Giáo trình Hàn ống - Ngành/nghề: Cốt thép hàn

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI

TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI

GIÁO TRÌNH TRUNG CẤP

MÔN HỌC/MÔ ĐUN: Hàn ống

NGÀNH/NGHỀ: CỐT THÉP HÀN

(Ban hành kèm theo Quyết định số:

/QĐ-CĐLC ngày…….tháng….năm ........

của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Lào Cai)

Lào Cai, năm 2017

1

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép

dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh

thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

2

3

LỜI GIỚI THIỆU

Giáo trình mô đun “Hàn ống” được biên soạn theo đề cương chương trình chi tiết đào tạo

nghề Cốt thép hàn do hiệu trưởng trường Cao đẳng Lào Cai ban hành ngày tháng năm 2019.

Trong chương trình đào tạo nghề Cốt thép Hàn, mô đun “ống ” là mô đun có vai trò quan

trọng giúp cho người học các kiến thức cơ bản và trọng tâm về kỹ thuật hàn ống, hình thành

nên kỹ năng nghề nghiệp. Đây cũng là mô đun cơ bản để tiếp thu những kiến thức và kỹ năng

của công nghệ hàn tiên tiến và hiện đại.

Khi biên soạn giáo trình. Chúng tôi luôn bám sát theo đề cương chương trình chi tiết; nội

dung được biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu. Các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ

logíc chặt chẽ. Tuy vậy giáo trình cũng chỉ là một phần trong nội dung của chuyên ngành đào

tạo, nên người dạy, người học có thể tham khảo thêm các tài liệu có liên quan đối với ngành

học để việc sử dụng giáo trình có hiệu quả hơn.

Khi biên soạn, chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến mô

đun và phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những nội dung lý thuyết với

thực hành để giáo trình có tính thực tiễn cao.

Trong quá trình biên soạn mặc dù đã cố gắng, nhưng chắc chắn không tránh khỏi những

thiếu sót do thời gian biên soạn còn ngắn và trình độ còn hạn chế. Rất mong được sự góp ý của

người sử dụng để giáo trình được hoàn thiện hơn.

Lào Cai, tháng năm 2019

Tham gia biên soạn

1. Chủ biên: Hoàng Đức Lượng

4

Bài 1: Hàn nối ống ở vị trí 1G

1. Các kiểu liên kết hàn khi hàn ống:

Trong hàn nối ống, có các dạng liên kết sau đây:

- Hàn ống đối đầu không vát mép: với ống có chiều dày thành ống : s<4mm.

- Hàn ống đối đầu có vát mép chữ V:với ống có chiều dày thành ống s>4mm.

- Hàn ống đối đầu vát mép chữ X (Áp dụng cho ống có đường kính lớn và có chiều

dày thành ống : S>24mm).

Hình 1.1:Các kiểu liên kết hàn ống đối đầu.

1-Đối đầu không vát mép; 2-Đối đầu vát mép chữ V;

3-Đối đầu vát mép chữ X; 4-Đối đầu vát mespchwx U.

- Hàn ống lồng (ống có đường kính lớn lồng vào ống có đường kính nhỏ).

Hình 1.2: Kiểu liên kết hàn ống lồng.

5

- Hàn nối ống với mặt phẳng.

Hình 1.3 Kiểu liên kết hàn ống vào mặt phẳng.

- Hàn ống giao nhau (hàn nút).

Hình 1.4 Kiểu liên kết hàn ống giao nhau.

2 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật liệu hàn

Hàn nối ống không vát mép:

Với ống có chiều dày s<6 có thể tiến hành hàn không vát mép

* Đường kính que hàn (d_q)

Để chọn có thể tra theo sổ tay công nghệ hàn hoặc xác định theo các công thức

kinh nghiệm:

s

1

Đối với hàn thép, đường kính que hàn được xác định như sau: d_q=

[mm]

2

6

Trong đó S là chiều dày vật hàn.

* Cường độ dòng điện hàn

Dòng điện hàn có những ảnh hưởng đối với chất lượng mối hàn như sau:

- Nếu dòng điện hàn quá lớn, làm cho kim loại hai bên vật hàn khuyết cạnh, thậm

chí bị cháy thủng, tính chất của kim loại cũng do quá nhiệt mà bị thay đổi.

- Nếu dòng điện quá nhỏ thì kim loại vật hàn không giữ nhiệt đủ, dễ gây nên các

khuyết tật: hàn chưa thấu, lẫn xỉ.. làm giảm cơ tính của mối hàn.

Cũng giống như hàn thép tấm, cường độ dòng điện hàn khi hàn ống chọn phụ

thuộc vào vật liệu hàn, đường kính que hàn, vị trí mối hàn trong không gian, kiểu mối

hàn... có thể tra theo sổ tay công nghệ hoặc xác định theo các công thức kinh nghiệm

sau đối với mối hàn giáp mối khi hàn sấp:

Ih = (  + .d_q).d_q

(A)

Trong đó:  và  là các hệ số phụ thuộc vào vật liệu vật hàn, đối với thép  = 20,

 = 6, d là đường kính que hàn (mm).

Có thể tính cường độ dòng điện hàn theo công thức thực nghiệm sau:

Ih = K.d_q( A).

I là cường độ dòng điện hàn (A), K là hệ số do tính chất của que hàn quyết định

thường K=40  60, d_qlà đường kính que hàn (mm).

* Chú ý:

- Nếu ống có chiều dày lớn s > 3d_q, để đảm bảo hàn ngấu phải tăng dòng điện

hàn lên 15% còn nếu ống mỏng s  1,5 d phải giảm dòng điện xuống 15% so với tính

toán.

Do vậy trong quá trình hàn cần căn cứ vào thực tế của sản phẩm định hàn mà

điều chỉnh Ih cho phù hợp

* Điện áp hồ quang

7

Điện áp hàn thường ít thay đổi khi hàn hồ quang tay. Tuy nhiên sự thay đổi

không đáng kể đó do chiều dài hồ quang hàn. Khi hàn hồ quang tay: U = 16  28 (V).

* Chú ý: Điện thế hồ quang do chiều dài hồ quang quyết định: hồ quang dài điện thế

cao và ngược lại.

Hàn nối ống có vát mép:

Với ống có chiều dày s ≥ 6 nên tiến hành vát mép để đảm bảo chiều sâu ngấu và

kích thước bề rộng mối nối. Tùy thuộc vào chiều dày ống và tính chất mối nối ta tiến

hành hàn nhiều lớp hoặc nhiều đường, nhiều lớp.

* Đường kính que hàn: Khi hàn mối hàn nhiều lớp, lớp lót nên sử dụng que hàn

đường kính nhỏ để dễ di chuyển que hàn và mối hàn có độ ngấu tốt. Vì vậy khi hàn lớp

lót đường kính que hàn nên chọn từ 2,5  3,2 (mm), các lớp sau căn cứ vào bề dày vật

hàn có thể chọn que hàn có đường kính lớn hơn.

* Cường độ dòng điện: Cường độ dòng điện hàn được tính theo công thức:

Ih = ( + .d).d

Với  = 20,  = 6: là các hệ số thực nghiệm

d: Đường kính que hàn (mm)

* Điện áp hàn phù hợp với chiều dài hồ quang.

* Số lớp hàn: Trong sản xuất ít dùng que có d > 6 mm, nên với chi tiết có chiều

dầy lớn phải tiến hành hàn nhiều lớp. Muốn tính được số lớp hàn phải xác định được

diện tích tiết diện ngang của toàn kim loại đắp, công thức tính :

Trong đó : F_dlà diện tích mặt cắt ngang của kim loại đắp.

F₀: diện tích mặt cắt ngang của đường hàn đầu tiên.

F_n: diện tích mặt cắt ngang của những đường hàn tiếp theo.

Trong đó : F₀= (6  8)d_q, quy định F₀ 35 (mm²).

8

F_n= (8  12)d_n, quy định F_n 45 (mm²).

Thiết bị:

-

Máy hàn hồ quang tay nguồn 250A AC/DC

Tủ sấy que hàn 50 kg, Max 350⁰C

Ống sấy que hàn xách tay 5 kg, Max 240⁰C

-

Dụng cụ:

-

Dụng cụ phụ trợ dùng trong nghề hàn: bàn chải sắt, găng tay da, búa gõ

xỉ, thước lá, kìm rèn, ke vuông, búa nguội...

Thước đo kiểm mối hàn.

Vật liệu hàn:

-

- Thép ống Ф114, que hàn KT 421 Ф2,5 và Ф3,2

3. Tính toán, khai triển, chuẩn bị phôi

4. Gá phôi

Mối đính nhỏ gọn, đủ bền, ba mối đính cách nhau 120⁰.

- Sử dụng đồ gá hàn đính

- Chi tiết sau khi hàn đính phải đồng trục.

- Gá đính ở vị trí 1G.

9

5. Tiến hành hàn

5.1 Không vát mép

Thực hiện việc phân đoạn và xoay ống để hàn sao cho mối hàn luôn được thực

hiện ở vị trí bằng. Để giảm biến dạng khi hàn có thể hàn các đường hàn theo thứ tự 1 –

2 – 3 – 4.

Khó khăn lớn nhất khi hàn ống xoay là việc phân đoạn và thường xuyên xoay trở vật

hàn kéo theo sự thay đổi vị trí tương đối giữa dây nguồn nối với vật hàn ( vị trí kẹp mass)

và bể hàn. Điều đó kéo theo hiện tượng dòng điện không ổn định trong quá trình hàn đặc

biệt là hiện tượng thổi lệch hồ quang khi hàn bằng dòng điện một chiều.

Góc độ que hàn: α = 70 – 85⁰, β = 90⁰

Trong đó: α là góc hợp bởi trục que hàn với tiếp tuyến của chu vi tại vị trí bể hàn

theo hướng hàn; β là góc hợp bởi đường sinh của ống tại vị trí bể hàn với mặt phẳng

chứa trục que hàn và đường hàn

Tiến hành dao động que hàn kiểu răng cưa hoặc bán nguyệt có biên độ dao động

phù hợp với bề rộng của mối hàn và có thời gian dừng ở hai biên độ tránh khuyết chân

mối hàn.

Hàn với hồ quang ngắn

5.2 Có vát mép

Lớp lót: Góc độ que hàn:

 = 70  85⁰,  = 90⁰

Trong đó: α là góc hợp bởi trục que hàn với tiếp tuyến của chu vi tại vị trí bể hàn

theo hướng hàn; β là góc hợp bởi đường sinh của ống tại vị trí bể hàn với mặt phẳng

chứa trục que hàn và đường hàn tại lớp lót.

Chọn kiểu dao động bán nguyệt biên độ nhỏ hoặc răng cưa nhằm tạo ra bề mặt mối

hàn lót bằng hoặc hơi lõm.

10

Sau khi hàn xong lớp lót cần làm sạch hết xỉ hàn và bụi bẩn bằng bàn chải sắt rồi

mới tiến hành hàn lớp tiếp theo.

Các lớp còn lại: Từ lớp thứ hai trở đi dùng cách đưa theo kiểu răng cưa là thích hợp.

Lớp ngoài cùng phải căn cứ vào yêu cầu của mối hàn và chọn cách dao động cho

phù hợp: nếu cần bề mặt của mối hàn lồi thì đưa que hàn theo kiểu bán nguyệt, nếu mối

hàn cần phẳng thì phải đưa theo kiểu răng cưa lớp tương đối mỏng và khi dao động

ngang phải có điểm dừng ở hai bên tránh cháy cạnh.

Hàn với hồ quang ngắn có thứ tự bố trí như hình vẽ nhằm giảm biến dạng.

6. Kiểm tra chất lượng sản phẩm hàn

Khi hàn ống cũng dễ xảy ra các khuyết tật như khi hàn tấm: lẫn xỉ, không ngấu, cháy

cạnh, ... v.v. Ngoài ra khi hàn ống còn có thể mắc phải một số dạng khuyết tật sau:

T

Tên

Hình vẽ minh họa

Nguyên nhân

Cách khắc phục

Cần ngồi đúng tư thế

và có kính hàn đủ sáng

để quan sát

Lệch

1 đường

Không quan sát

được khe hở liên kết

hàn

- Lắp ghép không

đồng trục.

Chi

tiết

- Sử dụng đồ gá

- Do mối đính quá đồng trục

nhỏ khiến chi tiết - Đính phôi chắc

bị biến dạng khi chắn

hàn

2 không

đồng

trục

11

Làm sạch mép ống

về mỗi phía ít nhất

15mm.

Oxy

hóa

lớp lót

Chỗ liên kết không

được làm sạch trước

khi hàn

3

TRÌNH TỰ THỰC HIỆN HÀN NỐI ỐNG KHÔNG VÁT MÉP Ở

VỊ TRÍ 1G

Thiết bị

T Nội dung

T công việc

Dụng cụ

Hình vẽ minh họa

Yêu cầu đạt được

- Đọc và hiểu được các kích

thước cơ bản và yêu cầu kỹ

thuật.

Đọc bản

vẽ

1

Chuẩn

bị :

- Phôi

Máy hàn,

- Thiết bị dụng cụ an toàn,

chắc chắn.

máy mài tay.

búa gõ xỉ, đồ

gá hàn đính,

bàn chải sắt,

thước kiểm

tra mối hàn.

- Phôi không bị bavia, đúng

kích thước

- Thiết bị,

dụng cụ

- Chế độ

hàn

2

- Chế độ hàn: d_q= 3,2mm,

I_h=125A

Số lượng: 2 ống / hs

- Mối đính nhỏ gọn, đủ bền,

ba mối đính cách nhau 120⁰.

Máy hàn,

máy mài tay.

Thước lá,

- Sử dụng đồ gá hàn đính

3 Gá đính búa gõ xỉ,

búa tay, đồ

- Chi tiết sau khi hàn đính

phải đồng trục.

gá hàn đính,

bàn chải sắt.

- Gá đính ở vị trí 1G.

12

- Đảm bảo an toàn cho

người và thiết bị.

Máy hàn,

máy mài tay.

Thước lá,

- Dao động que hàn kiểu

răng cưa, bán nguyệt.

Tiến

hành hàn

4

búa gõ xỉ,

búa tay, đồ

gá hàn đính,

bàn chải sắt.

- Góc độ que hàn hợp lý  =

70⁰ 85⁰;  = 90⁰.

- Hàn hồ quang ngắn

Búa gõ xỉ,

bàn chải sắt,

thước kiểm

tra kích

thước mối

hàn.

- Kiểm tra ngoại dạng, kích

thước mối hàn và độ đồng

trục của kết cấu

5 Kiểm tra

- Nếu có khuyết tật cần sửa

chữa.

13

TRÌNH TỰ THỰC HIỆN HÀN NỐI ỐNG CÓ VÁT MÉP Ở VỊ

TRÍ 1G

Dụng cụ

Thiết bị

T Nội dung

T công việc

Hình vẽ minh họa

Yêu cầu đạt được

- Đọc được các kích thước

cơ bản và yêu cầu kỹ thuật.

1 Đọc bản

- Mối hàn không bị khuyết

tật

vẽ

- X, Y tùy chọn.

- Phôi không bị bavia, đúng

kích thước.

Máy hàn,

máy mài tay.

Thước lá,

Chuẩn

bị :

- Phôi

- Thiết

bị, dụng

cụ

- Chế độ

hàn

- Thiết bị, dụng cụ an toàn

chắc chắn.

búa gõ xỉ,

2

búa tay, đồ

gá hàn đính,

bàn chải sắt,

thước kiểm

tra mối hàn.

Lớp lót: Chọn: dq = 2,5

mm; Ih = 87 (A)

Các lớp còn lại: dq = 3,2

mm; Ih = 125 (A)

Số lượng: 2 ống/hs

Máy hàn,

máy mài tay.

Thước lá,

- Đính 3 mối đính cách

nhau 120⁰, mối đính nhỏ

gọn, đủ bền, đính ở phía

mặt hàn và đính ở vị trí 1G.

3 Gá đính búa gõ xỉ,

búa tay, đồ

- Sử dụng đồ gá hàn đính.

I_đ= (1,3 – 1,5)I_h.

gá hàn đính,

bàn chải sắt.

14

- Lớp lót: Dao động kiểu

răng cưa hoặc bán nguyệt

bước nhỏ; α = 70 - 85⁰; β =

90⁰

Máy hàn,

máy mài tay.

Thước lá,

búa gõ xỉ,

búa tay, bàn

chải sắt.

Tiến

4 hành

hàn

- Các lớp còn lại:  = 70 

85⁰, góc  điều chỉnh cho

phù hợp.

Thước lá,

- Kiểm tra ngoại dạng, kích

thước mối hàn và độ đồng

trục của kết cấu.

búa gõ xỉ,

búa tay, bàn

chải sắt.

thước kiểm

tra mối hàn.

5 Kiểm tra

- Nếu có khuyết tật cần sửa

chữa

15

2. Thực hành hàn

PHIẾU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH

CÔNG VIỆC: HÀN NỐI ỐNG VỊ TRÍ 1G

Ghi

chú

TT Nội dung

Yêu cầu kỹ thuật

Dụng cụ, trang thiết bị

- Nắm được các kích

thước cơ bản

Đọc bản vẽ

- Bản vẽ hàn

1

Hiểu được yêu cầu kỹ thuật

Chuẩn bị

Thiết bị,

dụng cụ

hàn.

- Tính toán và đặt đúng chế - Ca bin hàn, bàn hàn, máy

độ hàn.

hàn hồ quang tay, máy cắt, bộ

cáp hàn, kìm hàn, kìm kẹp

mát, găng tay da, mặt nạ hàn,

bàn chải sắt, búa gõ xỉ, kìm

kẹp phôi.

- Chuẩn bị thiết bị đầy đủ

theo quy định, đúng chủng

loại, yêu cầu của bài thực

hành.

2

- Bản vẽ phôi; Kéo cần hoặc

máy cắt, máy mài, đe, búa

nguội, thước lá, mũi vạch

- Que hàn Ф2,5 và3,2mm

0,4 kg/HS/ca

- Máy sấy que hàn, ống đựng

que hàn

Gá đính

Can bin hàn, bàn hàn, máy

hàn hồ quang tay, bộ cáp hàn,

kìm hàn, kìm kẹp mát, mặt nạ

hàn, găng tay da mỏ lết , ampe

kìm, đồ gá.

- Mối đính nhỏ gọn, đủ bền,

đúng vị trí

- Phôi sau khi gá đính đảm

bảo ghép phẳng

3

4

Can bin hàn, bàn hàn, máy

hàn hồ quang tay, bộ cáp hàn,

kìm hàn, kìm kẹp mát, mặt nạ

hàn, găng tay da, búa nguội,

bàn chải sắt.

Góc nghiêng que hàn:

- Dao động que hàn: Răng

cưa

Tiến hành

hàn

- Chiều dài hồ quang: L_hq=

2 ÷ 3m

- Bản vẽ góc độ và các

chuyển động cơ bản của que

hàn

Kiểm ta

chất lượng

mối hàn

- Thước kiểm tra khuyết tật

mối hàn và các thiết bị về kiểm

tra chất lượng mối hàn

- Phát hiện được các khuyết

tật của mối hàn

5

6

Ghi tên,

nộp bài

Ghi rõ họ tên, ca, nhóm thực

tập

Phấn

16

17

Bài 1: Hàn nối ống ở vị trí 1G

2. Các kiểu liên kết hàn khi hàn ống:

Trong hàn nối ống, có các dạng liên kết sau đây:

- Hàn ống đối đầu không vát mép: với ống có chiều dày thành ống : s<4mm.

- Hàn ống đối đầu có vát mép chữ V:với ống có chiều dày thành ống s>4mm.

- Hàn ống đối đầu vát mép chữ X (Áp dụng cho ống có đường kính lớn và có chiều

dày thành ống : S>24mm).

Hình 1.1:Các kiểu liên kết hàn ống đối đầu.

1-Đối đầu không vát mép; 2-Đối đầu vát mép chữ V;

3-Đối đầu vát mép chữ X; 4-Đối đầu vát mespchwx U.

- Hàn ống lồng (ống có đường kính lớn lồng vào ống có đường kính nhỏ).

Hình 1.2: Kiểu liên kết hàn ống lồng.

18

- Hàn nối ống với mặt phẳng.

Hình 1.3 Kiểu liên kết hàn ống vào mặt phẳng.

- Hàn ống giao nhau (hàn nút).

Hình 1.4 Kiểu liên kết hàn ống giao nhau.

2 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật liệu hàn

Hàn nối ống không vát mép:

Với ống có chiều dày s<6 có thể tiến hành hàn không vát mép

* Đường kính que hàn (d_q)

Để chọn có thể tra theo sổ tay công nghệ hàn hoặc xác định theo các công thức

kinh nghiệm:

s

1

Đối với hàn thép, đường kính que hàn được xác định như sau: d_q=

[mm]

2

19