CHƯƠNG 6:
HÀN HỒ QUANG TAY VÀ HÀN ĐIỆN TIẾP XÚC.
6.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CÔNG NGHỆ HÀN
6.1.1. Thực chất, đặc điểm và phân loại.
6.1.1.1. Định nghĩa: Hàn là quá trình nối cứng các phần tử kim loại với nhau bằng cách nung
nóng chỗ hàn đến trạng thái hàn là chảy hay dẻo.Sau đó kim loại đông đặc(hàn nóng chảy)
hoặc dùng áp lực để ép chúng dính lại với nhau (hàn áp lực).
6.1.1.2. Đặc điểm:
- Tiết kiệm kim loại.
- Giảm được thời gian và giá thành chế tạo kết cấu.
- Hàn có thể nối được những kim loại có tính chất khác nhau.
- Thiết bị hàn tương đối đơn giản và dễ chế tạo.
- Chi tiết hàn dùng trong tải trọng tĩnh.
- Do nung nhanh và nguội nhanh nên hay tập trung ứng suất trong quá trình hàn nếu có
bọt khí thì mối hàn không chất lượng.
- Kết cấu tại mối hàn có độ bền rất cao.
- Giảm được tiếng động khi sản xuất.
6.1.1.3.Phân loại: Dựa vào trạng thái hàn có hai nhóm:
a. Hàn nóng chảy: Kim loại nóng chảy,hòa tan giữa kim loại vật hàn tại mối hàn và kim loại
que hàn ở trạng thái nóng chảy sau đó nguội kết tinh thành mối hàn.
- Phương pháp hàn hồ quang:
+ Hàn hồ quang tay.
+ Hàn hồ quang tự động và bán tự động.
 Dùng thuốc bảo vệ mối hàn.
 Dùng khí bảo vệ CO2,Ar,He…
- Phương pháp hàn khí:Hàn Axetylen+O2.
- Phương pháp hàn Plasma:Nguồn nhiệt cao, chất lượng mối hàn cao.
- Phương pháp hàn điện xỉ.
b.Hàn áp lực: Trạng thái hàn là kim loại dẻo hoặc gần với kim loại chảy và phải dùng lực
làm các phần tử kim loại khuếch tán vào nhau tạo thành mối hàn.
- Hàn điện tiếp xúc: Bề mặt mối nối tiếp xúc với nhau cường độ dòng điện lớn chạy vào vật

y

vù
ng kim loại
chả
y khô
ng
hoà
n toà
n
vù
ng kim loại
kế
t tinh cóđộ
hạt nhỏ

vù
ng kim loại
kế
t tinh cóđộ
hạt lớ
n

Hình 6-2: Sự kết tinh của kim loại mối hàn
- Trong vùng này kim loại nóng chảy hồn tồn khi nguội lạnh có tổ chức tương tự tổ
chức thỏi đúc,thành phần và tổ chức khác với kim loại que hàn và vật hàn.
Vùng ảnh hưởng nhiệt:
Vùng 1:Vùng kim loại chảy khơng hồn tồn.
Vùng 2:Vùng q nhiệt.
Vùng 3:Vùng thường hố.

vù
ng quánhiệ
t

1
2

1200

3

1100
1000

3

4vùng thường hoá900 4
vù
ng kế
t tinh
lạikhô
ng hoà
n
toà
n

5

800
700

Hình 6-3: Ảnh hưởng nhiệt khi hàn
6.1.3. Tính hàn của kim loại và hợp kim
6.1.3.1. Khái niệm:
- Tính hàn của kim loại và hợp kim: là khả năng của kim loại và hợp kim cho phép hình
thành mối hàn bằng các cơng nghệ hàn thơng thường thích hợp để mối hàn đạt được các tính
chất cần thiết,đảm bảo độ tin cậy của liên kết hàn.
6.1.3.2. Phân loại:
- Căn cứ vào tính hàn,các loại vật liệu của kết cấu hàn hiện nay có thể phân thành 4
nhóm:
+ Nhóm 1: Vật liệu có tính hàn tốt.
+ Nhóm 2: Vật liệu có tính hàn trung bình.
+ Nhóm 3: Vật liệu có tính hàn kém.
+ Nhóm 4: Vật liệu khơng có tính hàn.
6.2. HÀN HỒ QUANG TAY
6.2.1. Khái niệm: Là phương pháp hàn nóng chảy mà nguồn nhiệt khi hàn là hồ quang điện
chạy giữa hai điện cực. Sự cháy và duy trì ổn định của hồ quang trong q trình hàn là do sự
điều khiển của tay người thợ.
* Đặc điểm:
- Hàn được mối hàn ở các vị trí khác nhau
- Hàn được trên các chi tiết to,nhỏ,đơn giản, phức tạp khác nhau.
- Hàn trong mơi trường khí bảo vệ,hàn dưới nước,hàn trong chân khơng…
- Thiết bị hàn và trang bị gá lắp hàn đơn giản,dễ chế tạo.
- Năng suất hàn thấp,chất lượng mối hàn khơng cao, phụ thuộc vào trình độ cơng nhân.
* Phân loại:

59


a.Phân loại theo điện cực:
- Điện cực nóng chảy:


2
1

4

4
Hình 6-7: Cách đấu thuận

Hình 6-8: Cách đấu nghịch

- Đấu thuận (Cực tính thẳng):

60


+ Cc dng ni vi vt hn.
+ Cc õm ni vi que hn.
Hn vt dy, kim loi khú chy
in cc khụng núng chy.
1.Mỏy phỏt in; 2.Que hn; 3.Kim hn; 4.Vt hn.
- u nghch (Cc tớnh ngc):
+ Cc dng ni vi que hn.
+ Cc õm ni vi vt hn.
Que hn chy rt nhanh,vt hn chy ớt, dựng hn kim loi mu,vt hn mng.
6.2.2. H quang hn
6.2.2.1. Khỏi nim v h quang hn:
- L s phúng in n nh qua mụi trng khớ ó c ion húa. Dũng in truyn qua khớ
nm gia hai cc: cc õm gi l katod,cc dng gi l anod.
- To ra h quang do ỏnh sỏng mnh, nhit cao lm núng chy kim loi.



Dựng tm kim loi Ferit chn v phớa h quang b thi lch.
Thay i tip im u trờn vt hn.(Hỡnh 6-11)
6.2.3. Phõn loi h quang hn.
- H quang ngn.
- H quang trung bỡnh.
- H quang di.
6.2.4. Thit b hn h quang.
1.Yờu cu ca ngun in hn v mỏy hn.
- Dũng xoay chiu:(220v hoc 380v).
V0 = 60 ữ 80v.
(lỳc khụng ti.)
Vh = 25 ữ 45v.
(lỳc hn.)
- Dũng mt chiu:
V0 = 30 ữ 55v.
Vh = 16 ữ 35v.
- Khi hn hay xy ra hin tng on mch nờn
I on mch =(1.3 ữ 1.4)Ih.
2. Yờu cu ca ngun in hn v mỏy hn.
- ng c tớnh ca h quang(l3 >l2>l1) (Hỡnh 6-12)

U
ẹoaùn ủaở
c tớnh cửự
ng

III



30

30

a

20
10
0

a

20
10

50

100 150 200

250 300

I(A)
62

0

50

100 150 200

+ Dễ gây hồ quang và duy trì hồ quang cháy ổn định.
+ Có tính công nghệ tốt.
+ Hàn ở bất cứ vị trí không gian nào.
+ Mối hàn không bị rỗ khí, xỉ, nứt.
- Thuốc hàn: có tính ion hóa khí tốt,không tác dụng O2,N2 và không khí gây rỗ,xỉ mối
hàn.
+ Nổi xỉ,che phủ làm cho mối hàn kết tinh,nguội chậm lại.
+ Hợp kim hóa cho kim loại mối hàn.
+ Khử O2 của các ôxít kim loại…
- Lõi que hàn:
+ Thành phần lõi que hàn phù hợp với kim loại vật hàn.
6.2.6. Công nghệ hàn hồ quang tay
6.2.6.1.Vị trí hàn.
- Các dạng mối hàn ở các vị trí không gian khác nhau: Hàn bằng (hàn sấp), hàn đứng, hàn
ngang, hàn trần.
+ Hàn sấp: mối hàn nằm trong các mặt phẳng ứng với góc từ 0 ÷ 600.
+ Hàn đứng: mối hàn nằm trong các mặt phẳng phân bố từ 600 ÷ 1200.
+ Hàn trần: mối hàn nằm trong các mặt phẳng phân bố từ 1200 ÷ 1800.
6.2.6.2.Các loại mối hàn.
- Hàn giáp mối:
S< 4 mm:không cần vát mép.
S >4 mm:phải vát mép làm tăng độ sâu ngấu của kim loại que hàn nóng chảy.
- Hàn chồng: (chồng mí)
- Mối hàn gấp mép(bẻ mí)
- Mối hàn góc.

63


- Mối hàn chữ T

* Chuyển động của que hàn.
+ Dịch chuyển que hàn dọc theo hướng hàn để hàn hết chiều dài vật hàn(đường hàn).
+ Dịch chuyển que hàn dọc theo trục que hàn để duy trì hồ quang cháy ổn định.
+ Dao động ngang của que hàn để tạo ra bề rộng của mối hàn.
* Kỹ thuật hàn ở các vị trí hàn khác nhau.
+ Với hàn đứng nên hàn từ dưới lên,que hàn nghiêng với trục thẳng đứng từ 60 ÷ 800 .
+ Với hàn ngang:nên vát mép cạnh trên còn cạnh dưới không vát mép.
6.3. ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG VÀ KHUYẾT TẬT VẬT HÀN
6.3.1. Biến dạng và ứng suất khi hàn
- Biến dạng và ứng suất khi hàn xuất hiện và tồn tại trong kết cấu hàn là do bản thân quá trình
hàn gây nên. Chúng có ảnh hưởng lớn đến khả năng làm việc và chất lượng của sản phẩm.
Biến dạng và ứng suất khi hàn xuất hiện và tồn tại trong kết cấu hàn là do bản thân quá trình
hàn gây nên. Chúng có ảnh hưởng lớn đến khả năng làm việc và chất lượng của sản phẩm.
- Nguyên nhân:
+ Nung nóng không đều kim loại vật hàn.
+ Độ ngót đúc của kim loại nóng chảy của mối hàn.

64


+ Các biến đổi cơ cấu trong vùng gần mối hàn.
6.3.2. Xác định biến dạng khi hàn
1. Xác định biến dạng do co dọc khi hàn giáp mối:
- Ứng suất dư (do nung nóng và nguội không đều) của tấm hàn là cân bằng và trong vùng
ảnh hưởng nhiệt thì đạt tới giới hạn chảy .
- Tấm hàn khi nung nóng không bị ảnh hưởng bên ngoài.
- Biến dạng của tấm phù hợp với giả thuyết tiết diện phẳng.
2.Độ võng của liên kết hàn giáp mối:
- Ứng suất dư (do nung nóng và nguội không đều) của tấm hàn là cân bằng và trong vùng
ảnh hưởng nhiệt thì đạt tới giới hạn chảy .


Hình 6-15: 1.Lỗ hơi tập trung; 2.Lỗ hơi trên bề mặt; 3. Lỗ hơi đơn

65

3


3. Lẫn xỉ hàn .
- Lẫn xỉ hàn lẫn tạp chất kẹp trong mối hàn, tạp chất này có thể tồn tại trong mối hàn, cũng có
thể nằm trên mặt mối hàn.
- Lẫn xỉ hàn thường sinh ra trong mối hàn vuông góc hoặc đầu nối có khe hở quá nhỏ.
4. Hàn chưa thấu
- Hàn chưa thấu là khuyết tật nghiêm trọng nhất trong mối hàn dẫn đến nứt, làm hỏng cấu
kiện.
- Hàn chưa thấu có khả năng sinh ra ở góc mối hàn hoặc ở mép đầu nối.
5. Khuyết cạnh: Ở chỗ giao nhau giữa kim loại vật hàn với mối hàn có hình rãnh dọc, rãnh
đó gọi là khuyết cạnh.
- Nguyên nhân:
+ Dòng điện hàn quá lớn, hồ quang quá dài.
+ Góc độ que hàn và cách đưa que hàn không chính xác.
6. Đóng cục: Trên mép hàn có những kim loại thừa ra nhưng không trộn với kim loại vật hàn
thì gọi là đóng cục.
6.3.4. Các phương pháp kiểm tra mối hàn.
1.Kiểm tra phá hỏng: Là kiểm tra cơ tính, nó có thể xác định cường độ cực đại của đầu nối
mối hàn, tính dẻo và tính dai cao hay thấp.
2. Kiểm tra không phá hỏng: Kiểm tra mặt ngoài bằng dầu lửa, bằng áp lực nước, bằng khí
nén, bằng tia X, bằng tia γ …
6.4. HÀN ĐIỆN TIẾP XÚC
6.4.1. Thực chất, đặc điểm và phân loại phương pháp hàn điện tiếp xúc

Dòng xoay chiều

Dòng một chiều

Hàn đường giáp mối

Theo loại dòng điện

Hàn điện cực gia

Hàn giáp mối

Hàn đường

Hàn điểm

Theo dạng mối hàn

Một điểm hàn
- Hàn điểm có:

Hai điểm hàn

Nóng chảy

Gián đoạn

Điện trở

Liên tục


U
Sơ đồnguyê
n lýhà
n giá
p mố
i

4

Hình 6-16: 1.Chi tiết hàn; 2.Cực của máy tiếp xúc; 3.Biến thế hàn một pha; 4.Cơng tắc
2.Máy hàn điện tiếp xúc giáp mối:
- Theo cơng suất của máy hàn có:
+ Máy có cơng suất nhỏ (1,5 ÷ 8)KVA:
Dùng để hàn nối các loại dây thép đường kính (0,2÷ 6)mm
+ Máy có cơng suất lớn 160 KVA:
Có thể hàn thép có tiết diện 4000mm2 với lực ép P=160000KN.
3.Cơng nghệ hàn tiếp xúc giáp mối:
a.u cầu
- Để đạt được chất lượng mối hàn tốt, q trình cơng nghệ hàn phải đạt được các u cầu
sau:
+ Hàn chảy gián đoạn và hàn chảy liên tục.
+ Làm sạch bề mặt tiếp xúc khơng bị oxy hóa.
+ Chi tiết hàn khi gá lắp, kẹp chặt phải đồng tâm.
+ Nung nóng đều bề mặt tiếp xúc của 2 chi tiết hàn.
+ Chế độ hàn: tìm Ih(cường độ dòng điện hàn), tính áp lực P, thời gian chi tiết tiếp xúc
với nhau, diện tích bề mặt tiếp xúc.
b.Chuẩn bị chi tiết trước khi hàn:
- Phơi liệu phải được làm sạch gỉ.
- Các phơi liệu có tiết diện tiếp xúc khác nhau đều phải gia cơng để kích thước của chúng