Giáo trình Mô đun 25: Chế tạo kết cấu hàn - Nghề Hàn
1
LỜI GIỚI THIỆU
Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số
lượng và chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật
trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học công
nghệ trên thế giới, lĩnh vực cơ khí chế tạo nói chung và ngành Hàn ở Việt Nam
nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể.
Chương trình khung quốc gia nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở phân
tích nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các môđun. Để tạo điều kiện
thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo
trình kỹ thuật nghề theo theo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay.
Mô đun 13: Chế tạo kết cấu hànlà mô đun đào tạo nghề được biên soạn theo
hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trình thực hiện, nhóm biên
soạn đã tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nước, kết hợp
với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất.
Mặc dầu có rất nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết,
rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hoàn
thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Tháng 12 năm 2010
Nhóm biên soạn
2
MỤC LỤC
Đề mục
Trang
I. Lời giới thiệu
II. Mục lục
1
2
III. Nội dung mô đun
5
Bài 1: Chế tạo phôi hàn bằng mỏ cắt khí cầm tay
69
Bài 2: Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm bằng máy cắt khí
con rùa
78
85
99
Bài 3: Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép ống bằng bằng máy
cắt khí chuyên dùng
Bài 4: Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm bằng máy cắt
CNC
Bài 5: Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm bằng máy cắt
plasma
109
117
119
Bài 6: Mài mép hàn, mép cùn bằng máy mài cầm tay
Kiểm tra kết thúc mô đun
IV. Tài liệu tham khảo
3
MÔĐUN: CHẾ TẠO KÊT CẤU HÀN
Mã số mô đun: MĐ 25
I. VỊ TRÍ, Ý NGHĨA, VAI TRÒ CỦA MÔ ĐUN:
Môđun Chế tạo kết cấu hàn là mô đun chuyên môn nghề, được bố trí sau
khi học xong các môn học kỹ thuật cơ sở và trước khi học các mô đun chuyên
môn nghề.
Là môđun có vai trò rất quan trọng, người học được trang bị những kiến
thức, kỹ năng chuẩn bị, chế tạo phôi liệu trước khi hàn.
II. MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN:
- Xác định được phương pháp chế tạo phôi hàn đảm bảo tính kinh tế và
kỹ thuật với từng loại kết cấu.
- Nêu được thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của một số loại máy
cắt thông dụng.
- Nêu được các phương pháp khai triển hình học đơn giản
- Tính toán khai triển phôi chính xác, đúng kích thước bản vẽ.
- Vận hành sử dụng thành thạo các loại dụng cụ, thiết bị chế tạo phôi hàn.
- Cắt, vát mép, làm sạch phôi hàn đúng yêu cầu kỹ thuật
- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp.
III. NỘI DUNG MÔ ĐUN:
Thời gian
Lý Thực Kiểm
thuyết hành
Số
TT
Tên các bài trong mô đun
Tổng
số
tra
2
Chế tạo phôi hàn bằng mỏ cắt khí
cầm tay
Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm
bằng máy cắt khí con rùa
Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép ống
bằng bằng máy cắt khí chuyên dùng
Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm
bằng máy cắt CNC
Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm
bằng máy cắt plasma
1
40
24
22
28
24
24
2
15
21
19
21
19
6
2
2
2
2
2
2
8
3
2
4
6
5
5
Mài mép hàn, mép cùn bằng máy mài
cầm tay
Kiểm tra kết thúc Mô đun
6
7
8
4
1
4
Thời gian
Số
TT
Tên các bài trong mô đun
Cộng
Tổng
số
120
Lý
Thực Kiểm
thuyết hành
tra
20
25
75
YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN.
1. Kiểm tra đánh giá trước khi thực hiện mô đun:
- Kiến thức: Đánh giá qua kết quả bằng cách vấn đáp hoặc trắc nghiệm kiến
thức đã học có liên quan của môn học vẽ kỹ thuật, an toàn lao động, dung sai.
- Kỹ năng: Được đánh giá qua kết quả thực hiện khai triển hình học trên
bảng trong nội dung môn vẽ kỹ thuật
2. Kiểm tra đánh giá trong khi thực hiện mô đun:
Giáo viên hướng dẫn quan sát trong quá trình hướng dẫn thường xuyên về
công tác chuẩn bị, thao tác cơ bản, bố trí nơi làm việc... Ghi sổ theo dõi để kết
hợp đánh giá kết quả thực hiện môđun về kiến thức, kỹ năng, thái độ.
3. Kiểm tra sau khi kết thúc mô đun:
3.1. Về kiến thức:
Căn cứ vào mục tiêu môđun để đánh giá kết quả qua bài kiểm tra viết, kiểm
tra vấn đáp, hoặc trắc nghiệm đạt các yêu cầu sau:
- Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của từng phương pháp cắt
phôi
- Nguyên lý hoạt động, cách sử dụng và quy định về an toàn của các thiết
bị cắt.
- Cách dựng hình học, khai triển.
- Kỹ thuật an toàn khi cắt khí.
3.2. Về kỹ năng:
Được đánh giá bằng kiểm tra trực tiếp các thao tác trên máy, qua chất lượng
của bài tập thực hành đạt các kỹ năng sau:
- Phân biệt đúng các loại vật liệu chế tạo phôi.
- Vận hành, sử dụng các loại thiết bị dụng cụ chế tạo phôi hàn thành thạo
đúng quy trình.
- Gá phôi hàn chắc chắn đúng nguyên tắc.
- Cắt phôi dạng tấm, dạng thanh, dạng ống, dạng khối trên thiết bị dụng
cụ cắt thông dụng. Vết cắt ít ba-via, nhẵn, đúng kích thước bản vẽ.
- Tổ chức nơi làm việc hợp lý khoa học, an toàn.
3.3 Về thái độ:
Được đánh giá qua quan sát, qua sổ theo dõi đạt các yêu cầu sau:
- Chấp hành quy định bảo hộ lao động;
- Chấp hành nội quy thực tập;
- Tổ chức nơi làm việc hợp lý, khoa học;
5
- Ý thức tiết kiệm nguyên vật liệu;
- Tinh thần hợp tác làm việc theo tổ, nhóm.
BÀI 1: CHẾ TẠO PHÔI HÀN BẰNG MỎ CẮT KHÍ CẦM TAY
Mã bài: 13.1
Giới thiệu:
Khi chế tạo kết cấu, vật liệu ban đầu ở dạng tấm, dạng ống, dạng định
hình theo tiêu chuẩn. Để tạo thành kết cấu người thợ phải khai triển hình dạng
và tách chúng thành các chi tiết có kích thước và hình dáng theo yêu cầu. Công
việc quan trong ở đây là quá trình cắt, hiện nay có nhiều phương pháp khác
nhau từ hiện đại tới đơn giản; cắt phôi bằng mỏ cắt khí cầm tay là phương pháp
cắt mang lại hiệu quả kinh tế cao vì thiết bị đơn giản, dễ thực hiện, nguồn khí có
nhiều trong tự nhiên và dễ điều chế. Theo nguồn thống kê của tổ chức kỹ thuật
lao động và viện bảo hộ lao động, hiện nay chế tạo phôi bằng mỏ cắt khí cầm
tay chiếm 57,8% tổng số công việc chế tạo phôi hàn.
Mục tiêu:
- Liệt kê được đầy đủ các loại dụng cụ, thiết bị cắt khí bằng mỏ cắt cầm tay.
- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của mỏ cắt, van giảm áp,
chai chứa khí, máy sinh khí a-xê-ty-len, bình dập lửa tạt lại, ống dẫn khí.
- Lắp ráp thiết bị, dụng cụ cắt khí đảm bảo an toàn, đúng tiêu chuẩn kỹ thuật.
- Vận hành và sử dụng thành thạo mỏ cắt khí cầm tay
- Khai triển, tính toán phôi đúng hình dáng và kích thước của chi tiết.
- Chọn chế độ cắt(chiều cao cắt, công suất ngọn lửa, tốc độ cắt, góc nghiêng
mỏ cắt) hợp lý.
- Gá kẹp phôi chắc chắn, đảm bảo thoát xỉ tốt.
- Cắt được đường cắt thẳng, tròn đúng kích thước và đường cắt ít ba via.
- Chỉnh sửa phôi đạt hình dáng, kích thước theo yêu cầu kỹ thuật.
- Thực hiện tốt công tác an toàn, phòng chống cháy nổ và vệ sinh công
nghiệp.
Nội dung:
1. Tính toán hiệu suất sử dụng vật liệu.
a) Khai triển phôi.
Khai triển phôi là “trải qua” chi tiết từ dạng hình không gian ra hình
phẳng, sau đó tính toán, xác định các yếu tố công nghệ như: lượng dư gia công
6
cơ, dung sai, độ biến dạng của kim loại v.v ... rồi cắt ra các kích thước và hình
dạng cần thiết để từ đó đem tạo hình thành các chi tiết yêu cầu. Trong thực tế
có thể triển khai phôi theo ba phương pháp: phương pháp diện tích, phương
pháp thể tích, phương pháp khối lượng, trong đó phương pháp diện tích thường
được dùng hơn cả. Theo phương pháp này có thể triển khai phôitheo kích thước
trong hay ngoài các chi tiết khi chi tiết đó có chiều dày S ≤ 0,5 mm; còn đối với
các chi tiết có chiều dày S > 0,5 mm thì phải triển khai theo đường trung bình.
Sau đó khai triển song chú ý bố trí phôi trên tấm thép để cắt hợp lý, tức là phải
bố trí thế nào đó để đảm bảo hệ số sử dụng vật liệu lớn nhất mà không ảnh
hưởng đến chất lượng phôi cắt ra. Điều này có ý nghĩa về kinh tế rất lớn trong
sản xuất, đặc biệt là đối với dạng sản xuất loạt lớn hay hàng khối, bởi vì trong
tổng giá thành của một chi tiết nào đó thì giá thành vật liệu có thể chiếm tới 60
÷ 70%, đối với các vật liệu qúy có thể lớn hơn.
Trong sản xuất cũng như trong kỹ thuật, người ta thường dùng hệ số để
đánh giá mức độ sử dụng vật liệu. Hệ số này có thể tính theo công thức sau:
F
0 .100%
F
n.f
.100%
hay
F
Trong đó:
F0: Tổng diện tích các phôi bố trí trên mặt cắt.
F: Diện tích tấm cắt
f: Diện tích của mỗi chi tiết (phôi) bố trí trên tấm cắt.
n: Số lượng phôi (chi tiết)
Trong thực tế sản xuất để chọn phương án cắt hợp lý người ta dùng giấy
cứng (bìa hay cát tông ...) cắt thành nhiều mẫu, rồi dùng những mẫu này xếp lên
tấm thép để cắt, so sánh các phương án xếp và chọn lấy phương án tối ưu, tức là
phương án có hệ số sử dụng vật liệu lớn nhất.
Khi xếp phôi cần chú ý tới mạch nối (khoảng cách giữa các phôi và mép
phôi với cạnh tấm cắt). Khoảng cách này cần phải đảm bảo sao cho khi cắt
không có hiện tượng uốn (gấp) theo phôi để tránh hiện tượng kẹt hay có thể vỡ
khuôn khi tạo hình. Trị số mạch nối phụ thuộc vào chiều dày, tính chất của vật
liệu, hình dạnh của phôi v.v ... Trị số nhỏ nhất của mạch nối có thể lấy theo
bảng 28.1.9
7
Bảng 28.1.9 Trị số mạch nối
Trị số mạch nối
(mm)
Trị số mạch nối
Chiều dày của
Chiều dày của
(mm)
phôi (mm)
phôi (mm)
a
b
a
b
0,3
0,5
1,4
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,3
1,8
2,0
2,2
2,5
2,8
3,0
3,2
4
5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0
5,5
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,0
6,5
1,0
6
1,5
7
2,0
8
2,5
8
3
19
10
3,5
Chú thích:
a: Mạch nối khi cắt các phôi nhỏ có hình dạng đơn giản.
b: Mạch nối khi cắt các phôi lớn có hình dạng phức tạp.
b/ Nắn
Việc nắn phẳng các tấm thép phổ biến nhất là bằng phương pháp cơ khí
và được thực hiện trên các máy nắn vạn năng hay chuyên dùng. Đối với các tấm
thép cacbon có chiều dày S ≤ 10 mm thường tiến hành nắn ở trạng thái nguội
có chiều dày S > 10 mm và các tấm hợp kim phải tiến hành nắn ở trạng thái
nóng. Dù nắn trên bất kỳ thiết bị nào, ở trạng thái nóng hay trạng thái nguội, sau
khi nắn xong, yêu cầu độ không phẳng của tâm không quá lớn hơn 1 mm mét
chiều dài của tâm.
c/ Lấy dấu và đánh dấu
Tấm thép sau khi được nắn xong, tiến hành xép phôi lên đó để chọn lấy
phương án tối ưu. Khi đã chọn phương án tối ưu rồi, tiến hành lấy dấu và đánh
dấu phôi. Lấy dấu dù là vi việc cần thiết vì không những đảm bảo độ chính xác
kích thước và hình dạng của phôi khi cắt mà còn tạo điều kiện dễ dàng cho quá
trình cắt. Khi lấy dấu cần chú ý một điểm cơ bản là phải tính đến lượng gia công
cơ tiếp theo và độ co của kim loại sau khi hàn.
8
Để tránh sự nhầm lẫn trong các nguyên công tiếp theo đặc biệt là nguyên
công lắp ghép - hàn và để dễ kiểm tra khi mất mát, sau khi lấy dấu xong cần
phải đánh dấu các phôi. Tuy nhiên, việc này chỉ cần thiết đối với trường hợp sản
xuất đơn chiếc hay loại nhỏ mà thôi, còn đối với dạng sản xuất hàng loạt lớn
hàng khối có thể không cần thiết, bởi vì trong trương hợp này, khi chuyển sang
từ nguyên công từ nguyên công này sang nguyên công khác, Các phôi thường
được chứa trong các thùng riêng, do dó ít xảy ra hiện tượng nhẫm lẫn và mất
mát, đồng thời nâng cao được năng suất lao động.
d/ Cắt
Cắt các phôi từ vật liệu tấm dùng phổ biến nhất là phương pháp cơ khí và
ngọn lửa hàn khí. Cắt bằng cơ khi thường tiến hành trên các máy, máy bào v.v
... Phương pháp này có ưu điểm là phôi cắt ra có độ chính xác cao, mép cắt
phằng, vùng kim loại thay đổi tính chất cơ lý ở gần mép cơ lý ở gần mép cắt
nhỏ v.v ... Nhưng có khuyết điểm là khó hay không cắt được các tấm có chiều
dày lớn và nói chung để cắt đường thăng, ít khi có thể hiện bằng tay hay bằng
máy. Phương pháp này có ưu điểm có ưu điểm là cắt được cả các tấm mỏng và
các tấm có chiều dày lớn ; cắt được cắt được cả đường thẳng và đường cong
phức tạp; nhưng có khuyết điểm là mép cắt không thẳng và không phẳng, vùng
kim loại thay đổi tính chất cơ lý (vùng ảnh hưởng nhiệt) lớn; độ chính xác kích
thước và hình dạng hình học thấp. Sau khi cắt xong, phôi thường phải được đưa
qua gia công cơ thêm.
Tuỳ theo mức độ yêu cầu, người ta thường chia độ chính xác kích thước
của phôi (chi tiết) cắt bằng khí ra ba loại sau đây:
Loại 1: Cắt ra các phôi (chi tiết) để hàn với nhau, dung sai cho phép là
(0,5 ÷ 1,5) mm
Loại 2: Cắt ra các phôi (chi tiết) để nối với hay đối với các chi tiết khác
bằng bu lông, định tán hay hàn chồng, dung sai cho phép là (1,5 ÷2,5) mm
Loại 3: Cắt ra các phôi (chi tiết) riêng biệt tức là không nối với nhau hay
với các chi tiết khác như (căn, đệm, nắp, mặt bích) v.v ...dung sai cho phép đến
(5 mm)
e/ Tạo hình
Việc tạo hình các chi tiết hàn có thể thực hiện trong nhiều loại thiết bị
khác nhau (máy cán, máy uốn, máy dập v.v ..). Tuỳ theo chiều dày và hình
dạng của chi tiết có thể tiến hành ở trạng thái nóng hay trạng thái nguội. Khi tạo
hình cần phải đặc biệt chú ý đến bán kính uốn để sao cho tránh được hiện tượng
nứt sinh ra trong quá trình uốn. Đối với những chi tiết có cùng chiều dày và tính
chất vật liệu uốn ở trạng thái nóng, bán kính uốn cho phép lấy nhỏ hơn uốn ở
9
trạng thái nguội. Trị số bán kính uốn nhỏ nhất rmin đối với trường hợp uốn ở
trạng thái nguội thường lấy như sau:
rmin = 25 S, trong đó S - chiều dày của chi tiết.
Mỗi một chi tiết hàn có nhiều cách chuẩn bị khác nhau do đó, sau khi đã
chọn được phôi rồi cần phải phác thảo ra một số phương án qui trình công nghệ
để từ đó chọn lấy một qui trình tối ưu. Một qui trình tối ưu là qui trình cho phép
thực hiện các nguyên công dễ dàng, số lượng nguyên công ít nhất v.v ... mà vẫn
đảm bảo độ chính xác của chi tiết yêu cầu, nói một cách khác nó vừa đảm bảo
tính kinh tế và vừa bảo đảm tính kỹ thuật.
2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các thiết bị an toàn và mỏ cắtcầm tay.
2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các thiết bị an toàn:
2.1.1. Máy sinh khí axêtylen .
Máy sinh khí axêtylen (còn gọi là bình hơi hàn) là thiết bị trong đó dùng
nước phân huỷ đất đèn để lấy khí axêtylen .
Công thức phân huỷ như sau:
CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca (OH)2.
Trong thực tế 1kg đất đèn cho ta khoảng 220 – 300 lít khí C2H2. Hiện
nay có nhiều loại máy sinh khí axêtylen, mỗi loại lại chia ra nhiều kiểu khác
nhau, nhưng bất cứ một máy sinh khí nào, không kể kiểu, áp suất làm việc, năng
suất đều phải có đầy đủ các bộ phận chính sau đây:
- Buồng sinh khí (một hoặc nhiều cái)
- Thùng chứa khí.
- Thiết bị kiểm tra và an toàn (như áp kế, nắp an toàn .v…v)
- Bình ngăn lửa tạt lại.
2.1.1.1. Phân loại:
Thông thường người ta phân loại máy sinh khí dựa theo một số đặc điểm
sau:
a. Phân loại theo năng suất của máy sinh khí:
+ Loại I có năng suất 3m3/giờ, cho mỗi lần dưới 10kg CaC2.
+ Loại II có năng suất trên 3 ÷ 50m3/giờ, cho mỗi lần dưới 200kg CaC2.
+ Loại III có năng suất trên 50m3/giờ cho mỗi lần trên 200kg CaC2 trở lên.
Loại I chủ yếu dùng vào việc tu sửa và lắp ráp, còn loại II và loại III được
đặt cố định trong trạm để điều chế khí axêtylen hoà tan (đóng vào các chai),
cung cấp cho các xưởng hàn - cắt hơi.
b. Phân loại theo áp suất làm việc của máy:
+ Loại áp suất thấp: dưới 0,1at (dưới 1000mm cột nước)
10
+ Loại áp suất trung bình: Từ 0,1 ÷ 1,5at thường đuợc chế tạo gọn nhẹ để
dùng trong việc hàn và cắt di động. Còn loại máy sinh khí C2H2 áp suất cao chỉ
dùng đặc biệt để điều chế khí C2H2 theo yêu cầu của công nghiệp.
c. Phân loại dựa theo lượng nước cần thiết để điều chế khí C2H2:
+ Bình sinh khí C2H2 loại khô.
+ Bình sinh khí C2H2 loại ướt.
2.1.1.2Cấu tạo nguyên lý hoạt động của máy sinh khí Axêtylen kiểu ΓBP-125
(Liên xô),
Hình 13.1.1. Máy sinh khí Axêtylen ΓBP-125.
1. Thùng; 2. Hòm chứa nước; 4. Bộ phận điều chỉnh nước; 6. Ngăn đất
đèn; 7. Buồng sinh khí; 9. Vòi kiểm tra nước; 10. Bình ngăn lửa tạt lại; 11.
Màng bảo hiểm; 12. Nắp an toàn; 13. Ống dẫn;14. Aùp kế.
Đây là máy sinh khí axêtylen kiểu kín có áp suất làm việc loại trung bình
(0,15 ÷ 0,3at) và năng suất thấp. Khi dùng khí axêtylen có áp suất trung bình để
cắt thì mỏ cắt được ổn định, không gây hiện tượng ngọn lửa tạt lại, do đó loại
máy ΓBP – 1,25 rất thích hợp.
Máy gồm một thùng kín (1), hòm chứa nước cung cấp (2) buồng sinh khí
(7), máy điều chỉnh nước vào buồng sinh khí (4), nắp an toàn (12), màng bảo
hiểm (11), áp kế (14) và bình ngăn lửa tạt lại (10).
11
Khi bắt đầu vận hành, ta đổ nước vào ống (13) để nước chảy xuống hòm
nước (2) và thùng (1) đến khi nước trong thùng đầy đến vòi thăm nước (9) thì
ngưng việc cung cấp nước. Cho đất đèn vào ngăn (6) rồi đặt vào trong buồng
sinh khí (7), sau đó đóng kín buồng sinh khí lại. Nước từ hòm (2) chảy qua máy
điều chỉnh (4) mà vào buồng sinh khí. Khí axêtylen đi vào thùng (1) rồi qua
bình ngăn lửa tạt lại (10) trước khi đến mỏ hàn. Máy điều chỉnh (4) có van nối
liền với tấm màng lò xo. Nếu áp suất trong bình sinh khí thấp (0,16 ÷ 0,18at) thì
van và tấm màng bị lò xo ép về bên trái; như vậy nước có thể chảy qua máy
điều chỉnh mà vào buồng sinh khí.
Nếu áp suất trong bình ngăn cao (0,19 ÷ 0,20at) sẽ ép chặt lò xo trên tấm
màng mà đóng van lại làm nước không chảy qua được.
Khi áp suất trong buồng sinh khí tăng cao sẽ có tác dụng đẩy nước từ
phần bên phải qua phần bên trái của buồng, do đó làm giảm sự phân giải của đất
đèn, áp suất trong bình tăng lên từ từ. Khi tiêu thụ bớt khí Axêtylen, áp suất
trong buồng sinh khí giảm xuống, nước lại từ phần bên trái chảy sang phần bên
phải làm tăng thêm tốc độ phân giải đất đèn. Như vậy, khí Axêtylen được tự
động điều chỉnh tuỳ theo tình hình tiêu thụ.
Cỡ hạt đất đèn thích hợp cho loại này là 25 x 50mm hoặc 50 x 80 mm.
Hiện nay khí axêty len được sản xuất tại các nhà máy và đóng nạp thành
các chai (chai khí axêtylen hay còn gọi là bình chứa khí) và được vận chuyển
đến nơi tiêu thụ , còn ít trường hợp sử dụng các máy sinh khí dùng trong sản
xuất vì bất tiện .
2.1.2. Bình chứa khí .
Để bảo quản , vận chuyển các loại khí người ta sử dụng các loại bình có
dung tích khác nhau và màu sơn khác nhau .Trong sản xuất hàn và cắt kim loại
bằng khí thường dùng nhất là hỗn hợp khí (C2H2 + O2) . Các bình chứa khí được
chế toạ bằng thép có dung tích 40 lít và chịu được áp suất 200 at . Mặt ngoài
được sơn màu :
- Bình ôxy được sơn màu xanh .
- Bình khí axêtylen sơn màu trắng .
- Bình sơn màu vàng là bình chứa khí hyđrô ..
12
Hình 13.1.2. Các loại bình chứa khí.
Bình chứa dung tích 40 lít có kích thước như sau :
- Đường kính ngoài : 219 mm
- Chiều dài phần vỏ bình : 1390 mm
- Chiều dày thành bình (đối với loại 200 at ) : 9.3 mm
- Khối lượng bình : 600 N
Khí ôxi thường được nạp vào chứa dưới áp suất tối đa là: 150at, còn
axêtylen – tối đa là 16at. Để ngăn ngừa nguy cơ nổ của khí axêtylen, người ta
phải bỏ vào bình các chất bọt xốp tẩm axêton là loại dung môi tốt cho sự hoà
tan của axêtylen.
* Cấu tạo của bình chứa khí:
13
Nắp bảo vệ
Nắp bảo vệ
Van giaûm aùp
û
ù
Maøng an
ø
toaøn
ø
Khí chaùy
ù
Lôùp xoáp
ù
á
choáng noå
á
å
Xæ loûng
û
Ruoät
ä
bình
1/7th Rule
Oxygen Cylinder
Acetylene Cylinder
Hình 13.1.3. Cấu tạo các loại bình chứa khí.
2.1.3. Áp kế:
Hình 13.1.4. Áp kế
Là dụng cụ đo áp suất khí. Trên mặt áp kế phải có kẻ một vạch đỏ rõ ràng
ở ngay sau số chỉ áp suất cho phép làm việc bình thường loại áp suất trung bình
mà thùng chứa khí được tạo thành một bộ phận riêng thì phải nắp áp kế cả ở
trên buồng sinh khí và thùng chứa khí.
2.1.4. Nắp an toàn:
Là thiết bị dùng để khống chế áp suất làm việc của máy sinh khí. Tất cả
các loại máy sinh khí kiểu kín đều phải được trang bị ít nhất một nắp an toàn
kiểu quả tạ hay lò xo. Phải thiết kế đường kính và độ nâng của nắp an toàn thế
nào để xả được khí thường khi năng suất máy cao nhất, đảm bảo áp suất làm
việc của máy không tăng quá 1,5at trong mọi trường hợp.
14
Nhiều khi lắp màng bảo hiểm thay cho nắp an toàn, màng bảo hiểm sẽ bị
xé vỡ khí C2H2 bị nổ phá huỷ hay khi áp suất trong bình tăng lên cao. Khi áp
suất tăng 2,5 ÷ 3,5at thì màng bảo hiểm sẽ bị phá huỷ, màng bảo hiểm thường sẽ
đuợc chế tạo bằng lá nhôm, lá thiếc mỏng, hoặc hợp kim đồng nhôm dày từ 0,1
đến 0,15mm.
2.1.5. Thiết bị ngăn lửa tạt lại:
Là dụng cụ ngăn lửa chủ yếu do ngọn lửa hoặc khí Ôxy đi ngược từ mỏ
hàn hay mỏ cắt vào máy sinh khí C2H2 bắt buộc phải có thiết bị ngăn lửa tạt lại.
Hiện nay chúng ta đang dùng loại mỏ hàn hoặc cắt kiểu hút, nghĩa là áp suất của
khí O2 cao hơn áp khí C2H2 rất nhiều (áp suất O2 từ 3 ÷ 14at, áp suất khí C2H2 từ
0,01 ÷ 1,5at). Trường hợp mỏ hàn bị tắc hoặc bị nổ khí O2 và ngọn lửa sẽ đi
ngược lại. Hiện tượng đó xảy ra khi tốc độ cháy hỗn hợp O2 + C2H2 > hơn tốc
độ khí cung cấp.
Tốc độ khí cung cấp càng giảm khi: tăng đường kính lỗ mỏ hàn giảm lực
và tiêu hao khí , ống dẫn bị tắc....
Tốc độ cháy càng tăng khi: Tăng lượng O2 nhiệt độ khí cao, môi trường
hàn khô ráo và nhiệt độ cao.... Thiết bị ngăn lửa tạt lại có nhiệm vụ dập tắt ngọn
lửa không cho khí cháy vào máy sinh khí. Yêu cầu chủ yếu nó là:
- Ngăn cản ngọn lửa tạt lại và xả hỗn hợp cháy ra ngoài.
- Có độ bền ở áp suất cao khi khí cháy đi qua bình.
- Giảm khả năng cản thuỷ lực dòng khí.
- Dễ kiểm tra, dễ rửa, dễ sửa chữa.
Thiết bị ngăn lửa tạt lại đuợc chia làm hai loại:
2.1.5.1. Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô.
Hình 13.1.5. Thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô
15
Cấu tạo gồm vỏ thép trong đặt thỏi hình trụ bắt bọt sứ. Hai mặt của vỏ thép
cặp hai nắp và giữa lót cao su. Khi ngọn lửa bị tạt đi vào thì lập tức bị dập tắt.
2.1.5.2. Thiết bị ngăn lửa kiểu dùng chất lỏng, kín.
Hoạt động bình thường: Khí từ bình sinh khí qua ống (3) đi quan van (5)
chui qua nước và ra van (4) đến mỏ cắt.
Hình 13.1.6. Thiết bị hoạt động bình thường
Khi có hỗn hợp nổ tạt lại: Hỗn hợp nổ làm tăng áp xuất trong bình làm nén
nước nên viên bi (5) đóng lại không để hỗn hợp nổ đi qua và dập tắt ngọn lửa.
Hình 13.1.7. Thiết bị ngăn lửa tạt lại
16
2.1.6. Van giảm áp:
2.1.6.1. Tác dụng: Van giảm áp lắp ngay sau nguồn khí và có tác dụng:
- Làm giảm áp suất của các chất khí đến mức quy định.
- Giữ cho áp suất đó không thay đổi trong suốt quá trình làm việc.
- Điều chỉnh áp suất khí ra.
- Van giảm áp cho khí O2 có thể điều chỉnh áp suất khí O2 từ 150at xuống
khoảng 1 ÷ 15at.
- Van giảm áp cho khí C2H2 có thể điều chỉnh áp suất khí C2H2 15at xuống
khoảng 0,05 ÷ 1,5at.
2.1.6.2. Van giảm áp đơn cấp: Có nhiều loại van giảm áp khác nhau nhưng
nguyên lý chung của các bộ phận chính thì giống nhau.
- Cấu tạo:
17
Hình 13.1.8. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý.
vận hành của van giảm áp loại đơn cấp.
1. Buồng áp lực cao; 2.Nắp van; 3. Nắp an toàn;
4. Áp kế ;
8. Màng;
5. Buồng áp lực thấp; 6. Lò xo;
9. Cần; 10. Áp kế
7. Vít điều chỉnh;
11. Lò xo.
18
- Nguyên lý hoạt động
Van giảm áp có tác dụng làm giảm áp suất của các chất khí đến áp suất
quy định, và giữ cho áp suất đó không thay đổi trong suốt quá trình làm việc.
Van giảm áp cho khí ôxy có thể điều chỉnh áp suất khí ôxy từ 150-at xuống
khoảng 1 – 15at. Van giảm áp cho khí axêtylen có thể điều chỉnh áp suất các
máy sinh khí từ 0,1 – 1,5at thích ứng với việc hàn hoặc cắt kim loại.
Có nhiều loại van giảm áp khác nhau,nhưng nguuyên lý chung và các
bộ phận chính thì giống nhau. Hình 4.3 giới thiệu sơ đồ cấu tạo và nguyên lý
làm việc của van giảm áp kiểu đơn cấp. Khí nén từ chai ôxy hoặc từ máy sinh
khí đi vào buồng áp lực cao (1), sau đó qua khe hở giữa nắp van (2) và gờ van
để vào buồng áp lực thấp (5). Vì dung tích của buồng (1) nhỏ hơn buồng (5) nên
chất khí đi từ buồng (1) sang buồng (5) sẽ được giãn nở làm áp suất giảm xuống
đến áp suất làm việc rồi được dẫn ra mỏ hàn hoặc mỏ cắt. Muốn cho áp suất khí
trong buồng (5) cao hay thấp ta điều chỉnh khe hở giữa nắp van (2) và gờ van.
Nắp (2) càng nâng cao thì áp suất trong buồng áp lực thấp càng cao và lưu
lượng khí đi qua van giảm áp càng nhiều. Để nâng nắp (2) lên cao, ta vặn vít
điều chỉnh (7): khi vặn vào (theo chiều kim đồng hồ) thì lò xo (6) đẩy màng (8),
cần (9) và đẩy nắp (2) lên. Khi vặn ra thì nắp (2) hạ xuống làm áp suất trong
buồng (5) giảm thấp.
Quá trình tự động điều chỉnh áp suất trong van giảm áp như sau: nếu
lượng khí do mỏ hàn hoặc mỏ cắt tiêu thụ ít đi, khí sẽ dồn lại trong buồng (5)
làm áp suất trong buồng này tăng lên đủ sức ép mạnh vào màng (8) và lò xo (6).
Khi lò xo (6) bị nén thì kéo cần (9) di chuyển xuống phía dưới, đậy dần nắp van
lại cho đến khi áp suất trong buồng áp lực thấp bằng trị số lúc đầu mà thôi. Nếu
mỏ hàn tiêu thụ nhiều khí thì tình hình ngược lại: áp suất trong buồng (5) giảm
thấplò xo (6) giãn ra đẩy màng (8) cong lên ép vào lò xo (11) làm cho nắp van
(2) nâng cao, do đó áp suất khí trong buồng (5) tăng dần đến mức quy định.Van
giảm áp còn có nắp an toàn (3), áp kế (10) chỉ áp suất trong buồng cao áp và áp
kế (4) chỉ áp suất trong buồng áp lực thấp.
2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của mỏ cắt cầm tay:
Hiện nay ở nước ta cắt thủ công vẫn là phương pháp cắt chủ yếu và được ứng
dụng rộng rãi trong công nghiệp. Nhưng trong kỹ thuật hiện đại các phương
pháp cắt cơ khí hoá và tự động hoá đã thay thế dần phương pháp thủ công nặng
nhọc và kém năng suất. Cắt bằng máy cho chất lượng tốt và năng suất cao, đồng
thời giảm nhẹ và giải phóng rất nhiều sức lao động.
19
- Hình dạng mỏ cắt cầm tay:
KHOAÙ MÔÛ
Ù
Û
HOÅN HÔÏP
DOØNG OXI
VAN OXI
Å
Ï
Ø
DONG
AXETYLEN
VAN
AXETYLEN
ÑAÀU CAÉT VAN KHÍ CAÉT
ÑAI OÂC DC
À
É
É
Â
Hình 13.1.9. Hình dạng bên ngoài của mỏ cắt khí cầm tay
- Cấu tạo mỏ cắt khí cầm tay:
Hình 13.1.10. Mỏ cắt bằng chất khí bằng tay .
1.
2.
3.
4.
5.
Đầu mỏ cắt.
6. Ống dẫn.
7. Tay cầm
8. Vỏ.
11. Ê cu
Ống dẫn.
Van.
12. Buồng hỗn hợp
13. Ống dẫn.
Van.
9. Van.
14. Lỗ mỏ trong.
15. Lỗ mỏ ngoài.
Ống dẫn
10. Mỏ hút.
Trong tay cầm (7) và vỏ (8) có buồng hỗn hợp (12) nối với vỏ bằng êcu
(11), mỏ hút (10) dẫn khí vào buồng hỗn hợp. Khí Axêtylen vào mỏ cắt theo
ống (6) còn ôxy theo ống (5). Ôxy qua ống (5) ra theo hai đường: một đường để
tạo ngọn lửa nung nóng vật cắt được điều chỉnh bằng van (4) để vào rãnh của
mỏ hút (10) hỗn hợp với Axêtylen (điều chỉnh bằng van 9). Từ buồng hỗn hợp
khí cháy theo ống (13) qua đầu mỏ cắt (1) và theo các lỗ của mỏ ngoài (15) và
Tải về để xem bản đầy đủ
120 trang
10/01/2024
3400
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Mô đun 25: Chế tạo kết cấu hàn - Nghề Hàn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_mo_dun_25_che_tao_ket_cau_han_nghe_han.pdf
