Giáo trình mô đun Hàn MIG/MAG cơ bản và nâng cao - Nghề: Hàn
1
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI
TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI
---------o0o---------
GIÁO TRÌNH
Mô đun: HÀN MIG/MAG CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO
NGHỀ HÀN
TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG+ TRUNG CẤP
Lào Cai, tháng /2017
1
LỜI NÓI ĐẦU
Giáo trình mô đun “Hàn MIG, MAG cơ bản và nâng cao” được biên soạn
theo đề cương chương trình chi tiết đào tạo trung cấp và cao đẳng Hàn do hiệu
trưởng trường Trung cấp nghề Lào Cai ban hành năm 2017.
Trong chương trình đào tạo trung cấp nghề Hàn, mô đun “Hàn MIG, MAG
cơ bản và nâng cao” là mô đun có vai trò quan trọng giúp cho người học các kiến
thức cơ bản và trọng tâm về kỹ thuật hàn MIG, MAG, 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 2017
Nhóm tác giả
Hoàng Đức Lượng
2
MỤC LỤC
Trang
1. Lời giới thiệu
1
2
2. Mục lục
3. Phần I: Hàn MIG/MAG cơ bản
3- 32
Bài 1: Những kiến thức cơ bản khi hàn MIG/MAG
33- 54
Bài 2: Vận hành máy hàn MIG/MAG
Bài 2: Hàn liên kết thép các ban thấp vị trí hàn 1F
55- 73
74-89
90-106
107-124
Bài 3: Hàn giáp mối thép các ban thấp vị trí hàn 1G
Bài 4: Hàn liên kết thép các ban thấp vị trí hàn 2F
Bài 5: Hàn liên kết thép các ban thấp vị trí hàn 3F
4. Phần II: Hàn MIG/MAG nâng cao
125-143
144- 160
Bài 1: Hàn giáp mối thép các ban thấp vị trí hàn 2G
Bài 2: Hàn giáp mối thép các ban thấp vị trí hàn 3G
3
PHẦN I: HÀN MIG/MAG CƠ BẢN
BÀI 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN MIG, MAG
I. Mục tiêu của bài
Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng:
- Giải thích đúng nguyên lý, công dụng của phương pháp hàn MIG, MAG.
- Trình bày đầy đủ các loại khí bảo vệ, các loại dây hàn.
- Liệt kê các loại dụng cụ, thiết bị dùng trong công nghệ hàn MIG, MAG.
- Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn MIG, MAG.
- Trình bày đầy đủ mọi ảnh hưởng của quá trình hàn hồ quang tới sức khoẻ
công nhân hàn.
- Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng.
II/ Nội dung
1. NGUYÊN LÝ HÀN MIG, MAG
1.1. Nguyên lý hàn MIG
M
Bộ đẩy dây
Chụp khí
Ống tiếp
Khí bảo
DCEP
ồ
ạơ
Sơ đồ nguyên lý hàn MIG/ MAG
Hàn MIG là chữ viết tắt của “ Metal Inert Gas Arc” nghĩa là “ Hàn hồ quang
trong môi trường khí trơ với điện cực nóng chảy”. Hàn MIG là phương pháp tạo hồ
quang giữa kim loại hàn và dây hàn trong môi trường khí trơ như khí Argon (Ar) hoặc
Hêli (He). Đây là phương pháp hàn bán tự động, dây hàn được đưa vào vũng hàn liên
tục nhờ một bộ phận đẩy dây (cấp dây), dây hàn là loại dây đặc có chất lượng và thành
4
phần tương tự như kim loại hàn và không cần thêm chất khử, khí trơ không phản ứng
với kim loại nóng chẩy và bảo vệ vùng hàn khỏi không khí rất tốt. Khi hàn các kim
loại dễ bị ôxy hoá như nhôm và hợp kim nhôm, nên sử dụng khí trơ. Khi hàn thép
không gỉ, dùng hỗn hợp khí Argon với 2% ôxy sẽ làm cho hồ quang cháy ổn định và
vẫn giữ được hoạt động làm sạch của khí trơ (nếu sử dụng Ar nguyên chất, hồ quang
cháy không ổn định). Khi hàn thép hợp kim thấp có thể sử dụng hỗn hợp khí CO2 và
Ar . Dây hàn nóng chẩy và chuyển dịch dạng tia ở dòng điện hàn cao, hình dạng mối
hàn đẹp với độ ngấu sâu dạng “ngón tay” và bắn toé kim loại ít. Tuy nhiên ở dòng
điện hàn thấp, chuyển dịch kim loại lỏng là chuyển dịch dạng cầu, mức độ bắn toé
nhiều hơn. Do đó, do đó phương pháp hàn MIG xung được phát triển, cho phép dòng
điện hàn tăng định kỳ với hệ thống chuyển dịch tia thậm chí ngay cả khi hàn với dòng
điện thấp.
1.2. Nguyên lý hàn MAG
Tương tự như hàn MIG. Hàn MAG được viết tắt từ cụn từ tiếng Anh Metal
Active Gas welding
Metal: Kim loại
Active: Tích cực
Gas: Khí
Trong phương pháp hàn này dây hàn (điện cực) liên tục được đẩy vào vũng hàn
nhờ cơ cấu cấp dây hàn, trong khi đó dòng điện hàn truyền từ nguồn điện hàn qua bép
hàn để làm nóng chảy dây hàn và kim loại cơ bản. Để tránh bị ôxy hoá và Nitơ hoá
kim loại mối hàn, dùng khí CO2 hoặc hỗn hợp khí Argon và CO2 cung cấp xung quanh
vùng hàn để bao bọc và bảo vệ ngăn không cho không khí bên ngoài xâm nhập vào
kim loại mối hàn. Phương pháp này được gọi là phương pháp hàn hồ quang trong môi
trường khí bảo vệ và là phương pháp hàn bán tự động. Tuỳ theo từng loại klhí bảo vệ
như 100 % CO2 , hỗn hợp khí Ar + CO2 > 5% được dùng (thông thường dùng 80% Ar
+ 20% CO2). Khi dùng 100% CO2 thi gọi là phương pháp hàn hồ quang CO2, nếu dùng
Ar + CO2 thì được gọi là phương pháp hàn hồ quang khí bảo vệ hỗn hợp, có tác động
tăng chất lượng mối hàn và giảm sự bắn toé kim loại lỏng. Khi tốc độ gió ≥ 2m/ sec sẽ
gây ra sự sâm nhập của không khí vào vũng hàn.
1.3 Phạm vi ứng dụng
5
Hàn MIG, MAG được sử dụng với phạm vi rất rộng để hàn các lọai vật liệu
như thép cácbon thấp, thép có độ bền cao, thép hợp kim thấp, thép không gỉ. Phương
pháp hàn trong môi trường khí bảo vệ không chỉ áp dụng trong công nghiệp sản xuất ô
tô mà còn được áp dụng trong sản xuất kết cấu thép xây dụng, chế tạo máy công
nghiệp, đóng tầu và các ngành công nghiệp khác…
2. VẬT LIỆU HÀN MIG, MAG
2.1. Khí bảo vệ
Các khí bảo vệ dùng cho hàn bao gồm khí trơ, khí hoạt tính và hỗn hợp của
chúng.
2.1.1. Khí trơ
Khí trơ là khí “không tác động đối với các phản ứng hoá học và hầu như
không hoà tan trong kim loại”. Đó là khí đơn nguyên tử mà các nguyên tử của chúng
được bao bọc bởi các màng điện tử, nhờ vậy tính trơ hoá của chúng càng được đảm
bảo. Argon (Ar), Heli (He) và hỗn hợp của chúng là những khí trơ dùng cho hàn.
- Argon
Argon là khí không cháy và không gây nổ. Nhờ nặng hơn không khí Argon bảo
tốt bể hàn. Theo tiêu chuẩn của các nước SNG (GOST 10157-62) Argon tinh khiết có
3 loại: A, B và C ( bảng 1-1). Độ ẩm đối với Argon dạng khí của 3 loại không được
quá 0.03 g/m3.
Argon loại A: dùng cho hàn và nấu luyện các kim loại hoạt tính và hiếm ( Titan,
Zirconi, Noibi) và các hợp kim của chúng, và cho hàn các sản phẩm đặc biệt quan
trọng trong giai đoạn kết thúc của sự chế tạo.
Argon loại B: dùng cho hàn và nấu luyện các hợp kim cơ sở nhôm và mage, và
các hợp kim khác nhạy với các tạp chất của các khí hoà tan trong kim loại, bằng điên
cực nóng chảy và điện cực Wonfram không nóng chảy .
Argon loại C: dùng cho hàn và nấu luyện các hợp kim crom, niken chống gỉ và
bền nhiệt, các thép hợp kim và nhôm sạch .
Bảng 1-1 Thành phần khí Argon (GOS 10157) % khối lượng
Lượng khí
Argon
Oxy
A
B
C
99,99
0,003
0,01
99,96
0,005
0,04
99,90
0,005
0,01
Nitơ
6
Argon được bảo quản và vận chuyển trong các bình liền khối. Trong bình dưới
áp suất 150 at chứa khoảng 6m3 Argon dạng khí. Bình chứa Argon được sơn đen ở
phần dưới và sơn trắng ở phần trên. Ở phần trên có in chữ “Argon sạch”.
- Heli
Cũng như Argon, Heli là khí trơ, nhưng khác Argon ở chỗ Heli nhẹ hơn nhiều và
nhẹ hơn cả không khí. Vì vậy việc bảo vệ vùng hàn bằng Heli khó khăn hơn và đỏi hỏi
lượng khí tiêu thụ lớn. So với Argon, Heli đảm báo sự đốt nóng vùng hàn mạnh hơn
nhờ građien sụt áp trong hồ quang. Theo tiêu chuẩn MPTY51 -77 - 66 Heli được bảo
quản và vận chuyển trong các bình liền khối dưới áp suất 150 at. Các bình Heli được
sơn màu nâu và in chữ trắng “Heli”. Heli có trong không khí nhưng với lượng nhỏ.
Heli có nhiều trong các khí thiên nhiên.
Heli được chia làm hai loại: Hêli độ sạch cao và Heli kỹ thuật.
Bảng 1-2 Thành phần khí heli (MPTY51 77 - 66) % khối lượng
Lượng khí
Heli (không nhỏ hơn)
Heli độ sạch cao
99,985
0,0025
0,005
Heli kỹ thuật
99,8
Hiđro (không lớn hơn)
Nitơ (không nhỏ hơn)
0,06
0,12
Ôxi (không nhỏ hơn)
0,002
0,005
0,005
0,005
-500C
Hiđrocacbonat(không nhỏ hơn)
Neon (không nhỏ hơn)
Điểm sương (không cao hơn)
0,003
0,002
-500C
2.1.2. Khí hoạt tính: Các khí hoạt tính là các khí có khả năng bào vệ vùng hàn khỏi sự
sâm nhập của không khí và tác dụng hoá học với kim loại hàn hoặc hoà tan lý học
trong nó.
Cacbonic (đioxit cacbon - CO2)
Là khí không mầu, độc, nặng hơn không khí. Dưới áp suất 760mm Hg và ở nhiệt
độ 00C tỷ trọng của khí cacbonic bằng 1,97686 G/l, lớn hơn tỷ trọng không khí 1,5 lần.
Khí cacbonic hoà tan tốt trong nước. Khí cacbonic có tỷ trọng thay đổi mạnh khi nhiệt
độ thay đổi. Do vậy nó được tính theo khối lượng chứ không phải theo thể tích. Khi
hoá hơi 1 kg cacbonic lỏng trong các điều bình thường (760 mmHg, 00C), tạo được
509 lít khí cacbonic.
7
Khí cacbonic được bảo quản và vận chuyển ở trạng thái lỏng trong các bình thép
hoặc thùng chứa cách nhiệt. Trong các bình thép khí cacboníc ở áp lực tới 150 at. Bình
cacbonic được sơn màu đen và in chữ “CO2” màu vàng. Mỗi bình tiêu chuẩn với
dung tích 40 lít chứa được 25 kg khí cacbonic lỏng; khi bay hơi lượng cacbonic lỏng
này tạo 12600 lít.
Rỗ bọng trong mối hàn là trở ngại đầu tiên khi sử dụng khí cacbonic làm môi
trường bảo vệ. Rỗ xuất hiện bởi sự sôi của kim loại bể hàn khi đông đặc do sự thoát
oxit cacbon (CO). Nhược điểm này được khắc phục khi sử dụng dây hàn chứa lượng
lớn Silic, nhờ vậy khí cacbonic được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất hàn.
Lưu ý:
Khí cacbonic không được chứa dầu khoáng, glixerin, hyđrrosunfua, các axit
clohyđric, sunfuaric và nitric ancol, ete, các axit hữu cơ và amoniac. Ngoài ra, trong
các bình khí cacbonic hàn không được chứa hơi nước. Hơi khí có trong khí cacbonic
có thể gây rỗ và làm giảm tính dẻo của mối hàn.
Độ ẩn của khí tăng ở các giai đoạn đầu và cuối của quá trình sử dụng khí trong
bình, có thể gây các khuyết tật của mối hàn. Để giảm độ ẩm trong khí, trên đường đi
tới vùng hàn khí cacbonic cần được sấy. Để gom khí ẩm thiết bị sấy được chứa đầy
clorua canxi, silicagen hoặc các chất hút ẩm khác.
Khi xả khí từ bình, do sự tiết lưu và hấp thụ nhiệt của khí cacbonic lỏng, khí bị
nguội và có thể đóng băng làm tắc van giảm áp
CO2 dùng để hàn phải đạt yêu cầu sau:
Lượng khí không dưới 99,5%
Trạng thái tự do không chứa hơi nước
Lượng hơi nước không vượt quá 0,18 g/1m3 khí
2.1.2. Hỗn hợp khí: Hỗn hợp khí ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn vì chúng có
những ưu điển nhất định.
- Hỗn hợp khí cacbonic và oxy có ứng dụng rông rãi trong công nghiệp khi hàn
thép xây dựng cacbon thấp và hợp kim thấp.
- Các hỗn hợp khí trơ bao gồm các khí Argon và Hêli. Nhờ có tỷ trọng lớn hơn
heli các hỗn hợp này bảo vệ bể hàn tốt hơn hêli. Đặc biệt hỗn hợp chứa 70% Ar và
30% He có các tính chất bảo vệ rất tốt. Tỉ trọng của nó gần bằng tỉ trọng không khí .
Để hàn các kim loại hoạt tính người ta sử dụng hỗn hợp chứa 60-65% He còn lại là Ar.
8
Mặc dù các hỗn hộp khí trơ đắt hơn nhiều so với khí argon nhưng vẫn được sử dụng
nhiều bởi cường độ toả nhiệt lớn của hồ quang trong vùng hàn.
Các hỗn hợp khí với thành phần yêu cầu thông thường được sản xuất bằng cách
trộn các khí từ trong các bình chứa riêng nhờ các máy trộn đặc biệt
- Các hỗn hợp khí trơ và khí hoạt tính ngày càng có ứng dụng rộng rãi trong sự
hàn với điện cực nóng chẩy các thép bởi tính ưu việt của chúng: tốc độ phản ứng hoá
học đối với kim loại bể hàn nhỏ hơn so với các khí hoạt tính; tính ổn định của hổ
quang cao hơn; sự di chuyển kim loại điện cực qua hồ quang thuận lợi hơn. So với khí
Ar sạch, các hỗn hợp khí trơ và khí hoạt tính có ưu điểm hơn khi hàn các thép xây
dựng. Khi hàn thép xây dựng trong khí Argon vị trí vết catôt trên mặt chi tiết không ổn
định , kết quả mối hàn hình thành xấu.
- Trộn vào argon một lượng không lớn ôxy hoặc khí ôxy hoá khác cải thiện rõ rệt
tính ổn định của hồ quang và chất lượng tạo hình của mối hàn. Sự có mặt của oxy
trong môi trường hồ quang tạo sự di chuyển giọt nhỏ hơn của kim loại điện cực. Điều
này có được là nhờ sự tác dụng bề mặt linh hoạt của oxy đối với sắt và hợp kim của
nó. Oxy chủ yếu chỉ hoà tan trên bề mặt và làm giảm đáng kể sức căng bề mặt của nó.
Kết quả các giọt kim loại riêng lẻ được tạo thành dễ dàng hơn và kích thước của chúng
giảm. Vì vậy khi hàn thép người ta không sử dụng argon mà sử dụng các hỗn hợp của
argon với oxy và khí cacbonic: Ar - O2, Ar - CO2, Ar - CO2 - O2 .
Hỗn hợp argon-hyđrô (tới 20 % H2) được sử dụng khi hàn microplasma. Sự có
mặt của hyđro trong hỗn hợp đảm bảo sự nén của hồ quang plasma, làm cho nó nhọn
hơn, tập trung hơn. Ngoài ra trong một số trường hợp hiđrro tạo trong vùng hàn môi
trường hoàn nguyên cần thiết.
Bảng 1-3 Một số loại khí thường dùng để hàn MIG và hàn MAG (Theo tiêu chuẩn
DIN)
Thành phần khí bảo vệ
100% Ar
Kí hiệu (DIN 32 526)
Vật liệu hàn
I1
Kim loại phi sắt thép
50% Ar + 50% He
97% Ar + 3% CO2
97% Ar + 3% O2
I3
M1.1
M1.2
M2.1
M2.2
Thép hợp kim cao, thép
không rỉ
82% Ar + 18% CO2
87% Ar + 10% CO2 + 3% O2
Thép không hợp kim và
hợp kim thấp
9
92% Ar + 8% O2
100% CO2
M2.3
C
Bảng 1-4 Ảnh hưởng của khí trộn đến sự ổn định của hồ quang và tạo hình mối
hàn
Ảnh hường tới
Loại khí bảo vệ
Ar + 18% CO2
Ar + 8% O2
CO2
Chiều sâu ngấu
Chiều rộng độ ngấu
Độ nhấp nhô bể mặt
Tạo xỉ
Vẩy mịn
Vẩy rất mịn
Trung bình
Vẩy thô
Nhiều
Ít
Bắn toé
Ít
Rất ít
Gia tăng
Tạo bọt khí
Ít
Trung bình
Rất ít
Hồ quang ngắn
Hồ quang dài
Hồ quang TB
Hồ quang xung
Hồ quang ngắn
Hồ quang dài
Hồ quang TB
Hồ quang xung
Hồ quang ngắn
Hồ quang dài
Các loại hồ quang có
thể
2.2. Dây hàn.
Trong hàn bán tự động dây hàn là phần kim loại bổ sung vào mối hàn đồng thời
đóng vai trò điện cực để gây hồ quang và duy trì sự cháy hồ quang.
Theo tiêu chuẩn của GOST 2246- 60 (của Liên bang Nga), các dây hàn kéo nguội
dùng để hàn có đường kính (0,3-12) mm. Chúng được quấn thành cuộn có đường kính
trong (100 - 200) mm tương ứng với khối lượng (5 - 80) kg. Trong đó dây dùng để
hàn bán tự động có đường kính (0,3 - 2,0) mm với khối lượng (5 - 25) kg.
Các cuộn dây hàn được bảo quản, bao gói để chống gỉ và được tráng một lớp
đồng .
Dây hàn gồm hai nhóm: Dây hàn bột (dây hàn lõi thuốc) và dây hàn đặc.
2.2.1. Dây hàn để hàn trong khí bảo vệ
Khi hàn trong môi trường khí bảo vệ, sự hợp kim hoá kim loại mối hàn cũng như
các tính chất yêu cầu của mối hàn thực hiện chỉ thông qua dây hàn. Do vậy những
những đặc tính của quá trình công nghệ hàn phụ thuộc vào rất nhiều vào tình trạng và
10
chất lượng của dây hàn. Khi hàn trong môi trường khí bảo vệ CO2 thường sử dụng dây
hàn có đường kính 0,3 - 2,0 mm.
Sự ổn định của quá trình hàn cũng như chất lượng của liên kết hàn phụ thuộc
nhiều vào tình trạng bề mặt dây hàn. Để đảm bảo các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật cho
công việc hàn, người ta chú ý nhiều đến phương pháp làm sạch dây hàn. Một trong
những cách để giải quyết là sử dụng dây hàn có mạ đồng.
Dây hàn có mạ đồng sẽ nâng cao chất lượng bề mặt và khả năng chống gỉ, đồng
thời nâng cao tính ổn định trong quá trình hàn.
Theo GOST 2246 - 70 được phân thành các dây hàn thép cacbon thấp, hơp kim
thấp, hợp kim cao với 77 chủng loại đường kímh 0,3 - 12 mm.
Dây hàn thép cacbon thấp khác nhau chủ yếu về thành phần mangan, lưu huỳnh
và photpho.
Dây hàn hợp kim có thể chứa tới 6 nguyên tố hợp kim và tổng thành phần của
chúng có thể lên tới 6%. Dây hàn này để hàn thép cacbon và thép hợp kim. Dây hợp
kim mangan- silic (HS- 08G2S, HS- 08GS) dùng cho hàn thép xây dựng trong khí
CO2. Khi hàn thép hợp kim thấp độ bên cao dùng dây HS- 08CMN,
HS- 08CN2M, HS- 08MFA, HS- 08CGSMFA. Các loại dây khác dùng cho hàn thép
có thành phần tương đương.
Dây với lượng các nguyên tố hợp kim hoá trên 6% thuộc dây hàn hợp kim cao.
Các dây ferit và austenit hợp kim cao dùng để hàn thép không gỉ, thép bền nhiệt và các
thép đặc biệt khác
Sự hàn hồ quang trong khí bảo vệ CO2 với dây đặc HS - 08 G2S cho năng xuất
cao, rẻ, đơn giản, có thể thực hiện được ở mọi vị trí trong không gian với tính chất cơ
học tốt của mối hàn, song có nhiều nhược điểm như bắn toé, bảo vệ kém khi sử dụng
dòng hàn lớn, độ dẻo của kim loại mối hàn không cao.
2.2.2. Dây hàn bột.
a, Khái niệm chung:
Dây hàn bột (dây hàn lõi thuốc) là dây điện cực liên tục gồm vỏ bọc kim loại và
ruột thuốc. Vỏ đóng vai trò dẫn điện và bổ xung kim loại cho mối hàn, còn ruột hợp
kim hoá mối hàn và bảo vệ kim loại lỏng (trường hợp dây tự bảo vệ) khỏi tác động xấu
từ môi trường. Dây hàn bột cho phép dùng mật độ dòng điện cao do vậy năng suất
nóng chẩy cao.
11
b, Các kiểu cấu tạo của dây hàn:
Theo GOST 9467- 75 (của Liên bang Nga), dây hàn bột chia tương ứng như các
loại dây hàn E42; E42A; E46: E50A.
Căn cứ theo tính chất công việc hàn, dây hàn bột được dùng dưới hai hình thức
sau:
- Với chức năng tự bảo vệ (dùng trong hàn hồ quang hở).
- Với chức năng được bảo vệ bằng môi trường bổ sung khác (hàn trong môi
trường khí CO2)
Theo thành phần của hỗn hợp bột trong dây, dây hàn bột được chia làm 4 nhóm:
rutil- hữu cơ; rutil; cacbonat florui; rutil- fluori.
Cấu tạo một số kiểu dây hàn lõi
Ruột dây hàn là hỗn hợp các quặng, muối kim loại và fero hợp kim và bột kim
loại khác. Dây hàn bột có vai trò giông như que hàn vỏ bọc, tức làm ổn định hồ quang,
bảo vệ kim loại mối hàn khỏi tác dụng của không khí, khử oxy và hợp kim hoá kim
loại mối hàn, chuyển kim loại nỏng chẩy của điện cực vào vũng hàn.
Thành phần ruột theo chức năng được phân thành một số nhóm. Sự phân chia
này cũng chỉ là tương đối, bởi phần lớn vật liệu thực hiện nhiều chức năng trong quá
trình hàn.
Các vật liệu tạo khí dùng để tạo môi trường khí bảo vệ tại vùng nóng chảy.
Chúng gồm các chất hữu cơ (tinh bột, xenlulô), muối - phần lớn là đất hiếm và kim
loại hiếm (macmo, magezit...), florua với nhiệt độ khuếch tán thấp (floruasilicat natri,
floruaziconat kali). Các vật liệu gốc khoáng cũng là chất tạo xỉ.
Các chất tạo xỉ dùng để tạo xỉ hàn. Chúng vừa đóng vai trò luyện kim vừa đóng
vai trò đảm bảo tính công nghệ vì xỉ có chức năng tạo dáng mối hàn. Các chất tạo xỉ
gồm muối đơn và phức của kim loại, các oxit kim loại, florua cacbonat và hỗn hợp của
12
chúng (rutin, oxit nhôm, oxit silic, fenspat, florit, macmo, magezit). Các florit (huỳnh
thạch) và oxit kim loại hiếm làm các chất chảy.
Các chất oxy hoá khử là những chất có ái lực mạnh với oxy được đưa vào ruột,
gồm các fero hợp kim và bột kim loại (FeMn, FeSi, FeTi, nhôm , magie) .
Các chất hợp kim đưa vào ruột để đảm bảo các tính chất cần thiết của kim loại
mối hàn. Vai trò hợp kim hoá có thể thực hiện nhờ các chất oxy hoá khử và các kim
loại và hợp kim khác (FeCr, FeMo, Ni, FeW).
Các chất ổn định hồ quang dùng để duy trì tính ổn định hồ quang với phạm vi
rông của chế độ hàn. Các muối của các nguyên tố với thế ion hoá thấp được dùng vào
mục đích này thường không được đưa vào dưới dạng tinh mà là những chất tạo xỉ và
khí chứa khá cao nguyên tố này (fenspat, disilicat natri, nephelin).
Bột sắt chiếm phần lớn trong đa số các dây hàn bột góp phần tạo mối hàn và tăng hiệu
suất của điện cực.
Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản để phân biệt các loại dây hàn bột là ứng dụng của chúng.
Ứng dụng của dây hàn bột được quyết định bởi loại sản phẩm cần hàn. Dây hàn bột để
hàn thép cacbon và thép hợp kim thấp ngày càng được sử dụng rộng rãi. Còn dây hàn
bột để hàn thép hợp kim, gang, kim loại mầu tới nay mới được sử dụng ít.
Phần lớn các dây hàn bột được dùng cho hàn tự động và bán tự động. Trong thực
tế tỉ lệ dây bột dùng cho hàn bán tự động vượt hàn tự động nhưng có một số loại dây
bột chỉ dùng cho hàn tự động mà thôi.
Dây hàn bột được dùng cho cả hàn hồ quang không bảo vệ và hồ quang bảo vệ
khí và bảo vệ thuốc. Dây không cần bảo vệ thêm gọi là dây tự bảo vệ. Khi sử dụng dây
tự bảo vệ thì khí và xỉ bảo vệ kim loại được thực hiện nhờ kết quả của sự khuếch tán
vật liệu dây tạo khí và làm nõng chảy các chất tạo xỉ. Dây dùng thêm khí bảo vệ gọi là
dây bảo vệ khí. Khí thường dùng là khí CO2, được cung cấp vào vùng hồ quang qua
chụp khí tương tự như hàn hồ quang khí với dây đặc. Nói chung, ruột của tất cả các
loại dây hàn bột đều chứa bột sắt.
Tỉ lệ ruột và dây là đại lượng đặc trưng cho sự điền đầy của dây
Gb
Gd
Gb
Gd + Gv
Kđ
=
Ở đây: Kđ - hệ số điền đầy, %;Gb - khối lượng bột điền đầy; Gd - tổng khối
lượng dây; Gv - khối lượng vỏ. Giá trị Kđ thường không vượt quá 40%
13
*Ký hiệu dây hàn Thép Cacbon, thành phần và cơ tính theo tiêu chuẩn AWS
(American- Welding- Sytems)
- Theo hệ thống tiêu chuẩn AWS, ký hiệu cho thép cacbon như sau :
ER
70
S-
X
Ký hiệu điện cực hàn
hoặc que hàn phụ
Thành phần hoá
học và khí bảo
Độ bền kéo nhỏ nhất
(ksi)
S = dây hàn đặc
Giới thiệu một số loại dây hàn thông dụng theo AWS
Bảng 1-5 Cơ tính của một số dây hàn
Điều kiện hàn
Cơ tính
Ký hiệu
theo
Độ bèn kéo của Giới hạn chảy
Khí bảo
vệ
Độ dãn dài %
Cực tính
liên kết hàn
(min - psi)
72000
của mối
hàn(min - psi)
60000
AWS
(min)
E70S - 2
E70S - 3
E70S - 4
E70S - 5
E70S - 6
E70S - 7
DCEP
DCEP
DCEP
DCEP
DCEP
DCEP
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
22
22
22
22
22
22
72000
60000
72000
60000
72000
60000
72000
60000
72000
60000
DCEP là dây hàn nối với cực dương của nguồn điện (đấu nghịch)
Bảng 1-5 Thành phần hóa học của một số dây hàn
Thành phần hoá học %
Ký hiệu
theo AWS
C
Mn
Si
Các nguyên tố khác
14
E70S – 2
E70S – 3
E70S – 4
E70S – 5
E70S – 6
E70S – 7
0,06
0,40 0,70 Ti - 0,05 0,15; Zi - 0,02
0,45 0,70 0,12, Al - 0,05 0,15
0,65 0,85
0,06 0,15 0,90 1,40
0,07 0,15
0,07 0,19
A1 - 0,50 0,90
0,30 0,60
0,80 1,15
0,50 0,80
1,40 1,85
1,10 2,00
0,07 0,15
0,07 0,15
3.THIẾT BỊ HÀN, DỤNG CỤ HÀN MIG, MAG
3.1. Thiết bị hàn MIG, MAG
rong môi
trườnng hàn) đi
cùng các đường ống dẫn khí, dây hàn và cáp điện, chai chứa khí bảo vệ kèm theo bộ
đồng hồ, lưu lượng khí và van khí.
Nguồn hàn thông thường là nguồn điện một chiều (DC). Nguồn điện xoay chiều
AC không thích hợp do hồ quang bị tắt ở từng nửa chu kỳ và sự chỉnh lưu chu kỳ phân
cực ngược làm cho hồ quang khồng ổn định.
Đặc tính ngoài của nguồn điện hàn thông thường là đặc tính cứng (điện áp không
đổi). Điều này được dùng với tốc độ cấp dây hàn không đổi, cho phép điều chỉnh tự
động chiều dài hồ quang.
Mỏ hàn (súng hàn) bao gồm bép tiếp điện dể chuyển dòng điện hàn dến dây
hàn, đường dẫn khí và chụp khí dể hướng dòng khí bảo vệ bao quanh vùng hồ quang,
bộ phận làm nguội có thể bằng khí hoặc nước tần hoàn, công tắc ngắt đồng bộ dòng
điện hàn, dây hàn và dòng khí bảo vệ.
3.1. Dụng cụ dùng trong hàn MIG, MAG
15
Trong hàn MIG/MAG thường dùng một số dụng cụ sau: Kìm bấm dây hàn, bàn
trải sắt, Clê, mỏ lết, kính hàn, kính bảo hộ, tạp dề da, ủng da, găng tay da, đe, búa
nguội, dũa
4. ĐẶC ĐIỂM CÔNG DỤNG CỦA HÀN MIG/ MAG
4.1. Đặc điểm
Các đặc điểm của hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ là mức độ tập trung
cao của nguồn nhiệt hàn đảm bảo vùng ảnh hưởng nhiệt của mối hàn nhỏ, biến dạng
thấp, năng suất hàn cao, đặc biệt khi sử dụng khí trơ, không cần sử dụng thuốc hoặc vỏ
bọc như que hàn, khả năng cơ khí hóa và tự động hóa cao.
* Ưu điểm:
- Hàn mọi kim loại thông dụng
- Năng suất hàn cao (dây hàn liên tục, mật độ dòng hàn cao, tốc độ hàn cao).
16
- Cho phép hàn ngấu sâu; độ bền mối hàn tốt với các mối hàn góc cỡ nhỏ.
- Khả năng cơ giới hóa và tự động hóa cao, làm sạch tối thiểu sau khí hàn.
*Nhược điểm
- Thiết bị đắt tiền, phức tạp (so với hàn hồ quang tay)
- Khó tiếp cận mối hàn góc trong hơn so với hàn hồ quang tay (do kích thước
chụp khí của mỏ hàn).
- Phải bảo vệ vùng hàn chống gió lùa.
- Bức xạ nhiệt cao, ảnh hưởng tới sức khỏe người thợ hàn.
- Với hàn MIG giá thành khí khá cao.
4.2. Ứng dụng
Nó được sử dụng với phạm vi rất rộng hàn các lọai vật liệu như thép cácbon
thấp, thép có độ bền cao, thép hợp kim thấp, thép không gỉ. Phương pháp hàn trong
môi trường khí bảo vệ không chỉ áp dụng trong công nghiệp sản xuất ô tô mà còn được
áp dụng trong sản xuất kết cấu thép xây dụng, chế tạo máy công nghiệp, đóng tầu và
các ngành công nghiệp khác…
5. CÁC KHUYẾT TẬT CỦA MỐI HÀN
Những sai lệch về hình dáng, kích thước và tổ chức kim loại của kết cấu hàn so
với tiêu chuẩn thiết kế và yêu cầu kỹ thuật, làm giảm độ bền và khả năng làm việc của
nó, được gọi là khuyết tật.
5.1.Không ngấu
Hàn không ngấu là loại khuyết tật nghiêm trọng nhất trong liên kết hàn. Ngoài
ảnh
hưởng không tốt như rố khí và lẫn xỉ gây ra, nó còn nguy hiểm hơn nữa là dẫn đến nứt,
làm hỏng liên kết. Phần lớn liên kết bị phá huỷ đều do hàn không ngấu.
* Nguyên nhân:
17
5.2. Chảy tràn
Chảy tràn là hiện tượng kim loại lỏng chảy loang trên bề mặt liên kết hàn (bể
kim loại cơ bản - vùng hàn không nóng chảy).
Chảy tràn tạo ra sự tập trung ứng suất, làm sai lệch hình dạng và kích thước của
liên kết hàn.
18
5.3. Rỗ khí
Rỗ khí sinh ra do hiện tượng khí trong kim loại lỏng của mối hàn không kịp thoát
ra ngoài khi kim loại vùng hàn đông đặc hoặc xâm nhập từ bên ngoài vào.
Rỗ khí có thể sinh ra ở bên trong hoặc ở bề mặt mối hàn. Rố khí có thể nằm ở
phần danh giới giữa kim loại cơ bản và kim loại đắp.
Rỗ khí có thể phân bố tập trung hoặc nằm rời rạc trong mối hàn.
Sự tồn tại của rỗ khí trong liên hàn sẽ làm giảm tiết diện làm việc, làm giảm
cường độ chịu lực và độ kín của liên kết.
* Nguyên nhân
19
5.1. Nứt
Nứt là sự phá hủy cục bộ liên kết hàn dưới dạng đường, được xem là một trong
những khuyết tật nghiêm trong nhất của liên kết hàn. Chúng xuất hiện trong kim loại
mối hàn và kim loại cơ bản do sự phát triển của ứng suất riêng.
Vết nứt có thể xuất hiện ở các nhiệt độ khác nhau
Theo nhiệt độ xuất hiện nứt khi hàn thép có thể chia ra:
- Nứt nóng được tạo nên trong quá trình đông đặc kim loại ở nhiệt độ khá cao
1100 0C -1300 0C, vì tính dẻo của kim loại giảm mạnh và phát triển biến dạng kéo.
- Nứt nguội được tạo nên do chuyển biến pha, dẫn đến giảm độ bền của kim loại,
mặt khác do ảnh hưởng của ứng suất hàn. Nứt nguội xuất hiện cả trong giai đoạn nguội
hoàn toàn cũng như trong thời gian ủ nhiệt sau hàn.
Tải về để xem bản đầy đủ
161 trang
41865
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình mô đun Hàn MIG/MAG cơ bản và nâng cao - Nghề: Hàn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_mo_dun_han_migmag_co_ban_va_nang_cao_nghe_han.pdf
