TRƯỜNG CAO KINH TẾ - KỸ THUẬT VINATEX TP.HCM GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT HÀN (Lưu hành nội bộ) Thành Phố Hồ Chí Minh – 2017 1 I. HÀN ĐIỆN HỒ QUANG 2 GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT HÀN Chương 1 HÀN ĐIỆN HỒ QUANG VÀ THIẾT BỊ HÀN I. SỰ TẠO THÀNH MỐI HÀN VÀ TỔ CHỨC KIM LOẠI CỦA MỐI HÀN 1. Sự tạo thành mối hàn ỉ. Khái niệm vê mỏi nối hàn, mối hàn Mối nối được thực hiện bàng hàn gọi là mối nối hàn. Mối nối hàn là mối nối liền khồng tháo rời được. Vị trí nối các chi tiết gọi là mối hàn. Trong hàn nóng chảy mối nối hàn gồm: Vùng tiêm cân Kim |oaj Hình 1-1. Mối nối hàn ư) Mối hàn (ỉị Mối hàn gồm: kim loại cơ bản và kim loại điện cực (que hàn) sau khi nóng chảy kết tinh tạo thành. 11 GIÁO TRÌNH KỶ THUẬT HÀN Aụ Vùng tiệm cận mối hàn (2) Vùng kim loại cơ bản được nung nóng từ nhiệt độ 1 ()0f’C đến nhiệt độ gần nhiệt độ nóng chảy. c) Kim loại cơ bản (3) Vùng kim loại không bị tác dụng của nhiệt trong quá trình hàn. Sự tạo thành bể hàn Khi hàn nóng chây, dưới tác dụng của nguồn nhiệt làm cạnh hàn và kim loại phụ nóng chây tạo nôn bê kim loại lỏng. Bể kim loại lóng đó gọi là bể hàn hay vũng hàn. Trong qúa trình hàn, nguồn nhiệt dịch chuyên theo kẽ hàn, đồng thừi bể hàn cũng dịch chuyển theo. Be hàn được chia làm 2 phần: phần đầu (1) và phần đuôi (2) hình 1'2. Phẩn đầu Phần đuôi Hình ỉ-2. Bể hàn a) Phấn đẩu bể hùn (ỉ) ơ phấn này xảy ra quá trình nóng chây của kim loại cơ bân và kim loại điện cực. Theo sự dịch chuyển của nguồn nhiệt, tất cả kim loại ở phía trước bị nóng chảy. Hàn điện hố quang và thiết bị hàn b) Phần đuôi bể hàn (2) Ớ phán này xay ra quá trình kết tinh của kim loại lỏng bê hàn đe tạo nên mới hàn. Trong quá trình hàn, kim loại lõng trong bể hàn luôn chuyển động và xáo trộn không ngừng. Sự chuyên động của kim loại lỏng trong bể hàn là do tác dụng của áp lực dòng khí lên bể mặt kim loại lỏng và do tác dụng của lực điện từ, lùm cho kim loại lỏng trong bê hàn bị đẩy VC phía ngược với hướng chuyên dịch cúa nguồn nhiệt vù tạo nên chỗ lõm trong bể hàn. Hình dạng và kích thước của be hàn phụ thuộc vào: - Công suất của nguồn nhiệt. - Tính chất lý nhiệt của kim loại vật hàn. Hình dạng của bể hàn (hình l - 3) được đặc trưng bằng các đại lượng: b - Chiều rộng bể hàn h - Chiều sâu nóng chảy L - Chiều dài bể hàn Hình 1-3. Hình dạng và kích thước của bể hàn Tỷ số giữa chiều rộng và chiều dài bể hàn gọi là hẹ số hình dạng của be hàn: _ b ọ L Hộ SỐ hình dạng của bể hàn có ảnh hưởng lớn đến quá trình kết tinh, do đó ánh hưởng 13 GIÁO TRÌNH KỶ THUẬT HÀN đến chất lượng mối hàn. Nếu b/ L ỉớn (bể hàn rộng) thì điều kiện kết tinh tốt, sau khi kết tinh nhận được mối hàn có chất lượng cao. Ngược lại, nếu b/ L nhỏ thì sau khi kết tinh có thể gây ra nứt ở trục mối hàn. Sự chuyên dịch của kim loại lỏng từ điện cục vào bể hàn Sự chuyển dịch của kim loại lỏng từ điện cực vào bể hàn không những ánh hưởng đến sự tạo thành mối hàn, mà còn ảnh hưởng đến thành phần và chất lượng mối hàn. Khỉ hàn hồ quang tay, dù hàn bàng phương phấp nào và hàn ở bất kỳ vị trí nào thì kim loại lỏng cũng đều chuyên dịch từ que hàn vào bể hàn dưới dạng những giọt kim loại có kích thước khác nhau. Sự chuyển dịch của kim loại lỏng từ que hàn vào bể hàn là do các yếu tố sau: 1. Trọng lực của giạt kim loại lỏng Những giọt kim loại được hình thành ở mặt đầu que hàn, dưới tác dụng của trọng lực (lực trọng trường) sẽ dịch chuyển từ trên xuống dưới theo phương thẳng đứng vào bể hàn. Lực trọng trường chỉ có tác dụng làm chuyển dịch các giọt kim loại lỏng vào bổ hàn khi hàn ở vị trí sấp, còn khi hàn ngửa yếu tố này hoàn toàn không thuận lợi. Sức căng bề mặt Sức căng bề mặt sinh ra do tác dụng của lực phân tử. Lực phán tử luôn có khuynh hướng tạo cho bề mặt kim loại lỏng một năng lượng nhỏ nhất, tức là 14 Chương 1. Hàn điện hổ quang và thiết bị hàn làm cho bề mặt kim loại lòng thu nhò lại. Muốn vậy thì những giọt kim loại lỏng phái có dạng hình cầu. Những giọt kim loại lỏng hình cầu chỉ mất di khi chúng rơi vào be hàn và bị sức căng bề mặt của bế hàn kéo vào thành dạng chung của nó. Lực từ trường Dòng diện khỉ đi qua điện cực sẽ sinh ra một từ trường. Lực của từ trường này ép lên quc hàn làm cho chỗ ranh giới giữa phần rắn và phần lỏng của que hàn bị thắt lại (hình l -4). Tác đụng của lực từ trường ép lén que hàn Do bị thắt lại nên diện tích tiết diện ngang tại chỗ đó giâm, làm mật độ và cường độ của lực từ trường mạnh lên. Mặt khác, tại chỗ thắt do có điện trư cao nên nhiệt sinh ra lớn, làm kim loại nhanh chóng đạt đến trạng thái sôi vù tạo ra áp lực lớn đẩy các giọt kim loại lỏng vào bể hàn. Lực từ trường có khả năng làm chuyên dịch các giọt kim loại lỏng lừ đẩu que hàn vào bể hàn ở mọi vị trí. Áp lực khí 15 GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT HÀN Khi hàn, kim loại lỏng ở đầu que hàn bị quá nhiệt mạnh và sinh ra khí. Ớ nhiệt độ cao, thể tích của khí tăng và tạo ra áp lực lớn đủ để đẩy các giọt kim loại lỏng tách khỏi đầu que hàn để đi vào bổ hàn. Tổ chức kim loại của mối hàn Sau khi hàn, kim loại lỏng trong bể hàn kết tinh đổ tạo thành mối hàn. Vùng kim loại xung quanh mối hàn do bị ảnh hường của nhiệt nên có sự thay đổi VC tổ chức và tính chất. Vùng đó gọi là vùng ânh hưởng nhiệt. Nghicn cứu tổ chức mối hàn của thép cácbon thấp thấy chúng có các phần riêng với tổ chức khác nhau.L Vùng mối hàn Trong vùng mối hàn kim loại nóng chảy hoàn toàn, khi kết tinh có tổ chức tương tự như tổ chức thỏi đúc (hình 1-5). Thành phần và tổ chức kim loại mối hàn khác với kim loại cơ bán và kim loại-điện cực. Tố chức kim loại của mối hàn a) Vùng ngoài cùng Ó vùng này do tản nhiệt nhanh nên kim loại lỏng trong vũng hàn kết tinh với tốc độ 16 Chương 1. Hàn điện hố quang và thiết bị hàn nguội lớn. Do vậy, sau kết tinh nhận được tổ chức kim loại vói các hạt tinh thế nhỏ mịn. h) Vùng trung gian Kim loại lỏng ở vùng trung gian không thể kết tinh với tốc độ nguội lớn như vùng ngoài cùng. Các tinh thể kết tinh theo phương tản nhiệt nhưng có chiều ngược lại. Do tốc độ nguội tương đối chậm nên sau khi kết tinh nhận được các hạt tinh thể dài có trục vuông góc với mặt tản nhiệt. c) Vùng trung tâm Kim loại lỏng ở vùng trung tâm kết tinh với tốc độ nguội chậm và trong vùng này kim loại lỏng có nhiệt độ hầu như giống nhau, do vậy chúng kết tinh gần như đồng thời và hướng toả nhiệt theo các phương đều như nhau. Sau khi kết tinh nhận được tổ chức kim loại gồm các hạt đều trục. Trong vùng trung tâm có thế còn có các tạp chất phi kim loại - xỉ. Tuỳ thuộc vào lốc độ nguội mà trongdổ chức của kim loại mối hàn có thể có hoặc không có vùng trung gian hoặc vùng trung tâm. - Nếu tốc độ nguội ỉớn thì các tinh thể hạt dài có thể phát triển sâu vào trung tâm bể hàn, khi đó kim loại mối hàn chỉ có 2 vùng: vùng ngoài cùng với các hạt tinh thể nhỏ mịn và vùng trung gian với các hạt tinh thể dài. - Nếu tốc độ nguội rất châm thì vùng tinh thể hạt dài (vùng trung gian) có thể không có. Vàng ảnh hưởng nhiệt vầ các yếu tô' ảnh hưởng đến kích thước của khu vực ảnh hưởng nhiệt a) Vùng ảnh hưởng nhiệt Khi hàn nóng chảy, việc tạo thành vùng ảnh hưởng nhiệt luôn xảy ra. Kích thước của vùng ảnh nhiệt phụ thuộc vào: “ Phương pháp và chế độ hàn. - Thành phần và chiều dày của kim loại vật hàn. TỔ chức kim loại của khu vực ảnh hưởng nhiệt (hình 1-6). 17 GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT HÀN Hình 1-6. Tổ chức kim loại của khu vực ảnh hưởng nhiệt * Vùng viền chây Trong vùng này kim loại cơ bản nung nóng đến nhiệt độ gần nhiêl độ nóng chảy (kim loại ở trạng thái R - L). Thực chất ở đây quá trình hàn đã xảy ra. Chiều rộng của vùng viền chảy tương đối nho khoảng (0,1 -r 0,5) mm. * Vùng quá nhiệt Vùng kim loại cơ bản bị nung nóng từ nhiệt độ khoảng 1100(lC đến gần nhiệt độ chảy. Trong vùng này kim loại có chuyển biến tổ chức, đồng thời do bị quá nhiệt nên hạt ôstcnit phát triển rất mạnh, vì vậy sau khi nguội nhận được các hạt tinh thể lớn có độ dẻo, độ dai thấp. Chiều rộng của vùng quá nhiệt có thể đạt (3 4- 4) mm. * Vùng thường hoá Vùng kim loại cư bản bị nung nóng đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ AC3 khoáng (100 -ỉ- l50)nC, tức khoảng (900 4- 1100)°C. Ở nhiệt độ này kim loại có tổ chức hoàn toàn là ô.slenit, 18 Chương 1. Hàn điện hố quang và thiết bị hàn sau khi nguội nhận được tổ chức p + F hạt nhỏ có cơ tính cao. Chiều rộng của vùng thường hoá khoảng 0,25 mm. * Vùng kết tinh lại không hoàn toàn Vùng kim loại bị nung nóng đêh nhiệt độ khoảng (727 4- 900)°C, Trong khoảng nhiệt độ này tổ chức của kim loại là Ôstenit + F . Sau khi nguội nhận được tổ chức p và F hạ! ĩ< n. Tổ chức này có cơ tính tương đối thấp. Chiều rộng của vùng kết tinh lại khoảng ( 0,1 4- 5) mm. * Vùng kết tinh lại Vùng kim loại bị nung nóng đến nhiệt độ (500 4- 700)°C. Trong vùng này xay ra quá trình sáp nhập của các hạt tinh thể nhỏ lại với nhau để tạo ra các hạt tinh thể mới. Quá trình này chí xây ra'đối với những kim loại và hợp kim có biến dạng dẻo, còn những kim loại và hợp kim không có biến dạng dẻo thì không xảy ra quá trình này.
Giáo Trình Kỹ Thuật Hàn Tại Trường CĐ Kinh Tế Kỹ Thuật Vinatex TP.HCM
Giáo trình kỹ thuật hàn trường CĐ Kinh tế Kỹ thuật Vinatex TP HCM cung cấp kiến thức chuyên sâu và thực tiễn cho sinh viên ngành hàn.
Trường đại học
Trường Cao Kinh Tế - Kỹ Thuật Vinatex TP.HCMChuyên ngành
Kỹ Thuật HànNgười đăng
Ẩn danhThể loại
Giáo TrìnhPhí lưu trữ
55 PointMục lục chi tiết
THÔNG TIN CHI TIẾT
Trường học: Trường Cao Kinh Tế - Kỹ Thuật Vinatex TP.HCM
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hàn
Đề tài: Giáo Trình Kỹ Thuật Hàn
Loại tài liệu: Giáo Trình
Năm xuất bản: 2017
Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh
Trích đoạn nội dung tài liệu
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ