mở đầu - Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học nhớ các khâu chuẩn bị. - Đối với người học: Chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học Điều kiện thực hiện bài học - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học chuyên môn 11 - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có Kiểm tra và đánh giá bài học - Nội dung: Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp: Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng) Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có Kiểm tra định kỳ thực hành: không có Nội dung chính: 1. Vật liệu hàn TIG 1.
Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng a. Thực chất Hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi trường khí trơ ( GTAW) là quá trình nóng chảy, trong đó nguồn nhiệt cung cấp bởi hồ quang được tạo thành giữa điện cực không nóng chảy và vũng hàn. Vùng hồ quang được bảo vệ bằng môi trường khí trơ ( Ar, He hoặc Ar + He) để ngăn cản những tác động có hại của ô-xi và ni-tơ trong không khí. Điện cực không nóng chảy thường dùng là wolfram, nên phương pháp hàn này tiếng Anh gọi là TIG ( Tungsten Inert Gas ) Phương pháp hàn này có một số ưu điểm đáng chú ý: - Tạo mối hàn có chất lượng cao đối với hầu hết kim loại và hợp kim.
- Mối hàn không phải làm sạch sau khi hàn. - Hồ quang và vũng hàn có thể quan sát được trong khi hàn. - Không có kim loại bắn tóe. - Có thể hàn ở mọi vị trí trong không gian.
12 - Nhiệt tập trung cho phép tăng tốc độ hàn, giảm biến dạng của liên kết hàn. Phương pháp hàn TIG được áp dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất, đặc biệt rất thích hợp trong hàn thép hợp kim cao, kim loại màu và hợp kim của chúng. Hồ quang trong hàn TIG đạt rất cao có thể đạt tới 6000 OC, kim loại mối hàn có thể tạo ra từ kim loại nền đối với những chi tiết có chiều dày quá mỏng phải gấp mép hoặc được bổ sung từ que hàn phụ, toàn bộ vũng hàn được khí trơ bảo vệ thổi ra từ chụp khí. Môi trường khí trơ không có phản ứng hoá học với bể hàn.
Sô ñoà nguyeân lyù haøn TIG Nhược điểm: o Tốc độ hàn chậm năng suất thấp o Đèn hàn cường độ lớn giải nhiệt bằng nước khá nặng nề o Khí bảo vệ dễ bị gián đoạn o Có thể gây bỏng da o Giới hạn sử dụng ngoài trời o Khó khống chế lượng nhiệt đưa vào o Đòi hỏi kỹ năng cao (thợ tay nghề cao) b. Đặc điểm: - Vị trí hàn: Mọi vị trí hàn - Chiều dày tấm hàn : (0. - Loại vật liệu chi tiết hàn : Tất cả các loại thép, thép hợp kim; gang; Ni; Cu; Al; Ti; Ag ; Žn. - Loại nguồn hàn : Dòng xoay chiều để hàn nhôm , hợp kim nhôm.
Dòng mộtchiều dùng hàn các vật liệu còn lại ( điện cực nối âm cực ) - Đường kính dây hàn : 1 ÷8 mm. - Làm nguội mỏ hàn : Dòng hàn 150 A làm nguội mỏ hàn bằng khí. Trên150 A làm nguội bằng nước - Không gây bắn toé khi hàn và không có giọt kim loại dịch chuyển qua cột hồ quang - Không sinh ra xỉ hàn vì vậy không có khuyết tật ngậm xỉ - Dễ tạo ra bề mặt mối hàn đẹp - Có thể sử dụng cho trường hợp không cần sử dụng kim loại phụ ( que hàn ) c. Phạm vi ứng dụng: - Là phương pháp hiệu quả khi hàn nhôm, inox và hợp kim nicken.
13 − Thường dùng hàn lớp ngấu trong qui trình hàn ống áp lực. − Hàn các kim loại, hợp kim khó hàn như titan, đồng đỏ. B ì nh khí vaø aùp ke á Maù y haø n Caù p noá i maù t Mo û haø n D aâ y haøn Caù p haø n Vaä t haø n Prep ared by PHAM VAN HAI 8 LILAMA TTC2 Hình 2 - Sô ñoà thieát bò haøn TIG : 2. VẬT LIỆU HÀN TIG.
Vật liệu sử dụng trong phương pháp hàn TIG bao gồm khí bảo vệ, điện cực Volfram và que hàn phụ. Khí bảo vệ – Khí trơ Bất kỳ loại khí trơ nào cũng có thể dùng để hàn TIG, song Argon và Heli được ưa chuộng hơn cả vì giá thành tương đối thấp, trử lượng khí khai thác dồi dào. Argon là loại khí trơ không màu, mùi, vị và không độc. Nó không hình thành hợp chất hóa học với bất cứ vật chất nào khác ở mọi nhiệt độ hoặc áp suất.
Ar được trích từ khí quyển bằng phương pháp hóa lỏng không khí và tinh chế đến độ tinh khiết 99,9 %, có tỷ trọng so với không khí là 1,33. Ar được cung cấp trong các bình áp suất cao hoặc ở dạng khí hóa lỏng với nhiệt độ -- 184 0C trong các bồn chứa. Heli là loại khí trơ không màu, mùi, vị. Tỷ trọng so với không khí là 0,13 được khai thác từ khí thiên nhiên, có nhiệt độ hóa lỏng rất thấp – 272 0C, thường được chứa trong các bình áp suất cao.
Hình 3 : So sánh hai loại khí bảo vệ Argon Heli 14 Dễ mồi hồ quang do năng lượng ion thấp Khó mồi hồ quang do năng lượng ion hóa cao Nhiệt độ hồ quang thấp hơn Nhiệt độ hồ quang cao hơn Bảo vệ tốt hơn do nặng hơn Bảo vệ kém hơn do nhẹ hơn Lưu lương cần thiết thấp hơn Lưu lượng sử dụng cao hơn Điện áp hồ quang thấp hơn nên năng lượng Điện áp hồ quang cao hơn nên năng lượng hàn hàn thấp hơn lớn hơn Giá thành rẻ hơn Giá thành đắt hơn Chiều dài hồ quang ngắn, mối hàn hẹp Chiều dài hồ quang dài, mối hàn rộng Có thể hàn chi tiết mỏng Thường dùng hàn các chi tiết dày, dẫn nhiệt tốt Sự trộn hai khí Ar và He có ý nghĩa thực tiển rất lớn. nó cho phép kiểm soát chặc chẻ năng lượng hàn cũng như hình dạng của tiết diện mối hàn. Khi hàn chi tiết dày, hoặc tản nhiệt nhanh, sự trộn He vào Ar cải thiện đáng kể quá trình hàn. Nitơ ( N2 ) đôi khi được đưa vào Ar để hàn đồng và hơp kim đồng, Nitơ tinh khiết đôi khi được dùng để hàn thép không rỉ.
Hổn hợp Ar – H2 việc bổ sung hydro vào argon làm tăng điện áp hồ quang và các ưu điểm tương tự heli. Hổn hợp với 5% H2 đôi khi làm tăng độ làm sạch của mối hàn TIG bằng tay. Hổn hợp với 15% được sử dụng để hàn cơ khí hóa tốc độ cao cho các mối hàn giáp mí với thép không rỉ dày đến 1,6 mm, ngoài ra còn được dùng để hàn các thùng bia bằng thép không rỉ với mọi chiều dày, với khe hở đáy của đường hàn từ 0,25 – 0,5 mm. không nên dùng nhiều H2 , do có thể gây ra rỗ xốp ở mối hàn.
Việc sử dụng hổn hợp này chỉ hạn chế cho các hợp kim Ni, Ni – Cu, thép không rỉ.2 Điện cực Volfram. Tungsten ( Wolfram) được dùng làm điện cực do tính chịu nhiệt cao, nhiệt độ nóng chảy cao (3410 0 C), phát xạ điện tử tương đối tốt, làm ion hóa hồ quang và duy trì tính ổn định hồ quang, có tính chống oxy hóa rất cao. Hai loạI điện cực sử dụng phổ biến trong hàn TIG : − Tungstène nguyên chất (đuôi sơn màu Xanh lá) : chứa 99,5% tungsten nguyên chất, giá rẻ song có mật độ dòng cho phép thấp, khả năng chống nhiểm bẩn thấp, dùng khi hàn với dòng Xoay chiều (AC) áp dụng khi hàn nhôm hoặc hợp kim nhẹ. − Tungstène Thorium (chứa 1 đến 2 % thorium {ThO2} - đuôi sơn màu đỏ) : có khả năng bức xạ electron cao do đó dòng hàn cho phép cao hơn và tuổi thọ được nâng cao đáng kể.
Khi dùng điện cực này hồ quang dễ mồi và cháy ổn định, tính năng chống nhiểm bẩn tốt, dùng với dòng một chiều (DC) áp dụng khi hàn thép hoặc inox. Ngoài ra còn có : − Tungstène zirconium (0,15 đến 0,4% zirconium { ZrO2} - đuôi sơn màu nâu ) có đặc tính hồ quang và mật độ dòng hàn định mức trung gian giữa tungsten pure và tungsten thorium, thích hợp với nguồn hàn AC khi hàn nhôm. Ưu điểm khác của điện cực là không có tính phóng xạ như điện cực thorium. − Tungstène Cerium ( 2% cerium { CeO2} - đuôi sơn màu cam ) : nó không có tính phóng xạ, hồ quang dễ mồi và ổn định, có tuổi bền cao hơn, dùng tốt với dòng DC hoặc AC.
− Tungsten Lathanum { La2O3} có tính năng tương tự tungsten cerium. EWP = pure tungsten EWCe – 2 = tungsten + 2% cerium 15 EWLa – 1 = tungsten + 1% lathanum EWLa – 1.5% lathanum EWLa – 2 = tungsten + 2% lathanum EWTh – 1 = tungsten + 1% thorium EWTh – 2 = tungsten + 2% thorium EWZr – 1 = tungsten + 1% zirconium EWG = tungsten + nguyên tố hợp kim không xác định Các dạng đầu nhọn điện cực Volfram. Để hồ quang phóng tập trung đầu điện cực được mài đầu nhọn ở 60 0. Để tăng độ tập trung của hồ quang nhất là khi hàn ở chế độ hàn thấp( cường độ dòng điện hàn nhỏ ) cực 0 có thể mài nhọn hơn (30 hoặc nhỏ hơn ) ngược lại khi hàn ở chế độ lớn đầu cực có thể được mài nhọn ít hơn (~ 900 ).
Trong trường hợp hàn nhôm nếu sử dụng hồ quang dòng một chiều thuận cực thì màng ôxýt nhôm (Al 2O3) trên be mặt không được tẩy sạch và quá trình hàn không thể thực hiện được. Trong trường hợp này người ta sử dụng dòng xoay chiều để hàn. Kỹ thuật mài đầu nhọn điện cực. Hàn bằng dòng điện một chiều (cực âm nối với điện cực ).
Điện cực thông thường được mài dọc để tạo đầu nhọn, trường hợp đặc biệt có thể dùng giấy nháp đánh bóng đầu nhọn sau khi đã được mài.