Chương 1 : Phương pháp hàn và dụng cụ hàn
1.1. Phân loại các phương pháp hàn:
Về cơ bản, có thể phân các phương pháp kết nối kim loại thành 2 loại dựa trên cách kết nối + năng lượng kết nối:
Trong đó, chúng ta sẽ chú ý tới cách kết nối bằng phương pháp hàn :
-hàn tan chảy : kết nối ở trạng thái lỏng : làm nóng, tan chảy chỗ cần kết nối của vật bị hàn(cùng với kim loại được thêm vào lúc hàn như que hàn,…), dung dịch kiem loại bị tan chảy này sẽ đông cứng lại, dẫn đến tạo liên kết giữa 2 vật cần kết nối với nhau
-hàn áp lực : kết nối ở trạng thái rắn : gia tăng nhiệt năng giữa 2 vật cần kết nối (bằng cách tạo ma sát trên bề mặt kết nối, hoặc tạo trang thái kháng điện),rồi ép chúng lại với nhau, làm cho bề mặt kết nối khuếch tán sang nhau, tạo liên kết.
-hàn vảy : kết nối ở trạng thái rắn + lỏng : nối các chi tiết kim loại với nhau thành liên kết không thể tháo rời ở quy mô nguyên tử bằng cách sử dụng nhiệt và một hợp kim bổ sung có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại cơ bản, gọi là vảy hàn.
Điểm mạnh của hàn :
1/ Hiệu suất mối nối (cường độ mối nối đối với cường độ vật chủ) cao
2/ Trong phương pháp hàn không cần đục lỗ vật liệu như phương pháp kết nối bằng bulong, nên có thể duy trì được tính liên tục của mối nối, tính cứng cao, và độ kín khí tốt.
3/ Không cần những miếng đệm filler(フィラー), ガセット, như phương pháp nối bằng bulong nên đơn giản được mối nối, tiết kiệm được vật liệu, khối lượng công trình cũng giảm bớt.
4/ Có thể được tự động hoá, hay thực hiện được với tốc độ cao nhờ robot nên năng suất công việc tăng cao.
5/Không bị giới hạn về độ dày của vật chủ, nên tính thiết kế cao
Điểm yếu :
1/ Kim loại được hàn với nhiệt độ cao khi làm nguội sẽ bị co lại, biến dạng cục bộ sẽ sinh ra ứng suất tồn đọng. Thêm vào đó, nhiệt độ tăng cao cục bộ sẽ làm vật liệu bị cong. Cho dù có khắc phục được đi nữa thì cũng không tránh được ứng suất tồn đọng (残留応力)
2/ Bị đốt nóng cục bộ nên vật liệu sẽ bị suy thoái.
3/ Những vật liệu thích hợp cho việc hàn có số lượng hạn chế.
4/ Cần kỹ thuật rất cao trong việc kiểm tra vật liệu không cần phá hoại. (非破壊検査法)
5/ Độ tin cậy trong phương pháp hàn dao động lớn do tay nghề, điều kiện làm việc tại xưởng sản xuất hay tại công trường.
Phân loại phương pháp hàn:
Hàn được phân thành nhiều loại dựa trên đặc trưng, tính chất của nó.Trong đó, phương pháp được sử dụng nhiều nhất là “hàn hồ quang” dựa trên hiện tượng hồ quang điện để làm tan chảy vật chủ.
Trong các phương pháp trên, phương pháp “Hàn hồ quang khí bảo vệ” (ngọn lửa hồ quang và vũng hàn được bảo vệ bằng khí như CO2, Ar,…) dễ sử dụng, có thể hệ thống hóa, tự động hóa nên được sử dụng rộng rãi nhất.
“Hàn hồ quang khí bảo vệ” được phân loại dựa trên đặc tính của điện cực được sử dụng để tạo ra hồ quang.
- Điện cực tạo hồ quang gần như không tan : Vd : hàn TIG : Điện cực bằng vonfram hoặc hợp kim vonfram được bảo vệ bằng khí trơ
- Điện cực tạo hồ quang tan : Vd : hàn MAG : Điện cực bằng kim loại nóng chảy được bảo vệ bằng khí hoạt tính như CO2 hoặc hỗn hợp khí CO2
Ngoại trừ “Hàn hồ quang khí bảo vệ”, các loại hàn khác ở bảng trên đều sử dụng điện cực tạo hồ quang tan
Ngoài ra, ngoại trừ “hàn hồ quang điện khí” và “hàn dưới lớp thuốc” bị giới hạn về tư thế hàn (hàn hướng xuống, hướng đứng xuống, hướng đứng lên, hướng lên, hướng ngang), các loại hàn khác có thể được sử dụng ở tất cả các tư thế.
1.2.Cơ bản về hàn hồ quang
1.2.1. Khái niệm ban đầu về hàn hồ quang:
Điện cực được sử dụng trong “Hàn điện cực không tan” chỉ có tác dụng làm phát sinh hồ quang, bản thân điện cực không bị tan chảy. Do đó, trong trường hợp cần thêm kim loại phụ gia để tăng độ kết dính cho mỗi hàn, phải chuẩn bị thêm. Tuy nhiên, do dòng điện và lượng kim loại phụ gia bị tan chảy có thể biến đổi độc lập với nhau, nên phương pháp hàn này khá tự do trong việc thay đổi điều kiện hàn. Với lại, sự tan chảy của chất phụ gia do nhiệt của hồ quang và vũng hàn (溶融池), nên năng suất hàn của phương pháp này không cao.
Mặt khác, phương pháp “Hàn điện cực tan”, điện cực được sử dụng để phát sinh hồ quang, bản thân nó cũng bị tan chảy , hình thành nên kim loại lỏng tạo kết dính, nên đem lại năng suất cao hơn. Tuy nhiên, lượng điện cực tan chảy phụ thuộc rất lớn vào dòng điện, nên không thể chế ngự độc lập 2 đại lượng này được. Vì lí do này, phương pháp này bị hạn chế nhiều điều kiện, để thiết lập được điều kiện phù hợp đòi hỏi tay nghề khá cao.
1.1. Phân loại các phương pháp hàn:
Về cơ bản, có thể phân các phương pháp kết nối kim loại thành 2 loại dựa trên cách kết nối + năng lượng kết nối:
Trong đó, chúng ta sẽ chú ý tới cách kết nối bằng phương pháp hàn :
-hàn tan chảy : kết nối ở trạng thái lỏng : làm nóng, tan chảy chỗ cần kết nối của vật bị hàn(cùng với kim loại được thêm vào lúc hàn như que hàn,…), dung dịch kiem loại bị tan chảy này sẽ đông cứng lại, dẫn đến tạo liên kết giữa 2 vật cần kết nối với nhau
-hàn áp lực : kết nối ở trạng thái rắn : gia tăng nhiệt năng giữa 2 vật cần kết nối (bằng cách tạo ma sát trên bề mặt kết nối, hoặc tạo trang thái kháng điện),rồi ép chúng lại với nhau, làm cho bề mặt kết nối khuếch tán sang nhau, tạo liên kết.
-hàn vảy : kết nối ở trạng thái rắn + lỏng : nối các chi tiết kim loại với nhau thành liên kết không thể tháo rời ở quy mô nguyên tử bằng cách sử dụng nhiệt và một hợp kim bổ sung có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại cơ bản, gọi là vảy hàn.
Điểm mạnh của hàn :
1/ Hiệu suất mối nối (cường độ mối nối đối với cường độ vật chủ) cao
2/ Trong phương pháp hàn không cần đục lỗ vật liệu như phương pháp kết nối bằng bulong, nên có thể duy trì được tính liên tục của mối nối, tính cứng cao, và độ kín khí tốt.
3/ Không cần những miếng đệm filler(フィラー), ガセット, như phương pháp nối bằng bulong nên đơn giản được mối nối, tiết kiệm được vật liệu, khối lượng công trình cũng giảm bớt.
4/ Có thể được tự động hoá, hay thực hiện được với tốc độ cao nhờ robot nên năng suất công việc tăng cao.
5/Không bị giới hạn về độ dày của vật chủ, nên tính thiết kế cao
Điểm yếu :
1/ Kim loại được hàn với nhiệt độ cao khi làm nguội sẽ bị co lại, biến dạng cục bộ sẽ sinh ra ứng suất tồn đọng. Thêm vào đó, nhiệt độ tăng cao cục bộ sẽ làm vật liệu bị cong. Cho dù có khắc phục được đi nữa thì cũng không tránh được ứng suất tồn đọng (残留応力)
2/ Bị đốt nóng cục bộ nên vật liệu sẽ bị suy thoái.
3/ Những vật liệu thích hợp cho việc hàn có số lượng hạn chế.
4/ Cần kỹ thuật rất cao trong việc kiểm tra vật liệu không cần phá hoại. (非破壊検査法)
5/ Độ tin cậy trong phương pháp hàn dao động lớn do tay nghề, điều kiện làm việc tại xưởng sản xuất hay tại công trường.
Phân loại phương pháp hàn:
Hàn được phân thành nhiều loại dựa trên đặc trưng, tính chất của nó.Trong đó, phương pháp được sử dụng nhiều nhất là “hàn hồ quang” dựa trên hiện tượng hồ quang điện để làm tan chảy vật chủ.
Trong các phương pháp trên, phương pháp “Hàn hồ quang khí bảo vệ” (ngọn lửa hồ quang và vũng hàn được bảo vệ bằng khí như CO2, Ar,…) dễ sử dụng, có thể hệ thống hóa, tự động hóa nên được sử dụng rộng rãi nhất.
“Hàn hồ quang khí bảo vệ” được phân loại dựa trên đặc tính của điện cực được sử dụng để tạo ra hồ quang.
- Điện cực tạo hồ quang gần như không tan : Vd : hàn TIG : Điện cực bằng vonfram hoặc hợp kim vonfram được bảo vệ bằng khí trơ
- Điện cực tạo hồ quang tan : Vd : hàn MAG : Điện cực bằng kim loại nóng chảy được bảo vệ bằng khí hoạt tính như CO2 hoặc hỗn hợp khí CO2
Ngoại trừ “Hàn hồ quang khí bảo vệ”, các loại hàn khác ở bảng trên đều sử dụng điện cực tạo hồ quang tan
Ngoài ra, ngoại trừ “hàn hồ quang điện khí” và “hàn dưới lớp thuốc” bị giới hạn về tư thế hàn (hàn hướng xuống, hướng đứng xuống, hướng đứng lên, hướng lên, hướng ngang), các loại hàn khác có thể được sử dụng ở tất cả các tư thế.
1.2.Cơ bản về hàn hồ quang
1.2.1. Khái niệm ban đầu về hàn hồ quang:
Điện cực được sử dụng trong “Hàn điện cực không tan” chỉ có tác dụng làm phát sinh hồ quang, bản thân điện cực không bị tan chảy. Do đó, trong trường hợp cần thêm kim loại phụ gia để tăng độ kết dính cho mỗi hàn, phải chuẩn bị thêm. Tuy nhiên, do dòng điện và lượng kim loại phụ gia bị tan chảy có thể biến đổi độc lập với nhau, nên phương pháp hàn này khá tự do trong việc thay đổi điều kiện hàn. Với lại, sự tan chảy của chất phụ gia do nhiệt của hồ quang và vũng hàn (溶融池), nên năng suất hàn của phương pháp này không cao.
Mặt khác, phương pháp “Hàn điện cực tan”, điện cực được sử dụng để phát sinh hồ quang, bản thân nó cũng bị tan chảy , hình thành nên kim loại lỏng tạo kết dính, nên đem lại năng suất cao hơn. Tuy nhiên, lượng điện cực tan chảy phụ thuộc rất lớn vào dòng điện, nên không thể chế ngự độc lập 2 đại lượng này được. Vì lí do này, phương pháp này bị hạn chế nhiều điều kiện, để thiết lập được điều kiện phù hợp đòi hỏi tay nghề khá cao.
Last edited by Vinh Dinh on 4/3/2015, 23:45; edited 4 times in total
