BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Mô đun: Hàn kim loại và hợp kim màu NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ (Ban hành kèm theo Quyết định số:120/QĐ-TCDN, ngày 25 tháng 02 năm 2013 của Tổng Cục trưởng Tổng cục Dạy nghề) Hà Nội, năm 2013 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 LỜI GIỚI THIỆU Trong những năm gần đây, với nhu cầu công nghiệp hoá hiện đại hoá dạy nghề đã có những bước tiến nhằm thay đổi chất lượng dạy và học, để 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 các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay. Mô đun 31: Hàn kim loại màu và hợp kim màu là mô đun đào tạo nghề được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trình thực hiện, nhóm biên soạn 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 đã có 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! Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Chủ biên: Lưu Văn Núi 2 MỤC LỤC STT Nội dung Trang 1. Lời giới thiệu 1 2. Chương trình mô đun hàn kim loại màu và hợp kim màu 3 4. Bài 01: Hàn nhôm hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn MIG 4 5.
Bài 02: Hàn nhôm hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn TIG 31 6. Bài 03: Hàn đồng hợp kim đồng bằng phương pháp hàn khí 67 7. Bài 04: Hàn đồng hợp kim đồng bằng phương pháp hàn hồ 75 quang tay 8. Bài 05: Hàn đồng hợp kim đồng bằng phương pháp hàn TIG 81 9.
Danh mục các chữ viết tắt, ký hiệu và ý nghĩa 89 10. Tài liệu tham khảo 90 3 TÊN MÔ ĐUN: HÀN KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MÀU Mã mô đun: MĐ 31 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Là môn đun được bố trí cho người học sau khi đã học xong các môn học chung theo quy định của Bộ LĐTB-XH và học xong các môn học chuyên môn nghề. - Tính chất của mô đun: Là mô đun chuyên môn nghề, nhằm luyện tập kỹ năng về hàn kim loại màu và hợp kim màu phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp hiện nay. - Ý nghĩa, vai trò mô đun: Là môđun có vai trò rất quan trọng trong chương trình đào tạo nghề Hàn, người học được trang bị những kiến thức, kỹ năng hàn kim loại màu và hợp kim màu bằng các công nghệ hàn MIG; TIG; Hàn khí.
Mục tiêu của mô đun: - Trình bày được tính chất lý nhiệt và đặc điểm khi hàn kim loại màu và hợp kim màu; - Nêu được thành phần, tính chất hóa học và tác dụng của khí hàn, thuốc hàn; - Chuẩn bị phôi hàn đúng kích thước bản vẽ, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật; - Tính được chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu và kiểu liên kết hàn; - Sử dụng được các loại thiết bị, dụng cụ dùng hàn kim loại màu và hợp kim màu; - Hàn các mối hàn kim loại màu và hợp kim màu đảm bảo yêu cầu kỹ thuật; - Tuân thủ công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng. Nội dung mô đun: Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Thời gian Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm TT số thuyết hành tra* Hàn nhôm hợp kim nhôm bằng 1 16 2 14 0 phương pháp hàn MIG Hàn nhôm hợp kim nhôm bằng 2 24 4 19 1 phương pháp hàn TIG Hàn đồng hợp kim đồng bằng 3 40 4 36 0 phương pháp hàn khí Hàn đồng hợp kim đồng bằng 4 16 2 14 0 phương pháp hàn hồ quang tay Hàn đồng hợp kim đồng bằng 5 20 4 15 1 phương pháp hàn TIG 6 Kiểm tra mô đun 4 4 Cộng 120 16 98 6 4 BÀI 01: HÀN NHÔM HỢP KIM NHÔM BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN MIG Mã bài: MĐ 31.1 Giới thiệu: Hàn Nhôm và hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn MIG là một phương pháp hàn hồ quang điện cực nóng chảy trong môi trường bảo vệ khí trơ. Dây hàn được cấp tự động vào vùng hàn bằng tốc độ cháy của hồ quang. Mục tiêu: - Trình bày được tính chất lý nhiệt của nhôm và hợp kim nhôm; - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn MIG; - Chuẩn bị vật hàn, mép hàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật; - Chọn khí bảo vệ phù hợp vật liệu hàn; - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày vật liệu, kiểu liên kết hàn; - Hàn được các mối hàn giáp mối, mối hàn gấp mép, mối hàn giáp mối vật liệu là nhôm hoặc hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn MIG đảm yêu cầu kỹ thuật; - Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn, thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng.
Đặc điểm khi hàn nhôm hoặc hợp kim nhôm Mục tiêu: - Trình bày được các đặc điểm, tính chất của nhôm và hợp kim nhôm khi hàn MIG; - Giải thích được các ảnh hưởng của nhôm và hợp kim nhôm xảy ra trong quá trình hàn. Nhôm được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các ngành công nghiệp. Trong ngành chế tạo ôtô (xe con và xe tải nhỏ) Nhôm đóng góp một phần chính các sản phẩm nhôm đặc biệt càng ý nghĩa hơn trong những năm gần đây. Nhôm đặc trưng bởi các tính chất sau: Nó nhẹ, khối lượng riêng của nhôm chỉ bằng khoảng một phần ba của thép hay đồng.
Với độ bền tương đối cao, độ dẻo tốt, chống ăn mòn trong không khí, nước, dầu… mà không có bảo vệ bề mặt. Trong các phương pháp khác nhau có thể sản xuất và đặc biệt có thể nén cuộn đa dạng. Tính dẫn điện, dẫn nhiệt của nhôm cao gấp bốn lần của thép. Nhôm không có từ tính.
Hệ số gãn nở nhiệt gấp hai lần của thép. Nhôm nguyên chất: không có khoảng nhiệt độ tới hạn, tinh thể nhôm rắn chắc được liên kết chắc chắn sau khi đông đặc nhưng có xu hướng rỗ bọt. Thể ít cùng tích: khoảng nhiệt độ tới hạn, xu hướng nứt nóng vì khối lượng cứng chắc nhưng không được liên kết. 5 Đủ thể cùng tích: không có khoảng nhiệt độ tới hạn, không có xu hướng nứt vì các tinh thể nhôm cứng chắc bơi trong thể cùng tích nhưng nguy cơ tạo co rỗ biên giới hạn.
Nhôm có ái lực mạnh với Ôxy ở 16000c. Nó có khả năng hòa tan nitơ cao trong chất lỏng, chúng giảm bớt sự thất thường khi đông đặc. Ôxyt Nhôm có nhiệt độ nóng chảy (20500C) cao hơn so với nhôm nguyên chất (6000C). Do đó mối hàn có thể bị lẫn xỉ dưới dạng ôxyt.
Tính dẫn nhiệt của Nhôm và hợp kim Nhôm cao. Điều này tạo nên tốc độ nguội lớn khi hàn, đòi hỏi phải sử dụng nguồn nhiệt hàn có công suất cao, nung nóng sơ bộ hoặc nguồn nhiệt hàn bổ xung. Khi hàn Nhôm và hợp kim Nhôm có thể xảy ra hiện tượng phá hủy liên kết hàn (như hiện tượng sụt mối hàn khi hàn Nhôm dưới tác dụng của trọng lực). Quy trình hàn có các ảnh hưởng của vật liệu như sau: Thông qua nóng chảy vật liệu phụ gia có thể được hợp kim trội hơn cũng như là các nguyên tố hợp kim bị cháy đi.
Thông qua hàn, nhiệt được đưa đến tùy theo vật liệu và mức độ năng lượng có nghĩa là khoảng cách vùng nóng chảy tới loại nung hòa tan, tái kết tinh, thay đổi cấu trúc hoặc hồi phục. Từ đó liên kết được độ bền tương ứng của vật liệu. Từ quan điểm vật liệu học, đưa ra các yêu cầu sau đối với chế tạo một liên kết hàn. Vật liệu phải thích hợp hàn, có nghĩa là nó không được phép có xu hướng tạo nứt.
Ngoài ra chúng phải đạt được độ bền cần thiết, đạt được khả năng biến đổi hình dạng cần thiết và đưa ra khả năng chống mòn gỉ đầy đủ cũng như thống nhất được sự thể hiện màu tương ứng trong điện phân anốt đối với vật liệu cơ bản. chỉ cho phép xuất hiện rỗ bọt hoặc bọc phủ trong phạm vi giới hạn tùy yêu cầu. Vật liệu và khí bảo vệ hàn MIG nhôm Mục tiêu: - Trình bày được đặc điểm, tính chất ứng dụng của các loại khí bảo vệ trong hàn MIG; - Giải thích được các tiêu chuẩn, ký hiệu các loại dây hàn, các loại khí bảo vệ hàn MIG; - Sử dụng được các loại dây hàn, khí bảo vệ an toàn. Dây hàn Ký hiệu dây hàn nhôm: Tiêu chuẩn AWS A5.10 – 1980 quy định ký hiệu vật liệu kim loại cho hàn nhôm bao gồm nhóm chữ cái và chữ số, (Bảng 1.
Các chữ cái ER cho biết nhóm dây hàn dùng cho hàn khí, hàn plasma, hàn trong 6 môi trường khí bảo vệ (cả bằng điện cực nóng chảy và điện cực không nóng chảy). Phân loại dây hàn nhôm, hợp kim nhôm và thành phần hóa học của chúng. Ký hiệu Thành phần () ER 1100 ≥ 99,0 Al ER 2319 6,3 Cu; (V+Zr) có kiểm soát; Al còn lại ER 4043 5,3 Si; Al còn lại ER 4047 12 Si; Al còn lại ER 4145 10 Si; 4 Cu; Al còn lại ER 5183 0,8 Mn; 4,9 Mg; Al còn lại ER 5356 0,1 Mn; 5 Mg; Al còn lại ER 5554 0,8 Mn; 5,1 Mg; Al còn lại ER 5654 3,5 Mn; Mn không đáng kể; Al còn lại Chọn vật liệu hàn nhôm đúng sẽ thành công cho liên kết hàn. Chọn vật liệu hàn nhôm không thích hợp có thể gây nứt tại kim loại mối hàn.
Do kim loại mối hàn hoặc vùng ảnh hưởng nhiệt có tính dẻo, độ bền thấp khi nhiệt độ tăng (Hiện tượng này đôi khi gây ra sụt mối hàn).