gt hàn « thư viện trường cao đẳng nghề tiền giang

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.21 MB, 100 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

Chơng I Hàn kim loại

1.1 Khái niệm chung
1.1.1 Khái niệm

Hàn kim loại là một phơng pháp nối liền các chi tiết lại với nhau thành một
khối không thể tháo rời đợc bằng cách:

ã Nung kim loi vựng hàn đến nhiệt độ nóng chảy sau khi đơng dặc ta đ−ợc mối
liên kết vững chắc gọi là hàn nóng chảy;

• Hoặc có thể nung chúng đến nhiệt độ cao nhỏ hơn nhiệt độ nóng chảy của kim
loại đó (đối với kim loại dẻo thì có thể khơng nung) rồi dùng lực lớn ép chúng
dính chắc vào nhau gọi là hàn áp lực;

• Có thể dùng kim loại trung gian nóng chảy rồi nhờ sự hoà tan, khuyết tán kim
loại hàn vào vật hàn mà tạo nên mối ghép gọi là hàn vảy. Hiện nay cịn có thể
dùng keo để dán các chi tiét lại với nhau để tạo nên các mối nối ghép;

• Ngồi ra ta cịn có thể dung keo kim loại để dán chung dính chắc vào nhau gọi là
dán kim loại.

1.1.2 øng dơng :

Hàn kim loại dóng một vai trị rất quuan trọng trong q trình gia cơng, chế
tạo và sửa chữa phục hồi các chi tiết máy.Hàn không chỉ thể dùng để nối ghép các
kim loại lại với nhau mà còn ứng dụng để nối các phi kim loại hoặc hổn hợp kim
loại với phi kim loại. Hàn có mặt trong các ngành cơng nghiệp, trong ngành y tế hay
trong các ngành phục hồi sửa cha cỏc sn phm ngh thut,...

1.1.3 Đặc điểm của hàn kim loại 
a. Tiết kiệm kim loại

• So với tán ri vê, hàn kim loại có thể tiết kiệm từ 10 - 15 % kim loại (do phần
đinh tán, phần khoa lổ) và ch−a kể đến độ bền kéêt cấu bị giảm do khoan l.

H. 1-1 So sánh mối ghép nối hàn và tán rivê

ã So vi ỳc : Tit kiệm khoảng 50 % kim loại do mối hàn khi hàn khơng cần 
hệ thơng đậu hơi, đậu ngót, bên cạnh đó chiều dày vật đúc lớn hơn vật hàn,...
• Tiết kiệm kim loại q hiếm : Ví dụ khi chế tạo dao tiện ta chỉ cần mua vt

liệu phần cắt gọt là thép dụng cụ còn phần cán ta sử dụng thép thờng CT38 Sẽ
có gí thành rẻ mà vẫn thoả mÃn các yêu cầu kỹ thuật.

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

d. Nhc im Tổ chức kim loại vùng mối hàn không đồng nhất, tồn tại ứng suất và 
biến dạng sau khi hàn.

1.2 - Phân loại các phơng pháp hàn
P

KG/mm2

Tnc
IV
III

T oC
H ình 1-2 Sơ đồ phân loại các ph−ơng pháp hàn 
I - Vùng hàn nóng chảy; II - Vùng hàn áp lực, II Vùng hàn hạn chế 
IV- Vùng không thể tạo thành mối hàn đ−ợc

. . .
Hµn nóng
chảy

Hàn áp lực

Hàn vảy

ã Hàn hồ quang điện,
ã Hàn khí,

ã hàn bằng các chùm tia,
ã Hàn điện xỷ,

ã Hàn nhiệt,...

ã Hàn điện tiếp xúc,
ã Hàn siêu âm,
ã Hàn cao tần,
ã Hàn nổ,
ã Hàn ma sát,
ã Hàn khuyếch tan,
ã Hàn khí - ép

ã Hàn nguội
Hàn kim loại

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Chơng 2 Qúa trình luyện kim khi hàn nóng chảy

2.1 Quá trình luyện kim khi hàn nóng chảy

Khi hàn nóng chảy nhiệt độ vùng hàn trung bình là 1700 - 1800 oC. ở trạng 
thái nhiệt độ cao kim loại lỏng chịu sự tác động mạnh của mơi tr−ờng xung quanh
và các ngun tố có trong thành phần que hàn và thuốc bọc que hàn; Kim loại mối
hàn ở trạng thái lỏng và một phần bi bay hơi. Trong vùng mối hàn xảy ra nhiều q
trình nh− ơ xy hố, khử ơ xy, hồn ngun và hợp kim hố mối hàn, q trình tạo xỷ
và tinh luyện ,... Các q trình đó phần nào t−ơng tự nh− những quá trình luyện kim
nên ng−ời ta gọi quá trình này là quá trình luyện kim khi hàn nh−ng xảy ra trong
một thể tớch nh v thi gian ngn.

Môi trơng khí.

Các nguyên tố có trong vật hàn và que
hàn : [Fe], [FeO], [Si], [Mn],...

Xû, thuèc bäc que hµn: FeO, MnO,
SiO2,...

Hình 2 - 1 Sơ đồ những yếu tố ảnh h−ởng đến chất l−ợng mối hàn

ảnh hởng của ôxy

Ôxy có trong các môi trơng xung quanh nh không khí, hơi nớc, Co2,

H2O, và trong các ỗit kim loại, trong lớp xỉ khi hµn,...

Ơxy có tác dụng mạnh với các ngun tố : Fe, Mn, Si, C, ... kết quả sẽ làm
thay đổi thành phần và tính chất của kim loại mối hàn.

VÝ dô :

Fe + O ----> FeO
Fe + O2 ----> 2FeO

Mét phÇn các ôxit sắt nh trên sẽ đi vào xỉ, một phần sẽ trộn lẫn với kim loại
mối hàn do không thoát ra ngoài kịp. Mối hàn có lẫn xỉ sẽ làm cho cơ tính giảm
mạnh.

Trong mụi trng xung quanh cũng cịn có nhiều chất khí có ảnh h−ởng đến
chất l−ợng mối hàn nh− hydro., Nitơ, l−u huỳnh, phốt pho,...

Hydro: cã trong h¬i n−íc, trong các loại khí bảo vệ hoặc do bị phân huỷ
các chất trong quá trình hàn sẽ hoà tan vào mối hàn và gây nên rỗ khí. Đối với thép
và hợp kim nhôm, hy dro là nguyên nhân chủ yếu gây nên rỗ khí.

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Trong vùng mối hàn xảy ra quá trình khử ôxy. Có thể tóm tắt theo các dạng phản
ứng sau:

[FeO] + (Si) --> [Fe] + (SiO2)
[ ] - Thành phần các chất đi vào kim loại; 
( ) - Thành phần các chất đi vào trong xỷ ; 
[FeO] + (Mn) --> [Fe} + (MnO2)
[FeO] + (SiO2 --> (FeO.SiO2)
FeS + Mn -- > MnS + Fe

FeS + MnO --> MnS + FeO
Fe3P + FeO ---> (P2O5) + 9 Fe
CaO + P2O5 --> Ca3P2O8

C¬ tÝnh cđa vËt liƯu

AH
AH

% O2
Hình 2 - 2 Sơ đồ ảnh h−ởng của o xy đến cơ tính mối hàn [13]

ảnh h−ởng của một số chất khí đến cơ tính mối hàn (nh− hình 2 - 3)

N2
O2

%δ

σ

% O2

% N2

% O2

% N2

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

2.2 Vũng hàn và đặc điểm của nú.

Khi hàn, dới tác dụng của nguồn nhiệt, vùng kim loại nóng chảy tạo nên
một vũng hàn. Kim loại ở đây là hổn hợp các nguyên tố của kim loại cơ bản và kim
loại vật liệu hàn. Vũng hàn đợc chia ra 2 vùng chính: vùng đầu và vùng đuôi vũng
hàn.

a/ b/

H. 2-4 Sơ đồ mối ghép hàn (a) và tác dụng của nguồn nhiệt khi hàn hồ quang
(b)

B
C

3 2 1

I
II

H. 2-5 Sơ đồ đ−ờng hàn và vị trớ vng hn

I - Vùng đầu vũng hàn; II - Vùng đuôi vũng hàn

1 - Vựng cú nhit độ khơng xác định 2- Vùng có nhiệt độ khoảng 1800 oC;

3 - Vùng có nhiệt độ gần nhiệt độ nóng chảy (khoảng 1500oC)

B - ChiỊu réng mèi hàn; C- Chiều cao mối hàn; H - Chiều sâu của mối hàn

Quá trình kết tinh của mối hàn

ã Mối hàn kết tinh trong điều kiện phần đầu vũng hàn luôn bị nung nóng bởi nguồn
nhiệt hàn còn vùng đuôi thì đợc nguội dần.

ã Kim loại vũng hàn ln chuyển động;
• Thể tích vũng hàn nhỏ khoảng 0,2-0,4 cm3.

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

• Vùng tâm mối hàn có nhiệt độ cao dễ làm cho kim loại bị quá nhiệt.

2.3. Tổ chức kim loại mối hàn và vùng cận mèi hµn

Sau khi đơng đặc, kim loại mối hàn sẽ có thành phần khác so với kim loại cơ
bản. D−ới tác dụng của nhiệt độ ổ chức kim loại mối hàn cũng đ−ợc chia thành
nhiều vùng khác nhau.

Tổ chức kim loại mối hàn phụ thuộc ph−ơng pháp hàn, kim loại vật hàn, và

chế độ hàn. Tổ chức kim loại vùng mối hàn và gần mối hàn đ−ợc chia ra 7 vùng
khác nhau : Vùng mối hàn, vùng viền chảy, vùng ảnh h−ởng nhiệt gồm có các vùng
: vùng quá nhiệt, vùng th−ờng hố, vùng kết tinh lại khơng hồn tồn vùng kết tinh
lại, vùng dịn xanh.

Vïng mèi hµn (1) :

Có thành phần kim loại hổn hợp gi−ua vật hàn, thuốc hàn và que hàn. Tổ
chức có dạng kéo dài về tâm mối hàn (theo h−ơng kết tinh)Vùng gần viền chảy có tổ
chức hạt nhỏ mịn do tốc độ tản nhiệt nhanh; vung trung tâm có lẫn nhiều tạp chất do
kết tinh sau cùng.

Vïng viỊn ch¶y (2) :

Vùng này kim loại nóng chảy khơng hồn tồn. Thành phần kim loại mối
hàn có lẫn các nguyên tố của que hàn và thuốc hàn. Do có sự tác dụng qua lại giữa
pha long và pha đặc nên trong mối hàn có thể lẫn các tạp chất. Hạt tinh thể vùng này
nhỏ, có cơ tính tốt. Vùng này tồn tại 2 pha lỏng có chhiều rộng vùng này nhỏ
khoảng 0,1- 0,3 mm rất khó phân biệt chúng nên gọi chung là vùng viền chảy.
Vùng ảnh h−ởng nhiệt :

Là vùng có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy nh−ng có tổ chức và tính
chất thay đổi d−ới tác dụng của nhiệt độ. Chiều rộng vùng này phụ thuộc chiều dày
vật hàn, nguồn nhiệt, chế độ hàn, ph−ơng phỏp hn,... (xem bng 1.1)

Bảng 1 -1 
Phơng pháp hàn Chiều

dày (mm)

Tổng chiều rộng vùng 
ảnh h−ëng nhiƯt (a) mm

Trong đó chiều rộng 
vùng quá nhiệt (mm)

Hµn khÝ 3 12-13 4 - 7

Hµn khÝ 10 25 - 30 10 - 12

Hàn điện 10 3 - 5,5 1 - 2

Vïng qu¸ nhiÖt (3) T = 1100 ... 1200 oC

Cã tổ chức hạt lớn, cơ tính giảm nhiều, dòn, dễ nứt, ... Đây là vùng thờng
gây nên các vết gẫy nứt của mối hàn.

Vùng thờng hoá (4) Có T 〉 AC3

Có nhiệt độ khoảng (880...1100 oC),có chiều rộng khoảng 0.2 ... 5 mm cú t

chức hạt nhỏ, cơ tính tốt.

Vựng kết tinh lại khơng hồn tồn (5) : có nhiệt độ khoảng T = 720 ... 
880

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Vïng kÕt tinh l¹i (6) : T = 500 ... 700 oC

Tổ chức kim loại giống vật hàn nh−ng độ cứng giảm, tính dẻo tăng
Vùng dòn xanh (7) : cĩ T = 100 ... 500 oC

Tổ chức kim loại ít bị thay đổi nh−ng do khơng khí xâm nhập vào nên cơ tính giảm,
tồn tại ứng suất d−, kim loại bị hoá già, khi thử kéo mẫu hay bị đứt vùng này.

III

Hình 2 - 6 Sơ đồ các vùng của mối hàn (I- Vùng có nhiệt độ cao , II- Vùng có 
nhiệt độ cao hơn T nóng chảy, III- Vùng có nhiệt độ nhớ hơn nhiệt độ nóng chảy)

σ

B

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8></div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

Chơng 3 : Hàn hồ quang

3.1 Hồ quang hàn và các đặc tính của nó
3.1.1 Hồ quang hàn

Hiện t−ợng hồ quang điện đ−ợc phát minh từ năm 1802, nh−ng mãi tới năm
1882 mới đ−ợc đua vào ứng dụng để nung chảy kim loại. Nguồn nhiệt của hồ quang
điện này đ−ợc ứng dụng để hàn kim loại và ph−ơng pháp nối ghép này đ−ợc gọi là hàn
hồ quang.

Hồ quang là sự phóng điện giữa 2 điện cực có điện áp ở trong mơi tr−ờng khí
hoặc hơi. Hồ quang điện đ−ợc ứng dụng để hàn gọi là hồ quang hàn.

3.1.2 Sơ đồ sự tạo thành hồ quang hàn:

a/ b/ c/

Hình 3-1 Sơ đồ sự tạo thành hồ quang của các loại dòng điện 
a- Nối với nguồn điện

b- Nèi nghÞch ( Cực dơng nối với que hàn, âm nối với vật hàn) 
c- Nối thuận (Cực âm nối với que hàn, cực dơng nối với vật hàn)

Khoảng hồ quang nằm giữa 2 điện cực gọi là cột hồ quang và chiều dài của nó
đợc gọi là chiều dài cột hồ quang (Lhq). Cấu tạo của hồ quang điện có dạng
nh hình 3-2

Hỡnh 3-2 S đồ cấu tạo cột hồ quang hàn. 
Lhq

1
3

1- Vïng cËn anèt 
2- Vïng cËn ka tèt 
3- Cột hồ quang

Điện cực hàn đợc chế tạo từ các loại vật liệu khác nhau:

Loại điện cực không nóng chảy : Vônfram (W), Grafit, than,...

Điện cực nóng chảy : Chế tạo từ thép, gang, các loại kim loại màu,...

Nguồn điện hàn : Xoay chiều (tần số công nghiệp, tần số cao,... chỉnh lu, một chiều.

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Thực chất của hồ quang là dòng chuyển động có h−ớng của các phần tử mang
điện (ion âm, ion d−ơng, điện tử) trong mơi tr−ờng khí; trong dó điện tử có vai trị rất
quan trọng.

Trong điều kiện bình th−ờng, khơng khí giữa hai điện cực ở trạng thái trung hồ
nên khơng dẫn điện. Khi giữa chúng xuất hiện các phần tử mang điện thì sẽ có dịng
điện đi qua. Vì vậy để tạo ra hồ quang ta cần tạo ra môi tr−ờng có các phần tử mang
điện. Q trình đó gọi là q trình ion hố. Mơi tr−ờng có chứa các phần tử ion hố
gọi là mơi tr−ờng ion hố. Q trình các điện tử thốt ra từ bề mặt điện cực để đi vào
mơi tr−ờng khí gọi là quá trình phát xạ điện tử hay phát xạ electron. Năng l−ợng để
làm thoát điện tử ra khỏi bề mặt các chất rắn gọi là cơng thốt electron.

C«ng thoát electron của một số chất đợc thể hiện trong bảng 3-1
Bảng 3-1

Nguyên tố Công thoát
electron

K 2.26 eV Mn 3.76 eV

Na 2.33 Ti 3.92

Ba 2.55 Fe 4.18

Ca 2.96 Al 4.25

Khi có điện áp, d−ới tác dụng của điện tr−ờng, các điện tử trong môi tr−ờng sẽ
chuyển động từ ca tốt (-) đến anôt (+) và phát triển với vận tốc lớn. Với sự chuyển 
động đó các điện tử se va chạm vào các phân tử, nguyên tử trung hoà truyền năng
l−ợng cho chúng và kết quả làm tách các điện tử khỏi nguyên tử phân tử và tạo nên các
ion. Nh− vậy thực chất của quá trình ion hố khơng khí giữa 2 điện cực là do sự va
chạm giữa các điện tử đ−ợc tách ra từ điện cực với các phân tử trung hồ khơng khí.
Kết quả q trình ion hố là sự xuất hiệncác phần tử mang điện giữa 2 điện cực và hồ
quang xuất hiện (nói cách khác là có sự phịng điện giữa 2 điện cực qua mơi tr−ờng
khơng khí).

Nh− vậy muốn có hồ quang phải tạo ra một năng l−ợng cần thiết để làm thoát các điện
tử. Nguồn năng l−ợng này có thể thực hiện bằng các biện pháp :

1. Tăng điện áp giữa 2 điện cực nhờ bộ khuyếch đại.

2. Tăng c−ờng độ dòng điện để tăng nguồn nhiệt bằng cách cho ngắn mch.

3.1.4 Các phơng pháp gây hồ quang khi hàn.

Tăng điện áp : Ph−ơng pháp này dễ gây nguy hiểm cho ng−ời sử dụng nên ng−ời ta phải
sử dụng bộ khuyếch đại điện áp

Ph−ơng pháp cho ngắn mạch : Cho que hàn tiếp xúc vật hàn và nhấc lên
khoảng cách 1-3 mm và giữ cho hồ quang cháy ơn định (xem hình 3-3).

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

1- Que hµn 
2- VËt hµn

Hình 3-3 Sơ đồ quá trình gây hồ quang khi hàn

b. Đặt nghiêng que hàn và cho chuyển động tiếp xúc với vật hàn

Hình 3-4 Sơ đồ quá trình gây hồ quang bằng cách cho que hàn tiếp xúc vật hàn

3.1.5 Đặc điểm của hồ quang hàn : 
• Mật độ dịng điện lớn (J - A/mm2

);
• Nhiệt độ cao khoảng trên 3000o

C và tập trung
• Hồ quang của dòng điện một chiều cháy ổn định .

• Hồ quang của dịng xoay chiều khơng ổn định nên chất l−ợng mối hàn kém hơn
Nhiệt độ ở catôt khoảng 2100 oC. Nguồn nhiệt toả ra chiếm khoảng 36%

A n«t 2300 --/-- 43%

Cét hå quang 5000-7000oC --/-- 21%

• Sự cháy của hồ quang phụ thuộc: Điện áp nguồ, C−ờng độ dịng điện; Tần số
f=150-450 có hồ quang cháy ổn định); Vật liệu làm điện cực,...

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa điện thế của hồ quang và dòng điện hồ
quang gọi là đ−ờng đặc tính tĩnh của hồ quang.

1. Đ−ờng đặc tĩnh của hồ quang hàn có dạng :

1- Que hµn 
2- VËt hµn

d 2

I 
d 1

d1 < d2
Uhq

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

Hình 3-6 Đ−ờng đặc tĩnh của hồ quang hàn phụ thuộc chiều dài hồ quang Lhq

ã Trong khoảng I < 100A (J,12A/mm2

) U giảm khi I tăng. Điều đó có thể giải thích
nh− sau: khi I tăng, diện tích tiét diện của cột hồ quang cũng tăng vì thế mật độ
dòng sẽ giảm (J = I/F sẽ giảm trong đó F là diện tích tiết diẹn của cột hồ quang)

U = IR = I . (ρ .L)/F = J. .L ; mà .L = const nên J giảm khi U giảm,.

ã Trong khong I = 100- 1000 A, diện tích cột hồ quang tăng rất ít vì đã đã gần bảo

hồ, nên độ dẫn điện ít bị thay đổi, vì thế mật độ dịng J gần nh− không đổi. Đoạn
này đ−ợc sử dụng rất rộng rãi khi hàn hồ quang.

I, (A)

100 1000

L1 < L2

L hq1

Uhq Lhq2

Víi L hq1 =10 mm

J<12 J = 12-80 J>80 (A/mm2)
d =2 mm

d =4 mm

d =10 mm

Víi L hq2 =2 mm

100 1000, I (A)

Hình 3-7 Đ−ờng đặc tính tĩnh của hồ quang hàn phụ thuộc dh và Lhq. 
1- Lhq1 = 5 mmm Lhq2 = 2 mm

• Trong khoảng J>80A/mm2. Khoảng này có mật độ dòng J lớn nên th−ờng sử dụng

để hàn tự động. Khoảng này có U tăng vì I lớn, nh−ng tiết diện cột hồ quang hầu
nh− không tăng; nên khi J tăng để đảm bảo cho I tăng thì U phải tăng).

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

b. Hồ quang của dòng điện xoay chiều

Khi s dng nguồn xoay chièu, dòng điện và hiệu điện thế thay đổi theo chu kỳ. Với
tần số công nghiệp f = 50 Hz, ta có 100 lần thay đổi cực nên có 100 lần hồ quang bị tắt
do I = 0. Khi đó nhiệt độ sẽ giảm, mức độ ion hoá của cột hồ quang sẽ giảm làm cho
cho hồ quang cháy không ổn định.

Muốn xuất hiện hồ quang tiếp theo thì yêu cầu điện áp nguồn phải đạt và lớn
hơngiá trị tối thiểu gọi là điện áp mồi hồ quang.

Hồ quang sẽ cháy ổn định khi U nguồn > U mồi hồ quang
Hồ quang sẽ tắtkhi U nguồn < U mồi hồ quang

Khi hµn hå quang tay U måi hå quang = (1,8 - 2,5)U hµn

U måi hå quang

= (60-80V)

T t

U m hq

Hình 3-8 Sơ đồ đ−ờng biến thiên của điện áp và dòng điện nguồn 
 và hồ quang dòng xoay chiều

Tt - Thêi gian hå quang t¾t
Chó ý :

ã Thời gian hồ quang tắt Tt phụ thuộc điện áp không tải (Ukt); tần số (f) f tăng thì Tt
nhỏ.

ã Ukt lớn thi Tt nhỏ nhng tăng Ukt thì kích thớc máy sẽ lớn, không có lợi.

ã Tng tn s thỡ phi mc thêm bộ khuyếch đại tần nh−ng sẽ làm phức tạp thêm
mạch điện.

• Trong thực tế để làm ổn định hồ quang nguồn xoay chiều ng−ời ta mắc thệm cuộn
cảm để làm lệch pha giữa dòng điện và điện áp. Dòng điện xuất hiện trong cuộn
cảm sẽ có tác dụng duy trì sự cháy của hồ quang. Tại thời điểm I = 0 điện áp
nguồn đạt giá trị U mồi hồ quang nên vẫn có hồ quang xuất hiện.

3.2 „ảnh h−ởng của điện tr−ờng đối với hồ quang hàn.
Cột hồ quang đ−ợc coi nh− một dây dẫn mềm nên nó sẽ chịu tác dụng h−ởng
của điện từ tr−ờng.

3.2.1 Tõ tr−êng cđa cét hå quang

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

Hình 3-10 Sơ đồ biểu diễn lực điện tr−ờng tác dụng lên cột hồ quang hàn.

• Lực F của tất cả các phần tử mang điện đều h−ớng vào tâm của cột hồ quang.
Khi hàn, lực tác dụng lên cột hồ quang gồm có :

+ Lùc ®iƯn tr−êng tÜnh;

+ Lực điện tr−ờng sinh ra bởi sắt từ của vật liệu hàn. Lực này làm cho hồ quang
bị thổi lệch ảnh h−ởng đến chất l−ợng của mối hn (xem hỡnh 3-11).

3.2.2 ảnh hởng của lực điện tr−êng

Hình 3-11 Sơ đồ biẻu diễn hồ quang hàn bị thổi lệch bởi lực điện tr−ờng.

H
Vi

F F

Vi
H

a/ c/

Khi nối dây nh− hình b/ hồ quang bị tác dụng của điện tr−ờng đối xứng nên
không bị thổi lệch; khi nối dây nh− hình a/ và hình c/ điện tr−ờng tác dụng lên cột hồ
quang không đối xứng nên hồ quang bị thổi lệch. Từ phía dịng điện đi vào có điện
tr−ờng mạnh, mật độ đ−ờng sức dày hời phía đối diện nên hồ quang bị thổi lệch về
phía điện trng yu hn.

3.2.3 ảnh hởng của góc nghiêng que hµn.

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

Hình 3-12 Sơ đồ biẻu diễn ảnh h−ởng của góc nghiêng que hàn.

3.2.4 ¶nh h−ëng cđa vËt liƯu s¾t tõ.

Vật liệu sắt từ đặt gần hồ quang sẽ làm tăng độ từ thẩm lên hàng ngàn lần so với
khơng khí xung quanh (à = 1000 10.000 lần). Từ thông qua sắt từ có độ trở khánh

nhỏ, lực từ tr−ờng từ phía sắt từ giảm xuống làm cho hồ quang bị thổi lệch về phía sắt
từ.

Fe
1

Hình 3-13 Sơ đồ biểu diễn ảnh h−ởng của sắt từ đối với hồ quang hàn. 
1- Que hàn ; 2 - Vật hàn

Hiện t−ợng lệch hồ quang có thể xuất hiện ở cuối đ−ờng hàn. Vì lúc đó có độ từ
thẩm phía vật hàn lớn hơn nhiều so với khơng khí nên hồ quang bị thổi lệch về phía
bên trong mối hàn.

Khi hàn giáp mối ta phải nối cực của nguồn điệ với 2 vật hàn về 2 phía để mối
hàn khơng bị thổi lệch hồ quang.

H×nh 3-14 Mét sè biƯn pháp khắc phục hiện tợng hồ quang bị thổi lệch 
1 - Vật hàn

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

3.3 Phân loại hàn hồ quang
3.3.1 Phân loại theo điện cực

ã Hàn hồ quang bằng điện cực không nóng chảy : nh điện cực than, grafit, W , hợp
chất của một số nguyên tố có khả năng phát xạ ion nh La, Th,...

ã Hàn bằng que hàn nóng chảy : có các loại que hàn thép ( que hàn thép các bon thấp,
que hàn thép các bon cao, que hàn thép hợp kim, ... ) que hàn nhôm, que hàn
đồng,... Các loại que hàn này có lõi và lớp thuốc bọc. Chúng có khá năng bổ sung

kim loại cho mối hàn và các tác dụng khác nh− kích thích hồ quang, bảo vệ mối
hàn, hợp kim hố mối hàn, ...

3.3.2 Phân loại theo ph−ơng pháp đấu dây 
Dấu dây trực tiếp :

Ngn ®iƯn 1 pha
1

2
3

Hình 3 - 5 Sơ đồ đấu dõy trc tip

1 -Điện cực hàn ( que hàn) 2-Hå quang hµn 3 - VËt hµn

Khi hµn dòng một chiều có thể có hai phơng pháp nối dây : nôí thuận và nối nghịch.

1
2

3 Nèi thuËn

Hình 3 - 16 Sơ đồ nối thun

1 - Điện cực hàn ( que hàn)2 - Hå quang hµn; 3- VËt hµn

Hình 3-17 
Sơ đồ nối nghịch

1
2

3 Nèi nghÞch

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

Đấu dây gián tiếp :

1 2

3
1

Nguồn một pha

Hình 3 - 17 Sơ đồ đấu dây gián tip

1 - Điện cực hàn ( que hàn) 2 - Hå quang hµn 3 - VËt hàn

Đấu dây hổn hợp (Hồ quang 3 pha):

1 2

Nguån ba pha

Hình 3 - 19 Sơ u dõy hn hp

2 - Điện cực hàn 1 2 - Điện cực hàn 2 3 - Vật hàn ( điện cực hàn 3) 
Có 3 ngọn lữa hồ quang giữa 3 điện cực: hồ quang giữa 1-3 giữa 1-2 và giữa 2 - 3.

3.4 Nguồn điện hàn và máy hàn
3.4.1 Nguồn điện hµn

Nguồn điện hàn có thể một chiều, xoay chiều. Máy hàn dòng điện một chiều
hay chỉnh l−u cho chất l−ợng mối hàn cao, ổn định nh−ng giá thành đắt nên chỉ sử
dụng khi có yêu cầu cao về chất l−ợng. Hiện nay máy hàn dòng xoay chiều vẫn là chủ
yếu. Ơ Nhật bản gần 80% máy hàn dòng xoay chiều, 95,6% máy hàn xoay chiều khi
hàn hồ quang tay.

3.4.2 Yêu cầu đối với nguồn điện hàn

1. Dể gây hồ quang và không gây nguy hiểm cho ng−ời sử dụng. Khi nghiên cứu hồ
quang của dòng xoay chiều ta thấy rằng để dể dang mồi hồ quang thì điện áp không
tải của máy hàn phải cao hơn lúc hồ quang cháy ổn định. Để đảm bảo an toàn điện
điện áp không tải th−ờng nhỏ hơn 100 vôn.

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

• Ukt ≈ 30 - 55 V , Uh = 16 - 35 V, ( đối với dịng một chiều)
2. Phải có dịng điện ngắn mạch hạn chế để khỏi làm h− hỏng máy.

Ing.m. = (1,3 - 1,4) Ih.

3. Khi làm việc hồ quang phải cháy ổn định.

4. Máy hàn phải điều chỉnh đ−ợc c−ờng độ dòng điện hàn phù hợp với các loại chiều
dày, đ−ờng kính và vị trí t−ơng đối của mối hàn trong khơng gian.

5. Khi hàn ng−ời ta th−ờng mắc thêm cuộn cản để tạo ra sự lệch pha của dòng điện và
hiệu điện thế nên chế độ hàn sẽ ổn định hơn.

6. Quan hệ giữa hiệu điện thế nguồn điện và dòng điện hàn đ−ợc gọi là đ−ờng đặc tính
động của máy hàn. Ta có các loại đ−ờng đặc tính động nh− sau:

Ukt1

Ing.m Ing.m.1
Ukt2

I

Hình 3 - 20 Đ−ờng đặc tính động của máy hàn

I

4 3

2
1
U

Ukt

Hình 3 - 21 Các dạng đ−ờng đặc tính động của máy hàn

Đ−ờng cong 1 - Dạng u tăng dùng cho hàn tự động trong mơi tr−ờng khí bảo vệ.

Đ−ờng cong 2 - Dạng U không thay đổi (hầu nh− không tăng khi I tăng) dùng cho hàn
điện xỷ, hàn tự động trong mơi tr−ờng khí bảo vệ. Bởi vì khi hàn trong mơi tr−ờng khí
bảo vệ, kim loại dây hàn chảy thành dòng tạo nên dòng ngắn mạch liên tục, dịng điện
hàn tăng nhanh làm nóng chảy day hàn nhanh và liên tục. Chế độ này phù hợp với laọi

dây có dh = 0,5 - 1,2 mm

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

động điều chỉnh (tức là khi I tăng, Uh giảm làm cho nhiệt l−ợng Q = UIt giảm kết quả
dây cháy chậm lại, phục hồi chiều dài cột hồ quang.

Đ−ờng cong 4 - Dạng cong dốc dùng cho hàn hồ quang tay và hàn tự đọng d−ới lớp
thuốc (khi mà tốc độ cấp dây phụ thuộc chế độ hàn. Khi Uh thay đổi, nh−ng Ih thay
đổi ít nên chế độ hàn ổn định hơn

Kết hợp các d−ơng đặc tính động và đ−ờng đặc tính tĩnh của hồ quang ta sẽ
thấy chúng giao nhau tại 2 điểm A và B (tại đó Unguồn = Uhồ quang)

Tại điểm B hiệu điện thế cao đủ để gây hồ quang nh−ng vì dịng điện nhỏ
khơng đủu để duy trì sự cháy ổn định của hồ quang. Thực vậy nếu vì một lý do nào đó
làm cho dịng điện giảm xuống thì hiệu điẹn thế hồ quang sẽ tăng lên và lúc đó Uhq >
Ung, có nghĩa là hiệu điện thế của nguồn không đủ để gây hồ quang nên nó tắt. Ng−ợc
lại, nếu tăng dịng I thì Ung > Uhq ; điện thế thừa Ung - Uhq là nguyên nhân gây nên
sự tiếp tục tăng dòng điện cho đến khi đạt đ−ợc giá trị ở điểm A. Nh− vậy khi I tăng
hoặc I giảm tại điểm A có sự phục hồi lại điều kiện ổn định của hồ quang

(Uhq

=

Ung)

A
U, V

I, A
Hình 3-22 Sơ đồ biểu diễn vị trí hồ quang cháy ổn định

Ta biết răng khi hồ quang cháy, trongmạch hàn hồ, quang sẽ sinh ra suất điện
động cảm ứng.

e LdI

dt

L = − L - là hệ số tự cảm

L
nguon
hq

h

U

e

U

=

+

L
nguon
hq

h U U e

U = = + =

dt
dI
L
Ung −

Ung

-

Uh

=

LdI

dt

Từ biểu thức trên ta nhận thấy rằng nếu vì một lý do nào đó làm cho điểm dịch
chuyển vê điểm A’ có điện thế U’ > Uh tức là :

U’-Uh > hay L dI
dt

. > 0 tøc lµ dI

dt > 0 Điều này chứng tỏ I phải tăng để

®iĨm A’ trë về vị trí điểm A. Ngợc lại khi A dịch chun vỊ ®iĨm A’’
ta cã U’’ < Uh.

dI

dt < 0 Điều này chứng tỏ I phải giảm để A’’ trở về vị trí điểm A -

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

Nh− vậy hồ quang cháy ổn định khi trong mạch hàn nanh chóng phục hồi trạng
thái cấn bằng : Uh = Uhq = Ung.

3.4.3 Máy hàn hồ quang

Máy hàn hồ quang thờng có các loại sau :

ã Mỏy hn dũng xoay chiều : máy biến áp có bộ tự cảm riêng, máy biến áp hàn có
hàn có từ thơng tản lớn (dạng có lõi từ di động), máy biến áp hàn có cuộn dây di

động, ...

• Máy hàn dòng chỉnh lu

ã Mỏy hn mt chiều : loại máy phát hàn chạy bằng động cơ điện, máy phát hàn có
dùng máy nổ và cỏc dng mỏy phỏt hn khỏc.

Sau đây ta chỉ xét một số laọi máy hàn thông dụng.

a. Máy biến áp hàn

Mỏy bin ỏp hn hay máy hàn xoay chiều là loại máy hạ áp. Nguyên lý hoạt
động của máy t−ơng tự các máy biến áp khác, nghĩa là dựa trên hiện t−ợng cảm ứng
in t.

U1, U2 - Điện áp sơ cấp và thứ cấp

W1, W2 - số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp
1 - Tổng từ thông sinh ra ë cuén s¬ cÊp

φ 1 - Tõ thông chính mắc vòng qua cuộn thứ cấp

t1 t2 - Từ thông tản qua không khí trong các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp

Khi đặt vào cuộn sơ cấp của máy hàn dòng điện xoay chiều hình sin với điện áp U1,
dịng điện sẽ chạy qua cuộn sơ cấp và tạo ra trong mạch một từ thơng chính

W1 W2

Hình 3-23 Sơ đồ máy biến áp

W1 - Cuộn dây sơ cấp; W2 - Cuộn dây thứ cấp; 3 - Lõi từ (gông t của máy

biÕn ¸p)

φ

1

= φ

+ φ

.

Do mạch từ khép kín nên φ o.móc vịng cuộn thứ cấp và sinh ra từ thơng tản φ t2. Các từ
thông trên sinh ra suất điện động trong cuộn sơ cấp và thứ cấp :

Trong cuén s¬ cÊp : e W d
dt

d
dt

1 1

</div>
(21)<div class='page_container' data-page=21>

Trong cuén thø cÊp : e w d
dt
2 = − 2

φ
= - d

dt

φ2

Trong đó :

φ

1

=

W1

.φ

0

.= φ

o

+φ

t1

.

φ

2

=

W2

.φ

0

.= φ

o

+φ

t2

.

Hệ số liên hệ từ : Kt

=

o

o + t1

ở điều kiện làm việc bình thờng thì t1 rất nhỏ nên Kt =1
Khi máy biến áp có từ thông tản lớn

g
loitudidon
t

t

φ

=

1

+

2

+

e

1 &

e

2 có trị số cực đại là

E1m

= ω.

W1

. φ

.

E2 m

+ ω.

W2

. φ

Trị số hiệu dụng của chúng sẽ là :

E

= ω.

. φ

TrÞ sè hiƯu dơng cđa chóng sÏ lµ :

E1

≈ 4,44.f

W1

.φ

. E

≈ 4,44.fW

.φ

.

E2

≈ 4,44.f

W2

.φ

. E

≈ 4,44.fW

.φ

.

f - tÇn số dòng điện

1
1
1

E

4 ,

44 .

f

.

W

.

U

=

+

t

≈

HƯ sè m¸y biÕn ¸p : K =

t

o

W

K

W

U

1 .

2
1

2
1
1
2

=

1
0

=

t

K

Đặc điểm chung của máy biến áp hàn :

ã Máy biến áp hàn là máy biến áp hạ áp. Có điện áp thứ cấp thấp (Ukt < 100V) để
đảm bảo an tồn cho ng−ời sử dụng.

• Dòng thứ cấp lớn để đủ cung cấp nguồn nhiệt cho quá trình nung chảy kim loại khi
hàn .

ã Máy biến áp hàn có số vòng dây cuộn thứ cấp ít hơn cuộn sơ cấp và tiết diện dây
quấn cuộn thứ cấp lớn hơn tiết diện dây quấn cuộn sơ cấp.

ã S vũng dõy ở cuộn thứ cấp phải thay đổi đ−ợc để điều chỉnh c−ờng độ dịng điện

hàn.

• Phải hạn chế dòng ngắn mạch để tránh cho máy khỏi bị h− hỏng.

</div>
(22)<div class='page_container' data-page=22>

Máy biến áp hàn có bộ tự cảm riêng.
Các chế độ làm việc của máy 
Chế độ khơng tải : khi mạch ngồi hở:

Ih = IKT = 0 U2 = Ukt = U20.
Khi lµm viƯc : Uh = U20 - Utc.

Utc = Ih . (Rtc +Xtc)

X

tc =

2 . π. f . L

trong đó f - tần số dịng điện

L - HƯ sè tù c¶m cđa bé tù c¶m 
Rtc - Điện trở thuần của bộ tự cảm; 
Xtc - Trở kháng của bộ tự cảm.

W1 W2

Vật hàn
que hàn

Bộ tự cảm riêng

Hỡnh S đồ nguyên lý máy biến áp hàn có bộ tự cảm riêng

Khi dịng điện tăng, từ thơng qua bộ tự cảm tăng (phụ thuộc vào khe hở của
mạch tự bộ tự cảm) lúc đó hiệu điện thế hàn sẽ giảm.

Chế độ ngắn mạch :

r

R

U

W

R

f

U

I

tc
t
m
n +
∆
+
≈

= − 2

2
8
2
2
.
10

.
.
8
,
0

π

Rt -Tõ trë cđa bé tù c¶m
R - điện trở mạch hàn

r - điện trở cuộn thø cÊp (R+r ≈ 0.001 «m)
∆U điện thế rơi trên cuộn thứ cấp

Wtc - s vịng dây của bộ tự cảm
B. Máy hàn có lõi từ di động

</div>
(23)<div class='page_container' data-page=23>

Hình 3 - 24 Sơ đồ nguyên lý máy biến áp có lõi từ di động 
1- Gông từ, 2- Lõi từ di động 3- Vật hàn, 4- Que hàn

Các chế lm vic:

Khi không tải I 2 = I h = 0

t

K

W

U

.
.

2
1

0
2

1
1

20
1

1 = = =

Điện áp không tải :

Khi có tải I h

≠ 0;

X ba = ω.(W2)2Rm ; ω = 2πf
Rm - Điện trở mạch từ có từ thông tản đi qua

F - Tần số dòng điện

Uh = U20 - Et2 = U20 - Ih.Xba

Uh

I

X

BA
U20

1 3

Khi ngắn mạch :

Khi I tng s lm cho suất điện động E t2= U2 = U20. Nên Uh = 0
Inm = U20/Xba

(Xba = X1 + X2; X1,X2 - Cảm kháng cuộn sơ cÊp vµ thø cÊp

</div>
(24)<div class='page_container' data-page=24>

Đ−ờng đặc tính ngoài của loại máy này rất dốc nên chỉ ứng dụng cho
loại máy hàn có dịng khơng lớn.

Hình 3 - 25 Sơ đồ nguyên lý máy hàn có nhiều trạm

Hình 2 - 26 Sơ đồ nguyên lý máy hàn 3 pha

1- m¸y biÕn ¸p hµn 2 - VËt hµn 3 - Que hàn (điện cực hàn)

C. Máy hàn một chiều

Mỏy hàn điện một chièu cũng nh− các loại máy điện một chiều khác có
3 bộ phận cơ bản: phần cảm, phần ứng và vành đổi chiều.

Phần cảm : là phần cố định, phần này tạo ra từ thông chính của máy do
cuộn kích từ.

</div>
(25)<div class='page_container' data-page=25>

Vành đổi chiều : gồm các lá đồng ghép thành hình trụ, giữa các lá đồng
có lớp cách điện với nhau và với trục bằng một lớp mica mỏng. Trên
vành đổi chiều có 2 chổi than đ−ợc giữ cố định tại mộth vị trí và nối dây
ra mạch ngồi.

Dựa vào ph−ơng pháp kích từ máy điện một chiều có các loại : kích từ
độc lập, kích từ song song, kích từ nối tiếp và kớch t hn hp.

Phân loại máy phát điện hàn mét chiỊu:

1. Máy phát điện hàn có cuộn kích từ độc lập và cuộn dây khử từ
(cuộn cn) mc ni tip.

2. Máy hàn có cuộn kích từ song song và cuộn khử từ mắc nối tiếp.
3. Máy hàn một chiều có cự từ lắp rời.

4. Máy hàn điện một chiều có nhiỊu tr¹m. ...

Dựa vào đ−ờng đặc tính ngi của máy có các loại cong dốc, dốc thoai
thoải và loại đặc tính cứng.

a/ b/

c/ d/

</div>
(26)<div class='page_container' data-page=26>

a/ Sơ đồ ngun lý máy phát có cuộn kích từ độc lập 
b/ Sơ đồ nguyên lý máy phát có cuộn kích từ mắc nối tiếp 
c/ Sơ đồ nguyên lý máy phát có cuộn kích từ mắc song song 
d/ Sơ đồ nguyên lý máy phát có các cuộn dây nối hổn hợp

Máy phát điện hàn có cuộn kích từ độc lập và cuộn dây khử từ (cuộn cản) mắc nối
tiếp.

Cuén kÝch tõ

Cuén c¶n

Hình 3 - 28 Sơ đồ nguyên lý một máy hàn một chiều kiểu kích từ độc lập

Cuộn cản tạo ra từ thông cản nhằm khử từ và tạo ra đ−ờng đặc tính ngồi
cơng và dốc.

Đ−ợc đặc tính ngồi của máy hàn hồ quang tay bằng dịng điện một chiều
có dạng nh− sau:

Hình 3 - 29 Đ−ờng đặc tính ngồi .

Thay đổi nhờ cái chuyển mạch
Thay đổi nhờ biến trở

</div>
(27)<div class='page_container' data-page=27>

Từ thông sinh ra trong cuộn cản có hớng chống lại từ thông chính do
cuộn kích từ sinh ra (chính). Tổng hợp từ thông của máy khi làm viƯc sÏ
lµ :

Φ

tỉng

= Φ

chÝnh

- Φc

Khi không tải Ih = 0,

Φc = 0 Vì cha có dòng điện đi qua cuén c¶n
U kt = CΦchÝnh

ΦchÝnh = (Ikt.Wkt)/ Rkhe hë.

Rkhe hở - Từ trở của các khe hở mà từ thông đi qua (từ trở của mạch từ).
Thay đổi vị trí của biến trở sẽ thay đổi c−ờng độ dịng điện kích từ và từ đó
thay đổi hiệu điện thế không tải của máy. ở vị trí đầu và vị trí cuối của biến
trở sẽ ứng với điện áp không tải Ukt max và Ukt min của máy.

Khi cã t¶i : Ih ≠ 0

Trong mạch chính có dòng điện hàn đi qua, ở cuộn cản xuất hiện từ thông
c có hớng ngợc lại với từ thông kt.

Sut in động sinh ra trong phần cảm của máy phụ thuộc vào tổng từ
thơng Φc và Φktvà đ−ợc tính theo công thức:

E = C.Φtâng = C.(Φ kt - c)
Hiệu điện thế hàn sẽ là : Uh = E - Ih.Rm

Rm = Rmáy -Điện trở của cuộn cản, phần cảm và chổi quét,...,...
Uh = E - Ih.Rm = C.(Φ kt - Φc) - Ih.Rm.

t
cc
h
c

R

W

I .

=

φ

Rt - Từ trở của gông từ mà từ thơng đi qua. Φc tăng thì Uh giảm Nh− vậy đ−ờng
đặc tính ngồi cong dốc của máy hàn đ−ợc thiết lập do có từ thơng của cuộn cản
mắc nối tiếp.

Chế độ ngắn mạch : Từ thông thông của cuộn cản Φc tăng lên đột ngột, làm

cho tổng từ thông Φtổng = Φkt -Φc sẽ rất nhỏ . Từ thơng này kích thích phần
cảm sinh ra suất điện động của nguồn không lớn lắm và nó sẽ bị tiêu hao trên các
điện trở trong của máy phát. Hiệu điện thế hàn giảm xuống gần bằng khơng nên
dịng điện ngắn mch c hn ch.

tr
ng
m
m
n

R

E

I

+

=

.
.
.

Rm.ng - Điện trở mạch ngoài;

Rm tr - Điện trở của máy phát (điện trở mạch trong)
Dòng điện hàn đợc điều chỉnh bằng 2 cách :

</div>
(28)<div class='page_container' data-page=28>

d.Máy hàn dòng chỉnh l−u

Đặc điểm của máy hàn chỉnh l−u :
• Khoảng điều chỉnh chế độ hàn rộng;
• Cht lng hn cao

ã Không có phần quay nên không có tiếng ồn;
ã ít tổn thất khi chạy không tải;

ã Khi lng nh v cơ đơmngj hơn;

• Có thể thay các dây quấn từ đồng bằng dây nhơm sẽ có giá thành r hn.
Nhc im :

ã Thời gian ngán mạch dài, có thể làm cho điốt bị hỏng
ã Phụ thuộc vào điện thế nguồn

Máy hàn chỉnh l−u cã 3 bé phËn :

• Máy biến áp và các bộ phận điều khiển, đóng ngắt dịng và điện áp;
• Bộ phận chỉnh l−u.

• Bộ phận thay đổi dịng điện để hàn

Hình 3-30 Sơ đồ nguyên lý của máy hàn một pha chỉnh l−u 2 nửa chủ kỳ

T

T 
ICL

Ing

</div>
(29)<div class='page_container' data-page=29>

Hình 3 - 31 Sơ đồ nguyên lý máy hàn chỉnh l−u 3 pha

I CL

H×nh 3- 32 Đồ thị biến thiên dòng điện chỉnh lu 3 pha 
3. 5. Điện cực hàn

Điện cực hàn là tên gọi chung cho các loại que hàn nóng chảy và khơng nóng
chảy. Khi hàn hồ quang ta có thể sử dụng điện cực nóng chảy (th−ờng gọi là que hàn)
và điện cực khơng nóng chảy. Trong thực tế do quen nên th−ờng gọi chung là que
hàn. Vì vậy trong hàn hồ quang và hàn khí ta sẽ dùng thuật ngữ “que hàn” để chỉ
điện cực nóng chảy và khơng nóng chảy.

Que hàn không nóng chảy thờng đợc chế tạo từ than, grafít.

vônfram hoặc các vật liệu trên kết hợp với các chất dễ phát xạ electron (nh La, Ra,
...)

</div>
(30)<div class='page_container' data-page=30>

nh− que hàn thép các bon, que hàn thép inóc, que hàn thép hợp kim, que hàn đồng,
que hàn nhơm,...

3.5.1 CÊu t¹o cđa que hàn nóng chảy

Lo L

Hình 3 - 33 Sơ đồ cấu tạo que hàn 
1 - Lớp thuốc bọc

2 - Lâi que hµn b»ng kim loại

Bảng 3 - 2

dh (mm) Lo (mm) L (mm)

< 3 20 - 25 250

3 - 4 20 - 25 350 - 400

5 - 6 20 - 25 450

3.5.2 Yêu cầu

ã Đảm bảo cơ tính của mối hàn;

ã Đảm bảo thành phần hoá học cần thiết của mối hàn;

ã Có tính cơng nghệ tốt ( dể gây hồ quang, hồ quang cháy ổn định, nóng
chảy đều, có khả năng hàn ở tất cả các vị trí trong khơng gian, mối hàn
khơng có rổ, khơng nứt, xỷ nổi đều và dễ bong ra, không bắn toé nhiều.
• Hệ số đấp cao;

• Khơng sinh khí độc hại ảnh h−ởng đến sức khoẻ của công
nhõn;

ã Dễ dàng chế tạo & giá thành rẻ;

3.5.3 Tác dụng của lớp thuốc bọc que hàn

ã Kớch thớch h quang và làm cho hồ quang cháy ổn định;
• Tạo khí & tạo xỷ để bảo vệ mối hn;

ã Lớp xỷ có tác dụng làm cho muối hàn nguội chậm tránh hiện tợng tôi
của mối hàn;

ã Khử ôxy hoàn nguyên kim loại;

ã Tng c tớnh v một số tính chất đặc biệt của mối hàn;

3.5.4 Ký hiƯu tiªu chn ViƯt Nam
N - 48-32

- N - ChØ que hµn nèi thÐp;

</div>
(31)<div class='page_container' data-page=31>

• ChØ sè tiÕp theo - chØ nhãm thuèc bäc

1 - nhãm axÝt; 2 - nhãm baz¬; 3 - nhóm xỉ ti tan);
ã Hàn tốt ở mọi cùc : 1 4

- Hµn tèt ë cùc ©m : 2 5
- Hµn tèt ë cùc d−¬ng : 3 6

3.5.5. Sản xuất que hàn

Que hµn cã thĨ s¸n xuÊt b»ng tay, bằng máy. Các bớc cân tiến hành là
Chuẩn bị lõi, chuẩn bị thuốc bọc .

Thc bäc que hµn cã thĨ sư dơng các chất sau đây:

ã Cht d gõy h quang và ổn định hồ quang (kim loại kiềm, kim loại kiềm
thổ nh− mica : KAl2[AlSiO3O10](OH)2

KnAl2O3.SiO2. MgO2, Na2CO3 (thủ tinh láng)

• ChÊt sinh khí bảo vệ Xen lu lô, tinh bột, CaCO3.MgCO3 (Dolomide CaMg(CO3) ;
C6H10O5)n // Destrin,

• Chất tạo xỷ [quặng sắt đỏ (Fe2O3 chiếm 90%)], Fe3O4, cẩm thạch, CaCO3, huỳnh
thạch (CaF2), CaMgCO3, TiO2, NaAlSi3O5, (KNaAl2)3.6SiO2 ...

ã Chất khử ôxy & hợp kim hoá mối hàn : Ferô hợp kim, bột nhôm , bột sắt, grafít,...
ã Chất tạo hình : cao lanh Al2O3.2SiO2.2H2O, ben tô nhít (nSiO2.m Al2O3), xenlulô,
ã Chất dÝnh kÕt : Thuû tinh lỏng, kriôlít (NaAlF6,) Destrin (C6H10O5)n

Các loại que hàn không nóng cháy đợc chế tạo từ grafít, vônfram W, hoặc từ
một số hợp kim dặc biệt khác . Đờng kính điện cực vônfram trong

khoảng từ 1 ... 6 mm và có thể lớn hơn.

Điện cực than, grafÝt cã dh = 6 ... 30 mm , l < 300 mm.

3- 6 Quá trình nóng chảy và dịch chuyển
kim loại que hàn nóng chảy.

Khi hàn hồ quang quá trình nóng chảy và dịch chuyển kim loại que hàn xảy ra
qua nhiều giai ®o¹n:

4
2

1 3

</div>
(32)<div class='page_container' data-page=32>

F Trọng lực P P

Phản lực đẩy của khí sinh ra từ
thuốc bọc que hàn R.

lực điện
trờng F

F
R

Sức căng bề mặt
F

a/ b/

Hình 3 - 35 Sơ đồ phân bố lực tác dụng lên giọt kim loại lỏng

• Giai đoạn 1 : Hình thành lớp kim loại lỏng trên bề mặt que hàn và vật hàn (1). D−ới
tác dụng của lực điện tr−ờng (tạo nên vùng bị co thắt) và d−ới tác dụng của trọng
lực giọt kim loại lỏng dịch chuyển xuống dần cho đến khi tiếp xúc vật hàn.

• Giai đoạn 2 : Dới tác dụng của trọng lực và sứ căng bề mặt giọt kim loại lỏng đợc
hình thành. (2)

ã Giai on 3 : Khi git kim loại lỏng tiếp xúc vật hàn thì ngắn mạch, kết quả nhiệt
tăng đột ngột làm cho giọt kim loại lỏng lớn nhanh và tách ra khỏi que hàn. (3)
Kích th−ớc và số l−ợng giọt kim loại lỏng phụ thuộc vào c−ờng độ dòng điện, cực
điện nối với que hàn , thành phần và các tính chất khác của que hàn. Giọt kim loại
lỏng có kích th−ớc khoảng 1 - 4 mm ( đối với que hàn khơng có thuốc bọc); trên
d−ới 0,1 mm khi hàn dịng lớn và que hàn có thuốc bọc.

ã Giai đoạn 4 : Các quá trình trên cứ tiếp tục lặp lại theo các trình tự trên (4)

</div>
(33)<div class='page_container' data-page=33>

3.7 Công nghệ hàn hồ quang

3.7.1 Vị trí các mối ghép hàn trong không gian : có 4 vị trí chính

2
1

III

H×nh 3 - 36 Vị trí các mối hàn trong không gian.

I - hàn bằng II - hàn ngang , hàn leo(hay hàn đứng)
III - hàn ngữa IV - hàn trần. (hàn trần là vị trí hàn đặc biệt .
ghi chú: 1- que hàn 2-vật hàn 3 - h quang

3.7.2 Các loại mối ghép hàn đợc phân ra:

ã Mối hàn giáp mối (a, c) tức là các mép vật hàn tiếp giáp vào nhau; mối hàn chồng
mí (b); mối hµn gãc ( d ) mèi ghÐp hµn theo kiĨu ch÷ T , L ...(e)

e/
d /

c/
a/

Hình 3 - 37 Các loại mối ghép hàn

3.7.3 Chuẩn bị các loại mối hàn.

Để tạo điều kiện cho mối hàn kết tinh (đông đặc) tốt, tránh đ−ợc một số khuyết tật,

ng−ời ta phải chuẩn bị các mộp hn trc khi hn:

Khâu chuẩn bị bao gồm các bớc :

ã Làm sạch mép vật hàn ;

</div>
(34)<div class='page_container' data-page=34>

ã Đối với thép có chiều dày lớn cần phải vát mép.hình dạng và kích thớc cần vát
theo tiêu chuẩn .

ã Chọn khe hở giữa 2 vật hàn;

Khi gép gãc

chiỊu dµy S =4- 26 mm
chiỊu dµy S =1- 6 mm

chiỊu dµy S =1- 3 mm

Hình 3 - 38 Sơ đồ các loại mối gép hàn

3.7.4 Chän lo¹i que hµn

Ngun tắc chọn que hàn có thành phần gần t−ơng tự thành phần kim loại cơ bản.
L−u ý cần chọn que hàn có thành phàn các bon thấp hơn một ít và chọn loại có các
nguyên tố hợp kim để tăng cơ tính cho mối hàn.

3.7.5 Chế độ hàn

Chế độ hàn là tập hợp các thông số công nghệ và điện đặc tr−ng cho qúa trình
hàn nhằm nhận đ−ợc mối hàn có chất l−ợng theo u cầu kỷ thuật.các thơng số đó là:

d h - đ−ờng kính que hàn (mm)

I h - c−ờng độ dòng điện hàn (A)
U h - hiệu điện thế hàn (V)
n - số lớp cần hàn

V h - vËn tèc hµn; m/h
 t - thớì gian hàn giờ (h)

Khi hàn hồ quang tay, thì dh và Ih là hai đại l−ợng quan trọng nhất .
a - Chọn đ−ờng kính que hàn phụ thuộc vào :

ã Chiều dày của vật hàn ;

ã Vị trí mối hàn trong khơng gian : hàn ngang / hàn đứng/ hàn leo chọn dh
<=5mm hàn trần thì nên chọn que hàn có đ−ờng kính dh <=4mm .

dh cã thĨ chän theo b¶ng sau:

B¶ng 3 - 3

S (mm) 1,5 - 2,0 3 4 - 8 9 - 12 16 - 20

dh (mm) 1,6 - 2,0 3 4 4 - 5 5 - 6

b - C−ờng độ dòng điện ;

</div>
(35)<div class='page_container' data-page=35>

ã Tính theo công thức ;

J
d

Ih h

4
. 2

π

= (A)

dh - đờng kính que hàn ( tÝnh b»ng mm)

J - mật độ c−ờng độ dòng điện hàn (A/mm2); J -phụ thuộc vào nhóm
thuốc bọc que hàn :

B¶ng 3 - 4

dh (mm) Nhãm thuèc bäc 3 4 5

J A/mm2) axit, ti tan 14,0 - 20,0 11,5 - 16,0 10,0 - 13,0
J A/mm2) Baz¬ 13,0 - 18,5 10,0 - 18,5 9,0 - 12,0 
Chó ý :

• Khi hàn những tấm kim loại mỏng cần giảm dòng điện xuống 10 - 15 %
• Khi hàn ngang ,hàn đứng cn gim I h 10 -2%;

ã Khi hàn trần , cần giảm xuống 15- 25 % so với vị trí hàn bằng .

c Hiệu điện thế hàn : Uh chọn trong khoảng :

30 -35 V dßng mét chiỊu

20 -30 V dßng xoay chiỊu
d - Tính số lớp cần hàn n.

Khi hµn thÐp cã chiều dày lớn, ta cần hàn nhiều lớp .
- líp thø 1 (Fo) : ta hµn que hàn nhỏ , khoảng 3 mm

- các líp tiÕp theo (Fn) ta hµn b»ng que hµn lín có đờng kính 4 hoặc 5 mm

Fn

Fo
Hỡnh 3 39 Sơ đồ mối hàn nhiều lớp

n F F

F

d

n
= − o

+1
F đ - diện tích tiết diện cần đấp ;
F

O - diƯn tÝch tiÕt diƯn líp thø nhÊt ;
Fn - diƯn tÝch tiÕt diƯn c¸c líp tiÕp theo;
F ® = F1 + F 2 + F3 + F4

- dùa vµo kÝch th−íc cđa mối hàn theo tiêu chuẩn ta tính Fđ:
FO = (6- 8) dh mm2

F n =( 8- 12) dh mm2
d - VËn tèc hµn:

Vh = Lh/t h Lh chiều dài đờng hàn
th thêi gian hµn

V L
t
L F
t F
M
F t
h
h
h
h d
h d
d
d h
= = . . =
. . . .
γ

</div>
(36)<div class='page_container' data-page=36>

V I
F

h

d h

d
= αγ .

. (cm/h) = V

I
F

h

d h

d
= γ α .

. .3600 (cm/s)
Trong đó : αd - (g/(A.h))

γ - (g/cm3) 
Fd - cm

2
.

f - Thêi gian hµn

t = t h q + t ph 
t h q - thêi gian hå quang ch¸y

t ph - thời gian phụ ( thời gian đóng mở máy, thay que hàn, chuẩn bị vật hàn, 
di chuyển vật hàn, đi lại, ... Để đơn giản ta tính:

t = t h q /K

k là hệ số phụ thuộc trình độ tổ chức sản xuất
k = 0, 5 - 0, 6 Trình độ tổ ch−c sản xuất khá

k = 0, 3 - 0, 4 Trình độ tổ chức sản xuất trung bình
k <= 0, 3 Trình độ tổ chức sản xuát kém
thq - thời gian hồ quang cháy.

t F L

I

hq

d h

d h
= γα. .

. (h)

Để tăng năng suất khi hàn ta nên chon chế độ sao cho t h nhỏ nhất. Hay nên cho
I lớn, chọn que hàn có hệ số hàn đấp (αd ) cao; chon que hàn lớn, hàn bằng hồ quang 3
pha hoặc hàn bằng que hàn nằm, ... Bên cạnh đó cần tổ chức sản xuất tốt để giảm thời
gian phụ

3. 8 Kü thuËt hàn hồ quang

3.8.1 Chọn góc nghiêng que hàn hợp lý

= 75 - 85 o
.

Hình 3 - 40 Góc nghiêng que hàn

ã Góc nghiêng que hàn phụ phuộc chiều dày vật hàn, phơng pháp hàn, và tính chất
vật hàn.

</div>
(37)<div class='page_container' data-page=37>

• Khi góc hàn , góc nghiêng của que hàn thay đổi để cho mỗi hàn đều hai cạnh

Khi hµn leo

Hình 3 - 41 S hn leo

Khi hàn trên xuống

1 2

Hình 3 - 42

3.8.2 Chọn lợng dịch chuyển que hàn cho hợp lý :

ã Khi hàn tấm mỏng thi que hàn dịch chuyển theo đờng thẳng.

Hình 3 - 43 Nguyên tắc dịch chuyển que hàn khi hàn vật mỏng

ã Khi hàn vật dày và có mối hàn rộng thì vừa tịnh tiến vừa chuyên động qua lại
theo ph−ơng ngang.

</div>
(38)<div class='page_container' data-page=38>

ã Khi hàn nhiều lớp thì cần chuẩn bị kỹ lớp hàn thứ nhất. Chọn thứ tự hàn các
lớp tiếp theo hợp lý. Sau mỗi đờng hàn phải làm sạch các chất xỷ, rổ, ...
ã Khi mối hàn có chiều dài lớn thì phải chia thành từng đoạn theo thứ tự nh

sau nhằm chống những biến dạng khi hàn.

Hình 3 - 45 Thứ tự hàn các mối hàn có chiỊu dµi lín

1 2 3 4

5 3 1 2 4 6

• Chuyển động từ giữa ra (hàn ra hai phía ) : khi mối hàn nhỏ , khơng rộng đ−ờng
hàn dài

• Chuyển động theo những đ−ờng trịn : mục đích là tăng chyều rộng mối hàn ứng
dụng khi hàn trần , hàn đứng

• Chuyển động qua lại : tăng nóng chảy hai bên mép hàn

• Chuyển động nhiều về một phía : khi hàn một tấm dày và một tấm mỏng

• Để giảm ứng suất và biến dạng khi hàn ng−ời ta ng−ời ta th−ờng hàn theo từng
đoạn đối với đ−ờng hàn lớn .

• Khi hàn trần và hàn ngang , hàn đứng cần giảm dòng điện đi từ 10 _ 20% (có khi
25% ).que hàn ít dao động, chiều dài hồ quang ngắn, chọn que có đ−ờng kính nhỏ,
chọn que hàn có thuốc bọc cứng , khó chảy ...

3.8 Hàn hồ quang bán tự động và tự động
trong các môi tr−ờng bảo vệ

3.8.1 Hàn bán tự động và hàn tự động

a. Khái niệm : Hàn bán tự động là một quá trình hàn mà dây hàn đ−ợc cấp tự động
vào vùng hàn còn việc di chuyển mỏ hàn đ−ợc thực hiện bằng tay ng−ời điều khiển.

Hàn tự động là một quá trình hàn mà việc cấp dây hàn và di chuyển mỏ hàn
theo mối hàn đ−ợc thực hiện hoàn toàn bằng máy.

Hàn bán tự động và bán tự động có thể đ−ợc hàn trong các môi tr−ờng bảo vệ
nh− hàn d−ới lớp thuốc hoặc hàn trong các môi tr−ờng khí bảo vệ. Hàn tự động và bán
tự động trong mơi tr−ờng khơng khí hầu nh− khơng đ−ợc sử dụng nữa vì chất l−ợng
mối hàn kếm.

b. Phân loại

Hn bỏn t ng trong mơi tr−ờng khí bảo vệ (khí trơ, khí hoạt tính,
hổn hợp các loại khí)
Hàn bán tự động d−ới lớp thuốc bảo vệ

</div>
(39)<div class='page_container' data-page=39>

Theo líp thuốc bảo vệ

c. Vật liệu hàn : Thuèc hµn ( cho hµn hå quang vµ cho hµn khí), dây hàn hồ 
quang điện và hàn khí), khí bảo vệ.

Thuốc hàn

Tác dụng : tạo xỷ lỏng bảo vệ kim loại mối hàn khỏi tác dụng của oxy, ni tơ 
trong không khí.

Thuốc hàn có dạng hạt hay bột. Thuốc hàn điện đợc phân ra :

Thuốc hàn nóng chảy; thuốc hàn bột ( không nóng chảy : gốm keramit, bột
thiêu kết, ... bao gồm các chất khoáng thiên nhiên với hợp kim ferro và thuỷ tinh nớc.
Theo chức năng sử dụng ngời ta chia ra :

ã Thuốc cho hàn thép các bon và hợp kim thấp;
ã Thuốc hàn thép hợp kim;

ã Thuốc hàn hợp kim màu;
Theo thành phần các chất ngời ta chia ra :

ã Loại có SiO2 cao ( 40 - 50 % SiO2 )
ã Loại SiO2 thÊp ( < 35 % SiO2 )
• Loại không có SiO2.

ã Loại không chứa oxy

ã Xỷ có tính bazơ : CaO, MgO, FeO, ...
• Xû cã tÝnh axit TiO2, SiO2,...

• Xỷ trung tính chứa Cl2 , F2.
u cầu đối với thuốc hàn :

• Nhiệt độ nóng chảy của thuốc hàn nhỏ hơn nhiệt độ nóng chảy cuat kim loại cơ bản
khoảng 200 - 300 oC.

• Thuốc hàn phải có độ ẩm thấp và độ bền cơ học nhất định.

• Thuốc hàn phải tạo điều kiện cho hồ quang dễ cháy và cháy ổn định.

• Thuốc hàn phải tạo điều kiện cho quá trình hình thành mối hàn tốt, đặc chắc,
khơng có r khớ, ngm x,...

ã Đảm bảo khử các tạp chất và thoát khí tốt; loại trừ các khuyết tËt nh− rỉ khÝ, ngËm
xØ, nøt vïng mèi hµn.

• Hợp kim hố mối hàn, đảm bảo cơ tính tốt

• Tạo mảng mỏng bảo vệ và dể dàng tách khỏi bề mặt mối hàn.
• Khụng sinh bi v khớ c hi

ã Giá thành hạ
Khí bảo vệ mối hàn

Khí trơ ( Inert gas ) : Ar, He

Khí hoạt tÝnh ( active gas ) : CO2, N2, H2, Hơi nớc ( H2O )
Dây hàn có các loại :

• Dây hàn thép các bon và hợp kim thấp, dây hàn thép hợp kim, dây hàn hợp kim cao
ã Dõy hn p;

ã Dây hàn bột ;
ã DÃi kim loại

</div>
(40)<div class='page_container' data-page=40>

3.8.2. Hàn hồ quang tự động và bán tự động d−ới lớp thuốc bảo vệ
a. Khái niệm

Hồ quang hở là hồ quang tiếp xúc với không khí, nămg suất cao hơn khi hàn hồ
quang tay nhng chất lợng mối hàn thấp.

Hồ quang kín - là hồ quang cháy dới lớp thuốc hoặc trong các môi trờng khí
bảo vệ khác.

b. S nguyên lý hàn tự động d−ới lớp thuốc bảo

2 3 4 5 6

Hình 3 - 46 Sơ đồ nguyên lý hàn tự động d−ới lớp thuốc bảo vệ

1- Con lăn cấp dây hàn; 2- Dây hàn; 3- Thuốc hàn; 4- Lớp xỷ đã đông đặc; 
5- Lớp kim loại lỏng; 6- Lớp kim loại mới kết tinh

Đặc tính của hàn hồ quang tự động d−ới lớp thuốc.

• ít hao tốn kim loại, hệ số hàn đấp cao , tiết kiệm đ−ợc kim loại que hàn.
• Hệ số mất mát nhiệt thấp do thuốc hàn không dẫn nhiệt và dẫn điện,
• Cho phép hàn với dòng điện cao nên tốc độ hàn lớn, năng suất hàn cao.
• Vùng ảnh h−ởng nhiệt nhỏ do thể tích nóng chảy(Vh) nhỏ.

• Chất l−ợng mối hàn cao; cơ tính tốt.
• Điều kiện lao động tốt do hồ quang kín.

• Cho phép cơ khí hố và tự động hố q trình hàn.
Nh−ợc điểm :

• Khó thực hiện các mối hàn có hình dạng và quỹ đạo hàn phức tạp.
• Giá thành thiết bị đắt.

• Yêu cầu khi gá lắp và chuẩn bị hàn khá c«ng phu.

c. Cơng nghệ hàn tự động d−ới lớp thuốc.
 Chuẩn bị vật hàn ( t−ơng tự hàn hồ quang tay ) 
 Các loại mối hàn :

ã Hàn một phía
ã Hàn 2 phÝa

</div>
(41)<div class='page_container' data-page=41>

• Hàn theo quỹ đạo thẳng và cong
 Các thông số mối hn.

Hình dáng mối hàn và các hệ số của nã 
HƯ sè ngÊu : ψng

B

h

H×nh 3 - 47 Một số kích thớc cơ bản của mối hµn 
h

B C

B - chiỊu réng mèi hµn 
mm

C - ChiÒu cao 
 mm

h ChiÒ © èi h

Ψng = 0,8 - 4 ( Tèt nhÊt lµ 1,2 - 2 ) [ 14 ] Sebeko-1975-page 171)
Ψng < 0,8 DƠ bÞ nøt nãng

Ψng > 4 Tăng biến dạng và nguồn nhiệt sẽ không đợc cung cấp hợp lý.
Hệ số hình dáng mèi hµn : ψhd

B
C

Ψhd = 5 - 12 ( th−êng lÊy b»ng 7 - 12 )
Ψhd > 12 Mối hàn bị lõm

Ψhd < 5 Mối hàn bị tập trung ứng suất
Hệ số điền đầy ngấu mối hàn : àdd

ng
F

B h
=

.
Hệ số điền đầy lồi mối hµn : µddng

dl

F
B C

. ≈ 0,73
Hệ số hình dáng vũng hàn ( bể hµn ) :ψvh

L

B const

= ≈ .

( hệ số này không đổi nếu các thông số của chế độ hàn khơng đổi.tính chất của vật liệu
đồng nhất ).

L Q
T K
U I
T
nc
h h
nc
= =

2. . . .
.
.

π λ λ

Q = 0,24.Uh.Ih.ηhq. ( cal )

Uh - Điện áp hàn(V); Ih.- C−ờng độ dòng điện hàn

ηhq. - HƯ sè h÷u Ých cđa ngn nhiƯt ( hå quang hµn ) ηhq≈ 0,98

K - hƯ sè K = 2,8 - 3,6 mm/(KVA) khi hàn thép các bon thấp

(Page 107Hàn ống 1962)

K = 1,7 - 2,3 mm/(KVA) khi hµn bằng que hàn có thuốc bọc dày.

Giả sử tiết diện ngấu của mối hàn là nữa hình tròn thì
B = 2 r (*); T Q

e C V r

q
e c r

h
dv
max
.
. . . . .
.
. . .

</div>
(42)<div class='page_container' data-page=42>

Tõ ( **) ta cã r q
e c T

dv

nc

2 = 2

π. . . .γ

Trong đó : c - nhiệt dung riêng ( cal/oC)

- Khối lợng riêng của vật liệu ( g/cm3)

λ - HƯ sè trun nhiƯt ( cal/(cm.s) 
C. γ - NhiƯt dung riªng thÓ tÝch ( cal/ ( cm3.oC )

a
C

= λ
γ

. (***)a- độ dẫn nhiệt độ ( cm

2/s)

Tõ (**) (***) ta cã r Q
e c T

q
V e c T

nc h nc

= 2. = 2

. . . .

π γ π γ

Ta cã : q=Q/Vh.

π λ
vh

nc

h h h

L
B

Q

T B A U I V Const

= = = =

2. . .. . .

Sự phụ thuộc của hình dạng mối hàn vào chế độ hàn.

Hình dáng và kích th−ớc của mối hàn phụ thuộc c−ờng độ dịng điện hàn ( Ih),
mật độ c−ờng độ dòng điện J = I/F ( A/cm2 ), điện áp hàn ( Uh ) , Vận tốc hàn ( Vh ),
loại dịng điện và cực của nó, điện cực, kích th−ơng dây hàn,...

Hình 3 - 49 Sự phụ thuộc kích th−ớc mối hàn vao c−ờng độ dịng điện

I1 I2

I2 > I1

U1 U2

H×nh 3 - 50 Sù phụ thuộc kích thớc mối hàn vào điện áp hàn

U2 >

Vh2 >Vh1

Vh1 Vh2

Hình 3-51 Kích th−ớc mối hàn phụ thuộc chế độ hàn
a/ Dòng điện tăng thì chiều sâu của mối hàn tăng 
b/ Điện áp tăng làm cho chiều rộng tăng

c/ Vận tốc tăng làm cho tiết diện giảm và không đều

</div>
(43)<div class='page_container' data-page=43>

B1
h1
h2
h3
B2
B3

Hình 3 - 52 Sơ đồ các mơ hình để tính tốn kích th−ớc mối hàn

D¹ng 1 : h×nh ellÝp ngang cã diƯn tÝch tiÕt diƯn :

F B h B

h
h

h h

ng ng

1 1 1

1
1

2 2 2 2 4

=π. = π. . =π. ψ .

Dạng 2 : Nữa hình tròn :

.
4

. 22 22
2

h
B

Fng =

π

Dạng 3 : hình ellíp đứng :

F B h B

h
h

h h

ng ng

3 3 3

3
3
3
3

2
3

2 2 2 2 4

=π. =π. . =π. ψ .

Sơ đồ dạng 1 hợp lý hơn nên có thể viết nh− sau : Từ các công thức trên khi hàn
thép các bon và thép hợp kim thấp chiều sâu ngấu có thể tính gần đúng theo công thức
:

h1 = h = 0,0156

qdv

ng
1

(mm)

Khi hàn trong môi trờng khí bảo vệ chiều sâu ngấu đợc tính theo c«ng thøc :
h1 = h = 0,0165

qdv

ng
ψ 1

(mm) ( 15 )
Hệ số ngấu có thể xác định theo công thức thực nghiệm :

ψng h h h

h

k I d U

I

= .(19−0 01, ). . ( 16 )
K - hƯ sè phơ thuộc loại dòng điện.

K = k1 = 1 Dßng xoay chiỊu
NÕu J >= 120 A/mm2.

K = k2 = 1,12 Dßng mét chiÒu nèi thuËn
K = k3 = 0,92 Dòng một chiều nối nghịch
Nếu J < 120 A/mm2.

K = k2 =
2 82

0 1925

J Dßng mét chiỊu nèi thn

</div>
(44)<div class='page_container' data-page=44>

Xác định chiều cao mối hàn : C = F

B

d
0 73, .

F ® =

α
γ d h h

I
V cm s

. . ( / )

3600 ( cm

2
)

F ® =

α
γd hh

I

V m h

. . ( / )

3600 ( mm

2
)
Khi hàn tự động d−ới lớp thuốc αđ = ch.

Khi hàn trong môi trờng khí bảo vệ đ = ch + ch
Khi hàn dòng xoay chiều

đ = 7 +

70 2 10 3

1 035
, . .
,

I
d
h
g/(A.h)

Khi hàn dòng một chiều nối thuËn α® = 6,3 +

70 2 10 3

1 035
, . .
,
−
I
d
h

Khi hàn dòng một chiều nối nghịch αđ = 11,6 ± 0,4
 Tính tốn chế độ hàn tự động d−ới lớp thuốc

h1 = S/2 + k k = ( 1 ... 3 ) mm

Ih = ( 80 - 100 ) h1. ( A ) h1 tÝnh b»ng mm
Ih = h1/kh

B¶ng 3 - 5

dh Kh

mm Xoay chiÒu 1 chiÒu ( thuËn) 1 chiÒu ( nghÞch)

2 1,3 1,15 1,45

3 1,15 0,95 1,30

4 1,05 0,85 1,15

5 0,95 0,75 1,10

6 0,90 - -

Ih =

π.d

J

h

B¶ng 3 - 6

dh mm 2 3 4 5 6

J A/mm

2 65-200 45-90 35-60 30-50 25-45

XuÊt ph¸t tõ ®iỊu kiƯn B = 2r ta cã : µvh = A.Uh.Ih.Vh = Const
Uh ≈ Const Ỵ Vh.Ih =A’ Ỉ V

A
I
h

h
=
'

B¶ng 3 - 7

dh mm 1,2 2 3 4 5 6

A’ (2-6).103 (5-8).103 (12-16).103 (16-20).103 (20-25).103 (25-30).103

</div>
(45)<div class='page_container' data-page=45>

TÝnh hiệu điện thế hàn : Uh = Uo + B I
d
h
h
n
.
± 1
GÝa trÞ (+ 1) Khi hàn giáp mối

Giá trị (- 1) khi hµn gãc

Uo = 20 V nÕu dh = ( 2 - 6) mm
TÝnh vận tốc cấp dây hàn :

Vn tc cp dõy hàn đ−ợc tính tốn dựa theo điều kiện cân bằng khối l−ợng kim loại
cần đắp với thể tích dây hàn.

dh
dh
d

KL

.

V

γ

.

V

γ

=

dh
dh
dh
d

dh

F

L

F

L

γ

.

=

.

t

L

F

t

L

F

d dh dh dh

dh

.

γ

.

γ

=

dh
dh
h

d

V

F

V

F

.

=

.

ặ

dh
h
d
dh

F

V

F

V

=

Đơn vị tính : Vdh - Vận tốc dây hàn cm/s
Vh - VËn tèc hµn cm/s

Fđ - Diện tích cần đắp cm2.

Fdh - DiƯn tích tiết diện dây hàn cm2.

dh - Khối lợng riêng dây hàn g/cm3.

KL - Khối lợng riêng KL vật hàn g/cm3.

3.8.3 Hàn trong môi trờng khí bảo vệ

a- Gii thiu : Hàn tự động và bán tự động trong các mơi tr−ờng khí bảo vệ đ−ợc ứng 
dụng khá rộng rãi trong thực tế từ những năm 1950-1952. Chỉ riêng ngàh đóng tàu ng−ời ta
thấy rằng có khoảng 30 % các kết cấu hàn bằng tay, 42 % hàn tự động và bán tự động d−ới
lớp thuốc, 25% hàn tự động và bán tự động trong mơI tr−ờng khí bảo vệ. [ 6 ]

Sơ đồ ngun lý hàn trong mơi tr−ờng khí bảo v

1
2
3

</div>
(46)<div class='page_container' data-page=46>

1 Con lăn cấp lõi; 2 - Dây hàn; 3 - Đầu mỏ hàn; 
4 - Khí bảo vệ 5 - Vật hàn

c - Phân loại các phơng pháp hàn trong môi trờng khí bảo vệ
Hàn trong môi

trờng khí bảo vệ

Khí hoạt tính
( active gas )MAG
Điện cc nóng chảy
và không nóng chảy

Khí trơ (Inert gas)
Điện cc nóng chảy
và không nóng chảy

(MIG, TIG )

Hơi

nớc
Nitơ
N2
Hàn trong
hổn hợp
các loại khí
Hàn

trong
CO2

Hổn hợp
các loại khÝ
Heli

Argon
Ar

Hình 3-53 Sơ đồ phân loại các ph−ơng pháp hàn trong các mơi tr−ờng khí bảo vệ.

d - Đặc điểm hàn tự động trong mơi tr−ờng khí bảo vệ .
Khí hoạt tính : CO2, N2, H2,

KhÝ tr¬ : Ar, He,

Khi hµn ng−êi ta cã thĨ sư dụng các loại khí trơ , khí hoạt riêng biệt hoặc hợp chất của
chúng nh các loại khí trơ với khí trơ, khí hoạt tính này với khí hoạt tính khác hay khí trơ với
khí hoạt tính.

Hàn trong mơi tr−ờng khí hoạt tính dùng cho thép các bon, thép hợp kim thấp. Hàn
Hàn trong môi tr−ờng khí trơ dùng cho các loại thép hợp kim, kim loại màu nh− nhôm, Ti,...
Nitơ dùng cho hàn hợp kim đồng

1. Ngn ®iƯn cã thĨ là 1 chiều nối nghịch, nối thuận, xoay chiều. Hồ quang trực tiếp và hồ
quang gián tiếp. Có thĨ sư dơng hå quang 3 pha. Hå quang 3 pha th−êng dïng dßng xoay
chiỊu .

2. Cã thể dùng điện cực không nóng chảy (Thanh, grafit, vônphram -W), thờng dùng nhất là
điện cực vônfram nối trực tiếp , dòng một chiều nối thuận ( cực âm nối với que hàn, cực
dơng nối với vật hàn); còn khi hàn dây hàn thì nối nghịch ( cực dơng nối với dây hàn).
3. Có thể dùng điện cực nóng chảy (dây hàn nóng chảy). Khi hàn dòng một chiều bằng day

hàn nóng chảy thờng đợc nối nghịch ( cực dơng nối với dây hàn, cực ©m nèi víi vËt
hµn).

4. Tốc độ cấp dây có thể ổn định và có thể thay đổi tuỳ theo điện áp.

5. Ph−ơng pháp hàn trong môi tr−ờng khí bảo vệ rất đa năng. Có thể hàn ở bất kỳ vị trí nào
trong khơng gian; đảm bảo cơ khí hố, tự động hố q trình hàn; chất l−ợng mối hàn đ−ợc
nâng cao; ...

</div>
(47)<div class='page_container' data-page=47>

e - Hàn trong môi trờng khí CO2.

1. CO2 th−êng dïng : lo¹i 1 (99,5%CO2) Lo¹i 2 (99%), Lo¹i thùc phÈm (98,5%).

2. CO2 th−êng dïng ë trạng thái lỏng và cho vào bình có dung tích 40 lít và có khối lợng
khoảng 25 kg.

3. Trong ngành đóng tàu th−ờng dùng dịng một chiều nối nghịch. (P.7 Golochenko) .

4. Cho vào dây hàn một số chất (kim loại kiềm, kiềm thổ) sẽ làm tăng tính ổn định cho hồ
quang hàn và cho phép hàn có sự dịch chuyển dây hàn nóng chảy theo dòng nên làm giảm
sự bắn toé. Dòng xoay chiều th−ờng làm cho hồ quang không ổn định và tăng bắn t.
5. Chính vì thế mà hiện nay khi hàn điện cực nóng chảy trong mơi trng khớ CO2 thng

dùng dòng một chiều nối nghịch.

6. Dây hàn có các loại theo tiêu chuẩn : 0,3 ; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0 mm ( trang
25- 1962). Dây hàn nhỏ d = 0,5 - 1,2 mm Dây hàn lớn d = 1,2 - 3,0 mm. Kích thớc giọt
kim loại lỏng khi hàn có ngắn mạch ( dgiọt > 1,5 dh ) khi không ngắn mạch là ( dgiọt > 0,8
dh ) và khi chảy thành dòng là ( d giọt < 0,8 dh ).

7. Đặc tính dịch chuyển kim loại lỏng vào vũng hàn phụ thuộc : loại khí bảo vệ; chế độ hàn
(cực nguồn điện, dòng điện hàn Ih, Hiệu điện thế hàn : Uh, Vận tốc hàn : Vh, Đ−ờng kính
dây hàn : dh, L−ợng khí tiêu hao :Qh và chiều dài của lõi dây hàn tính từ đầu mút của đầu
mỏ hàn : Ld.)

8. Hàn trong CO2 có thể dùng dịng một chiều nối nghịch, nối thuận hay hàn bằng dòng một
chiều. Trong thực tế khi hàn trong CO2 th−ờng dùng dòng một chiều nối nghịch (cực d−ơng 
nối với mỏ hàn, cực âm nối với vật hàn). Vì khi nối nghịch hồ quang sẽ cháy ổn định, tạo nên
mối hàn có hình dáng hợp lý và đảm bảo các tính chất cần thiết của mối hàn. Khi hàn với
điện cực nối thuận hồ quang sẽ cháy kém ổn định hơn và có xu h−ớng tạo rổ khí và giảm
sự ngấu vào kim loại cơ bản. Khi hàn dòng xoay chiều sẽ làm cho hồ quang cháy kém ổn
định và l−ợng bắn toé nhiều. Để điều chỉnh dịch chuyển kim loại lỏng có thể sử dụng
dịng điện xung tần số 50 - 100Hz.

9. Từ những phân tích trên hiện nay ng−ời ta th−ờng sử dụng dịng một chiều nối nghịch (
cực d−ơng ở que hàn, cực âm ở vật hàn) để hàn trong CO2. Dòng hàn phụ thuộc S, dh và J

mật độ dồng điện hàn . Th−ờng nhận J = 60 - 150 A/mm2.

10. Chất l−ợng mối hàn có thể thoả mản đ−ợc ngay cả khi hàn d−ới n−ớc.
11. Hàn trong mơi tr−ờng khí bảo vệ CO2 cho phép tự động hoá dể dàng
Tác dụng của CO2 .

1. Bảo vệ kim loại mối hàn khỏi tác dụng của không khí , ni tơ và oxy xung quanh vùng hå
quang hµn.

2CO2 Ỉ 2 CO + O2 => khã b¶o vƯ khái t¸c dơng cđa oxy
CO2 + [Fe] Ỉ [FeO] + CO

[FeO] + [ C ] Ỉ [ Fe ] + CO

KhÝ CO không hoà tan vào kim loại nóng chảy mà sẽ bay hơi, vì thế dể dàng sinh ra rổ
khí trong mối hàn.

Các biện pháp chống CO :

1. Cho vào vùng mối hàn các chất khử oxy hoá CO : Si, Mn 
Chất l−ợng bảo vệ phụ thuộc “độ cứng “của dịng khí bảo vệ mà đ−ợc đặc tr−ng bởi l−ợng khí

tiªu hao .

Ví dụ : L−ợng khí tiêu hao Q = 900 lít/giờ sẽ có “độ cứng gấp 1,5 lần
so với dịng khí mà có Q = 600 lít/giờ. ( trang 23-1962).

2. Cho vào vùng hàn hoặc dây hàn các nguyên tố nhóm kim loại kiềm hay kim loại kiềm thổ
sẽ có tác dụng làm hồ quang cháy ổn định và tạo nên sự dịch chuyển kim loại lỏng chảy
thành dòng và làm giảm sự bắn toé khi hàn.

</div>
(48)<div class='page_container' data-page=48>

1. L−ợng kim loại bắn t khi hàn trong mơi tr−ờng khí trơ nhỏ hơn khi hàn trong CO2 đặc
biệt khi hàn với chế độ dịch chuyển kim loại lỏng ở dạng giọt lớn. Để giảm bắn toé có thể
sử dụng hàn trong mơi tr−ờng hổn hợp các loại khí : 95-99% Ar + 5-1 %O2; 75%Ar +
20% CO2 + 5% O2 ; 60-80 % CO2 + 20% O2. (Trang 9 Mỏy hn T+BT)

2. Nhợc điểm của khí bảo vệ CO2 là kim loại mối hàn bị oxy hoá. Cho nên chất lợng mối

hàn phụ thuộc lợng nguyên tố chất khử nh Mn, Si trong thành phần các nguyên tố của
dây hàn. Lợng Mn >= 0,9 % so víi 0,35 % Mn khi hµn hå quang tay; l−ỵng Si >=0,60%
so víi 0,3 % ( trang 24 - 1962).

3. Chịu ảnh hởng của m«i tr−êng xung quanh nh− giã, b·o,....

Khi hàn ở vị trí ngồI trời, chất l−ợng mối hàn bị ảnh h−ởng của mơI tr−ờng xung
quanh: gió , m−a, nhiệt độ của môI tr−ờng, độ ẩm, thời gian lao động ngồI hiện tr−ờng, mơI
tr−ờng ăn mịn,...[ 6 ]

Lực tác dụng của gió cs ảnh h−ởng lớn đến q trình hàn và đ−ợc xác định theo cơng
thức: ⎛D= Vg

⎝

⎜⎜ ρ. ⎞⎠⎟⎟

2 kg/(m.s

2)

Vg - VËn tèc cña giã (m/s). ρ - khối lợng riêng của không khí ( kg/m3 ).

Đặc tính của gió là sự dao động dang xung nh− hình 3-54

Hình 3-54 Dạng xung động của gió

Vgio
m/s
3
2
1

0 1 2 3 4 t ( phuït )
N %

2
1

0,03

0,02
0,01

0 3 6 9 Vgiã, m/s

Hỗnh 3-55 ảnh h−ởng củagió đến thành phần của Nitơ trong mối hàn

</div>
(49)<div class='page_container' data-page=49>

Bảng 3-7 [ 9 ]
Phơng pháp hàn dh( mm ) Lợng nitơ tính theo khối lợng (%)

ầnHnf bằng que hàn có thuốc bọc 4,0 0,029
Hàn bán tự động không bảo vệ 1,2 0,140
Hàn bán tự động có bảo vệ 1,2 0,007

Chiều sâu và chiều rộng mối hàn phụ thuộc c−ờng độ dịng đIện hàn và có dạng nh−
hình 3-55[ 9 ].

H×nh 3-55 Sù phơ thuộc chiềếuâu mối hàn vào Ih.[ 9 ] [11]

( C¸c chØ sè 1, 2, 3,4, 5 là đờng kính dây hàn)

Sự phụ thuộc chiều rộng của mối hàn trong môI trờng CO2[4]

NGhiờn cu các ảnh h−ởng để ta xác định đ−ợc chế độ hàn hợp lý. Các đại l−ợg của
chế độ hàn : dh, Ih, Uh, Vh, hh,...

f - Chế độ hàn là nhân tố ảnh h−ởng lớn đến các thông ố của mối hàn. 
Chế độ hàn tối −u phải thoả mản :

1. Đảm bảo cho hồ quang cháy ổn định.
2. Năng suất cao

3. Đảm bảo mối hàn ngấu tốt;

4. Mối hàn có hình dáng và kích th−ớc đạt u cầu
5. ít bắn t;

6. ChÊt l−ỵng mèi hµn cao .

Có thể xác định chế độ hàn bằng nhièu ph−ơng pháp: theo công thức thực nghiệm, đồ
thị, ...

C−ờng độ dịng đIện hàn có thẻ xác định theo đồ thị sau đây :[ 11 ] ( page 105)

Víi dh=0,5-3 mm

5
3

2 4

100 200 300 400 I (A)
Vïng hµn

100 200 300 400 500 Ih, (A)

h

h (mm)

Uh
(V)

30
20

</div>
(50)<div class='page_container' data-page=50>

Khi hàn trong CO2, đờng kÝnh cã thĨ chän trong kho¶ng (0,5 - 4 mm) øng víi mtõng
loai chiỊu dµy cđa vËt hµn. (Th−êng lµ 0,5 - 2 mm)

dh = 0,8 - 1 mm Khi chiỊu dµy S = 1 - 5 mm ;
dh = < 2 mm Khi chiỊu dµy S = 2 - 12mm ;

dh = 3 - 4 mm Khi chiỊu dµy S = 14 - 30mm ;

Để chọn chế độ hàn ta sử dụng cơng thức tính chiều sâu mối hàn và kiểm tra các
thơng số có thể đạt đ−ợc sâu khi hàn.

Hình 3-57 Các thông số chính của mối hàn

I H

K x

h
h

= 100 [A]

H - Chiều sâu mối hàn cần thiết, mm; Kh - HÖ sè, mm/(A/100).

B¶ng 3-8

dh mm 1,2 1,6 2,0 3,0 4,0

Kh 2,1 1,75 1,55 1,45 1,35

Bảng 3-9

Đặc tính Đờng kính dây hàn

dh mm 0,5 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2,5

Ih A 25-70 50-130 100-180 100-240 150-400 200-500 350-700

V A

I

h

= [m/h]

B¶ng 3-10

dh mm 1,2 1,6 2,0 3,0 4,0

Vh m/h 21 17,5 15,5 14,5 13,5

Bảng 3-11 (trang 108-62)

Đặc tính Đờng kính dây hàn

0,5 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2,5

Fd mm2 mm2 0,2 0,5 0,8 1,1 2,0 3,1 4,9

J min A/mm2 150 100 85 80 70 65 60

Ih min A 30 50 70 90 140 200 300

Ih max A 60 100 120 150 300 500 700

L−u ý : I hµn tăng lợng bắn toé sẽ giảm do J tăng là cho dạng dịch chuyển của kim loại lỏng
chuyển từ giọt sang chảy theo dòng (trang 108-1962).

</div>
(51)<div class='page_container' data-page=51>

Khi Ih = 500 A Lợng bắn toé là 3 %

Bảng 3-12

Đặc tính Hàn bán tự động Hàn tự
động
S mm 0,8 - 3 >=3 >=4

dh mm 0,5-1,2 1,2 - 1,6 1,6 - 2,0 2 - 4
VÞ trÝ mối hàn Bất kỳ Trừ hàn

trần

Sấp SÊp

B¶ng 3-13

dh mm 0,5 0,8 1 1,2 1,6 2 2,5 3

Phạm vi ứng dụng Bán tự động Hàn tự động
Ih A 25-70

50-130

70-180

100-180

150-400

200-500

350-600

350-700

B¶ng 3-14

dh mm 0,5-0,8 1-1,2 1,6-2,0 3 4

Lh max mm 5-15 8-18 15-25 20-30 30-40

Chọn c−ờng độ dịng điện hàn theo cơng thức kinh nghiệm sau:

I h

K

h

= . 100 (A);
ChiỊu s©u mèi hµn cã thĨ tÝnh :

hh = 0,0165. Q

Vh.ψng

hh I U

h h

ng
= 0 0165, 0 24, . . .η

Ψ ( cm )

Kh phụ thuộc dh; Ψng - Hệ số ngấu; Ih - c−ờng độ dòng đIện hàn (A); 
Uh - ĐIện áp hàn (V); η - Hệ số hữu ích của nguồn đIện.

Qđv - Năng l−ợng đơn vị ( Qđv = Q/Vh) [Cal/cm]

Vh - Vân tốc hàn [Cm/s]

η - HiÖu suÊt nguån nhiÖt η CO2 = 0,65 - 0,75

ψng h

h h

h

K I d U

I

= ' (19−0 01, . ). . ; K’ - HÖ sè thùc nghiÖm

V A

I

h
h

= ( m/h) A - hệ số phụ thuộc đờng kính que hàn dh;

Bảng 3-15

dh mm 0,8 1,0 1,2 1,6 2 3

</div>
(52)<div class='page_container' data-page=52>

ChiÒu réng mèi hµn B=ψng.hh; (cm);
ChiÌu cao mèi hµn C F

B
I
V
â â
h
= =

0 73, . 3600
.
. .

h
α

γ ( cm)

ψngÊu h h h

h

K I d U

I

= (19−0 01, ). .
Trong đó K = 0 367 J0 1925 Nếu J < 120 A/mm

, . , 2.

K = 0,92 NÕu J >= 120 A/mm2.

g - Hàn trong môi trờng khí trơ : argon (Ar) và hêli (He)
Hàn bằng dây hàn nóng chảy gọi là hµn MIG ( Metal Inert Gas)
Hµn b»ng điện cực vônfram gọi là hàn TIG (Tungsten Inert Gas)

ứng dụng : Hàn nhôm, đồng , các hợp kim của chúng, thép inox, các loại vật liệu khác mà có 
ái lực hố học mạnh với ụxy.

Đặc điểm :

1. Nhit sụi ca Ar = (-186 oC) O2 = (-183oC) N2= (-196oC)

Điểm hoá sơng của Ar = (-50oC)

2. Khí argon ứng dụng để hàn có độ tinh khiết cao
Ar N2.

ã Mác A 99,99 % 0,01 %
ã Mác B 99,96% 0,04

ã Mác C 99,90 % 0,10

• A rgon có chứa độ ẩm làm tăng sự ơxy hố và sự bắn t kim loại núng chy.

ã Tạp chất ôxy trong Ar làm tăng ôxy hoá, làm mất các nguyên tố hợp kim và tạo nên
các ôxyt kim loại và dể làm cho mối hàn bị ngậm xỷ.

ã Khớ Ar nặng hơn khơng khí nên thuận lợi cho việc bảo vệ mối hàn
• Hồ quang cháy trong mơi tr−ờng bảo vệ Ar có tính ổn nh cao.

ã Điện áp khi hàn trong He cao hơn trong Ar 1,5 - 2 lần cho nên nhiệt lợng toả ra khi
hàn trong He lớn hơn nhiều so với khi hàn trong Ar.

ã Giá thành He cao và khả năng bảo vệ của He kém hơn Ar nên hàn trong Ar đợc ứng
dụng réng r·i trong thùc tÕ.

3. Hµn trong khÝ trơ có thể dùng dùng que hàn nóng chảy và không nóng chảy. Hàn bằng
điện cực W có thể dùng dòng một chiều và xoay chiều

4. Khi hàn nhơm th−ờng dùng dịng xoay chiều vì khi vật hàn đổi thành âm cực thì bề mặt
nó sẽ bị phá huỷ do hiện t−ợng phá huỷ katốt

5. Bảo vệ mối hàn tốt khỏi bị môi trờng xung quanh nh không khí, hơi nớc, ... tác dụng.
6. Chất lợng mối hàn tốt.

7. Khụng sử dụng môi tr−ờng Ar và He để hàn thép các bon thấp và thép hợp kim thấp vì dể
bị sinh rỗ khí mà nguyên nhân là do CO + FeO, N2 và H2 có trong argon tác dụng với

kim loại mối hàn rồi sinh rổ khí hoặc do dịng khí bảo vệ khơng bảo đảm nên N2, hơi ẩm
trong khí bảo vệ xâm nhập vào vùng hàn.

8. Khi hàn thép hợp kim thấp có thể dùng Cr và một số nguyên tố khác để khử ôxy và giảm
khả năng rổ khí.

9. Khi hàn thép các bon bằng dây hàn có thành phần gần nh− kim loại cơ bản thì rổ khí tăng
khi mật độ dịng hàn ( J ) tăng.

</div>
(53)<div class='page_container' data-page=53>

11. Sù b¾n toé kim loại phụ thuộc vào thành phàn các chất khÝ (xem h×nh ) trang 21.

12. I h = (50 - 60) dh. (A)

Hàn trong môi trờng khi ni tơ N2.

Ni tơ là sản phẩm cùng thu đ−ợc trong quá trình sản xuất ơxy từ khơng khí.
Độ tinh khiết khi hàn đồng :

Lo¹i 1 : 99,5 % N2, tạp chất ôxy <= 0,5 %
Loại 2 : 99 % N2, Ôxy < =1%

B×nh chøa N2 : dung tÝch 40 lÝt , ¸p st 150 ¸t

Nitơ khơng hồ tan trong địng (Cu), kẽm (Zn), thiếc (Sn), chì (Pb)

Ni ken (Ni) và sắt trong hợp kim đồng hoà tan rất nhiều trong Cu và Al nên Fe và Ni không
t−ơng tác với nitơ trong khi hàn.

Khi hàn thép ng−ời ta khơng sử dụng khí ni tơ tinh khiết vì chất l−ợng sẽ khơng đảm bảo. Khi
ở nhiệt độ cao ni tơ có ái lực hố học mạnh với sắt gây nên hiện t−ợng thấm ni tơ và tạo nên

các nitrit Fe2N và Fe4N . các nitrit này tồn tại trong mối hàn dạng ngậm xỷ. Tính déo giảm
mạnh làm cho mối hàn để bị dòn nguội

Ni tơ đ−ợc sử dụng trong hàn đồng và hợp kim của nó.

Khi hµn bằng điện cực W sẽ tạo nên nitrit vôfram làm cho điện cực bị phá huỷ Nên thông
thờng ngời ta hàn dòng một chiều nối nghịch với que hàn nóng chảy.

Hàn trong môi trờng các hổn hợp khí :[11] (Golovchenko P.24).

Hổn hợp các chất khí :
Ar + CO2

Ar + CO2 + O2
Ar + O2
Ar + N2
Ar + He

CO2 + O2 và một số khí khác

</div>
(54)<div class='page_container' data-page=54>

Chơng 4 Hàn và cắt kim loại bằng khí

4.1 Khái niệm chung về hàn khí
4.1.1 Kh¸i niƯm

Hàn khí là ph−ơng pháp đã đ−ợc xuất hiện từ những năm 1895 ... 1906.
Hàn khí là một quá trình nối liền các chi tiết lại với nhau nhờ ngọn lữa của
các khí cháy, cháy trong ô xy kỹ thuật . Các loại khí cháy đó là C2H2, CH4,
C6H6, H2, ... Hiện nay hàn khí đ−ợc sử dụng rộng rãi vì thiết bị hàn đơn giản, giá
thành hạ mặc dù năng suất có thắp hơn so với hàn điện hồ quang. Hàn khí rất

thuận lợi cho những nơi xa nguồn điện. Hợp lý nhất là sử dụng ph−ơng pháp này
để hàn các chi tiết có chiều dày bé, chế tạo và sửa chữa các loại chi tiết từ vật liệu:
thép, đồng , nhôm, ...

4.1.2 Sơ đồ một trạm hàn và cắt kim loại bằng khí

6

10

3
3

9 
8

7

Hình 4-1 Sơ đồ một trạm hàn và cắt kim loại bằng khí

1 - B×nh chøa khÝ, 2 - B×nh chứa khí C2H2, 3 - Dây dẫn khí; 4- Đồng hồ

đo áp suất trong bình chứa; 5 - Đồng hồ đo áp suất ra dây dẫn khí và ra mỏ hàn; 
6- Van giảm áp bình ôxy; 7- Van giảm áp bình axetylen 8 - Tay nắm; 9- Đầu mỏ 
hàn 10 - Ngọn lữa hàn;

4.1.3 Vật liƯu hµn khÝ :

Bao gồm các loại que hàn, thuốc hàn, các loại khí cháy, ... và ơ xy kỹ thuật.
a. Que hàn : có thể là các dây thép, que đồng, nhơm, thiếc, ... Chúng có tác

dụng bổ sung kim loại cho mối hàn.

</div>
(55)<div class='page_container' data-page=55>

Dễ chảy, nhiệt độ nóng chảy của thuốc hàn phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của
kim loại cơ bản, tác dụng nhanh với ô xyd kim loại để tạo xỷ, giải phóng kim loại,
xỷ dể bong; Khối l−ợng riêng của thuốc hàn phải nhỏ hơn của kim loại cơ bản &
khơng có tác dụng xấu đối với kim loại cơ bản & kim loại mối hàn; Thuốc hàn
phải nóng chảy đều và bao phủ kín bè mặt vùng kim loại cần hàn; Thuốc hàn có
hai loại : có tính a xid & bazơ. Loại có tính a xid dùng để hàn các kim loại màu,
Loại có tính ba zơ th−ờng dùng để hàn gang;

Ví dụ: thuốc hàn đồng : Na2B4O7.10H2O, H3BO3.

ở nhiệt độ cao chúng sẽ bị phân huỷ và kết hợp theo các phản ứng :
Na2B4O7 ==> NaBO2 + B2O3

NaBO2 + B2O3 + CuO ===> (NaBO2)2.Cu(BO2)2

NaBO2 + B2O3 + ZnO ===> (NaBO2)2.Zn(BO2)2

CuO + Na2B4 O7 ===> (NaBO2)2.2Na(BO2)2 
cã Tnc = < 1000 oC

2P + 5 Cu2O ===> P2O5 + 10 Cu 
P2O5 + 3 Cu2O ===> P2O5(CuO)3
Ghi chú : nhiệt độ nóng chảy của :

Tnc Cu = 1083 oC;
Tnc Cu2O = 1235 oC
Tnc CuO = 1336 oC

Thuèc dïng cho hµn gang Na2CO3, NaHCO3, K2CO3
Trong gang cã chøa SiO2 nên khi hàn nóng chảy sẽ xảy ra phản øng :
Na2CO3 + SiO2 ==> Na4SiO4 + 2 CO2

Thuốc hàn nhôm : AlF3.3NaF

B¶ng 4-1

NaCl 30 45

KCl 45 30

LiCl 15 10

KF 7 15

Na2SO4 3

Khi hàn xảy ra các ph¶n øng :

LiCl + Al2O3 ==> 2AlCl3 + 3Li2O

KCl + Al2O3 ==> 2AlCl3

K2O + H2O ==> 2KOH

2KOH + Al2O3 ==> 2KAlO2 + H2

NaF + Al ==> AlF3 + Na

</div>
(56)<div class='page_container' data-page=56>

4.2 KHÝ hµn

4.2.1 Ôxy kỹ thuật

Khi hĂn khẽ ta cn ỏ xy kỵ thut cĩ ổ tinh khiặt cao ( 97 ... 99.5 %)
cÝn li cÜ thÌ cÜ l¹n cŸc tp chÃt nhõ Ar, N2, ... NỈu Åỉ tinh khiặt giăm thệ
ổ tiu hao O2 tâng ln .

Vẽ dũ : ổ tinh khiặt giăm 0.5 % thệ lừỡng tiu hao cĩ thè tâng tữ

(5 ... 12) % ( khi ổ tinh khiặt ca nĩ trong khoăng (97 ... 99.5) % .
Các phơng pháp sản xuất ôxy

a. Phơng pháp hoá học

Dùng cc phăn ửng ho hc giăi phĩng õxy . Phừỡng php nĂy cho
nâng suất thÊp, khâng kinh tƯ , nƠn nÜ ch× dïng trong cc phíng thẽ nghiẻm.
b. Phơng pháp đIện phan nớc

Kt quă s thu ừỡc õxy & hydro. Cử 2 m3 hydro sÂ cÜ 1 m3 â xy (
trong cĩ chửa 0.7 % H2)

c. Phơng pháp chứng cất ôxy từ không khí

Băng 4-2 Th¡nh phÀn cŸc chÃt trong kháng khÏ

Th¡nh phÀn Theo thÌ tÏch % Theo khõi lừỡng %

1 Nitỗ 78.03 75.66

2 ỏ xy 20.93 23.13

3 Argon 0.93 1.286

4 CO2 0.03 0.046

5 Hỗi nừốc 0.0001 0.0001

6 Kr 0.0003

7 Xe 0.00004

8 H2 0.0000036

9 Ne 0.0012

ë p sut bệnh thừộng cc cht khẽ ỏxy, nitỗ, argon ờ trưng thi lịng
cĩ nhiẻt ổ sỏi lĂ :

Nitỗ (N2) - 195.8 oC
Argon (Ar) - 185.7 oC
‹ xy (O2) - 182.96 oC

B±ng cŸch cho cŸc chÃt khẽ trn bốc hỗi ta ln lừỡt thu ừỡc chợng. è
ăm băo ổ tinh khiặt cao cn tiặn hĂnh chõng cÃt nhiËu lÀn.

ŠÌ thu 1 m3 á xy cn tiu tõn khoăng ( 0,45 ... 1,6) KW.h

QuŸ trƯnh thu nhºn á xy t÷ kháng khÏ Åõìc thúc hiỴn qua cŸc giai
Åon:

</div>
(57)<div class='page_container' data-page=57>

ã Nẫn khỏng khẽ tữ 6 ... 200 at;

• L¡m nguưi sì bư khâng khÏ nĨn, sau Ợ tŸch âxy & nitì. Trong quŸ trƯnh
n¡y cÜ khi cÝn thu Ơõìc NH 3 dïng cho mŸy lnh.

ã Giăm p sut trong bổ phn ho lịng khỏng khẽ ; ( khi giăm 1 at thệ nhiẻt
ổ giăm 0.25 ... 0.5 oC );

ã Cho bay hỗi vĂ tch cc cht khẽ ra khÞi hän hìp;

Hệnh 4-2 Sỗ ó nẫn & hoŸ lÞng kháng khÏ

1 - mŸy nÉn khÏ; 2- bổ phn lĂm nguổi sỗ bổ;
3- Bỉ phºn trao Åäi nhiỴt T = - 80 oC
4- Khỏng khẽ lịng khoăng (5 ... 6) %

Phừỗng php chừng ct ỏ xy ( săn xut bng phừỗng php nguổi lưnh
cho n©ng st cao, tiÅu tân Ït n©ng lõìng, cÀn (0.45 ... 1.6) (KW.h) / 1m3
áxy).

Không khí
hoá lỏng

O
N2

ống dẫn khí lỏng

Hệnh 4-3 Sỗ ó qu trệnh tch cc cht khẽ

</div>
(58)<div class='page_container' data-page=58>

săn xut. ăm băo an toĂn hỗn vệ ỏxy lịng cĩ p sut nhị hỗn ờ dng khÏ
nÉn. Khi dïng ngõéi ta mèi cho hoŸ hỗi ỏ xy nn lừỡng hỗi nừốc trong nĩ s
ẽt lĂm cho cht lừỡng hĂn tõt hỗn.

4.2.2 AXytylen C2H2

a. Đặc tính của axetylen

Axtylen l¡ chÃt khÏ kháng m¡u, trong nÜ cÜ chöa cŸc tp chÃt PH3
( phât phua hydro) H2S (sun phua hydro) nÅn cÜ mïi khÜ chÙu. ë Ÿp suÃt
thõéng cða kháng khẽ axtylen

Ho lịng ờ nhiẻt ổ T = (- 82,4) - (-83.6) oC
Šáng Å»c T = (- 85) oC

Khi ê trng thŸi Åáng Å»c C2H2 dÍ nä khi va chm mnh .
ë Ÿp suÃt P = 61,6 at (KG/cm2), T = 35,9 oC A xÅtylen sÁ hoŸ lÞng.

AxÅtylen rÃt d b nọ ằc biẻt khi nĩ ờ dưng lịng & ằc nn cn phăi thn
trng trong khi băo quăn vĂ vn hĂnh.

b. Cc tưp cht trong axÅtylen:

• Kháng khÏ l¡ chÃt cÜ hi vƯ tâng khă nâng nọ ca nĩ, lừỡng khỏng khẽ cho
phÉp chưa ( 0,5 ... 1,5) %.

• Hỗi nừốc lĂm giăm nhiẻt ổ ca ngn lựa, óng thội nĩ cín khuyặch tn

vĂo vủng hĂn lĂm giăm nâng sut , cht lừỡng hĂn.

ã Hỗi a xÅtán : khi nhiỴt Åỉ c¡ng cao, Ÿp st khÏ trong bƯnh c¡ng thÃp ,
lõìng khÏ tiÅu thị c¡ng nhiËu thƯ lõìng a xÅtán cÜ trong a xÅtán c¡ng
nhiậu. Lừỡng hỗi a xtỏn cho phẫp lĂ 45 ... 50 g/m3. Nĩi chung hỗi a xtỏn
khỏng ănh hừờng ặn qu trệnh hĂn nhừng tâng nĩ ln thệ kháng kinh tỈ v¡
tän thÃt axÅtán lèn. Lõu û måi lÀn np khÏ axÅtylen cÀn bä sung axÅtán v¡o
bƯnh.

• Sú ho¡ tan cða axÅtyle v¡o axÅtán

B¶ng 4-3

oC -15 -10 -5 0 5 10 15 20 30

lÝt C2H2 /

l lÝt axeton

47 42 37 33 29 26 23 20 16

• PH3 chÃt n¡y Åõìc to th¡nh khi ph¿n huý CaC2, P2Ca3, P2Ca2 cÜ chưa
trong ÅÃt Å¿n v¡ tŸc dịng vèi nõèc theo cc phăn ửng :

</div>
(59)<div class='page_container' data-page=59>

ở nhiẻt ổ ( T = 100 - 200 oC ) PH3 dÍ bºt lùa, tú chŸy nÅn dÌ sinh ra nä. 
Chẽnh vệ thặ lừỡng PH3 cn phăi hưn chặ trong a xtylen khoăng 0.09% .
ã H2S lĂ cht cĩ hưi cho nn cn hưn chặ trong khoăng 0.08 - 1.5 %

c. Sú ho¡ tan cða a xtylen trong mổt sõ cht.

Axtylen cĩ khă nâng hoĂ tan trong 1 lÏt chÃt lÞng nhõ sau :
1 lÏt nõèc ho¡ tan 1,15 lÏt C2H2 
-/- be zen -/- 4,0 -/-
-/- du hoă -/- 5,7 -/-
-/- CH3CO OCH3(mÅtyn xÅtŸt) 14,8 -/-
-/- CH3COCH3 ( AxÅtán) 23,0 -/-

Khi ƠiỊu chƯ khÏ a xƠtylen sÂ Ơi qua nõỉc nƠn sú ho¡ tan C2H2 trong
nõỉc sÂ khâng cÜ lìi. chỵng ta cĂn chỵ û Ờ giăm bt sỳ hoĂ tan . Sỳ hoĂ
tan khẽ axƠtylen trong axƠtân Ơõìc ưng dịng nhiỊu trong câng nghiỴp nhm
tâng lừỡng khẽ C2H2 trong bệnh chửa, băo quăn, vºn chun khÏ a xƠtylen í
Ÿp st cao Ơõìc an to¡n. ŠÌ tiƯn h¡nh ho¡ tan C2H2 ngõĩi ta dïng băt xđp
thÊm õỉt axƠtân & cho v¡o bÖnh sau Ợ nĨn axƠtylen v¡o. Băt xđp cÜ tŸc
dòng ngân ngữa khă nâng pht trièn nụ; tâng khă nâng hoĂ tan C2H2.

d. Săn xut khẽ a xtylen

* Phừỗng php mổt: săn xut a xtylen tữ t n.

ŠÃt Å¿n l¡ chÃt rºn m¡u xŸm Åõìc chỈ tưo tữ CaC2 (cacbua can xy) 
bng cch nu chăy ÅŸ vái vèi than câc trong lÝ hã quang ÅiỴn vối nhiẻt ổ
khoăng 1900.2300 oC. Cỏng sut lí 50 ... 30 KW.

1 tÃn CaC2 cÀn 1965 KWh ( theo lû thut) .
Trong thúc tỈ cÀn :

3200 ... 2800 KWh/tÃn Åâi vèi lÝ 7500 ... 30 000 KW;
4000 ... 3200 -/- 1000 ... 7500 KW
7000 ... 4000 -/- < 1000 KW
1 tÃn CaC2 cÀn 950 ... 1000 kg CaO

600 ... 610 kg than câc ho»c than antraxit;
40 ... 70 kg khâi lõìng ÅiỴn cúc;

CaO + 3C = CaC2 + CO - 108 Kcal /(g mol)

56.08 36.03 64.1 28.01

1 kg CaC2 cÀn 56.08/64.10 = 0.875 kg CaO
cÀn 36.03/64.10 = 0.562 kg Cacbon C
Trong cáng nghiỴp cŸcbua can xi CaC2 cÜ chưa :

</div>
(60)<div class='page_container' data-page=60>

CaO = 25 ... 10 %

CŸc tp chÃt gãm cÜ : C, SiO2, MgO, Al2O3, CO2,... 
Qỵa trƯnh ph¿n h t n xăy ra theo phăn ửng:

CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2 + Q
64,1 36,032 26,036 74,096

Theo lý thuyÕt

1 kg CaC2 cÀn 36.032 / 64.10 = 0.562 kg nõèc;
26.036 / 64.10 = 0.406 kg C2H2
74.096 / 64.10 = 1.156 kg Ca(OH)2

ŠÃt Å¿n dÍ bÙ ph¿n huý trong khÏ Ám, ht c¡ng bÉ v¡ kháng khÏ cÜ Åỉ
Ám c¡ng cao thƯ nÜ c¡ng dÍ bÙ ph¿n huý.

Phăn ửng phn huý t n toă nhiậu nhiẻt nn lĂm nĩng khu vỳc phăn

ửng vĂ lĂm chy CaC2 to th¡nh vái tái Ca(OH)2.

VÖ thƯ trong thúc t trnh hiẻn từỡng qu nhiẻt vùng phăn ửng ngõĩi
ta cĂn dïng lõìng nõỉc nhiỊu hìn so vỉi tÏnh toŸn í trƠn.

1kg CaC2 cÀn 10 lẽt nừốc chử khỏng phăi 0.562 lẽt. 
Theo lû thut : 1 kg CaC2 thu Åõìc 372,5 lÏt C2H2

Thúc tỈ : 1 kg CaC2 thu Åõìc 235 - 285 lÏt C2H2 
Ht cacbua can xy c¡ng bÉ thƯ tâc Åỉ ph¿n h c¡ng cao . Nhõng lõìng
axtylen toă ra cĂng ẽt vệ cc hưt CaC2 b ph mổt lốp Ca(OH)2 . Cho nn
khi săn xt CaC2 cÀn chàn Åỉ ht thÏch hìp. NỈu lõìng nừốc chửa khoăng
20 % Ca(OH)2 thệ tõc ổ phn huý t n giăm xuõng rt nhiậu , ằc biẻt
khi ê nhiỴt Åỉ cao. Cho nÅn trong quŸ trƯnh săn xut axtylen cn phăi thay
ọi nừốc, luỏn xo trổn CaC2 vĂ tch Ca(OH)2 ra khịi vùng phăn ửng .

ë ÅiËu kiỴn P = 1.5 at, T >= 500 oC axÅtylen dÌ bÙ nä nn thùng
iậu chặ cn cĩ p sut nhị hỗn 1,5 at. Oxyd Åãng t©ng quŸ trƯnh ph¿n h
nä; Axtỏn + axtylen chì nọ khi p sut lốn hỗn 10 at;

Săn xut axtylen tữ ccbua can xy lĂ phừỗng php cóng kậnh, t
tiận, tiu hao nhiậu nâng lừỡng iẻn.

*Săn xut khẽ axtylen bng phừỗng php nhiẻt ph¿n khÏ tú nhiÅn
Th¡nh phÀn khÏ tú nhiÅn gãm cÜ :

CH4 97,80 %
C2H6C3H8 0,90 %
N2, CO2, 1,3 %
Nhiẻt phn khẽ tỳ nhin theo phăn öng:

2 CH4 + Q ---> C2H2 + 3 H2

So vối phừỗng phŸp điều chế C2H2 từ đất đèn thì Å¿y lĂ phừỗng phŸp r hn

</div>
(61)<div class='page_container' data-page=61>

c/ Săn xut khẽ C2H2 bng phn huý cc nhin liẻu lịng : nhừ du
lựa, du hoă, du xâng,...

e. Cc loưi khÏ chŸy khŸc & nhiƠn liỴu sø dịng Ờ h¡n

B¶ng 4-4
Butan C4H10 chŸy trong á xy cho nhiỴt Åỉ 2700 ... 2900 oC

H2 -/- 2400 ... 2600

CH4 -/- 2400 ... 2700

Than câc -/- 2100 ... 2300
KhÏ dÀu mÞ -/- 2600 ... 2800

CŸc loi khÏ trƠn do cÜ nhiỴt Ơư thÊp nƠn thõĩng sø dịng Ờ gia câng
bỊ m»t kim loi.

4.3 Ngän löa hµn
4.3.1 CÃu to ngàn lùa h¡n :

Ngăn lùa ca cc chất khẽ chy trong õxy kỵ thut toă ra ngn nhiỴt
lỉn. Ngn nhiỴt n¡y sø dịng Ờ gia câng & h¡n kim loi nƠn găi chung l¡
ngăn lùa h¡n.

Ngàn lùa h¡n Åõìc chia th¡nh 3 vïng : Nh¿n ngàn lùa, vïng trung
t¿m, vïng Åuái ngàn lùa.

H×nh 4-4 CÊu tạo của ngọn lữa hàn

3
2

1 - Nh¿n ngàn lùa 2 - Vïng trung t¿m 3 - Vïng Åuái cða ngàn lùa

HÖnh dŸng, kÏch thõèc v¡ cŸc loi ngàn lùa h¡n phị thc v¡o tý lỴ khÏ
áxy vèi cŸc loi khÏ chŸy khŸc.

2
2

H
C

O
khichay

o

V

V
V

V

=
=

β

VO2 - Lõìng khÏ áxy tiÅu hao ;
V KC - Lõìng khÏ chŸy tiÅu hao ;

</div>
(62)<div class='page_container' data-page=62>

Tuü thc v hỴ sâ β m¡ ta cÜ cŸc loi ngàn lùa h¡n khŸc nhau.

4.3.2 CŸc loi ngàn lùa h¡n :

a. Ngàn lùa bÖnh thõéng β = V

V

O

C H

2 2

= 1,10 - 1,2

CÜ t¡i liỴu β = V

V

O

C H

2 2

= 1,05 - 1,2

• Vïng nh¿n ngàn lùa khi h¡n xăy ra cc phăn ửng:
C2H2 ----> 2C + H2

2C2H2 ----> CH4 + 3C Khi T > 800 oC
CH4 ----> C + H2 Khi T > 1000 oC

Vïng n¡y cÜ nhiỴt Ơư sŸng chÜi , nhiỴt Ơư thÊp. Săn phm phn huý cĩ
chửa nhiu cc bon nn khâng dïng Ờ h¡n thĨp v¡ mưt sđ kim loi khŸc vƯ
mđi h¡n dÍ bÙ thÊm cŸc bon trí nƠn dÝn.

• Vïng trung t¿m ( Å¿y l¡ vïng chŸy kháng ho¡n to¡n)
C2H2 + O2 ----> CO +H2 + O

+ Vïng n¡y cÜ m¡u sŸng xanh; nhiỴt Åỉ cao; ( gn 3200 oC);

+ Săn phm chy ca vùng nĂy l¡ CO, H2, cÜ tÏnh ho¡n nguyƠn nƠn sø
dòng nÜ Ờ h¡n thĨp .

• Vïng Åuái cða ngn lựa (Vùng chy hoĂn toĂn)

Săn phm chyca vïng trung t¿m sÁ tiỈp tịc chŸy vèi á xy ca
khỏng khẽ theo phăn ửng :

2CO + H2 + 3/2 O2 ----> 2CO2 + H2O + Q
+ ê Å¿y cŸc bon bÙ chŸy ho¡n toĂn nn gi lĂ vùng chy hoĂn toĂn.
+ Săn phÁm chŸy chöa cŸc chÃt CO2, H2O nÅn cÜ tÏnh á xy hoŸ v¡ vƯ
thỈ gài l¡ vïng á xy hoŸ.

+ Vïng n¡y cÜ m¡u v¡ng tÏm ( n¿u sÁm) nhiỴt Åỉ thÃp.

b. Ngàn lùa á xy hoŸ :
β = V

V

O

C H

2 2

> 1.2

Khi hĂn xăy ra cc phăn ửng :

C2H2 + 3/2 O2 ----> 2CO + H2 + 1/2 O2
Sau Ợ chŸy tiƯp vỉi â xy cða khâng khÏ v¡ to nƠn:

2CO + H2 + 1/2 O2 + O2 ----> 2CO2 + H2O

- Vïng giùa cða ngàn lùa cÜ chöa 6 - 7 % O2 & 5% CO2 . Š¿y l¡
nhùng chÃt cÜ tÏnh á xy hoŸ nÅn gài ngàn lùa nŸy l¡ ngàn lùa á xy hoŸ.

- Nh¿n ngàn lùa nhÞ & ngºn ;

</div>
(63)<div class='page_container' data-page=63>

- Vïng Åuái nhÞ li v¡ cÜ m¡u sŸng xanh;

- Loi ngăn lùa n¡y sø dòng Ờ h¡n Ơêng thau (Cu + Zn) , cºt găt, l¡m
sch bỊ m»t .

c. Ngàn lùa cŸc bon hoŸ
β = V

V

O

C H

2 2

< 1,05 - 1,1

ê vïng giựa ỏ xy b chy hặt . Săn phm chy chưa nhiËu cŸc bon C
(th÷a cŸc bon) nÅn gài l¡ ngàn lùa cŸc bon hoŸ.

- Nh¿n ngàn lùa kÉo d¡i , nhºp vèi vïng giùa ;

- HÖnh dŸng ngàn lùa kháng än ÅÙnh , khÜ ph¿n biỴt giùa vïng giùa &
vïng nh¿n .

- Vïng Åuái cÜ kÏch thõèc lèn;

- øng dòng Ờ h¡n gang, tâi bỊ m»t, h¡n thĨp dòng cò, thĨp cao tđc, v¡
cŸc hìp kim cưng.

4.3.3 Sú ph¿n bâ nhiỴt cða cŸc ngàn lùa

HƯnh 4-5 Sú ph¿n bâ nhiỴt cða cŸc loi ngàn lùa

T oC

1 2

L, (mm)

</div>
(64)<div class='page_container' data-page=64>

2
1

Hình 4-6 Hình dáng các loại ngọn lữa hàn

1 -ngn lựa ỏ xy ho; 2- ngn lùa bÖnh thõéng; 3-ngàn lùa cŸc bon hoŸ;

4.4 ThiÕt bị hàn khí

Thiết bị hàn khí gồm có : Bình chứa khí ô xy, bình chứa khí axetylen hoặc
bình chế khí axetylen hoặc các bình chứa khí cháy khác (bình chứa khí metan, ...).
Van giảm áp bình ôxy, van giảm áp bình axetylen, khoá bảo hiểm cho bình chế khí
axetylen, mỏ hàn, mỏ cắt, ống dẫn khÝ vµ mét sè dơng cơ kÌm theo.

4.4.1 Bình chứa khí

Bình chứa khí đợc chế tạo từ thép các bon hay từ thép hợp kim bằng
phơng pháp dập (dùng cho các loại bình áp suất cao) hoặc hàn dùng cho bình có
áp suất thấp (b×nh chøa khÝ C2H2, NH3. B×nh chøa khÝ th−êng cã dung tích 40 lít.

Bình chứa khí ôxy có áp suất 100, 150 và 200 át . Các loại khí cháy nh hydro,
mêtan, nitơ, không khí nén có thể cho vào bình áp suất cao (100, 150, 200 át) riêng
bình chứa khí axetylen, amôniác NH3 phải cho vào bình có áp suất thấp. Bình chứa

</div>
(65)<div class='page_container' data-page=65>

4.4.2 B×nh chÕ khÝ :

Là loại thiết bị dùng để điều chế khí axetylen. Bình chế khí có dạng nh− hình 4-8 Bình

chÕ khÝ A X£TYLEN

4.4.3 Van giảm áp

ã Công dụng của van giảm áp

Van gim ỏp cú cụng dng giảm áp suất từ bình chứa xuống áp suất khi làm
việc và làm ổn định áp suất đó trong sut thi gian lm vic.

ã Phân loại van giảm áp : van giảm áp ôxy, van giảm ¸p axetylen, ...

</div>
(66)<div class='page_container' data-page=66>

Hình 47 Sơ đồ cấu tạo các loại bình chứa khí

</div>
(67)<div class='page_container' data-page=67>

Bình Điều chế khí axêtylen

30
3

27 26 25 24 2 22 2

20
19
18
17

16
15

1
1

12
11
1
9
8

7
6
5
4
3

2
1

C2H2

</div>
(68)<div class='page_container' data-page=68>

Các bộ phận chính của bình chế khí C2H2: (xem hình 4-8)

1. Van một chiều không cho không khí đi ngợc vào buồng phản ứng.
2. Van bảo hiểm (P < 1,5 at)

3. Vít vặn

4. Thanh ngang giữ nắp bình
5. Van x¶ khÝ

6. Nắp đạy

7. Đồng hồ đo áp suất trơng bình
8. Miệng ống đỗ n−ớc vào bình
9. Buồng chứa khí axetylen
10. Khố đóng mở khí Axetylen
11. Van giảm áp

12. Nắp đạy và màng bảo hiểm
13. Khoá bảo hiểm

14. Van mở khí đi ra mỏ hàn

15. Van kiểm tra mức nớc an toàn cho khoá bảo hiểm làm việc bình thờng
16. Van tháo nớc

17. ống dẫn;

18. Mức nớc trong buồng phản ứng;
19. Vách ngăn giữa 2 buồng;

20. Khí kế áp nớc

Van kiểm tra mùc n−íc trong khÝ ¸p kÕ n−íc;
21. Nắp tháo nớc vôi;

22. Múc treo gi cỏc bua khi không làm việc

23. Thanh ngang của giỏ các bua can xi CaC2;
24. Cử d−ới (mức d−ới) của đòn bảy khi hạ xuống;
25. Cơ cấu nâng hạ giỏ đựng các bua can xi
26. Đòn bảy;

27. MiƯng èng th¶i n−íc;

28. Van kiểm tra mực n−ớc trong bình chứa khí;
29. Giỏ chứa các bua can xi (đất đèn);

30. Quai cÇm cđa giá chøa cacbua can xi CaC2;
31. Buång ph¶n øng;

32. Èng dẫn khí từ buồng phản ứng ra buồng chứa;

Đặc tính kỹ thuật của bình chứa :

1. Khối lợng các bua can xi trong mỗi lần nạp : 3 kg

</div>
(69)<div class='page_container' data-page=69>

Sơ đồ nguyên lý van giảm áp kiểu nghịch

Hình 4-11 Sơ đồ nguyên lý van giảm áp kiểu nghịch

1 - đồng hồ đo áp suất trong bình chứa 2 - đồng hồ đo áp suất ra mỏ hàn, 
3 - lò xo giữ nắp van 4 - Màng đàn hồi

5 - lò xo điều chỉnh màng đàn hồi 6 - Vít điều chỉnh vị trí màng đàng hồi

Sơ đồ nguyên lý van giảm áp kiểu thuận (chiều ra của khí cùng chièu với chiều mở van)

KhÝ ra má hàn
Khí ra từ

bình

4
3

5
6
1

Khí ra từ
bình chứa

Khí ra mỏ hàn

</div>
(70)<div class='page_container' data-page=70>

4.4.3 Khoá bảo hiểm

a. Hiện tợng va đập ngợc hay hiện thợng cháy quặt lại của ngọn lữa.

Ngn la hn cháy ổn định sẽ đảm bảo sự nung nóng và làm nóng chảy đều
kim loại, q trình vận hành sẽ an toàn. Sự cháy ổn định của ngọn lữa phụ thuộc
vào tốc độ đi ra của hổn hợp với tốc độ cháy. Nếu tốc độ chảy lớn hơn tốc độ đi ra
của hổn hợp (khi áp suất trong bình chế nhỏ hơn bên ngồi) thì ngọn lữa có thể
cháy quặt lại vào phía trong mỏ hàn đến ống dẫn khí và vào đến bình chế khí; lúc
đó có kảh năng gây nổ bình đe doạ trực tiếp tính mạng ng−ời sử dụng. Hiện t−ợng
đó gọi là hiện t−ợng cháy quặt lại của ngọn lữa hay hiện t−ợng va đập ng−ợc.

nguyên nhân có thể là khi sử dụng bình chế khí có thể có hiện t−ợng áp suất trong
bình chế khí giảm và có thể xảy ra tr−ờng hợp nhỏ hơn áp suất bên ngoài mỏ hàn,
hoặc do đầu mỏ hàn bị nung nóng và cháy mịn rộng ra, ... kết quả là áp suất giảm ,
tốc độ ra nhỏ hơn tốc độ cháy. Khi sử dụng bình chứa khí thì áp suất trong bình
ln lớn hơn áp suất bên ngồi nên ngọn lữa hàn ln nằm ngồi mỏ hàn nên
khơng cần sử dụng khố bảo hiểm.

u cầu đối với khoá bảo hiểm : Đảm bảo ngăn cản và dập tắt hiện t−ợng
cháy quặt lại của ngọn lữa, có độ bền cao để chịu áp suất cao do quá trình cháy, dể
quan sát, dể vận hành bảo quản và sửa chữa, tiêu hao ít n−ớc,... Khố bảo hiểm có
nhiều loại hở, kín, khơ, ...

Sơ đồ ngun lý khố bảo hiểm kiểu kín (xem hình 4-9, 4-10 )

Khi lµm việc bình thờng, khí cháy (C2H2) đi từ bình chế khÝ qua van 5 ra má hµn.

Khi có hiện t−ợng va đập ng−ợc áp suất trong khoá bảo hiểm tăng lên làm đóng
van 5 lại, khí cháy khơng đi vào đ−ợc; khi áp lực do khí cháy trong khố bảo hiểm
cao thì màng 8 sẽ bị thủng tạo điều kiện cho khí cháy thốt ra ngồi (xem hỡnh
4-7, 4-9).

C2H2

Ngọn lửa
cháy quặt lại

</div>
(71)<div class='page_container' data-page=71>

C2H2
C2H2

Hình 4-10 Sơ đồ nguyên lý các loại khoỏ bo him kiu khụ

4.4.4 Mỏ hàn khí

Mị h¡n khÏ l¡ bæ phºn to nÅn ngàn lùa h¡n. Cáng suÃt, hÖnh dng,
kÏch thõèc cða ngàn lùa cÜ thÌ ÅiËu ch×nh theo u cÀu cða ngõéi sø dịng.
MÞ h¡n cÜ nhiËu loi & Åõìc ph¿n loi theo mỉt sâ Å»c ÅiÌm sau :

• Theo ngun lû truyËn khÏ chŸy trong buãng hän hìp :
- mị hĂn kièu hợt;

- mị hĂn kièu Å²ng Ÿp;

• Theo sâ ngàn lùa : Loi mỉt ngàn lùa v¡ loi nhiËu ngàn lùa;
• Theo cáng suÃt ngàn lùa :

- loi nhÞ 10 ... 400 lÏt/ h khÏ C2H2 
- Loi v÷a 400 ... 2800 -/-

- Loi lèn 2800 ... 7000 -/-

- vn n©ng ( h¡n , ct, hĂn văy, hĂn ấp, t nĩng, ...)
- ChuyƠn mân hoŸ ( ch× Ờ h¡n, ho»c ch× Ờ Ơđt nÜng, ... )
- Theo loi khÏ chŸy Ơõìc sø dịng : ( C2H2, H2, chÊt lÞng, ... 
a/ MÞ h¡n kiÌu Ơ²ng Ÿp

Là loại mỏ hàn có áp suất khí ơxy và axetylen đi vào mỏ hàn nh− nhau.
Sơ đồ nguyên lý của mỏ hàn ( xem hình 4-13 )

O2

Hình 4-13 Sơ đồ nguyên lý mỏ hàn kiểu đẳng áp

1 C2H2

</div>
(72)<div class='page_container' data-page=72>

b/ MÞ h¡n kiÌu hỵt

Sơ đồ ngun lý của mỏ hàn ( xem hình 4-14 )

</div>
(73)<div class='page_container' data-page=73>

Hình 4-14Sơ đồ nguyên lý mỏ hàn kiểu hút và đầu mỏ cắt

4.4.5 âng d¹n khÏ

</div>
(74)<div class='page_container' data-page=74>

Chặ tưo : bng văi lĩt cao su . Sõ lốp văi vĂ chiậu dĂy lốp cao su phị thc Ÿp
st khÏ khi h¡n. Šâi vèi khÏ chŸy P < 3 at ( Ÿp suÃt dõ); P O2 < 10 at

ũỗng kếnh trong : d = 5.5 ; 9.5; 13; mm
ngo¡i : D = 17.5 ... 22 mm
ChiÌu d¡y lêp cao su bËn trong S > 1 mm

Hình 4-15 Hình dáng ống dẫn khí hàn bằng cao su lót vải

4.5 Công nghƯ hµn khÝ

4.5.1 CŸc vÙ trÏ cða mâi h¡n trong khỏng gian : ( từỗng tỳ nhừ khi hĂn hã
quang).

4.5.2 CŸc loi mâi h¡n : ( Nhõ khi h¡n hã quang).

4.5.3 ChuÁn bÙ vºt h¡n vĂ vt liẻu hĂn :

ã Vt mẫp theo yu cÀu, l¡m sch mÉp h¡n,...

• ChuÁn bÙ thuâc h¡n, khÏ h¡n, chàn que h¡n hìp lû vË kÏch thõèc v¡
th¡nh phÀn hoŸ hàc, ...

• H¡n Ớnh mp cn hĂn vi khoăng cch L = 300 ... 500 mm, chiỊu
d¡i mđi h¡n l = 20 ... 30 mm

Mối hàn đính

</div>
(75)<div class='page_container' data-page=75>

4.5.4 Cc phừỗng php hĂn khẽ

a - Phừỗng php hĂn phăi

Hình 4-17 Phừỗng php hĂn phăi

1 - Que hĂn; 2 - u mị h¡n; 3 - Ngàn lùa h¡n; 4- VÅt hàn

Que hĂn chuyèn dch sau mị hĂn, qu trệnh hĂn dch chuyèn tữ tri
qua phăi nn gi lĂ hĂn phăi. Khi hĂn ngn lựa hừống vậ mõi hĂn cung cÃp
nhiỴt bä sung cho nÜ nÅn tâc ổ nguổi chm ngân căn sỳ tc dũng ca khỏng

khÏ xung quanh. ChÏnh vƯ vºy m¡ chÃt lõìng h¡n tõt . Phừỗng php nay phù
hỡp cho loưi mõi h¡n cÜ chiËu d¡y S > 5 ... 6 mm.

b/ Phừỗng php hĂn tri.

Vhàn
2

Vhàn

3
4

5
2

4
1

Hỡnh 4-18 Sơ đồ nguyên lý ph−ơng pháp hàn trái

1 - Que h¡n; 2 - ŠÀu mÞ h¡n ; 3- Ngàn lùa h¡n;
4 - Vïng mâi h¡n; 5 - Kim loi cỗ băn;

</div>
(76)<div class='page_container' data-page=76>

tiặt mịng ( vệ cn chuyèn ổng chẽnh xc. Phừỗng php nĂy hao phẽ nhiậu
kim loi do bºn toÉ nhiËu m¡ kháng Åõìc bä sung.

4.5.5 ChỈ Åỉ h¡n khÏ :

Gãm gÜc nghiÅng mÞ h¡n, Åõéng kÏnh que h¡n,cáng suÃt ngàn lùa,
gÜc nghiÅng que h¡n . GÜc nghiÅng mÞ hĂn cĩ ănh hừờng rt lốn ặn cỏng
sut ngn lùa, chÃt lõìng mâi h¡n. GÜc nghiÅng mÞ h¡n phị thuổc chiậu dĂy
vt hĂn, tẽnh dạn nhiẻt ca kim loưi hĂn, nhiẻt ổ nĩng chăy ca kim loưi hĂn.
Vẽ dũ : óng cĩ tẽnh dơn nhiẻt cao nn gĩc nghing mị hĂn vĂo
khoăng 60 - 80 ổ. Chệ d chăy nn gĩc nghing mị hĂn ẽt khoăng 10 ổ.

a - Gĩc nghing mị h¡n khi h¡n thÉp

80o, S> = 15 mm

40o, S< =3-5mm

45o

60o, S<

=7-1-50o, S< =5-7mm

30o, S<1-3mm

20o, S<1mm

HÖnh 4-19 Sỗ ó sỳ phũ thc gâc nghiÅng mÞ h¡n vèi chiËu d¡y vºt
h¡n.

S - l¡ chiËu d¡y cða vºt hĂn.

b/ Gĩc nghing que hĂn : khoăng 45 Åæ

c/ Šõéng kÏnh que h¡n :

S <= 15 mm d = S/2 + 1 mm ( h¡n trŸi)

d = S/2 (hĂn phăi)

S >= 15 mm d = 6 ... 8 mm

</div>
(77)<div class='page_container' data-page=77>

Khi h¡n thÉp :

V C2H2 = ( 120 ... 150 ). S lÏt/ h hĂn phăi

= ( 100 ... 120 ). S -/- h¡n trŸi

Khi hĂn óng cĩ tẽnh dạn nhiẻt cao:

VC2H2 = ( 150 ... 200).S lÏt/ h ( khi hĂn phăi)
= ( 120 ... 150).S lÏt/ h ( khi hĂn tri)

4.5.6 Kỵ thut hĂn khẽ

ŠÌ trŸnh hiỴn tõìng cŸc bon hoŸ, khi h¡n khỏng nn cho vt hĂn tiặp
xợc vối nhn ngn lùa. ŠÌ trŸnh á xy hoŸ lỵc ÅÀu cÀn ÅiËu chình ngn lựa cĩ
hẻ sõ : β = 1.05 ... 1.1

Phừỗng php chuyèn ổng que hĂn vĂ u mị hĂn phị thc vÙ trÏ mâi h¡n
trong kháng gian, chiËu d¡y vºt h¡n, v¡ cŸc kiÌu gÉp h¡n.

4.6 C¾t kim lo¹i b»ng khÝ

Cºt kim loi b±ng khÏ l¡ sú Ơđt chŸy kim loi b±ng dÝng oxy cºt Ờ to
nƠn cŸc âxyd , dõỉi tŸc dòng cða Ÿp suÊt dÝng oxy cºt cŸc âxyd n¡y bÙ thôi Ơi
vĂ tưo thĂnh rănh ct.

4.6.1 Phn loưi cc phừỗng phŸp cºt:

B±ng tay Ỉ Theo Åõéng th²ng,

cong , theo ừỗng bt

kỹ

Ỉ Cºt tŸch réi

Cºt KL b±ng khÏ B±ng mŸy Ỉ theo Åõéng th²ng,
theo mÁu
Ỉ Cºt bË m»t Ỉ B±ng tay Ỉ Khoan, kht,

l¡m sch bË
m»t;

Bng my bĂo , gt,tiẻn,

</div>
(78)<div class='page_container' data-page=78>

2/ Sỗ Åã quŸ trƯnh cºt kim loi b±ng khÏ

O2

C2H2

2
1

Hình 4-20 Sơ đồ nguyên lý quá trình cắt kim loại bằng ngọn lữa hàn 
khí

1- VËt c¾t 2- Đầu mỏ cắt 3 - Dòng ôxy cắt

CŸc giai Åon cºt kim loi b±ng khÏ:

• Giai oưn mổt nung kim loưi ặn nhiẻt ổ chŸy;

• Cho dÝng á xy cºt Åi v¡o , qu trệnh ỏ xy ho xăy ra mănh liẻt vĂ tưo nn
lốp văy sºt.

• Dõèi tŸc dịng cða Ÿp st dÝng ỏ xy ct 5 ... 14 at cc săn phÁm chŸy (
cŸc áxyd ) bÙ thäi Åi v¡ tưo nn rănh ct.

3- iu kiẻn ct kim loưi bng khẽ

ã Nhiẻt nĩng chăy ca kim loưi vt hĂn phăi ln hỡn nhiẻt chy ca
kim loưi ;

ã Nhiẻt nĩng chăy ca kim loưi phăi nhị hỡn nhiẻt nĩng chăy cða â
xid kim loi Ợ nƯu khâng thÖ to thĂnh õ xid khĩ chăy, khõng cĩ chăy
loăng, căn trớ sỳ chy vĂ sỳ ct;

ã xid kim loưi phăi cĩ tẽnh chăy loăng cao dè dĂng b thụi i vĂ tưo
thĂnhrănh ct.

ã Nhiẻt lừỡng sinh ra khi kim loưi chy trong díng õxy ct phăi duy
trệ quŸ trƯnh chŸy liƠn tịc;

vÏ dị :

</div>
(79)<div class='page_container' data-page=79>

1/3 -/- do phăn ửng ỏ xy hoŸ kim
loi

Khi cºt vºt cÜ S = 30mm thƯ 1/3 ngn nhiỴt sinh ra do ngàn lùa khÏ
2/3 -/- do phăn ửng ỏ xy ho kim loưi

S = 100 mm 10% -/- do ngàn lùa;

90% -/- do phăn ửng ỏ xy hoŸ
Sú ph¿n bâ nhiỴt nhõ sau:

23 % nung nÜng xý;
36 % tän thÃt nhiỴt;

41 % nung nĩng kim loưi cỗ băn

ã Cn hưn chặ mổt sõ cht gy căn trờ qu trệnh ct ( vÏ dò nhõ to ra nhùng
á xyd khÜ chăy, sẻt, dè nửt, ...(Cc bon, Cr tưo nn Cr2O3,Si tưo nn
SiO2 khĩ chăy,...)

Vẽ dũ khi :

C > 0.3 % mÉp cºt dÌ bÙ tỏi, ổ cửng tâng, cĩ thè b nửt nặu khỏng
nung nĩng sỗ bổ trừốc khẽ ct. Khi C > 0.7 % thƯ quŸ trƯnh cºt rÃt khÜ kh©n.

Mn <= 6 % khỏng ănh hừờng ặn qu trệnh ct;
Si <= 4 % -/-

Cr > 6% cÀn sø dòng thuâc cºt;

Ni < 35% nỈu C , 0.5% thƯ cºt dÌ d¡ng;

ã Hưn chặ mổt sõ cht tâng tẽnh tỏi cða thÉp ( Mo, W, ...)

Nhõ vºy ch× cÜ thp cc bon lĂ m băo cc iu kiẻn trn nƠn dÌ cºt nhÊt.
Šđi vỉi thĨp hìp kim,thĨp cŸc bon cao,thĨp crâm, gang, nhâm, Ơêng,... trõỉc
khi cºt cn phăi nung nĩng hoằc dùng thuc ct ừỡc dÌ d¡ng.

NhiỴt Åỉ chŸy cða mỉt sâ chÃt:

Fe 1155 oC ThÉp 0.90 %C 1320 oC

ThÉp Ct3 1350 oC ThÉp 0.25 %C 1210 oC

Băng 4-5 Nhiẻt ổ nĩng chăy ca mổt sõ cht

Kim loưi Tnc Oxid Kim loai Tnc

Al 658 Al2O3 2050

V 1750 V2O3

V2O4

V2O5

1970
1637
658

W 3370 WO2

WO3

</div>
(80)<div class='page_container' data-page=80>

Fe 1533 FeO
Fe3O4

Fe2O3

1370
1527
1565

Co 1490 CoO 1810

Si 1414 SiO2 1710

Mn 1250 MnO

Mn3O4

1785
1560
Cu 1080 Cu2O

CuO

1230
1336

Mo 2622 MoO3 795

Ni 1452 NiO 1990

Cr 1550 Cr2O3 990

Ti 1727 TiO2 775

Mg 680 MgO 2800

4 - ThiỈt bÙ cºt kim loi b±ng khÏ:

ThiỈt bÙ cºt kim loi b±ng khÏ củng giõng nhừ hĂn khẽ, chì thay mị hĂn
bng mị ct mĂ thỏi. Sỗ ó cu tưo mị ct cĩ thè mỏ tă trên hình 4-14

Yu cu õi vối mị ct

ã ăm băo ct ừỡc tt că cc hừống;

ã Phăi cĩ tý lẻ thẽch hìp giùa kÏch thõèc lä hän hìp nung nÜng v¡ díng ỏ xy
ct;

ã Mị ct phăi cĩ khoăng cch thẽch hỡp n tay cm ăm băo an toĂn khi
lĂm viẻc

ã Cĩ thè ÅiËu ch×nh Åõìc dÝng á xy cºt v¡ cáng st ngàn lùa ;

5 - Cáng nghỴ cºt kim loi b±ng khÏ

QuŸ trÖnh cºt kim loi b±ng khÏ v¡ chÃt lõìng cºt phị thc v¡o cŸc
u tâ sau Å¿y: Kh¿u chuÁn bÙ bË m»t vºt cºt; Šæ tinh khiỈt cða á xy; Cáng
st ngàn lùa ( lõìng khÏ á xy tiÅu hao cho quŸ trƯnh cºt); Kặt cu mị ct;
Nhiẻt ổ nung nĩng sỗ bổ; Khoăng cch tữ mị ct ặn bậ mằt vt ct;

a. ChuÁn bÙ bË m»t vºt cºt

• L¡m sch chÊt bÂn,dĂu mí, g×, oxid,... b±ngcŸch dïng ngăn lùa nung nĩng
lĂm sưch.

ã Nu thp ơ tõi thệ phăi nhiẻt luyẻn trừc khi ct( ram : nung n 600 oC
sau lĂm ngui giăm ưng st bƠn trong) nƯu khâng nhiỴt lun thƯ
ưng suÊt khi tâi cưng vỉi öng suÊt khi cºt sÂ l¡m cho KL bÙ nưt.

</div>
(81)<div class='page_container' data-page=81>

• Šâi vèi thÉp hìp kim ho»c cŸc bon cao cn nung nĩng sỗ bổ vối nhiẻt ổ
ừỡc tẽnh theo cáng thöc :

T nnsb= 500. CtÅ ( 1 + k.S ) - 0.45 (oC)

Trong Ợ : T nnsb - nhiỴt Ơư nung nêng sì bư
CtƠ - lõìng cŸc bon tõìng Ơõìng;
S - ChiỊu d¡y vºt cºt mm;

k - hẻ sõ tẽnh ặn ănh hừờng chiËu d¡y cða vºt cºt;
k = 0.0002

C tÅ <= 0.45 -kháng cÀn nung nÜng
C tÅ > 0.45 cÀn nung nÜng

CtÅ = %C + 0.155(%Cr +%Mo) + 0.11(%Mn +%V) + 0.11%Si

+0.45(%Ni +%Cu)

b- Lõìng khÏ tiÅu hao cÜ thÌ tham khăo theo băng sau

Bảng 4 - 6

S mm 3-5 5-25 25-50 50-100 100-200 200-300

Q m3 /h 3 6 10 15 26 40

Lõìng khÏ tiÅu hao phị thc chiËu d¡y cºt, trng thŸi bË m»t vºt cºt,
Åỉ tinh khiỈt cða díng ỏ xy.

c- Khoăng cch tữ mị ct ặn vºt cºt h

h L

Hình 4 - 21 Sơ đồ biểu diển khoảng cách từ đầu mỏ cắt đến vật cắt (h)

Khi cºt vºt cÜ chiË d¡y bÉ :

h = (L + 3) mm; ( ti vïng n¡y cÜ nhiỴt Åỉ cao max)
L - chiËu d¡i nh¿n ngàn lùa;

Khi cºt thĨp d¡y Ờ trŸnh sú quŸ nhiỴt v¡ sú bºn toĨ cða kim loi lÞng
v¡o ƠĂu mÞ ct ; khoăng cch h cn phăi ln hỡn

</div>
(82)<div class='page_container' data-page=82>

d - Tâc Åæ cºt :

- Cĩ ănh hừờng nhiậu ặn cht lừỡng mõi ct;

- Tõc ổ ct phăi từỗng ửng vối chiậu dĂy vºt cºt (tâc Åæ á xy hoŸ kim
loi theo tâc Åæ chŸy cða kim loi).

- Khi cºt b±ng tay khÜ xŸc ÅÙnh vºn tâc cºt vƯ tâc Åỉ kháng än ÅÙnh;
- khi cºt b±ng mŸy vºn tâc cºt Vc Åõìc tÏnh theo cáng thưc :

Vc = 16.6/ t mm/s
Vc = 1000/ t mm/phỵt
t = 1.25 + 0.025 S

Théi gian cºt mæt mÉt vºt cºt tÏnh b±ng phỵt, S- chiËu d¡y vºt cºt tÏnh b±ng
mm)

6 Kỵ thut ct kim loưi bng khẽ

a - Nung nÜng & l¡m sch vºt cºt b±ng ngàn lõa h¡n.
b - Chàn gÜc nghiÅng mÞ cºt khi bºt ÅÀu quŸ trƯnh
• Khi cºt vºt dĂy ta phăi ct dn cho ặn khi ct thng

• Khi cºt vºt theo Ơõĩng trÝn trƠn tÊm thĨp cĂn Ơưt ho»c khoan lơ trõỉc Ờ
tao nn rănh ct .

ã Khi ct vt cĩ tiặt diẻn trín thệ phăi thay ọi hừống ct nhừ hệnh v 4-20

H-4-22 Kỹ thuật cắt vật tròn

2
1

7 - HiỴn tõìng trÌ cða quŸ trƯnh cºt .

Khi cºt kim loi b±ng khÏ do sú truyỊn nhiỴt khâng Ơêng ƠỊu nƠn to
th¡nh r¬nh cºt khâng ƠỊu t÷ m»t trƠn ƠƯn m»t phÏa dõỉi cða tÊm kim loi . Šư
sai lỴch theo hõỉng cºt Ợ găi l¡ sú trÌ cða quŸ trƯnh cºt.

</div>
(83)<div class='page_container' data-page=83>

6 - Mỉt sâ chỵ û khi cºt kim loi b±ng khÏ

• Khi cºt kim loi cÜ S < 2.5 mm mẫp ct thừộng dè b chăy nn khoăng
cch tữ vt ct ặn mị ct phăi lốn hỗn;

ã Khi ct kim loưi cĩ chiậu dĂy lốn p sut díng ỏ xy ct phăi lốn 12 ... 14 at
phăi nung nĩng sỗ bỉ t÷ 250 - 300 oC ho»c 300 - 500 oC;

• Khi cºt thÉp cÜ chiËu d¡y S < 30 mm mÞ cºt nen nghiÅng mỉt gÜc 20 ...
30 ổ so vối phừỗng thng dửng;

</div>
(84)<div class='page_container' data-page=84>

Chơng 5 Hàn điện tiếp xúc

5.1 Quá trình hình thành mối hàn khi hàn áp lực

5.1.1. Cấu tạo bề mặt kim loại

Để hai hay nhiều chi tiết liến kế lại với nhau thì cần áp lực lớn để ép cho
khoảng cách giữa cac kim loại bằng một thông số mạng, có nghĩa là đủ để tạo
nên mối liên kết giữa các nguyển tử của kim loại này liên kết với nguyên tử của
kim loại kia nhờ lực hút và lực đảy giữa chúng. Song trong thực tế điều này thực
hiện rất khó vì cấu tạo bề mặt kim loại rất phức tạp, gồ ghề, không phẳng, thêm
vào đó có nhiều chất bẩn

2 3

Hình 5-1 Sơ đồ cấu trỳc b mt kim loi

1. Bề mặt thô; 2. BỊ mỈt tÕ vi (micro); 3. BỊ mỈt siêu nhỏ (Ultramicro)

Lớp oxyd kim loại

Lớp không khí bị kim loại hấp thụ
Lớp hơi nớc bị kim loại hút vào

Lớp nguyên tử ở dạng tự do cha cân bằng

Lớp bị kim loại bị biến dạng

</div>
(85)<div class='page_container' data-page=85>

5.1.2 Quá trình hình thành mối liên kÕ hµn khi hµn tiÕp xóc

Hàn tiếp xúc là một trong các ph−ơng pháp hàn áp lực. Thực chất quá
trình hàn tiếp xúc là một quá trình dịch chuyển các phần tử kim loại này tiến sát
vào kim lkoại kia cho đến khi khoảng cách giữa chúng bằng một thông số mạng
a = (3 - 5) x 10 -8 cm. Chúng ta đã biết cấu trúc của kim loại là cấu trúc mạng 
tinh thể. Khí khoảng cách giữa chúng bằng một thơng số mạng thì giữa 2 kim
loại đó sẽ xuất hiến lực tác dụng ty−ởng hổ giữa chúng tạo nênb mối liến kết
kim loaị bền chắc. Sự hình thành mối liên kết này có thể mơ tả theo 3 giai đoạn
sau:

• Giai đoạn 1 : Chi tiết 1 và chi tiết 2 khơng hồn tồn tiếp xúc với nhau trên 
toàn bộ bề mặt mà chỉ xảy ra tyại một số điểm nào đó.

• Giai đoạn 2 : Khi có nguồn nhiêtỵ nung nóng thì các chất bẩn bị phá huỷ, 
đồng thời với lực ép tăng lên sẽ làm tăng tiết diện tiếp xúc; xuất hiện những
hạt tinh thể chung , hay nói cách khác bắt đầu đã có những mối liên kết kim
loại.

• Giai đoạn 3 : Khi lực ép tăng đạt giá trị nhất định thì diẹn tích tiếp xúc tăng 
lên gần bằng 100 %, khi đó kim loại đạt mối liên kết bền chắc.

Hình 5-3 Sơ đồ sự hình thành mối liên kết khi hàn tiếp xúc 
P2

P1
2

a - Giai đoạn 1; b. giai ®o¹n 2; c. Giai ®o¹n 3 P2 >P1

5.3 Đặc điểm của hàn điện tiếp xúc

1. Hai kim loại luôn tiếp xúc nhau nên bảo vệ không cho không khí bên
ngoài xâm nhạp vào vùng mối hanf, vì vậy chất lợng mối hàn cao.
2. Điện trở tiếp xúc giữa kim loại - kim loại, kim loại - điện cực nhỏ

</div>
(86)<div class='page_container' data-page=86>

3. Thời gian hàn yêu cầu phải nhỏ (cở vài giây)

4. Nguồn nhiệt cung cấp cho vùng hàn đợc tính theo c«ng thøc :
(cal)

Q= 0 24, I2Rt

I - c−ờng độ dịng điện tính bằng A
R - điện trở vùng tiếp xúc (ôm)
t - thời gian hàn tính bằng giây
5. Điện áp hàn nhỏ Uh = 1 - 5 vôn

6. Công suất của máy hàn lớn (đến 1000 KVA

7. Dòng điện hàn lớn có thể đến 50.000 đến 100.000 ampe

8. Có thể cơ khí hố và tự động hố q trình hàn nên năng suất cao
9. Nh−ợc điểm là máy hàn phc tp v giỏ thnh cao

5.4 Phân loại hàn tiếp xúc

Theo dạng mối hàn : Hàn tiếp xúc điểm
Hàn tiếp xúc đờng

Hàn tiếp xúc giáp mối

Theo nguồn điện Máy hàn dòng xoay chiều

Máy hàn dòng 1 chiều

Máy hàn dòng điện xung

Máy hàn dòng tần số cao

Máy hàn dòng tần số thấp

Theo điện cực Máy hàn 2 điện cựu

Máy hàn nhiều điện cực

Máy hàn điệnc cực giả

5.5 Hàn tiếp xúc giáp mối

Lực ép khi hàn
Lùc kĐp

chỈt P2

P
P

Lùc kĐp
chỈt P2

Hình 5-4 Sơ đồ nguyên lý máy hàn tiếp xúc giỏp mi

Khung trong của máy hàn bao gồm các bộ phận :

ã Ngun in hn (1) H thống đièu khiển công tắc tơ (2), Công tắc (3)
• Cơ cấu thay đổi điện áp hàn (4), Máy biến áp hàn (5)

6 - Khung ngoµi của máy hàn bao gồm các phần :
ã Cuén thø cÊp;

</div>
(87)<div class='page_container' data-page=87>

• Bé phËn tạo lực ép khi hàn

5.6 Các phơng pháp hàn điện tiếp xúc giáp mối : 
ã Hàn điện trở

ã Hàn ép - chảy (hàn ép chảy liên tục, hàn ép chảy gián đoạn)

5.6.1 Hàn điện trở

Quá trình hàn đợc thực hiện theo thức tự :
1. Ðp s¬ bé cho 2 chi tiÕt tiÕp xóc nhau;

2. Cho dịng điện có c−ờng độ lớn đi qua bề mặt tiếp xúc, nhờ có dịng
điện mà vùng mối hàn đ−ợc nung nóng đến trạng thái dẽo (nhiệt độ
nhỏ hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại cơ bản).

3. Giai đoạn dập - tác dụng lực mạnh để 2 chi tiết dính chắc vào nhau.
4. Giữ nguyên trạng thái ép, ngắt điện và làm nguội.

Chó ý :

• Do thêi gian hàn nhỏ th = 0,5 - 10 giây nên tiết diện chi tiết hợp lý vào
khoảng <= 1000 mm2.

• áp lực dập khi hàn khoảng 1,5 - 3 KG/mm2 đối với thép các bon thấp

I P

tnung
I

Thêi gian hµn

Thêi gian Ðp
T Ðp s¬ bé

T, thêi hgian

Hình 5-5 Sơ đồ biu din cỏc chu k hn

5.6.2 Hàn ép chảy liên tục

Quá trình hàn đợc thực hiện theo thứ tù

1. Cho dòng điện đi qua bề mặt tiếp xúc và nung nóng vùng hàn đến nhiệt
độ cao (sẽ có nóng chảy cục bộ)

</div>
(88)<div class='page_container' data-page=88>

Chú ý : Phơng pháp này không cần nung nóng kim loại; nó chỉ phù hợp với 
các chi tiÕt cã tiÕt diÖn nhá

P
I

Thêi gian hµn
P

T, thêi hgian

Hình 5-6 Sơ đồ biểu diển dòng điện và áp lực khi hàn ép chảy liên tục

5.6.3 Hµn ép chảy gián đoạn

Hỡnh 5-7 S nguyên lý quá trình hàn ép chảy gián đoạn

1 2 3

1- Lớp kim loại nóng chảy trên bề mặt khi kim loại tách xa nhau 
2- Lớp kim loại nóng chảy khi kim loại tiếp tục tiếp xúc nhau 
3- Lớp kim loại bắn toé

Có 3 giai đoạn trong quá trình hàn :
ã Giai đoạn nung nóng vật hàn

ã Giai đoạn nóng chaỷ đều một lớp trên bề mặt mối hàn
• Giai đoạn dập - ép

</div>
(89)<div class='page_container' data-page=89>

các chất bẩn sẽ bắn toé và bay ra khỏi vùng hàn. Quá trình này lập đi lặp lại
cho đến khi nung nóng chảy đề bề mặt vựng mi hn.

b. Giai đoạn 2 : Xuất hiện một lớp kim loại lỏng trên bề mặt vật hàn. Lớp chất
bẩn này sẽ bị bắn toé và bay đi khỏi vùng hàn; tạo điều kiện cho vËt hµn tiÕp
xóc tèt.

c. Giai đoạn 3 : dập - ép lúc này nguồn nhiệt tăng lên đột ngột, lớp kim loại lỏng
bị ép và bắn toé ra ngoài mang theo các chất bẩn và lớp oxit trên bề mặt vật
hàn tạo điều kiện cho quỏ trỡnh liờn kt bn chc.

Đặc điểm :

1. Không cần làm sạch vật hàn trớc khi hàn;
2. Cho phép hàn các chi tiết có tiết diện lớn;
3. Nhợc điểm :

ã Khú kim tra cỏc q trình nung nóng, hàn, ....
• Hao tốn nhiều kim loại do q trình bắn t
• Khó tự động hố;

• Khi hàn các kim loại khác nhau sẽ có các chất l−ợng khơng tốt
do nung nóng khơng đồng u.

5.6.4 Công nghệ hàn tiếp xúc giáp mối

a. Chuẩn bị vật hàn : Chọn tiết diện vùng tiếp xúc giữa 2 chi tiết cho hợp lý,

không có sự chênh lệch quá lớn gây nên ứng suất,... Làm sạch chi tiết trớc khi
hàn.

b. Chn ch độ hàn :

C−ờng độ dòng điện hàn (Ih) Lực ép khi hàn (lực dập) (P)

Thời gian hàn(t) Chiều dài vật liệu bị ngắn lại hay chiều dài chồn (L)
Bảng 5-1

DiƯn tÝch
tiÕt diƯn

Mật độ
dịng điện J

t L P

mm2 A/mm2 s mm KG/mm2

25
50
100
200
160
140
0,6
0,8
1,0

3 + 3
4 + 4
5 + 5

1 - 2

250
500
1000
90
60
40
1,5
2,5
4,5

6 + 6
9 + 9
12 + 12

1 - 2

Lùc chån : PdËp = K. S.

σ

ch.
S - DiÖn tÝch tiÕt diÖn mm2.

</div>
(90)<div class='page_container' data-page=90>

5.7 Hàn tiếp xúc điểm

Khái niệm : Hàn tiếp xúc điểm là phơng pháp hàn áp lực mà các chi tiết đợc 
hàn nối với nhau theo từng điểm riêng biệt.

Phân loại : Hàn điểm có thể có các phơng pháp

Phân loại : Hàn tiép xúc diểm 1 phía; hàn tiếp xúc điểm 2 phía và hàn tiếp xúc 
điểm bằng điện cực giả.

5.7.1 Sơ đồ nguyên lý hàn tiếp xúc điểm

b. c.

Hình 5-8 Sơ đồ nguyên lý các ph−ơng pháp hàn điểm 
a - Sơ đồ hàn điểm 2 phía b - Sơ đồ hàn điểm 1 phía

c - Sơ đồ hàn điểm bằng điện cực giả;

5.7.2 Quá trình hàn điểm th−ờng diễn ra qua 4 giai đoạn : 
a Sơ đồ hàn điểm:

• Giai đoạn các chi tiết đ−ợc ép sơ bộ nhằm giảm điện trở, tăng c−ờng độ dịng
điện, tăng nhiệt độ nung nóng, tránh q nhiệt và sự bắn toé của kim loại
vùng điểm hàn. Giai đoạn này nung kim loại đến khi hình thành nhõn ca
im hn núng chy.

ã Giai đoạn 2 : tăng lực ép, diện tíc tiếp xúc tăng, kích thớc của nhân điểm hàn
tăng lên; lớp hổn hợp im loại nóng chảy bị xáo trộn và có sự phân bố lại; quá
trình biến dạng dẽo tiếp ỵuc xảy ra.

ã Giai on 3 : Ngt dịng điện nh−ng vẫn duy trì áp lực thêm một thời gian để
đảm bảo cho mối hàn dính chắc

ã Ngắt áp lực và lấy vật hàn ra.

</div>
(91)<div class='page_container' data-page=91>

P
I

t
P, I

Hình 5-9 Sơ đồ đóng ngắt dịng điện và lực ép.

Ngn nhiƯt khi hµn : Q = 0,24 I2Rt
R = 2 x R §C-KL + 2 RKL + R TX.
R KL = ρ.1

S R §C-KL = 0,2 R TX.

( RTX là đại l−ớng lớn nhất trong số 3 đại l−ợng trên.

I Q

R t m
H =

0 24, . .

m =1 - 1, 1 Khi hµn thÐp;
m = 1,2 - 1,4 khi hàn nhôm

m - l h s tính đến sự thay đổi điện trở trong q trình hàn.

Tổng nguồn nhiệt Q đ−ợc tính theo cơng thức :

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4.

Q1- Nhiệt lợng nung nóng điểm hàn với kích thớc bằng kích thớc mặt
tiếp xúc của điện cực với vật hàn.

Q2 - Nhiệt lợng nung nóng vùng xung quanh điểm hàn
Q3 - Nhiệt lợng nung nóng điện cực

Q4 - Tổn thất nhiệt do bức xạ và trun nhiƯt ra xung quanh.

IH DDH

T
= (120 170− )

DDH - Kích thớc ( đờng kính) điểm hàn (mm)
DDH = 2 S + 3 mm S ChiỊu dµy kim loại hàn
T - Điện trở suất của kim loại vật hàn

b. Bng mt s ch hàn đặc tr−ng :

B¶ng 5-2

VËt liƯu S J I P SB

Ðp s¬ bé

th PdËp td

mm A/mm2 A KG/mm s KG/mm s

§ua-ra 0,8+0,8
1,2+1,2

24.000
27.000

</div>
(92)<div class='page_container' data-page=92>

3 + 3 880 21 0,20 51 0,04
CT31

CT38

1 + 1
3 + 3

700
200

22
15

0,14
0,26

-
30

-
0,06
Chó ý :

• Khi hàn có dịng điện nhỏ thì gọi là chế độ hàn mềm, lúc này thời gian hàn
lớn.

• Khi Ih nhỏ thì gọi là chế độ hàn cứng, thời gian hàn nhỏ.

• Nếu Thàn < Tnc, thì trong tổ chức hạt kim loại không có rổ khí và những khuyết
tật nh thiÕu hơt, ... nh−ng tỉ chøc h¹t lín, cã khi bị ngậm xỷ nên làm cho
mối hàn kém dẽo.

ã Đối với hàn có nhân nóng chảy thì sau khi kết tinh sẽ có lõm co.

• Lực dập có tác dụng cho mối hàn đặc chắc, chặt, nên sau khia ngắt dòng điện
chúng ta cần giữ áp lực thêm một thời gian nữa cho kim loại kết dính chắc
hơn.

c. §iƯn cùc hàn :

a. Yêu cầu phải cứng, bền nhiệt, chịu nhiệt và chống ăn mòn ; dẫn ®iƯn vµ dÉn
nhiƯt tèt.

b. Vật liệu điện cực đ−ợc chế tạo từ hợp kim đồng:Cu+Sn, Cu + Cr + Cd + Sn.
c. Khi làm việc yêu cầu phải làm mát để đảm bảo độ bền cần thiết cho điện cực

khi làm việc ở nhiệt độ cao và áp lực cao.
d. Sơ cu to ca in cc :

Nớc làm mát

Hỡnh 5-10 Sơ đồ cấu tạo điện cực ca mỏy hn im

Các dạng đầu điện cực khi hàn ®iĨm

</div>
(93)<div class='page_container' data-page=93>

5.8 Hµn ®−êng :

5.8.1 Khái niệm : Là một phơng pháp hàn tiếp xúc tơng tự hàn điểm nhng 
các điểm hàn đợc nối liền nhau tạo thành đờng hàn nên gọi là hàn đờng.
Khi hàn đờng , điện cực hàn đuợc thay thế bằng bánh xe điện cực và lăn
theo đờng hàn.

5.8.2 Phm vi ng dng hn các chi tiết mỏng, các kết cấu trong công nghệ chế 
tạo ôtô, thùng dầu, ... từ các loại vật liệu khác nhau nh− thép, đồng nhôm,
manhê, ...

5.8.3 Sơ đồ nguyên lý máy hàn đ−ờng

3 1

Hình 5-12 Sơ đồ nguyên lý máy hàn đ−ờng

1 - Nguồn điện hàn 2 - Hệ thống ®iỊu khiĨn chu kú hµn

3 - Cơng tắc tơ; 4 - Các phích cắm để thay đổi điện áp cuộng sơ cấp; 
5 - Máy biến áp hàn

6 - Khung ngoài của máy hàn đy−ờng bao gồm : cuộn thứ cấp, dây dẫn điện đề 
vật hàn, cơ cấu kẹp chi tiết, bánh điện cc hn.

5.8.4 Phân loại các phơng pháp hàn đờng :

Hàn liên tục : Vật hàn chuyển động liên tục với vận tốc khơng đổi. 
• Ln cho dịng điện đi qua vùng mối hàn;

• Ph−ơng pháp này đơn giản nh−ng chi tiết bị nung lâu nên dễ bị q
nhiệt, điện cực chóng mài mịn v h hng.

Hàn gián đoạn :

ã Chi tiết dịch chuyển liên tục;

ã Dũng in i qua vùng mối hàn gián đoạn theo từng khoảng thời gian
nhất định (1/10 giây, 1/100 giây, ...

</div>
(94)<div class='page_container' data-page=94>

ã Chi tiết hàn đợc dịch chuyển gián đoạn;

ã Tại những vị trí bánh xe dừng thì ta cho dòng điện đi qua vùng mối
hàn.

• B−ớc hàn phụ thuộc chiều dày (S), lực ép .
Một số thơng sơ đặc tr−ng :

• Đờng kính điện cực D = 40 - 350 mm

ã Bớc hàn h = 1,5 - 4,5

</div>
(95)<div class='page_container' data-page=95>

Chừỗng 6 Khut tËt cđa mèi hµn

và các phơng pháp kiểm tra

6.1 Chất lợng của mối hàn

6.1.1 - Nhựng yặu tõ ằc trừng cho chÃt lõìng cða mâi h¡n:

• Cỗ tẽnh cða mõi hĂn (Åổ bận, Åổ dÁo, Åổ dai va Åºp, độ cứng, ...)
• Šổ tin cy ( chc chn);

ã Sõ lừỡng khuyặt tt có trong mối hàn;

ã Tọ chửc kim loưi vïng mâi h¡n & vïng cºn mâi h¡n;
• Khă nâng chõng ân mín ; Khă nâng vn hĂnh;

6.1.2 - Cc yặu tõ ănh hừờng ặn cht lừỡng mõi hĂn .

Yặu tõ cỏng nghẻ Yặu tõ kết cấu và vn hĂnh

Vt liẻu hĂn Kim loưi cỗ băn

Thiặt bÙ HÖnh dng mâi h¡n

Kh¿u chn bÙ ŠiËu kiỴn vºn h¡nh

QuŸ trƯnh hĂn Phừỗng php và hẻ thõng kièm tra

ŠÙnh mưc ÅŸnh giŸ

ChÃt lõìng mâi h¡n

Šổ tin cºy Khă nâng lĂm viẻc Khuyặt tºt
độ chắc chắn Độ bền và kết cấu kim loai

Hình 6-1 Sơ đồ những yếu tố ảnh h−ởng đến chất l−ợng mối hàn

6.2 Khut tËt cđa mèi hµn

6.2.1. Khuyặt tt mang tẽnh luyẻn kim (Chy, phn lốp kim loi, nưt, ... )

</div>
(96)<div class='page_container' data-page=96>

6.2.2- Khut tt do lắp rp :

ã Gĩc vt qu to ho»c quŸ nhÞ, gÜc vŸt kháng ÅËu , ...

• MÉp h¡n kháng ÅËu, phÀn nhá cða mâi h¡n quŸ lèn ho»c quŸ bÉ...
• Khe hê quŸ lèn ho»c quŸ bÉ;

• Hai mÉp tÃm kim loưi ằt lẻch nhau;

ã LĂm sưch mẫp hĂn khỏng tõt , cĩ nhựng vặt lòm, vặt ct, vặt xừốc ...

6.2.3 - Khuyặt tt do sai lẻch hệnh dưng và kẽch thừốc :

ã Khụng m bảo kích th−ớc của mối hàn : phÀn lói cða mõi hĂn khỏng
Åăm băo;

• ChiËu rỉng cða mâi h¡n kháng ÅËu;
• Cnh cða mâi h¡n gÜc kháng ÅËu;

6.2.4 Khut tºt bÅn ngo¡i mâi hĂn:

ã Khõng ợng kẽch thừc băn v;

ã Khỏng thoă măn yu cu kỵ thut nht lĂ tiặt diẻn mõi hĂn; Bậ mằt mõi
hĂn khỏng bng phng theo chiậu dĂi và chiậu rổng, nọi văy sn sùi,
cong vnh, ...

ã Kim loưi chăy trĂn ra cŸc phÏa v¡ kháng ngÃu ; (xem H. 6-2)

Hình 6-2

ã Cĩ vặt lõm ờ kim loưi mối hàn; ( xem H. 6-3)

Hình 6-3

ã Chăy thng ờ giựa ừộng hĂn (xem hình 6-4).

Hình 6-4

ã Khỏng nĩng chăy ậu mẫp hĂn theo chiËu d¡i, theo hai phÏa cða mâi

h¡n (xem H. 6-5).

H×nh 6-5

</div>
(97)<div class='page_container' data-page=97>

Hình 6-6

ã Khuyt tt y v mằt Åõi diẻn mõi hĂn (khơng ngấu, khơng đều,...;

H×nh 6-7

6.2.5- Khuyặt tt bn trong mõi hĂn:

ã Rọ khẽ ( xem H.6-8) Rổ khí rải rác (a)và rổ khí tập trung thành nhóm (b)

Hình 6-8 a/ Rổ khí rải rác b/ Rổ khí tập trung

ã Ngºm xý : (xem H. 6- 9 )

H×nh 6-9

• Mâi h¡n bÙ nưt ngang, dàc, theo chiËu s¿u , ...

H×nh 6-11

6.2.6 Th¡nh phÀn vµ tä chưc kim loi mâi h¡n kháng Åt yÅu cÀu;

NguyÅn nh¿n :

• Khâng tu¿n th ợng quy trệnh cõng nghẻ;
ã Khõng chn ợng vt liẻu hĂn;

ã Khõng chn ợng phừỡng phŸp h¡n vµ chƯ Ơư h¡n;

</div>
(98)<div class='page_container' data-page=98>

6.3 Các phơng pháp kiểm tra khuyết tật mối hàn

6.3.1 Kièm tra bng phừỗng php khỏng ph huý .

1- KiÌm tra bÅn ngo¡i b±ng mºt nhƯn, b±ng Åo Åc kÏch thõèc, ...

2- KiÌm tra quy trƯnh cáng nghỴ .

3- KiÌm tra chÃt lõìng chn bÙ h¡n ( Vºt h¡n, que h¡n, thuâc h¡n, khÏ
h¡n, mŸy h¡n)

4- KiĨm tra khut tËt bªn trong mối hàn bằng các máy dò khuyết tật :
ã Dùng máy dò khuyết tật bằng siêu âm ;

• Dùng tia γ , X để chụp ảnh;
• Kiểm tra bằng bột có nhiềm từ ,
• Kiểm tra bằng thép đo phóng xạ ...
5 - Kièm tra Åổ kẽn cða mõi hĂn :

• KiĨm tra b±ng khÏ nÉn cïng vối giy thứ ; hoằc bỗm khẽ nẫn vĂo rói thă
xuõng nừốc vối p sut P = 4at; t = 5 .. 10 phợt.

ã KiÓm tra b±ng nõèc; nõèc cïng cŸc chÃt thÃm thÃu nhõ phÃn ... KiĨm tra

Hình 6-12 Sơ đồ kiểm tra mối hàn bằng giấy thử hoặc bột phấn

GiÊy thö
KhÝ nÐn 99%

NH3 1%

b±ng dÀu ho»c cŸc chÃt thÃm thÃu khŸc; théi gian phị thc chiËu d¡y vºt h¡n .
• KiĨm tra b±ng th lúc cÜ P = (1-2 ) Plv (Ÿp st l¡m viỴc ) vối

t = 30... 60 phợt

ã Kièm tra bng siu m. Phừỗng php nĂy ửng dịng cho chi tiỈt cÜ chiËu
d¡y S >= 20 mm. SÜng siÅu ¿m trong mái trõéng Å¡n hãi cÜ cŸc
giŸ trÙ f = 0.8; 1.8; 2.5; 3.5; mHz

</div>
(99)<div class='page_container' data-page=99>

bæ thu phŸt . Loưi my phăn lưi cĩ hai loưi cĩ bổ thu ring & khỏng cĩ bổ thu
ring. Sỗ ó kièm tra bng siu m nh hình :

Các phơng pháp kiểm tra khuyết tật bằng bức xạ nhiệt (tia X, tia gamma, tia beeta,
chïm n¬ tron, Phép đo phóng xạ, bức xạ, phép nghiệm phóng xạ (thể hiện trên màn hình)

Chiậu dĂy S = 1 ... 500 mm

Hình 6-13 Sơ đồ nguyên lý kiểm tra bằng siêu âm

Máy khuyếch đại sóng
Nguồn phát xung điện

KÏch thõèc khut tºt min = 0.01 ... 0.02 mm
6.3.2 KiÌm tra bng phừỗng php ph huý:

1- Kièm tra bng cŸch khoan xŸc suÊt t÷ng Ơon Ờ xem xĨt;
2- KiÌm tra tơ chưc tƯ vi;

3- Kièm tra tọ chửc kim từỗng; cắt thành từng mẫu kim loại , mài ,
đánh bóng, sau đó soi các tổ chức d−ới kính hiện vi.

4- Ph¿n tÏch th¡nh phÀn hoŸ hàc; kiÌm tra bng quang phọ, ...
5- Kièm tra bng phừỗng php thứ kẫo, nẫn, va p,

6.4 Các phơng pháp giảm ứng suất cho mối hàn.

ã Trừốc khi hĂn phăi thiặt kặ kặt cu hĂn hỡp lỷ, giăm cưnh ca mõi hĂn gĩc,
giăm nguón nhiẻt trn ỗn v chiậu dĂi Q/Vh.

ã To ưng st ngõìc dÃu ;

• Chàn thử tỳ hĂn hỡp lỷ;

ã Giăm lừỡng biặn dưng trong qu trệnh nung nĩng, giăm lừỡng kim loưi nĩng
chăy; giăm biặn dưng do co rợt.

ã Bđ trÏ cŸc mđi h¡n Ơđi xöng Ờ khø bị ửng suất lạn nhau;
ã Dp p ngay sau khi hĂn;

ã Nhiệt luyện mối hàn :

• Ph¿n bâ li ưng st b±ng cŸch nung nÜng cịc bỉ ;

• Ram mâi h¡n; ( khi ram cao thệ giăm khoăng 80-90 % ửng sut dõ;
T = 550 ... 680 oC

</div>
(100)<div class='page_container' data-page=100>

Théi gian nung = 2...3 gié ( cho thÉp cŸc bon + HKim thp)
ứ ng dũng phừỗng php cỗ nhiẻt , nung b±ng ngàn lùa h¡n ÅỈn 150 ... 200 oC

VÕt nøt cđa mèi hµn

1/ H¡n thÉp hìp cÜ cỗ sờ nận lĂ Cr-Ni

- Vặt nửt xăy ra trong quŸ trÖnh h¡nê vïng mâi h¡n & cºn mâi h¡n;
- -/- nhiỴt lun;

- -/- vºn h¡nh ê nhiỴt Åỉ cao,Ÿp st cao,
- -/- trong mái trõéng cÜ ¨nh hõêng xÃu ;
- VỈt nưt cÜ thÌ cÜ cŸc loi :

+ Ngang, dàc;

+ BÅn trong, bÅn ngo¡i mâi h¡n,
+ KÏch thõèc lèn, nhÞ ;

- Sú to th¡nh vỈt nưt phị thc :
+ Lúc tŸc dịng,

+ CŸc nh¿n tâ lun kim : NhiỴt ph¿n bâ kháng ÅËu khi nung nÜng
v¡ khi l¡m nguæi;

+ Do co ngÜt kim loi ;

+ Do kim loi n±m trong miËn dÝn l¿u T= 1400 ... 1200 oC , δ = 0;
σ1260 = (0.5 ... 0.6 ) σb;

+ MÃt cŸc bon do to th¡nh cŸc bÏt;

+ VƯt nöt do tºp trung öng suÊt ; ( khi h¡n cÜ tÊm Ỡm, khi h¡n giŸp mđi
m¡ khâng ngÊu, khi h¡n vỉi cŸc tÊm gĨp,

1- BiỴn phŸp khºc phịc khi h¡n thÉp Cr-Ni
ã Giăm Fe, MnS, NiS lĂ nhựng cht d chăy;
ã LĂm sưch S, Pb, Sn, trong lòi que hĂn;

ã SÊy que h¡n vỉi nhiỴt Ơư 250 ... 300 oC trong 1 giĩ;
• CĂn chăn que h¡n cĩ pha pherẽt khoăng (2 ... 5) %;

</div>

gt hàn « thư viện trường cao đẳng nghề tiền giang

%δ

σ

σ

= (60-80V)

I

I

=

<i>U</i>

<i>U</i>

<i>e</i>

<i>U</i>

=

=

+

-

=

φ

= φ

+ φ

.

φ

=

.φ

.= φ

+φ

.

φ

=

.φ

.= φ

+φ

.

=

φ

φ

φ

φ

=

+

+

e

e

= ω.

. φ

.

+ ω.

. φ

E

= ω.

. φ

≈ 4,44.f

.φ

. E

≈ 4,44.fW

.φ

.

≈ 4,44.f

.φ

. E

≈ 4,44.fW

.φ

.

<i>E</i>

<i>E</i>

4

,

44

.

<i>f</i>

.

<i>W</i>

.

<i>U</i>

=

+

≈

<i>W</i>

<i>K</i>

<i>W</i>