CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II GIÁO TRÌNH HÀN TIẾP XÚC NGHỀ HÀN Ban hành kèm theo Quyết định số: 397/QĐ-CĐHHII ngày 04 tháng 08 năm 2021 của Trường Cao đẳng Hàng hải II (Lưu hành nội bộ) TP. HCM, năm 2021 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. 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, trước sự phát triển ngày càng cao của khoa học và kỹ thuật.Nước ta đang trên đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
Trong sự phát triển chung của các nghành kinh tế, ngành công nghiệp đang phát triển một cách mạnh mẽ, góp phần rất lớn vào sự phát triển của Việt Nam. Để đáp ứng cho sự phát triển đó, là việc cung cấp đầy đủ đội ngũ công nhân lành nghề. Việc đào tạo đội ngũ công nhân kỹ thuật Hàn lành nghề với kiến thức và tay nghề vững vàng, nhằm nắm bắt được các công nghệ hàn tiên tiến hiện nay. Chương trình đào tạo nghề hàn hiện nay, phần chuyên môn nghề được kết cấu theo các mô đun đào tạo nghề riêng biệt.
Việc trang bị kiến thức chuyên môn và tay nghề với giáo trình cũ phần nào chưa đáp ứng được đầy đủ các công nghệ hàn tiên tiến hiện nay. Chính vì vậy Tổng Cục Dạy Nghề đã ban hành chương trình khung đào tạo nghề Hàn theo kết cấu mô đun.Với mục tiêu “Chất lượng đào tạo là mục tiêu hàng đầu”. Nhằm đáp ứng cho sự phát triển, phù hợp với yêu cầu của thực tế sản xuất. Khoa Cơ khí Trường Cao Đẳng Hàng hải II tiến hành biên soạn giáo trình “Hàn tiếp xúc”dùng làm tài liệu giảng dạy và học tập cho hệ Cao đẳng và Trung Cấp nghề Hàn.
Nội dung giáo trình biên soạn được tham khảo từ các tài liệu liên quan đã xuất bản và phát hành trong nước và nước ngoài. Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã nhận đượcnhiều ý kiến đóng góp và hiệu chỉnh của các đồng nghiệp. Mặc dù đã có nhiều cố gắng,nhưng cũng không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp xây dựng của bạn đọc, đặc biệt là các đồng nghiệp để cuốn giáo trình này ngày càng hoàn thiện hơn.
Chúng tôi xin chân thành cám ơn! 2 MỤC LỤC TT Nội dung Trang 1 Tuyên bố bản quyền 1 2 Giới thiệu mô đun 2 3 Mục lục 3 4 Bài 1: Các kiến thức cơ bản về hàn tiếp xúc điểm, đường. 4 5 Bài 2: Vận hành, sử dụng máy hàn tiếp xúc điểm, đường. 24 6 Bài 3: Hàn tiếp xúc điểm. 34 7 Bài 4: Hàn tiếp xúc đường.
40 8 Câu hỏi ôn tập 45 9 Tài liệu tham khảo 52 3 BÀI 1: CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ HÀN TIẾP XÚC ĐIỂM, ĐƯỜNG Giới thiệu: Hàn tiếp xúc hiện nay được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như chế tạo ô tô, toa xe, máy bay, tên lửa, ống dẫn … So với các phương pháp hàn khác, như hàn hồ quang chẳng hạn, hàn tiếp xúc có rầt nhiều ưu điểm: Năng suất cao, dễ cơ khí hoá và tự động hoá, tiết kiệm điện năng và giá thành hạ. Mục tiêu của bài: - Mô tả đúng cấu tạo và trình bày được nguyên lý vận hành làm việc của thiết bị hàn điểm, đưởng của hàn tiếp xúc. - Tính toán chọn được chế độ hàn hợp lý - Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng. - Tuân thủ các quy định về nguyên lý vận hành thiết bị.
Nội dung của bài: 1. Thực chất đặc điểm và phạm vi ứng dụng. Phân loại phương pháp hàn tiếp xúc. Hàn tiếp xúc điểm.
Hàn tiếp xúc đường 5. Thực chất đặc điểm và phạm vi ứng dụng: 1. Thực chất: Hàn tiếp xúc là phương pháp hàn điện sử dụng nguồn điện chuyển hóa thành nhiệt năng nung nóng kim loại tới trạng thái dẻo, sau đó dùng lực ép ép hai chi tiết lại với nhau hình thành mối hàn. Như ta đã biết, khi dòng điện với cường độ lớn đi qua vật dẫn có điện trở cao có khả năng phát nhiệt rất lớn.
Tại bề mặt tiếp xúc của hai phần vật hàn, do vết gia công để lại nên chỉ có các điểm nhô tiếp xúc với nhau, mà ở đây diện 4 tích tiếp xúc nhỏ nên mật độ dòng điện rất lớn, do đó nhiệt phát sinh rất cao và rất nhanh, làm bề mặt tiếp xúc nhanh chóng đạt tới trạng thái nóng chảy (một lớp rất mỏng trên bề mặt) hoặc ở trạng thái dẻo và dưới tác dụng của lực ép (ngoại lực) chúng được nối liền với nhau và hình thành mối hàn khi ngắt điện. Đặc điểm: o Hàn điện tiếp xúc chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng thông qua điện trở tiếp xúc. o Sử dụng nguồn điện có cường độ lớn, điện áp nhỏ. o Chỉ hàn những vật mỏng.
o Không tiêu tốn điện cực và que hàn. o Chất lượng mối hàn cao. o Có thể hàn được các kim loại khác nhau lại với nhau. o Năng suất cao, dễ cơ khí hóa tư động hóa.
o Giá thành cao do đầu tư thiết bị lớn. o Có điều kiện làm việc cho người thợ tốt. o Không đòi hỏi thời gian đào tạo thợ hàn nhiều. Trong hàn điện trở, nhiệt lượng được tạo ra trong vật liệu là do dòng điện chạy qua.
Theo định luật Jun –Lenxơ nhiệt lượng sinh ra ở chỗ tiếp xúc tỉ lệ thuận với điện trở tiếp xúc, với bình phương của cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua chi tiết: Q =I2.t Trong đó: Q: Nhiệt lượng [J]. I: Cường độ dòng điện[A]. Nếu đo nhiệt lượng Q bằng đơn vị calo thì hệ thức định luật Jun- Len xơ là: Q = 0,24I2Rt. Khi bề mặt tiếp xúc của các chi tiết được nung nóng thì dưới tác dụng của lực ép các nguyên tử kim loại sẽ liên kết tạo thành mối hàn.
Phân loại phương pháp hàn tiếp xúc. Hình1-1: Phân loại các phương pháp hàn tiếp xúc. Trên đây là bảng phân loại các phương pháp trong hàn tiếp xúc. Trong nội dung modun này chúng ta chỉ tập trung vào nghiên cứu phương pháp hàn điểm và hàn đường.
Hàn tiếp xúc điểm( Hàn điểm). Thực chất: Hàn điểm là phương pháp hàn tiếp xúc các mối hàn không thực hiện liên tục trên toàn bộ chiều dài hàn mà chỉ là những điểm riêng biệt gọi là điểm hàn. Vật hàn cần được xếp chồng lên nhau, các điện cực có diện tích tiếp xúc nhỏ, mối hàn hình thành giống như hình hạt đậu. Hàn điểm tiếp xúc được sử dụng rộng rãi trong việc kết nối các tấm thép có chiều dày lên tới 0.125 inch và có thể sử dụng cho rất nhiều loại vật liệu, kể cả kết hợp nhiều vật liệu khác nhau.
Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của hàn điểm tiếp xúc là trong công nghiệp ô tô với những ưu điểm chính là tốc độ nhanh, phù hợp để tự động hóa và dễ đưa vào các dây chuyền năng suất cao cùng với các bước sản xuất khác. Bằng việc điều khiển các giá trị dòng 6 điện, thời gian hàn và áp lực của điện cực bằng máy tính hoặc bằng tay, các mối hàn chất luợng tốt có thể được tạo ra với tốc độ sản xuất cao, chi phí lao động thấp, không đòi hỏi nhân công lành nghề. Hàn tiếp xúc là một trong các phương pháp hàn áp lực. Quá trình hàn tiếp xúc là một quá trình dịch chuyển các phần tử kim loại tiến sát vào kim loại kia cho đến khi khoảng cách giữa chúng bằng một thông số mạng.
Khi khoảng cách giữa chúng bằng một thông số mạng thì giữa hai kim loại đó xuất hiện lực tác dụng tương hỗ giữa chúng tạo nên mối liến kết kim loại bền chắc. Sự hình thành liên kết này có thể mô tả theo 3 giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Chi tiết 1 và chi tiết 2 không hoàn toàn tiếp xúc với nhau trên toàn bộ bề mặt mà chỉ xảy ra tại một số điểm nào đó. Giai đoạn 2: Khi có nguồn nhiệt nung nóng thì các chất bẩn bị phá hủy đồng thời với lực ép tăng lên sẽ làm tăng diện tích tiếp xúc xuất hiện những hạt tinh thể chung hay nói cách khác là bắt đầu có những liên kết kim loại. Giai đoạn 3: Khi lực ép tăng lên một giá trị nhất định thì diện tích tiếp xúc tăng lên gần 100% khi đó kim loại đạt mối liên kết bền chắc.
a b c Hình 1-2: Sơ đồ hình thành mối liên kết khi hàn tiếp xúc: a) giai đoạn 1. 7 Hình 1-3:a hàn 2 phía, b hàn một phía a) b) Hình 1-4: a Hàn 2 tấm và b hàn xếp chồng nhiều tấm. Hàn điểm hai phía: Các tấm hàn được đặt giữa hai điện cực hàn sau khi ép sơ bộ và đóng điện, dòng điện trong mạch chủ yếu tập trung ở một diện tích nhỏ trên mặt tiếp xúc giữa hai tấm nằm giữa các điện cực, nung nóng kim loại đến trạng thái nóng chảy. Tiếp theo cắt điện và ép với lực ép đủ lớn, tạo nên điểm hàn.
Phương pháp hàn hai phía của hai tấm nhưng có thể được các tấm dày khác nhau hoặc hàn cùng một lúc nhiều tấm xếp chồng(hình1-4). 8 Hình 1-5: Hàn điểm hai phía nhiều điện cực. Hàn điểm hai phía còncó thể thực hiện hàn nhiều điểm hàn trong một lần hàn với nhiều điện cực bố trí như hình (hình 1-5). Hàn điểm một phía:Hay còn gọi là hàn gián tiếp hoặc hàn 1 mặt.
Hai điện cực bố trí cùng một phía so với vật hàn. Sự nung nóng các điểm hàn do dòng điện chạy qua tấm dưới của vật hàn. Để tăng cường dòng điện chạy qua các điểm hàn, người ta bố trí thêm tấm đệm bằng đồng. Sau khi điểm hàn được nung chảy tiến hành ép với lực ép đủ lớn ta nhận được hai điểm hàn.
Mỗi lần hàn chỉ hàn được hai tấm nhưng cùng một lúc có thể hàn được từ hai điểm hàn (trên máy có hai điện cực) hoặc nhiều điểm hàn (trên máy hàn nhiều điện cực). Hàn điểm một phía thường xảy ra trong trường hợp không thể đặt điện cực ở các phía đối điện của vật hàn (trường hợp trong 1 khối lắp lớn, cụ thể như trong các phần của thân xe). Dòng không chuyển trực tiếp tất cả năng lượng của nó qua mối hàn do 1 phần của dòng hàn luôn bị mất đi do có dòng shunting (dòng hàn bị phân nhánh). Vì thế, chất lượng của kiểu hàn này không tốt bằng hàn trực tiếp.