn; 3- Vật hàn.

- Nối thuận: Nối cực dương của nguồn điện hàn với vật hàn và cực âm với điện cực hàn (ký hiệu: DC-). - Nối nghịch: Nối cực dương của nguồn điện hàn với điện cực hàn, cực âm với vật hàn (ký hiệu: DC+). Sự phân bố nhiệt ở các khu vực của hồ quang hàn rất khác nhau: (Hình 2.5) - Khi nối thuận, điện cực hàn là cathode có nhiệt lượng tập trung lớn hơn so với vật

hàn là anode (tỷ lệ 7/3), do vậy nó sẽ nóng chảy với tốc độ nhanh hơn, nhưng độ ngấu của mối hàn giảm xuống. Vì vậy, thường dùng cách nối thuận để hàn các vật mỏng, hàn các vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp, hàn gang, ...

- Khi nối nghịch, nhiệt lượng tập trung ở điện cực hàn (anode) sẽ ít hơn, do vậy tốc độ nóng chảy của nó ( và tốc độ hàn) sẽ bé hơn, nhưng độ ngấu của mối hàn sẽ tăng lên.

Chú ý: Khi hàn bằng điện cực không nóng chảy trong môi trường khí trơ (TIG) thì sự phân bố nhiệt hoàn toàn ngược lại: Nếu nối thuận, nhiệt lượng tập trung ở anode sẽ lớn hơn nhiều so với ở cathode, tức là nhiệt lượng ở điện cực hàn sẽ ít hơn. Vì thế, người ta thường dùng phương pháp nối thuận nhằm tăng tuổi thọ cho điện cực volfram, cũng như để tăng độ ngấu của mối hàn.(Hình 2.5).

Hình 2.5. Ảnh hưởng của cực tính đến biên dạng của mối hàn

9

2.3.2. Nối dây gián tiếp: Là nối hai cực của nguồn điện hàn với điện cực hàn chứ không nối với vật hàn (Hình 2.3b)

Cách nối này chỉ dùng đối với trường hợp hàn hồ quang bằng điện cực không nóng chảy. So với nối trực tiếp, phương pháp này có ưu điểm hơn ở chỗ có thể điều chỉnh được lượng nhiệt cần thiết đưa vào kim loại cơ bản bằng cách thay đổi khoảng cách giữa hồ quang và vật hàn. Thường dùng hàn các vật mỏng hay các kim loại và hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp.

2.3.3. Nối dây hỗn hợp: Sử dụng với trường hợp hàn hồ quang tay bằng dòng điện ba pha. Khi đó hai cực của nguồn điện hàn nối với điện cực không nóng chảy, còn cực thứ ba nối với vật hàn (Hình 2.3c). Ưu điểm là nhiệt lượng tập trung ở vùng hàn cao hơn so với hai cách nối trên, do đó năng suất hàn cao hơn; Thích hợp khi hàn các vật dày, kim loại và hợp kim có nhiệt độ nóng chảy cao. Khi hàn vật mỏng hoặc các vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp dễ xảy ra hiện tượng chảy thủng.

BÀI 3. QUE HÀN THÉP

Trong hàn hồ quang tay, que hàn có chức năng vừa dẫn điện, gây và duy trì hồ quang, vừa bổ sung kim loại cho mối hàn, vừa tham gia vào các quá trình hóa lý và luyện kim khi hàn để hình thành mối hàn đạt chất lượng mong muốn. 1. Cấu tạo: Que hàn gồm 2 phần chính (Hình 3.1):

Hình 3.1. Cấu tạo que hàn 1) Lõi que; 2) Thuốc bọc

1.1. Phần lõi: Là đoạn dây kim loại có chiều dài từ 250 ÷ 500mm tương ứng với đường

kính từ 2 ÷ 6mm. Quy ước gọi đường kính que hàn d là đường kính của lõi thép (TCVN 3223 – 2000).

1.2. Phần thuốc bọc: Bao gồm hỗn hợp các hóa chất, khoáng chất, fero hợp kim và chất dính kết.

2. Phân loại que hàn

2.1. Phân loại theo công dụng Được chia thành các nhóm: Que hàn thép cacbon và thép hợp kim kết cấu; Que hàn

đắp; Que hàn gang;...

2.2. Phân loại theo chiều dày lớp thuốc bọc Căn cứ vào tỷ số D/d để quy ước loại mỏng, trung bình, dày,...

10

2.3. Phân loại theo cường độ chống kéo Ví dụ: E 42, biểu thị que hàn có cường độ chống kéo là 420N/mm2.

2.4. Phân loại theo thành phần hóa học của thuốc bọc - Que hàn loại thuốc bọc hệ axit (ký hiệu là A): Chế tạo từ các loại ôxyt (sắt,

mangan, silic). - Que hàn loại thuốc bọc hệ bazơ (ký hiệu là B): Thành phần thuốc bọc chủ yếu là canxi cacbonat, magiê cacbonat, huỳnh thạch, ferômangan, silic, titan, ... - Que hàn loại thuốc bọc hệ hữu cơ (ký hiệu là O hay C): Thuốc bọc chứa nhiều tinh bột, xelulôzơ... - Que hàn loại thuốc bọc hệ rutin (ký hiệu là R): Thành phần thuốc bọc có: ôxyt titan, graphit, mica, trường thạch, canxi, magiê cacbonat, ferô hợp kim. Loại này sử dụng được đối với cả dòng điện một chiều và xoay chiều. 3. Ký hiệu que hàn theo tiêu chuẩn Việt Nam

Hình 3.2. Sơ đồ cấu trúc ký hiệu que hàn theo TCVN 3223 - 2000 Ví dụ: E431RR có nghĩa là: Que hàn dùng để hàn thép cacbon thấp và thép hợp kim thấp, thuốc bọc dày thuộc hệ rutil, giới hàn bền kéo tối thiểu là 430 N/mm2 (hay 430 Mpa); năng lượng va đập không bé hơn 68J; độ dãn dài tương đối δL5d ≥ 20%; góc uốn ≥ 120o.

BÀI 4. MÁY HÀN ĐIỆN

1. Yêu cầu đối với máy hàn hồ quang tay

1) Điện thế không tải của máy phải hơi cao hơn điện thế khi hàn , đồng thời không gây nguy hiểm khi sử dụng (Uo < 80 V )

- Đối với nguồn điện xoay chiều U0 = 55 ÷ 80 V, Uh = 25 ÷ 45 V - Đối với nguồn điện một chiều U0 = 30 ÷ 55 V, Uh = 16 ÷ 35 V 2) Khi hàn thường xảy ra hiện tượng ngắn mạch, lúc này cường độ dòng điện rất lớn,

dòng điện lớn không những làm nóng chảy nhanh que hàn và vật hàn mà còn phá hỏng máy. Do đó trong quá trình hàn không cho phép dòng điện ngắn mạch Iđ quá lớn:

Iđ = (1,3 ÷ 1,4 )Ih. 3) Tùy thuộc vào sự thay đổi của chiều dài hồ quang, điện thế công tác của máy hàn

điện phải có sự thay đổi nhanh chóng cho thích ứng.

E

2 chữ số

1 chữ số

1-2 chữ số in hoa

Que hàn

Chỉ mức độ giới hạn bền kéo tối thiểu

Chỉ hệ thuốc bọc của que hàn: A-axit; B-bazơ; R-rutin (chiều dày trung bình); RR-rutin dày; C-

Chỉ nhiệt độ quy định để thử độ dai va đập tối thiểu của 28J và độ dãn dài tương đối.

11

4) Quan hệ giữa điện áp đầu ra của nguồn điện hàn với cường độ dịng điện hàn được gọi là đặc tính ngoài. Một số đường đặc tính ngoài của nguồn hàn và đặc tính tĩnh của hồ quang như hình 4.1.

Hình 4.1. Các đường đặc tính của nguồn hàn (1,2,3,4) và đặc tính tĩnh của hồ quang (5)

5) Máy hàn phải điều chỉnh được cường độ dòng điện. 2. Máy hàn xoay chiều 2.1. Cấu tạo và phương pháp điều khiển dòng điện ở một số loại máy hàn hồ quang xoay chiều thông dụng (Hình 4.2)

Hình 4.2. Các loại biến áp hàn và phương pháp điều khiển dòng hàn a) Biến áp có bộ tự cảm riêng; b) Biến áp có các cuộn dây di động; c) Biến áp có lõi từ di động; d) Biến áp có lõi từ di động trong cuộn cảm; e) Biến áp có bộ tự cảm bão hòa.

12

2.2. Máy hàn xoay chiều có lõi di động

a) Cấu tạo: j Chấu cắm vào mạng điện;

k Công tắc đóng mở điện; l Biến áp; m Bộ điều chỉnh dòng điện hàn, với

tay quay điều chỉnh (vô cấp) và thang chia;

n Lỗ cắm va dây dẫn đến cần hàn; o Lỗ cắm và dây dẫn đến kẹp mát Hình 4.3. Máy hàn xoay chiều có lõi di động

b) Nguyên lý làm việc: Từ thông rẽ thay đổi phụ thuộc vào vị trí của lõi thép. Nếu lõi thép nắm trong mặt

phẳng của gông từ thì trị số từ thông rẽ càng lớn, từ thông đi qua lõi cuộn dây thứ cấp giảm đi, sức điện động cảm ứng sinh ra trong cuộn dây thứ cấp nhỏ và dòng điện sinh ra trong mạch hàn nhỏ. Ngược lại, nếu điều chỉnh lõi thép chạy ra thì lượng từ thông rẽ nhỏ đi và dòng điện trong mạch hàn lớn.

Đặc điểm của máy này là có thể điều chỉnh vô cấp và rất chính xác dòng điện hàn.

3. Máy hàn một chiều

Gồm 2 loại chủ yếu: Máy phát điện hàn và chỉnh lưu hàn.

3.1. Máy phát điện hàn

Hình 4.4. Cấu tạo của máy phát điện hàn truyền động bằng động cơ điện

13

3.2. Chỉnh lưu hàn

Hình 4.4. Sơ đồ bộ chỉnh lưu hàn ba pha

BÀI 5. CÔNG NGHỆ HÀN HỒ QUANG TAY

1. Phân loại mối hàn theo vị trí không gian Quy ước chia thành 4 loại (Hình 5.1): - Mối hàn bằng (còn gọi là hàn sấp, hàn phẳng). - Mối hàn đứng (hướng hàn đi lên gọi là hàn leo, đi xuống gọi là hàn tụt). - Mối hàn ngang. - Mối hàn trần (còn gọi là hàn ngửa).

Liên kết Mối hàn

Liên kết hàn giáp mối Liên kết hàn góc Liên kết hàn chồng

Mối hàn bằng

Mối hàn đứng

Mối hàn ngang

Mối hàn trần

Hình 5.1. Phân loại mối hàn theo vị trí trong không gian

14

Để đánh giá chất lượng quy trình công nghệ hàn hoặc trình độ thợ hàn, tiêu chuẩn AWS của Hiệp hội hàn Hoa Kỳ đã đưa ra các vị trí hàn kiểm tra chủ yếu cho các liên kết giáp mối, liên kết góc trên chi tiết dạng tấm và ống (Hình 5.2).

Hình 5.2. Phân loại mối hàn dùng trong kiểm tra, đánh giá chất lượng

quy trình công nghệ hàn và tay nghề thợ hàn (* - Chi tiết quay khi hàn). 2. Chuẩn bị mép vật hàn

Công việc chuẩn bị mép vật hàn phải được tiến hành theo bản vẽ kỹ thuật hoặc theo tiêu chuẩn nhất định phụ thuộc vào kiểu liên kết, chiều dày vật hàn, phương pháp và khả năng công nghệ hàn. Những yếu tố cơ bản cần chú ý khi vát mép là góc α, kích thước mặt đáy b, khe đáy a hoặc chiều cao gấp mép (Hình 5.3).

Ống

Tấm

15

Kiểu chuẩn bị mép hàn Hình vẽ vát mép mối hàn Kích thước (mm)

Gấp mép

S = 1 ÷ 3 a = 0 ÷ 1 b = S + 2 R = S

Không vát mép

S = 3 ÷ 8 a = 1 ± 2

Vát mép nửa chữ V

S = 4 ÷ 26 a = 2 ± 2 b = 2 ± 1 α = 50o ± 5o

Vát mép chữ V

S = 4 ÷ 26 a = 2 ± 2 b = 2 ± 1 α = 60o ± 5o

Vát mép chữ U

S = 20 ÷ 60 a = 2 ± 2 b = 2 ± 1 R = 5 ± 1; α = 10o ± 3o

Vát mép nửa chữ U

S = 20 ÷ 50 a = 2 ± 2 b = 2 ± 1 R = 5 ± 1; α = 10o ± 3o

Vát mép chữ K

S = 12 ÷ 40 a = 2 ± 2 b = 2 ± 1 α = 50o ± 5o

Vát mép chữ X

S = 12 ÷ 80 a = 2 ± 2 b = 2 ± 1 α = 60o ± 5o

Vát mép khi chiều dày khác nhau S1 – S > 7mm

L = 5(S1 – S)

Hình 5.3. Các kiểu chuẩn bị mép hàn

16

3. Chế độ hàn hồ quang tay

Chế độ hàn là tổ hợp các thông số cơ bản của quá trình hàn để đảm bảo nhận được mối hàn có hình dáng kích thước mong muốn. Đặc trưng cho chế độ hàn hồ quang tay là các thông số chính sau:

3.1. Đường kính que hàn (dq) Chọn đường kính que hàn chủ yếu dựa vào chiều dày của liên kết giáp mối tấm và ống hoặc kích thước cạnh mối hàn (bảng 5-1). Đường kính que hàn thường dùng nhất là từ 2 ÷ 5mm.

Bảng 5.1. Chọn đường kính que hàn

Đường kính que hàn (mm) 1.6 ÷ 2 3.2 4 4 ÷ 5 5 5 ÷ 6.3 6.3 ÷ 10

Chiều dày liên kết giáp mối (mm) ≤ 2 3 4 ÷ 8 9 ÷ 12 13 ÷ 15 16 ÷ 20 > 20

Cạnh của mối hàn góc (mm) - 3 4 ÷ 6 6 ÷ 8 - - -

3.2. Cường độ dòng điện hàn (Ih) Chọn cường độ dòng điện hàn phụ thuộc vào đường kính que hàn, loại vật liệu, chiều dày mối hàn, vị trí hàn. Có thể chọn cường độ dòng điện hàn theo công thức gần đúng sau:

Ih = (35 ÷ 50)dq (A)

Trong đó: dq – đường kính que hàn (mm) Chú ý: - Khi hàn các vật mỏng, hàn ngang, hàn đứng, hàn trần nên lấy giá trị Ih bé nhất tính theo công thức trên. - Tăng Ih sẽ làm tăng độ ngấu của mối hàn, nhưng Ih qua lớn sẽ làm ảnh hưởng xấu tới chất lượng mối hàn. Ngược lại, nếu Ih thấp thí hồ quang sẽ yếu và giảm độ ngấu mối hàn. - Que hàn được quy định để hàn bằng dòng DC có thể không dùng được với máy hàn AC.

3.3. Chiều dài hồ quang (lhq) Chiều dài hồ quang là khoảng cách từ đầu mút que hàn đến mặt thoáng vũng hàn. - Hồ quang bình thường: lhq = 1,1dq. (dq - đường kính que hàn). - Hồ quang ngắn: lhq < 1,1dq. - Hồ quang dài: lhq > 1,1dq. Chú ý: - Nếu lhq lớn, dễ bị tác động xấu của môi trường không khí, điện áp hồ quang tăng, chiều sâu ngấu giảm, tổn hao kim loại do bắn tóe, bề mặt mối hàn gồ ghề và dễ bị lẹm chân. - Nếu lhq quá ngắn thì sự cháy không ổn định, dễ bị đoản mạch, chiều rộng mối hàn giảm, bề mặt mối hàn không mịn, hồ quang ít bị thổi lệch hơn.

17

3.4. Tốc độ hàn (Vh) Tốc độ hàn là tốc độ dịch chuyển que hàn dọc theo trục mối hàn. - Nếu tốc độ hàn quá lớn mối hàn sẽ hẹp, chiều sâu ngấu giảm, không phẳng và có thể bị gián đoạn. - Nếu tốc độ hàn quá nhỏ sẽ dễ bị hiện tượng cháy chân, kim loại cơ bản bị nung nóng quá mức, vùng ảnh hưởng nhiệt lớn, chiều rộng và độ ngấu mối hàn tăng. - Tốc độ hàn phụ thuộc vào loại que hàn (hệ số đắp), cường độ dòng điện hàn và tiết diện ngang mối hàn. Để tăng năng suất hàn có thể sử dụng que hàn có hệ số đắp lớn, hàn với dòng điện cao ở mức cho phép hoặc chọn kiểu vát mép chi tiết thích hợp để tiết diện mối hàn là bé nhất.

4. Phương pháp dao động que hàn

4.1. Các chuyển động của que hàn (Hình 5.4) (1) Chuyển động theo trục que hàn: Để duy trì ổn định chiều dài hồ quang. (2) Chuyển động dọc theo trục mối hàn: Để hàn hết chiều dài mối hàn. (3) Dao động ngang: Để đảm bảo chiều rộng của mối hàn. Chiều rộng của mối hàn b = (3 ÷ 5)dq

4.2. Các phương pháp dao động que hàn (Hình 5.5)

Hình 5.5. Một số kiểu chuyển động của que hàn

Ứng dụng: - Kiểu 1, 2, 3, 4 được dùng phhổ biến nhất. - Kiểu 5 dùng khi cần nung nóng nhiều phần giữa mối hàn. - Kiểu 6 và 7 dùng khi cần nung nóng nhiều phần ở mép mối hàn. 5. Kỹ thuật hàn ở các vị trí không gian khác nhau

5.1. Hàn mối hàn bằng - Các mối hàn có chiều dài ngắn (L < 500mm) cho phép hàn liên tục từ đầu đến cuối (Hình 5.6a). - Các mối hàn có chiều dài trung bình (L = 500 ÷ 1000mm) nên hàn từ giữa ra (Hình 5.6b)..

Hình 5.4. Các chuyển động của que hàn

18

- Các mối hàn có chiều dài lớn (L > 1000mm) dùng phương pháp phân đoạn nghịch để hàn, mỗi đoạn dài (150 ÷ 250mm) (Hình 5.6c).

Hình 5.6. Hàn các mối hàn có chiều dài khác nhau - Khi hàn các mối hàn giáp mối nhiều lớp, thứ tự thực hiện các lớp hàn tiến hành như hình 5.7.

Hình 5.7. Thứ tự thực hiện mối hàn nhiều lớp

- Góc nghiêng que hàn cũng như các chuyển động cơ bản như hình 5.8.

Hình 5.8. Mối hàn đắp lên tấm phẳng có dao động ngang

19

5.2. Hàn mối hàn đứng - Kim loại lỏng dễ chảy xuống phía dưới, nên giữ chiều dài hồ quang ngắn khi hàn. - Có thể hàn từ dưới lên (hàn leo) hoặc hàn từ trên xuống (hàn tụt), trong đó hàn leo có nhiều thuận lợi hơn do ngoài sức căng bề mặt ra, kim loại lỏng còn được giữ lại ở vũng hàn nhờ phần mối hàn ở dưới đã kết tinh. Hàn tụt hình thành mối hàn khó hơn vì kim loại lỏng dễ chảy xuống phía dưới. - Khi hàn leo để nghiêng que hàn xuống dưới một góc từ 5 ÷ 15o (Hình 5.9). Khi hàn tụt để nghiêng que hàn xuống dưới một góc từ 20 ÷ 30o (Hình 5.10).

Hình 5.9. Hàn leo Hình 5.10. Hàn tụt

- Chọn dòng điện nhỏ hơn so với hàn bằng từ 10 ÷ 15%. - Nên dùng que hàn có đường kính d < 5mm. - Biên độ dao động ngang của que hàn chỉ cho phép trong khoảng (1,5 ÷ 2)d.

- Khi hàn vật dày nên hàn leo do điều kiện truyền nhiệt vào vật tốt hơn. Khi hàn vật mỏng nên hàn tụt do điều kiện truyền nhiệt vào vật kém hơn.

5.3. Hàn mối hàn ngang - Khi liên kết giáp mối có chiều dày lớn thì có thể chỉ vát mép chi tiết phía trên, còn phía dưới để nguyên để giữ kim loại lỏng của vũng hàn. - Chọn dòng điện nhỏ hơn so với hàn bằng từ 10 ÷ 15%. - Dùng que hàn có đường kính d < 5mm. - Khi gây hồ quang, nên bắt đầu ở mép chi tiết dưới, sau đó hàn bình thường.

- Góc độ và dao động que hàn như hình 5.11.

Hình 5.11. Mối hàn giáp mối ở vị trí hàn ngang

20

5.4. Hàn mối hàn trần - Phải giữ hồ quang thật ngắn. - Chọn dòng điện nhỏ hơn so với hàn bằng từ 15 ÷ 20%. - Dùng que hàn có đường kính d < 4mm và có lớp thuốc bọc dày, để khi hàn tạo thành dạng “phễu” đỡ kim loại lỏng. - Thực hiện mối hàn giáp mối và mối hàn góc nhiều lớp như hình 5.12,5.13.

Hình 5.12. Mối hàn giáp mối nhiều lớp thực hiện ở vị trí hàn trần

Hình 5.13. Mối hàn góc nhiều lớp thực hiện ở vị trí hàn trần 6. Các biện pháp nâng cao năng suất hàn hồ quang tay

6.1. Hàn bằng bó que hàn (Hình 5.14) - Chập hai, ba hay bốn que hàn lại thành một

bó để hàn. - Hàn đính các que hàn lại với nhau ở chỗ kẹp vào kìm hàn.

- Tăng cường độ dòng điện hàn. - Tăng năng suất hàn lên 30% so với hàn bình thường.

Hình 5.14. Hàn bằng bó que hàn

21

6.2. Hàn bằng hồ quang ba pha (Hình 5.15) - Dùng que hàn có 2 lõi. - Hai pha nguồn điện nối với que hàn, pha

thứ ba nối với vật hàn. - Năng suất hàn có thể tăng 2 ÷ 2,5 lần, tiết

kiệm 20 ÷ 25% năng lượng điện. - Nhược điểm: Khó chế tạo que hàn và chỉ thích hợp khi hàn bằng.

6.3. Hàn bằng que hàn có đường kính lớn

- Dùng que hàn có đường kính d > 6mm để hàn. - Tăng cường độ dòng điện hàn. - Nhược điểm: Phải tăng kích thước kìm hàn, làm cho thợ hàn chóng mệt mỏi.

6.4. Sử dụng que hàn có hệ số đắp cao - Đưa thêm bột sắt vào trong thành phần thuốc bọc. - Hàn với tốc độ lớn hơn.

BÀI 6. KHUYẾT TẬT HÀN

1. Các dạng khuyết tật hàn và biện pháp khắc phục

1.1. Nứt Nứt là một trong những khuyết tật nghiêm trọng nhất của liên kết hàn. Nứt có thể xuất hiện trên bề mặt mối hàn, trong mối hàn và ở vùng ảnh hưởng nhiệt (Hình 6.1).

Hình 6.1. Các kiểu nứt a) Mối hàn giáp mối; b) Mối hàn góc

1. Nứt ở vùng gây và kết thúc hồ quang hàn; 2. Nứt bề mặt; 3. Nứt ở vùng ảnh hưởng nhiệt; 4. Nứt trong kim loại cơ bản; 5. Nứt dọc mối hàn; 6. Nứt chân mối hàn; 7. Nứt bề mặt chân mối hàn; 8. Nứt cạnh mối hàn; 9. Nứt mép mối hàn; 10. Nứt ngang mối hàn; 11. Nứt dọc

biên mối hàn; 12. Nứt theo biên chảy; 13. Nứt ở phần kim loại mối hàn.

Bảng 6.1 giới thiệu một số dạng vết nứt, phương pháp kiểm tra, nguyên nhân xuất hiện và biện pháp khắc phục.

Hình 5.15. Hàn bằng hồ quang ba pha

22

Bảng 6.1. Các dạng nứt, nguyên nhân và biện pháp khắc phục

Dạng vết nứt

Phương pháp kiểm tra Nguyên nhân Giải pháp công nghệ

Nứt dọc

- Quan sát bằng mắt thường. - Dùng bột từ. - Dùng chất chỉ thị màu. - Chụp X quang. - Siêu âm.

- Sử dụng vật liệu hàn chưa đúng. - Tồn tại ứng suất dư lớn trong liên kết hàn. - Tốc độ nguội cao. - Liên kết hàn không hợp lý. - Bố trí các mối hàn chưa hợp lý.

- Sử dụng vật liệu hàn phù hợp. - Giải phóng các lực kẹp chặt liên kết khi hàn. Tăng khả năng điền đầy của vật liệu hàn. - Nung nóng sơ bộ vật hàn, giữ nhiệt để giảm tốc độ nguội - Sử dụng liên kết hàn hợp lý, vát mép, giảm khe hở giữa các vật hàn. - Bố trí so le các mối hàn.

Nứt ở vùng gây

và kết thúc hồ quang

- nt -

- Vị trí kết thúc hồ quang bị lõm, tồn tại nhiều tạp chất. - Hồ quang không được bảo vệ tốt.

- Sử dụng thiết bị hàn phù hợp. Chú ý lúc gây và kết thúc hồ quang. - Sử dụng các bản nối công nghệ ở vị trí bắt đầu và kết thúc hồ quang, để các vết nứt này nằm ngoài liên kết hàn.

Nứt ngang - nt -

- Sử dụng vật liệu hàn chưa đúng. - Tốc độ nguội cao. - Mối hàn quá nhỏ so với liên kết.

- Sử dụng vật liệu phù hợp. - Tăng dòng điện và kích thước điện cực hàn. - Nung nóng sơ bộ trước khi hàn.

1.2. Rỗ khí - Rỗ khí sinh ra do hiện tượng khí trong kim loại lỏng của mối hàn không kịp thoát ra ngoài khi kim loại vũng hàn đông đặc (Hình 6.2).

Hình 6.2. Rỗ khí

1. Bên trong; 2. Trên bề mặt; 3. Ranh giới giữa kim loại cơ bản và kim loại đắp; 4. Rỗ khí tập trung.

- Nguyên nhân gây rỗ khí và biện pháp phòng tránh như bảng 6.2.

23

Bảng 6.2. Nguyên nhân và biện pháp phòng tránh rỗ khí

Nguyên nhân gây rỗ khí Biện pháp phòng tránh - Hàm lượng cacbon trong kim loại cơ bản hoặc trong vật liệu hàn quá cao. - Vật liệu hàn bị ẩm. - Bề mặt chi tiết bị bẩn, dính sơn, dầu mỡ, oxyt, hơi nước, v.v. - Chiều dài cột hồ quang lớn, tốc độ hàn quá cao.

- Dùng vật liệu hàn có hàm lượng cacbon thấp. - Trước khi hàn, vật liệu hàn phải được sấy khô. - Làm sạch bề mặt vật hàn. - Giữ chiều dài cột hồ quang ngắn, giảm tốc độ hàn. - Sau khi hàn, không gõ xỉ hàn ngay, kéo dài thời gian giữ nhiệt cho mối hàn.

1.3. Lẫn xỉ - Lẫn xỉ hoặc lẫn một số tạp chất khác là loại khuyết tật rất dễ xuất hiện trong mối hàn. Các dạng tồn tại rỗ xỉ như hình 6.3. - Nguyên nhân và biện pháp phòng tránh như bảng 6.3.

Hình 6.3. Lẫn xỉ 1. Trong mối hàn; 2. Trên bề mặt mối hàn; 3. Ranh giới giữa kim loại

cơ bản và kim loại mối hàn; 4. Giữa các lớp hàn.

Bảng 6.3. Nguyên nhân và biện pháp phòng tránh lẫn xỉ

Nguyên nhân gây lẫn xỉ Biện pháp phòng tránh - Dòng điện hàn quá nhỏ. - Mép hàn chưa được làm sạch hoặc khi hàn đính hay hàn nhiều lớp chưa gõ sạch xỉ. - Góc độ hàn chưa hợp lý và tốc độ hàn quá lớn. - Làm nguội mối hàn quá nhanh, xỉ h

- Tăng dòng điện hàn cho thích hợp. Hàn bằng hồ quang ngắn và tăng thời gian dừng lại của hồ quang. - Làm sạch vật hàn trước khi hàn, gõ sạch xỉ ở mối hàn đính và các lớp hàn. - Thay đổi góc độ và phương pháp chuyển dịch que hàn cho hợp lý. Giảm tốc độ hàn, không để xỉ hàn chảy vào vũng hàn hoặc chảy về phía trước vùng nóng chảy. - Làm nguội phù hợp với vật liệu hàn.

1.4. Lẹm chân và chảy loang

1.4.1. Lẹm chân Lẹm chân là phần bị lõm, khuyết thành rãnh dọc theo ranh giới giữa kim loại cơ bản và kim loại đắp (Hình 6.4). Nguyên nhân: - Dòng điện hàn quá lớn. - Chiều dài cột hồ quang lớn. - Góc độ que hàn và cách di chuyển que hàn chưa hợp lý.

24

- Dùng que hàn có đường kính quá lớn.

Hình 6.4. Lẹm chân và chảy loang

1.4.2. Chảy loang Chảy loang là hiện tượng kim loại lỏng chảy loang trên bề mặt của liên kết hàn, trên bề mặt kim loại cơ bản và vùng không nóng chảy (Hình 6.4). Nguyên nhân: - Góc nghiêng que hàn không hợp lý. - Dòng điện hàn quá lớn. - Tư thế hàn và cách đặt vật hàn không hợp lý.

1.5. Mối hàn không ngấu, không thấu

- Hàn không ngấu, không thấu là loại khuyết tật nghiêm trọng trong liên kết hàn, nó bao gồm cả rỗ khí, rỗ xỉ và dẫn đến nứt, làm hỏng liên kết. Một số dạng khuyết tật không thấu, không ngấu như hình 6.5.

Hình 6.5. Hàn không ngấu

a) Mối hàn giáp mối; b) Mối hàn góc; c) Mối hàn nhiều lớp

25

- Nguyên nhân và biện pháp khắc phục hàn không ngấu như bảng 6.4.

Bảng 6.4. Nguyên nhân và biện pháp khắc phục hàn không ngấu

Nguyên nhân hàn không ngấu Biện pháp khắc phục - Mép hàn chuẩn bị chưa hợp lý, góc vát quá nhỏ. - Dòng điện hàn quá nhỏ hoặc tốc độ hàn quá nhanh. - Góc độ que hàn không hợp lý. - Chiều dài cột hồ quang quá lớn. - Que hàn chuyển động không đúng theo trục mối hàn.

- Làm sạch liên kết trước khi hàn, tăng góc vát và khe hở hàn. - Tăng dòng điện hàn và giảm tốc độ hàn.

1.6. Khuyết tật về hình dáng liên kết hàn

Loại khuyết tật này bao gồm những sai lệch về hình dáng mặt ngoài không thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật và thiết kế, ví dụ như:

- Chiều cao hoặc chiều rộng mối hàn không đều. - Đường hàn vặn vẹo, không thẳng. Bề mặt mối hàn nhấp nhô.

Nguyên nhân: - Gá lắp và chuẩn bị mép hàn chưa hợp lý. - Chế độ hàn không ổn định. - Vật liệu hàn không đảm bảo chất lượng. - Trình độ công nhân quá thấp. 1.7. Một số khuyết tật khác

1.7.1. Quá nhiệt Khuyết tật này xuất hiện do việc chọn chế độ hàn không hợp lý, như: dòng

điện hàn quá lớn, tốc độ hàn quá nhỏ, làm cho kim loại đắp và vùng ảnh hưởng mhiệt có cấu tạo hạt rất thô, cơ tính của liên kết hàn bị giảm.

1.7.2. Bắn tóe Kim loại bắn tóe lên vật hàn, do vật liệu hàn không đảm bảo chất lượng; gây

mất thẩm mỹ liên kết hàn và tốn công làm sạch. 2. Xử lý khi phát hiện khuyết tật

Các loại khuyết tật của liên kết hàn sau khi đã phát hiện được, nếu quá quy định cho phép thì phải: - Đục bỏ phần kim loại có khuyết tật. - Hàn sửa chữa và kiểm tra lại. - Đối với vết nứt cần phải khoan chặn hai đầu vết nứt để hạn chế sự phát triển của vết nứt, loại bỏ triệt để và hàn sửa chữa lại. - Khắc phục khuyết tật quá nhiệt bằng phương pháp nhiệt luyện để khôi phục lại kích thước hạt của kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt.

26

BÀI 7. KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG LIÊN KẾT HÀN

1. Kiểm tra bằng phương pháp không phá hủy

1.1. Phương pháp quan sát bằng mắt Đây là phương pháp thông dụng nhất dùng để kiểm tra toàn bộ quá trình hàn: trước khi hàn, khi đang hàn và sau khi hàn.

1) Kiểm tra trước khi hàn: - Xem lại các bản vẽ thiết kế, các tiêu chuẩn đặt ra cho liên kết hàn. - Kiểm tra các vật liệu hàn. - Kiểm tra việc chuẩn bị và gá lắp, khe hở hàn và vát mép có đúng không. - Kiểm tra độ sạch bề mặt liên kết.

2) Kiểm tra trong khi hàn: - Các thông số của quy trình hàn. Vật liệu hàn tiêu hao. - Nhiệt độ nung nóng sơ bộ (nếu có). - Vị trí hàn và chất lượng bề mặt vật hàn. Thứ tự hàn. - Sự làm sạch xỉ ở mối hàn đính và giữa các lớp hàn. - Kiểm soát mức độ biến dạng, kích thước liên kết. - Nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt sau khi hàn. Khi phát hiện có sai lệch và khuyết tật thì phải xử lý ngay.

3) Kiểm tra sau khi hàn: Bước kiểm tra này để xác định các khuyết tật: chảy loang, lẹm chân, rỗ khí, rỗ xỉ,

nứt bề mặt và các khuyết tật về hình dáng mặt ngoài. Các thao tác gồm: - Làm sạch bề mặt liên kết hàn. - Quan sát kỹ bằng mắt thường hoặc kính lúp. - Kiểm tra kích thước liên kết hàn theo bản vẽ. - Kiểm tra kích thước mối hàn bằng calip chuyên dụng (Hình 7.1).

Hình 7.1. Calip đo kích thước mối hàn a) Calip dẹt; b) Calip vạn năng

27

1.2. Kiểm tra bằng dung dịch chỉ thị màu Sử dụng các dung dịch để thẩm thấu vào các vết nứt, rỗ khí nhỏ không quan sát

được bằng mắt; Sau đó dùng các chất hiển thị màu để phát hiện (Hình 7.2).

Hình 7.2. Kiểm tra bằng dung dịch chỉ thị màu

1.3. Kiểm tra bằng từ tính - Rắc bột sắt từ lên bề mặt mối hàn, đặt kết cấu hàn vào trong từ trường (hay cho

dòng điện đi qua) rồi nhìn vào sự phân bố của các đường sức từ để phát hiện chỗ có khuyết tật (Hình 7.3).

- Phương pháp này cho phép phát hiện các vết nứt bề mặt có kích thước rất nhỏ hoặc các khuyết tật dưới bề mặt liên kết như: hàn không ngấu, nứt phía trong mối hàn, rỗ khí, rỗ xỉ.

Hình 7.3. Kiểm tra bằng từ tính

a) Từ hóa cục bộ trên mẫu; b) Dò tìm vết nứt trong tấm lớn; c) Dò tìm vết nứt dọc trong trong chi tiết hình trụ.

28

1.4. Kiểm tra bằng tia rơnghen và gamma Phương pháp này chỉ tiến hành đối với các kết cấu quan trọng như: thiết bị chứa

hóa chất, nồi hơi, thiết bị áp lực, đóng tàu, hàng không, chế tạo máy.v.v..(Hình 7.4).

Hình 7.4. Một số phương pháp dò tìm khuyết tật bằng chụp X quang

1.5. Phương pháp kiểm tra độ kín của liên kết hàn

a) Kiểm tra bằng khí amôniac (Hình 7.5): - Làm sạch bề mặt mối hàn. - Dùng vải bông hoặc giấy băng

thấm chất chỉ thị màu ép lên một mặt của mối hàn. - Dùng dòng khí chứa khoảng 1% amôniac thổi lên bề mặt còn lại của mối hàn dưới một áp suất nhất định. - Sau 1 ÷ 5 phút nếu thấy giấy hoặc vải bị thay đổi màu (bạc thẫm), chứng tỏ mối hàn có khuyết tật, không kín.

b) Kiểm tra bằng áp lực khí: - Bịt kín liên kết hàn. - Cho không khí hoặc khí trơ vào bên trong dưới một áp suất lớn hơn áp suất làm

việc từ 10 ÷ 20%. - Bôi nước xà phòng lên mặt ngoài mối hàn (100g xà phòng/1lit nước). - Quan sát bong bóng xà phòng nổi lên, phát hiện chỗ bị rò rỉ.

c) Kiểm tra bằng áp lực nước: - Bơm nước vào kết cấu cần kiểm tra, tạo ra áp lực dư cao hơn áp suất làm việc

1,5 ÷ 2 lần và giữ ở áp suất đó 5 ÷ 6 phút. - Hạ áp suất xuống đến áp suất làm việc rồi dùng búa gõ nhẹ xung quanh mối hàn

rộng từ 15 ÷ 20mm. - Quan sát xem nước có rò rỉ ra không.

Hình 7.5. Kiểm tra độ kín bằng khí amôniac a) Kiểm tra bình kín; b) Kiểm tra mối hàn giáp mối

1. Giấy tẩm chất chỉ thị màu; 2. Áp kế; 3. buồng kín; 4. Đệm cao su; 5. Nam châm.

29

- Đối với các kết cấu hở như bể chứa, két dầu… thì chỉ cần bơm nước vào và giữ từ 2 ÷ 24 giờ để quan sát và phát hiện khuyết tật. 2. Kiểm tra bằng phương pháp phá hủy

2.1. Kiểm tra cơ tính mối hàn

Tiến hành thử kéo, uốn, độ cứng và độ da i va đập của các liên kết dưới tác dụng của tải trọng tĩnh hay tải trọng động:

- Mẫu thử kéo (Hình 7.6) được cắt từ phần kim loại đắp của liên kết hàn và gia công cơ để đạt kích thước như bảng 7-1.

Hình 7.6. Mẫu thử kéo liên kết giáp mối

Bảng 7.1. Kích thước của mẫu thử kéo liên kết giáp mối (mm)

Chiều dày chi tiết b b1 l L

S ≤ 4.5 15 + 0.5 25 50 4.5 ÷ 10 20 + 0.5 30 60 4.5 ÷ 10 25 ± 0.5 35 100 4.5 ÷ 10 30 ± 0.5 40 160

L = l + 2h

Chú thích: 1. Chiều dài h chọn theo kết cấu máy thử kéo. 2. S > 50mm kích thước mẫu quy định riêng.

- Kích thước và hình dạng của các mẫu thử uốn như bảng 7.2 và hình 7.7.

Hình 7.7. Mẫu thử uốn a) Mối hàn nằm dọc; b) Mối hàn nằm ngang.

30

Bảng 7.2. Kích thước các mẫu thử uốn (mm)

- Kích thước và hình dạng của các mẫu thử độ dai va đập như bảng 7.3 và hình 7.8.

Hình 7.10. Mẫu thử độ dai va đập

Bảng 7-4. Kích thước các mẫu thử độ dai va đập

BÀI 8. AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG HÀN ĐIỆN

1. Kỹ thuật an toàn nhằm tránh những ánh sáng do hồ quang phát ra và những kim loại nóng chảy bắn ra Trong quá trình hàn điện, hồ quang sinh ra tia tử ngoại, tia hồng ngoại và những tia sáng thông thường rất mạnh. Tất cả những tia sáng đó đều có hại cho sức khỏe con người. Vì vậy, trong quá trình thao tác, phải có những biện pháp an toàn sau:

1.1. Lúc làm việc Cần phải trang bị đầy đủ dụng cụ bảo hộ lao động: Mặt nạ da cùng với kính hàn, mũ,

găng tay, giày da, quần áo bạt, v..v..(Hình 8.1).

S R b D L l S < 2 2 2.1 ÷ 4.0 4 4.1 ÷ 8.0 8 8.1 ÷ 12 12 12.1 ÷ 16 16 16.1 ÷ 20 20 S > 20.1 25

Với S ≥ 5 b = S + 30 Với S < 5 b = S + 15

2S D + 2.5 + 80 L/3

Loại mẫu b h1 h L

I 25 ± 0.5 25 ± 0.5 25 ± 0.5 25 ± 0.5 II 25 ± 0.5 25 ± 0.5 25 ± 0.5 25 ± 0.5 III S* 25 ± 0.5 25 ± 0.5 25 ± 0.5

31

Hình 8.1. Trang bị bảo hộ của thợ hàn

1. Quần áo bảo hộ chịu nhiệt; 2. Tấm da che ngực; 3. Tay áo da; 4. Găng tay da; 5. Tấm da che chân; 6. Giày bảo hộ; 7. Mũ bảo vệ; 8. Mặt nạ hàn; 9. Kính bảo hộ.

1.2. Xung quanh nơi làm việc - Không được để những chất dễ cháy hoặc dễ nổ. - Làm việc ở trên cao thì phải để những tấm sắt ở dưới vật hàn. - Phải để những tấm che trước khi mồi hồ quang. - Tránh những tia sáng hồ quang ảnh hưởng đến những người xung quanh.

2. Kỹ thuật an toàn nhằm tránh bị điện giật Hình 8.2 chỉ những vị trí có thể xảy ra nguy hiểm trong một trạm hàn hồ quang tay:

Hình 8.2. Những vị trí có khả năng gây nguy hiểm cần chú ý

1. Ổ cắm; 2. Máy hàn; 3. Dây dẫn; 4. Kìm hàn; 5. Que hàn; 6. Kẹp mát.

32

- Nối nguồn: ổ cắm bị nứt, cách điện kém; máy hàn bị hỏng, rò điện. - Dây dẫn bị hở điện; kìm hàn bị hỏng; kẹp mát tiếp xúc không tốt. - Que hàn bong vỏ hoặc tiếp điện không tốt với kìm hàn.

Để tránh bị điện giật, trong quá trình thao tác phải có những biện pháp sau đây: - Vỏ ngoài của máy hàn và cầu dao, cần phải

tiếp đất tốt, để tránh tình trạng hở điện gây nên tai nạn. - Tất cả những dây dẫn dùng để hàn, phải được cách điện tốt. - Khi ngắt hoặc đóng cầu dao, nên đeo găng tay da khô và phải nghiêng đầu về một bên. - Tay cầm của kìm hàn, găng tay da, quần áo làm việc và giày phải khô ráo. - Khi làm việc ở những nơi ẩm ướt, phải đi giày cao su hoặc dùng tấm gỗ khô để lát

ở dưới chân. Khi làm việc ở trong ống tròn và những vật đựng bằng kim loại, phải đệm những tấm cách điện ở dưới chân, để tránh thân thể tiếp xúc với vật hàn.

- Khi làm việc ở nơi thiếu ánh sáng hoặc ban đêm phải trang bị đầy đủ ánh sáng. - Thấy có người bị điện giật thì phải lập tức tắt nguồn điện hoặc tách người bị điện

giật ra khỏi nguồn điện, tuyệt đối không được dùng tay để kéo người bị điện giật. 3. Kỹ thuật an toàn phòng nổ, phòng trúng độc và những nguy hại khác

Trong khi thao tác cần có những biện pháp an toàn như sau: - Khi hàn vá những vật chứa (như két xăng v.v..) mà trước đây đã đựng những chất dễ cháy,

thì phải cọ rửa sạch và để khô sau đó mới hàn - Khi làm việc trong nồi hơi hoặc trong những thùng lớn thì phải thông gió tốt hoặc qua

một thời gian nhất định phải ra ngoài hô hấp không khí mới (Hình 7.3). - Khi cạo và làm sạch xỉ hàn phải đeo kính trắng để đề phòng xỉ hàn bắn vào mắt. - Chỗ làm việc phải được thông gió. - Khi làm việc ở trên cao phải đeo dây an toàn và phải buộc dây cáp hàn cố định, tuyệt

đối không được khoác vào người.

Hình 8.3. Thông gió khi hàn, cắt trong thùng lớn