Tải bản đầy đủ

BAI GIAMG MD 18 SUA t8 2010

Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Bài 1: Những kiến thức cơ bản khi hàn MIG, MAG
I. Mục tiêu của bài
Sau khi học xong bài này ngời học sẽ có khả năng:
- Giải thích đúng nguyên lý, công dụng của phơng pháp hàn MIG, MAG.
- Trình bày đầy đủ các loại khí bảo vệ, các loại dây hàn.
- Liệt kê các loại dụng cụ, thiết bị dùng trong công nghệ hàn MIG, MAG.
- Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn MIG, MAG.
- Trình bày đầy đủ mọi ảnh hởng của quá trình hàn hồ quang tới sức khoẻ
công nhân hàn.
- Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xởng.
II/ Nội dung
1. Nguyên lý hàn MIG, MAG
1.1. Nguyên lý hàn MIG
m

Dây hàn

Bộ đẩy
dây


Chụp
khí
ống tiếp
điện
Khí bảo
vệ

DCE
Hồ quangP
hàn

Kim loại cơ
bản

Sơ đồ nguyên lý hàn MIG/ MAG

Hàn MIG là chữ viết tắt của Metal Inert Gas Arc nghĩa là Hàn hồ quang
trong môi trờng khí trơ với điện cực nóng chảy. Hàn MIG là phơng pháp tạo hồ
quang giữa kim loại hàn và dây hàn trong môi trờng khí trơ nh khí Argon (Ar)
hoặc Hêli (He). Đây là phơng pháp hàn bán tự động, dây hàn đợc đa vào vũng hàn
liên tục nhờ một bộ phận đẩy dây (cấp dây), dây hàn là loại dây đặc có chất lợng
Nguyễn Thành Hng

1


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

và thành phần tơng tự nh kim loại hàn và không cần thêm chất khử, khí trơ không
phản ứng với kim loại nóng chẩy và bảo vệ vùng hàn khỏi không khí rất tốt. Khi
hàn các kim loại dễ bị ôxy hoá nh nhôm và hợp kim nhôm, nên sử dụng khí trơ.
Khi hàn thép không gỉ, dùng hỗn hợp khí Argon với 2% ôxy sẽ làm cho hồ quang
cháy ổn định và vẫn giữ đợc hoạt động làm sạch của khí trơ (nếu sử dụng Ar
nguyên chất, hồ quang cháy không ổn định). Khi hàn thép hợp kim thấp có thể sử
dụng hỗn hợp khí CO2 và Ar . Dây hàn nóng chẩy và chuyển dịch dạng tia ở dòng
điện hàn cao, hình dạng mối hàn đẹp với độ ngấu sâu dạng ngón tay và bắn toé
kim loại ít. Tuy nhiên ở dòng điện hàn thấp, chuyển dịch kim loại lỏng là chuyển
dịch dạng cầu, mức độ bắn toé nhiều hơn. Do đó, do đó phơng pháp hàn MIG xung
đợc phát triển, cho phép dòng điện hàn tăng định kỳ với hệ thống chuyển dịch tia

thậm chí ngay cả khi hàn với dòng điện thấp.
1.2. Nguyên lý hàn MAG
Tơng tự nh hàn MIG. Hàn MAG đợc viết tắt từ cụn từ tiếng Anh Metal Active
Gas welding
Metal: Kim loại
Active: Tích cực
Gas: Khí
Trong phơng pháp hàn này dây hàn (điện cực) liên tục đợc đẩy vào vũng hàn
nhờ cơ cấu cấp dây hàn, trong khi đó dòng điện hàn truyền từ nguồn điện hàn qua
bép hàn để làm nóng chảy dây hàn và kim loại cơ bản. Để tránh bị ôxy hoá và Nitơ
hoá kim loại mối hàn, dùng khí CO 2 hoặc hỗn hợp khí Argon và CO 2 cung cấp
xung quanh vùng hàn để bao bọc và bảo vệ ngăn không cho không khí bên ngoài
xâm nhập vào kim loại mối hàn. Phơng pháp này đợc gọi là phơng pháp hàn hồ
quang trong môi trờng khí bảo vệ và là phơng pháp hàn bán tự động. Tuỳ theo từng
loại klhí bảo vệ nh 100 % CO2 , hỗn hợp khí Ar + CO 2 > 5% đợc dùng (thông thờng dùng 80% Ar + 20% CO 2). Khi dùng 100% CO2 thi gọi là phơng pháp hàn
hồ quang CO2, nếu dùng Ar + CO2 thì đợc gọi là phơng pháp hàn hồ quang khí bảo
vệ hỗn hợp, có tác động tăng chất lợng mối hàn và giảm sự bắn toé kim loại lỏng.
Khi tốc độ gió 2m/ sec sẽ gây ra sự sâm nhập của không khí vào vũng hàn.
2. Vật liệu hàn MIG, MAG
Nguyễn Thành Hng

2


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

2.1. Khí bảo vệ
Các khí bảo vệ dùng cho hàn bao gồm khí trơ, khí hoạt tính và hỗn hợp của
chúng.
2.1.1. Khí trơ
Khí trơ là khí không tác động đối với các phản ứng hoá học và hầu nh
không hoà tan trong kim loại . Đó là khí đơn nguyên tử mà các nguyên tử của
chúng đợc bao bọc bởi các màng điện tử, nhờ vậy tính trơ hoá của chúng càng đ ợc
đảm bảo. Argon (Ar), Heli (He) và hỗn hợp của chúng là những khí trơ dùng cho
hàn.
- Argon
Argon là khí không cháy và không gây nổ. Nhờ nặng hơn không khí Argon
bảo tốt bể hàn. Theo tiêu chuẩn của các nớc SNG (GOST 10157-62) Argon tinh
khiết có 3 loại: A, B và C ( bảng 1-1). Độ ẩm đối với Argon dạng khí của 3 loại
không đợc quá 0.03 g/m3.
Argon loại A: dùng cho hàn và nấu luyện các kim loại hoạt tính và hiếm
( Titan, Zirconi, Noibi) và các hợp kim của chúng, và cho hàn các sản phẩm đặc
biệt quan trọng trong giai đoạn kết thúc của sự chế tạo.
Argon loại B: dùng cho hàn và nấu luyện các hợp kim cơ sở nhôm và mage,
và các hợp kim khác nhạy với các tạp chất của các khí hoà tan trong kim loại, bằng
điên cực nóng chảy và điện cực Wonfram không nóng chảy .
Argon loại C: dùng cho hàn và nấu luyện các hợp kim crom, niken chống gỉ
và bền nhiệt, các thép hợp kim và nhôm sạch .
Bảng 1-1 Thành phần khí Argon (GOS 10157) % khối lợng

Lợng khí
Argon

A
99,99

B
99,96

C
99,90

Oxy

0,003

0,005

0,005

Nitơ
0,01
0,04
0,01
Argon đợc bảo quản và vận chuyển trong các bình liền khối. Trong bình dới
áp suất 150 at chứa khoảng 6m 3 Argon dạng khí. Bình chứa Argon đợc sơn đen ở
phần dới và sơn trắng ở phần trên. ở phần trên có in chữ Argon sạch .
- Heli
Nguyễn Thành Hng

3


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Cũng nh Argon, Heli là khí trơ, nhng khác Argon ở chỗ Heli nhẹ hơn nhiều
và nhẹ hơn cả không khí. Vì vậy việc bảo vệ vùng hàn bằng Heli khó khăn hơn và
đỏi hỏi lợng khí tiêu thụ lớn. So với Argon, Heli đảm báo sự đốt nóng vùng hàn
mạnh hơn nhờ građien sụt áp trong hồ quang. Theo tiêu chuẩn MPTY51 -77 - 66
Heli đợc bảo quản và vận chuyển trong các bình liền khối dới áp suất 150 at. Các
bình Heli đợc sơn màu nâu và in chữ trắng Heli. Heli có trong không khí nhng
với lợng nhỏ. Heli có nhiều trong các khí thiên nhiên.
Heli đợc chia làm hai loại: Hêli độ sạch cao và Heli kỹ thuật.
Bảng 1-2 Thành phần khí heli (MPTY51 77 - 66) % khối lợng

Lợng khí
Heli (không nhỏ hơn)

Heli độ sạch cao
99,985

Heli kỹ thuật
99,8

Hiđro (không lớn hơn)

0,0025

0,06

Nitơ (không nhỏ hơn)

0,005

0,12

Ôxi (không nhỏ hơn)

0,002

0,005

Hiđrocacbonat(không nhỏ hơn)

0,003

0,005

Neon (không nhỏ hơn)

0,002

0,005

Điểm sơng (không cao hơn)

-500C

-500C

2.1.2. Khí hoạt tính: Các khí hoạt tính là các khí có khả năng bào vệ vùng hàn khỏi
sự sâm nhập của không khí và tác dụng hoá học với kim loại hàn hoặc hoà tan lý
học trong nó.
Cacbonic (đioxit cacbon - CO2)
Là khí không mầu, độc, nặng hơn không khí. Dới áp suất 760mm Hg và ở
nhiệt độ 00C tỷ trọng của khí cacbonic bằng 1,97686 G/l, lớn hơn tỷ trọng không
khí 1,5 lần. Khí cacbonic hoà tan tốt trong nớc. Khí cacbonic có tỷ trọng thay đổi
mạnh khi nhiệt độ thay đổi. Do vậy nó đợc tính theo khối lợng chứ không phải
theo thể tích. Khi hoá hơi 1 kg cacbonic lỏng trong các điều bình thờng (760
mmHg, 00C), tạo đợc 509 lít khí cacbonic.
Khí cacbonic đợc bảo quản và vận chuyển ở trạng thái lỏng trong các bình
thép hoặc thùng chứa cách nhiệt. Trong các bình thép khí cacboníc ở áp lực tới 150
at. Bình cacbonic đợc sơn màu đen và in chữ CO2 màu vàng. Mỗi bình tiêu

Nguyễn Thành Hng

4


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

chuẩn với dung tích 40 lít chứa đợc 25 kg khí cacbonic lỏng; khi bay hơi lợng
cacbonic lỏng này tạo 12600 lít.
Rỗ bọng trong mối hàn là trở ngại đầu tiên khi sử dụng khí cacbonic làm môi
trờng bảo vệ. Rỗ xuất hiện bởi sự sôi của kim loại bể hàn khi đông đặc do sự thoát
oxit cacbon (CO). Nhợc điểm này đợc khắc phục khi sử dụng dây hàn chứa lợng
lớn Silic, nhờ vậy khí cacbonic đợc ứng dụng rộng rãi trong sản xuất hàn.
Lu ý:
Khí cacbonic không đợc chứa dầu khoáng, glixerin, hyđrrosunfua, các axit
clohyđric, sunfuaric và nitric ancol, ete, các axit hữu cơ và amoniac. Ngoài ra,
trong các bình khí cacbonic hàn không đợc chứa hơi nớc. Hơi khí có trong khí
cacbonic có thể gây rỗ và làm giảm tính dẻo của mối hàn.
Độ ẩn của khí tăng ở các giai đoạn đầu và cuối của quá trình sử dụng khí
trong bình, có thể gây các khuyết tật của mối hàn. Để giảm độ ẩm trong khí, trên
đờng đi tới vùng hàn khí cacbonic cần đợc sấy. Để gom khí ẩm thiết bị sấy đợc
chứa đầy clorua canxi, silicagen hoặc các chất hút ẩm khác.
Khi xả khí từ bình, do sự tiết lu và hấp thụ nhiệt của khí cacbonic lỏng, khí bị
nguội và có thể đóng băng làm tắc van giảm áp
CO2 dùng để hàn phải đạt yêu cầu sau:
Lợng khí không dới 99,5%
Trạng thái tự do không chứa hơi nớc
Lợng hơi nớc không vợt quá 0,18 g/1m3 khí
2.1.2. Hỗn hợp khí: Hỗn hợp khí ngày càng đợc sử dụng rộng rãi hơn vì chúng có
những u điển nhất định.
- Hỗn hợp khí cacbonic và oxy có ứng dụng rông rãi trong công nghiệp khi
hàn thép xây dựng cacbon thấp và hợp kim thấp.
- Các hỗn hợp khí trơ bao gồm các khí Argon và Hêli. Nhờ có tỷ trọng lớn
hơn heli các hỗn hợp này bảo vệ bể hàn tốt hơn hêli. Đặc biệt hỗn hợp chứa 70%
Ar và 30% He có các tính chất bảo vệ rất tốt. Tỉ trọng của nó gần bằng tỉ trọng
không khí . Để hàn các kim loại hoạt tính ngời ta sử dụng hỗn hợp chứa 60-65%
He còn lại là Ar. Mặc dù các hỗn hộp khí trơ đắt hơn nhiều so với khí argon nhng
vẫn đợc sử dụng nhiều bởi cờng độ toả nhiệt lớn của hồ quang trong vùng hàn.
Nguyễn Thành Hng

5


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Các hỗn hợp khí với thành phần yêu cầu thông thờng đợc sản xuất bằng cách
trộn các khí từ trong các bình chứa riêng nhờ các máy trộn đặc biệt
- Các hỗn hợp khí trơ và khí hoạt tính ngày càng có ứng dụng rộng rãi trong
sự hàn với điện cực nóng chẩy các thép bởi tính u việt của chúng: tốc độ phản ứng
hoá học đối với kim loại bể hàn nhỏ hơn so với các khí hoạt tính; tính ổn định của
hổ quang cao hơn; sự di chuyển kim loại điện cực qua hồ quang thuận lợi hơn. So
với khí Ar sạch, các hỗn hợp khí trơ và khí hoạt tính có u điểm hơn khi hàn các
thép xây dựng. Khi hàn thép xây dựng trong khí Argon vị trí vết catôt trên mặt chi
tiết không ổn định , kết quả mối hàn hình thành xấu.
- Trộn vào argon một lợng không lớn ôxy hoặc khí ôxy hoá khác cải thiện rõ
rệt tính ổn định của hồ quang và chất lợng tạo hình của mối hàn. Sự có mặt của
oxy trong môi trờng hồ quang tạo sự di chuyển giọt nhỏ hơn của kim loại điện cực.
Điều này có đợc là nhờ sự tác dụng bề mặt linh hoạt của oxy đối với sắt và hợp
kim của nó. Oxy chủ yếu chỉ hoà tan trên bề mặt và làm giảm đáng kể sức căng bề
mặt của nó. Kết quả các giọt kim loại riêng lẻ đợc tạo thành dễ dàng hơn và kích
thớc của chúng giảm. Vì vậy khi hàn thép ngời ta không sử dụng argon mà sử dụng
các hỗn hợp của argon với oxy và khí cacbonic: Ar - O2, Ar - CO2, Ar - CO2 - O2 .
Hỗn hợp argon-hyđrô (tới 20 % H2) đợc sử dụng khi hàn microplasma. Sự có
mặt của hyđro trong hỗn hợp đảm bảo sự nén của hồ quang plasma, làm cho nó
nhọn hơn, tập trung hơn. Ngoài ra trong một số trờng hợp hiđrro tạo trong vùng
hàn môi trờng hoàn nguyên cần thiết.
Bảng 1-3 Một số loại khí thờng dùng để hàn MIG và hàn MAG (Theo tiêu chuẩn DIN)
Thành phần khí bảo vệ
100% Ar

Kí hiệu (DIN 32 526)
I1

Vật liệu hàn
Kim loại phi sắt thép

50% Ar + 50% He
97% Ar + 3% CO2

I3
M1.1

Thép hợp kim cao, thép

97% Ar + 3% O2
82% Ar + 18% CO2

M1.2
M2.1

không rỉ
Thép không hợp kim và hợp

87% Ar + 10% CO2 + 3% O2

M2.2

kim thấp

92% Ar + 8% O2
100% CO2

M2.3
C

Bảng 1-4 ảnh hởng của khí trộn đến sự ổn định của hồ quang và tạo hình mối hàn

ảnh hờng tới
Nguyễn Thành Hng

Ar + 18% CO2

Loại khí bảo vệ
Ar + 8% O2

CO2
6


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Chiều sâu ngấu
Chiều rộng độ ngấu
Độ nhấp nhô bể mặt
Tạo xỉ
Bắn toé
Tạo bọt khí

Vẩy mịn
ít
ít
ít
Hồ quang ngắn

Vẩy rất mịn
Trung bình
Rất ít
Trung bình
Hồ quang ngắn

Vẩy thô
Nhiều
Gia tăng
Rất ít
Hồ quang ngắn

Các loại hồ quang có

Hồ quang dài

Hồ quang dài

Hồ quang dài

thể

Hồ quang TB

Hồ quang TB

Hồ quang xung

Hồ quang xung

2.2. Dây hàn.
Trong hàn bán tự động dây hàn là phần kim loại bổ sung vào mối hàn đồng
thời đóng vai trò điện cực để gây hồ quang và duy trì sự cháy hồ quang.
Theo tiêu chuẩn của GOST 2246- 60 (của Liên bang Nga), các dây hàn kéo
nguội dùng để hàn có đờng kính (0,312) mm. Chúng đợc quấn thành cuộn có đờng kính trong (100 200) mm tơng ứng với khối lợng (5 80) kg. Trong đó dây
dùng để hàn bán tự động có đờng kính (0,3 2,0) mm với khối lợng (5 25) kg.
Các cuộn dây hàn đợc bảo quản, bao gói để chống gỉ và đợc tráng một lớp
đồng .
Dây hàn gồm hai nhóm: Dây hàn bột (dây hàn lõi thuốc) và dây hàn đặc.
2.2.1. Dây hàn để hàn trong khí bảo vệ
Khi hàn trong môi trờng khí bảo vệ, sự hợp kim hoá kim loại mối hàn cũng
nh các tính chất yêu cầu của mối hàn thực hiện chỉ thông qua dây hàn. Do vậy
những những đặc tính của quá trình công nghệ hàn phụ thuộc vào rất nhiều vào
tình trạng và chất lợng của dây hàn. Khi hàn trong môi trờng khí bảo vệ CO2 thờng
sử dụng dây hàn có đờng kính 0,3 2,0 mm.
Sự ổn định của quá trình hàn cũng nh chất lợng của liên kết hàn phụ thuộc
nhiều vào tình trạng bề mặt dây hàn. Để đảm bảo các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật cho
công việc hàn, ngời ta chú ý nhiều đến phơng pháp làm sạch dây hàn. Một trong
những cách để giải quyết là sử dụng dây hàn có mạ đồng.
Dây hàn có mạ đồng sẽ nâng cao chất lợng bề mặt và khả năng chống gỉ,
đồng thời nâng cao tính ổn định trong quá trình hàn.
Nguyễn Thành Hng

7


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Theo GOST 2246 - 70 đợc phân thành các dây hàn thép cacbon thấp, hơp kim
thấp, hợp kim cao với 77 chủng loại đờng kímh 0,3 - 12 mm.
Dây hàn thép cacbon thấp khác nhau chủ yếu về thành phần mangan, lu
huỳnh và photpho.
Dây hàn hợp kim có thể chứa tới 6 nguyên tố hợp kim và tổng thành phần của
chúng có thể lên tới 6%. Dây hàn này để hàn thép cacbon và thép hợp kim. Dây
hợp kim mangan- silic (Sv- 08G2S, Sv- 08GS) dùng cho hàn thép xây dựng trong
khí CO2. Khi hàn thép hợp kim thấp độ bên cao dùng dây Sv- 08CMN,
Sv- 08CN2M, Sv- 08MFA, Sv- 08CGSMFA. Các loại dây khác dùng cho hàn thép
có thành phần tơng đơng.
Dây với lợng các nguyên tố hợp kim hoá trên 6% thuộc dây hàn hợp kim cao.
Các dây ferit và austenit hợp kim cao dùng để hàn thép không gỉ, thép bền nhiệt và
các thép đặc biệt khác
Sự hàn hồ quang trong khí bảo vệ CO 2 với dây đặc Sv - 08 G2S cho năng xuất
cao, rẻ, đơn giản, có thể thực hiện đợc ở mọi vị trí trong không gian với tính chất
cơ học tốt của mối hàn, song có nhiều nhợc điểm nh bắn toé, bảo vệ kém khi sử
dụng dòng hàn lớn, độ dẻo của kim loại mối hàn không cao.
2.2.2. Dây hàn bột.
a, Khái niệm chung:
Dây hàn bột (dây hàn lõi thuốc) là dây điện cực liên tục gồm vỏ bọc kim loại
và ruột thuốc. Vỏ đóng vai trò dẫn điện và bổ xung kim loại cho mối hàn, còn ruột
hợp kim hoá mối hàn và bảo vệ kim loại lỏng (trờng hợp dây tự bảo vệ) khỏi tác
động xấu từ môi trờng. Dây hàn bột cho phép dùng mật độ dòng điện cao do vậy
năng suất nóng chẩy cao.
b, Các kiểu cấu tạo của dây hàn:
Theo GOST 9467- 75 (của Liên bang Nga), dây hàn bột chia tơng ứng nh các
loại dây hàn E42; E42A; E46: E50A.
Căn cứ theo tính chất công việc hàn, dây hàn bột đợc dùng dới hai hình thức
sau:
- Với chức năng tự bảo vệ (dùng trong hàn hồ quang hở).

Nguyễn Thành Hng

8


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

- Với chức năng đợc bảo vệ bằng môi trờng bổ sung khác (hàn trong môi trờng khí CO2)
Theo thành phần của hỗn hợp bột trong dây, dây hàn bột đợc chia làm 4
nhóm: rutil- hữu cơ; rutil; cacbonat florui; rutil- fluori.

Cấu tạo một số kiểu dây hàn lõi thuốc

Ruột dây hàn là hỗn hợp các quặng, muối kim loại và fero hợp kim và bột
kim loại khác. Dây hàn bột có vai trò giông nh que hàn vỏ bọc, tức làm ổn định hồ
quang, bảo vệ kim loại mối hàn khỏi tác dụng của không khí, khử oxy và hợp kim
hoá kim loại mối hàn, chuyển kim loại nỏng chẩy của điện cực vào vũng hàn.
Thành phần ruột theo chức năng đợc phân thành một số nhóm. Sự phân chia
này cũng chỉ là tơng đối, bởi phần lớn vật liệu thực hiện nhiều chức năng trong quá
trình hàn.
Các vật liệu tạo khí dùng để tạo môi trờng khí bảo vệ tại vùng nóng chảy.
Chúng gồm các chất hữu cơ (tinh bột, xenlulô), muối - phần lớn là đất hiếm và kim
loại hiếm (macmo, magezit...), florua với nhiệt độ khuếch tán thấp (floruasilicat
natri, floruaziconat kali). Các vật liệu gốc khoáng cũng là chất tạo xỉ.
Các chất tạo xỉ dùng để tạo xỉ hàn. Chúng vừa đóng vai trò luyện kim vừa
đóng vai trò đảm bảo tính công nghệ vì xỉ có chức năng tạo dáng mối hàn. Các
chất tạo xỉ gồm muối đơn và phức của kim loại, các oxit kim loại, florua cacbonat
và hỗn hợp của chúng (rutin, oxit nhôm, oxit silic, fenspat, florit, macmo,
magezit). Các florit (huỳnh thạch) và oxit kim loại hiếm làm các chất chảy.
Các chất oxy hoá khử là những chất có ái lực mạnh với oxy đợc đa vào ruột,
gồm các fero hợp kim và bột kim loại (FeMn, FeSi, FeTi, nhôm , magie) .
Các chất hợp kim đa vào ruột để đảm bảo các tính chất cần thiết của kim loại
mối hàn. Vai trò hợp kim hoá có thể thực hiện nhờ các chất oxy hoá khử và các
kim loại và hợp kim khác (FeCr, FeMo, Ni, FeW).
Nguyễn Thành Hng

9


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Các chất ổn định hồ quang dùng để duy trì tính ổn định hồ quang với phạm vi
rông của chế độ hàn. Các muối của các nguyên tố với thế ion hoá thấp đợc dùng
vào mục đích này thờng không đợc đa vào dới dạng tinh mà là những chất tạo xỉ và
khí chứa khá cao nguyên tố này (fenspat, disilicat natri, nephelin).
Bột sắt chiếm phần lớn trong đa số các dây hàn bột góp phần tạo mối hàn và tăng
hiệu suất của điện cực.
Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản để phân biệt các loại dây hàn bột là ứng dụng của
chúng. ứng dụng của dây hàn bột đợc quyết định bởi loại sản phẩm cần hàn. Dây
hàn bột để hàn thép cacbon và thép hợp kim thấp ngày càng đợc sử dụng rộng rãi.
Còn dây hàn bột để hàn thép hợp kim, gang, kim loại mầu tới nay mới đợc sử dụng
ít.
Phần lớn các dây hàn bột đợc dùng cho hàn tự động và bán tự động. Trong
thực tế tỉ lệ dây bột dùng cho hàn bán tự động vợt hàn tự động nhng có một số loại
dây bột chỉ dùng cho hàn tự động mà thôi.
Dây hàn bột đợc dùng cho cả hàn hồ quang không bảo vệ và hồ quang bảo vệ
khí và bảo vệ thuốc. Dây không cần bảo vệ thêm gọi là dây tự bảo vệ. Khi sử dụng
dây tự bảo vệ thì khí và xỉ bảo vệ kim loại đợc thực hiện nhờ kết quả của sự khuếch
tán vật liệu dây tạo khí và làm nõng chảy các chất tạo xỉ. Dây dùng thêm khí bảo
vệ gọi là dây bảo vệ khí. Khí thờng dùng là khí CO2, đợc cung cấp vào vùng hồ
quang qua chụp khí tơng tự nh hàn hồ quang khí với dây đặc. Nói chung, ruột của
tất cả các loại dây hàn bột đều chứa bột sắt.
Tỉ lệ ruột và dây là đại lợng đặc trng cho sự điền đầy của dây
Kđ = Gb
Gd

=

Gb
Gd + Gv

ở đây: Kđ - hệ số điền đầy, %;Gb - khối lợng bột điền đầy; Gd - tổng khối lợng dây; Gv - khối lợng vỏ. Giá trị Kđ thờng không vợt quá 40%
*Ký hiệu dây hàn Thép Cacbon, thành phần và cơ tính theo tiêu chuẩn AWS
(American- Welding- Sytems)
- Theo hệ thống tiêu chuẩn AWS, ký hiệu cho thép cacbon nh sau :
ER 70
SX
Ký hiệu điện cực hàn
hoặc que hàn phụ
Nguyễn
Độ bền
Thành
kéo nhỏ
Hngnhất
(ksi)

Thành phần hoá
học và khí bảo vệ
S = dây hàn đặc

10


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Giới thiệu một số loại dây hàn thông dụng theo AWS
Bảng 1-5 Cơ tính của một số dây hàn
Ký hiệu

Điều kiện hàn

theo
Cực tính

Khí bảo

Độ bèn kéo của

Cơ tính
Giới hạn chảy

liên kết hàn

của mối
hàn(min - psi)
60000

vệ

Độ dãn dài %
(min)

E70S - 2

DCEP

CO2

(min - psi)
72000

E70S - 3

DCEP

CO2

72000

60000

22

E70S - 4

DCEP

CO2

72000

60000

22

E70S - 5

DCEP

CO2

72000

60000

22

E70S - 6

DCEP

CO2

72000

60000

22

E70S - 7

DCEP

CO2

72000

60000

22

22

DCEP là dây hàn nối với cực dơng của nguồn điện (đấu nghịch)
Bảng 1-5 Thành phần hóa học của một số dây hàn
Ký hiệu

Thành phần hoá học %
Si
Các nguyên tố khác
0,40 ữ 0,70 Ti - 0,05 ữ 0,15; Zi - 0,02

theo AWS
E70S 2

C

Mn

0,06

E70S 3

0,06 ữ 0,15

0,90 ữ 1,40

E70S 4

0,07 ữ 0,15

0,65 ữ 0,85

E70S 5

0,07 ữ 0,19

0,30 ữ 0,60

E70S 6
E70S 7

0,07 ữ 0,15

1,40 ữ 1,85

0,07 ữ 0,15

1,10 ữ 2,00

0,45 ữ 0,70

ữ 0,12, Al - 0,05 ữ 0,15
A1 - 0,50 ữ 0,90

0,80 ữ 1,15
0,50 ữ 0,80

3.Thiết bị hàn, dụng cụ hàn MIG, MAG
3.1. Thiết bị hàn MIG, MAG

Nguyễn Thành Hng

11


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Hệ thống thiết bị cần thiết dùng cho hàn hồ quang điện cực nóng chảy trong
môi trờng khí bảo vệ gồm nguồn điện hàn, cơ cấu cấp dây tự động, mỏ hàn (súng
hàn) đi cùng các đờng ống dẫn khí, dây hàn và cáp điện, chai chứa khí bảo vệ kèm
theo bộ đồng hồ, lu lợng khí và van khí.
Nguồn hàn thông thờng là nguồn điện một chiều (DC). Nguồn điện xoay
chiều AC không thích hợp do hồ quang bị tắt ở từng nửa chu kỳ và sự chỉnh lu chu
kỳ phân cực ngợc làm cho hồ quang khồng ổn định.
Đặc tính ngoài của nguồn điện hàn thông thờng là đặc tính cứng (điện áp
không đổi). Điều này đợc dùng với tốc độ cấp dây hàn không đổi, cho phép điều
chỉnh tự động chiều dài hồ quang.
Mỏ hàn (súng hàn) bao gồm bép tiếp điện dể chuyển dòng điện hàn dến dây
hàn, đờng dẫn khí và chụp khí dể hớng dòng khí bảo vệ bao quanh vùng hồ quang,
bộ phận làm nguội có thể bằng khí hoặc nớc tần hoàn, công tắc ngắt đồng bộ dòng
điện hàn, dây hàn và dòng khí bảo vệ.
3.1. Dụng cụ dùng trong hàn MIG, MAG
Trong hàn MIG/MAG thờng dùng một số dụng cụ sau: Kìm bấm dây hàn,
bàn trải sắt, Clê, mỏ lết, kính hàn, kính bảo hộ, tạp dề da, ủng da, găng tay da, đe,
búa nguội, dũa

Nguyễn Thành Hng

12


Bµi gi¶ng MIG/MAG c¬ b¶n

NguyÔn Thµnh Hng

13


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

4. Đặc điểm công dụng của hàn MIG/ MAG
4.1. Đặc điểm
Các đặc điểm của hàn hồ quang trong môi trờng khí bảo vệ là mức độ tập
trung cao của nguồn nhiệt hàn đảm bảo vùng ảnh hởng nhiệt của mối hàn nhỏ,
biến dạng thấp, năng suất hàn cao, đặc biệt khi sử dụng khí trơ, không cần sử dụng
thuốc hoặc vỏ bọc nh que hàn, khả năng cơ khí hóa và tự động hóa cao.
* Ưu điểm:
- Hàn mọi kim loại thông dụng
- Năng suất hàn cao (dây hàn liên tục, mật độ dòng hàn cao, tốc độ hàn cao).
- Cho phép hàn ngấu sâu; độ bền mối hàn tốt với các mối hàn góc cỡ nhỏ.
- Khả năng cơ giới hóa và tự động hóa cao, làm sạch tối thiểu sau khí hàn.
*Nhợc điểm
- Thiết bị đắt tiền, phức tạp (so với hàn hồ quang tay)
- Khó tiếp cận mối hàn góc trong hơn so với hàn hồ quang tay (do kích thớc
chụp khí của mỏ hàn).
- Phải bảo vệ vùng hàn chống gió lùa.
- Bức xạ nhiệt cao, ảnh hởng tới sức khỏe ngời thợ hàn.
- Với hàn MIG giá thành khí khá cao.
4.2. ứng dụng
Nó đợc sử dụng với phạm vi rất rng hàn các lọai vật liệu nh thép cácbon
thấp, thép có độ bền cao, thép hợp kim thấp, thép không gỉ. Phơng pháp hàn trong
môi trờng khí bảo vệ không chỉ áp dụng trong công nghiệp sản suất ô tô mà còn đợc áp dụng trong sản xuất kết cấu thép xây dụng, chế tạo máy công nghiệp, đóng
tầu và các ngành công nghiệp khác
5. CáC KHUYếT TậT của MốI HàN
Những sai lệch về hình dáng, kích thớc và tổ chức kim loại của kết cấu hàn so
với tiêu chuẩn thiết kế và yêu cầu kỹ thuật, làm giảm độ bền và khả năng làm việc
của nó, đợc gọi là khuyết tật.
5.1. Không ngấu

Nguyễn Thành Hng

14


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Hàn không ngấu là loại khuyết tật nghiêm trọng nhất trong liên kết hàn.
Ngoài ảnh hởng không tốt nh rố khí và lẫn xỉ gây ra, nó còn nguy hiểm hơn nữa là
dẫn đến nứt, làm hỏng liên kết. Phần lớn liên kết bị phá huỷ đều do hàn không
ngấu.
* Nguyên nhân:

5.2. Chảy tràn
Chảy tràn là hiện tợng kim loại lỏng chảy loang trên bề mặt liên kết hàn (bể
kim loại cơ bản - vùng hàn không nóng chảy).
Nguyễn Thành Hng

15


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Chảy tràn tạo ra sự tập trung ứng suất, làm sai lệch hình dạng và kích thớc của
liên kết hàn.

5.3. Rỗ khí
Rỗ khí sinh ra do hiện tợng khí trong kim loại lỏng của mối hàn không kịp
thoát ra ngoài khi kim loại vùng hàn đông đặc hoặc xâm nhập từ bên ngoài vào.
Rỗ khí có thể sinh ra ở bên trong hoặc ở bề mặt mối hàn. Rố khí có thể nằm ở
phần danh giới giữa kim loại cơ bản và kim loại đắp.
Rỗ khí có thể phân bố tập trung hoặc nằm rời rạc trong mối hàn.
Nguyễn Thành Hng

16


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Sự tồn tại của rỗ khí trong liên hàn sẽ làm giảm tiết diện làm việc, làm giảm
cờng độ chịu lực và độ kín của liên kết.
* Nguyên nhân

Nguyễn Thành Hng

17


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

5.1. Nứt
Nứt là sự phá hủy cục bộ liên kết hàn dới dạng đờng, đợc xem là một trong
những khuyết tật nghiêm trong nhất của liên kết hàn. Chúng xuất hiện trong kim
loại mối hàn và kim loại cơ bản do sự phát triển của ứng suất riêng.
Vết nứt có thể xuất hiện ở các nhiệt độ khác nhau
Theo nhiệt độ xuất hiện nứt khi hàn thép có thể chia ra:
- Nứt nóng đợc tạo nên trong quá trình đông đặc kim loại ở nhiệt độ khá cao
1100 0C -1300 0C, vì tính dẻo của kim loại giảm mạnh và phát triển biến dạng kéo.
- Nứt nguội đợc tạo nên do chuyển biến pha, dẫn đến giảm độ bền của kim
loại, mặt khác do ảnh hởng của ứng suất hàn. Nứt nguội xuất hiện cả trong giai
đoạn nguội hoàn toàn cũng nh trong thời gian ủ nhiệt sau hàn.
Nguyễn Thành Hng

18


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Tùy thuộc vào sự phân bố tơng đối theo tâm đờng hàn có nứt dọc, nứt ngang,
nứt sao; theo phân bố ở liên kết hàn có nứt tại kim loại mối hàn, nứt tại kim loại cơ
bản, nứt dới đờng hàn hoặc nứt tại vùng ảnh hởng nhiệt. Tùy thuộc vào đặc trng
của ứng suất (kéo hay nén) xuất hiện trong các phần tử của kết cấu hàn, nứt có thể
là kín- khó quan sát (trong các phần tử chịu nén) hoặc là hở- dễ thấy (trong các
phần tử chịu kéo).
Vết nứt có các kích thớc khác nhau, có thể là nứt tế vi hay nứt thô đại. Các vết
nứt thô đại có thể gây phá huỷ kết cấu ngay khi làm việc. Các vết nứt tế vi, trong
quá trình làm việc của kết cấu sẽ phá huỷ rộng dần ra tạo thành các vết nứt thô đại.
Có thể phát hiện bằng mắt thờng hoặc với kính lúp đối với vết nứt thô đại và
nằm ở bề mặt liên kết hàn. Đôi với vết nứt tế vi nằm bên trong mối hàn có thể dùng
phơng pháp kiểm tra nh siêu âm, từ tính, chụp X quang, vv... để xác định chúng.
Nguyên nhân:
- Nhiệt độ phân bố không đều khi nung nóng và làm nguội vật hàn.
- Co ngót và sự biến đổi tổ chức hay thay đổi thể tích khi kim loại chuyển từ
trạng thái lỏng sang trạng thái đặc.
- Hàn chi tiết từ thép hợp kim kết cấu có biên dạng phức tạp.
- Tốc độ nguội nhanh khi hàn các lọai thép đợc tôi ngoài không khí.
- Tiến hành hàn ở nhiệt độ thấp, giảm tính dẻo của kim loại.
- Kim loại cơ bản và kim loại bổ sung chứa nhiều phôtpho, lu huỳnh.
- Trong liên kết hàn có mặt các khuyết tật khác gây tập trung ứng suất.
Phòng ngừa:
- Sử dụng que hàn các bon thấp.
- Nung nóng trớc khi hàn.
- Làm nguội chậm mối hàn.
- Lập quy trình hàn phù lợp cho từng
dạng liên kết cụ thể.
- Sử lý nhiệt sau khi hànv.v...
5.5. Lẹm chân

Nguyễn Thành Hng

19


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Lẹm chân là phần bị lẹm (lõm, khuyết) thành rãnh dọc theo danh giới giữa
kim loại cơ bản và kim loại đắp.
Lẹm chân làm giảm tiết diện làm việc của liên kết hàn, tạo sự tập trung ứng
suất cao và có thể dẫn tới sự phá huỷ của kết cấu trong quá trình sử dụng.
Nguyên nhân
- Dòng điện hàn và điện áp hàn quá lớn
- Sử dụng cha đúng kích thớc điện cực.
Bịên pháp phòng tránh:
- Chỉnh dòng điện, điện áp hàng phủ hợp và phải kiểm tra trớc khi hàn.
- Lựa chon đúng kích thớc điện cực
5.6. Khuyết tật về hình dạng liên kết hàn
Loại khuyết tật này bao gồm những sai lệch về hình dáng mặt ngoài của liên
kết hàn, làm nó không thoả mãn với các yêu cầu kỹ thuật và thiết kế nh:
- Chiều cao phần nhô hoặc chiều rộng của mối hàn không đều.
- Đờng hàn vặn vẹo không thẳng.
- Bề mặt mối hàn nhấp nhô.
Nguyên nhân
- Gá lắp và chuần bị mép hàn cha hợp lý
- Chế độ hàn không ổn định
- Trình độ tay nghề của công nhân quá thấp, v.v...
Ngoài các sai hỏng đã gặp ở trên. Trong liên kết hàn còn có các loại khuyết
tật khác nh quá nhiệt và bắn toé...
Quá nhiệt:
Khuyết tật này suất hiện do việc chọn chế độ hàn không hợp lý(năng lợng
nhiệt quá lớn, vận tốc hàn quá nhỏ) làm cho kim loại đắp và vùng ảnh hởng nhiệt
có cấu tạo hạt rất thô, cơ tính của liên kết hàn bị giảm.
Bắn toé:
Khuyết tật này là hiện tợng bắn toé kim loại lên vật hàn, do vật liệu hàn
không đảm bảo chất lợng, thiếu khí bảo vệ hoặc sử dụng không đúng loại khí. Gây
mất thẩm mỹ liên kết hàn, mất công sức làm sạch, v.v...

Nguyễn Thành Hng

20


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Nói chung, các khuyết tật của liên kết hàn sau khi đã phát hiện đợc nếu quá
quy định cho phép thì phải:
- Đục bỏ phần kim loại có khuyết tật;
- Hàn sửa chữa và kiểm tra lại ;
- Riêng đối với nứt cần phải khoan chặn hai đầu vết nứt để hạn chế sự phát
triển của vết nứt, loại bỏ triệt để, hàn và sửa chữa lại.
- Khắc phục hiện tợng quá nhiệt bằng phơng pháp nhiệt luyện để khôi phục
lại kích thớc hạt của kim loại mối hàn và vùng ảnh hờng nhiệt.
* Một số nguyên nhân dẫn đến khuyết tật từ thiết bị:

Nguyễn Thành Hng

21


Bµi gi¶ng MIG/MAG c¬ b¶n

NguyÔn Thµnh Hng

22


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

6. Những ảnh hởng tới sức khoẻ của ngời công nhân khi hàn
MAG/MIG
6.1. Điện giật
Cờng độ dòng điện 0.5 miliampere gây ra cảm giác tê bắp thịt. Với dòng điện
nhỏ này có thể làm cho bắp thịt co lại dẫn tới té ngã nguy hiểm. Có thể thơng vong
xảy ra, không những chỉ do dòng điện mà còn do những phản ứng mà nó gây ra.
Dòng điện và điện thế càng cao càng nguy hiểm.
Để tránh bị điện giật, ngời thợ hàn phải cách điện cho thân thể mình bằng
cách đeo găng tay da và mang ủng đế cao su. Luôn luôn đeo găng tay khi thay thế
điện cực và phải đổi găng tay khi găng tay bị ớt. Luôn phải cẩn thận khi làm việc
xung quanh thiết bị điện, đặc biệt là thiết bị hàn. Hằng ngày phải kiểm tra dây hàn,
kìm kìm hàn xem có chỗ nào bị tróc vỡ bộ phận cách điện hay không. Không thay
thế hay sửa chữa dây điện hàn khi còn điện. Báo cáo cho nhân viên hớng dẫn
những thiết bị h hỏng để sửa chữa hay cất không cho sử dụng.Việc lắp đặt nguồn
điện hàn phải do thợ điện có trình độ. Trớc khi sử dụng thiết bị hãy xem xét tình
trạng dây hàn, kìm hàn, kẹp vật hàn và những điểm nối.

Nguy cơ bị điện
giật
6.2. ánh sáng của hồ quang hàn :
ánh sáng hồ quang hàn có thể làm bỏng mắt và da. ánh sáng này tơng tự ánh
sáng mặt trời nhng còn mạnh hơn rất nhiều. Hình (..) cho thấy ánh sáng hàn có
những tia thấy đợc và những tia không nhìn thấy đợc. Tần số ánh sáng thấy đợc có
màu sắc với ánh sáng mặt trời. Những tia hồng ngoại và cực tím có thể gây bỏng
da. Tia hồng ngoại phát ra do những vật phát ra sức nóng. Quá trình hàn và cắt tạo

Nguyễn Thành Hng

23


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

ra rất nhiều tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại đi vào mắt không đợc bảo vệ gây tổn
thơng võng mạc. Hãy luôn mang kính có độ sậm thích hợp để bảo vệ mắt.

Tia hồng ngoại
ánh sáng thấy được
ánh sáng xanh
Gần cực tím
xạ cực tím

Tia cực tím có thể phản chiếu trên gơng hay tờng làm cho nó càng nguy hiểm.
Hai ngời thợ hàn làm việc đấu lng, tia hàn phản chiếu từ kính của ngời này có thể
đi vào từ phía sau mặt nạ của ngời kia gây ra bỏng. Vì thế thợ hàn và những ngời
làm việc xung quanh phải đeo kính có che ở hai bên hông.
Lợng bức xạ tạo ra khi hàn tuỳ thuộc nhiều thông số nh quá trình hàn, kim
loại cơ bản, kiểu nối kết và khí bảo vệ. Nếu một trong những thông số này thay đổi
thì cờng độ phát xạ cũng thay đổi. Nếu mắt hay da không may bị bỏng hãy gặp bác
sĩ để đợc chăm sóc thích hợp.
6.3. Khói và các khí có hại cho sức khoẻ:
Nhiều quá trình hàn tạo ra khói độc và sản phẩm phụ. Khói chứa những hạt
thuốc hàn và kim loại nóng tạo ra do hồ quang. Những hạt này chứa kim loại cơ
bản, kim loại hàn, chất bẩn trên mặt, oxít và thuốc hàn. Hít phải khói này gây ra
những vấn đề về sức khoẻ nhất thời hay mãn tính.

Nguy cơ hít phải khói và khí độc

Nguyễn Thành Hng

24


Bài giảng MIG/MAG cơ bản

Do vậy phải đa khói ra khỏi vùng thở của ngời thợ hàn và những ngời khác.
Điều thực hiện đầu tiên là ngời học không nghiêng ngời vào vật hàn khi hàn và
nghiêng đầu ra khỏi làn khói.
Ngoài ra phải sử dụng thông khí. Có hai loại thông khí có thể sử dụng: thông
khí cơ học và thông khí tự nhiên. Hầu hết các công việc hàn đòi hỏi phải thông khí
cơ học. Nên dùng ống hút đặt ngay nơi ngời thợ hàn làm việc để hút khí. Tốc độ
hút từ 500 tới 1000 feet cube mỗi phút (CFM) là vận tốc thông gió tốt. Ngời thợ
cần di chuyển ống hút khi mối hàn di chuyển. Nguồn hút đợc gắn trực tiếp vào
trong cabin hàn để hút khói phát sinh ngay tại chỗ. Việc sử dụng thông gió tại chỗ
làm giảm bụi phát sinh khi hàn.
ở những tình huống đặc biệt nh hàn ngoài trời hay ở xởng rộng có thể dùng
thông gió tự nhiên. Hãy ngẩng đầu ra khỏi làn khói và để gió tự nhiên thổi ngang
qua khu vực hàn xua đi khói độc.

Bảng..... Những kim loại tạo ra khí độc khi nung nóng.
- Chì

- Cadmium

- Crôm

- Manganese

- Đồng thau

- Đồng thiếc

- Kẽm

- Thép mạ kẽm

- Antimon

- Arsenic

- Berylium

- Coban

- Đồng

- Thuỷ ngân

- Nicken

- Bạc
Hàn hồ quang cũng tạo ra nhiều ozôn và các loại khí khác. Ozôn tập trung
nhiều khí hàn trên các kim loại phản xạ nh nhôm và thép không gỉ hơn trên các
Nguyễn Thành Hng

25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×