Giáo trình mô đun: Hàn kim loại - Nghề: Vỏ tàu thủy
1
CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẰNG HÀNG HẢI I
GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: HÀN KIM LOẠI
NGHỀ: VỎ TÀU THỦY
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số:
ngày tháng năm 2017
của Hiệu trường Trường Cao đẳng Hàng hải I
Năm 2017
2
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 cꢀm.
3
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
cao 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 tàu thủy ở Việt Nam nói
riêng đã có những bước phát triển đáng kể.
Chương trình khung nghề hàn đã được Trường cao đẳng Hàng hải I xây dựng
trên cơ sở phân tích nghề, kết cấu theo các môđun của chương trình khung nghề
hàn Quốc gia. Do vậy việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo các môđun đào
tạo nghề là việc làm cấp thiết hiện nay của nhà trường.
Mô đun 12: Hàn kim loại là mô đun đào tạo nghề được biên soạn theo hình
thức tích hợp lý thuyết và thực hành dùng cho sinh viên ngành Vỏ tàu thủy của
Trường Cao đẳng Hàng hải I. 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 dù 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 tốt
hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hải phòng, tháng 10 năm 2017
Tác giả
4
MỤC LỤC
TT
Nội dung
Trang
1
Tuyên bố bản quyền
Lời giới thiệu
Mục lục
2
2
3
4
5
6
7
8
9
3
4
Ký hiệu một số phương pháp hàn theo tiêu chuẩn Quốc tế
Danh mục từ viết tắt, ký kiệu thuật ngữ chuyên ngành
Danh mục các hình vẽ
5
6
7
Danh mục các bảng
8
Nội dung
9
Bài 1. Cơ bản về hàn tàu thủy
11.
22
29
35
43
50
57
64
72
79
81
10 Bài 2. Gá lắp kết cꢀu hàn
11 Bài 3. Cắt hơi
12 Bài 4. Hàn giáp mối thép tꢀm ở vị trí 1G
13 Bài 5. Hàn góc không vát mép ở vị trí hàn bằng 2F
14 Bài 6. Hàn giáp mối thép tꢀm ở vị trí 2G
15 Bài 7. Hàn giáp mối thép tꢀm ở vị trí 3G
16 Bài 8. Hàn MAG thép các bon thꢀp - Vị trí hàn (1G)
17 Bài 9. Hàn MAG thép các bon thꢀp - Vị trí hàn 2G
18 Kiểm tra kết thúc mô đun
19 Tài liệu tham khảo
5
KÝ HIỆU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HÀN THEO TIÊU CHUẨN QUỐC
TẾ
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 hồ quang tay
111
131
SMAW
Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy
trong môi trường khí trơ
MAG/MIG
(GMAW)
Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy
trong môi trường khí hoạt tính
135
114
Hàn hồ quang dây kim loại lõi thuốc
không có khí bảo vệ
Hàn hồ quang dây kim loại lõi thuốc
trong khí hoạt tính
FCAW
136
137
Hàn hồ quang dây kim loại lõi thuốc
trong khí trơ
Hàn hồ quang bằng điện cực không
nóng chảy trong môi trường khí trơ
141
TIG/GTAW
Hàn hồ quang dưới lớp thuốc
Hàn hồ quang plasma
Hàn điện trở
12
15
2
SAW
PAW
RW
Hàn hơi với ngọn lửa ôxy – khí cháy
Hàn hơi với ngọn lửa ôxy – axetylen
Hàn ma sát
31
311
42
72
OFW
OAW
FW
Hàn điện xỉ
ESW
6
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU THUẬT NGỮ CHUYÊN NGÀNH
Viết tắt
Ý nghĩa
Hàn giáp mối, ở vị trí hàn bằng.
Hàn giáp mối, ở vị trí hàn ngang
Hàn giáp mối, ở vị trí hàn đứng (từ dưới lên)
Hàn giáp mối, ở vị trí hàn trần.
Hàn ke góc, ở vị trí hàn bằng, lòng thuyền
Hàn ke góc, ở vị trí hàn ngang
Hàn ke góc, ở vị trí hàn leo
Hàn ke góc, ở vị trí hàn trần
Dòng điện hàn
Đơn vị
1G
2G
3G
4G
1F
2F
3F
4F
[A]
[V]
-
Ih
Uh
N
Điện áp hàn
Số lớp hàn
Vh
Tốc độ hàn
Cm/s
7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình
Tên gꢀi
Quy cách vát mép với chiều dày không bằng nhau
15
17
22
25
26
26
30
31
37
1.1
1.2 Quy cách mối hàn góc
2.1 Phương pháp gây hồ quang
2.2
Mối hàn giáp mối
2.3 Quy cách gá đính mối hàn góc chữ T
2.4
3.1
Mối hàn nối ống
Bàn cắt
3.2 Vị trí mỏ cắt khi tꢀm thép dày
3.3 Góc độ que hàn
8
DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên gꢀi
Trang
Bꢁng
Các tư thế hàn Tiêu chuẩn ANSI/ AWS 3.0-94 và ASME IX
của Mỹ so với tiêu chuẩn EN ISO 6947: 1993
12
1.1
1.2 Các mối hàn phổ biến trong đóng mới tàu thủy vỏ thép
1.3 Hiệu số chiều dày lớn nhꢀt giữa hai tꢀm khi hàn hồ quang tay.
1.4 Các loại mối ghép hàn của mối hàn giáp mối
13
15
15
18
19
1.5 Các loại mối ghép hàn của mối hàn góc
1.6 Hiệu số chiều dày với hai tꢀm khi hàn tự động và bán tự động.
9
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN
Tên mô đun: Hàn kim loại
Mã mô đun: MĐ 6510213.12.
Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ; (Lý thuyết: 16 giờ; Thực hành, thí
nghiệm, thảo luận, bài tập: 70 giờ; Kiểm tra: 04 giờ)
Vị trí tính chất của mô đun:
- Vị trí: Là mô đun thuộc khối kỹ năng nghề, được bố trí học ở kì hai năm
thứ nhꢀt
- Tính chꢀt: Là mô đun cơ sở nghề bắt buộc, mô đun này hình thành kỹ
năng hàn làm cơ sở cho việc gia công lắp ráp vỏ tàu thuỷ.
Mục tiêu mô đun:
- Kiến thức: Sử dụng được các thiết bị, dụng cụ trong hàn hồ quang tay
SMAW, cắt hơi, hàn MIG, MAG.
- Kỹ năng: Hàn được các mối hàn đính trên mọi vị trí trong không gian và
hàn được các mối hàn ở tư thế hàn 1G, 1F, 2G, 2F, 3G bằng phương pháp hàn hồ
quang tay SMAW, hàn MIG/MAG và cắt đươc kim loại bằng khí cháy đạt yêu
cầu kỹ thuật.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Thực hiện đúng các quy định về an toàn
lao động và vệ sinh công nghiệp.
Nội dung mô đun:
10
Bài 1: CƠ BẢN VỀ HÀN TÀU THỦY
Mã bài: MĐ. 6510213.12.01
Giới thiệu:
Hàn hồ quang SMAW, GMAW là phương pháp hàn được ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực của các ngành công nghiệp nói chung, cơ khí chế tạo và công
nghiệp tàu thủy, giàn khoan dầu khí nói riêng. Đóng vai trò vô cùng quan trọng
vào nền kinh tế nước ta cũng như thé giới, giải quyết được những khiếm khuyết
của vật đúc, gia công chế tạo được mối ghép hàn với vật liệu khác nhau, dẫn đến
năng suꢀt chꢀt lượng đáp ứng được nhu cầu người tiêu dùng một cách rõ rệt.
Mục tiêu bài hꢀc:
- Hiểu được các phương pháp hàn áp dụng cho hàn tàu vỏ thép hiện nay và
các tư thế hàn, các loại mối hàn.
- Nắm rõ các loại mối hàn áp dụng trong hàn tàu và một số quy cách vát
mép của các mối hàn vỏ tàu.
- Thực hiện đúng các quy định về an toàn lao động, phòng chống cháy nổ
và vệ sinh công nghiệp.
Nội dung chính:
1. Các phương pháp hàn được áp dụng cho hàn tàu vỏ thép hiện nay
Người ta có nhiều cách phân loại phương pháp hàn, tuy nhiên thông dụng
nhꢀt có hai cách phân loại đó là: Phân loại theo dạng năng lượng sử dụng và theo
trạng thái kim loại mối hàn ở thời điểm hàn.
1.1. Phân loại theo dạng năng lượng sử dụng:
Có các nhóm phương pháp sau:
Các phương pháp hàn điện: Bao gồm các phương pháp dùng điện năng biết
thành nhiệt năng để cung cꢀp cho quá trình hàn (hàn điện hồ quang, hàn điện tiếp
xúc, hàn TIC, hàn MAG, MIG)
Các phương pháp hàn cơ học: Bao gồm các phương pháp dùng cơ năng làm
biến dạng kim loại khu vực cần hàn để tạo ra liên kết hàn (hàn nguội, hàn ma sát,
hàn siêu âm)
Các phương pháp hàn hóa học: Bao gồm các phương pháp sử dụng năng
lượng do các phản ứng hóa học tạo ra để đun nóng kim loại như (hàn khí, hàn hóa
nhiệt)
Các phương pháp hàn liên kết: Bao gồm các phương pháp sử dụng kết hợp
các dạng năng lượng do các phản ứng hóa học tạo ra để đun nóng kim loại như
(hàn khí, hàn hóa nhiệt).
11
1.2. Phân loại theo trạng thái kim loại mối hàn ở thời điểm hàn.
Theo cách phân loại này, người ta chia tꢀt cả các phương pháp thành 2
nhóm: hàn nóng chảy và hàn áp lực.
2. Các tư thế hàn và các loại mối hàn
2.1. Các tư thế hàn
Trong kết cꢀu hàn tàu thuỷ có các tư thế hàn khác nhau để cho biết vị trí hàn trong
không gian;
Bảng 1.1. Các tư thế hàn Tiêu chuẩn ANSI/ AWS 3.0-94 và ASME IX của Mỹ so với
tiêu chuẩn EN ISO 6947: 1993
Hàn bằng PA (1G)
Hàn ngang PC (2G)
Hàn trần PE (4G)
Hàn bằng góc PA (1F)
Hàn ngang PC (2F)
Hàn leo lên PF (3G)
Hàn tụt xuống PG (3G)
Hàn leo lên PF (3F)
Hàn tụt PG (3F)
Hàn trần PE (4G)
12
2.2. Các loại mối hàn được áp dụng trong hàn tàu:
Liên kết hàn: Là phần kết cꢀu mà trong đó các phần tử riêng biệt của nó
được nối với nhau bằng hàn. Liên kết hàn bao gồm mối hàn và vùng ảnh hưởng
nhiệt (vùng kim loại cơ bản thay đổi tổ chức và tính chꢀt do tác dụng của nguồn
nhiệt hàn).
Để tạo thành liên kết các phần tử (chi tiết, bộ phận) chúng cần phải có vị trí
xác định tương đối với nhau trong không gian, nghĩa là chúng phải được sắp xếp
gần nhau, tiếp xúc với nhau theo một dạng nào đó như: tiếp xúc điểm, đường, mặt.
Sau khi hàn ra được một liên kết hàn bao gồm mối hàn kim loại cơ bản không bị
thay đổi tổ chức dưới tác dụng của quá trình hàn. Trong thực tế các loại liên kết đó
được phân loại như sau:
Mối hàn: Là phần kim loại đã kết tinh mà trong quá trình hàn nó ở trạng thái
lỏng;
Vùng ảnh hưởng nhiệt (vùng kim loại cơ bản ngay sát mối hàn đã trải qua các
thay đổi về cꢀu trúc và các thay đổi khác;
Vùng kim loại cơ bản liền kề (liên quan đến trường ứng suꢀt, biến dạng);
Đối với từng phương pháp hàn, các kiểu liên kết và mối hàn thực hiện đã
được tiêu chuẩn hoá. Do đó khi thiết kế quy trình công nghệ hàn, tuỳ theo chiều
dày của chi tiết mà chọn kiểu liên kết và mối hàn cho phù hợp.
Bảng 1.2 Các mối hàn phổ biến trong đóng mới tàu thủy vỏ thép
STT
Loại mối ghép
Hình vẽ
1 Mối ghép tꢀm
13
2 Mối ghép góc
Mối ghép góc
3
chữ T
4 Mối ghép chồng
5
Mối ghép cạnh
Ghép vát chữ V
Ghép khít
3. Một số quy cách vát mép của các mối hàn vỏ tàu
3.1. Đối với hàn hồ quang tay:
Theo tiêu chuẩn IACS (International Assocication of Classification
Societies - Hiệp hội các Tổ chức phân cꢀp Quốc tế). Những tiêu chuẩn vát mép
đường hàn vỏ tàu đối với hàn hồ quang tay được quy định cụ thể như sau:
Khi hàn các tꢀm có chiều dài khác nhau thì hiệu số chiều dày lớn nhꢀt cho
phép giữa hai tꢀm (S1 - S)max được chọn theo chiều dày của tꢀm mỏng hơn S
Nếu hiệu số (S1 - S) nhỏ hơn hoặc bằng trị số cho trong bảng thì việc chuẩn
bị liên kết hàn tiến hành giống như trường hợp hai tꢀm có chiều dày bằng nhau.
Nếu hiệu số (S1 - S) lớn hơn trị số cho trong bảng thì ở tꢀm dày hơn phải có
sự chuyển tiếp, tức là phải vát một đoạn có chiều dài L để chọn chiều dày của hai
tꢀm ở chỗ hàn bằng nhau; trị số chiều dài L được quy định như sau:
Bảng 1.3. Hiệu số chiều dày lớn nhꢀt giữa hai tꢀm khi hàn hồ quang tay.
14
Chiều dày tꢀm mỏng S (mm)
< 3
4 - 8
0,6S
Hiệu số chiều dài lớn nhꢀt (S1-S)max mm 0,7S
L = 5 (S1 - S) - Khi vát một phía (hình 1);
L
Hình 1.1. Quy cách vát mép với chiều dày không bằng nhau
Các phần tử kết cꢀu của liên kết hàn và kích thước của mối hàn được chọn
theo tꢀm dày S1;
Sai lệch khe hở hàn cho phép không lớn hơn:
0,5 mm. - đối với các tꢀm có chiều dày S < 4 mm.
1,0 mm - đối với các tꢀm có chiều dày S = 4 10 mm.
0,1S mm - (nhưng không lớn hơn 3 mm) đối với các tꢀm có chiều dày S >
10 mm;
Đối với mối hàn ngang và mối hàn trần, góc vát mép cho phép
4 1
0
= 22
0
3 , khe hở hàn cho phép
a
mm;
Đối với các mối hàn, hàn cả hai phía (chính và phụ) thì khi hàn phía chính
cho phép hàn ngꢀu cả chân mối hàn.
Bảng 1.4. Các loại mối ghép hàn của mối hàn giáp mối
Ghi
STT
Chi tiết
Tiêu chuẩn
chú
Không vát mép
t≤5mm
1
G=3mm
t> 5mm
G≤3mm
R≤3mm
2
Vát mép một tꢀm, 1 phía
15
Θ= 500 700
Vát mép một tꢀm, 2 phía
t> 19mm
G≤3mm
3
4
R≤3mm
Θ= 500 700
t≤25mm
G≤3mm
Vát mép 2 tꢀm, 2 phía đối xứng
R≤3mm
Θ= 500 700
t≤25mm
G≤3mm
R≤3mm
6≤ h≤ t/3
mm
Vát mép 2 tꢀm, 2 phía không đối
xứng
5
Θ= 500
= 900
Vát mép hình chữ V, hàn 1 phía
có tꢀm lót (tạm thời hoặc lâu dài)
t≤ 18mm
G=3-9 mm
Θ= 300 450
6
7
Vát mép hình chữ V
t> 8mm
G≤3mm
R≤3mm
Θ= 500 700
Vát mép hình chữ V cho chiều
dày 2 tꢀm lệch nhau: t2 - t1 ≤3mm
8
t2 - t1 ≤3mm
16
Vát mép chữ V cho chiều dày 2
tꢀm lệch nhau: t2 - t1 ≥ 3mm
t2 - t1 ≥
3mm
9
Nói chung, độ lồi của mối hàn “C” (hình 1.2) qui định không lớn hơn 2 mm
đối với mối hàn thực hiện ở vị trí hàn sꢀp và không lớn 3 mm đối với mối hàn thực
hiện ở vị trí khác nhau sꢀp;
Riêng mối hàn đứng, mối hàn ngang và mối hàn trần có thể cho phép tăng
độ lồi của mối hàn lên 1mm đối với các tꢀm có chiều dày S 26 mm đối với tꢀm
có chiều dày S > 26 mm;
C
Hình 1.2. Quy cách mối hàn góc
Độ lõm của mối hàn “” qui định không lớn hơn 3 mm đối với tꢀt cả các
mối hàn thực hiện ở vị trí không gian.
Bảng 1.5. Các loại mối ghép hàn của mối hàn góc
17
STT
1
Chi tiết
Tiêu chuẩn
Ghi chú
Hàn góc chữ T
t≤ 8mm
G≤2mm
Hàn góc có góc nghiêng nhỏ
t≤ 16mm
G≤2mm
2
= 500 700
β = 700 900
Hàn góc chữ T, vát mép một phía
t≤ 16mm
có lót sau
G ≤ 4-6mm
3
4
5
Θ = 300
450
T < 14mm
G ≤ 3mm
R ≤ 3mm
Θ= 500
Hàn chữ T, vát mép 1 phía
Hàn chữ T, vát mép 2 phía đối
xứng
t≥14mm
G ≤ 3mm
R ≤ 3mm
Θ= 500
18
Hàn chữ T, vát mép 2 phía không
đối xứng nhau
T >19mm
G ≤ 3mm
R ≤ 3mm
6
3.2. Đối với hàn tự động và bán tự động:
Theo tiêu chuẩn IACS (International Assocication of Classification Societies
- Hiệp hội các Tổ chức phân cꢀp Quốc tế). Những tiêu chuẩn vát mép đường hàn
vỏ tàu đối với phương pháp hàn tự động và bán tự động như sau:
Khi hàn các tꢀm có chiều dày khách nhau thì hiệu số chiều dày lớn nhꢀt cho
phép giữa hai tꢀm (S1-S)max được số chiều dài lớn nhꢀt cho phép giữa hai tꢀm
mỏng S
Bảng 1.6. Hiệu số chiều dày với hai tꢀm khi hàn tự động và bán tự động.
Chiều dày tꢀm mỏng S (mm)
2 - 3
1
4 - 30
2
Hiệu số chiều dày lớn nhꢀt (S1-S)max mm
Nên hiệu số chiều dày (S1-S) nhỏ hơn hoặc bằng số cho trong bảng thì việc
chuẩn bị liên kết hàn tiến hành giống như trường hợp hàn hai tꢀm có chiều dày
bằng nhau.
Nếu hiệu số chiều dày (S1-S) lớn hơn trị số cho trong bảng thì ở tꢀm dày S1
phải có sự chuyển tiếp, tức là phải vát đi một đoạn có chiều dài L để cho chiều dày
của hai tꢀm ở chỗ hàn bằng nhau. Trị số chiều dài L được xác định như đối với
trường hợp hàn hồ quang tay.
Sai lệnh khe hở hàn quy định giống như hồ quang tay:
Đối với liên kết hàn chữ T, liên kết hàn góc, liên kết bàn chồng v.v .... cạnh
mối hàn “K” cũng qui định như đối với hàn hồ quang tay.
Độ lồi của mối hàn “c’ cho phép:
1 mm - khi cạnh mối hàn K 5 mm
19
2 mm - khi cạnh mối mối hàn K 5 - 10 mm
3 mm - khi cạnh mối hàn K > 10 mm
Độ lõm của mối hàn “” qui định không lớn hơn 3 mm
Dung sai của cạnh mối hàn K cho phép:
1 mm - khi K < 6 mm
2 mm - khi K 6 mm
Bài tập
Kiến thức:
Câu 1: Trình bày các phương pháp hàn trong tàu thủy hiện nay?
Câu 2: Trình bày các quy cách vát mép thể hiện trong mối hàn?
Kỹ năng: Bài tập ứng dụng: Thực hiện tư thế hàn 3G như trong hình vẽ?
Yêu cầu kỹ thuật:
- Thực hiện đúng góc độ β và α
- Dao động que hàn theo kiểu đường thẳng đi lại
Đánh giá kết quꢁ hꢀc tập:
- Đánh giá vể kiến thức: Tự luận
- Đánh giá về kỹ năng: Thực hành
KẾT QUẢ HỌC TẬP
Kết quꢁ
Kết qủa
hꢀc tập
Tiêu chí đánh giá
Hệ số
thực hiện
Kiến thức
0,3
20
Kỹ năng
Thái độ
0,5
0,2
Cộng
Tải về để xem bản đầy đủ
80 trang
28042
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình mô đun: Hàn kim loại - Nghề: Vỏ tàu thủy", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_mo_dun_han_kim_loai_nghe_vo_tau_thuy.pdf
