NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1. Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo Đồ Gá Thực Tập Hàn

1. Các số liệu và dữ liệu  ban đầu:

-          Chế tạo đồ gá thực tập hàn được các vị trí : hàn bằng, hàn đứng, hàn trần.

-          Thực hiện các mối hàn giáp mí, chồng mí, hàn góc 2 tấm phẳng có kích thước 200x50x4mm; hàn nối ống có đường kính Æ50 dài 100mm.

3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
4. Tổng quan

Lịch sử phát triển của ngành hàn.

Đặc điểm, bản chất và ứng dụng của nghành hàn.

Phân loại theo phương pháp hàn.

Ký hiệu tiêu chuẩn về vị trí hàn của một số nước.

1. Cơ sở lý luận và thực tiễn

Căn cứ theo chương trình đào tạo.

Căn cứ theo nhân trắc học.

Căn cứ theo kỹ thuật hàn.

1. Kỹ thuật hàn điện hồ quang

Bản chất, ưu điểm, nhược điểm và phân loại hàn hồ quang.

Các thông số của hàn hồ quang tay.

Kỹ thuật hàn:  chọn vật liệu và chuẩn bị mối hàn.

Các khuyết tật của mối hàn và phương pháp kiểm tra.

4. Các bản vẽ:

Bản vẽ lắp đồ gá: ........................................................................................... 1bản(A4)

Bản vẽ lắp các bộ phận của đồ gá:................................................................. 6 bản(A4)

Bản vẽ chi tiết:............................................................................................... 7 bản(A4)

MỤC LỤC

š&›

                                                                                                                                         Trang

         CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN...................................................................................... 8

                                            I.            Lịch sử phát triển nghành hàn............................................................... 8

                                         II.            Bản chất,đặc điểm và ứng dụng của hàn kim loại.............................. 8

                                       III.            Phân loại các phương pháp hàn............................................................ 9

                                      IV.            Một số ký hiệu tiêu chuẩn về vị trí hàn của một số nước................ 11

         CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN.............................................................................. 14

                                            I.            Căn cứ theo chương trình đào tạo....................................................... 14

                                         II.            Căn cứ theo nhân trắc học.................................................................... 16

                                       III.            Căn cứ theo kỹ thuật hàn...................................................................... 18

         CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT HÀN ĐIỆN HỒ QUANG.......................................... 22

                                            I.            Thực chất hàn hồ quang tay................................................................. 22

                                         II.            Khái niệm về hồ quang hàn.................................................................. 24

                                       III.            Thông số hàn.......................................................................................... 27

                                      IV.            Kỹ thuật hàn........................................................................................... 30

         CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ........................................................................... 41

                                            I.            Công dụng của đồ gá............................................................................. 41

                                         II.            Phân loại đồ gá hàn............................................................................... 42

                                       III.            Phương án thiết kế................................................................................. 42

         CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ THỰC TẬP HÀN................. 46

                                            I.            Thiết kế bàn đồ gá................................................................................. 46

                                         II.            Thiết kế đồ gá hàn giáp mí, chồng mí, hàn góc ................................ 59

 

         CHƯƠNG 6: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG................................................................ 65

         Tài liệu tham khảo :.................................................................................................. 67

         Kết luận :..................................................................................................................... 68

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

I/ LỊCH SỬ PHÁT TRIỀN CỦA NGÀNH HÀN

1. Trên thế giới

-         Thời kỳ đồ đồng, đồ sắt loài người đã biết hàn kim loại.

-         Năm 1802, nhà bác học người Nga Pê-Tơ-Rốp tìm ra hiện tượng hồ quang điện.

-         Năm 1882, kỹ sư Bê-Na-Đớt đã sử dụng hồ quang cực than để hàn kim loại.

-         Năm 1886, Tôm-Sơn đã tìm ra phương pháp hàn tiếp xúc giáp mối.

-         Năm 1887, Bê-Na-Đớt đã tìm ra phương pháp hàn điểm.

-         Năm 1888, Sla-Via-Nốp đã sử dụng điện cực kim loại để hàn.

-         Năm 1907, kỹ sư Ken-Be người Thụy Điển đã sử dụng điện cực có thuốc bọc (que hàn) để hàn kim loại.

-         Cuối những năm 1930, đầu những năm 1940 viện sỹ E.O.Ra-Tôn tìm ra phương pháp hàn dưới thuốc, phương pháp hàn tự động, bán tự động.

-         Cuối năm 1940, tìm ra phương pháp hàn trong môi trường khí bảo bảo vệ đó là các khí Hê-li, Ac-gông ở Mỹ và khí Cacbonic ở Liên Xô.

-         Năm 1949, B.O.Pa-Tôn đã tìm ra phương háp hàn điện xỉ.

Những năm tiếp theo, hàng loạt phương pháp hàn mới được ra đời như: Hàn bằng tia lửa điện, hàn siêu âm, hàn ma sát… và hiện nay trên thế giới có 120 phương pháp hàn khác nhau.

2. Ở Việt Nam

-         Thời xa xưa, ông cha ta đã biết sử dụng hàn để làm ra những dụng cụ cần thiết phục vụ cho đời sống và cải thiện điều kiện sản xuất.

-         Sau cách mạng tháng 8 năm 1945, dưới sự lãnh đạo của Đảng, ngành hàn được quan tâm và thực sự phát triển, nhất là trong thời kỳ đổi mới. Hiện nay đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật hàn, công nhân lành nghề ngày càng đông đảo với sự hợp tác khoa học với các nước trên thế giới. Chúng ta tin rằng, ngành hàn ở Việt Nam ngày càng phát triển và được ứng dụng ngày càng nhiều vào trong sản xuất.

II/ BẢN CHẤT, ĐẶC ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG CỦA HÀN KIM LOẠI

1. Bản chất

Hàn là quá trình công nghệ nối hai hay nhiều phần tử (chi tiết, bộ phận) lại với nhau thành một khối bền vững không tháo rời, bằng cách dùng nguồn nhiệt để nung nóng vị trí cần nối đến trạng thái hàn (trạng thái lỏng hoặc dẻo), sau đó kim loại lỏng tự kết dính (trạng thái lỏng) hoặc dùng thêm ngoại lực ép chúng lại với nhau (trạng thái dẻo) để tạo thành mối hàn.

2. Đặc điểm

-         Liên kết hàn được đặc trưng bởi tính liên tục và nguyên khối. Đó là liên kết cứng không tháo rời được.

-         Tiết kiệm kim loại với cùng điều kiện, khả năng làm việc.

+ So với liên kết bu lông, đinh tán tiết kiệm từ 10 – 20 % khối lượng kim loại.

+ So với đúc tiết kiệm đến 50% khối lượng kim loại.

-         Hàn cho phép chế tạo được các kết cấu phức tạp (siêu trọng, siêu trường) từ những vật liệu cùng loại, khác loại, có tính chất khác nhau để phù hợp với các điều kiện, môi trường làm việc khác nhau.

-         Hàn tạo ra các liên kết có độ bền và độ cứng cao đáp ứng yêu cầu làm việc của các kết cấu quan trọng như: vỏ tàu, nồi hơi, thiết bị chịu áp lực.

-         Hàn có tính linh động và năng suất cao so với các công nghệ gia công khác, do đó dễ cơ khí hóa, tự động hóa quá trình sản xuất.

-         Mức độ đầu tư cho quá trình sản xuất không cao.

vNhược điểm: do trong quá trình hàn vật liệu chịu tác động của nguồn nhiệt có công suất lớn, tập trung và thời gian ngắn. Vì vậy liên kết hàn thường có nhược điểm sau:

-         Tổ chức và tính chất của kim loại vùng hàn và khu vực lân cận có thể bị thay đổi, do đó làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu, đặc biệt khi làm việc với tải trọng động, tải trọng biến đổi theo chu kỳ.

-         Trong kết cấu hàn thường tồn tại ứng suất và biến dạng dư, do vậy ảnh hưởng đáng kể đến: hình dáng, kích thước, tính thẩm mỹ và khả năng làm việc của kết cấu.

vỨng dụng: mặc dù có một số nhược điểm trên nhưng với tính kinh tế kỹ thuật cao, công nghệ hàn ngày càng được quan tâm phát triển hoàn thiện và được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực công nghiệp của nền kinh tế quốc dân.

III/ PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN

1. Theo năng lượng sử dụng
   • Điện năng.
   • Hóa năng.
   • Cơ năng.
2. Theo mức độ tự động hóa

• Hàn bằng tay.
• Hàn bán tự động.
• Hàn tự động.

3. Theo trạng thái hàn

IV/ MỘT SỐ KÝ HIỆU TIÊU CHUẨN VỀ VỊ TRÍ HÀN CỦA MỘT SỐ NƯỚC

1. Tiêu chuẩn Anh BS-4871

• Hàn sấp :                                D.
• Hàn ngang:                            X.
• Hàn đứng từ dưới lên:          V_u.
• Hàn đứng từ trên xuống:     V_d.
• Hàn trần:                                O.

2. Tiêu chuẩn Đức DIN 1912

• Hàn sấp :                                PA(w).
• Hàn ngang tư thế sấp:          PB(h).
• Hàn ngang tư thế đứng:       PC(q).
• Hàn trần:                                PE(u).
• Hàn đứng từ dưới lên:          PF(s).
• Hàn đứng từ trên xuống:     PG(f).

3. Tiêu chuẩn ISO

Theo tiêu chuẩn ISO phân ra 8 thế hàn sau:

• PA: hàn ở thế hàn bằng.
• PB: hàn ở thế hàn nằm.
• PC: hàn ở thế hàn ngang.
• PD: hàn ở thế hàn ngửa nằm.
• PE: hàn ở thế hàn trần.
• PF: hàn ở thế hàn leo.
• HLo – 45: hàn ở thế nghiêng 45⁰.
• PG: hàn ở thế hàn rơi.

4. Tiêu chuẩn Mỹ ANSI/AWS

• Hàn sấp:         F.
• Hàn ngang:    H.
• Hàn trần:        OH.
• Hàn đứng:      V.

Liên kết hàn giáp mối

Liên kết hàn góc

Ký hiệu mối hàn trên bảng vẽ theo ISO

Mối hàn giáp mối gấp mép

Mối hàn giáp mối không vát mép

Mối hàn giáp mối vát mép chữ V

Mối hàn giáp mối vát mép nửa chữ V

Mối hàn giáp mối vát mép chữ Y

Mối hàn giáp mối vát mép nửa chữ Y

Mối hàn giáp mối vát mép chữ U

Mối hàn giáp mối vát mép chữ J

Mối hàn chân (đáy)

Mối hàn cắt, mối hàn góc

Mối hàn nút, mối hàn điểm

Mối hàn đường (hàn áp lực)

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN

I/ CĂN CỨ THEO CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO

Chương trình khung trình độ cao đẳng nghề Hàn

(Ban hành kèm theo Thông tư số 21/2011/TT - BLĐTBXH

Ngày 29 tháng 07 năm 2011 của Bộ trưởng Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội)

Chương trình khung trình độ cao đẳng nghề

Tên nghề: Hàn

Mã nghề: 50510203

Trình độ đào tạo: Cao đẳng nghề

1. MỤC TIÊU ĐÀO TẠO

- Kiến thức:

+ Chế tạo được phôi hàn theo yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ bằng mỏ cắt khí bằng tay, máy cắt khí con rùa.

+ Giải thích được các vị trí hàn (1G, 2G, 3G, 4G, 1F, 2F, 3F, 4F, 5G, 6G, 6GR).

+ Hiểu được các ký hiệu vật liệu hàn, vật liệu cơ bản.

+ Trình bày được phạm vi ứng dụng của các phương pháp hàn (SMAW, MAG/MIG, FCAW, SAW, TIG).

+ Hiểu được nguyên lý, cấu tạo và vận hành thiết bị hàn (SMAW, MAG/MIG, FCAW, SAW,TIG).

+ Hiểu được quy trình hàn áp dụng vào thực tế của sản xuất.

+ Trình bày được nguyên lý cấu tạo, vận hành được các trang thiết bị hàn (SMAW, MAG/MIG, FCAW, SAW...).

+ Cài đặt được chế độ hàn TIG trên máy hàn.

+ Tính toán được chế độ hàn hợp lý.

+ Trình bày được các khuyết tật của mối hàn (SMAW, MAG/MIG, FCAW, SAW, TIG) nguyên nhân và biện pháp đề phòng.

+ Trình bày được các ký hiệu mối hàn, phương pháp hàn trên bản vẽ kỹ thuật.

+ Trình bày và giải thích được quy trình hàn, chọn được vật liệu hàn, áp dụng vào thực tế của sản xuất.

+ Phân tích được quy trình kiểm tra ngoại dạng mối hàn theo tiêu chuẩn Quốc tế (AWS).

+ Giải thích được các ký hiệu vật liệu hàn, vật liệu cơ bản.

+ Biết các biện pháp an toàn phòng cháy, chống nổ và cấp cứu người khi bị tai nạn xảy ra.

 + Trình bày và giải thích được quy trình hàn, chọn được vật liệu hàn, áp dụng vào thực tế của sản xuất.

+ Giải thích được các ký hiệu vật liệu hàn, vật liệu cơ bản.

+ Tính toán được chế độ hàn thích hợp khi thực hiện các nhiệm vụ, công việc hàn cụ thể.

+ Hiểu được nội dung thiết lập một quy trình hàn.

+ Hiểu được các ký hiệu mối hàn, phương pháp hàn trên bản vẽ tiêu chuẩn kỹ thuật với trình độ Anh văn chuyên ngành.

+ Trình bày được nguyên lý, vận hành máy xử lý nhiệt của mối hàn.

+ Biết phân tích, tổng hợp, đánh giá tiến độ thi công, ứng xử, giao tiếp.

+ Giải thích được ký hiệu mối hàn, phương pháp hàn từ Anh ngữ.

- Kỹ năng:

+ Chế tạo được phôi hàn theo yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ bằng mỏ cắt khí bằng tay, máy cắt khí con rùa.

+ Gá lắp được các kết cấu hàn theo các vị trí khác nhau theo yêu cầu kỹ thuật.

+ Vận hành, điều chỉnh được chế độ hàn trên máy hàn (SMAW, MAG/MIG, FCAW, SAW,TIG).

+ Đấu nối được thiết bị hàn (SMAW, MAG/MIG, FCAW, TIG) một cách thành thạo.

+ Chọn được chế độ hàn hợp lý cho các phương pháp hàn (SMAW, MAG/MIG, FCAW, SAW,TIG).

+ Hàn được các mối hàn bằng phương pháp hàn Hồ quang tay (SMAW), có kết cấu đơn giản đến phức tạp, như mối hàn góc (1F - 4F), mối hàn giáp mối từ (1G - 4G), mối hàn ống từ vị trí hàn (1G, 2G, 5G, 6G) của thép các bon thường, có chất lượng mối hàn theo yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ.

+ Hàn được các mối hàn MAG/MIG vị trí hàn 1F - 3F, 1G - 4G đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

+ Hàn được các mối hàn TIG căn bản, nâng cao.

+ Hàn được các mối hàn SAW vị trí 1F, 2F, 1G đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

+ Hàn được thép hợp kim bằng phương pháp xử lý nhiệt theo yêu cầu.

+ Sửa chữa được các mối hàn bị sai hỏng, biết nguyên nhân và biện pháp khắc phục hay đề phòng.

+ Có khả năng làm việc theo nhóm, độc lập.

+ Xử lý được các tình huống kỹ thuật trong thực tế thi công.

+ Bảo dưỡng được thiết bị, dụng cụ và phòng chống cháy nổ của nghề Hàn.

+ Quản lý, kiểm tra và giám sát quá trình thực hiện công việc của cá nhân, tổ, nhóm lao động.

+ Hướng dẫn, bồi dưỡng kỹ năng nghề cho thợ bậc thấp.

II/ CĂN CỨ THEO NHÂN TRẮC HỌC

Bất kể công trình lớn nhỏ, thiết kế theo kiểu nào cũng căn cứ vào nhân trắc. Trong các sản phẩm cơ khí, kích thước của thiết bị gắn với một khái niệm “tỷ xích” (mối tương quan giữa kích thước thiết bị, máy móc và con người), đó là yếu tố hết sức quan trọng vì nó phải phù hợp với người sử dụng, mang lại cảm giác thuận tiện, dễ sử dụng.

Tay với (người giơ tay ngang) của người Việt Nam: tương ứng với nam là 82,5 cm - 94 cm và nữ khoảng 77,8 cm - 83 cm. Thế người của con người Việt Nam có chiều cao thích hợp của nam là 45,5 cm và 43 cm. Còn nữ là 40,4 cm và 39,1 cm.
Þ  Đây chính là cơ sở để nhóm tiến hành thiết kế bàn hàn để đảm bảo quá trình thực tập hàn được thuận lợi.

Kích thước bàn hàn:

            + chiều rộng : 700 mm.

            + chiều dài : 900 mm.

            + chiều cao mặt bàn : 700 mm.

III/ CĂN CỨ THEO KỸ THUẬT HÀN

1. Vị trí mối hàn trong không gian

-         Hàn bằng: là những mối hàn phân bố trên những mặt phẳng nằm trong góc từ         0 – 60⁰.

-         Hàn ngang: là những mối hàn phân bố trên những mặt phẳng nằm trong góc từ     60 – 120⁰ nhưng có phương song song với mặt phẳng nằm ngang.

-         Hàn đứng: là những mối hàn phân bố trên những mặt phẳng nằm trong góc từ      60 – 120⁰ theo phương bất kỳ, trừ phương song song với mặt phẳng nằm ngang.

-         Hàn trần (hàn ngửa): là những mối hàn phân bố trên những mặt phẳng nằm trong góc từ 120 – 180⁰.

Vị trí mối hàn trong không gian

2. Các loại mối hàn

-         Hàn giáp mối (a): có thể không cần vát mép khi s ≤ 4 mm và vát mép khi           s > 4 mm.

-         Hàn gấp mối (b): dùng khi s ≤  2 mm.

-         Hàn chồng mối (c).

-         Hàn góc: + Hàn góc (d).

+ Hàn góc chữ T(e).

-         Hàn mặt đầu (g).

-         Hàn viền mép (h): dùng trong trường hợp chi tiết hàn không cho phép tăng kích thước.

-         Hàn kiểu chốt (i): khoan lỗ lên 2 chi tiết chồng lên nhau, sau đó hàn theo từng lỗ một.

3. Góc độ que hàn

Mối hàn giáp mối, hàn chữ T ở vị trí hàn bằng.

Mối hàn giáp mối ở vị trí hàn đứng.

Mối hàn giáp mối ở vị trí hàn ngang.

Mối hàn giáp mối ở vị trí hàn trần.

Khoảng cách vật hàn so với mắt người ở vị trí hàn đứng.

vTừ cơ sở trên nhóm xây dựng một số bài tập  cho bộ môn thực tập hàn và nghiên cứu thiết kế chế tạo đồ gá thực tập hàn cho các loại mối hàn:

1. Hàn giáp mối tấm phẳng 150x50x4 ở 3 vị trí: hàn bằng, hàn đứng, hàn trần.
2. Hàn chồng mối tấm phẳng 150x50x4 ở 3 vị trí: hàn bằng, hàn đứng, hàn trần.
3. Hàn góc tấm phẳng 150x50x4 ở 3 vị trí: hàn bằng, hàn đứng, hàn trần.
4. Hàn nối ống chồng mối Æ 90 mm.

CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT HÀN ĐIỆN HỒ QUANG

1. Thực chất của hàn hồ quang tay

Hàn hồ quang tay là một trong những phương pháp hàn nóng chảy dùng năng lượng của hồ quang điện nung nóng kim loại chỗ cần nối và của điện cực hàn đến trạng thái nóng chảy, sau khi kim loại lỏng kết tinh sẽ tạo thành mối hàn. 

Trong quá  trình hàn, mọi  thao  tác như: gây hồ quang, dịch chuyển điện cực v.v.. để hoàn thành chiều dài mối hàn đều do người thợ hàn thực hiện bằng tay, nên có tên gọi: Hàn hồ quang tay.

Sơ đồ nguyên lý hàn hồ quang tay

1. Ưu điểm

-         Cho phép thực hiện các mối hàn ở mọi vị trí trong không gian.

-         Tiết kiệm kim loại, giảm được thời gian và giá thành chế tạo kết cấu, có thể nối được những kim lọai có tính chất khác nhau.

-         Đồ bền mối hàn cao, kín và giảm được tiếng ồn trong sản xuất.

-         Thiết bị dễ vận hành, dễ sửa chữa, bảo dưỡng và mức độ đầu tư thấp.

-         Được sử dụng phổ biến ở tất cả các nước bởi tính linh hoạt, tiện lợi và đa năng.

2. Nhược điểm

-         Chất lượng và năng suất hàn hoàn toàn phụ thuộc vào trình độ tay nghề và kinh nghiệm của người thợ hàn.

-         Sau khi hàn trong mối hàn xuất hiện ứng suất dư, vật hàn hay bị biến dạng, tổ chức kim loại mối hàn không đồng đều do đó làm giảm khả năng chiụ tải động của mối hàn.

-         Năng suất hàn tương đối thấp (do phải sử dụng dòng hàn hạn chế).

-         Ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người thợ hàn (chịu tác động trực tiếp của khói, ánh sáng và nhiệt của hồ quang).

3. Công dụng của hàn hồ quang tay

Công nghệ hàn đóng góp rất nhiều cho sự phát triển của công nghiệp hiện đại, như:

-         Chế tạo: nồi hơi, bình chứa, tàu thuyền, vỏ máy, toa xe, …

-         Sửa chữa: xi-lanh rạn, bánh răng nứt, chi tiết bị mòn, vật đúc bị khuyết, ...

-         Xây dựng: nhà xưởng kết cấu thép, ….

-         Giao thông vận tải: cầu, cống, ….

-         Dân dụng: giường, tủ, bàn ghế, …

4. Phân loại hàn hồ quang tay

-         Phân loại theo điện cực hàn:

+ Điện cực nóng chảy.

+ Điện cực không nóng chảy.

-         Phân loại theo dòng điện:

+ Dòng điện xoay chiều AC.

+ Dòng điện một chiều DC: Nối thuận – Nối nghịch.

-         Phân loại theo cách nối dây:

+ Nối dây trực tiếp.

+ Nối dây gián tiếp.

+ Nối dây hỗn hợp.

1. KHÁI NIỆM VỀ HỒ QUANG HÀN
2. Thực chất của hồ quang hàn

Hàn hồ quang là phương pháp hàn nóng chảy dùng nhiệt của ngọn lửa hồ quang sinh ra giữa các điện cực hàn. Hồ quang hàn là dòng chuyển động của các điện tử và ion về hai điện cực, kèm theo việc phát nhiệt lớn và phát quang mạnh.

Trong các điều kiện bình thường, không khí không dẫn điện, giữa 2 điện cực của các loại máy hàn hồ quang có điện áp không tải nhỏ hơn 80V, vì vậy không có sự phóng điện giữa chúng. Để gây hồ quang, người ta gây ra hiện tượng đoản mạch, lúc đó mật độ dòng điện tại chỗ tiếp xúc của 2 điện cực rất lớn.

Theo định luật Jun-Len thì Q = 0,24RI²t, nhiệt lượng này được các điện tử tự do ở mặt đầu catot hấp thụ. Sau khi nhận được năng lượng dưới dạng nhiệt, các điện tử này có thế năng lớn, bứt ra khỏi quỹ đạo của mình và phóng về anot. Trên đường đi chúng sẽ bắn phá lên các nguyên tử và phân tử chất khí bảo hòa để cho hoặc lấy của chúng một vài điện tử và biến chúng thành ion. Môi trường ion là môi trường dẫn điện rất tốt cho nên quá trình gây hồ quang chỉ xảy ra ở giai đoạn ban đầu. Như vậy hồ quang hàn là dòng chuyển dịch của các ion dương về catot, ion âm và các điện tử về anot. Các hạt này sẽ bắn phá lên các vết cực, cơ năng sẽ biến thành nhiệt năng để làm nóng chảy hoặc hao mòn các điện cực.

Quá trình gây hồ quang xảy ra 3 giai đoạn:

1. Giai đoạn chạm mạch ngắn: cho hai điện cực chạm vào nhau, do điện tích tiết diện ngang của mạch điện bé và điện trở vùng tiếp xúc giữa các điện cực lớn vì vậy trong mạch xuất hiện một dòng điện cường độ lớn, hai mép điện cực bị nung nóng mạnh.
2. Giai đoạn ion hóa: khi nâng một điện cực lên khỏi điện cực thứ hai một đoạn từ 2-5mm. Các điện tử bứt ra khỏi quỹ đạo của mình và chuyển động nhanh về phía anot, trên đường chuyển động chúng va chạm vào các phân tử khí trung hòa làm chúng bị ion hóa. Sự ion hóa các phân tử khí kèm theo sự phát nhiệt lớn và phát sáng mạnh.
3. Giai đoạn hồ quang cháy ổn định: khi mức độ ion hóa đạt tới mức bão hòa, cột hồ quang ngừng phát triển, nếu giữ cho khoảng cách hai điện cực không đổi, cột hồ quang được duy trì ổn định.

Khi hàn, điện áp cần thiết để gây hồ quang khoảng từ 35-50V đối với dòng một chiều, từ 55-80V đối với dòng xoay chiều. Điện áp để duy trì hồ quang cháy ổn định khoảng 16-35V khi dùng dòng một chiều và từ 25-45V khi dùng dòng xoay chiều.

2. Các phương pháp gây hồ quang hàn

a)     Phương pháp mổ phẳng; b) Phương pháp ma sát

a)     Phương pháp mổ thẳng

Cho que hàn  tiếp xúc với vật hàn  theo phương vuông góc  (vị  trí 1). Nhấc điện cực lên khỏi vật hàn 3 ÷ 5mm sẽ hình  thành hồ quang (vị trí 2). Duy  trì cho hồ quang cháy ở khoảng cách l_hq = 2 ÷ 4mm (vị trí 3). 

b)     Phương pháp ma sát

Đặt nghiêng điện cực so với bề mặt vật hàn một góc (vị trí 1), cho đầu que hàn quẹt nhẹ lên bề mặt vật hàn và đưa về vị trí thẳng góc với nó để hình thành hồ quang (vị trí 2) và giữ cho hồ quang cháy ổn định ở khoảng cách l_hq = 2 ÷ 4mm (vị trí 3).

3. Tác dụng nhiệt của hồ quang

a)     Nhiệt và nhiệt độ của hồ quang hàn

Hồ quang hàn là một nguồn nhiệt tập trung rất lớn, điện năng đã biến thành nhiệt năng. Năng lượng này phát ra từ cực dương, cực âm và trong cột hồ quang dùng để nung nóng chảy que hàn, vật hàn ở gần cột hồ quang. Nhiệt độ ở vùng cực dương, cực âm xấp xỉ bằng nhiệt độ sôi và nhiệt độ bốc hơi của vật liệu điện cực.

Nhiệt độ cao nhất ở trung tâm cột hồ quang do sự ion hóa các chất khí: còn nhiệt độ ở các vết cực là do sự bắn phá của các điện tử và ion tạo nên, còn ở vùng lân cận nhiệt độ thấp hơn và kim loại bị quá nhiệt. Nhiệt do hồ quang sinh ra sẽ phân bố qua môi trường, vật hàn, que hàn, kim loại mối hàn.

b)     Quá trình chuyển dịch kim loại lỏng từ que hàn vào vũng hàn

Kim loại từ que hàn vào vũng hàn ở dạng những giọt nhỏ có kích thước khác nhau. Khi hàn, ở bất cứ vị trí nào trong không gian kim loại lúc nào cũng chuyển từ que hàn vào vật hàn nhờ các lực sau đây:

-         Trọng lực của kim loại lỏng: lực này có khả năng chuyển dịch kim loại lỏng vào vũng hàn khi hàn sấp và có tác dụng ngược lại khi hàn trần.

-         Sức căng bề mặt: lực này sinh ra do tác dụng của lực phân tử. Lực phân tử luôn có khuynh hướng tạo cho bề mặt chất lỏng một năng lượng nhỏ nhất, nên các giọt kim loại có dạng hình cầu. Những giọt này chỉ mất đi khi rơi vào vũng hàn và bị sức căng bề mặt của vũng hàn kéo vào thành dạng chung của vũng hàn.

Sức căng bề mặt giữ cho kim loại lỏng của vũng hàn khi hàn trần không bị rơi và để hình thành mối hàn.

-         Cường độ điện trường: dòng điện đi qua que hàn sinh ra quanh nó một điện trường ép lên que hàn, lực này cắt kim loại lỏng ở đầu que hàn thành những giọt. Do sức căng bề mặt và cường độ điện trường ở ranh giới nóng chảy của que hàn bị thắt lại, tiết diện ngang giảm xuống, mật độ dòng điện tăng lên. Mặt khác ở đây điện trở cao nên nhiệt sinh ra khá lớn và kim loại lỏng đạt tới trạng thái sôi tạo áp lực đẩy giọt kim loại chạy vào vũng hàn. Mật độ dòng điện giảm dần từ que hàn đến vật hàn, nên không bao giờ có hiện tượng kim loại lỏng từ vũng hàn chuyển dịch vào que hàn được.

-         Áp lực trong: kim loại ở đầu mút que hàn bị quá nhiệt rất lớn, nhiều phản ứng hóa học xảy ra ở đó và sinh ra các chất khí, ở nhiệt độ cao thể tích các chất khí tăng lên khá lớn và gây nên một áp lực mạnh đẩy các giọt kim loại tách khỏi que hàn. Ví dụ khi có phản ứng hoàn nguyên ô-xít sắt sẽ tạo ra khí ô-xít cacbon(CO).

 THÔNG SỐ HÀN

1. Đường kính que hàn

Chọn đường kính que hàn to hay nhỏ phụ thuộc vào các nhân tố: chiều dày vật hàn, kích thước cạnh mối hàn, loại đầu mối, vị trí mối hàn trong không gian và thứ tự thực hiện các lớp hàn. Khi hàn mối hàn nhiều lớp thường chọn lớp thứ nhất có đường kính que hàn nhỏ, các lớp sau căn cứ vào bề dày vật hàn theo công thức:

-         Hàn giáp mối:     d_q = s/2 + 1 (mm)

-         Hàn góc:              d_q = k/2 + 1 (mm)

Trong đó:  d_q  là đường kính que hàn.

                    S là chiều dày vật hàn (mm).

                    K là cạnh mối hàn góc (mm).

Trong thực tế hay dùng nhất là loại que hàn có đường kính từ 2 ÷ 5 mm.

 

Chọn đường kính que hàn

Đường kính que hàn d, mm	1,6 ÷ 2	3	4	4 ÷ 5	5	5 ÷ 6	6 ÷ 10
Chiều dày liên kết giáp mối, mm	≤ 2	3	4 ÷ 8	9 ÷ 12	13 ÷ 15	16 ÷ 20	>20
Cạnh của mối hàn góc, mm	-	3	4 ÷ 6	6 ÷ 8	-	-	-

Chú ý:

              + Nếu chiều dài hồ quang càng lớn thì quãng đường dịch chuyển của các giọt kim loại lỏng từ que hàn vào vũng hàn càng dài, do đó chúng dễ bị tác động xấu của môi trường không khí. Mặt khác, hàn với hồ quang dài, điện áp hồ quang sẽ tăng, chiều sâu ngấu giảm, sự mất kim loại do bắn tóe, bay hơi trong quá trình hàn tăng lên, bề mặt mối hàn gồ ghề, dễ bị lẹm chân.

              + Nếu chiều dài hồ quang quá bé thì sự cháy của nó không ổn định, dòng điện có hiện tượng chập mạch thường xuyên, điện áp hồ quang giảm, chiều rộng hồ quang giảm, bề mặt mối hàn không mịn, nhưng khi hàn bằng dòng DC hồ quang ít bị thổi lệch hơn.

              + Khi  hàn  tôn  mỏng  dưới  1mm  thì  Lh  =  0,025  inch  (khoảng  0,6mm)  do  vậy không dùng queđắp.

              + Khihàntôndày(nhỏhơn4mm)hoặchànngấuthìLh  =0,082inch(khoảng 2 mm).

4. Điện thế hồ quang

Điện thế hồ quang do chiều dài hồ quang quyết định. Nếu hồ quang dài thì điện thế hồ quang cao và ngược lại. Theo thực nghiệm, điện thế hồ quang được tính theo công thức:

U_hq = a + b. L_hq             (V)

Trong đó:

a - Là hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào vật liệu que hàn và vật hàn.

+ Khi hàn que nóng chảy a = 15-30 (V).

+ Khi hàn que hàn không nóng chảy a = 30-35 (V).

b - Là hệ số nói lên điện áp rơi trên 1cm chiều dài hồ quang, thường lấy bằng 15,7 V/cm.

L_hq -  Là chiều dài hồ quang, đơn vị (mm).

 Tốc độ hàn

Tốcđộhànlàtốcđộdichuyểnđiệncựcphụthuộcvàotốcđộđiềnđầy vũng chảyvàbề dàychitiết hàn. Tốcđộ thường từ100 đến250 mm/phút. Nếu tốc độ hàn quá lớn mối hàn sẽ hẹp, chiều sâu ngấu giảm, không phẳng và có thể bị gián đoạn. Ngược lại, nếu tốc độ hàn quá nhỏ sẽ dễ bị hiện tượng cháy chân, kim loại cơ bản bị nóng quá mức, vùng ảnh hưởng nhiệt lớn, chiều rộng và chiều sâu mối hàn tăng.

-         Theo kinh nghiệm, vận tốc hàn có thể tính theo công thức:

V_h = L/T_h = a_d.I_h/3600.g.F_d     (cm/s).

Trong đó:       L: chiều dài mối hàn (cm).

                        T_h: thời gian hàn trực tiếp (h).

                        a_d: hệ số đắp của que hàn (g/A.h).

                        I_h: dòng điện hàn (A).

                        g: khối lượng riêng của kim loại que hàn (g/cm³).

                        F_d: diện tích của lớp đắp (cm²).

vCác thông số thamkhảo khi hàn trên thép carbon:

Bề dày (mm)	1,6	2,4	3,2	4,8	6,4	12,7
Đường kính điện cực (mm)	1,6	1,6	2,4	2,4	3,2	3,2
Dòng điện hàn (A)	100÷140	100÷160	120÷200	150÷250	150÷250	150÷300
Điện áp hàn (V)	12	12	12	12	12	12
Đường kính dây hàn (mm)	1,6	1,6	1,6	2,4	3,2	3,2
Tốc độ hàn min (mm)	250	250	250	200	200	200
Đường kính mỏ phun (mm)	9,5	9,5	9,5	9,5	12,5	12,5
Lưu lượng khí bảo vệ min (lít)	10	10	10	10	12	12

1. 
   KỸ THUẬT HÀN
2. Chuẩn bị mép vật hàn

Công việc chuẩn bị mép vật hàn phải được tiến hành theo bản vẽ kỹ thuật hoặc theo tiêu chuẩn nhất định phụ thuộc vào kiểu liên kết, chiều dày vật hàn, phương pháp và khả năng công nghệ hàn.

Những yếu tố cơ bản cần chú ý khi vát mép là góc α, kích thước mặt đáy b, khe đáy a hoặc chiều cao gấp mép.

vCác kiểu chuẩn bị mép hàn

Kiểu chuẩn bị mép hàn	Hình vẽ vát mép mối hàn	Kích thước (mm)
Gấp mép	S = 1 ÷ 3 a = 0 ÷ 1 b = S + 2 R = S
Không vát mép	S = 3 ÷ 8 a = 1 ± 2
Vát mép nửa chữ V	S= 4÷ 26 a= 2± 2 b = 2± 1 α = 50o ± 5o
Vát mép chữ V	S= 4÷ 26 a= 2± 2 b = 2± 1 α = 60o ± 5o
Vát mép chữ U	S= 20÷ 60 a= 2± 2 b = 2± 1 R = 5± 1; α= 10o  ± 3o
Vát mép nửa chữ U	S= 20÷ 50 a= 2± 2 b = 2± 1 R = 5± 1; α= 10o  ± 3o
Vát mép chữ K	S= 12÷ 40 a= 2± 2 b = 2± 1 α = 50o ± 5o
Vát mép chữ X	S= 12÷ 80 a= 2± 2 b = 2± 1 α = 60o ± 5o
Vát mép khi chiều dày khác nhau	L= 5(S1 –S)

 

 

v  Mối hàn góc chữ T

Đây là loại liên kết hàn có độ bền cao, nhất là các kết cấu chịu tải trọng tĩnh. Tùy thuộc vào chiều dày chi tiết mà có thể vát mép thành đứng hoặc không vát mép.

 

 

 

3. Kỹ thuật hàn hồ quang tay

3.1   Các chuyển động của que hàn.

(1)   Chuyển động theo trục que hàn: để duy trì ổn định chiều dài hồ quang.

(2)   Chuyển đông dọc theo trục mối hàn: để hàn hết chiều dài que hàn.

(3)   Dao động ngang: để đảm bảo chiều rộng của mối hàn.

Các chuyển động của que hàn

3.2 Các phương pháp dao động của que hàn

Một số kiểu chuyển động của que hàn.

Ứng dụng:

-         Kiểu 1,2,3,4 được dùng phổ biến nhất.

-         Kiểu 5 dùng khi cần nung nóng nhiều phần giữa mối hàn, thường dùng trong các mối hàn góc, chữ T.

-         Kiểu 6 và 7 dùng khi cần nung nóng nhiều phần mép mối hàn.

3.3 Bắt đầu, kết thúc và sự nối liền mối hàn.

1. Bắt đầu mối hàn: phần này thường nhô cao và có độ ngấu kém hơn vì mới bắt đầu hàn nhiệt độ vật hàn thấp, nhiệt hồ quang chưa thể làm vật hàn nóng chảy ngay được, do vậy cường độ chịu lực ở phần này kém. Để khắc phục hiện tượng này, khi bắt đầu hàn phải kéo dài hồ quang ra một chút, tiến hành dự nhiệt vật hàn, sau đó mới rút ngắn hồ quang tiến hành hàn bình thường.
2. Kết thúc mối hàn: thực hiện khi hàn xong một mối hàn. Thông thương cuối mối hàn hay bị lõm do ngắt hồ quang đột ngột. Tại chỗ lõm này thường gây tập trung ứng suất dẫn đến hiện tượng nứt chân chim, là nguyên nhân phá hỏng liên kết hàn. Khắc phục hiện tượng này, khi đến cuối đường hàn que hàn ngưng không chuyển động, ép ngắn hồ quang một chút rồi từ từ ngắt hồ quang. Khi hàn các tấm mỏng không dùng cách này mà phải tiến hành chấm ngắt để lấp đầy rãnh hồ quang.
3. Sự nối liên kết hàn: thực hiện khi hết que hàn nhưng chưa hết chiều dài mối hàn. Có 4 kiểu nối như sau:

(1): phần đầu mối hàn sau nối với phần cuối mối hàn trước.

(2): phần cuối của hai mối hàn nối nhau.

(3): phần cuối mối hàn sau nối với phần đầu mối hàn trước.

(4): phần đầu của hai mối hàn nối nhau.

Chỗ nối mối hàn thường bị cao, ngắt quãng và rộng hẹp không đều. Khắc phục hiện tượng này khi hàn phải thực hiện đúng thao tác nối que như sau: mồi hồ quang trực tiếp vào vũng hàn hoặc chỗ chưa hàn, sau đó kéo dài hồ quang và lắc nhẹ đầu que hàn để nhiệt làm nóng chảy toàn bộ vũng hàn cũ. Khi qua hết vũng hàn mới tiến hành dao động bình thường.

4. Khuyết tật hàn và các phương pháp kiểm tra

4.1  Nứt: Nứt là một trong những khuyết tật nghiêm trọng nhất của liên kết hàn.

a- liên kết hàn giáp mối; b- liên kết hàn góc

1- nứt ở vùng gây và kết thúc hồ quang hàn; 2- nứt bề mặt; 3- nứt ở vùng ảnh hưởng nhiệt; 4- nứt trong kim loại cơ bản; 5- nứt dọc mối hàn; 6- nứt chân mối hàn; 7- nứt bề mặt chân mối hàn; 8- nứt cạnh mối hàn; 9- nứt mép mối hàn; 10- nứt ngang mối hàn; 11- nứt dọc biên mối hàn; 12- nứt giữa kim loại mối hàn và kim loại cơ bản; 13- nứt ở phần kim loại mối hàn.

Các dạng nứt, nguyên nhân và biện pháp khắc phục:

Dạng vết nứt	Phương pháp kiểm tra	Nguyên nhân	Giải pháp công nghiệp
Nứt dọc	1. Quan sát bằng mắt thường. 2. Dùng bột từ.     3. Dùng chất chỉ thị màu. 4. Chụp X quang.     5. Siêu âm.	1. Sử dụng vật liệu hàn chưa đúng . 2. Tồn tại ứng suất dư lớn trong liên kết hàn. 3. Tốc độ nguội cao.   4. Liên kết hàn không hợp lý.   5. Bố trí các mối hàn chưa hợp lý.	1. Sử dụng vật liệu hàn phù hợp. 2. Giải phóng các lực kẹp chặt cho liên kết hàn khi hàn. Tăng khả năng điền đầy của vật liệu hàn. 3. Gia nhiệt trước cho vật hàn, giữ nhiệt cho liên kết hàn để giảm tốc độ nguội. 4. Sử dụng liên kết hàn hợp lý, vát mép, giảm khe hở giữa các vạt hàn, .v.v. 5. Bố trí so le các mối hàn.
Nứt ở vùng gây và kết thúc hồ quang	-nt-	1. Vị trí kết thúc hồ quang bị lõm, tồn tại nhiều tạp chất. 2. Hồ quang không được bảo vệ tốt.	1. Sử dụng thiết bị hàn phù hợp, có chế độ riêng cho lúc gây và kết thúc hồ quang. 2. Sử dụng các bản nối công nghệ ở vị trí bắt đầu và kết thú hồ quang, để các vết nứt này nằm ngoài liên kết hàn.
Nứt ngang	-nt-	1. Sử dụng vật liệu hàn chưa đúng. 2. Tốc độ nguội cao. 3. Mối hàn quá nhỏ. so với liên kết	1. Sử dụng vật liệu phù hợp. 2. Tăng dòng điện và kích thước điện cực hàn. 3. Gia nhiệt trước khi hàn.

4.2 Rỗ khí: Rỗ khí sinh ra do hiện tượng khí trong kim loại lỏng của mối hàn không kịp thoát ra ngoài khi kim loại vũng hàn đông đặc.

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

Hình 1-7. Rỗ khí

Nguyên nhân:

- Hàm lượng cacbon trong kim loại cơ bản hoặc trong vật liệu hàn quá cao.

- Vật liệu hàn bị ẩm; bề mặt chi tiết hàn khi hàn bị bẩn, dính sơn, dầu mỡ, gỉ, hơi nước .v.v.

- Chiều dài cột hồ quang lớn, tốc độ hàn quá cao.

Biện pháp phòng tránh:

- Dùng vật liệu hàn có hàm lượng cacbon thấp.

- Trước khi hàn, vật liệu hàn phải được sấy khô và bề mặt hàn phải được làm sạch.

- Giữ chiều dài cột hồ quang ngắn, giảm tốc độ hàn .

- Sau khi hàn, không gõ xỉ hàn ngay, kéo dài thời gian giữ nhiệt cho mối hàn.

4.3 Lẫn xỉ (kẹt xỉ):

Lẫn xỉ (hoặc một số tạp chất khác) là loại khuyết tật dễ xuất kiện trong mối hàn. Xỉ hàn và tạp chất có thể tồn tại trong mối hàn 1, cũng có thể nằm trên bề mặt mối hàn 2, chỗ giáp ranh giữa kim loại mối hàn và phần kim loại cơ bản 3 hoặc giữa các lượt hàn 4.

Lẫn xỉ ảnh hưởng đến độ bền, độ dai va đập và tính dẻo của kim loại mối hàn, giảm khả năng làm việc của kết cấu dưới tác dụng của tải trọng động.

Lẫn xỉ

Nguyên nhân:

- Dòng điện hàn quá nhỏ, không đủ nhiệt lượng để cung cấp cho kim loại nóng chảy và xỉ khó thoát lên khỏi vũng hàn.

- Mép hàn chưa được làm sạch hoặc khi hàn đính hay hàn nhiều lớp chưa gõ sạch xỉ.

- Góc độ hàn chưa hợp lý và tốc độ hàn quá lớn.

- Làm nguội mối hàn quá nhanh, xỉ hàn chưa kịp thoát ra ngoài.

Biện pháp phòng tránh:

- Tăng dòng điện hàn cho thích hợp. Hàn bằng hồ quang ngắn và tăng thời gian dừng lại của hồ quang.

- Làm sạch vật hàn trước khi hàn, gõ sạch xỉ ở mối hàn đính và các lớp hàn.

- Thay đổi góc độ và phương pháp đưa điện cực hàn cho hợp lý. Giảm tốc độ hàn, tránh để xỉ hàn chảy trộn lẫn vào trong vũng hàn hoặc chảy về phía trước vùng nóng chảy.

4.4 Không ngấu:

Hàn không ngấu là loại khuyết tật nghiêm trọng trong liên kết hàn. Ngoài ảnh hưởng không tốt như rỗ khí và lẫn xỉ, nó còn nguy hiểm hơn nữa là dẫn đến nứt, làm hỏng liên kết. Nhiều kết cấu hàn bị phá hủy do khuyết tật hàn không ngấu.

Nguyên nhân:

- Mép hàn chuẩn bị chưa hợp lý. Góc vát quá nhỏ.

- Dòng điện hàn quá nhỏ hoặc tốc độ hàn quá nhanh.

- Góc độ điện cực hàn (que hàn) và cách đưa điện cực không hợp lý.

- Chiều dài cột hồ quang quá lớn.

- Điện cực hàn chuyển động không đúng theo trục mối hàn.

Biện pháp khắc phục :

- Làm sạch liên kết trước khi hàn, tăng góc vát và khe hở hàn.

- Tăng dòng điện hàn và giảm tốc độ hàn,.v.v…

Hàn không ngấu

a) Mối hàn giáp mối; b) Mối hàn góc; c) Mối hàn nhiều lớp

4.5  Lẹm chân và chảy loang:

a.  Lẹm chân: Lẹm chân là phần bị lẹm (lõm, khuyết) thành rãnh dọc theo ranh giới giữa kim loại cơ bản và kim loại đắp.

Lẹm chân làm giảm tiết diện làm việc của liên kết, tạo sự tập trung ứng suất cao và có thể dẫn đến sự phá hủy của kết cấu trong quá trình sử dụng.

Nguyên nhân:

- Dòng điện hàn quá lớn.

- Chiều dài cột hồ quang lớn.

- Góc độ que hàn và cách đưa que hàn chưa hợp lý.

- Sử dụng chưa đúng kích thước điện cực hàn (quá lớn).

b. Chảy loang: Chảy loang là hiện tượng kim loại lỏng chảy loang trên bề mặt của liên kết hàn (bề mặt kim loại cơ bản – vùng không nóng chảy)

Chảy loang tạo ra sự tập trung ứng suất, làm sai lệch hình dạng của liên kết hàn.

Nguyên nhân:

- Góc nghiêng que hàn không hợp lý.

- Dòng điện hàn quá cao.

- Tư thế hàn và cách đặt vật hàn không hợp lý.

Lẹm chân và chảy loang

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

I/  CÔNG DỤNG CỦA ĐỒ GÁ

Đồ gá là một thiết bị dùng để hỗ trợ và giải phóng sức lao động của con người. Nó giúp cho công việc của người công nhân được nhẹ nhàng và hoàn thành một cách nhanh chóng bởi vì khi có đồ gá thì các chi tiết cần gia công được định vị và kẹp chặt một cách chính xác và nhanh chóng.

Đồ gá giúp nâng cao năng suất lao động, mở rộng khả năng công nghệ của thiết bị, giúp gia công được những nguyên công khó.

vMục đích đồ gá hàn:

- Làm giảm biến dạng cục bộ do nung nóng và co ngót của kim loại nóng chảy và kết tinh.
- Đảm bảo thuận lợi cho quá trình gá đặt theo những cữ định trước.
- Đảm bảo kích thước như bản vẽ.
- Làm cho động tác của công nhân trở nên đơn giản, giảm thao tác phụ.
- Tránh sai sót vị trí của chi tiết.

vYêu cầu đồ gá hàn:

- Đảm bảo độ chính xác, không  gây ra biến dạng cong vênh trong quá trình hàn cũng như sau khi hàn xong. Cơ cấu định vị cũng như  kẹp chặt phải đảm bảo không làm biến dạng chi tiết.

-Thuận tiện cho việc gá đặt nhanh chóng. Thuận tiện cho thao tác của công nhân, không ảnh hưởng đến động tác tại mọi vị trí. 

- Có thể điều chỉnh đươc kích thước của đồ gá trong một phạm vi cho phép để có thể áp dụng lắp ráp nhiều chi tiết trên một bộ đồ gá.

- Đồ gá phải đảm bảo độ cứng vững.

- Sai số trong quá trình lắp ráp với bộ đồ gá không vượt quá giới hạn cho phép của quá trình lắp ráp.

- Dễ dàng thay thế một bộ phận nào đó bị hỏng hóc trong toàn bộ hệ thống.

- Bộ đồ gá gọn nhẹ, thuận tiện trong việc vận chuyển.

- Kết cấu của đồ gá đơn giản, dễ chế tạo.

- Vật liệu chế tạo đồ gá dễ kiếm, rẻ tiền.

- Sau một thời gian gá hàn phải tiến hành kiểm tra định kì, vì kích thước, độ mòn cũng như hình dáng của đồ gá bị biến dạng.

II/ PHÂN LOẠI ĐỒ GÁ HÀN

• Phân loại đồ gá hàn theo dịch chuyển giá đỡ:

- Đồ gá dạng giá trượt.

- Đồ gá dạng giá xoay.

• Phân loại theo nguồn dẫn động:

- Dẫn động bằng cơ khí.

- Dẫn động thủy lực.

- Dẫn động bằng khí nén.

- Dẫn động liên hợp.

III/ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1. Cơ cấu định vị

1.1 Định nghĩa: Quá trình định vị là sự xác định vị trí chính xác tương đối của chi tiết so với dụng cụ cắt (dụng cụ hàn) trước khi gia công.

1.2 Yêu cầu đối với đồ định vị

Khi định vị chi tiết trên đồ gá, người ta dùng các chi tiết hay bộ phận tiếp xúc trực tiếp với bề mặt dùng làm chuẩn của chi tiết, nhằm đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa bề mặt gia công của chi tiết với dụng cụ hàn.

Sử dụng hợp lý cơ cấu định vị sẽ mang lại hiệu quả kinh tế thiết thực vì có thể xác định chính xác vị trí của chi tiết một cách nhanh chóng, giảm được thời gian phụ và nâng cao năng suất lao động.

Để đảm bảo được chức năng đó, cơ cấu định vị phải thỏa mãn những yêu cầu chủ yếu sau:

1)     Cơ cấu định vị phải phù hợp với bề mặt dùng làm chuẩn định vị của chi tiết gia công về mặt hình dáng và kích thước.

2)     Cơ cấu định vị cần phải đảm bảo độ chính xác lâu dài về kích thước và vị trí tương quan.

3)     Cơ cấu định vị chi tiết có tính chống mài mòn cao, đảm bảo tuổi thọ qua nhiều lần gá đặt.

Bề mặt của chi tiết gia công được sử dụng làm chuẩn định vị thường gặp:

-         Chuẩn định vị là mặt phẳng.

-         Chuẩn định vị là mặt trụ ngoài.

-         Chuẩn định vị là mặt trụ trong.

-         Chuẩn định vị kết hợp.

1.3  Định vị chi tiết khi chuẩn định vị là mặt phẳng.

vChốt tì cố định: dùng để định vị khi chuẩn là mặt phẳng.

-         Chốt tì có đường khính d ≤ 12mm được chế tạo bằng thép cacbon dụng cụ có hàm lượng C = 0,7 – 0,8 % và tôi cứng đạt HRC = 50 - 60. Khi d > 12mm, có thể chế tạo bằng thép cacbon có hàm lượng C =0 ,15 - 0,2%, tôi cứng sau khi thấm than đạt độ cứng HRC = 55 – 60.

-         Số chốt tì được dùng ở một mặt chuẩn định vị bằng số bậc tự do mà nó cần hạn chế.

Phiến tì

-         Phiến tì là chi tiết định vị khi chuẩn là mặt phẳng đã được gia công (chuẩn tinh) có diện tích thích hợp (kích thước trung bình và lớn). Về kết cấu, phiến tì có 3 loại, mỗi loại có đặc điểm và phạm vi ứng dụng riêng:

Các loại phiến tì

 

-         Hình a – phiến tì phẳng đơn giản, dễ chế tạo, có độ cứng vững tốt, nhưng khó làm sạch vì các lỗ bắt vít lõm xuống, thường lắp đặt trên mặt phẳng đứng.

-         Hình b – phiến tì có rãnh nghiêng sử dụng thuận tiện cho việc làm sạch, bảo quản nhưng chế tạo tốn kém hơn các loại khác.

-         Hình c – phiến tì bậc, bề mặt làm việc dễ làm sạch do có rãnh lõm 1-2mm, vì chiều rộng B lớn nên khó gá đặt trong đồ gá, ít dùng hơn.

 

1.4  Định vị khi chuẩn định vị là mặt trụ trong.

Khi lấy mặt trụ trong của chi tiết làm chuẩn định vị, ta có thể dùng các chi tiết định vị: chốt gá, các loại trục gá…

Để tránh biến dạng do lực kẹp sinh ra, ta dùng trục gá đàn hồi. Loại này có khả năng định tâm tốt (0,01-0,02mm), lực kẹp đồng đều.

2. Cơ cấu kẹp chặt

Để kẹp chặt các chi tiết hàn phải dùng đến các cơ cấu kẹp chặt, cơ cấu kẹp chặt bao gồm các loại khóa, đế điều chỉnh đối với tấm phẳng và ống kẹp, mâm cặp 3 chấu đối với ống tròn. Do đó cơ cấu kẹp chặt vừa có nhiệm vụ định vị vừa có nhiệm vụ kẹp chặt. Mặt khác do có các đế điều chỉnh nên có thể di chuyển cơ cấu định vị theo các phương khác nhau nhằm nâng cao tính năng động cho đồ gá.

Từ những cơ sở trên nhóm sử dụng cơ cấu kẹp nhanh bằng cơ khí. Dùng để kẹp cặt chi tiết trên thân đồ gá khi hàn.

3. Cơ cấu dẫn hướng

Đối với đồ gá dạng trượt thì cơ cấu dẫn hướng là các ray dẫn hướng. Kết cấu của ray có nhiều dạng khác nhau như ray hình chữ I, ray hình chữ nhật, ray hình mang cá…

Các loại ray trượt dẫn hướng

Do trọng lượng đồ gá tương đối nhẹ, kết cấu đơn giản nên nhóm chọn phương án ray chữ I. Để giá có thể trượt trên các thanh ray thì kết cấu phần di trượt của giá phải có kết cấu phù hợp, bề mặt tiếp xúc được gia công đạt độ nhám hợp lý.

Các kết cấu này phải được chế tạo rất chính xác để đảm bảo khi di chuyển giá không bị lắc ngang, không dao động làm mất chính xác cho đồ gá.

...........

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

Hướng dẫn trình tự thao tác trên đồ gá

Bước 1:

Sau khi xác định được đồ gá phù hợp với chi tiết và bài tập hàn tùy thuộc vào vị trí hàn yêu cầu sẽ tiến hành gắn đế đồ gá lên khung trươt của bàn hàn (khung trượt hàn bằng và khung trượt hàn đứng, hàn trần).

 

Bước 2:

Cố dịnh khoảng cách và vị trí của đồ gá trên khung trượt bàn hàn.sử dụng các chốt để xác định vị trí của đồ gá trên khung trượt ở vị trí thuận lợi và phù hợp nhất đối với người hàn

Bước 3:

Điều chỉnh góc độ hàn(đối cới hàn bằng và vị trí hàn 6G) thông qua việc điều chỉnh vị trí của khung trượt. điều chỉnh khung đỡ chạỵ tới, lùi trên 2 rãnh trượt để điều chỉnh góc độ của khung trượt ở góc độ phù hợp sau đó cố định vị trí bằng các chốt.

Bước 4:

Định vị và kẹp chặt các chi tiết lên đồ gá. Tiến hành thực hiện các đường hàn.

Một số điểm lưu ý trước khi vận hành:

Trước khi vận hành phải kiểm tra khả năng làm việc của bộ đồ gá

Trước khi đưa khung trượt lên vị trí hàn trần phải gắn đồ gá vào khung trượt và cố định vị trí của đồ gá trên khung trượt trước.

Trước khi tiến hành hàn phải đảm bảo các chi tiết hàn đã được định vị và kẹp chặt.