Giáo trình Cơ sở công nghệ chế tạo và ghá lắp phôi hàn

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN CƠ SỞ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ GHÁ LẮP PHÔI HÀN NGHỀ : HÀN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ VÀ TRUNG CẤP NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số: 04 /QĐ-CĐN ngày 4 tháng1 năm 2016 ........... của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh BR - VT Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2016 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

doc160 trang | Chia sẻ: huong20 | Ngày: 19/01/2022 | Lượt xem: 15 | Lượt tải: 0download
Tóm tắt tài liệu Giáo trình Cơ sở công nghệ chế tạo và ghá lắp phôi hàn, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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 những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới, lĩnh vực cơ khí chế tạo nói chung và ngành Hàn ở Việt Nam nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể. Chương trình khung nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các môđun. Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay. Mô đun cơ sở công nghệ chế tạo và ghá lắp phôi hàn là mô đun đào tạo nghề được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành trên cơ sở kết hợp nhiều kiến thức modun liên môn. Trong quá trình thực hiện, người biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nước, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất. Mặc dầu có rất nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏ i những k hiếm khuyết, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày.......tháng...... năm 2015 Chủ biên L ê V ăn Tấn MỤC LỤC TRANG CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN CƠ SỞ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ GÁ LẮP PHÔI HÀN Mã số mô đun: MĐ11 Thời gian mô đun: 280 giờ ; (Lý thuyết : 70giờ ; Thực hành 210 giờ ) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔN HỌC: -Vị trí: Là môn đun được bố trí cho sinh viên sau khi đã học xong các môn học chung theo quy định của Bộ LĐTB-XH và học xong hoặc học song song với các môn học bắt buộc của đào tạo chuyên môn nghề từ MH07 đến MĐ10 -Tính chất: Là mô đun chuyên ngành bắt buộc. II. MỤC TIÊU MÔN HỌC: -Xác định loại vật liệu chế tạo,dung sai cho phép khi chế tạo chi tiết -Xác định đúng phương pháp chế tạo phôi hàn. -Tính toán khai triển phôi chính xác, đúng kích thước bản vẽ. -Vận hành sử dụng thành thạo các loại dụng cụ, thiết bị chế tạo phôi hàn. -Chế tạo các loại Phôi tấm, phôi thanh, phôi ống thép đúng kích thước bản vẽ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và có tính kinh tế cao. -Đấu nối và vận hành máy hàn thành thạo -Hàn gá phôi các kiểu mối ghép hàn ở các vị trí khác nhau trong không gian -Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phân xưởng. -Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác, trung thực của sinh viên. III. NỘI DUNG MÔN HỌC: Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Số TT Tên các bài trong mô đun Thời gian hình thức dạy 1 Bài mở đầu 1 Lý thuyết  2   Kiến thức cơ bản về dung sai lắp ghép 10 Lý thuyết   3 Các dụng cụ đo lường thông dụng trong chế tạo máy. 10 Tích hợp  4 Vật liệu dùng trong cơ khí hàn 10 Tích hợp   Kiểm tra bài 1,2,3,4 5 5 Kiến thức cơ bản về hàn cắt bằng ngọn lửa khí 10 Lý thuyết   6 Thiết bị hàn-cắt bằng ngọn lửa khí 10 Tích hợp  7 Chế tạo phôi hàn bằng mỏ cắt khí cầm tay -cắt đường thẳng 10 Tích hợp  8 Chế tạo phôi hàn bằng mỏ cắt khí cầm tay -cắt cung tròn 10 Tích hợp  Kiểm tra bài 5,6,7,8 9 9 Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm bằng máy cắt khí con rùa 20 Tích hợp  10 Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép ống bằng bằng máy cắt khí chuyên dùng 10 Tích hợp  11 Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm bằng máy cắt CNC 20 Tích hợp  12 Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm bằng máy cắt plasma 10 Tích hợp  13 Mài mép hàn, mép cùn bằng máy mài cầm tay 10 Tích hợp  Kiểm tra bài 9,10,11,12,13 10 14 Đấu nối và vận hành máy hàn. 10 Tích hợp  15 Gây hồ quang và duy trì hồ quang. 10 Tích hợp  16 Hàn đường thẳng trên mặt phẳng 10 Tích hợp  17 Hàn kim loại mỏng 10 Tích hợp  18 Hàn bằng giáp mối Thép s=4mm 10 Tích hợp  19 Hàn bằng lấp góc S=4 mm 10 Tích hợp  20 Hàn tổ hợp kết cấu góc và giáp mối 5 Tích hợp  Kiểm tra bài: 20 10 21 Gá lắp và hàn đính định vị các chi tiết hàn tấm vị trí 1F, 2F, 3F, 4F. 10 Tích hợp  22 Gá lắp và hàn đính định vị các chi tiết hàn tấm vị trí 1G, 2G, 3G, 4G. 10 Tích hợp  23 Gá lắp và hàn đính định vị các chi tiết hàn ống vị trí 1G, 2G, 5G, 6G, 6GR. 10 Tích hợp  Kiểm tra bài 21,22 10 24 Cộng 280 BÀI 1 KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP Mục tiêu: -Hiểu được những kiến thức cơ bản về dung sai lắp ghép, những kiến thức về dung sai kích thước trong gia công cơ khí -Nhận thức được tầm quan trọng của kích thước trên bản vẽ 1.Khái niệm về kích thước, sai lệch và dung sai 1.1 Kích thước danh nghĩa *Dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn Để thống nhất hoá, tiêu chuẩn hoá kích thước của chi tiết và lắp ghép người ta đã lập ra bốn dãy số ưu tiên ký hiệu là Ra5, Ra10, Ra20, Ra40.(Bảng 1-1) Bảng 1.1.Dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn Ra5 (R5) Ra10 (R'10) Ra20 (R'20) Ra40 (R'40) Ra5 (R5) Ra10 (R'10) Ra20 (R'20) Ra40 (R'40) Ra5 (R5) Ra10 (R'10) Ra20 (R'20) Ra40 (R'40) 1,0 1,0 1,2 1,0 1,1 1,2 1,4 1,0 1,05 1,1 1,15 1,2 1,3 1,4 1,5 10 10 12 10 11 12 14 10 10,5 11 11,5 12 13 14 15 100 100 125 100 110 125 140 100 105 110 120 125 130 140 15 1,6 1,6 2,0 1,6 1,8 2,0 2,2 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,4 16 16 20 16 18 20 16 17 18 19 20 21 24 160 160 200 160 180 200 220 160 170 180 190 200 210 220 240 2,5 2,5 3,2 2,5 2,8 3,2 3,6 2,5 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 25 25 32 25 28 32 36 25 26 28 30 32 34 36 38 250 250 320 250 280 320 360 250 260 280 300 320 340 360 380 Ra5 (R5) Ra10 (R'10) Ra20 (R'20) Ra40 (R'40) Ra5 (R5) Ra10 (R'10) Ra20 (R'20) Ra40 (R'40) Ra5 (R5) Ra10 (R'10) Ra20 (R'20) Ra40 (R'40) 4,0 4,0 5,0 4,0 4,5 5,0 5,6 4,0 4,2 4,5 4,8 5,0 5,3 5,6 6,0 40 40 50 40 45 50 56 40 42 45 48 50 53 56 60 400 400 500 400 450 500 560 400 420 450 480 500 530 560 600 6,3 6,3 8,0 6,3 7,1 8,0 9,0 6,3 6,7 7,1 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 63 63 80 63 71 80 90 63 67 71 75 80 85 90 95 630 630 800 630 710 800 900 630 670 710 750 800 850 900 950 Khi thiết kế chế tạo chi tiết và sản phẩm, các kích thước thẳng danh nghĩa của chúng được chọn theo giá trị của các dãy số ưu tiên và phải ưu tiên chọn trong dãy có độ chia lớn nhất Việc chọn các kích thước danh nghĩa của chi tiết theo tiêu chuẩn nhằm làm giảm bớt số loại. Kích cỡ của các chi tiết và sản phẩm do đó cũng giảm được số loại, kích cỡ của các trang bị công nghệ như dụng cụ cắt, dụng cụ đo, chẳng hạn số loại giảm thì sản lượng từng loại sẽ tăng. Đó là điều kiện thuận lợi cho quá trình sản xuất đạt hiệu quả kinh tế *Kích thước danh nghĩa: Kích thước danh nghĩa là kích thước xác định được bằng tính toán xuất phát từ chức năng của chi tiết sau đó quy tròn (về phía lớn lên) theo các giá trị của dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn Kích thước danh nghĩa Chẳng hạn xuất phát từ độ bền vật liệu ta xác định được đường kính trục la 29,876 mm. Theo các giá trị của dãy kích thước tiêu chuẩn (Bảng 1-1) ta quy tròn là 30mm. Vậy kích thước danh nghĩa của chi tiết trục là 30mm Khi tra bảng 1-1 ta ưu tiên sử dụng dãy 1(Ra5) trước rồi mới đến dãy 2(Ra10). Kích thước danh nghĩa được ký hiệu là dN đối với trục và DN đối với chi tiết lỗ -Trong chế tạo cơ khí đơn vị đo kích thước thẳng được dùng là milimét (mm) và quy ước thống nhất trên bản vẽ là không cần ghi ký hiệu đơn vị -Kích thước danh nghĩa được dùng làm gốc để xác định các sai lệch kích thước 1.2.Kích thước thực Là kích thước nhận được từ kết quả đo với sai số cho phép và được ký hiệu dth đối với trục và Dth đối với lỗ Ví dụ: Khi đo kích thước đường kính trục bằng thước panme có giá trị chia vạch là 0,01mm. Kết quả đo nhận được là 24,98mm. Thì kích thước thực của trục là dth = 24,98 mm, với sai số cho phép là ±0,01 mm. Nếu dụng cụ đo chính xác hơn thì kích thước thực nhận được cũng chính xác cao hơn 1.3.Kích thước giới hạn Để xác định phạm vi cho phép của sai số chế tạo kích thước người ta quy định hai kích thước giới hạn là: (Hình 1-2) -Kích thước giới hạn lớn nhất ký hiệu là dmax (Dmax). - Kích thước giới hạn nhỏ nhất ký hiệu là dmin (Dmin) +Kích thước của chi tiết đã chế tạo (Kích thước thực) nằm trong phạm vị cho phép ấy thì đạt yêu cầu. Như vậy chi tiết chế tạo đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thoả mãn bất đẳng thức sau dmin £ dth ≤ dmax (1-1) Dmin £ Dth ≤ Dmax (1-2) Ví dụ: Cho chi tiết trục có kích thước danh nghĩa dn = 30 mm, kích thước giới hạn lớn nhất dmax = 30,010 mm, kích thước giới hạn nhỏ nhất dmin = 30,004 mm và kích thước chế tạo ra là dth = 30,006 mm so sánh với đẳng thức trên thì chi tiết chế tạo ra nằm trong phạm vi cho phép. Vậy chi tiết chế tạo ra là đạt yêu cầu 2.Sai lệch giới hạn Là hiệu đại số giữa các kích thước giới hạn và kích thước danh nghĩa -Sai lệch giới hạn trên: Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa. Nó được ký hiệu là ES (es) và được tính như sau es = dMax - dN (1-3) ES = DMax - DN ( 1-4) (Chữ in hoa sử dụng đối với chi tiết lỗ. Chữ thường ký hiệu cho chi tiết trục) -Sai lệch giới hạn dưới: là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất với kích thước danh nghĩa. Nó được ký hiệu là ei (EI) và được tính theo công thức sau ei = dMin - dN (1-5) EI = DMin - DN (1- 6) Trị số sai lệch mang dấu (+) khi kích thước giới hạn lớn hơn kích thước danh nghĩa, mang dấu (-) khi kích thước giới hạn nhỏ hơn kích thước danh nghĩa và bằng (0) khi kích thước giới hạn bằng kích thước danh nghĩa (Hình 1-2) Trong thực tế trên bản vẽ chi tiết người thiết kế chỉ ghi kích thước danh nghĩa và kế sau đó là sai lệch giới hạn, sai lệch giới hạn trên ghi ở trên, sai lệch giới hạn dưới ghi ở dưới Và sai lệch giới hạn bằng 0 là không ghi Ví dụ: Cho chi tiết trục có kích thước danh nghĩa dN = 28 mm và các sai lệch giới hạn es = - 0,020 mm, ei = - 0,041 mm Ta có thể ghi kích thước trục dưới dạng sau - 0,020 - 0,041 F28 Chữ "F" biểu thị kích thước đường kích Khi gia công người thợ phải nhẩm tính ra các kích thước giới hạn rồi đối chiếu với kích thước đo được (Kích thước thực) của chi tiết gia công và đánh giá chi tiết đạt yêu cầu hay không đạt yêu cầu 3.Dung sai: Là phạm vi cho phép của sai số. Trị số dung sai bằng hiệu đại số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất hoặc bằng hiệu số giữa sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới Dung sai được ký hiệu là T (Tolerance) và được tính theo công thức sau: +Dung sai kích thước trục: Td = dMax - dMin (1-7) Td = es - ei ( 1-8) + Dung sai kích thước lỗ: TD = DMax - DMin (1-9) TD = ES - EI (1-10) Dung sai luôn luôn có giá trị dương, trị số dung sai càng nhỏ thì phạm vi cho phép của sai số càng nhỏ. Yêu cầu độ chính xác chế tạo kích thước càng cao. Ngược lại nếu trị số dung sai càng lờn thì yêu cầu độ chính xác chế tạo càng thấp Như vậy: Dung sai đặc trưng cho độ chính xác yêu cầu của kích thước hay còn gọi là độ chính xác của thiết kế Ví dụ: Một chi tiết trục có kích thước danh nghĩa dN = 32 mm. Kích thước giới hạn lớn nhất dMax = 32,050 mm kích thước giới hạn nhỏ nhất dMin = 32,034 mm Tính trị số các sai lệch và dung sai Giải: -Sai lệch giới hạn kích thước trục được tính theo công thức (1-3) và (1-5): es = dMax - dN = 32,050 - 32 = 0,050 mm ei = dMin - dN = 32,034 - 32 = 0,034 mm -Dung sai kích thước được tính theo công thức (1-7) hoặc (1-8): Td = dMax - dMin = 32,050 - 32,034 = 0,016 mm Hoặc Td = es - ei = 0,050 - 0,034 = 0,016 mm Ví dụ 2: Chi tiết lỗ có kích thước danh nghĩa là DN = 45 mm, kích thước giới hạn lớn nhất DMax = 44,992 mm, kích thước giới hạn nhỏ nhất DMin = 44,967 mm Tính trị số các sai lệch giới hạn và dung sai. Giải: - Tính trị số các sai lệch giới hạn theo các công thức ( 1.4 ) và (1.6 ES = DMax - DN = 44,992 - 45 = - 0,008 mm. EI = DMin - DN = 44,967 - 45 = - 0,033 mm. - Tính trị số dung sai theo công thức (1-9) hoặc (1-10): TD = DMax - DMin = 44,992 - 44,967 = 0,025 mm TD = ES - EI = - 0,008 - (-0.033) = 0,025 mm BÀI 2 DỤNG CỤ ĐO THÔNG DỤNG TRONG CHẾ TẠO MÁY CƠ SỞ ĐO LƯỜNG KỸ THUẬT Mục tiêu. - Phân loại được các loại dụng cụ đo trong chế tạo máy. - Sử dụng được loại dụng cụ thông dụng 1. Một số khái niệm về đo lường kỹ thuật 1.1 Đo lường kỹ thuật Là việc định lượng độ lớn của đối tượng đo. Đó là việc thiết lập quan hệ giữa đại lượng cần đo với một đại lượng có cùng tính chất vật lý dùng làm đơn vị đo. Thực chất đó là việc so sánh đại lượng cần đo với một đơn vị đo để tìm ra tỷ lệ giữa chúng, độ lớn của đối tượng cần đo được biểu diễn bằng trị số của tỷ lệ nhận được kèm theo đơn vị dùng so sánh. 1.2. Đơn vị đo Đơn vị đo là yếu tố chuẩn mực dùng để so sánh, vì thế độ chính xác của đơn vị đo sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác khi đo. Độ lớn của đơn vị đo cần được quy định thống nhất mới đảm bảo được thống nhất trong giao dịch, buôn bán, chế tạo sản phẩm để thay thế, lắp lẫn . a) Đơn vị đo dài. Năm 1875 Hội nghị quốc tế SI về đo lường đã công nhận "mét " (m) là đơn vị đo độ dài tiêu chuẩn. Mét là đơn vị căn bản, trong ngành chế tạo máy thường dùng milimét (mm) và 1 mm = 1/1000 m và micrômét 1mm = 1/1000 mm. b) Đơn vị đo góc. Đơn vị đo góc phẳng là "độ" ký hiệu là ( 0 ) Độ là góc phẳng bằng Õ/180 Radian, ngoài độ ra còn dùng phút 1' = 10/600 và dùng giây 1" = 1'/60 1.3. Phương pháp đo Phương pháp đo là cách thức, thủ thuật xác định thông số cần đo. Đó là tập hợp mọi cơ sở khoa học và có thể để thực hiện phép đo, các nguyên tắc này có thể dựa trên cơ sở mối quan hệ toán học hay mối quan hệ vật lý có liên quan đến đại lượng đo. * Phương pháp đo tuyệt đối : Là phương pháp đo xác định trị số kích thước đo, trên thang chia của dụng cụ đo như khi đo bằng thước cặp, panme, thước đo góc. * Phương pháp đo tương đối . Là phương pháp đo so sánh xác định hiệu số X-Y của kích thước cần đo X với kích thước chuẩn Y. Từ hiệu số X - Y suy ra được kích thước cần đo X. Ví dụ: kiểm tra góc vuông bằng ke, kiểm tra góc bằng góc mẫu * Phương pháp đo trực tiếp. là phương pháp đo thẳng vào kích thước cần đo, trị số đo đọc trực tiếp trên mặt số của dụng cụ đo. Ví dụ: Đo độ dài bằng thước lá , thước cặp ..v..v * Phương pháp đo gián tiếp. Là phương pháp đo mà không đo trực tiếp vào kích thước cần đo mà thông qua đo một đại lượng khác để xác định tính toán kích thước cần đo . Ví dụ: Đo hai cạnh góc vuông của tam giác vuông sau đó tính ra cạnh huyền của tam giác đó. 2. Các loại dụng cụ đo lường kỹ thuật 2.1. Thước cặp Gồm thước cặp thông thường đo trong, đo ngoài, đo răng, đo chiều cao lấy dấu. Thước cặp gồm hai phần chính: - Thân thước mang thước chính gắn với đầu đo cố định. - Thước động mang thước phụ cong gọi là đu xích gắn với đầu đo di động. 2.2. Thước đo panme Là dụng cụ đo dùng bệ truyền vít, đai ốc để tạo chuyển động đo, đầu đo được gắn với trục vít và đai ốc được gắn với giá cố định. 2.3. Đồng hồ so Là dụng cụ chỉ thị thông thường dùng trong kiểm tra các sai lệch chi tiết khi đo. Đồng hồ so kiểu cơ khí bánh răng và đồng hồ so kiểu hiện số điện tử. 2.4. Các loại dụng cụ khác. - Căn mẫu: dùng để kiểm tra. - Calíp : dùng để kiểm tra . - Thước đo góc: thước vạn năng. - Thước lá, thước dây dùng đo độ dài. 3. Dụng cụ đo thông dụng trong chế tạo cơ khí: 3.1. Dụng cụ đo có độ chính xác thấp Các loại thước dùng để đo các kích thước yêu cầu có độ chính xác không cao, thước chỉ có vạch chia chính chia đều 1 mm. Các giá trị nhỏ hơn không chia. Thân thước chính đồng thới chia vạch (thước lá, thước dây dùng để đo độ dài). Các loại thước dùng để đo độ dài, đo cung và được cấu tạo hình chữ nhật, bán nguyệt hoặc tam giác. Có độ chia từ 20, 30, 40...100. 3.2. Dụng cụ đo kiểu thước cặp Dụng cụ đo kiểu thước cặp là Thước đo có đu xích có độ chia chính xác hơn các loại thước đo thông dụng, có thể đạt được độ chính xác 0,1 mm, 0,5 mm, 0,02 mm tùy theo cấu tạo. Thước có đu xích sử dụng thuận tiện đơn giản và có thể đo trực tiếp các loại kích thước, đường kích ngoài, đường kính trong, chiều dài, chiều rộng, chiều cao và chiều sâu. Phạm vi đo của các loại thước có đu xích rất rộng có thể đo được trực tiếp đến 300 mm: thước có đu xích bao gồm: Thước cặp, thước đo sâu, thước đo chiều cao. Hình 7.1: Các loại thước đo Trong phần này ta chỉ xét thước cặp. Hình 7.2: Thước cặp thông dụng 3.2.1. Cấu tạo Dụng cụ đo kiểu thước cặp gồm các loại thước thông thường để đo trong, đo ngoài, đo sâu, đo răng, đo chiều cao lấy dấu. + Gồm hai phần chính đó là: - Thân thước mang thước chính gắn với đầu đo cố định. - Thước động mang thước phụ còn gọi là đu xích gắn với đầu đo di động. Gồm các bộ phận sau: Hình 7.3: Cấu tạo thước cặp Thước chính có giá trị chia độ là 1 mm. Giá trị của thước là giá trị của thước phụ. Giá trị này phụ thuộc vào cấu tạo của từng thước. Gọi khoảng chia trên thước chính là a. Nếu muốn giá trị chia trên thước phụ là c thì vạch chia trên thước phụ sẽ là n với n = a/c. Vậy muốn thước chính có a = 1 mm nếu thước phụ có số vạch chia là n = 20 vạch thì giá trị chia độ của thước là c = a/n = 1/20 = 0,05 mm Dựa trên nguyên lý đó người ta chế tạo đu xích của thước cặp như sau. - Thước cặp 1/10 đu xích chia n = 10 nên a/n = 1/10 = 0,1 mm. - Thước cặp 1/50 đu xích chia n = 50 nên a/n = 1/50 = 0,02 mm 3.2.2. Cách đo Tay phải cầm thước, ngón trỏ và ngón cái giữ khung trượt. Ngón cái đặt lên núm gạt , giữ mặt phẳng của thước vuông góc với mặt phẳng vật đo. Dùng lực ngón trỏ và ngón cái đẩy khung trượt để mỏ đo tiếp xúc với mặt phẳng vật đo. Lực đẩy khung trượt vừa phải tay trái vặn chặt vít hãm đưa ra ngoài đọc trị số. Chú ý : - Trước khi đo cần kiểm tra xem thước có chính xác không. Nếu thước chính xác thì khi hai mỏ đo của thước khít vào nhau thì "0" của đu xích trùng với vạch "0" của thước chính. - Khi đo phải chú ý kiểm tra xem bề mặt của vật đo có sạch không . Đo trên tiết diện tròn phải đo ở hai chiều, đo trên chiều dài phải đo ở ba vị trí thì kết quả mới chính xác. - Khi đo các kích thước bên trong như chiều rộng rãnh đường lỗ phải cộng thêm kích thước của hai mỏ ( Thường kích thước của hai mỏ là a = 10 mm) - Không dùng thước khi đo các vật đang quay, không ép mạnh hai mỏ đo vào vật đo vì làm như vậy kích thước đo không được chính xác và thước bị biến dạng. - Cần hạn chế việc lấy thước ra khỏi vật đo rồi mới đọc trị số. Để mỏ thước không dễ bị mòn. 3.2.3. Cách đọc - Đọc phần nguyên trên( thân thước chính ) từ trái qua phải gần đến "0" của thước phụ. - Đọc phần thập phân ta tìm vạch trùng trên thước phụ và đếm số vạch trên thước phụ không kể vạch "0" đến vạch trùng rồi nhân với giá trị của thước. Kích thước đo được xác định theo biểu thức sau: L = m + k* a/n Trong đó : L là kích thước đo m là số vạch của thước chính nằm phí trái vạch " 0" của đu xích. k số vạch của đu xích tới vạch trùng với vạch của thước chính. a/n là giá trị của thước . Ví dụ: 1 2 3 Thước chính 0 1 2 3 Thước phụ L = m + k*a/n = 15 + 11 * 1/50 = 15,22mm. Hình 7.4: Cách đọc thước cặp 3.3. Dụng cụ đo kiểu thước Panme Dụng cụ đo kiểu thước panme là thước đo có vít vi cấp, loại dụng cụ đo có cấp chính xác cao, đo được các kích thước chính xác tới 0,01 mm. Thước đo có vít vi cấp bao gồm các loại: Panme đo ngoài, Panme đo trong và Panne đo sâu. Các loại Panme đều dựa theo nguyên tắc vít đai ốc. Nếu vít quay được một vòng thì đầu đo di chuyển được một đọan bằng bước ren S. Khi tang quay quay được n vòng đầu đo chuyển động được một đoạn L = n * S mm ở đây ta xét thước Panme đo ngoài. Dụng cụ đo kiểu Panme là loại dụng cụ đo có dùng bộ truyền vít-đai ốc để tạo chuyển động đo. đầu đo động được gắn với trục vít và đai ốc gắn với giá cố định. Thông thường bước ren vít S = 0,5 mm. Hình 7.5: Các loại thước Panme 3.3.1. Cấu tạo Hình 7.6: Cấu tạo thước Panme Giá trị chia độ cua Panme phụ thuộc vào bước ren vít đường kính tang chia và số vạch chia trên bạc 3 ( ống cố định). C = P/n : với P là bước ren , n là số vạch. Khoảng chia của thước phụ a = đd/n : với d là đường kính tang chia Khi tăng d, tăng số vạch n, giá trị chia sẽ nhỏ đi. Panme có các khoảng cách đo được của các loại Panme là 0 ¸25, 25 ¸50, 50 ¸75, 75 ¸100. ở thân thước chính có 2 dãy vạch khắc. - Dãy phía dưới chỉ giá trị phần nguyên, dãy phía trên chỉ phần 0,5 ( thước trung quốc thì ngược lại ). - Trên tang quay thước phụ được khắc thành 50 khoảng tức là khi tang quay được 1 vòng thì đầu đo tế vi dịch được một khoảng là 0,5 mm. Như vậy giá trị khắc trên thân thước phụ là 0,01 mm - Trên Panme có phần nguyên , phần thập phân và phần trăm. - Mẫu đo dùng để kiểm tra độ chính xác của thước. 3.3.2. Cách đo Kiểm tra độ chính xác của thước bằng cách đặt mẫu thử vào thước. Quay tang quay đúng tâm cho đến khi đầu đo di động và đầu đo cố định trùng khít mẫu đo ( Núm cóc xuất hiện tiếng tách khi đó vạch "0" của thước phụ trùng với trục thước). Mép tang quay trùng với vạch xuất phát của thước. Tay trái cầm giá, tay phải xoay tang quay đến khi đầu đo tế vi gần tiếp xúc với mặt phẳng cần đo thì xoay núm cóc khi xuất hiện tiếng tách tách thì dừng lại vặn chặt vít hãm đưa thước ra ngoài đọc chỉ số. Hình 7.7: Cách đo thước Panme 3.3.3. Cách đọc Dựa vào mép thước động (6) đọc được số mm và nữa mm ở trên ống cố định (3).Dựa vài vạch chuẩn trên ống cố định (3) đọc được số % milimét ở trên mặt côn của thước động (6). Mép ống 6 3 6 4,5 0 5 Ví dụ: Hình 7.8: Cách đọc thước panme Trên hình 7.8 theo mép ống (6) ta đọc được 7 mm ở trên ống số (3), theo vạch chuẩn trên ống số (3) ta đọc được 0,44 trên phần côn của thước động (6). Vậy trị số đo là L = 7 mm + 0,44 mm = 7,44 mm 3.4. Thước đo có mặt số - đồng hồ so Kiểm tra sai lệch hình dáng hình học của chi tiết gia công như: Độ côn, độ ôvan, độ tròn, độ trụ Kiểm tra vị trí tương đối giữa các bề mặt chi tiết như: Độ song song, độ vuông góc, độ đảo Kiểm tra vị trí tương đối giữa các chi tiết lắp ghép với nhau Kiểm tra kích thước chi tiết bằng phương pháp so sánh 3.4.1.Cấu tạo 1. Đầu đo 2. Thanh răng 3. Mặt số lớn 4. Kim Lớn 5. Kim nhỏ 6. Mặt số nhỏ 7. Ống dẫn hướng 8. Thân 9. Nắp Hình 7.9: Cấu tạo đồng hồ so Đồng hồ so được cấu tạo theo nguyên tắc chuyển động của thanh răng và bánh răng, trong đó chuyển động lên xuống của thanh đo được truyền qua hệ thống bánh răng làm quay kim đồng hồ trên mặt số Hệ thống truyền động của đồng hồ so được đặt trong thân 8, nắp 9 có thể quay cùng với mặt số lớn để điều chỉnh vị trí mặt số khi cần thiết Mặt số đồng hồ chia ra 100 khấc. Với các đồng hồ đo thường giá trị mỗi khấc bằng 0,01mm nghĩa là khi thanh đo di chuyển một đoạn bằng 0,01 X 100 = 1mm. Lúc đó kim nhỏ trên mặt số nhỏ quay đi một khấc. Vậy giá trị mỗi khấc trên mặt số nhỏ là 1mm 3.4.2. Cách sử dụng Khi sử dụng trước hết gá đồng hồ lên giá đỡ vạn năng hoặc phụ tùng riêng, sau đó tuỳ theo từng trường hợp sử dụng mà điều chỉnh cho đầu đo tiếp xúc với vật cần kiểm tra. Điều chỉnh mặt số lớn cho kim trở về vạch số “0”, di chuyển đồng hồ so cho đầu đo của đồng hồ tiếp xúc suốt trên bề mặt vật cần kiểm tra, vừa di chuyển đồng hồ, vưà theo dõi chuyển động cuả kim. Kim đồng hồ quay bao nhiêu vạch tức là thanh đo đả di chuyển bấy nhiêu phần trăm mm. Từ đó suy ra độ sai của vật cần kiểm tra 3.4.3. Cách bảo quản Đồng hồ so là loại dụng cụ đo có độ chính xác cao vì vậy trong quá trình sử dụng cần hết nhẹ nhàng, tránh va đập, giữ không để xước, vỡ mặt đồng hồ Không nên ấn tay vào đầu đo làm thanh đo di chuyển mạnh Đồng hồ so phải luôn gá trên giá, khi sử dụng song phải đặt đồng hồ đúng vị trí trong hộp Không để đồng hồ so ở chỗ ẩm, không có nhiệm vụ tuyệt đối không tháo lắp đồng hồ ra Hình 7.10. đồng hồ so hiện số 3.5 .Căn mẫu 3.5.1. Công dụng . Căn mẫu là một loại mẫu chuẩn về chiều dài có độ chính xác cao, dùng để truyền kích thước từ độ dài chuẩn tới chi tiết cần kiểm tra. Căn mẫu thường được dùng để kiểm tra chi tiết, dụng cụ chính xác, để điều chỉnh dụng cụ đo, điều chỉnh máy khi gia công các chi tiết chính xác ( điều chỉnh cự trên các máy tự động). Căn mẫu là những khối thép hình chữ nhật có hai mặt đo phẳng song song và được mài rà chính xác. Kích thước đo của căn mẫu là khoảng cách hai điểm giữa của hai mặt đo. Đặc điểm của căn mẫu là mặt đo của hai miếng căn có thể ghép khít với nhau sau khi lau sạch và đẩy trượt lên nhau, đây cũng là một đặc điểm mà nhờ đó người ta có thể ghép nhiều miếng căn lại thành kích thước cần đo. Tiết diện căn mẫu chia ra làm hai loại. - Tiết diện 9 x 30 mm khi các kích thước đó dưới 10 mm - Tiết diện 9 x 35 mm khi các kích thước đo trên 10 mm Các loại căn mẫu thường sắp xếp lại theo bộ, có nhiều loại . Loại có bộ 38 miếng , bộ 83 miếng hay bộ 99 miếng v..v. đựng trong các hộp gỗ. Trong các loại bộ trên thì loại có bộ 83 miếng là loại căn mẫu thông dụng nhất . Trong bộ căn 83 miếng gồm có các miếng căn có kích thước cụ thể như sau: - Một miếng căn có kích thước 1,005 mm. - 49 miếng căn có kích thước 1,01; 1,02; 1,03; 1,04....1,49 mm. - 20 miếng căn có kích thước 0,5; 1; 1,5; .. 10 mm - 4 miếng căn có kích thước 1,6; 1,7; 1,8; 1,9 mm - 9 miếng căn có kích thước 10; 20; 30; ...; 100 mm Như vậy toàn bộ căn này có thể ghép lại với kích thước tận cùng là 5mm. Ngoài ra còn có bộ căn micrômét gồm 9 miếng: 1,0005; 1,001; 1,002; 1,003; 1,004; 1,006; 1,008; 1,009. Nếu hợp hai bộ trên với nhau thành một bộ 92 miếng thì có thể ghép được các kích thước có tận cùng bằng 0,5mm. 3.5.2.Cách chọn và ghép căn mẫu Khi cần dùng để đo kiểm tra một kích thước nào đó thì trước hết ta căn cứ vào kích thước cần kiểm tra để chọn các miếng căn. Khi chọn các miếng căn mẫu để ghép lại với nhau thành thành kích thước cần thiết, cần đảm bảo dùng số miếng căn ít nhất và phải chọn những miếng căn có kích thước phần thập phân nhỏ nhất trở đi. VD: Để kiểm tra kích thước 59,985 mm, ta chọn các miếng căn như sau: - Chọn miếng căn thứ nhất 1,005 mm, kích thước còn lại 59,98 mm - Chọn miếng căn thứ 2 là 1,48 mm, kích thước còn lại 57,5 mm - Chọn miếng thứ 3 là 7,5 mm, kích thước còn lại 50 mm. - Chọn miếng thứ 4 là 50 mm. Thử lại : 1,005 + 1,48 + 7,5 + 50 = 59,985 mm. * Chú ý là trước khi ghép căn mẫu phải rửa thật sạch các miếng căn, khi ghép phải dùng tay ấn cho hai mặt đo chính sát vào nhau rồi đẩy cho mặt này miết lên mặt kia, các miếng căn sẽ dính chặt với nhau thành một khối. khi muốn cho các miếng căn rời nhau ta đẩy cho hai mặt đo trượt ra khỏi nhau. Cũng cần phải chú ý căn mẫu là một dụng cụ rất chính xác do đó phải bảo quản thật chu đáo, lúc lấy ra cho và hộp thường dùng cặp và không sờ tay vào bề mặt căn. Dùng xong phải rữa sạch lau khô, bôi một màng mỡ nhỏ ( Vandơlin không có nước và axit) cần phải kiểm tra thường xuyên , tránh mưa, nắng cũng như những nơi có nhiệt độ cao Hình 7.11: Cấu tạo căn mẫu 3.6. CALÍP Trong sản xuất hàng loạt, khi kiểm tra kích thước sản phẩm người ta không cần đo để xác định giá trị thực củ...m nhôm thường được chế tạo ở dạng tấm. BÀI 4. KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ HÀN KIM LOẠI BẰNG NGỌN LỬA KHÍ Mục tiêu Nắm được kiến thức cơ bản về hàn khí, ngọn lửa hàn, vật liệu hàn. 1. Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng : 1.1 Thực chất Hàn khí là quá trình nung nóng vật hàn và que hàn đến trạng thái nóng chảy bằng ngọn lửa của các khí cháy (Axêtylen C2H2, Mêtan CH4, Propan C3H8.) với oxy. Nguyên lý : Ngọn lửa hàn (2) của hỗn hợp khí cháy và oxy đi từ mỏ hàn (3) ra làm nóng chảy chỗ cần nối của các chi tiết (1) và que hàn phụ (4) tạo thành vũng hàn (5). Sau khi ngọn lửa hàn đi qua, kim loại lỏng của vũng hàn kết tinh lại tạo thành mối hàn. 1.2 Đặc điểm Ngoài chức năng nung nóng vật hàn để tạo thành vũng hàn , ngọn lửa hàn có tác dụng bảo vệ cho vũng hàn khỏi những ảnh hưởng xấu từ môi trường xung quanh, nhằm nâng cao chất lượng mối hàn. 1.3 Phạm vi ứng dụng Hàn khí có phạm vi ứng dụng hẹp hơn so với hàn hồ quang tay (vì năng suất lao động thấp hơn), song hiện nay nó vẫn được sử dụng phổ biến do thiết bị hàn khá đơn giản, giá thành rẻ, có thể trang bị và sử dụng ở những vùng xa nguồn điện. Hàn khí chủ yếu dùng để hàn các chi tiết mỏng, sửa chữa khuyết tật của vật đúc, hàn vảy, hàn đắp. Năng suất và chất lượng hàn khí không cao lắm, nên ứng dụng của nó ngày càng bị hạn chế. Tuy vậy đối với một số thép thường, kim loại màu, sửa chữa các chi tiết đúc bằng gang, hàn nối các ống có đường kính nhỏ và trung bình Hàn khí vẫn đóng vai trò khá quan trọng. 2. Vật liẽu hàn và ngọn lửa hàn khí 2.1 Vật liệu hàn khí : 2.1.1 Khí dùng trong hàn khí : Khí dùng để hàn gồm có oxy và các loại khí cháy. Khí cháy có thể là các hợp chất của cacbuahydro (metan, axetylen, propan, butan, xăng ) hay khí hydro. Trong hàn khí, thường dùng nhất là khí axetylen, bởi vì khi cháy với oxy nhiệt độ của ngọn lửa axetylen khá cao (tới 34850C) và có vùng hoàn nguyên tốt rất thuận lợi cho việc hàn và cắt kim loại. Tuy nhiên đối với các chi tiết mỏng (< 4mm) hay các kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp, ta có thể sử dụng các loại khí cháy khác như hydro, metan, propan,butan, xăng , dầu hỏa để hàn. - Khí oxy: Ôxy là chất khí không màu, không mùi, không vị, không độc, không thể tự cháy nhưng nó duy trì sự cháy. Trong không khí có khoảng 20% khí ôxy và80% khí Nitơ (tính theo thể tích) nhưng trong công nghệ hàn người ta không dùng khí ôxy lẫn trong không khí mà dùng khí ôxy nguyên chất. Nhiên liệu thể khí và một số nhiên liệu thể lỏng kết hợp với ôxy tạo thành hỗn hợp nổ. Các chất béo và dầu mỡ tiếp xúc với khí ôxy nén sẽ tự bốc cháy và gây ra các tai nạn nguy hiểm. Vì vậy khi sử dụng oxy, đặc biệt l ở trạng thi bị nn, phải kiểm tra trước cẩn thẩn, trnh dầu mỡ v cc chất bẩn khc. Trong công nghiệp, khí ôxy được điều chế từ không khí. Phương pháp điều chế gồm 3 bước: nén, làm nguội, dãn nở để biến không khí thành thể lỏng. Người ta lợi dụng điểm sôi khác nhau của khí nitơ và ôxy mà chưng cất lấy khí ôxy (điểm sôi của Nitơ là -1960C, của ôxy – 1830 C) sau đó nén khí ôxy lên áp suất cao rồi chứa vào các bình vỏ thép có dung tích 40L, áp suất 150at. Khí ôxy điều chế như vậy có độ nguyên chất có thể đạt từ 98,5 - 99,5%. Oxy có độ tinh khiết từ 98,5% đến 99,5% gọi là oxy kỹ thuật (còn lại là tạp chất nitơ và argon). - Khí axetylen Axetylen là một loại khí cháy công thức là , chủ yếu được điều chế bằng cách cho đất đèn tác dụng với nước : Phản ứng sinh ra một lượng nhiệt Q khá lớn. Khí axetylen là chất khí không màu, có mùi đặc trưng, nhẹ hơn không khí và dễ tan trong nước. Nếu hít phải nhiều khí axêtylen sẽ bị váng đầu, buồn nôn và có thể trúng độc. Ngọn lửa của khí C2H2 cháy với oxy nguyên chất có nhiệt lượng rất cao, có thể đạt tới 31500C. - Axêtylen nhẹ hơn không khí và rất dễ hoà tan trong các chất lỏng, nhất là trong Axêtôn. Khí Axetylen là chất khí dễ cháy nổ, nó có thể nổ ở các trường hợp sau +Khi ở nhiệt độ trên 5800C và áp suất 1,5at (atmosphere – áp suất không khí) vì vậy các bình điều chế khí axetylen phải có áp suất < 1,5at để tránh khả năng nhổ ở nhiệt độ cao (do phản ứng của đất đèn và nước sinh ra). +Khi axetylen hóa hợp với không khí ở nhiệt độ 3050C - 4700C hoặc với oxy nguyên chất ở nhiệt độ từ 297 - 3060C chúng sẽ nổ. Khi nổ, tốc độ cháy của C2H2 rất cao, đạt tới 3000m/giây và áp suất lớn – từ 350 đến 600at. Khí Axêtylen được điều chế như trên thường lẫn nhiều tạp chất có hại như hydrô Sunfua (H2S), Amoniác, Phốtfuahyđro (PH3), chúng làm cho khí Axêtylen có mùi đặc biệt và làm giảm phẩm chất mối hàn; ngoài ra trong khí Axêtylen còn có hơi nước , không khí và các tạp chất như bột vôi, bột than Hàm lượng PH3 trong khí axêtylen phải ít nhất nếu lượng PH3 nhiều mà trong máy có lẫn không khí ở nhiệt độ tương đối cao thì có thể tự bốc cháy. Theo quy định thì hàm lượng PH3 trong khí C2H2 không được quá 0,06%. Khi hàn hoặc cắt kim loại , người ta có thể dùng các máy sinh khí di động đặt gần chỗ hàn, hoặc dùng đường ống dẫn khí Axêtylen từ những trạm sinh khí cố định đến. Ngoài ra người ta còn sử dụng các bình chứa khí Axêtylen đã nạp sẵn để hàn hoặc cắt. Những bình đó bằng thép có dung tích 40L, bên trong bình chứa đầy chất xốp và dùng Axêtôn làm dung môi hoà tan. Ap suất tối đa của khí Axêtylen ở trong là 16at. * Đất đèn Đất đèn là hợp chất của canxi với Cácbon. Đất đèn là một chất rắn màu xám sẫm hoặc màu hạt dẻ. Đất đèn rất dễ hút nước, bị ảnh hưởng của hơi nước trong không khí nó phân giải rất nhanh. Nấu chảy vôi sống và than cốc trong lò điện ta sẽ được đất đèn, công thức phản ứng như sau: CaO + 3C = CaC2 + CO Đất đèn nấu chảy trong lò điện được dẫn vào khuôn sẽ đóng rắn lại. Sau đó đem nghiền vỡ rồi phân loại cỡ hạt theo các kích thước: 2 x 9 ; 8 x 15; 15 x 25 ; 25 x 50; 50 x 80mm Đất đèn trong công nghiệp trung bình chứa 70% CaC2, 24% CaO, còn lại là SiO2 và các tạp chất khác. Dùng nước phân huỷ đất đèn, ta được khí axêtylen, phản ứng xẩy ra rất nhanh, đồng thời toả ra rất nhiều nhiệt. Cứ 1kg đất đèn ta cho 220 – 300 lít khí Axêtylen sản lượng này phụ thuộc vào phẩm chất và cỡ hạt của đất đèn: đất đèn càng nguyên chất cỡ hạt càng lớn thì sản lượng càng nhiều. Tốc độ phân huỷ đất đèn cũng phụ thuộc vào phẩm chất và cỡ hạt đất đèn, phẩm chất và nhiệt độ của nước phân huỷ: đất đèn càng nguyên chất , cỡ hạt càng nhỏ, nước càng nguyên chất, nhiệt độ nước càng cao thì tốc độ phân huỷ càng nhanh. Vì đất đèn dễ hấp thụ hơi ẩm trong không khí tạo thành khí Axêtylen, khí Axêtylen lại có thể kết hợp với không khí thành một hỗn hợp nổ nguy hiểm cho nên phải chứa đất đèn trong các thùng tuyệt đối kín. Theo tiêu chuẩn hiện nay của nước ta thì đất đèn sau khi luyện xong phải được đựng vào các thùng có trọng lượng 50kg và 100kg (không kể bì). 2.1.2 Que hàn phụ : Khi hàn các chi tiết mỏng có gấp mép thì không cần sử dụng que hàn phụ còn trong những trường hợp khác phải dùng que hàn phụ để bổ sung kim loại cho mối hàn. Que hàn phụ dùng để hàn thép cácbon và hợp kim thấp phải thỏa mãn các yêu cầu như : có đường kính tỷ lệ với chiều dày chi tiết hàn; bề mặt phải sạch (không gỉ, không dính dầu mỡ và các chất bẩn khác); ít gây ra hiện tượng bắn tóe kim loại lỏng ra khỏi vũng hàn ; không chứa các chất phi kim và dễ tạo thành các bọt khí trong kim loại mối hàn. Thông thường que hàn phụ có dạng dây, đường kính từ 0,3 đến 12mm. Khi hàn các chi tiết có chiều dày tới 15mm đường kính que hàn phụ d được chọn theo công thức kinh nghiệm sau : Đối với phương pháp hàn trái (mm) (S – chiều dày chi tiết hàn) Đối với phương pháp hàn phải (mm) Khi hàn các chi tiết có chiều dày lớn hơn 15mm, đường kính que hàn phụ lấy bằng 6-8mm. 2.2. Điều chỉnh ngọn lửa hàn : Cấu tạo của ngọn lửa hàn gồm 3 vùng riêng biệt. Hình dạng và màu sắc của các vùng này phụ thuộc chủ yếu vào tỉ lệ về thể tích giữa khí oxy và khí axetylen (hệ số b). Căn cứ vào tỷ lệ hỗn hợp khí hàn, ngọn lửa hàn có thể chia làm 3 loại: ngọn lửa bình thường, ngọn lửa ôxy hoá và ngọn lửa cacbon hoá - Nếu tỷ lệ O2/ C2H2 < 1,1 tạo thành ngọn lửa cacbon hoá. (Hình a) - Nếu tỷ lệ O2/ C2H2 = 1,1 - 1,2 tạo thành ngọn lửa bình thường. (Hình b) - Nếu tỷ lệ O2/ C2H2 > 1,2 tạo thành ngọn lửa ôxy hoá. (Hình c) Ngọn lửa bình thường Ngọn lửa này có ba vùng khá rõ rệt: Vùng hoàn nguyên Vùng cháy hoàn toàn Nhân Hình 16 a : Ngọn lửa bình thường. - Vùng hạt nhân: có màu sáng trắng, nhiệt độ thấp và trong đó có chứa cacbon nên không dùng để hàn được vì dễ làm cho mối hàn bị cacbon thấm vào trở nên giòn. - Vùng cháy không hoàn toàn: có màu sáng xanh nhiệt độ cao (cao nhất là ở cách đầu mút nhân ngọn lửa 2 - 3mm, nhiệt độ có thể lên tới 3200oC) có CO và H2 là những chất khử ôxy nên gọi là vùng hoàn nguyên và vì cacbon cháy chưa hết nên còn gọi là vùng cháy không hoàn toàn. - Vùng cháy hoàn toàn: có màu nâu sẫm nhiệt độ thấp, có chứa CO2 và H2O là những khí dễ phân huỷ thành O, ở nhiệt độ cao khi tiếp xúc với kim loại sẽ ôxy hoá kim loại vì thế gọi là vùng ôxy hoá và vì cacbon đã bị đốt cháy hết nên gọi là vùng cháy hoàn toàn. Ngọn lửa ôxy hoá Tính chất hoàn nguyên của ngọn lửa bị mất. Vì thừa ôxy mà ôxy ở nhiệt độ cao có tính ôxy hoá kim loại rất mạnh nên gọi là ngọn lửa ôxy hoá. Lúc này nhân ngọn lửa ngắn lại, vùng giữa và vùng đuôi không phân biệt rõ ràng và có màu sáng, nhiệt độ của ngọn lửa này không cao lắm. Hình 16 b : Ngọn lửa ôxy hoá Ngọn lửa cacbon hoá Vùng giữa của ngọn lửa thừa cacbon tự do và mang tính chất cacbon hoá nên gọi là ngọn lửa cacbon hoá. Lúc này nhân ngọn lửa kéo dài ra và nhập với vùng giữa, ngọn lửa có màu nâu sẫm, nhiệt độ của ngọn lửa này khá cao. Ngọn lửa này có hình dáng phình to hơn so với hai loại ngọn lửa trên. Hình 16c: Ngọn lửa cacbon hoá Ứng dụng của các loại ngọn lửa - Ngọn lửa bình thường có nhiệt độ cao nhất ở vùng hoàn nguyên và có chứa các loại khí có tính hoàn nguyên nên dùng để hàn. - Ngọn lửa ôxy hoá dùng để hàn đồng thau, cắt hớt bề mặt, đốt sạch bề mặt vì nó có chứa nhiều ôxy ở nhiệt độ cao có tính ôxy hoá rất mạnh, rất có lợi cho việc xử lý bề mặt. - Ngọn lửa cacbon hoá được dùng khi hàn gang vì nó có tác dụng bổ sung phần cacbon bị đốt cháy; dùng để nung khi tôi bề mặt bằng ngọn lửa; hàn đắp thép gió và mảnh hợp kim cứng vào thân dao cắt kim loại. Nếu b = 1,1-1,2 thì cho ngọn lửa hàn bình thường (còn gọi là ngọn lửa trung hòa). Nhân của ngọn lửa này có phần đuôi uốn tròn đều đặn màu sáng trắng. Nhiệt độ của vùng này chỉ khoảng 10000C. +Vùng hoàn nguyên có màu sáng xanh. Thành phần khí của nó gồm có CO và H2 là những chất có khả năng bảo vệ vũng hàn tốt. Chiều dài vùng này khoảng 20mm. +Tại vị trí cách đuôi nhân ngọn lửa chùng 3~5mm, vùng hoàn nguyên đạt tới nhiệt độ cao nhất dùng để hàn rất tốt, vì thế cùng này còn gọi là vùng công tác. +Vùng cháy hoàn toàn (còn gọi là đuôi ngọn lửa) có màu nâu sẫm, nhiệt độ thấp và có thành phân khí là hơi nước và cácbonnic nên không sử dụng để hàn kim loại . Nếu b > 1,2 thì cho ngọn lửa oxi hóa. So với ngọn lửa bình thường, hạt nhân của ngọn lửa oxi hóa nhọn và ngắn hơn, có máu sáng nhạt. Vùng hoàn nguyên và vùng cháy hoàn toàn khó phân biệt ranh giới với nhau, có màu xanh tím. +Nhiệt độ của ngọn lửa oxy hóa lớn hơn so với ngọn lửa bình thường nhưng không dùng để hàn thép vì mối hàn nhận được rất giòn và dễ bị rỗ khí. +Ngọn lửa oxy hóa chủ yếu được sử dụng để hàn đồng thau, nung nóng và cắt kim loại . Nếu b < 1,1 thì sẽ cho ngọn lửa cacbon hóa (thừa cacbon). Hạt nhân của ngọn lkửa bị kéo dài ra tạo thành một vành màu xanh ở cuối không có ranh giới rõ ràng với vùng hoàn nguyên. +Đuôi của ngọn lửa có màu vàng nhạt. +Ngọn lửa cácbon hóa có nhiệt độ thấp hơn ngọn lửa bình thường, có vùng hoàn nguyên thừa cacbon rất dễ xâm nhập vào thành phần của kim loại đắp, vì thế ít được dùng để hàn thép, mà chủ yếu là dùng để hàn gang, hàn đắp thép cao tốc, tôi bề mặt và hợp kim cứng. Người thợ có thể xác định loại ngọn lửa hàn bằng mắt theo hình dạng và màu sắc của nó. Ví dụ, để có ngọn lửa bình thường, ta có thể tăng lượng C2H2 lên, sau đó giảm dần cho đến khi vành màu xanh ở gần cuối của hạt nhân biến mất, phần hoàn nguyên phân biệt rõ ràng với hai vùng còn lại – đó là ngọn lửa bình thường. BÀI 5 THIẾT BỊ HÀN-CẮT BẰNG NGỌN LỬA KHÍ Mục tiêu: Hiểu được cấu tạo và nguyên lý làm việc của mỏ hàn, mỏ cắt khí cầm tay - Sử dụng thành thạo mỏ cắt khí cầm tay 1. Thiết bị hàn khí . Hình 1.Thiết bị cắt bằng ngọn lữa khí. 1.1. Máy sinh khí axêtylen. Máy sinh khí axêtylen (còn gọi là bình hơi hàn) là thiết bị trong đó dùng nước phân huỷ đất đèn để lấy khí axêtylen . Công thức phân huỷ như sau: CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2. Trong thực tế 1kg đất đèn cho ta khoảng 220 – 300 lít khí C2H2. Hiện nay có nhiều loại máy sinh khí axêtylen, mỗi loại lại chia ra nhiều kiểu khác nhau, nhưng bất cứ một máy sinh khí nào, không kể kiểu, áp suất làm việc, năng suất đều phải có đầy đủ các bộ phận chính sau đây: Buồng sinh khí (một hoặc nhiều cái) Thùng chứa khí. Thiết bị kiểm tra và an toàn (như áp kế, nắp an toàn .vv) Bình ngăn lửa tạt lại. Các bộ phận trên có thể bố trí thành một kết cấu chung hay lắp riêng rồi nối với nhau bằng các ống. Thông thường người ta xếp loại các máy sinh khí Axêtylen dựa theo một số đặc điểm sau đây: Máy sinh khí Axêtylen kiểu BP-125 (Liên xô), xem hình 2 Hình 2. Máy sinh khí Axêtylen BP-125. 1. Thùng; 2. Hòm chứa nước; 4. Bộ phận điều chỉnh nước; 6. Ngăn đất đèn; 7. Buồng sinh khí; 9. Vòi kiểm tra nước; 10. Bình ngăn lửa tạt lại; 11. Màng bảo hiểm; 12. Nắp an toàn; 13. Ống dẫn;14. Ap kế. Đây là máy sinh khí axêtylen kiểu kín có áp suất làm việc loại trung bình (0,15 – 0,3at) và năng suất thấp. Khi dùng khí axêtylen có áp suất trung bình để hàn thì mỏ hàn được ổn định ,không gây hiện tượng ngọn lửa tạt lại , do đó loại máy BP – 125 rất thích hợp. Máy gồm một thùng kín (1), hòm chứa nước cung cấp (2) buồng sinh khí (7), máy điều chỉnh nước vào buồng sinh khí (4), nắp an toàn (12), màng bảo hiểm (11), áp kế (14) và bình ngăn lửa tạt lại (10). Khi bắt đầu vận hành, ta đổ nước vào ống (13) để nước chảy xuống hòm nước (2) và thùng (1) . đến khi nước trong thùng đầy đến vòi thăm nước (9) thì ngưng việc cung cấp nước. Cho đất đèn vào ngăn (6) rồi đặt vào trong buồng sinh khí (7), sau đó đóng kín buồng sinh khí lại . Nước từ hòm (2) chảy qua máy điều chỉnh (4) mà vào buồng sinh khí. Khí axêtylen đi vào thùng (1) rồi qua bình ngăn lửa tạt lại (10) trước khi đến mỏ hàn. Máy điều chỉnh (4) có van nối liền với tấm màng lò xo. Nếu áp suất trong bình sinh khí thấp (0,16 – 0,18at) thì van và tấm màng bị lò xo ép về bên trái; như vậy nước có thể chảy qua máy điều chỉnh mà vào buồng sinh khí. Nếu áp suất trong bình ngăn cao (0,19 -0,20at) sẽ ép chặt lò xo trên tấm màng mà đóng van lại làm nước không chảy qua được. Khi áp suất trong buồng sinh khí tăng cao sẽ có tác dụng đẩy nước từ phần bên phải qua phần bên trái của buồng , do đó làm giảm sự phân giải của đất đèn, áp suất trong bình tăng lên từ từ. Khi tiêu thụ bớt khí Axêtylen, áp suất trong buồng sinh khí giảm xuống, nước lại từ phần bên trái chảy sang phần bên phải làm tăng thêm tốc độ phân giải đất đèn. Như vậy, khí Axêtylen được tự động điều chỉnh tuỳ theo tình hình tiêu thụ. Cỡ hạt đất đèn thích hợp cho loại này là 25 x 50mm hoặc 50 x 80 mm. Hiện nay khí axêty len được sản xuất tại các nhà máy và đóng nạp thành các chai ( chai khí axêtylen hay còn gọi là bình chứa khí ) và được vận chuyển đến nơi tiêu thụ , còn ít trường hợp sử dụng các máy sinh khí dùng trong sản xuất vì bất tiện . 1.2. Bình chứa khí . Để bảo quản, vận chuyển các loại khí người ta sử dụng các loại bình có dung tích khác nhau và màu sơn khác nhau. Trong sản xuất hàn và cắt kim loại bằng khí thường dùng nhất là hỗn hợp khí ( C2 H2 + O2 ). Các bình chứa khí được chế toạ bằng thép có dung tích 40 lít và chịu được áp suất 200 at. Mặt ngoài được sơn màu: - Bình ôxy được sơn màu xanh . - Bình khí axêtylen sơn màu trắng . - Bình sơn màu vàng là bình chứa khí hyđrô .. Hình 3. Cc loại bình chứa khí Bình chứa dung tích 40 lít có kích thước như sau: - Đường kính ngoài: 219 mm - Chiều dài phần vỏ bình: 1390 mm - Chiều dày thành bình (đối với loại 200 at ): 9.3 mm - Khối lượng bình : 600 N Khí ôxi thường được nạp vào chứa dưới áp suất tối đa là : 150atm, còn axêtylen – tối đa là 16atm. Để ngăn ngừa nguy cơ nổ của khí axêtylen, người ta phải bỏ vào bình các chất bọt xốp tẩm axêton là loại dung môi tốt cho sự hoà tan của axêtylen. Cấu tạo của bình chứa khí: Hình 4.Cấu tạo bình chứa khí 1.3. Các thiết bị và thao tác hàn và cắt kim loại bằng khí từ bình . * Cơ cấu phân phối khí. Hình 5 . Cơ cấu phân phối khí * Các thiết bị phu khác. - Các khớp nối Hình 6: Các khớp nối. - Ống dẫn khí : Ống dẫn khí O2 v C2H2 ra mỏ hàn yêu cầu phải đủ độ bền, chịu được áp suất khí (áp suất làm việc của ống khí oxy được tính là 1at, còn đối với axetylen là 3at), đủ mềm nhưng không dễ bị gập và có đường kính trong phù hợp với lượng tiêu hao khí đ đựơc xác định. Để tránh nhầm lẫn đầu ống dẫn C2H2 thường được lắp vào mỏ hàn hoặc mỏ cắt bằng ren trái. Ống dẫn thường được chế tạo bằng vải lót cao su , chiều dày lớp cao su bên trong không nhỏ hơn 2mm và bên ngoài không nhỏ hơn 1mm. Thường dùng nhất là loại ống có đường kính trong 9,5mm với chiều dài từ 10 đến 25m. Trong hàn và cắt kim loại bằng ngọn lửa khí cháy thường dùng hai loại ống dẫn khí: ống dẫn bằng kim loại và ống dẫn bằng cao su (ống mềm). Ống dẫn bằng kim loại được lắp cố định trong các phân xưởng hoặc lắp giữa máy sinh khí axêtylen với các phụ tùng. Ống cao su được nối từ bình ơxy hoặc my sinh khí đến mỏ hàn hoặc mỏ cắt để công nhân dễ thao tác. - Ống dẫn bằng kim loại: Ống dẫn khí ôxy có áp suất từ 16at trở xuống được chế tạo bằng ống thép không hàn, nhn hiệu 10 hoặc 20 (kư hiệu thp của Lin xơ cũ). Ống dẫn khí p lực cao được chế tạo bằng đồng đỏ hoặc đồng thau. Ống dẫn khí axêtylen chỉ được dng loại ống thp khơng hn nhn hiệu 10 hoặc 20. Để giảm sự cố nổ, khi áp suất làm việc từ 0,1 đến 1,5at phải hạn chế đường kính trong của ống không vượt quá 50mm. - Ống dẫn bằng cao su: Mỏ hn, mỏ cắt v cc thiết bị khc muốn nối liền với bình ơxy, my sinh khí, hoặc các ống dẫn khí đều phải dùng ống cao su. Ống cao su phải rất mềm để không ảnh hưởng đến thao tác của công nhân. Đường kính trong của ống cao su phải căn cứ vào lượng khí tiêu thụ mà chọn. Để có sức bền ở áp suất làm việc, ống cao su có một hoặc nhiều lớp bọc bằng vải bông hoặc đay. Đối với khí axêtylen, ống cao su được tính toán để làm việc ở áp suất đến 3at, còn đối với khí ôxy thì tính tốn để làm việc ở áp suất đến 10at. Chiều dày lớp trong của ống cao su không được mỏng hơn 2mm, lớp ngoài không mỏng hơn 1mm. Đường kính trong của ống cao su theo quy định là: 5,5; 9,5; 13; 16; và 19mm. Loại ống có đường kính trong 9,5mm và đường kính ngoài 15,5 - 22 mm được sử dụng nhiều hơn cả. Hình 7 : Các vòi dẫn khí. Vòi dây đỏ dùng đề dẫn khí Axetylen từ bình đến mỏ hàn hoặc mỏ cắt, còn vòi dây xanh dùng để dẩn khí oxi. Đầu nối Oxy có ren phải Hình 7. Các đầu nối 2. Các thao tác. Lắp van giảm áp vào bình khí và dùng khoá mở khí có áp suất cao từ bình chứa, sau đó tiến hành lắp vòi vào đầu ra của van giảm áp. Đầu đỏ lắp với bình chứa khí axetylen và đầu xanh lắp với khí oxi, sau đó lắp vòi khí vào mỏ hàn và mỏ cắt và kiểm tra các đầu nối. Sau đó tiến hành hàn và cắt chú ý khi mở chúng ta mở khi Axetylen trước sau đó mới mỏ van oxi. Còn khi đóng phải đóng khí Axetylen trước và Oxi sau tránh hiện tượng cháy ngược trở lại. Hình 8 . Laép van Giaûm aùp. Hình 9. Laép voøi khí Hình 10.. Laép moû caét. Ngoài ra để tránh hiện tượng chống cháy ngược của ngọn lửa từ mỏ hàn vào bình khí người ta còn lắp thêm thiết bị dập lửa ngay trên mỏ hàn. Hình 9. Hình 11. Thiết bị dập lửa mỏ hàn 3. Thiết bị kiểm tra và an toàn. Ngoài các phụ tùng như van khoá, van xả bã đất đèn .vv, tuỳ theo kiểu cấu tạo, mỗi máy sinh khí axêtylen phải được trang bị các thiết bị kiểm tra và an toàn sau đây: 3.1. Ap Kế . Ap kế là dụng cụ để đo áp suất làm việc của máy sinh khí, trên mặt áp kế phải kẻ một vạch đỏ rõ ràng ở ngay con số chỉ áp suất cho phép làm việc bình thường. Ap kế phải được lắp trên thùng chứa khí. Đối với các máy sinh khí loại áp suất trung bình mà thùng chứa khí được cấu tạo thành một bộ phận riêng thì phải lắp áp kế cả ở trên buồng sinh khí và thùng chứa khí . Hình 12. Van giảm áp. 3.2. Nắp an toàn. Nắp an toàn là thiết bị dùng để khống chế áp suất làm việc của máy sinh khí. Tất cả các loại máy sinh khí kiểu kín đều phải được trang bị ít nhất một nắp an toàn kiểu quả tạ hay lò xo. Phải thiết kế đường kính và độ nâng cao của nắp an toàn thế nào để xả được khí thừa khi năng suất máy cao nhất, đảm bảo áp suất làm việc của máy không tăng quá 1,5at trong mọi trường hợp, nhiều khi người ta lắp màng bảo hiểm thay cho nắp an toàn. Màng bảo hiểm sẽ bị xé vỡ khi khí axêtylen bị nổ phân huỷ hay khi áp suất trong bình tăng lên quá cao. Khi áp suất tăng lên 2,5 – 3, bảo hiểm sẽ hỏng. Màng bảo hiểm thường được chế tạo bằng lá nhôm, lá thiếc mỏng, hoặc hợp kim đồng – nhôm dày từ 0,1 đến 0,15mm. Van an toàn dùng trong các thiết bị áp lực cao. Hình 13.Van an tồn. Là những cơ cấu không thể thiếu trên mỗi thiết bị áp lực, van an toàn cần được cân chỉnh trong các trường hợp: Trước khi đưa thiết bị vào hoạt động. Trong qu trình hoạt động của thiết bị theo quy định của quy trình bảo dưỡng. Khi thiết bị được kiểm định định kỳ hoặc bất thường Kiểm tra van an toàn. Việc kiểm địn van an toàn bao gồm các bước cơ bản: Kiểm tra bằng mắt tình trạng kỹ thuật của van. Dùng khí (Không khí nén, Ni tơ) hoặc chất lỏng (nước, dầu chuyên dụng) nâng áp suất để kiểm tra áp suất tác động, áp suất đóng của van. Kiểm tra độ kín của van. 3.3 Thiết bị ngăn lửa tạt lại. Trong hàn khí, thường xảy ra hiện tượng “ngọn lửa quặt” hay “cháy ngược” gây nguy hiểm cho người phục vụ và thiết bị. Có thể nói đó là hiện tượng lửa đi tìm khí cháy, khi mà tốc độ cháy của oxy-axetylen lớn hơn tốc độ cung cấp của hỗn hợp khí này từ mỏ hàn ra. Nhiệm vụ chủ yếu của khóa bảo hiểm là dập tắt ngọn lửa cháy ngựơc để bảo vệ cho ống dẫn khí và thùng điều chế khí axetylen. Có hai loại khóa bảo hiểm thường được sử dụng là: khóa bảo hiểm kiểu hở và khóa bảo hiểm kiểu kín. Khóa bảo hiểm kiểu hở : Cấu tạo : Nguyên lý hoạt động +Khi mở van (5), khí axetylen từ thùng điều chế theo ống (4), qua nước và van (3) đi ra mỏ hàn. Sự chênh lệch áp suất giữa axetylen và môi trường được biểu thị bằng cột nước Hàn (hình b). +Khi có ngọn lửa cháy ngược, áp suất trong vỏ (1) tăng lên, ép nước vào cả hai ống (4) v (8), mực nước trong vỏ (1) hạ xuống cho đến khi chân ống (8) hở ra. Hỗn hợp nổ lập tức theo ống (8) vo phễu (7) phá vỡ màng bảo hiểm (6) đi ra ngoài. +Sau khi ngọn lửa cháy ngược bị dập tắt, quá trình hàn trở lại bình thường. Cần phải kiểm tra thường xuyên lượng nước cần thiết trong vỏ (1) bằng van kiểm tra (2). Khóa bảo hiểm kiểu kín: Cấu tạo : Nguyên lý hoạt động : Bình thường khi hàn, khí axetylen đi theo ống (2) qua van (3) , lỗ (4) để đi vo ống (5) và theo ống (6) đi ra mỏ hàn . Khi có hiện tượng ngọn lửa cháy ngược, p suất trong vỏ (1) tăng lớn, nắp van (3) sẽ đóng lại ngăn không cho khí axetylen đi ra nữa. Hỗn hợp nổ sẽ phá vỡ màng bảo hiểm (7) thốt ra ngồi. 4. Van giảm áp Hình 14. Van Giảm áp. Hình 15. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý. vận hành của van giảm áp loại đơn cấp. 1. Buồng áp lực cao; 2.Nắp van; 3. Nắp an toàn; 4. Ap kế ; 5. Buồng áp lực thấp; 6. Lò xo; 7. Vít điều chỉnh; 8. Màng; 9. Cần; 10. Ap kế 11. Lò xo. Van giảm áp có tác dụng làm giảm áp suất của các chất khí đến áp suất quy định, và giữ cho áp suất đó không thay đổi trong suốt quá trình làm việc. Van giảm áp cho khí ôxy có thể điều chỉnh áp suất khí ôxy từ 150-at xuống khoảng 1 – 15at. Van giảm áp cho khí axêtylen có thể điều chỉnh áp suất các máy sinh khí từ 0,1 – 1,5at thích ứng với việc hàn hoặc cắt kim loại. Có nhiều loại van giảm áp khác nhau,nhưng nguyên lý chung và các bộ phận chính thì giống nhau. Hình 15 giới thiệu sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của van giảm áp kiểu đơn cấp. Khí nén từ chai ôxy hoặc từ máy sinh khí đi vào buồng áp lực cao (1), sau đó qua khe hở giữa nắp van (2) và gờ van để vào buồng áp lực thấp (5). Vì dung tích của buồng (1) nhỏ hơn buồng (5) nên chất khí đi từ buồng (1) sang buông (5) sẽ được giãn nở làm áp suất giảm xuống đến áp suất làm việc rồi được dẫn ra mỏ hàn hoặc mỏ cắt. Muốn cho áp suất khí trong buồng (5) cao hay thấp ta điều chỉnh khe hở giữa nắp van (2) và gờ van. Nắp (2) càng nâng cao thì áp suất trong buồng áp lực thấp càng cao và lưu lượng khí đi qua van giảm áp càng nhiều. Để nâng nắp (2) lên cao, ta vặn vít điều chỉnh (7): khi vặn vào (theo chiều kim đồng hồ) thì lò xo (6) đẩy màng (8), cần (9) và đẩy nắp (2) lên. Khi vặn ra thì nắp (2) hạ xuống làm áp suất trong buồng (5) giảm thấp. Quá trình tự động điều chỉnh áp suất trong van giảm áp như sau: nếu lượng khí do mỏ hàn hoặc mỏ cắt tiêu thụ ít đi, khí sẽ dồn lại trong buồng (5) làm áp suất trong buồng này tăng lên đủ sức ép mạnh vào màng (8) và lò xo (6). Khi lò xo (6) bị nén thì kéo cần (9) di chuyển xuống phía dưới, đậy dần nắp van lại cho đến khi áp suất trong buồng áp lực thấp bằng trị số lúc đầu mà thôi. Nếu mỏ hàn tiêu thụ nhiều khí thì tình hình ngược lại: áp suất trong buồng (5) giảm thấplò xo (6) giãn ra đẩy màng (8) cong lên ép vào lò xo (11) làm cho nắp van (2) nâng cao, do đó áp suất khí trong buồng (5) tăng dần đến mức quy định.Van giảm áp còn có nắp an toàn (3), áp kế (10) chỉ áp suất trong buồng cao áp và áp kế (4) chỉ áp suất trong buồng áp lực thấp. 5. Mỏ hàn khí : Mỏ hàn là dụng cụ quan trọng nhất trong trang bị của một trạm hàn khí. Nhiệm vụ cơ bản của nó là : nhận khí O2 v C2H2 từ cc bình chứa khí (hoặc C2H2 từ thùng điều chế) đến buồng hỗn hợp đưa ra mỏ hàn. Mỏ hàn phải rất an toàn trong sử dụng, ổn định được sự cháy của ngọn lửa, nhẹ nhàng, dễ điều chỉnh thành phần công suất của quá trình hàn. Mỏ hàn có nhiều loại khác nhau nhưng chủ yếu được sử dụng là hai loại: mỏ hàn hút và mỏ hàn đẳng áp. Mỏ hàn kiểu hút : Cấu tạo Nguyên lý hoạt động : Khí oxy có áp suất (3- 4)at theo ống dẫn (1) qua van điều chỉnh (8) vào miệng phun (2). Vì đầu miệng phun có đường kính rất bé nên dòng O2 đi qua có tốc độ rất lớn tạo thành vùng áp suất thấp (3) xung quanh miệng phun. nhờ vậy, khí axetylen được hút vào buồng hỗn hợp (5) qua ống dẫn (4) kết hợp với O2 tạo thành hỗn hợp khí. Hỗn hợp này theo ống (6) (thân mỏ hàn) đi ra đầu mỏ hàn (7) khí bị đốt sẽ tạo thành ngọn lửa hàn. Lưu ý khi sử dụng : +Đặc điểm của mỏ hàn này là buồng hỗn hợp khí có cấu tạo phức tạp, tuy yêu cầu chế tạo thấp hơn so với loại mỏ hàn đẳng áp. +Theo nguyên lý cấu tạo kiểu hút ta cần chú ý là khi hàn cần mở oxy trước, mở axetylen sau. Vì nếu mở xae trước thì do áp lực thấp nó sẽ không ra được. +Trong quá trình hàn do sự ắn tóe của kim loại và xỉ lỏng, lỗ của đầu mỏ hàn có thể bị bám bẩn làm cho ngọn lửa không đạt được hình dạng và tính chất yêu cầu. Lúc đó , nên khóa các đường dẫn khí lại và thông lỗ đầu mỏ hàn. +Khi mỏ hàn quá nóng, ngọn lửa chập chờn gián đoạn hoặc nghe rõ những tiếng nổ từ đầu mỏ hàn, nên tắt ngọn lửa, nhúng mỏ hàn vào nước để làm nguội rồi tiếp tục hàn. Mỏ hàn đẳng áp : Cấu tạo : Nguyên lý hoạt động : Khí O2 và C2H2 theo ống (4) và (5) qua các van (3) và (6) đi vào buồng hỗn hợp dưới một áp suất như nhau, sau đó qua thân mỏ hàn (2) đi ra đầu mỏ hàn (1) để cháy thành ngọn lửa. Sử dụng các van (3) và (6) để điều chỉnh lượng oxy va axetylen. Lưu ý khi sử dụng : +So với loại mỏ hàn kiểu hút, mỏ hàn kiểu đẳng áp ít được sử dụng hơn. Nó chủ yếu được sử dụng khi cần đảm bảo thành phần hỗn hợp của ngọn lửa là không đổi (khi hàn các loại hợp kim màu, thép hợp kim, hoặc trong hàn khí tự động ) +Loại mỏ hàn này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, ngọn lửa cháy ổn định, dễ hàn, song phải luông bảo đảm được điều kiện ổn định của áp suất hàn. Vì vậy loại này chỉ được sử dụng trong điều kiện cả O2 và C2H2 được lấy trực tiếp từ các bình chứa qua van giảm áp (ít dùng trong trường hợp C2H2 được lấy ra trực tiếp từ thùng điều chế). +Thông thường mỏ hàn khí được chế tạo thành bộ, gồm một thân mỏ và một số đầu hàn (4-7 đầu hàn) đánh số thứ tự từ nhỏ đến lớn. Vì vậy, khi chuẩn bị hàn phải căn cứ vào công suất ngọn lửa cần thiết để chọn số hiệu đầu hàn cho phù hợp. Khí thay đầu hàn cần chú ý vặn chặt để tránh rò khí ra ngoài. BÀI 6,...ai thông số quan trọng nhất là cường độ dòng điện và áp lực khí nén 6. Kỹ thuật cắt plasma Hình 3.4. Cắt đường thẳng Hình 3.5. Cắt đường tròn bằng compa - Do công suất lớn và tốc độ nung chảy cao, vận tốc cắt lớn nên khi cắt phải có compa và thước làm dưỡng tránh lệch đường vạch dấu - Năng lượng cột plasma lớn nến khi cắt từ trong ra không cần khoan lỗ như cắt khí 6.1 Cắt tiếp xúc Khi cắt vật liệu tấm mỏng có chiều dày nhỏ hơn 9 ÷ 12mm, tốt nhất là sử dụng bép cắt loại “S”. Góc độ thích hợp của mỏ cắt với tấm cắt là 900 ± 50 - Bấm công tắc trên mỏ sẽ phát sinh hồ quang dẫn sau 1,5s - Đưa đầu bép cắt cách điểm bắt đầu cắt khoảng 1 ÷ 3mm, khi đó hồ quang plasma sẽ phát sinh - Để bép cắt tiếp xúc với bề mặt cắt theo đường vạch dấu một cách nhẹ nhàng và tiến hành di chuyển mỏ cắt - Khi cắt gần đến điểm cuối đường cắt, nhấc đầu bép cắt lên cách tấm khoảng 1 ÷ 3mm và tiếp tục cắt đến hết đường cắt. Hình 3.6. Sơ đồ cắt tiếp xúc Nếu bấm công tắc mỏ cắt khi mỏ cắt tiếp xúc vuông góc với tấm cắt thì khí nén sẽ không thổi ra ngoài được và hồ quang sinh ra đốt cháy bên trong bép cắt. Vì lý do đó nên phải bấm công tắc trước khi cho bép cắt tiếp xúc với vật cắt và cho đầu bép cắt tiếp xúc nhẹ nhàng với bề mặt tấm cắt. Tốc độ cắt chính xác thì hồ quang plasma thổi nhẹ nhàng. Nếu tốc độ cắt lớn sẽ xảy ra hiện tượng thổi ngược lại, còn khi tốc độ cắt chậm thì sẽ làm kim loại trên bề mặt tấm cắt bị chảy nhiều. 6.2 Cắt không tiếp xúc Khi cắt các tấm có chiều dày lớn hoặc trung bình (lớn hơn 9mm) cần điều chỉnh mỏ cắt sao cho khoảng cách giữa đầu bép cắt với bề mặt tấm cắt từ 2 ÷ 4mm. Sử dụng bép cắt loại “H”, các bước thực hiện như cắt không tiếp xúc. Hình 3.7. Sơ đồ cắt không tiếp xúc 6.3 Các sự cố xảy ra khi cắt Sự cố Nguyên nhân Khắc phục Không gây được hồ quang dẫn Điều chỉnh áp lực khí quá cao hoặc quá thấp Điều chỉnh áp lực khí 0.39at Điện cực mòn Thay điện cực, bép mới Công tắc air đặt ở nút check Gạt công tắc sang vị trí cut Không chuyển được hồ quang dẫn sang hồ quang plasma Lỗ bép cắt bị méo Thay bép mới Điện cực mòn Thay điện cực, bép mới Khí nén lẫn nước hoặc dầu Tháo hết khí và rửa sạch bộ lọc Bép cắt tiếp xúc với bề mặt cắt Cần tránh điều này vì hồ quang mạnh sẽ làm lỗ bép cắt biến dạng Góc nghiêng mỏ cắt lớn Chỉnh góc nghiêng ±50 Khoảng cách giữa bép và bề mặt cắt lớn Điều chỉnh khoảng cách đúng Có chất cách điện trên bề mặt cắt Tẩy sạch chất cách điện ở vị trí bắt đầu cắt Hồ quang bị ngắt gián đoạn Tốc độ cắt chậm Tăng tốc độ cắt Khoảng cách giữa bép cắt và bề mặt cắt quá lớn Điều chỉnh khoảng cách đúng Xỉ bám vào bép cắt Làm sạch bề mặt bép cắt Di chuyển mỏ cắt không đều Kiểm tra đầu cắt và đường ray Rãnh cắt bị nghiêng Lỗ bép cắt bị méo Thay bép cắt Mỏ cắt bị nghiêng Điều chỉnh mỏ cắt thẳng góc Dòng cắt nhỏ Điều chỉnh chế độ cắt Bép cắt không đúng loại Dùng đúng loại bép Lỗ bép cắt chóng hỏng Dùng không đúng loại bép Chọn loại bép tùy thuộc vào chiều dày cắt Điện cực quá mòn Thay điện cực và bép cắt Góc nghiêng mỏ cắt lớn Điều chỉnh góc độ 90 ± 50 7. An toàn khi cắt kim loại bằng plasma - Thường xuyên kiểm tra áp suất của máy nén khí trên áp kế, nếu áp suất vượt quá giới hạn cho phép phải dừng máy và kiểm tra. - Đeo kính trắng, mũ hàn, quần áo bảo hộ, gằn tay khi cắt. - Không dùng mỏ để đánh lửa trên cơ thể người BÀI 12 MÀI MÉP HÀN, MÉP CÙN BẰNG MÁY MÀI CẦM TAY Mục tiêu -Giải thích cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy mài cầm tay. -Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, bảo hộ lao động như: kính bảo vệ, kính bảo hộ, thùng nước làm mát, khóa mở đá, cờlê, mỏ lết đầy đủ. -Mô tả đúng các bước kiểm tra an toàn trước khi mài. -Vận hành sử dụng các loại máy mài cầm tay thành thạo. -Mài được phôi hàn có hình dáng, kích thước đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo bản vẽ. 1.Cấu tạo, nguyên lý làm việc máy mài cầm tay 1.1. Hình dáng chung của máy Hình 1. Các loại máy mài cầm tay 1.2. Sơ đồ cấu tạo 1.3. Nguyên lý làm việc - Động cơ một chiều (1) làm việc tạo chuyển động quay, bộ truyền bánh răng côn (2) có một bánh lắp trên trục động cơ truyền chuyển động quay vuông góc tong không gian làm lưỡi cắt (3) quay theo nhờ bánh răng thứ hai lắp trên trục đá. Để mài, cắt được kim loại ta đưa máy vào vị trí mài sao cho mặt phẳng đá nghiêng một góc từ 15°- 30° so vối bề mặt kim loại cần mài, cắt Động cơ của máy mài cầm tay có kết cấu gọn, nhẹ, cơ động, momen khởi động lớn, dễ sử dụng, tuy nhiên tiếng ồn lớn và nhanh mòn chổi than. Khi vận hành, người thợ cần tuân thủ nghiêm ngặt kỹ thuật và an toàn 2. Dụng cụ mài Dụng cụ dùng trong mài là đá mài, gồm các lọai đá khác nhau tùy theo kích thước máy và việc sử dụng máy vào công việc gì. Hình 6.6. Đá mài 3.Vận hành và sử dụng máy mài cầm tay 3.1.Kiểm tra an toàn Cũng như máy cắt lưỡi đá, máy mài có tốc độ quay của đá rất cao nên trước khi sử dụng việc kiểm tra an toàn là hết sức quan trọng. -Đeo kính bảo hộ và găng tay -Kiểm tra không có chất dễ cháy nổ ở gàn khu vực làm việc -Kiểm tra không có người đứng ở hướng tia lửa bắn ra -Kiểm tra đá trước khi lắp vào máy xem có bị xước hay sứt mẻ -Kiểm tra tình trạng lắp chặt của đá đảm bảo đai ốc giữ đá được xiết chặt Hình 6.7. Kiểm tra máy mài -Kiểm tra tình trạng chung của máy: Độ chặt của tay nắm, độ rơ của gối đỡ và bộ truyền bánh răng côn, chổi than, dây, công tắc điện. -Cho máy chạy không tải: nghe tiếng máy chạy chẩn đoán hư hỏng và xử lý nếu có. 3.2.Tháo, lắp máy - -Tháo lắp chắn phoi: Đưa chắn phoi (1) vào vị trí, vặn vít (3) rồi xoay theo hai chiều mà không bị xê dịch là được, cuối cùng vặn chặt đai ốc hãm. -Lắp tay cầm : Tùy theo người sử dụng thuận tay nào mà lắp tay cầm đúng vị trí phù hợp. -Lắp đá, kẹp chặt đá mài: Đưa định tâm (6) vào trục (7), lắp đá (5) qua trục (7)vào định tâm (6) và vặn đai ốc (4) vào. Xiết chặt đai ốc (4) bằng cách tay trái hãm Hình 6.11. Chổi than Hình 6.12. Tháo chổi than 1.3.3. Bật tắt công tắc máy 15 14 Hình 6.14. Cố định công tăc máy Công tắc máy có thể được bố trí phía trên, dưói thân hay bên sườn. -Giữ máy bằng tay trái, tác dụng lực vào nút trượt (10) thông qua ngón tay cái của bàn tay phải theo hướng máy hoạt động. Nếu muốn tắt máy ta đưa (10) về vị trí (0). -Với máy có công tắc điều khiển ở phía sau. Để mở máy giữ chắc máy, ngón tay trỏ bàn tay phải bốp cò điều khiển (14) máy sẽ hoạt động, nếu muốn tắt máy thả cò (14). -Muốn máy chạy liên tục không bị mỏi ngón tay trỏ thì sau khỉ bốp cồ điều khiển (14) ta ấn chốt (15) vào. Lưu ý : trước khỉ tắt công tắc phải nâng máy lên khỏi vật mài, tắt công tắc, chờ máy dừng hẳn mới đặt máy lên giá đỡ. 4.Kỹ thuật mài bằng máy mài cầm tay -Cầm chếch máy một góc khoảng 15° -ỉ- 20° và cho cạnh đá tiếp xúc với vật mài. -Dỉ chuyển đá trên mặt vật về phía trước, phía sau, sang phải, sang trái với lực ấn đều Hình 6.15. Góc nghiêng máy mài Hình 6.16. Di chuyển máy mài BÀI 13 : ĐẤU NỐI VÀ VẬN HÀNH MÁY HÀN Mục tiêu -Kết nối thiết bị hàn hồ quang tay như: nối máy với nguồn điện, nối cáp hàn kìm hàn vào máy, nối dây tiếp đất đảm bảo chắc chắn an toàn tiếp xúc tốt. -Đóng ngắt điện nguồn, khởi động máy, điều chỉnh cường độ dòng điện hàn thành thạo. -Cặp dây mát chắc chắn tiếp xúc tốt. -Cặp que hàn vào kìm hàn, thay que hàn nhanh gọn chính xác. -Phát hiện và xử lý tốt các hỏng hóc thông thường của máy hàn trong quá trình sử dụng. 1. Đấu nối thiết bị hàn, sơ đồ nguyên lý quá trình hàn hồ quang tay Hình 22: Sơ đồ nguyên lý quá trình hàn hồ quang tay 1- Hộp nối điện nguồn 5- Kẹp mát 9- Hồ quang hàn 2- Máy hàn hồ quang tay 6- Mỏ hàn 10- Khí bảo vệ 3- Tay quay điều chỉnh dòng điện hàn 7- Phôi hàn 11- Vũng hàn 4- Dây cáp dẫn điện 8- Que hàn 2. Vận hành máy hàn. 2.1. Thiết bị , dụng cụ : Clê Tuốc nơ vít Cáp nối đất Cáp hàn Băng cách điện Ampe kế Bút thử điện . 2.1.2.Kiểm tra mạch điện đầu ra Kiểm tra tiếp xúc tại chỗ nối . Xiết chặt các bu lông . Nối dây mát với bàn hàn Kiểm tra tiếp xúc của dây . Lắp vuông góc que hàn vào kìm hàn . 2.2 Quy trình thực hiện : 2.2.1 Kiểm tra mạch điện đầu vào Kiểm tra công tắc nguồn điện ở vị trí OFF . Kiểm tra tiếp xúc tại chỗ nối Xiết chặt các bu lông Kiểm tra dây nối đất của máy . 2.2.2.Kiểm tra mạch điện đầu ra Kiểm tra tiếp xúc tại chỗ nối . Xiết chặt các bu lông . Nối dây mát với bàn hàn Kiểm tra tiếp xúc của dây . Lắp vuông góc que hàn vào kìm hàn . 2.3. Quy trình thực hiện : 2.3.1. Kiểm tra mạch điện đầu vào Kiểm tra công tắc nguồn điện ở vị trí OFF . Kiểm tra tiếp xúc tại chỗ nối Xiết chặt các bu lông Kiểm tra dây nối đất của máy . * Chú ý : Lắp que hàn tiếp xúc tốt tránh để phóng điện giữa que hàn và kìm hàn . 2.3.3. Chuẩn bị Ampe kế Vặn núm chỉnh Ampe kế ở vị trí phù hợp Điều chỉnh cho cáp hàn nằm ở giữa khe mỏ kẹp của Am pe kế 2.3.4 Điều chỉnh cường độ dòng điện Bật công tắc điện vào máy . Bật công tắc trên máy hàn (ON) Xoay vô lăng điều chỉnh dòng điện theo vạch số trên máy hàn . Cho đầu que hàn tiếp xúc với vật hàn Kiểm tra chỉ số chỉ dòng điện hàn trên Ampe kế . Tắt công tắc trên máy hàn . BÀI 14: GÂY HỒ QUANG VÀ DUY TRÌ HỒ QUANG Mục tiêu -Chuẩn bị phôi liệu và các loại dụng cụ, thiết bị hàn đầy đủ. -Gây hồ quang thành thạo, chính xác và duy trì ổn định hồ quang. -Khắc phục được các nhược điểm khi gây hồ quang. 1. Thực chất, đặc điểm của hàn hồ quang *Thực chất -Hàn là quá trình công nghệ nối 2 hay nhiều phần tử (chi tiết, bộ phận) thành một khối bền vững bằng cách dùng nguồn nhiệt để nối chỗ cần nối đến trạng thái hàn. Sau đó, kim loại lỏng tự kết tinh (ứng với trạng thái lỏng) hoặc dùng thêm ngoại lực ép chúng dính lại với nhau (ứng với trạng thái dẻo nguội) để tạo thành mối hàn . *Đặc điểm +Ưu điểm : -Cho đến nay hàn hồ quang tay vẫn được sử dụng rất phổ biến ở tất cả các nước kể cả những nước có nền công nghiệp bởi: -Tính linh động -Tính tiện lợi -Tính đa năng: có thể thực hiện mối hàn ở mọi vị trí trong không gian. -Thiết bị hàn hồ quang tay dễ vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng và mức độ đầu tư thấp. +Nhược điểm : -Do mọi chuyển động cơ bản đều thực hiện bằng tay nên chất lượng và năng suất hàn phụ thuộc chủ yếu vào trình độ tay nghề và kinh nghiệm của người thợ hàn. Nếu trong quá trình hàn, người thợ thực hiện các thao tác chuyển động không hợp lý, góc hàn và chiều dài hồ quang thay đổi thì thành phần hóa học, kích thước và hình dạng mối hàn sẽ không đều, khả năng xuất hiện các khuyết tật hàn tăng lên làm giảm chất lượng của sản phẩm. -Năng suất hàn hồ quang tay tương đối thấp và điều kiện làm việc của thợ hàn không tốt (chịu tác động trực tiếp của môi trường khói, ánh sáng và nhiệt của hồ quang). Khái niệm hồ quang hàn : - Hồ quang hàn :Là dòng chuyển động của các điện tử và Ion về hai điện cực kèm theo phát nhiệt lớn và ánh sáng mạnh do hiện tượng đoản mạch giữa hai đầu điện cực hàn làm mật độ dòng điện tại chỗ tiếp xúc rất lớn và không khí nóng lên -Khi mức độ Ion hoá đạt tới mức bão hoà, cột hồ quang ngừng phát triển.Nếu giữ cho khoảng cách giũa hai điện cực không đổi, cột hồ quang được duy trì ở mức ổn định. Điện áp cần thiết để gây hồ quangcủa máy một chiều là 35-55V, điện áp duy trì hồ quang ổn định là16-35V. Với máy xoay chiều là 55-80v và 25-45v. 2. Sự tạo thành bể hàn : Khi hồ quang cháy, nhiệt lượng trung tâm cột hồ quang rất lớn (6000∙oC ) Làm nóng chảy kim koại cơ bản tạo nên vũng hàn còn gọi là bể hàn. tuỳ theo góc độ và tốc độ dịch chuyển que hàn mà ta có hình dạng và kích thước bể hàn khác nhau. 3. Gây và duy trì hồ quang : 3.1.Phương pháp mổ thẳng: Là cho que hàn tiếp xúc với vật hàn thẳng góc 90 o, sau đó nhấc que hàn lên 3-4mm để hồ quang cháy rồi rút ngắn khoảng cách que hàn còn 2-3mm và góc độ hàn là 70 - 85o 3.2 . Mồi hồ quang kiểu quẹt diêm: Cho que hàn tiếp xúc vật hàn kiểu quẹt diêm, nhấc lên 3-4mm, rồi đưa về 2-3mm, góc độ hàn và duy trì ổn định cho hồ quang cháy tạo thành mối hàn 3.3. Trình tự thực hiện 3.3.1 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ : -Bảo hộ lao động -Bộ dụng cụ làm sạch : mũi vạch , thước lá , búa nguội , đục , búa gõ xỉ . -Am pe kế . 3.3.2.Thực hiện -Vận hành máy hàn -Làm sạch bề mặt hàn bằng bàn chải sắt và vạch dấu . -Điều chỉnh dòng điện hàn ở mức (120 – 140 )A Đặt vật hàn lên trên bàn hàn . Tư thế -Cúi nghiêng thân trên về phía trước và mở rộng 2 chân -Cầm kìm hàn và giữ cánh tay ở vị trí ngang . Gây hồ quang Lắp que hàn vào kìm hàn (vuông góc) Đưa que hàn đến gần vị trí gây hồ quang Đưa mặt nạ hàn che mặt . -Gây hồ quang : +Gây hồ quang tại điểm đầu đường vạch dấu +Khi hồ quang hình thành , nâng đầu que hàn lên khoảng 10 mm và kiểm tra lại điểm bắt đầu . +Duy trì chiều dài hồ quang khoảng 3 mm Phương pháp gây hồ quang : Gõ đầu que hàn lên bề mặt vật hàn cho chập mạch sau đó tách và giữ khoảng cách từ đầu que hàn tới bề mặt vật hàn bằng khoảng đường kính que hàn . Quẹt đầu que hàn trên bề mặt vật hàn cho tiếp xúc(phát hồ quang ) sau đó giữ khoảng cách từ đầu que hàn tới bề mặt vật hàn bằng khoảng đường kính que hàn . -Thực hiện các đoạn hàn có chiều dài khoảng 25mm , chiều rộng khoảng 6 mm , (chiều cao phần đắp của mối hàn nên thấp) Ngắt hồ quang Rút ngắn chiều dài hồ quang và ngắt nhanh Làm sạch mối hàn Làm sạch xỉ hàn và kim loại bắn tóe bằng búa gõ xỉ và đục bằng . chú ý : không làm hư hại bề mặt vật hàn và mối hàn . Đánh sạch bề mặt bằng bàn chải sắt . Kiểm tra : Sau khi hàn xong 1 que hàn , tiến hành kiểm tra như sau : Kiểm tra chiều rộng , chiều cao mối hàn . Kiểm tra các khuyết tật : cháy cạnh , chảy tràn . Chú ý : Nếu đầu que hàn không bị phủ thuốc bọc thì dễ gây hồ quang . Khi gây hồ quang , gõ nhẹ đầu que hàn lên bề mặt vật hàn làm lớp thuốc bọc hoặc xỉ trên bề mặt bong ra (không gõ quá mạnh làm lớp thuốc bọc quanh đầu điện cực bị vỡ ). -Khi gây hồ quang , thỉnh thoảng đầu que hàn có thể bị dính vào vật hàn, khi đó cần lắc que hàn sang phải sang trái để tách que hàn ra khỏi vật hàn. Nếu để quá lâu , lớp thuốc bọc sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiệt nung nóng . 4. Kỹ năng thực hành : 4.1. Chuẩn bị: a.Thiết bị, dụng cụ hàn, bảo hộ lao động. b. Chon chế độ dòng điện hàn. 4.2. Đính, gá phôi thép 4.3. Gây hồ quang: Hai phương pháp 4.4. Duy trì hồ quang hàn : Đảm bảo rằng dòng điện và khoảng cách hồ quang( Lhq) luôn ổn định trong suốt quá trình hàn 5. Kiểm tra chất lượng : 5.1. Kiểm tra các khuyết tật bên ngoài và kích thước mối hàn : Bằng mắt và thước 5.2. Kiểm tra độ kín : Bằng chất thẩm thấu như dầu DO BÀI 15: HÀN ĐƯỜNG THẲNG TRÊN MẶT PHẲNG Mục tiêu Chuẩn bị phôi liệu và các loại dụng cụ, thiết bị hàn đầy đủ. Gây hồ quang thành thạo, chính xác và duy trì ổn định hồ quang. Hàn được đường thẳng trên tôn phẳng Khắc phục được các nhược điểm khi gây hồ quang. 1. Chuẩn bị Thiết bị , dụng cụ : -Bộ bảo hộ lao động -Bộ dụng cụ làm sạch -Am pe kế . 2. Quy trình thực hiện : 2.1.Công tác chuẩn bị : -Làm sạch bề mặt vật hàn và vạch dấu . -Tạo rãnh nhỏ trên đường hàn bằng đục bằng và búa nguội . -Điều chỉnh dòng điện hàn ở mức (150 – 160 ) A 2.2 Tư thế 2.3 Gây hồ quang Gây hồ quang cách đầu mối hàn (10 – 20 )mm, sau khi phát sinh hồ quang, đưa que hàn quay lại điểm bắt đầu để hàn . 2.4 Tiến hành hàn -Đầu que hàn hướng vào đường tâm của rãnh . -Điều chỉnh que hàn vuông góc với bề mặt vật hàn theo hướng nhìn dọc theo mối hàn và nghiêng với hướng hàn mộ góc 750 - 800 . -Bề rộng mối hàn không đổi và không vượt quá hai lần đường kính lõi que hàn -Chiều dài hồ quang khoảng (3-4)mm -Hướng đầu que hàn vào phần đầu bể hàn 2.5 Ngắt hồ quang . Rút nắng chiều dài hồ quang rồi ngắt thật nhanh . 2.6 Nối mối hàn -Làm sạch xỉ hàn tại chỗ nối -Gây hồ quang cách chỗ nối khoảng 20 mm sau đó đưa quay lại điểm nối . -Điều chỉnh cho kim loại điền đầy rãnh hồ quang sau đó di chuyển que hàn theo hướng hàn. 2.7 Lấp rãnh hồ quang ở cuối đường hàn . 2Cuối đường hàn, rút ngắn hồ quang rồi xoay đầu điện cực thành vòng tròn nhỏ khoảng (2 -3 ) lần (hình a) . 3Dùng phương pháp hồ quang ngắt để điền đầy rãnh hồ quang (hình b) 2.8 Kiểm tra Phần cuối đường hàn Hình dạng mối hàn (bề rộng mối hàn , chiều cao mối hàn và vảy hàn) . Cháy cạnh hoặc chảy tràn Điểm nối mối hàn . Kim loại bắn tóe , xỉ hàn . Chú ý: Chiều dài hồ quang luôn giữ ngắn và xấp xỉ bằng đường kính que hàn. Xác định chiều dài hồ quang bằng cách quan sát lớp thuốc bọc nóng chảy chậm hơn lõi que hàn và tạo thành phễu thuốc (hình vẽ) Tuy nhiên , chiều dài hồ quang cũng có thể được xác định bằng âm thanh do hồ quang cháy phát ra. Tiếng hồ quang cháy êm , đều là tốt ; còn tiếng hồ quang cháy mạnh có nghĩa là chiều dài hồ quang quá lớn . 10Quá trình hàn, nếu đầu điện cực lên, xuống hoặc tốc độ hàn không ổn định thì chiều rộng mối hàn nhận được sẽ không đồng đều . BÀI 16, 17: HÀN BẰNG GIÁP MỐI KHÔNG VÁT MÉP 1.Đọc bản vẽ : 2.Chuẩn bị : a, Trang thiết bị – động cơ +Thiết bị : Máy hàn, cáp hàn, kìm hàn .. -Yêu cầu : Máy hàn làm việc tốt , các thiết bị , động cơ khác làm việc đảm bảo b, Nguyên vật liệu + Thép CT31 kích thước 250x40x4 + Yêu cầu : Phôi hàn được nắn phẳng , phẳng, đánh sạch xỉ, dầu mỡ, bụi bẩn ... 3. Chế độ hàn a, Đường kính que hàn -Đường kính que hàn có thể chọn dựa vào công thức: dqh = S/2 +1 Trong đó: S:chiều dày vật liệu (mm) dqh:đường kính que hàn (mm) b, Cường độ dòng điện hàn: - Cường độ dòng điện hàn ta chọn dựa vào công thức: Ih =(+d)d Trong đó: ,:là hệ số thực nghiệm =20,=6 -Cường độ dòng điện đính Iđ=1,5Ih -Yêu cầu : + Mối đính cách đầu và cuối đường hàn 1015(mm) +Khoảng cách giữa các đính l=(4050).S nhưng không vượt quá 300(mm) + Chiều cao mối đính nhỏ hơn chiều cao mối hàn c. Điện áp hồ quang và chiều dài hồ quang : - Ta chọn chiều dài hồ quang : Lhqdqh Lhq=23(mm) - Điện áp hồ quang phụ thuộc vào chiều dài hồ quang,cường độ dòng điện và đường kính que hàn 4. Kỹ thuật hàn: a, Góc độ que hàn b, Các kiểu dao động que hàn * Các kiểu dao động : Sử dụng hai kiểu dao động chính là răng cưa và bán nguỵêt - R¨ng c­a - B¸n nguyÖt * Chú ý : Khi dao động sang hai biên cần có điểm dừng để tránh hiện tượng cháy cạnh c, Các thao tác bắt đầu đường hàn , kết thúc và nối que . -Bắt đầu mối hàn: Gây hồ quang cách đầu đường hàn 10 -15(mm) sau đó ta kéo dài hồ quang về đầu đường hàn với mục đích giữ nhiệt cho đầu đường hàn tránh được rỗ xỉ, hàn không thấu ,mối hàn có bề rộng nhỏ - Kết thúc đường hàn : khi kết thúc hồ ta thực hiện chấm ngắt - Nối que : thực hiện gây hồ quang cách bể hàn từ 10 -15(mm) về phía chưa hàn sau đó kéo dài hồ quang đưa que hàn về cuối đường hàn tại điểm nối que ,rút ngắn hồ quang dừng ở bề hàn một chút sao cho kim loại lấp đầy bể hàn rồi tiếp tục hàn Có 4 cách nối que như sau : + Phần đầu mối hàn sau nối với phần cuối mối hàn trước + Phần cuối của 2 mối hàn nối với nhau + Phần cuối mối hàn sau nối với phần đầu mối hàn trước + Phần đầu 2 mối hàn nối với nhau (Hình vẽ) 1 2 1 2 2 1 1 2 *Chú ý: - Nếu chiều dài đường hàn quá dài lớn hơn 600mm thì không được hàn liên tục nên thực hiện hàn ngắt quãng và phân đoạn .Chiều dài mỗi đoạn có thể lấy từ 150 -250(mm) sao cho mỗi đường hàn có thể thực hiện vừa đủ một que hàn. 5.Những khuyết tật thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục a, Rỗ xỉ : -Nguyên nhân : Do cường độ dòng điện nhỏ, vật hàn không được làm sạch bụi bẩn, dầu mỡ -Khắc phục : Điều chỉnh cường độ dòng điện hàn hợp lý, làm sạch bụi bẩn dầu mỡ , . b, Cháy cạnh : - Nguyên nhân : Do cường độ dòng điện hàn lớn, di chuyển que hàn chậm, không có điểm dừng -Khắc phục: Điều chỉnh cường đọ dòng điện hàn hợp lý, dao động que hàn nhanh hơn, chiều dài hồ quang ngắn . c, Lệch đường hàn : -Nguyên nhân : Do quan sát kém, tay nghề người thợ kém -Khắc phục: Rèn luyện tay nghề , tăng góc độ quan sát đường hàn BÀI 18, 19 HÀN BẰNG LẤP GÓC Mục tiêu Chuẩn bị phôi liệu và các loại dụng cụ, thiết bị hàn đầy đủ. Hàn được mối hàn góc s=4mm 1.Đọc bản vẽ 2. Chuẩn bị a, Trang thiết bị – Dụng cụ: + Máy hàn, cáp hàn, kìm hàn. + Kính hàn, mặt nạ hàn, que hàn, trang phục bảo hộ lao động. b, Vật liệu : + vật liệu thép CT31 + kích thước : 250x40x4 + yêu cầu : Phôi phải nắn thẳng, phẳng và làm sạch mép hàn. 3. Chế độ hàn : - Chọn đường kính que hàn: dqh = chọn dqh =3,2(mm) Chọn cường độ dòng điện hàn: Trong đó: + d: Đường kính que hàn + : Hệ số thực nghiệm + : Hệ số thực nghiệm % Gá đính - Chọn Iđ =1,5.Ih =150(A) - Đính mặt A - Yêu cầu mối đính phải đảm bảo độ ngấu, mối đính cách đầu mút mối hàn từ (10 I15)mm + Sau khi đính kiểm tra lại nếu phôi bị cong vênh phải nắn lại cho phẳng 4. Kỹ thuật hàn : - Góc độ que hàn: + : Lµ gãc hîp bëi gi÷a trôc que hµn vµ trôc ®­êng hµn 1 gãc vÒ phÝa ch­a hµn. + : Lµ gãc t¹o bëi gi÷a mÆt ph¼ng chøa trôc que hµn vµ trôc ®­êng hµn víi mÆt ph¼ng ph«i 1 gãc . - ph­¬ng ph¸p dao ®éng : + Dao ®éng theo h×nh b¸n nguyÖt + Dao ®éng theo kiÓu r¨ng c­a Răng cưa Bán nguyệt + Biên độ dao động : b = + Bước dao động : = 2(mm) - Chiều dàì hồ quang : 5.Những khuyết tật thường xảy ra, nguyên nhân và biệ pháp khắc phục a, Cạnh k không đều : - Nguyên nhân: Sai góc độ que hàn, chưa quan sát được bể hàn - Khắc phục: chú ý quan sát bể hàn và điều chỉnh giữ góc độ que hàn hợp lý , b, Rỗ xỉ : - Nguyên nhân: Cường độ dòng điện nhỏ , vận tốc hàn nhanh, chiều dài hồ quang quá dài - Khắc phục: Chọn Ih hợp lý Ih =125(A), Vh hợp lý , sử dụng Lhq ngắn c, Cháy cạnh: - Nguyên nhân: Ih lớn, dao động không có điểm dừng, Vh nhanh, Lhqdài - Khắc phục: Ih hợp lý Ih = 125(A), dao động có điểm dừng ở biên độ, Vh hợp lý, Lhqngắn BÀI 20: GÁ LẮP ĐỊNH VỊ CÁC CHI TIẾT HÀN VỊ TRÍ 1F, 2F, 3F, 4F Mục tiêu -Chuẩn bị phôi hàn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật. -Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ dùng để định vị, kẹp chặt, và dụng cụ kiểm tra đầy đủ. -Gá phôi và hàn đính định vị chắc chắn, đúng kích thước, đảm bảo độ vuông góc giữa các chi tiết. -Kiểm tra được kết cấu hàn bằng các dụng cụ đo kiểm. -Chỉnh sửa kết cấu hàn đảm bảo chắc chắn, đúng kích thước. 1. Mối hàn góc: Có thể vát mép va không vát mép . Mối hàn này dùng rất rộng rãi trong khi thiết kế kết cấu mới . - Sự chuẩn bị và kích thước của mối hàn góc không vát cạnh - Hình 28 và bảng 7 . 1 Hình 28 Bảng 7 .Các thông số kỹ thuật .  4-30 K ≥o,5 K1 3 - 6 L, K, K1 do thiết kế xác định - Sự chuẩn bị và kích thước của mối hàn góc vát hai cạnh- Hình 29 và bảng 8 Bảng 8 .Các thông số kỹ thuật .  20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 b 16 18 20 22 24 26 b1 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 h 1.5±1 2±1 h1 ≈5 2. Mối hàn chữ T. Dùng khá phổ biến trong khi thiết kế. Mối hàn loại này có độ bền cao, đặc biệt là lúc chịu tải trọng tĩnh nên phần lớn dùng trong kết cấu làm vịêc chịu uốn. Có thể hàn một hoặc hai bên tùy tình trạng chịu lực của mối hàn. Sự chuẩn bị và kích thước của mối hàn chữ T không vát cạnh- Hình 30 và bảng 9 Hình 30 Bảng 10 .Các thông số kỹ thuật .  2 -3 4 -6 7 -9 10 -12 14 -18 18 -22 23 -30 K(nhỏ nhất) 2 3 4 5 6 8 10 - Sự chuẩn bị và kích thước của mối hàn chữ T vát một cạnh - Hình 31 và bảng 10 Bảng 31. Các thông số kỹ thuật .  4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 b 6 8 10 12 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 h ≈4 ≈5 ≈6 a 1.5±0.5 2±1 K1 3 4 6 - Sự chuẩn bị và kích thước của mối hàn chữ T vát hai cạnh - Hình 32 và bảng 11 Hình 32 Bảng 12 . Các thông số kỹ thuật . 2 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 b 6 6 8 8 10 12 14 16 16 18 20 22 24 h ≈5 BÀI 21: GÁ LẮP ĐỊNH VỊ CÁC CHI TIẾT HÀN VỊ TRÍ 1G, 2G, 3G, 4G Mục tiêu Chọn được phôi hàn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật. Chuẩn bị đầy đủ thiết bị, dụng cụ dùng để định vị, kẹp chặt, và dụng cụ kiểm tra. Gá phôi hàn chắc chắn, đúng kích thước, đảm bảo độ đồng trục giữa các chi tiết. -Kiểm tra được kết cấu hàn bằng các dụng cụ đo. Chỉnh sửa kết cấu hàn đảm bảo chắc chắn, đúng kích thước. 1 . 1.Các loại mối hàn và chuẩn bị mép hàn. Sự chuẩn bị mối hàn. Các kiểu đáy rãnh trước khi hàn .Trong thực tế sản xuất , khi chế tạo kết cấu và chi tiết hàn , ngụời ta dùng những loại kết cấu mối hàn như sau. 2.Mối hàn giáp mối: Có thể vát mép và không vát mép , đặc điểm của loại này là rất đơn giản , tiết kiệm , dễ chế tạo và là loại dùng phổ biến nhất. Sự chuẩn bị và kích thước mối hàn giáp mối không vát cạnh Hình 23 và bảng 3 Hình 23 Bảng 3. Các thông số kỹ thuật .  1 2 3 4 5 6 b 4 5 6 8 10 a 0 + 0,5 1 ± 0,5 2 ± 1 h 1 Sự chuẩn bị và kích thước mối hàn giáp mối vát cạnh hình chữ V Hình 24 và bảng 4 Hình 24 Bảng 4 . Các thông số kỹ thuật .  3 4 5 6 7 8 9 10 b 10 12 12 14 16 b1 8 ± 2 10 ± 2 a 1 ± 1 2 ± 1 h 1 ± 1,5 ± 1 p 1 ± 1,5 2 ± 1  12 14 16 18 20 22 24 26 b 18 20 22 26 28 30 32 34 b1 10 ± 2 12 ± 2 a 2 ± 1 h 1,5 ± 1 2 ± 1 p 2 ± 1 Sự chuẩn bị và kích thước mối hàn giáp mối vát cạnh hình chữ X Hình 25 và bảng 5. Hình 25 Bảng 5 . Các thông số kỹ thuật .  12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 b 12 14 16 18 20 22 24 h 1.5 ± 1 2 ± 1  38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 b 26 28 30 32 34 36 38 h 2 ± 1 b) Mối hàn gấp mép. Dùng làm chiều dầy vật hàn bé, loại mối hàn này có thể dùng que hàn không nóng chảy hoặc là mỏ hàn khí , không cần dùng que hàn phụ. Sự chuẩn bị và kích thước của mối hàn gấp mép Hình 26 và bảng 6. Bảng 6 . Các thông số kỹ thuật.  1 - 2 b 2 r  BÀI 23: GÁ LẮP ĐỊNH VỊ CÁC CHI TIẾT HÀN ỐNG VỊ TRÍ 1G, 2G, 5G, 6G, 6GR Mục tiêu: Chọn được phôi hàn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật. Chuẩn bị đầy đủ thiết bị, dụng cụ dùng để định vị, kẹp chặt, và dụng cụ kiểm tra. Gá phôi hàn chắc chắn, đúng kích thước, đảm bảo độ đồng trục giữa các chi tiết. - Kiểm tra được kết cấu hàn bằng các dụng cụ đo. Chỉnh sửa kết cấu hàn đảm bảo chắc chắn, đúng kích thước. Đồ gá lắp ghép hàn phải đảm bảo các yêu cầu sau: Tính dễ tiếp cận các bề mặt cần cố định, cũng như những chổ cần tiến hành đo lường và kiểm tra. Đủ độ bền, đủ độ cứng vững cần thiết, cố định chính xác những chi tiết hàn và ngăn không cho chúng biến dạng trong quá trình hàn, Dễ tháo lắp và an toàn trong sử dụng. Các loại đồ gá hàn. Đồ gá lắp ghép: Chỉ lắp ghép và được tháo ra sau khi đính phôi. Đồ gá lắp ghép – hàn : Chỉ được tháo ra sau khi hàn. Các yêu cầu khi gá lắp và định vị. Việc chuẩn bị các liên kết trước khi hàn ( ga lắp ) ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng mối hàn. Việc vát mép bảo đảm hàn ngấu suốt chiều dày tấm kim loại cơ bản khi hàn nhiều lớp mà không cần tăng cường của dòng điện như khi hàn một lượt. Điều này giảm được ứng suất và biến dạng khi hàn. Khe đáy ( độ hở chân) phải đảm bảo hàn ngâu lớp hàn lót, mép cùn phải đảm bảo tránh cháy thủng khi hàn lót. Ngoài việc chuẩn bị cạnh hàn chính xác về mặt hình học theo quy định của bản vẽ, việc lắp ghép trong dung sai cần thiết góp phần nâng cao chất lượng mối hàn , làm giảm khả năng phát sinh mối hàn , giảm khả năng tăng ứng suất dư sau khi hàn . Các kích thước lắp ghép và định vị phải được kiểm tra bằng các dụng cụ đo như thước kiểm tra, dưỡng kiểm tra rãnh, dưỡng kiểm tra khe hở, dưỡng kiểm tra góc, dưỡng kiểm tra độ lệch tâm, dưỡng kiểm tra liên kết chữ T, dưỡng kiểm tra khe đáy. 1.Kỹ thuật hàn đính. Các mối hàn đính được thực hiện để lắp ráp các chi tiết cần hàn, nhằm đảm bảo vị trí tương đối của chúng trong liên kết hàn. Các mối hàn đính thường ngắn, có chiều dài từ 20 – 120mm ( tùy theo chiều dày của tấm) . Khoảng cách giữa các mối hàn đính ( bước hàn ) nằm trong khoảng 200 – 1200 mm ( tỷ lệ nghịch với chiều dày tấm ) . Tiết diện mối hàn đính không được vượt quá 1/3 đến ½ tổng tiết diện mối hàn . Cần lưu ý khi thực hiện mối hàn nối qua vị trí mối hàn đính, phải nung chảy toàn bộ mối hàn đính đã thực hiện. 2.Cách bố trí mối hàn đính: Không nên hàn đính tại những chổ sau đây của liên kết hàn : các chổ chuyển tiếp đột ngột của tiết diện, chổ có góc nhọn, trên vòng tròn nhỏ có bán kính nhỏ tập trung ứng suất. Cũng không nên hàn đính gần lỗ, mép chi tiết (Khoảng cách tối thiểu la 10mm). Khi hàn đính từ phải phía của tấm thì nên bố trí so le các mối hàn đính . Với các chi tiết dày 8mm thì cũng không nên hàn đính khi hàn hồ quang tay vì khi nối sẽ hình thành các chuyển vị của chi tiết , các mối hàn đính se ngăn cản chuyển động có thể gây nứt. 3.Trình tự đặt các mối hàn đính. Nguyên tắc là phải làm cho độ biến dạng của chi tiết là nhỏ nhất . Với các liên kết giáp mối có chiều dài lớn , các mối hàn đính thứ nhất được đặt ở hai đầu, sau đó ở giữa, mối hàn đính còn lại được đặt giữa chúng. Các liên kết chữ T dài được hàn đính trước hết tại chính giữa. Mối hàn đính tiếp theo được đặt giữa mối hàn đính thứ nhất và một đầu của liên kết . Mối hàn đính thứ 3 được đặt đối xứng với mối hàn đính thứ 2, 4. Kỹ thuật hàn đính. Cường độ dòng hàn đính nên chọn 20 – 30% lớn hơn so với dòng hàn bình thường cho đường kính que hàn đó. Que hàn dùng cho hàn đính nên chọn loại có thuốc bọc dày, có đường kính nhỏ hơn khi hàn nối . Hồ quang được giữ ngăn ( Tối đa bằng đường kính que hàn ) và liên tục, xỉ phải được làm sạch khỏi mối hàn đính. Nếu hai tấm cần hàn có chiều dày khác nhau thì khi hàn đính phải hướng hồ quang về phía tấm dày hơn . Nếu mối hàn đính bị nứt thì dặt thêm một mối khác bên cạnh và mài bỏ mối nứt đi. Cách bố trí mối hàn đính 5.Khi hàn đính gần mép Đính phôi hàn ống TÀI LIỆU THAM KHẢO [ 1 ] TS. Nguyễn Thúc Hà-TS Bùi Văn Hạnh- TH.S. Võ Văn Phong. Giáo trình công nghệ hàn. Nxb Giáo Dục 2003 [2 ] Trần Văn Niên-Trần Thế San. Thực hành kỹ thuật Hàn-Gò. Nxb Đà Nẵng 2001 [ 3 ] Ngô Lê Thông . Công Nghệ Hàn tập 1,2,3 Nxb KHKT Hà Nội [ 4Chung Thế Quang- Lưu Văn Huy-Nguyễn Phước Hậu-Huỳnh Kim Ngân- Đỗ Tấn Dân. Kỹ Thuật Hàn Điện, Cắt và uốn kim loại. Nxb giao thông vận tải 2003 [ 5 ] websive weldcom.vn , tailieu.vn.com , doko.vn.com

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docgiao_trinh_co_so_cong_nghe_che_tao_va_gha_lap_phoi_han.doc