Lý thuyết chuyên môn hàn

không tăng được nữa, mặc dầu mật độ dòng điện tỷ lệ với cường độ dòng điện, vết cực không tăng mà chỉ mật độ dòng điện tăng. Bởi thế điện thế tăng và đường cong đặc tính dốc lên. Loại đường đặc tính này dùng trong hàn tự động dưới lớp thuốc và hàn khí bảo vệ. .c) Quá trình hình thành hồ quang: Quá trình hình thành hồ quang xảy ra rất ngắn (khoảng 1/10giây), nhưng nó có thể chia làm 4 giai đoạn sau : Hình I-1 a) b) c) d) - Giai đoạn a : Que hàn tiếp xúc với vật hàn, tại các chỗ nhấp nhô mật độ dòng điện tăng lên rất cao. - Giai đoạn b : do mật độ dòng điện tại chỗ tiếp xúc tăng cao sẽ sinh ra nhiệt lượng lớn làm nóng chảy kim loại và điền đầy khoảng không gian giữa hai điện cực. - Giai đoạn c : khi nhấc que hàn lên khỏi vật hàn, do tác dụng của lực từ trường, cột hồ quang bị kéo dài ra, tiết diện ngang giảm xuống. - Giai đoạn d : Tại chỗ thắt, mật độ dòng điện tăng cao làm kim loại đạt đến nhiệt độ sôi và cắt đứt phần kim loại lỏng đi vào vũng hàn, hồ quang được hình thành. Sau khi hồ quang hình thành, do ảnh hưởng của nhiệt hồ quang sẽ xảy ra hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử trên bề mặt catốt, kèm theo sự tăng đáng kể của điện áp làm cho hiện tượng tự phát xạ tăng lên và hồ quang được duy trì. 2.2.3 Hiện tượng thổi lệch hồ quang và biệm pháp khắc phục. Hồ quang hàn được hình thành trong môi trường khí giữa hai điện cực (Một điện cực có thể là vật hàn), cho nên coi nó như là một dây dẫn mền và dưới tác dụng của một số yếu tố khác nó có thể bị kéo dài và dịch chuyển khỏi vị trí bình thường ta gọi là hiện tượng thổi lệch hồ quang và gây hậu quả xấu cho quá trình hàn.. Hiện tượng này thường xảy ra với dòng một chiều, còn với dòng xoay chiều do chiều dòng điện thay đổi liên tục nên hồ quang ít bị thổi lệch. 2.2.3.1 Một số yếu tố ảnh hưởng đến hiện tượng thổ lệch hồ quang a) ảnh hưởng của từ trường riêng. Khi hàn, xung quanh cột hô quang, điện cực hàn, vật hàn . sẽ sinh ra từ trường . Nếu từ trường xung quanh cột hồ quang phân bố đối xứng, thì nó sẽ không bị thổi lệch (hình b). Nếu từ trường phân bố không đối xứng thì nó sẽ bị thổi lệch về phía có từ trường yếu hơn (hình a,c) cột hồ quang thổi lệch ngược với phía nối dây. b) ảnh hưởng củavật liệu sắt từ. Khi đặt gần hồ quang một vật sắt từ giữa chúng sẽ sinh ra một lực điện từ có tác dụng kéo hồ quang về phía sắt từ đó. Điều này khó khăn khi hàn góc hay khi hàn gần cuối đường hàn. c) ảnh hưởng của góc nghiêng que hàn. Góc nghiêng que hàn cũng ảnh hưởng đến sự phân bố đường sức từ xung quanh hồ quang. Bởi vậy chọn góc nghiêng que hàn thích hợp có thể thay đổi đueoẹc tính chất phân bố đường sức từ và có thể tạo ra từ trường đồng đều, khắc phục hiện tượng thổi lệch hồ quang khi hàn . vh vh 2.2.3.2 Các biệm pháp khắc phục. Để khắc phục và hạn chế ảnh hưởnh của hiện tượng thổi lệch hồ quang chúng ta có thể sử dụng một trong những biệm pháp sau đây: - Thay đổi cách nối dây với vật hàn để tạo ra từ trường đối xứng - Chọn góc nghiêng que hàn nghiêng một cách thích hợp. - Giảm chiều dài hồ quang đến mức có thể (bằng cách hàn hồ quang gắn). - Thay dòng điện hàn một chiều bằng dòng xoay chiều. - Đặt thêm vật sắt từ ở gần cuối đường hàn. 2.2.4 Phân loại hàn hồ quang hàn a) Phân loại theo dòng điện. Phân loại theo dòng điện, hàn hồ quang tay được chia ra : 1/ Hàn bằng dòng điện xoay chiều AC (Alternating Current). + Ưu điểm : thiết bị đơn giản, dễ chế tạo, dễ bảo quản sửa chữa, giá thành thấp, thuận tiện ở nơi gần lưới điện và hồ quang ít bị thổi lệch. + Nhược điểm : Khó gây hồ quang và hồ quang cháy không ổn định, do đó chất lượng mối hàn không đạt được yêu cầu cao, không dùng được với tất cả các loại que hàn. 2/ Hàn bằng dòng điện một chiều DC (Direct Current). + Ưu điểm : dễ gây hồ quang và hồ quang cháy ổn định, tiện lợi ở nơi xa lưới điện, chất lượng mối hàn đạt được cao. + Nhược điểm : tổn hao nhiều năng lượng (do dùng máy phát, chỉnh lưu), hồ quang hay bị thổi lệch. Do có những ưu nhược điểm trên mà hiện nay cả hai phương pháp này cùng tồn tại và bổ trợ cho nhau. b) Phân loại theo cách nối dây. 1/ Nối trực tiếp Nối trực tiếp là nối một cực của nguồn điện hàn với que hàn, còn cực kia nối với vật hàn. Khi hàn bằng dòng một chiều, nối trực tiếp được phân ra : nối thuận và nối nghịch. + Nối thuận: là nối cực dương của nguồn với vật hàn, cực âm với que hàn. + Nối nghịch: là nối cực dương của nguồn với que hàn, cực âm với vật hàn. Khi hàn vật mỏng dùng phương pháp nối nghịch và hàn vật dầy nối thuận. a) Nối trực tiếp b) Nối gián tiếp c) Nối hỗn hợp 2/ Nối gián tiếp : là nối hai cực của nguồn điện với que hàn còn vật hàn không nối cực. Hồ quang cháy giữa hai que hàn, do vậy có thể điều chỉnh được lượng nhiệt của vũng hàn khi hàn bằng cách thay đổi chiều dài cột hồ quang (hình vẽ). Cách nối dây này dùng khi hàn các vật mỏng, hàn thép có nhiệt độ nóng chảy thấp bằng điện cực không nóng chảy. 3/ Nối hỗn hợp Dùng khi hàn hồ quang tay bằng dòng ba pha. Hai cực của nguồn điện nối với que hàn còn cực kia nối với vật hàn. Ưu điểm là nhiệt tập trung cao, năng suất hàn cao. Thường áp dụng khi hàn vật dầy, các kim loại và hợp kim nóng chảy cao. c) Phân loại theo điện cực 1/ Hàn bằng điện cực nóng chảy (que hàn, dây hàn……) : mối hàn do kim loại điện cực và kim loại vật hàn tạo nên. 2/ Hàn bằng điện cực không nóng chảy (Vonfram, điện cực than). Mối hàn tạo nên có thể chỉ do kim loại vật hàn nóng chảy (nếu không dùng que hàn phụ), hoặc do cả kim loại que hàn và vật hàn tạo nên khi hàn bằng điện cực nóng chảy hoặc không nóng chảy có dùng que hàn phụ. Hồ quang có thể cháy trực tiếp giữa que hàn và vật hàn hoặc cháy gián tiếp giữa que hàn và que hàn bằmg nguồn điện hai pha hoặc ba pha. 2.3 Chuẩn bị phôi và khĩ thuật khai triển một số mặt hình học cơ bản. Công việc chuẩn bị phôi trước khi hàn bao ngồm: - Khai triển phôi. - Cắt và tạo hình. - Chuẩn bị mép hàn - Hàn đính và gá lắp. - Làm sạch. 2.3.1 Kỹ thuật khai triển một số hình học cơ bảN Khai triển phôi là"trải" chi tiết từ dạng hình không gian ra hình phẳng, sau đó tính toán, xác địng các yếu tố công nghệ như: lượng dư gia công, dung sai…rồi cắt ra phôi có kích thước cần thiết là các phôi hàn . 2.3.1.1 Các phép dựng hình cơ bản. 2.3.1.1 Khai triển một số mặt hình học cơ bản. 1. Khai triển hình trụ tròn. Khai triển hình trụ tròn có: dt - đường kính trong D n - đường kính ngoài. t - chiều dầy vật liệu. H - Chiều cao hình trụ Xác địng: dtb- đường kính trung bình dtb = dt + Dn - t L chiều dài tấm vật liệu khai triển L = p.dtb Khai triển của hình trụ là hình chữ nhật có kích thước LxH 2. Khai triển hình nón. Khai triển hình nón có: D - đường kính đáy H- chiều cao Xác định R và b: R= Hoặc R= b= Dựa vào R,b dựng được hình khai triển. c) Khai triển hình nón cụt đều. Khai triển hình nón cụt đều có các thông số sau: D = đường kính đáy lớn D1 = đường kính đáy nhỏ H = chiều cao * Các bước tiến hành: Bước 1 - Vẽ hình chiếu đứng thể hiện đáy lớn D và đáy nhỏ D1. - Vẽ hình chiếu bằng thể hiện chiều cao H. - Kéo dài hai đường sinh tìm tâm quay hình khai triển. Bước 3 Xác định bán kính lớn R, bán kính nhỏ e và góc mở b. - Xác định e Ta có: b = ( D – D1)/2 tg a = b/H; r1 = D1/2 ị e = r1 /sina C2 = H2 + b2 Từ hình vẽ ta có: R = c + e b = r/R x 360o Bước 4 vẽ.(1,0đ) Biết: * Dựa vào 3 thông số R,e và b. Dựng hình khai triển như hình 4. Khai triển khuỷu vuông góc. Biết đường kính hai ống khuỷu bằng nhau và bằng d * Các bước khai triển: Bước 1: Dượng đường kính ống và đường tròn đường kính dcủa ống. Chia nửa đường tròn thành 6 phần bằng nhau, đánh ssố từ 1 – 7. Dựng các đường chiếu sang hình chiếu đứng cắt giao tuyến tại các điểm 1o –7o tương ứng. Bước 2: Khai triển ống A (ống B làm tương tự ) Chiều dài khai triển bằng Pd được chia thành 12 phần bằng nhau đánh số từ giữa ra.Từ các điểm 1o –7o chiếu xuống hình khai triển ,được các điểm 1’ – 7’. Bước 3: Nối các điểm 1’ – 7’ theo đường cong ta được 1/2 hình khai triển. lấy đối xứng ta được cả hình khai triển. Chương II : Vật liệu hàn. 2.1 Vật liệu hàn hồ quang tay. 2.1.1 Cấu tạo và yêu cầu của que hàn. a. Cấu tạo Que hàn gồm hai phần chính : - Lõi que : là những đoạn dây kim loại có đường kính từ 1,6 á6mm, chiều dài L = (250 á 450)mm. Đường kính que hàn quy ước gọi theo đường kính của lõi que (TCVN – 89). 10-15 1 250 - 450 - Vỏ thuốc : gồm hỗn hợp các hóa chất , khoáng chất, các ferô hợp kim và chất kết dính. b. Yêu cầu : - Đối với vỏ thuốc bọc : + Tạo ra môi trường ion hóa tốt để dễ gây hồ quang và hồ quang cháy ổn định (dùng các nguyên tố kim loại kiềm và kiềm thổ). + Tạo khí bảo vệ tốt vũng hàn (thành phần có: tinh bột xenlulô, đá cẩm thạch,..). + Tạo lớp xỉ bảo vệ trên toàn bộ bề mặt mối hàn và dễ bong khi nguội (thường dùng các ôxit : TiO2, MnO, SiO2, huỳnh thạch CaF2, …) + Có tác dụng khử ôxy và hợp kim hóa kim loại mối hàn (thuốc bọc chứa các nguyên tố : C, Si, Mn,..). + Đảm bảo thuốc bọc bám chắc lên lõi que (thường dùng nước thủy tinh, đextrin). +Nhiệt độ nóng chảy của thuốc phải lớn hơn nhiệt độ nóng chảy của lõi que để khi hàn nó tạo thành phễu đỡ kim loại lỏng. - Xét tổng thể, que hàn phải đạt các yêu cầu sau : + Đảm bảo yêu cầu về cơ tính của kim loại mối hàn. + Có tính công nghệ tốt : dễ gây hồ quang và hồ quang cháy ổn định ; nóng chảy đều, không vón cục; kim loại mối hàn ít bị khuyết tật ;..v.v….. 2.1.2 Thành phần lõi que hàn : - Cácbon : khử ôxy tương đối tốt tạo thành CO2 , hàm lượng C Ê 0,18%. - Mangan : là chất khử ôxy rất tốt, khử được tác dụng của lưu huỳnh, làm giảm khả năng nứt nóng và hợp kim hóa nâng cao độ bền mối hàn. Trong lõi que hàn Mn = (0,4-0,6)% , có trường hợp lên tới 0,8% hoặc 1,1%. - Silic : Khử ôxy mạnh hơn Mn, song tạo thành SiO2 (có nhiệt độ nóng chảy cao), làm xỉ quánh hơn; do đó dễ gây ra rỗ xỉ. Mặt khác nó còn làm cho cácbon không bị ôxy hóa ở nhiệt độ cao và khi đông đặc cácbon mới bị ôxy hóa tạo thành khí CO khó thoát ra ngoài gây rỗ khí, ngoài ra nó còn làm tăng sự bắn tóe kim loại vũng hàn. Hàm lượng Si Ê 0,03%. - Crôm : khi hàn, Cr bị ôxy hóa tạo thành Cr2O3 có nhiệt độ nóng chảy cao nên nằm lại trong vũng hàn gây rỗ xỉ. Hàm lượng Cr Ê 0,3%. - Niken : không gây ảnh hưởng đến quá trình hàn (bị lẫn trong kim loại que hàn), hàm lượng Ni Ê 0,3%. - S, P : có hại đến quá trình hàn, hàm lượng nhỏ hơn 0,03%. 2.1.3 Thành phần thuốc bọc que hàn. Thành phần thuốc bọc que hàn gồm nhiều nhóm vật liệu khác nhau, có thể chia thành các nhóm sau : Nhóm vật liệu tạo khí : Tạo ra các khí bảo vệ kim loại vũng hàn khỏi tác dụng của không khí. Các chất thường dùng : chất hữu cơ (tinh bột, xenlulô, đextrin,…) hoặc các muối CaCO3 , MgCO3 ,.v.v… b. Nhóm vật liệu tạo xỉ : Tạo nên lớp xỉ phủ trên bề mặt mối hàn có tác dụng bảo vệ kim loại lỏng khỏi tác dụng của ôxy, nitơ và tinh luyện mối hàn. Thường dùng nhất là quặng mangan, đôlômit, SiO2, fenspat, cao lanh,v.v….Để xỉ có hoạt tính và độ chảy loãng tốt, người ta cho thêm vào thuốc bọc huỳnh thạch, quặng titan. c. Nhóm vật liệu khử ôxy : Gồm các ferô hợp kim (FeO.Si ,FeO.Mn , FeO.Ti , FeO.Al ,…). Những nguyên tố hợp kim của các ferô này có ái lực với ôxy mạnh hơn sắt (hoàn nguyên sắt) tạo thành các ôxit không hòa tan vào sắt mà đi vào xỉ. d. Nhóm vật liệu hợp kim hóa : Bổ sung các nguyên tố hợp kim để điều chỉnh thành phần hóa học mối hàn. Nhóm vật liệu thường dùng là các ferô hợp kim hoặc các kim loại : Cr, Ni, Mn,… e. Nhóm vật liệu ổn định hồ quang : Dùng các nguyên tố có điện thế ion hóa thấp (kim loại kiềm và kiềm thổ : Ca, Na, K ) hoặc các chất khác : đá phấn, K2CO3, nước thủy tinh, … f. Nhóm vật liệu xêmentit hóa : Có tác dụng bảo đảm độ bền thuốc bọc sau khi khô, thường dùng nhất là nước thủy tinh, đextrin. g. Nhóm vật liệu tạo hình : Làm tăng thêm tính dẻo của thuốc bọc để bám chắc lên lõi que, dùng phổ biến là : bentônit, cao lanh, đextrin,.v.v… Để nâng cao năng suất hàn, người ta thường cho vào thuốc bọc một lượng bột sắt khoảng dưới 60% khối lượng thuốc bọc. 2.1.4 Phân loại que hàn. a). Theo công dụng, que hàn được chia thành các nhóm sau : - Que hàn để hàn thép các bon và thép hợp kim kết cấu. - Que hàn để hàn thép hợp kim chịu nhiệt. - Que hàn thép hợp kim cao và có tính chất đặc biệt. - Que hàn đắp. - Que hàn gang,… b). Theo chiều dầy lớp thuốc bọc, quy ước : - Que hàn thuốc bọc mỏng : Ê 1,2 . - Que hàn thuốc bọc trung bình : 1,2 < Ê 1,45 . - Que hàn thuốc bọc dầy : 1,45 < Ê 1,8 . - Que hàn thuốc bọc đặc biệt dầy : > 1,8 . c). Theo tính chất của thuốc bọc có : - Que hàn loại vỏ thuốc hệ axit (A) : thành phần gồm ôxit sắt, ôxit mangan, ôxit silic, ferô mangan,…. Loại này có tốc độ chảy lớn, cho phép hàn bằng dòng một chiều và xoay chiều, hàn được mọi vị trí trong không gian., nhưng có khuynh hướng nứt nóng nên ít dùng để hàn thép có hàm lượng lưu huỳnh và các bon cao. - Que hàn loại vỏ thuốc hệ bazơ (B) : thành phần gồm có : CaCO3, MgCO3, huỳnh thạch, ferô mangan, ferô silic,….. Loại này khi hàn tạo ra khí bảo vệ là CO và CO2, chỉ được sử dụng với dòng một chiều nối nghịch, mối hàn ít bị nứt kết tinh nhưng hay gây rỗ khí. Có thể sử dụng để hàn các loại thép có độ bền cao, các kết cấu hàn quan trọng. - Que hàn loại vỏ thuốc hệ hữu cơ (O hoặc C) : thành phần chứa nhiều tinh bột, xenlulô …tạo khí bảo vệ vũng hàn. Loại que này có tốc độ đông đặc vũng hàn nhanh nên sử dụng để hàn rơi, hàn với dòng xoay chiều hoặc một chiều. - Que hàn loại vỏ bọc hệ rutin (R) : thành phần gồm TiO2, CaCO3, MgCO3, grafit, ferô hợp kim,… Khi hàn hồ quang cháy ổn định, mối hàn hình thành tốt, ít bắn tóe nhưng dễ dị rỗ khí và nứt kết tinh trong mối hàn. Hàn được với dòng xoay chiều và một chiều. 2.1 5 Một số tiêu chuẩn và ký hiệu que hàn. 2.1.5.1 Ký hiệu que hàn theo tiêu chuẩn Việt Nam. a) Que hàn thép C và thép hợp kim thấp, TCVN 3734 – 89. Trong ký hiệu, gồm 4 thành phần như sau : N 46 - 3 R (1) (2) (3) (4) (1) : Một chữ cái in hoa chỉ que hàn thép C và thép hợp kim thấp ‘’N’’. (2) : Hai chữ số tiếp theo chỉ giới hạn bền kéo tối thiểu (46 KG/mm2, tra bảng tìm được độ dãn dài, giới hạn va đập, góc uốn). (3) : Một chữ số tiếp theo chỉ loại dòng điện hàn (1,3,5,7 : hàn với dòng xoay chiều hoặc một chiều; 2,4,6,8 : hàn với dòng một chiều). Với que axit (DC cực âm), que bazơ (DC cực dương), que hữu cơ (DC cực âm và dương), với que rutin (DC cực âm và AC). (4) : Một hoặc hai chữ cái in hoa chỉ loại vỏ thuốc bọc ( R : rutin). b). Que hàn thép chịu nhiệt Trong ký hiệu gồm các thành phần sau : Hn CrXX MoXX VXX …. -XXX X (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (1) : Ký hiệu que hàn thép chịu nhiệt ‘’ Hn’’ (2), (3) , (4) : Hàm lượng Cr, Mo, V tính theo phần nghìn . (5) : Các nguyên tố hợp kim khác và hàm lượng của nó (nếu có). (6) : Nhiệt độ làm việc lớn nhất của kim loại mối hàn (0C). (7) : Loại thuốc bọc que hàn (A, B, C, R, RR,…) Ví dụ : Hn Cr06 Mo12 V04 – 450 R : que hàn thép chịu nhiệt, làm việc ở nhiệt độ tối đa là 4500C, loại thuốc bọc hệ rutin, thành phần hóa học kim loại mối hàn: 0,6%Cr, 1,2% Mo và 0,4% V. c). Que hàn thép bền nhiệt và không gỉ. Trong ký hiệu gồm các thành phần sau : Hb CrXX NiXX MnXX …. -XXX X (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (1) : Ký hiệu que hàn thép bền nhiệt và không gỉ ‘’ Hb’’ (2), (3) , (4) : Hàm lượng Cr, Ni, Mn tính theo phần trăm . (5) : Các nguyên tố hợp kim khác và hàm lượng của nó (nếu có). Nếu không có chữ số kèm theo thì hàm lượng nguyên tố đó xấp xỉ bằng 1% (6) : Nhiệt độ làm việc ổn định của kim loại mối hàn (0C). (7) : Loại thuốc bọc que hàn (A, B, C, R, RR,…) Ví dụ : Hn Cr18 Ni8 Mn – 600B : que hàn thép bền nhiệt và không gỉ, hàm lượng các nguyên tố trong kim loại đắp: 18%Cr, 8% Ni và 1% Mn. Nhiệt độ làm việc ổn định ở 6000C, loại thuốc bọc hệ bzơ (B). d). Que hàn thép hợp kim có độ bền cao. Ký hiệu gồm các thành phần sau : Hc XX CrXX MnXX WXX …… -XXX X (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (1) : Chữ cái in hoa chỉ que hàn thép hợp kim có độ bền cao ‘’Hc’’. (2) : Hai chữ số chỉ giới hạn bền kéo tối thiểu (KG/mm2). (3), (4), (5), (6) : Hai chữ số chỉ hàm lượng Cr, Mn, W, và các nguyên tố khác (nếu có) tính theo %. (7) : Ba chữ số biểu thị nhiệt độ làm việc ổn định của mối hàn (0C). (8) : Một hoặc hai chữ cái in hoa chỉ loại vỏ thuốc bọc. 2.1.5.2 Ký hiệu que hàn theo tiêu chuẩn quốc tế ISO. a). Que hàn thép C và thép hợp kim thấp – ISO 2560. Cấu trúc ký hiệu gồm tám loại thông tin khác nhau, trong đó bốn loại ở phần đầu bắt buộc phải đưa ra. E 51 3 RR 150 1 1 H (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (1) : Một chữ cái in hoa chỉ que hàn hồ quang tay ‘’E’’. (2) : Hai chữ số ‘’43’’ hoặc ‘’51’’ chỉ giới hạn bền kéo của kim loại mối hàn (510 á 610 )MPa , 1Pa = 1N/m2. (3) : Một chữ số chỉ độ giãn dài tương đối (%) và nhiệt độ thấp nhất khi độ dai va đập KCV = 28 J/cm2 (tra bảng số 3 ta được d = 20%, KCV = 28 J/cm2 đạt được ở nhiệt độ T = - 200C ). (4) : Một hoặc hai chữ cái chỉ loại thuốc bọc que hàn ‘’RR’’ : rutin vỏ dầy. (5) : Ba chữ số biểu thị hiệu suất đắp của que hàn (Kc = 145 á 155%). Kc = Gđ/Gc, chỉ ghi khi Kc ³ 105%. (6) : Một chữ số tiếp theo chỉ vị trí mối hàn trong không gian. 1 : Hàn ở mọi vị trí . 2 : Hàn ở mọi vị trí, trừ vị trí hàn rơi. 3 : Hàn ở vị trí phẳng, ngang và leo. 4 : Hàn ở vị trí phẳng (giáp mối và góc). 5 : Như 3 và đứng từ trên xuống. (7) : Một chữ số chỉ loại nguồn điện, cực tính và điện áp không tải. Bảng 1 Chỉ số 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Cực tính nguồn + +/- - + +/- - + +/- - + U0 (V). - 50 50 50 70 70 70 90 90 90 (8) : Chữ cái H chỉ hàm lượng H2 nhỏ hơn 15 cm3/100g kim loại đắp. b). Que hàn thép hợp kim chịu nhiệt theo ISO 3580. Cấu trúc ký hiệu gồm các thành phần sau : E 5Cr Mo V B 2 0 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (1) : ‘’E’’ que hàn hồ quang tay. (2), (3), (4) : Một chữ số biểu thị hàm lượng Cr trong kim loại đắp (nếu không có chữ số thì hàm lượng nguyên tố đó sấp xỉ bằng 1 % : 5% Cr, 1% Mo, 1% V). (5) : Một hoặc hai chữ cái in hoa chỉ loại thuốc bọc que hàn ( B : bazơ). (6) Một chữ số chỉ vị trí mối hàn trong không gian (2: hàn ở mọi vị trí, trừ vị trí hàn rơi) (7) : Một chữ số chỉ loại dòng điện, cực tính và điệ áp không tải Uo (tra bảng). c). Que hàn thép không gỉ và thép hợp kim cao – ISO 3581. Các nguyên tố hợp kim chủ yếu trong thép không gỉ và thép hợp kim cao là Cr, Ni, Mo. Do vậy, để đơn giản hóa trong ký hiệu người ta không ghi cụ thể tên nguyên tố mà chỉ ghi hàm lượng % các nguyên tố đó. Ví dụ : E 19 12 2 ….. R 120 1 6 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (1) : Que hàn hồ quang tay ‘’E’’. (2) : Hai chữ số chỉ hàm lượng Cr, tra bảng Cr = (17á 20)%. (3) : Một đến hai chữ số chỉ hàm lượng Ni, tra bảng Ni = (11á 14)%. (4) : Một chữ số chỉ hàm lượng Mo = 2%. (5) : Chữ số chỉ hàm lượng các nguyên tố khác (ví dụ 3Nb, tức là Nb = 3%). (6) : Một đến hai chữ cái chỉ hệ thuốc bọc , rutin (R). (7) : Ba chữ số chỉ hiệu suất đắp, Kc = 120%. (8) : Một chữ số chỉ vị trí mối hàn trong không gian (1: hàn được ở mọi vị trí, thích hợp với dòng hàn một chiều nối nghịch). (9) : Một chữ số chỉ loại dòng điện, cực tính và điện áp không tải Uo. Thép hay kim loại đắp có hàm lượng C < 0,04% được ghi thêm chữ L ngay sau hàm lượng % các nguyên tố (ví dụ : 19.12.2.L) Các ký hiệu khác : loại vỏ thuốc bọc, hiệu suất đắp,.v.v… giống như trong ISO 2560. 2.1.5.3 Ký hiệu que hàn theo tiêu chuẩn Hoa kỳ AWS. a). Que hàn thép các bon theo AWS A.5.1. Cấu trúc ký hiệu có các thành phần sau : E 70 1 4 (1) (2) (3) (4) (1) : Ký hiệu bắt đầu bằng chữ cái ‘’E’’ biểu thị đó là que hàn. (2) : Hai chữ số ‘’60’’ hoặc ‘’70’’ chỉ giới hạn bền kéo tối thiểu của kim loại đắp (Ksi). sk = 70Ksi (1Ksi = 6,9.106 Pa = 6,9 MPa = 0,703 KG/mm2). (3) : Một chữ số chỉ vị trí mối hàn trong không gian : 1 : Hàn ở mọi vị trí. 2 : Hàn ở vị trí bằng và ngang. 3 : Hàn ở mọi vị trí, hàn ở vị rtí hàn rơi. Tổ hợp của số (3) và (4) chỉ loại thuốc bọc que hàn, loại dòng điện, cực tính, hiệu suất đắp…. (bảng 2-5, tr.65 sách Giáo trình CNH) ‘’14’’ : loại thuốc bọc là RR, vị trí hàn bằng, leo, trần, ngang (F, V, OH, H ), loại dòng điện DC (+/-) và AC. b). Que hàn hồ quang tay thép các bon thấp theo AWS A5.5. Cách ký hiệu tương tự như ở tiêu chuẩn AWS A5.1. Bắt đầu bằng chữ ‘’E’’ chỉ que hàn hồ quang tay, hai hoặc ba chữ số tiếp theo chỉ giưói hạn bền kéo tối thiểu của kim loại mối hàn (Ksi), chữ số tiếp theo chỉ vị trí hàn. Tổ hợp hai chữ số cuối trong ký hiệu chỉ yêu cầu về dòng điện hàn, cực tính, loại vỏ bọc,….. Phần cuối có thêm ký tự A1,……,B1 biểu thị hàm lượng trung bình của các nguyên tố hợp kim có trong kim loại đắp. Ví dụ: E70XX – A1 : que hàn thép C – Mo (loại 0,5 Mo). XX thường là 10, 11, 15, 16, 18, 20, 27, tùy theo loại vỏ thuốc bọc (tiêu chuẩn AWS A5.1). Thành phần hóa học của kim loại mối hàn : 0,12% C, (0,6 á 1,0)% Mn, (0,4 á 0,8)% Si, (0,4 á 0,65)% Mo. Giới hạn bền kéo 480MPa, giới hạn chảy 390MPa, độ dãn dài 22 á 25%. c). Que hàn thép không gỉ và thép Cr – Ni theo AWS A5.4. Tiêu chuẩn này có tới 38 loại que hàn với hàm lượng Cr trong kim loại mối hàn từ 4,0 đến 32% và Ni có thể đến 37%. Ký hiệu bắt đầu bằng chữ ‘’E’’ chỉ que hàn, tiếp theo tổ hợp các chữ số và các ký tự chỉ thành phần hóa học của kim loại mối hàn, hai chữ số 15 hoặc 16 dùng để ký hiệu vị trí mối hàn trong không gian, loại dòng điện, cực tính của dòng DC (bảng 2.10 và 2.11- tr.69, 70 sách Giáo trình CNH). Ví dụ : E307 : que hàn thép không gỉ và thép Cr – Ni, giới hạn bền kéo của kim loại mối hàn là 85 Ksi (590 MPa), độ giãn dài 30%. Thành phần hóa học của kim loại mối hàn : C = (0,04 á 0,14)%, Cr = (18 á 21,5)%, Ni = (9 á 10,7)%, Mo = (0,5 á 1,5)% 2.1.6. Chọn que hàn hồ quang tay . Có thể căn cứ vào các yếu tố chủ yếu sau đây để chọn que hàn : - Que hàn phải cho phép tạo ra được kim loại mối hàn có tính chất tương đương với kim loại cơ bản. - Thích hợp với nguồn điện và máy hàn (nguồn DC hay AC, cực tính của nguồn….). - Kiểu liên kết và các yêu cầu về mối nối (độ ngấu, kiểu vát mép, số lớp hàn,…). - Phù hợp với các yêu cầu về chất lượng mối hàn (điều kiện làm việc của kết cấu) - Có năng suất hàn cao nhất (hệ số đắp cao). 2.2 Vật liệu dùng trong hàn tự động và bán tự động. 2.2.1 Dây hàn . Dây hàn có tác dụng bổ sung kim loại cho mối hàn, đồng thời đóng vai trò điện cực dẫn điện, gây hồ quang và duy trì sự cháy hồ quang. Dây hàn được chế tạo từ các kim loại hay hợp kim có độ dẻo cao. Trường hợp kim loại mối hàn cần có độ cứng cao thì kim loại đắp (kim loại que hàn) cũng cần có tính dẻo thấp (C < 0,12%), vì nếu hàm lượng C lớn dễ làm giảm tính dẻo và tăng khả năng nứt của kim loại mối hàn. Đường kính của dây hàn tự động dưới lớp thuốc từ 1,6 á 6 mm, hàn hồ quang bán tự động từ 0,8 á 2,4 mm. Bảng2:Kích thước và khối lượng các cuộn dây hàn. Đường kính dây (mm) Đường kính trong cuộn dây (mm) Khối lượng của cuộn dây (kg) Thép cácbon thấp Thép hợp kim Thép hợp kim cao 0,3 - 0,5 150 - 300 2 2 1,5 0,8 200 – 350 5 5 3 1 – 1,2 200 – 400 20 15 10 1,4 300 – 600 25 15 10 1,6 – 2,0 300 – 600 30 20 15 2,5 – 3,0 400 – 600 - - - 4 – 10 500 – 750 40 30 20 12 600 - 800 - - - * Các loại dây hàn Dây hàn dùng trong môi trường khí bảo vệ : Khi hàn trong môi trường khí bảo vệ, những đặc tính của quá trình công nghệ hàn phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của dây. Hàn trong môi trường khí bảo vệ thường sử dụng dây có đường kính từ 0,8-2mm. Để đảm bảo sự ổn định của quá trình hàn cũng như chất lượng của liên kết hàn đòi hỏi bề mặt dây hàn phải sạch, do đó dây hàn thường được bọc lớp mạ đồng. Lớp mạ đồng có tác dụng nâng cao chất lượng bề mặt và khả năng chống gỉ, đồng thời nâng cao tính ổn định của quá trình hàn. b. Dây hàn dùng hàn dưới lớp thuốc. Chất lượng của liên kết hàn dưới lớp thuốc phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng của dây hàn và thuốc hàn. Việc lựa chọn dây hàn và thuốc hàn căn cứ vào tính chất vật liệu, các yêu cầu đối với mối hàn (cơ tính và điều kiện làm việc của mối hàn). Dây hàn dùng hàn thép các bon và thép hợp kim thấp khi hàn dưới lớp thuốc là các loại CB-08; CB-08A, hoặc dây hàn mangan như CB-08G ; CB-10G2,.v.v…. Hàm lượng C Ê 0,12%, nếu hàm lượng cácbon cao dễ làm giảm tính dẻo và tăng khả năng nứt nóng kim loại mối hàn. Đường kính dây hàn từ 1,6 – 5mm. c. Dây hàn bột. Căn cứ vào tiết diện ngang, dây hàn có hai loại : dây hàn trần (đặc) và dây hàn bột. Dây hàn bột là một ống kim loại, bên trong có cấu tạo phức tạp, được điền đầy các vật liệu cần thiết ở dạng bột. Hỗn hợp trong dây hàn vừa làm nhiệm vụ dụng bổ sung kim loại , hợp kim hóa , đồng thời nó còn có tác dụng bảo vệ kim loại lỏng khỏi tác dụng của không khí và ổn định hồ quang. Tỷ số giữa khối lượng bột với khối lượng vỏ kim loại dao động trong khoảng 10 á 40%. Các loại tiết diện dây hàn bột như hình vẽ : 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 mô