Giáo trình mô đun Hàn khí

CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM

TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI I

GIÁO TRÌNH

MÔ ĐUN: HÀN KHÍ

NGHỀ: HÀN

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

(Ban hành kèm theo Quyết định số.....QĐ/ ngày......tháng........năm....của Hiệu

trường Trường Cao đẳng Hàng hải I )

Hải Phòng, năm 2017

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

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

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

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

thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI GIỚI THIỆU

Trong 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 quốc gia 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 theo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay.

Mô Đun 28: Hàn khí là mô đun tự chọn đào tạo nghề được biên soạn theo hình

thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trình thực hiện, tác giả 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 khỏi những khiếm 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!

Hải Phòng,Tháng 12 năm 2017

Chủ biên

Th.s. Vũ Văn Thìn

MỤC LỤC

TT

1

Nội dung

Trang

3

Lời giới thiệu

Mục lục

2

4

3

Danh mục, bảng biểu, hình vẽ

Nội dung

6

4

7

11

23

11

26

27

32

34

35

39

42

43

44

45

47

48

Bài 1: Sử dụng thiết bị hàn khí

1. Dụng cụ, thiết bị hàn khí

2. An toàn, phòng chống cháy nổ và vệ sinh cháy nổ

3. Lắp giáp thiết bị hàn khí

4. Điều chỉnh áp suất hàn khí.

5 Kiểm tra an toàn trước khi hàn khí

Bài 2: Hàn giáp mối

1. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn, vật liệu hàn, phôi hàn.

2. Chế độ hàn khí.

3.An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.

4. Lấy lửa và chọn ngọn lửa hàn.

5. Kỹ thuật hàn giáp mối ở các vị trí khác nhau.

6. Kiểm tra chất lượng mối hàn.

Bài 3: Hàn gấp mép tấm mỏng

1. Chuẩn bị mối hàn gấp mép.

2. Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn.

3. Tính toán chế độ hàn

4. An toàn, phòng chống cháy nổ và vệ sinh phân xưởng

5. Gá phôi hàn.

6. Kỹ thuật hàn góc

7. Kiểm tra chất lượng mối hàn.

Bài 4: Hàn góc

1. Chuẩn bị phôi hàn

48

49

50

51

53

54

55

59

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

3. Tính chế độ hàn.

4. An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp

5. Gá phôi hàn.

6. Kỹ thuật hàn gấp mép

7 7. Kiểm tra chất lượng mối hàn.

Bài 5: Hàn đắp mặt trụ trơn

1. Hàn đắp, phạm vi ứng dụng.

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

3. Làm sạch chi tiết hàn

4. Tính toán chế độ hàn.

5. An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.

6. Kỹ thuật hàn đắp mặt trụ trơn.

5

Tài liệu tham khảo

DANH MỤC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT, THUẬT NGỮ CHUYÊN NGÀNH

Ký hiệu phương Ký hiệu phương

Tên phương pháp hàn bàng tiếng Việt pháp hàn theo

pháp hàn theo

tiêu chuẩn ISO tiêu chuẩn AWS

Hàn hơi với ngọn lửa ôxy – khí cháy

31

OFW

OAW

C₂H₂

O₂

Hàn hơi với ngọn lửa ôxy – axetylen

311

Axetylen

Ô xy

Átmốtphe (1 at = 98 066,5 Pa)

At

Đất đèn

CaC₂

CaO

Vôi sống

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Tên gꢀi

Trang

9

Hình

1.1 Thiết bị hàn khí

10

11

12

13

14

15

19

21

22

30

31

32

33

34

36

40

42

45

47

48

52

1.2 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo mỏ hàn khí

1.3 Áp kế

Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô

1.4

Thiết bị ngăn lửa tat lại kiểu ướt

Van giảm áp đơn cấp

Dụng cụ làm sạch hàn khí

Dụng cụ hàn khí

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

1.10

1.11

1.12

1.13

1.14

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

2.7

2.8

3.1

3.2

4.1

4.2

4.3

4.4

5.1

5.2

Phương pháp làm sạch hàn khí

Cấu tạo của bình sinh khí

Lắp ống dẫn vào mỏ hàn và van giảm áp.

Lắp van giảm áp vào chai khí.

Điều chỉnh áp suất khí, kiểm tra hệ thống

Mở van bình khí.

Góc độ mỏ hàn

Kiểu chuyển động mỏ hàn và que hàn

Hàn phải

Hàn trái

Góc độ mỏ hàn và que hàn phụ

Hàn đính

Tư thế hàn ngang

Tư thế hàn ngửa

Tạo mép gấp

Hàn đính

Phôi hàn

Gá phôi.

Tư thế hàn.

Góc độ mỏ hàn

Hàn đắp theo đường sinh.

Hàn đắp theo đường chu vi

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: HÀN KHÍ

Mã số: 6520123.28

Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun:

Là mô-đun tự chọn chuyên môn nghề, được bố trí sau khi học xong hoặc

học song song với các môn học hàn điện hồ quang tay cơ bản.

Hàn khí là phương pháp hàn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực

dân dụng và công nghiệp.

Mục tiêu của mô đun

- Nhận biết được các loại vật liệu dùng trong hàn khí như: Khí ô-xy, khí cháy,

que hàn, thuốc hàn. Vận hành, sử dụng thành thạo thiết bị, dụng cụ hàn khí.

- Tính được chế độ hàn, chọn phương pháp hàn phù hợp với chiều dày vật liệu

và kiểu liên kết hàn. Hàn được các mối hàn cơ bản, hàn đắp đảm bảo yêu cầu kỹ

thuật, mối hàn không rỗ khí, ngậm xỉ, ít biến dạng, đủ lượng dư gia công.

- Thực hiện tốt công tác an toàn, phòng chống cháy nổ và vệ sinh công

nghiệp.

Nội dung mô đun

Bài 1: SỬ DỤNG THIẾT BỊ HÀN KHÍ

Mã bài: MĐ. 6520123.28.01

Giới thiệu:

Để thực hiện mối hàn khí, người học cần hiểu được cấu tạo, nguyên lý làm

việc của thiết bị hàn khí, từ đó biết cách thao tác sử dụng thực hiện công việc hàn

một cách chính xác và hiệu quả nhất.

Mục tiêu:

- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của bình sinh khí Axêtylen, mỏ

hàn khí, van giảm áp, ống dẫn khí.

- Lắp được mỏ hàn, ống dẫn khí, van giảm áp chai ôxy, bình sinh khí Axêtylen,

bình chứa ga đảm bảo độ kín, thực hiện các thao tác lắp ráp trên thiết bị hàn khí

chính xác theo yêu cầu kỹ thuật. Điều chế được khí Axêtylen từ đất đèn, bằng bình

sinh khí áp suất thấp, đúng định lượng không vượt quá mức cho phép, đảm bảo an

toàn. Điều chỉnh được áp suất khí Axêtylen, khí ô -xy phù hợp với chiều dày và

tính chất của vật liệu hàn.

- Thực hiện đầy đủ các bước kiểm tra độ kín, độ an toàn của thiết bị hàn khí

trước khi tiến hành hàn và công tác an toàn, phòng chống cháy nổ và vệ sinh công

nghiệp

Nội dung

1. Dụng cụ, thiết bị hàn khí

1.1. Khái niệm về hàn khí

- Hàn khí là phương pháp hàn nóng chảy, quá trình nung nóng vật hàn đến

trạng thái chảy bằng ngọn lửa của khí cháy như Axêtylen, mêtan, benzen...với ôxy

- Năng suất và chất lượng hàn khí không cao, vùng ảnh hưởng nhiệt lớn, thiết

bị phức tạp và nguy hiểm hơn các phương pháp hàn khác.

- Hàn khí được áp dụng trong các trường hợp sửa chữa các chi tiết đúc bằng

gang, hàn nối các ống có đường kính nhỏ và trung bình, hàn kim loại màu, hàn vảy

hoặc nung nóng sơ bộ cho hàn điện.

1.2. Dụng cụ hàn khí:

- Thiết bị hàn khí

Hình 1.1. Thiết bị hàn khí

1. Bình chứa ôxy, 2. Bình chứa axêtylen, 3. Van giảm áp, 4.Đồng hồ đo áp

5. khoá bảo hiểm, 6. Dây dẫn khí, 7. Mỏ hàn, 8. Ngọn lửa hàn

- Mỏ hàn

Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo mỏ hàn khí

a/ Mỏ hàn kiểu hút, b/ Mỏ hàn đẳng áp.

1. Dây dẫn khí C₂H₂, 2. Dây dẫn khí ôxy, 3. Van điều chỉnh C₂H₂,

4. Van điều chỉnh ôxy, 5. Buồng hút, 6. Đầu mỏ hàn

- Áp kế:

Hình 1.3 Áp kế

Là dụng cụ đo áp suất làm việc của máy sinh khí. Trên mặt áp kế phải có kẻ

một vạch đỏ rõ ràng ở ngay sau số chỉ áp suất cho phép làm việc bình thường loại

áp suất trung bình mà thùng chứa khí được tạo thành một bộ phận riêng thì phải

nắp áp kế cả ở trên buồng sinh khí và thùng chứa khí.

- Nắp an toàn:

Là thiết bị dùng để khống chế áp suất làm việc của máy sinh khí. Tất cả các

loại may 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 của nắp an toàn thế nào để xả đ-

ược khí thường 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 lắp màng bảo hiểm thay cho nắp an toàn, màng bảo hiểm sẽ bị xé

vỡ khí C₂H₂bị nổ phá huỷ hay khi áp suất trong bình tăng lên cao. Khi áp suất tăng

2,5 ÷ 3,5at thì mảng bảo hiểm sẽ bị hỏng, màng bảo hiểm thường sẽ được chế tạo

bằng lá nhôm, lá thiếc mỏng, hoặc hợp kim đồng nhôm dày từ 0,1 ÷ 0,15mm.

- Thiết bị ngăn lửa tạt lại:

Là dụng cụ ngăn lửa chủ yếu do ngọn lửa hoặc khí Ôxy đi ngược từ mỏ hàn

hay mỏ cắt vào máy sinh khí C₂H₂bắt buộc phải có thiết bị ngăn lửa tạt lại.

Hiện nay chúng ta đang dùng loại mỏ hàn hoặc cắt kiểu hút, nghĩa là áp suất

của khí O₂cao hơn áp khí C₂H₂rất nhiều (áp suất O₂từ 3 ÷ 14at, áp suất khí C₂H₂

từ 0,01 ÷ 1,5at). Trường hợp mỏ hàn bị tắc hoặc bị nổ khí O₂và ngọn lửa sẽ đi

ngược lại. Hiện tượng đó xảy ra khi tốc độ cháy hỗn hợp O₂+ C₂H₂lớn hơn tốc độ

khí cung cấp.

Tốc độ khí cung cấp càng giảm khi: tăng đường kính lỗ mỏ hàn giảm lực và

tiêu hao khí, ống dẫn bị tắc ....

Tốc độ cháy càng tăng khi; Tăng lượng O₂nhiệt độ khí cao, môi trường hàn

khô ráo và nhiệt độ cao .... Thiết bị ngăn lửa tạt lại có nhiệm vụ dập tắt ngọn lửa

không cho khí cháy vào máy sinh khí. Yêu cầu chủ yếu của nó là:

- Ngăn cản ngọn lửa trở vào và sả hỗn hợp chạy ra ngoài.

- Có độ bền ở áp suất cao khi khí cháy đi qua bình.

- Giảm khả năng cản thuỷ lực dòng khí.

- Dễ kiểm tra, dễ rửa, dễ sửa chữa.

Thiết bị ngăn lửa tạt lại được chia làm hai loại:

a - Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô.

Hình 1.4. Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô

Cấu tạo gồm vỏ thép (1) trong đặt thỏi hình trụ (2) bắt bọt sứ. Hai mặt của

vỏ thép cặp hai nắp 3 và giữa lót cao su. Khi ngọn lửa bị tạt đi vào thì lập tức bị

dập tắt

b- Thiết bị ngăn lửa kiểu dùng chất lỏng, kín.

Hình 1.5. Thiết bị ngăn lửa tat lại kiểu ướt

Hoạt động bình thường: Khí từ bình sinh khí qua ống 3 đi quan van 5 chui

qua nước và ra van 4 đến mỏ cắt

Khi có hỗn hợp nổ tạt lại: Hỗn hợp nổ làm tăng áp xuất trong bình làm nén nước

nên viên bi 5 đóng lại không để hỗn hợp nổ đi qua và dập tắt ngọn lửa.

- Van giảm áp:

a - Tác dụng và vị trí của van giảm áp: Van giảm áp lắp ngay sau nguồn khí

và có tác dụng:

- Làm giảm áp suất của các chất khí đến mức quy định

- Giữ cho áp suất đó không thay đổi trong suốt quá trình làm việc.

- Đều chỉnh áp suất khí ra.

- Van giảm áp cho khí O₂có thể điều chỉnh áp suất khí O₂từ 150at xuống

khoảng 1 ÷ 1,5at.

- Van giảm áp cho khí C₂H₂có thể điều chỉnh áp suất khí C₂H₂150at xuống

khoảng 0,05 ÷ 1,5at.

b - Van giảm áp đơn cấp: Có nhiều loại van giảm áp khác nhau nhưng

nguyên lý chung của các bộ phận chính thì giống nhau.

- Cấu tạo:

§ång hå ¸p lùc thÊp

§ång hå ¸p lùc cao

Van an toµn

Nót van

Buång ¸p lùc cao

Buång ¸p lùc thÊp

Mµng cao su

Lß xo

Tay quay

Hình 1.6: Van giảm áp đơn cấp

Khí nén từ chai O₂hoặc từ máy sinh khí đi vào buồng áp lực cao sau đó qua

khe hở giữa nắp van và gờ van để vào buồng áp lực thấp. Vì dung tích của buồng

nhỏ hơn buồng (5) nên chất khí đi từ buồng sang buồng sẽ giãn nở làm áp suất

giảm xuống đến áp suất làm việc rồi dẫn ra mỏ hàn hoặc mỏ cắt.

Muốn cho áp suất khí trong buồng cao hay thấp ta điều chỉnh khe hở giữa

nắp van và gờ van. Nắp càng nâng cao thì áp suất trong buồng áp lực thấp càng cao

và lu động khí đi qua van giảm áp càng nhiều. Để nâng nắp lên cao, do đó áp suất

khí trong buồng (5) tăng dần đến mức quy định.

Van giảm áp có nắp van an toàn, áp kế chỉ áp suất trong buồng cao áp và áp

kế (4) chỉ áp suất trong buồng áp lực thấp.

- Dụng cụ phụ trợ:

Hình 1.7. Dụng cụ làm sạch hàn khí

Hình 1.8. Dụng cụ hàn khí

1.3. Phương pháp làm sạch mỏ hàn.

Trong quá trình hàn mỏ hàn thường bị tắc do xỉ bắn vào đầu mỏ hàn làm cho

ngọn lửa hàn bị thay đổi ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn do đó ta cần làm sạch

mỏ hàn sau đó mới tiếp tục hàn.

Hình 1.9. Phương pháp làm sạch hàn khí

1.4. Vật liệu hàn khí.

Vật liệu hàn khí bao gồm que hàn, khí C₂H₂, CaC₂, khí Ôxy kỹ thuật

1.4.1. Ôxy:

Ôxy là loại khí không màu, không mùi, không vị, không độc không thể tự

bốc cháy. Hầu hết các phản ứng cháy toả nhiệt đều có sự tham gia của Ôxy, do đó

cần đặc biệt chú ý đến các tính chất sau đây:

- Trong không khí có khoảng 21% khí Ôxy và 69% khí Nitơ (tính theo thể

tích)

Nếu lượng Ôxy tăng lên sẽ làm tăng khả năng bắt cháy, tốc độ bắt cháy và

làm giảm nhiệt độ cháy.

Trong công nghiệp khí Ôxy nguyên chất được điều chế từ không khí (phương

pháp điều chế là biến khí Ôxy thành thể lỏng). Người ta lợi dụng điểm sôi khác

nhau của Ôxy và Nitơ để chưng cất lấy Ôxy, điểm sôi của Nitơ

(-196⁰C),

của Ôxy (-183⁰C). Sau đó khí nén ôxy ở áp suất cao rồi chứa trong các bình vỏ

thép có dung tích 40 lít, áp suất 150at (Chứa khoảng 6000 - 10000 lít O₂). Khi điều

chế Ôxy như vậy sẽ có độ nguyên chất đạt 98 ÷ 99,5%.

* Chú ý: Để đảm bảo cho người và trang thiết bị, Ôxy phải được dùng đúng

mục đích, không được phép dùng Ôxy để: cải thiện chất lượng không khí trong

phòng và bồn chứa, thổi sạch bụi bẩn ở quần áo bảo hộ lao động và làm mát cơ thể

khi nóng.

Các phần nối và làm kín của thiết bị Ôxy các ống dẫn Ôxy phải không dính

dầu, mỡ, bụi bẩn, sơn các chất béo,... Do các chất này có thể kết hợp với Ôxy rò rỉ

tạo thành hỗn hợp dễ cháy nổ.

Khí hàn gồm O₂kỹ thuật và các loại khí cháy. Khí cháy dùng làm nhiên liệu

lựa chọn dựa trên hai tính chất chính: là tốc độ bắt cháy và công suất ngọn lửa.

ôxy:

+ Điều chế O₂

- Phương pháp chưng cất không khí hóa lỏng

* Hệ thống tách khí cao áp

* Hệ thống tách khí trung áp

* Hệ thống tách khí hạ áp

- Những phương pháp điều chế Oxy khác

* Điều chế Oxy bằng phương pháp hoá học.

* Điều chế Oxy bằng điện phân

* Điều chế Oxy bằng phương pháp hấp thụ.

* Điều chế Oxy bằng sinh hóa.

- Những bộ phận chính

* Máy nén khí.

* Bộ phận lọc không khí.

* Thiết bị trao đổi nhiệt.

* Bộ phận tiết lưu và giãn khí.

* Bộ phận chưng cất – tách ly không khí lỏng.

* Bộ phận tồn trữ và chiết nạp.

- Nguyên tắc an toàn khi sử dụng Ôxy.

* Khi nồng độ Oxy môi trường lên đến 22%, mọi vật dễ dàng bốc cháy dữ

dội.

Khi có dấu hiệu rò rỉ Oxy, phải tiến hành thông thoáng và thay quần áo và

các vật liệu dễ cháy.

* Khi tay chân hay quần áo dính dầu mở,cấm vận hành thiết bị trong trạm và

bình, chai chứa Oxy.

* Kiểm tra các khớp nối trên ống dẫn Oxy mỗi tháng 1 lần

* Nhà xưởng phải thông thoáng.

* Công nhân chỉ được hút thuốc hay đến gần ngọn lửa trần sau khi ra khỏi

vùng có nồng độ Oxy cao hơn 30 phút.

1.4.2. Khí Axêtylen:

Trong công nghiệp dùng khí (C₂H₂) làm nhiên liệu hàn và cắt kim loại. C₂H₂

là chất khí không màu, có mùi đặc biệt, nếu hít phải nhiều hơi (C₂H₂) sẽ bị váng

đầu buồn nôn và có thể trúng độc. C₂H₂nhẹ hơn không khí và rất dễ hoà tan trong

các chất lỏng nhất là Axêtôn. Ngọn lửa khí C₂H₂kết hợp với O₂nguyên chất có từ

3050⁰C  3150⁰C. Axêtylen là một chất khí nổ nguy hiểm. Trong những trường

hợp sau đây khí (C₂H₂) có thể nổ:

1- Khi nhiệt độ 450  500⁰C và áp suất cao quá 1,5at.

2- Khí C₂H₂hỗn hợp với O₂ở nhiệt độ từ 300⁰c trở lên và dưới áp suất khí

quyển. Hỗn hợp nổ trong phạm vi tỷ lệ từ 2,3  93% khí C₂H₂và nổ mạnh nhất khi

khoảng 30% khí C₂H₂..

3- Khí C₂H₂hỗn hợp với không khí theo tỷ lệ 2,3 ÷ 81% khí C₂H₂(cùng với

nhiệt độ và áp suất như trên). Khí C₂H₂chiếm 7 - 13% trong hỗn hợp là nổ mạnh

nhất.

4- Khi cho khí C₂H₂tiếp xúc lâu ngày với đồng đỏ và bạc. Vì chất này tác

dụng với nhau sẽ tạo ra Axêtylua-đồng Axêtylua-bạc dễ nổ khi va đập mạnh hoặc

nhiệt độ tăng cao.

5- Khi nhiệt độ của bã đất đèn ở khu vực phản ứng quá 80⁰c hoặc nhiệt độ

của C₂H₂cao quá 90⁰c.

Trong công nghiệp điều chế khí C₂H₂bằng cách dùng nước phân huỷ đất

đèn (CaC₂) trong các máy sinh khí (C₂H₂):

CaC₂+ 2H₂O = C₂H₂+ Ca(OH)₂+Q

Khí C₂H₂điều chế như vậy thường lẫn nhiều tạp chất có hại như:

Sunfuhyđrô (SH₂), amôniắc (NH₂), phốtphohyđrô (PH₃), chúng làm cho khí C₂H₂

có mùi đặc biệt và làm giảm chất lượng mối hàn, ngoài ra trong khí C₂H₂còn có

hơi nước, không khí và các tạp chất như bột vôi, bột than,... Hàn lượng PH₃trong

khí C₂H₂không quá 0,06%.

Khí hàn hoặc cắt kim loại người ta có thể dùng máy sinh khí di động đặt gần

chỗ hàn, cắt, hoặc dùng đường ống dẫn khí C₂H₂từ trạm sinh khí cố định. Ngoài ra

dùng các bình chứa khí C₂H₂đã nạp sẵn để hàn - cắt, bình chứa khí C₂H₂bằng thép

có dung tích 40 lít, bên trong bình chứa dầy xốp và dùng axêtôn làm dung môi hoà

tan. Áp suất tối đa khí C₂H₂ở trong là 16at.

Axêtylen được sử dụng rộng rãi do tốc độ bắt cháy và công suất ngọn lửa cao

nhất, nhiệt độ của ngọn lửa có thể đạt tới 3200⁰C và có vùng hoàn nguyên tốt hơn

các loại khí nhiên liệu khác vì thế ta chỉ nghiên cứu khí C₂H₂và O₂. Các loại khí

nhiên liệu khác (C₂H₄; C₆H₆; hơi xăng dầu ...) có tính chất về khả năng tự bốc

cháy, nhiệt giải phóng từ phản ứng cháy với oxy tương tự Axêtylen nhưng nhiệt độ

thấp hơn, nguy cơ cháy nổ thấp hơn, bảo quản dễ dàng hơn chi phí thấp hơn nhưng

do công suất nguồn nhiệt và năng suất lao động thường thấp hơn, nên ít sử dụng.

+ Điều chế khí C₂H₂

Bình sinh khí C₂H₂:

Là thiết bị trong đó dùng nước phân huỷ CaC₂để lấy khí C₂H₂.

CaC₂+ 2H₂O = C₂H₂+ Ca(OH)₂+Q

Trong thực tế 1kg CaC₂cho ta khoảng 220 ÷ 300 lít khí C₂H₂.

Hiện nay có nhiều loại bình sinh khí C₂H₂mỗi loại chia ra nhiều kiểu khác

nhau, nhưng bất kỳ một máy sinh khí nào cũng đều phải có các bộ phận chính sau

đây:

- Buồng sinh khí (một hoặc nhiều buồng)

- Thùng chứa khí.

- Thiết bị kiểm tra và an toàn (áp kế nắp an toàn .....).

Các bộ phận trên có thể bố trí thành một kết cấu trung hay nắp riêng rồi nối

với nhau bằng các ống.

a - Phân loại:

Thông thường người ta xếp các loại máy sinh khí dựa theo một số đặc điểm

sau:

- Phân loại theo năng suất của máy sinh khí:

+ Loại I có năng suất 3m³/giờ, cho mỗi lần dới 10kg CaC₂.

+ Loại II có năng suất trên 3 ÷ 50m³/giờ, cho mỗi lần dới 200kg CaC₂.

+ Loại III có năng suất trên 50m³/giờ cho mỗi lần dưới 200kg CaC₂trở lên.

Loại I chủ yếu dùng vào việc tu sửa và lắp ráp, phần lớn kiểu di động, còn

loại II và loại III được đặt cố định trong trạm để điều chế khí axêtylen hoà tan

(đóng vào các chai), cung cấp cho các xưởng hàn - cắt hơi.

- Phân loại theo áp suất làm việc của máy:

+ Loại áp suất thấp: dưới 0,1at (dưới 1000mm cột nước)

+ Loại áp suất trung bình: Từ 0,1 ÷ 1,5at thường được chế tạo gọn nhẹ để

dùng trong việc hàn và cắt di động. Còn loại máy sinh khí C₂H₂áp suất cao chỉ

dùng đặc biệt để điều chế khí C₂H₂theo yêu cầu của công nghiệp.

- Phân loại dựa theo số lượng nước cần thiết để điều chế khí C₂H₂:

+ Bình sinh khí C₂H₂loại khô

+ Bình sinh khí C₂H₂loại ướt:

b - Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bình sinh khí axetylen hỗn hợp áp

xuất thấp.

- Cấu tạo:

Hình 1.10. Cấu tạo của bình sinh khí.

- Nguyên lý hoạt động: Mở cửa số 1 để đổ nước vào buồng phản ứng 3, đẩy

cần 4 lên cao sau đó cho giỏ đất 2 vào buồng phản ứng, lúc này do cần 4 ở vị trí

cao nên đất không chạm nước, sau khi cho đất thì đóng nắp 1 lại. Khi hạ cần 4

xuống, đất sẽ tiếp xúc với nước sinh ra khí axetylen bay lên qua vòi dẫn vào buồng

chứa khí 5. Khí được đi ra mỏ cắt qua van số 6. Khi bên ngoài chưa sử dụng, áp

xuất buồng chứa khí và buồng phản ứng tăng lên đẩy nước trong buồng phản ứng 2

vào buồng 3, lúc này sự tiếp xúc giữa đất và nứơc giảm đi, phản ứng không xảy ra

và ngược lại khi bên ngoài sử dụng khí, áp suất buồng 5 và buồng 2 giảm đi nước

lại tràn vào buồng phản ứng làm phản ứng xảy ra mạnh hơn đó chính là sự tự điều

chỉnh phản ứng.

1.4.3. Đất đèn (CaC₂):

Là hợp chất của Can xi với Các bon. CaC₂là chất rắn màu hạt dẻ. CaC₂rất dễ

hút nước, bị ảnh hưởng của hơi nước trong không khí nó phân giải nhanh.

Điều chế đất đèn: Nấu chảy vôi sống (CaO) với than cốc (C) trong lò điện ta

được (CaC₂), công thức phản ứng: CaO + 3C = CaC₂+ CO

CaC₂nấu chảy trong lò điện được đổ vào các khuôn sẽ đông rắn lại, sau đó đem

nghiền vỡ rồi phân loại cỡ hạt theo kích thước: 2x9, 8x15, 15x25, 25 x 50,

50x80mm.

Đất đèn trong công nghiệp trung bình chứa 70% CaC₂, 24%CaO, còn lại là

(Si) và các tạp chất khác.

Dùng nước phân huỷ đất đèn ta được khí CaC₂phản ứng xảy ra nhanh, đồng

thời toả rất nhiều nhiệt.

Giáo trình mô đun Hàn khí - Nghề: Hàn