Giáo trình Mô đun 33: Hàn TIG 1F;2F;3F;4F - Nghề Hàn
TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ
GIAO THÔNG VẬN TẢI TRUNG ƢƠNG II
---------o0o---------
GIÁO TRÌNH
Mô đun: HÀN TIG 1F;2F;3F;4F
Mã số: MĐ 33
NGHỀ HÀN
Trình độ: CAO ĐẲNG NGHỀ
(LƯU HÀNH NỘI BỘ)
Hải phòng, năm 2011
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 các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay.
Mô đun 32: Hàn TIG cơ bản 1F;2F;3F;4F là 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 2011
Nhóm biên soạn
2
MỤC LỤC
Đề mục
Trang
I. Lời giới thiệu
II. Mục lục
1
2
3
3
3
4
Vị trí, ý nghĩa, vai trò của mô đun
Mục tiêu của mô đun
Nội dung mô đun
Yêu cầu đánh giá hoàn thành mô đun
III. Nội dung mô đun
Bài 1: Những kiến thức cơ bản khi hàn TIG.
Bài 2:Vận hành thiết bị hàn TIG
5
36
50
55
65
Bài 3:Hàn góc thép các bon thấp vị trí hàn 1F
Bài 4:Hàn góc thép các bon thấp vị trí hàn 2F
Bài 5:Hàn góc thép các bon thấp vị trí hàn 3F
Bài 6:Hàn góc thép các bon thấp vị trí hàn 4F
IV. Tài liệu tham khảo
81
3
MÔ ĐUN: HÀN TIG 1F; 2F; 3F;4F
Mã số mô đun: MĐ 32
I. VỊ TRÍ, Ý NGHĨA, VAI TRÕ CỦA MÔ ĐUN:
Môđun Hàn TIG cơ bản 1F;2F; 3F;4F là mô đun chuyên môn nghề, được
bố trí sau khi học xong các môn học kỹ thuật cơ sở, mô đun MĐ13, MĐ18.
Là môđun có vai trò rất quan trọng, người học được trang bị những kiến
thức, kỹ năng sử dụng dụng cụ thiết bị và thực hiện những mối hàn TIG cơ bản
trên trên vật liệu thép các bon thấp.
II. MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN:
- Trình bày được thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của phương
pháp hàn TIG (GTAW)
- Lựa chọn đúng các loại vật liệu sử dụng trong hàn TIG.(khí hàn, điện cực)
- Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách sử dụng và quy định
về an toàn của các thiết bị dùng trong hàn TIG.
- Nêu được kỹ thuật hàn TIG ở các vị trí khác nhau.
- Chọn được chế độ hàn TIG phù hợp với chiều dày vật hàn, kim loại hàn
và vị trí hàn.
- Đấu nối, vận hành và sử dụng thành thạo các thiết bị hàn TIG
- Hàn các mối hàn trên vật liệu thép các bon ở vị trí hàn 1G, 1F, 2F, 3F, 4F
đảm bảo độ sâu ngấu, đúng kích thước bản vẽ ít bị khuyết tật.
- Kiểm tra, đánh giá được ngoại dạng mối hàn theo các tiêu chuẩn hiện
hành.
- Đảm bảo an toàn cho con người và trang thiết bị.
III. NỘI DUNG MÔ ĐUN:
Thời gian
Số
TT
Tổng
số
Lý
Thực Kiểm
Tên các bài trong mô đun
thuyết hành
tra*
1
2
3
4
5
6
7
Những kiến thức cơ bản khi hàn TIG.
Vận hành thiết bị hàn TIG
20
2
19
1
1
1
1
1
1
1
Hàn góc thép các bon thấp vị trí hàn 1F
Hàn góc thép các bon thấp vị trí hàn 2F
Hàn góc thép các bon thấp vị trí hàn 3F
Hàn góc thép các bon thấp vị trí hàn 4F
12
12
16
24
11
10
14
22
1
1
1
Kiểm tra kết thúc Mô đun
4
4
90
24
58
8
Cộng
YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN.
4
1. Kiểm tra đánh giá trước khi thực hiện mô đun:
- Kiến thức: Đánh giá qua kết quả của MĐ18, kết hợp với vấn đáp hoặc trắc
nghiệm kiến thức đã học có liên quan đến MĐ19.
- Kỹ năng: Được đánh giá qua kết quả thực hiện bài tập thực hành của
MĐ18.
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 phương pháp hàn TIG
- Nguyên lý hoạt động, cách sử dụng và quy định về an toàn của các thiết
bị dùng trong hàn TIG.
- Chế độ hàn TIG
- Kỹ tuật hàn TIG ở các vị trí khác nhau
- Các bước thực hiện mối hàn
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:
- Đấu nối, vận hành, điều chỉnh chế độ và lập trình trên máy hàn TIG.
- Chuẩn bị phôi hàn.
- Thực hiện mối hàn.
- Kiểm tra ngoại dạng mối hàn
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;
- Ý thức tiết kiệm nguyên vật liệu;
- Tinh thần hợp tác làm việc theo tổ, nhóm.
Bài 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN KHI HÀN TIG
5
Mà bài: 19.1
Giới thiệu:
TIG viết tắt của từ Tungsten Intert Gas, là quá trình hàn hồ quang bằng
điện cực Volfram trong môi trường bảo vệ là khí trơ hoặc hỗn hợp khí trơ; mối
hàn được khí trơ bảo vệ tránh khỏi sự xâm nhập của không khí bên ngoài. Kim
loại nóng chảy được là nhờ nhiệt lượng do hồ quang tạo ra giữa điện cực
Volfram và vật hàn. Thiết bị hàn TIG có nhiều loại, có thể gồm máy biến thế
đơn giản cũng có thể sử dụng CPU kết hợp với kỹ thuật điều khiển PWM tiên
tiến. Điện cực hàn TIG không nóng chảy, quá trình hàn không tạo xỉ do không
có thuốc hàn, hồ quang, vùng chảy quan sát và kiểm soát dễ dàng, nguồn nhiệt
tập trung và có nhiệt độ cao.
Mục tiêu:
- Nêu được thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của phương pháp hàn
TIG
- Trình bày được công dụng , phân loại của điện cực và khí hàn
- Liệt kê các loại dụng cụ thiết bị dùng trong công nghệ hàn TIG.
- Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn TIG.
- Trình bày đầy đủ mọi ảnh hưởng 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 xưởng.
Nội dung:
1. Thực chất và đặc điểm của hàn TIG.
1.1. Thực chất
Hàn TIG là phương pháp hàn nóng chảy sử dụng hồ quang điện, hồ quang
được tạo thành giữa điện cực không nóng chảy và vùng hàn. Bể hàn và vùng hồ
quang được tạo thành bảo vệ bằng môi trường khí trơ như Argon hoặc Argon +
Heli để ngăn cản những tác dụng có hại của ôxy và nitơ trong không khí. Điện
cực không nóng chảy thường dùng là Wonfram nên được gọi là phương pháp hàn
TIG. (Tungsten Inert Gas) Hình 19.1
Hình 19.1 Quá trình hàn TIG
1.2. Đặc điểm
6
- Hồ quang tập trung, có nhiệt độ cao (60000C).
- Kim loại mối hàn có thể không cần kim loại phụ khi hàn gấp mép các chi tiết
mỏng.
- Mối hàn có chất lượng cao đối với hầu hết kim loại và hợp kim.
- Mối hàn không phải làm sạch sau khi hàn.
- Hồ quang và vũng hàn có thể quan sát được trong khi hàn.
- Không có kim loại bắn toé.
- Có thể hàn ở mọi vị trí trong không gian.
- Nhiệt tập trung cho phép tăng tốc độ hàn, giảm biến dạng liên kết hàn.
1.3. Phạm vi ứng dụng:
Được áp dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất đặc biệt rất thích hợp trong
hàn thép hợp kim cao kim loại màu và hợp kim nhưng giá thành mối hàn cao vì
năng xuất thấp và vật liệu đắt. (Hình 19.2)
Hình 19.2 Một số ứng dụng của phương pháp hàn TIG
2 - Vật liệu hàn TIG
7
2.1. Khí bảo vệ
Bất kỳ loại khí trơ nào cũng có thể dùng để hàn TIG, song Argon và Heli
được ưa chuộng hơn cả vì giá thành tương đối thấp, trữ lượng khí khai thác dồi
dào.
- Argon là loại khí trơ không màu, mùi, vị và không độc. Nó không hình
thành hợp chất hóa học với bất cứ vật chất nào khác ở mọi nhiệt độ hoặc áp suất.
Ar được trích từ khí quyển bằng phương pháp hóa lỏng không khí và tinh chế
đến độ tinh khiết 99,9 %, có tỷ trọng so với không khí là 1,33. Ar được cung cấp
trong các bình áp suất cao hoặc ở dạng khí hóa lỏng với nhiệt độ - 184 0C trong
các bồn chứa. (Hình 19.3)
- Heli là loại khí trơ không màu, mùi, vị. Tỷ trọng so với không khí là
0,13 được khai thác từ khí thiên nhiên, có nhiệt độ hóa lỏng rất thấp – 2720C,
thường được chứa trong các bình áp suất cao. (Hình 19.)
Heli
Argon
Dễ mồi hồ quang do năng lượng ion thấp
Nhiệt độ hồ quang thấp hơn
Khó mồi hồ quang do năng lượng ion hóa cao
Nhiệt độ hồ quang cao hơn
Bảo vệ tốt hơn do khối lượng riêng nặng hơn Bảo vệ kém hơn do nhẹ hơn
Lưu lượng cần thiết thấp hơn
Lưu lượng sử dụng cao hơn
Điện áp hồ quang thấp hơn nên năng lượng
hàn thấp hơn. Giá thành rẻ
Điện áp hồ quang cao năng lượng hàn lớn hơn
Giá thành đắt hơn
Chiều dài hồ quang ngắn, mối hàn hẹp
Có thể hàn chi tiết mỏng
Chiều dài hồ quang dài, mối hàn rộng
Thường dùng hàn các chi tiết dày.
Hình 19.3 Đặc điểm của khí bảo vệ
- Sự trộn hai khí Ar và He có ý nghĩa thực tiễn rất lớn. nó cho phép kiểm
soát chặc chẽ năng lượng hàn cũng như hình dạng của tiết diện mối hàn. Khi hàn
chi tiết dày, hoặc tản nhiệt nhanh trộn He vào Ar cải thiện đáng kể quá trình hàn.
- Nitơ ( N2 ) đôi khi được đưa vào Ar để hàn đồng và hơp kim đồng, Nitơ
tinh khiết đôi khi được dùng để hàn thép không rỉ.
- Hổn hợp Ar – H2 việc bổ sung hydro vào argon làm tăng điện áp hồ
quang và các ưu điểm tương tự heli. Hỗn hợp với 5% H2 đôi khi làm tăng độ
làm sạch của mối hàn TIG bằng tay. Hỗn hợp với 15% được sử dụng để hàn cơ
khí hóa tốc độ cao cho các mối hàn giáp mí với thép không rỉ dày đến 1,6 mm,
ngoài ra còn được dùng để hàn các thùng bia bằng thép không rỉ với mọi chiều
dày, với khe hở đáy của đường hàn từ 0,25 – 0,5 mm không nên dùng nhiều H2 ,
8
do có thể gây ra rỗ xốp ở mối hàn. Việc sử dụng hỗn hợp này chỉ hạn chế cho
các hợp kim Ni, Ni – Cu, thép không rỉ. (Hình 19.4)
Hình 19.4 Quan hệ U-I và khí hàn
Lựa chọn khí bảo vệ Không có một quy tắc nào khống chế sự lựa chọn
khí bảo vệ đối với một công việc cụ thể. Ar , He hoặc hổn hợp của chúng đều có
thể sử dụng một cách thành công đối với đa số các công việc hàn, với sự ngoại
lệ là khi hàn trên những vật cực mỏng thì phải sử sụng khí Ar. Ar thường cung
cấp hồ quang êm hơn là He. Thêm vào đó, chi phí đơn vị thấp và những yêu cầu
về lưu lượng thấp của Ar đã làm cho Ar được ưa chuộng hơn từ quan điểm kinh
tế.
2.2. Điện cực tungsten
Tungsten ( Wolfram) được dùng làm điện cực do tính chịu nhiệt cao, nhiệt
độ nóng chảy cao (3410 0C), phát xạ điện tử tương đối tốt, làm ion hóa hồ
quang và duy trì tính ổn định hồ quang, có tính chống oxy hóa rất cao.
Hai loại điện cực sử dụng phổ biến trong hàn TIG :
+ Tungstène nguyên chất (đuôi sơn màu Xanh lá cây) : chứa 99,5%
tungsten nguyên chất, giá rẻ song có mật độ dòng cho phép thấp, khả năng
chống nhiểm bẩn thấp, dùng khi hàn với dòng Xoay chiều (AC) áp dụng khi hàn
nhôm hoặc hợp kim nhẹ.
+ Tungstène Thorium (chứa 1 đến 2 % thorium {ThO2} - đuôi sơn màu
đỏ) : có khả năng bức xạ electron cao do đó dòng hàn cho phép cao hơn và tuổi
thọ được nâng cao đáng kể. Khi dùng điện cực này hồ quang dễ mồi và cháy ổn
9
định, tính năng chống nhiễm bẩn tốt, dùng với dòng một chiều (DC) áp dụng khi
hàn thép hoặc inox.
Ngoài ra còn có :
+ Tungsten zirconium (0,15 đến 0,4% zirconium { ZrO2} - đuôi sơn
màu nâu ) có đặc tính hồ quang và mật độ dòng hàn định mức trung gian giữa
tungsten pure và tungsten thorium, thích hợp với nguồn hàn AC khi hàn nhôm.
Ưu điểm khác của điện cực là không có tính phóng xạ như điện cực thorium.
+Tungsten Cerium ( 2% cerium { CeO2} - đuôi sơn màu cam ) : nó
không có tính phóng xạ, hồ quang dễ mồi và ổn định, có tuổi bền cao hơn, dùng
tốt với dòng DC hoặc AC.
+ Tungsten Lathanum { La2O3} có tính năng tương tự tungsten cerium.
Loại điện cực
EWP
Màu nhận biết
Green
Xanh lá cây
Da cam
Đen
EWCe-2
EWLa-1
EWLa-1.5
EWLa-2
EWTh-1
EWTh-2
EWZr-1
EWG
Orange
Black
Gold
Vàng
Xanh da trời
Vàng chanh
Đỏ
Blue
Yellow
Red
Nâu
Brown
Xám
Grey
Bảng 19.1 Mã màu điện cực
EWP = pure tungsten EWCe – 2 = tungsten + 2% cerium
EWLa – 1 = tungsten + 1% lathanum
EWLa – 1.5 = tungsten + 1.5% lathanum
EWLa – 2 = tungsten + 2% lathanum
EWTh – 2 = tungsten + 2% thorium
EWG = tungsten + nguyên tố hợp kim không xác định
EWZr – 1 = tungsten + 1% thorium
EWTh – 1 = tungsten + 1% zirconium
10
Thành
phần
khác
W
min
ZnO2
Phân loại
Ký hiệu
CeO2
LaO3
THo2
EWP
R07900 99,5
R07932 97,3
R07941 98,3
-
-
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
EWCe-2
EWLa-1
1.8-1.2
-
-
-
-
-
-
-
0.8-1.2
EWLa-1.5 R07942 97,8
1.3-1.7
EWLa-2
EWTh-1
EWTh-2
EWZr-1
EWGd
R07943 97,3
R07911 98,3
R07912 97,3
R07920 99,1
1.8-2.2
-
-
-
0.8-1.2
1.7-2.2 0.15-0.4
Không rõ
-
94,5
Bảng 19.2 Thành phần điện cực hàn TIG
Ở bảng 19.2 trên thể hiện sự phân loại điện cực hàn theo AWS. Chữ cái
“E” là tên điện cực (Electrode). Chữ cái “W” là tên của nguyên tố hóa học
Vonfram. Tiếp theo là một hoặc 2 chữ cái chỉ rõ nguyên tố hợp kim được sử
dụng trong điện cực. Chữ cái “P” chỉ ra loại điện cực vonphram tinh khiết (Pure)
mà không có thêm bất cứ nguyên tố hợp kim nào. Các chữ cái “Ce”, “La”, “Th”
và “Zr” theo thứ tự chỉ ra rằng điện cực W được pha trộn với cerium, lanthanum,
thorium, hoặc ziconium.
Các chữ số: “1”, “1.5” hoặc “2” đằng sau nguyên tố hợp kim xác định
thành phần % của các hợp chất được thêm vào.
Tên điện cực cuối cùng , “EWG”, cho biết đây là loại điện cực chung (General)
vì thành phần của nó không thích hợp với các loại khác ở bảng trên. Tất nhiên,
hai điện cực cùng mang loại “G” sẽ thực sự khác nhau, vì vậy mà Hiệp hội hàn
Hoa Kỳ (AWS) yêu cầu nhà sản xuất phải chỉ rõ thành phần của hợp chất thêm
vào trên nhãn sản phẩm.
Các điện cực được đánh mã màu để dễ dàng nhận biết. Trong khi làm việc
với các điện cực này cần cẩn thận để màu của chúng không bị bong ra.
+ Tính chất – ứng dụng của điện cực Vônphram
- EWP, Vônfram tinh khiết (99.5%W)
Loại điện cực này không có hợp chất, điện cực W tinh khiết chứa tối thiểu
99.5% Vonfram. Chúng cung cấp hồ quang ổn định tốt khi sử dụng dòng điện
xoay chiều (AC-Alternating Current) với cả sóng được cân bằng hay không cân
11
bằng và bộ làm ổn định liên tục tần số cao. Điện cực W tinh khiết phù hợp hơn
với dòng xoay chiều hình sin để hàn Nhôm và Manhê vì nó cho hồ quang ổn
định với cả khí bảo vệ là Ar và He. Vì không có khả năng dẫn nhiệt nhiều nên
đầu của chúng có dạng hình cầu.
Thường sử dụng để hàn Nhôm, Mn và các kim loại-hợp kim mầu khác.
- EWCe-2,Vônphram hợp chất với 2% o xít Cerium:
Được kết hợp với khoảng 2% Cerium – một kim loại không phóng xạ và
có nhiều nhất trong các nguyên tố “đất hiếm” (rare earth), việc thêm vào một
lượng phần trăm rất nhỏ oxít Cerium làm tăng khả năng phóng điện của điện
cực, cho điện cực có đặc tính khởi động tốt hơn và khả năng chuyển tải dòng
điện cao hơn so với điện cực W tinh khiết.
Đây là loại điện cực “đamục đích”vì chúng có thể sử dụng tốt với cả dòng
AC và dòng DC nối thuận. So với điện cực EWP thì loại điện cực này cho ra hồ
quang ổn định hơn. Chúng có đặc tính gây hồ quang vượt trội ở dòng hàn nhỏ
dùng để hàn các liên kết có quĩ đạo, ống, tấm mỏng và các chi tiết nhỏ.
Nếu được sử dụng ở dòng hàn lớn hơn, oxít Cerium có thể tập trung quá
mức vào đầu điện cực. Điều kiện làm việc này và sự thay đổi oxit sẽ loại bỏ các
lợi ích mà Cerium mang lại. Điện cực EWCe-2 sử dụng tốt với dòng điện có
sóng vuông.
- EWLa-1 (1% Lanthan, màu đen); EWLa-1,5 (1,5% Lanthan, màu vàng);
EWLa-2(2% Lanthan, màu xanh da trời):
Là loại điện cực hợp chất với o xít Lanthan (đất hiếm)-o xít không phóng
xạ, chúng cho khả năng châm hồ quang tốt. Việc thêm vào từ 1-2% lanthan làm
tăng khả năng chuyển tải dòng điện lên tới 50% (so với điện cực W tinh khiết)
khi sử dụng với dòng AC.
So sánh với các điện cực chứa Ce hoặc Th, điện cực chứa La có tuổi thọ cao hơn
và có khả năng chống nhiễm bẩn W vào mối hàn tốt hơn. Lanthan phân bố đều
khắp chiều dài điện cực và duy trì đầu nhọn điện cực tốt, đây là một thuận lợi
khi hàn thép thường và thép không rỉ với dòng DC. Điện cực chứa La sử dụng
tốt với cả dòng DC và AC với đầu điện cực được mài nhọn hoặc dạng cầu.
- EWTh-1 (vàng chanh); EWTh-2 (đỏ)- Vônphram hợp chất với oxít Thorium:
Là loại điện cực W hợp chất với 1 hoặc 2% oxít Thorium. Đây là 2 loại
điện cực được sử dụng phổ biến vì chúng tạo ra hiệu suất hồ quang cao hơn so
với loại điện cực W tinh khiết (dòng điện DC). Thorium cũng làm tăng “tuổi
thọ” của điện cực dài hơn điện cực EWP. Tuy nhiên, Thorium là một kim loại
phóng xạ (mức thấp) vì vậy khi làm việc cần phải chú ý bảo mang hộ đầy đủ,
đặc biệt khi làm việc trong không gian hạn chế cần phải đảm bảo thông gió tốt.
12
Đầu điện cực EWTh không mài có dạng cầu như khi hàn với điện cực W
tinh khiết, EWCe hay EWLa. Thay vào đó nó được mài nhọn và sử dụng tốt với
loại dòng điện một chiều sóng hình vuông.
Loại điện cực này thường được sử dụng để hàn các loại thép. Hay sử dụng
nhất là loại EWTh-2.
- EWZr-1, Vônphram hợp chất với 1% oxit Zirconium:
Loại điện cực này chỉ sử dụng để hàn với dòng điện AC. Nó cho mối hàn
chất lượng cao và khả năng nhiễm W vào mối hàn rất thấp. Hơn nữa, điện cực
EWZr-1 còn tạo ra sự ổn định hồ cực kỳ tốt và chống lại sự phân chia W trong
hồ quang hàn. Khả năng chuyển tải dòng điện bằng hoặc tốt hơn một chút so với
điện cực EWCe, EWLa hay EWTh có cùng kích cỡ.
- EWG (unspecified alloy-hợp chất không chỉ định)
Loại điện cực này không chỉ rõ thành phần % của các o xít đất hiếm hoặc các o
xít được kết hợp khác. Khi được chỉ rõ bởi nhà sản xuất, các chất được thêm vào
với mục đíchgây ảnh hưởng tới đặc tính tự nhiên của hồ quang. Nhà sản xuất
cần phải chỉ rõ chất (hoặc các chất) được thêm vào cũng như số lượng (hoặc
tổng số lượng) của chúng.
Một vài điện cực chứa đất hiếm thuộc loại này và chúng chứa thành phần
% khác nhau của 17 kim loại đất hiếm. Một hỗn hợp có thể gồm: 98% W; 1,5%
o xít lanthan; và 0,5% hỗn hợp của các o xít đất hiếm khác.
Một số loại điện cực trong nhóm này làm việc với dòng DC và AC, tuổi thọ
kéo dài hơn và có thể sử dụng dòng điện lớn hơn so với điện cực chứa Thorium.
Lo¹i dßng
®iÖn
AC
§iÖn cùc
Nguyªn chÊt
hoÆc Zirconium
Thori
Thori hoÆc
zirconium
Thori
KhÝ b¶o vÖ
Argon hoÆc
argon-helium
Argon hoÆc
argon-helium
Argon
BÒ dµy
Mäi bÒ dµy
Kim lo¹i hµn
Dµy
Máng
DCEN
DCEP
Nh«m
Mäi cì bÒ dµy
DCEN
Argon hoÆc
§ång vµ hîp
kim ®ång
Nguyªn chÊt hoÆc argon-helium
zirconium
Máng
AC
AC
Argon
Nguyªn chÊt hoÆc
zirconium
ThoriÐe hoÆc
zirconium
Argon
Hîp kim
Magnesium
Mäi cì bÒ dµy
Máng
DCEP
DCEN
Argon
Argon
Nikel, vµ hîp
kim Nikel
ThÐp
Mäi cì bÒ dµy
Thori
Thori
Nguyªn chÊt hoÆc
zirconium
Argon hoÆc
argon-helium
Argon
Carbone, vµ
Mäi cì bÒ dµy
thÐp hîp kim Máng
thÊp
DCEN
AC
Bảng 19.3Một số loại điện cực thông dụng
13
- Kích thước điện cực
Các điện cực tungsten thường được cung cấp với đường kính 0,25 ÷ 6,35
mm, dài từ 70 ÷ 610 mm, có bề mặt đã được làm sạch hoặc được mài. Bề mặt đã
được làm sạch có nghĩa là sau khi kéo dây hoặc thanh, các tạp chất bề mặt được
loại bỏ bằng các dung dịch thích hợp. Bề mặt được mài có nghĩa là các tạp chất
được loại bỏ bằng phương pháp màl.
Tùy thuộc vào ứng dụng, vật liệu, bề dày, loại mối nối mà ta có các dạng
mài khác nhau. Khi hàn với dòng AC ta chọn điện cực lớn hơn và mài vê tròn
thay vì mài nhọn như khi hàn với dòng DCEN.
Bảng 19.4. Thông số khi mài điện cực
14
Hình 19.5 Hình dạng và cách mài điện cực
Hình dạng và cách mài điện cực có ảnh hưởng quan trọng đến sự ổn định và
tập trung của hồ quang hàn. Điện cực được mài trên đá mài có cỡ hạt mịn và mài
theo hướng trục như hình vẽ .
Nói chung chiều cao mài tốt nhất là từ 1,5 đến 3 lần đường kính điện cực.
Khi mài xong phần côn thì cần làm tù đầu côn một chút để bảo vệ điện cực
khỏi sự phá hủy của mật độ dòng điện quá cao. Cách thức ưa chuộng là làm
phẳng mũi điện cực.
Qui tắc chung là : Góc mài càng nhỏ (Điện cực càng nhọn) thì độ ngấu sâu
của vũng chảy càng lớn và bề rộng vũng chảy càng hẹp
Khi hàn với dòng xoay chiều (AC) hoặc dòng một chiều (DCEP) thì đầu
điện cực cần có dạng Bán cầu .
Để có dạng mũi điện cực thích hợp ta dùng dòng xoay chiều hoặc dòng
DCEP kích hoạt hồ quang trên tấm vật liệu dày vớI tư thế trục điện cực thẳng
góc với tấm vật liệu . Sở dĩ chúng ta phải dùng mũi điện cực bán cầu là vì khi
hàn với dòng AC hoặc DCEP thì điện cực bị đốt nóng nhiều hơn do vậy cần bề
mặt lớn hơn để giảm mật độ dòng nhiệt .
Đặc biệt khi hàn trên nhôm , lớp oxýt nhôm bám trên mũi điện cực có vai trò
tăng cường bức xạ electron và bảo vệ điện cực.
Với điện cực bằng zirconium mũi điện cực tự động hình thành dạng bán cầu
khi hàn với dòng AC. Song khi đó ta phải chấp nhận sự cháy không ổn
định của hồ quang hàn
Các đề nghị dưới dây cho phép sử dụng tối ưu các điện cực tungsten.
15
+ Cần chọn dòng điện thích hợp ( kiểu và cường độ) đối với kích cỡ điện cực
được sử dụng. Dòng điện quá cao sẽ làm hư hại đầu điện cực, dòng điện quá
thấp sẽ gây ra sự ăn mòn, nhiệt độ thấp và hồ quang không ổn định.
+ Đầu điện cực phải được mài hợp lý theo các hướng dẫn của nhà cung cấp để
tránh quá nhiệt cho điện cực.
+ Điện cực phải được sử dụng và bảo quản cẩn thận tránh nhiểm bẩn.
+ Dòng khí bảo vệ phải được duy trì không chỉ trong khi hàn mà còn sau khi
ngắt hồ quang cho đến khi nguội điện cực. khi các điện cực đã nguội, đầu điện
cực sẽ có dạng sáng bóng, nếu làm nguội không chuẩn, đầu này có thể bị oxy
hóa và có mảng màu, nếu không loại bỏ sẽ ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn.
Mọi kết nối, cả nước và khí, phải được kiểm tra cẩn thận.
+ Phần điện cực ở phía ngoài mỏ hàn trong vùng khí bảo vệ phải được giữ ở
mức ngắn nhất, tùy theo ứng dụng và thiết bị, để bảo đảm được bảo vệ tốt bằng
khí trơ.
+ Cần tránh sự nhiểm bẩn điện cực. Khi sự tiếp xúc giữa điện cực nóng với kim
loại nền hoặc que hàn, sự duy trì khí bảo vệ không đủ, sẽ gây ra sự nhiểm bẩn.
+ Thiết bị, đặc biệt là đầu phun khí bảo vệ, phải sạch và không dính các vệt hàn.
Đầu phun bị bẩn sẽ ành hưởng đến khí bảo vệ, ảnh hưởng đến hồ quang, do đó
giãm chất lượng mối hàn.
Ph©n cùc
d ¬ng
DCEP
Ph©n cùc
©m DCEN
C êng ®é dßng ®iÖn
Xung kh«ng ®èi xøng
Xung ®èi xøng
EWCe-2
EWCe-2
EWLa-1
EWP
EWP
§ êng
kÝnh ®iÖn
cùc (mm)
ChØ sè má
phun
(mm)
EWLa-1
EWTh-1
EWTh-2
EWZr-1
EWCe-2
EWLa-1
EWTh-2
EWCe-2
EWLa-1
EWTh-2
EWP
EWTh-1
EWTh-2
EWZr-1
EWP
0.25
0.50
1.0
1.6
2.4
3.2
4.0
4.8
6.4
6.4
6.4
§Õn 15
5-20
(2)
(2)
§Õn 15
5-15
§Õn 15
5-20
§Õn 15
10-20
20-30
30-80
60-130
§Õn 15
5-20
9.5
15-80
(2)
10-60
50-100
15-80
70-150
20-60
9.5
70-150
150-250
250-400
400-500
500-750
750-1000
10-20
15-30
25-40
40-55
55-80
80-125
60-120
100-180
12.7
12.7
12.7
16.9
19.0
100-160 140-235
150-210 225-325 100-180 160-250
200-275 300-400 160-240 200-320
250-350 400-500 190-300 290-390
325-450 500-630 250-400 340-525
Bảng 19.5 Thông số hàn TIG
16
2.3 Que hàn TIG
Phương pháp hàn TIG có thể hàn không dùng que đắp, tùy thuộc vào dạng
mối nối và kim loại hàn . Đồng thời khi hàn trên vật liệu mỏng có thể dùng kiểu
mối hàn gấp mép và hàn không que . Cũng có thể áp dụng cách hàn này cho các
mối hàn kiểu gấp mép (Edge) hoặc các mối hàn góc ngoài.
Chọn kim loại đắp :
Thành phần của que đắp cần phải phù hợp tốt nhất với thành phần của kim loại
hàn để bảo đảm mối hàn đồng nhất , mà không có các cấu trúc bất lợi về mặt
luyện kim.
Que đắp được dùng phải là loại đáp ứng được các yêu cầu của phương
pháp TIG : Que phải được bọc một lớp vật liệu chống oxýt hóa (Đồng / Nickel
…) đủ dày để bảo vệ que hàn mà không gây ra các tác động bất lợi về mặt luyện
kim như rỗ khí , ngậm oxýt / silic.
Kim loại đắp và kim loại hàn hòa tan vào nhau khi hàn , tỉ lệ này thay đổi
theo độ ngấu sâu của vũng chảy vào vật liệu hàn và đôi khi độ ngấu thiếu hoặc
thái quá cũng gây ra các cấu trúc bất lợi cho thành phần kim loại của mối hàn.
Mặt khác phải bảo đảm que hàn được tẩy sạch dầu mỡ và bụi/ rỉ khi hàn để hạn
chế rỗ bọt khí.
Bảng 19.6 a Tiªu chuÈn kü thuËt AWS kim lo¹i hµn TIG
Tiªu chuÈn AWS
A5.7
Kim lo¹i hµn
Kim lo¹i hµn
TIG/MIG
Cu vµ hîp kim Cu
ThÐp kh«ng gØ Cr vµ Cr-Ni
Al vµ hîp kim Al
Ni vµ hîp kim Ni
Ti vµ hîp kim Ti
ThÐp C trung b×nh
Hîp kim Mg
A5.9
TIG/MIG/SA
OA/TIG/MIG/SA
TIG/MIG/PAW/SA
TIG/MIG
A5.10
A5.14
A5.16
A5.18
TIG/MIG/PAM
OA/TIG/MIG
TIG/MIG
A5.19
A5.24
Zr vµ hîp kim Zr
ThÐp C thÊp
A5.28
TIG/MIG/PAW
17
Thành phần hóa học
AWS
C
Mn
0.90 0.40
0.07 to to
Si
P
S
Ni Cr MoY
Cu
Ti
Zr Al
0.05 0.02 0.05
ER70S-2
1.40 0.70
0.15 0.12 0.15
0.07 0.90 0.45
ER 70S-3
_
_ 0.050 _
_
_
_
_
_
0.15 1.40 0.70
0.07 1.00 0.65
ER 70S-4 to
to
to
0.025 0.035_
_
_
0.15 1.50 0.85
0.07 0.90 0.30
0.50
0.90
ER 70S-5
ER 70S-6
ER 70S-7
0.19 1.40 0.60
0.07 1.40 0.80
0.15 1.85 1.15
0.07 1.50 0,50
_
_
_
_
_
_
0.15 2.00 0.80
ER 70S-G Kh«ng cã yªu cÇu
Bảng 19.6b Tiêu chuẩn và thành phần của kim loại phụ
3. Trang thiết bị hàn TIG
- Bộ nguồn CC Một chiều (DC) hoặc Xoay chiều (AC) (Nhất thiết phải là
AC khi hàn nhôm).
- Bộ giải nhiệt dùng nước được làm lạnh (Chu trình kín ) áp dụng khi hàn
với dòng hàn lớn
- Chai chứa khí bảo vệ gắn van giảm áp và lưu lượng kế và ống dẫn khí
- Mỏ hàn (có hoặc không có hệ thống làm nguội dùng nước ) với dây cáp
hàn bắt sẳn
- Kẹp mát và dây dẫn
- Mặt nạ hàn với kính lọc chi số 10 -13 − Găng tay và áo choàng da
- Bàn chải sắt / Inox (khi hàn nhôm hoặc Inox )
- Máy mài cầm tay chạy điện hoặc khí nén.
- Hai tấm chắn gió
- Hệ thống hút khí cục bộ
18
Hình 19.6 Sơ đồ đấu thiết bị hàn TIG
3.1 Mỏ hàn và chụp khí :
Chọn mỏ: Mỏ hàn có ba nhiệm vụ chính
- Kẹp giữ điện cực tungstène.
- Cung cấp khí bảo vệ và làm nguội điện cực .
- Bảo đảm dòng điện hàn liên tục và ổn định .
Phương pháp hàn TIG sinh nhiệt khá lớn , dây dẫn điện thường có đường
kính nhỏ chịu được mật độ dòng thấp do vậy phải làm nguội dây dẫn khi hàn với
dòng cao và chu kỳ hàn lớn .
Thông thường có thể các Mỏ hàn khô được thiết kế sao cho lưu lượng khí
đi bao quanh dây dẫn điện để vừa làm nguội dây vừa nung nóng khí .
Khi hàn với dòng 150 đến 500 A, nhất thiết phải dùng Mỏ hàn giải nhiệt
bằng nước.
Hình 19.7a Cấu tạo mỏ hàn giải nhiệt bằng nước
19
ChiÒu dµi
èng dÉn
tiªu chuÈn
m
ChiÒu dµi
®iÖn cùc
mm
§ êng kÝnh
§iÖn cùc mm
Dßng ®iÖn ®Þnh møc
KiÓu
Model lµm
nguéi
AC, chu k DC, chu kú t
t¶i
60% 100%60% 100%
tải
A
B
KhÝ
115
90
150
300
110
225
75
3
5
1.6, 2.4&3.2
N íc 270
N íc 400
195
1.6,2.4, 3.2, 4
150
1.6, 2.4, 3.2,
4, 4.8 & 6.3
C
310
459
350
150
5
Bảng 19.7b Các đặc tính kỹ thuật của mỏ hàn TIG
Chän má phun:§ êng kÝnh trong cña má phun ®ång thêilµ chØ sè vµ
l u l îng khÝ(lÝt/phót) cÇn hiÖu chØnh
Dßng hµn
§ êng kÝnh trßn cña má phun
ThÊp h¬n 70 A
Tõ 5 ®Õn 9 mm
Tõ 70 A ®Õn 150 A
Tõ 150 A ®Õn 200 A
Tõ 200 A ®Õn 250 A
Tõ 250 A ®Õn 350 A
Tõ
9 ®Õn 11 mm
Tõ 11 ®Õn 13 mm
Tõ
Tõ
13 ®Õn 15 mm
15 ®Õn 19 mm
Bảng 19.8 Chọn thông số mỏ phun(chụp khí)
Mỏ hàn làm mát bằng khí
Mỏ hàn làm mát bằng nước
Mỏ hàn sử dụng ống hội tụ để giảm sự xoáy của khí bảo vệ
Hình 19.8 Cấu tạo mỏ hàn TIG
Tải về để xem bản đầy đủ
82 trang
10/01/2024
4340
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Mô đun 33: Hàn TIG 1F;2F;3F;4F - Nghề Hàn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_mo_dun_33_han_tig_1f2f3f4f_nghe_han.pdf
