TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
MỤC LỤC
Bài mở đầu: Những kiến thức cơ bản về Hàn MIG/MAG.
Trang 2 ÷ 15
Bài 2: Vận hành máy hàn MIG/MAG
Trang 16 ÷ 31
Bài 3: Hàn đường thẳng ở vị trí hàn bằng
Trang 31 ÷ 36
Bài 4: Hàn giáp mối không vát mép ở vị trí hàn bằng
Trang 36 ÷ 40
Bài 5: Hàn giáp mối có vát mép ở vị trí hàn bằng
Trang 40 ÷ 44
Bài 6: Hàn góc không vát mép ở vị trí hàn bằng
Trang 44 ÷ 47
Bài 7: Hàn góc có vát mép ở vị trí hàn bằng
Trang 47 ÷ 52
Bài 8: Hàn gấp mép kim loại mỏng ở vị trí hàn bằng
Trang 52÷ 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1.Giáo trình công nghệ Hàn : NXB Giáo dục.
2. Giáo trình công nghệ hàn: ( Tập 1 – Cơ sở lý thuyết – Ngô Lê Thông:
NXB Khoa học kỹ thuật)
3. Cẩm nang Hàn: PGS.TS Hoàng Tùng và tập thể NXB Khoa học kỹ thuật
4. Hướng dẫn thực hành hàn: Dự án JCA – HIC (Tài liệu dịch)
BÀI MỞ ĐẦU: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ HÀN MIG/MAG
Biên soạn: Khoa Cơ khí Trang 1
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
I.Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng.
1. Thực chất
nhiệt tập trung, hiệu suất sử dụng nhiệt lớn, vùng ảnh hưởng nhiệt bé
- Năng suất cao gấp 2,5 lần so với hàn hồ quang tay
Biên soạn: Khoa Cơ khí Trang 2
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
- Tính công nghệ cao hơn so với hàn dưới lớp thuốc vì có thể hàn được mọi vị
trí trong không gian.
- Giá thành thấp
- Năng lượng hàn thấp, ít biến dạng nhiệt
- Hàn được hầu hết các kim loại và hợp kim.
- Dễ tự động hóa
- Điều kiện lao động tốt hơn so với hàn hồ quang tay và trong quá trình hàn
không phát sinh khí độc
3. Phạm vi ứng dụng
Hàn MIG/ MAG nói chung (GMAW) được sử dụng rộng rãi trong các công
việc hàn, có thể được thực hiện bán tự động hoặc tự động. Nó không những hàn
được các loại thép kết cấu thông thường, mà còn có thể hàn các loại thép không
gỉ, thép chịu nhiệt, thép bền nóng, các hợp kim đặc biệt, hợp kim nhôm, magie,
niken, đồng, các hợp kim có ái lực hóa học mạnh với oxi
Phương pháp này có thể hàn ở mọi vị trí, chiều dày vật hàn từ 0,4÷ 4,8mm chỉ
cần hàn một lớp và không cần vát mép, từ 1,6 ÷ 10mm hàn một lớp có vát mép,
từ 3,2 ÷ 25mm hàn nhiều lớp.
II. Vật liệu hàn
1/ Dây hàn
a) Nhiệm vụ của dây hàn:
Dây hàn làm nhiệm vụ dẫn dòng điện tới hồ quang và cung cấp một phần kim
loại nóng chảy cho bể hàn. Dưới tác dụng của hồ quang, tuỳ thuộc loại khí bảo
vệ được sử dụng và thông số hàn, kim loại nóng chảy trong bể hàn thay đổi
thành phần do kết hợp với khí và do một số thành phần hợp kim loại bị cháy. Để
khử ảnh hưởng của quá trình nói trên, dây hàn được hợp kim để làm cho mối
Biên soạn: Khoa Cơ khí Trang 4
Dây hàn
Dây hàn đặc
Dây hàn rỗng
Thuốc
Kim loại
Kim loại
C Si Mn
C Si Mn
C Si Mn
0
1.0
1.5
2.0
%
0.5
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
Đây là loại dây hàn chứa thuốc hàn bên trong, và trong quá trình hàn mối hàn
được bảo vệ bởi khí bảo vệ và thuốc hàn cháy. Dây hàn chứa chất Bazơ cho
phép tạo các mối hàn có độ dẻo lớn. Còn dây hàn chứa chất Rutil cho các mối
hàn có độ bóng và độ nhẵn bề mặt cao.
Ngoài kiểu dây hàn có chứa thuốc thông thường, thì còn có các loại dây có chứa
thuốc khác: Dây hàn chứa bột kim loại và dây hàn tự bảo vệ và tạo xỉ để hàn mà
không cần khí bảo vệ.
`
(Hình 1.4: Thành phần các nguyên tố C, Si, Mn)
d) Cách chọn đường kính dây hàn:
Theo qui định ta có các loại đường kính danh nghĩa sau:
Việc lựa chọn đường kính dây hàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó Chiều
%
0.5
C Si Mn
C Si Mn
SGR1
Kiểu Rutil
Kiểu Bazơ
SGB1
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
Theo tiêu chuẩn AWS, ký hiệu dây hàn thép các bon thông dụng như sau
E R 70 S – X
E : Electrode – Điện cực hàn
R: Rode – Dạng que
70: độ bền kéo nhỏ nhất (ksi)
S: (Solid) Dây hàn đặc
X: Thành phần hóa học ( C, Si, Mn...) X = 2,3,4,5,6,7. Thành phần hóa
học của C,Si, Mn được tra theo bảng phụ thuộc vào chỉ số X.
Việc lựa chọn kiểu dây hàn được thực hiện phù hợp với các loại khí bảo vệ .
Hàm lượng O
2
ở trong khí bảo vệ càng nhiều thì hàm lượng Si và Mn trong dây
hàn càng phải lớn để khử O
2
trong bể hàn
2.Khí bảo vệ.
a) Nhiệm vụ, đặc điểm:
Khí bảo vệ có tác dụng bảo vệ kim loại khỏi tác hại của không khí, nó tác động
với các quá trình sảy ra trong hồ quang, quá trình tạo giọt và hình dáng mối hàn.
Các loại khí bảo vệ không màu, không vị và có mùi đặc trưng. Chúng không độc
bon thấp tuy nhiên do giá thành đắt nên chủ yếu sử dụng khí CO
2
.
c) Ký hiệu và ứng dụng các loại khí bảo vệ trong hàn MIG/MAG
Khí bảo vệ Kim loại cơ bản
Biên soạn: Khoa Cơ khí Trang 6
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
Ar (He) Kim loại và hợp kim phi sắt thép
Ar + 1% O
2
Thép Ostennit
Ar + 2% O
2
Thép Ferit (hàn đứng từ trên xuống)
Ar + 5% O
2
Thép Ferit (hàn tấm mỏng, hàn đứng từ trên xuống)
Ar + 20% CO
2
Thép Ferit và Ostennit (hàn ở mọi vị trí)
Ar + 15% CO
2
+ 5% O
2
Thép Ferit (hàn ở mọi vị trí)
Cụ thể khi hàn, tỷ lệ các khí bảo vệ dùng để hàn MAG và hàn MIG, ký hiệu
theo tiêu chuẩn DIN 32 526 kết hợp với các loại vật liệu cần hàn:
Thành phần khí bảo vệ Ký hiệu
DIN 32 526
bình thường)
d)Ảnh hưởng của các loại khí bảo vệ thường dùng để hàn các thép không
hợp kim bằng phương pháp hàn MAG (xu thế)
Ảnh hưởng
tới
Loại khí bảo vệ
82% Ar + 18% CO
2
92% Ar + 8%O
2
CO
2
Biên soạn: Khoa Cơ khí Trang 7
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
Chiều sâu độ
ngấu
Chiều rộng độ
ngấu
Độ nhấp nhô
bề mặt
Vẩy mịn Vẩy rất mịn Vẩy thô
Tạo xỉ ít Trung bình Nhiều
Bắn toé ít Rất ít Gia tăng
Tạo bọt khí ít Trug bình Rất ít
(Hình 1.5: Ảnh hưởng của các loại khí bảo vệ tới kích thước mối hàn)
III.Thiết bị hàn
( Hình 1.5: Hình dáng bên ngoài máy hàn MIG/MAG)
3.1 Sơ đồ cấu tạo của thiết bị hàn bằng điện cực nóng chảy trong môi
trường khí bảo vệ:
được tận dụng:
- Tác dụng nhiệt: Nung nóng bằng điện trở thông qua dây hàn; Nhiệt hồ quang
do chuyển động của điện tử và ion trong cột hồ quang.
- Tác dụng từ: Quá trình nhỏ giọt do tác dụng co thắt của lực từ trường vào phía
trong tại chỗ danh giới kim loại lỏng và kim loại rắn.
+ Yêu cầu chung của nguồn điện:
- Nguồn điện hàn phải biến dòng điện lưới thành dòng điện hàn với những đặc
tính sau đây:
- Dòng điện hàn phải là dòng điện một chiều đấu nghịch (Cực dương đấu với
dây hàn, cực âm đấu với vật hàn)
- Vì những lý do an toàn lao động, nên điện áp hàn phải hạ xuống thấp, điện áp
không tải tối đa là 113 V, trong khi đó điện áp hàn từ (15 ÷ 30) V.
- Điện áp hàn có thể điều chỉnh phù hợp với công việc hàn.
- Mức điện áp hàn đã chỉnh phải giữ được ổn định, không phụ thuộc vào cường
độ dòng điện hàn.
- Cường độ dòng hàn cao hơn đáng kể so với cường độ dòng điện lưới.
+ Đặc tuyến của thiết bị:
- Đặc tuyến của thiết bị là là biểu đồ của cường độ dòng điện và điện áp có được
khi chỉnh nguồn điện hàn một cách tương ứng: ( Hình vẽ số 1.7)
Biên soạn: Khoa Cơ khí Trang 10
1
2
3
4
5
6
7
Cường độ dòng điện (A)
Điện áp (V)
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
1: Công tắc tắt mở nguồn điện
2: Biến áp : Có nhiệm vụ - Hạ điện áp của lưới điện xuống điện áp hàn
- Tăng cường độ dòng điện lên cường độ dòng hàn
3: Bộ phận chỉnh lưu : Có nhiệm vụ biến
dòng điện xoay chiều thành dòng DC
4: Cuộn cản: Điều chỉnh các đỉnh nhấp nhô
của hiệu ứng chỉnh lưu làm tăng quá trình
ổn định của hồ quang.
5: Vật hàn
c) Thiết bị chuyển Dây hàn:
Nhiệm vụ: Thiết bị chuyển dây hàn kéo
dây hàn từ cuộn dây và chuyển một cách
Biên soạn: Khoa Cơ khí Trang 12
(Hình 1.9: Thiết bị chuyển dây)
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
đều đặn vào thiết bị ống dẫn để chuyển tới vòi hàn. Tốc độ chuyển dây có thể
điều chỉnh được và nằm trong phạm vi từ 1 đến 18m/phút. Tốc độ này được giữ
cố định trong suốt quá trình hàn. Các sự thất thường trong việc chuyển dây ảnh
hưởng tới hồ quang và cuối cùng ảnh hưởng tới quá trình nhỏ giọt của kim loại
và hậu quả là sai lỗi của mối hàn.
Có 2 loại thiết bị chuyển dây: Loại thiết bị chuyển dây hai bánh xe và thiết bị
chuyển dây bốn bánh xe, việc lựa chọn loại nào phụ thuộc nhiều yếu tố trong đó
yếu tố loại vật liệu dây dẫn là quan trọng nhất.
+ Thiết bị chuyển dây 2 bánh xe:
(Hình 1.10: Sơ đồ thiết bị chuyển dây hai bánh xe)
1. Cuộn dây hàn
2. Ty dẫn dây
3. Bánh xe chuyển dây
4. Bánh xe nén
(3) Ti hàn
Biên soạn: Khoa Cơ khí Trang 14
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
(4) Ống nối chụp khí
(5) Chụp khí
( Hình 1.13 Cấu tạo mỏ hàn)
1.2.3 Dụng cụ dùng trong hàn MIG/MAG:
Biên soạn: Khoa Cơ khí Trang 15
1 2 3
4
5
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
BÀI 2: VẬN HÀNH MÁY HÀN MIG/MAG
Mục tiêu của bài:
Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng:
- Trình bày đúng cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị hàn MIG, MAG
- Vận hành, sử dụng thành thạo các loại máy hàn, dụng cụ hàn MIG, MAG
- Chọn chế độ hàn: Đường kính dây hàn, cường độ dòng điện, điện thế hồ
quang,
tốc độ hàn, lưu lượng khí bảo vệ phù hợp với chiều dày và tính chất của vật liệu.
- Thao tác tháo lắp dây, mỏ hàn, van giảm áp, ống dẫn khí, chai chứa khí,
chuẩn bị
đầu dây hàn thành thạo.
- Tư thế thao tác hàn: Cầm mỏ hàn, ngồi hàn đúng quy định thoải mái tránh
gây
mệt mỏi
- Gây hồ quang và duy trì sự cháy của cột hồ quang ổn định.
2.1.Vận hành, sử dụng và bảo quản máy hàn MIG, MAG.
Hồ quang sẽ không ổn định khi đường kính lỗ ống của tiếp điện và đường
kính của dây không khớp và lỗ ống tiếp điện bị ôva
Nếu xuất hiện hiện tượng dây hàn nóng cháy dính vào đầu ống tiếp điện, thì
dùng rũa để tẩy đầu dây kim loại lỏng ra
+ Kiểm tra tình trạng lắp ghép của ống tiếp điện:
Biên soạn: Khoa Cơ khí Trang 17
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
Nếu ống tiếp điện bị hư hỏng, hồ quang sẽ cháy không ổn định và truyền điện
cho dây hàn có thể không truyền được. Đầu re có thể bị cháy, hỏng, do đó cần
kiểm tra bằng cách vặn chặt ống tiếp điện
+ làm sạch hạt kim loại bám dính trong miệng phun;
Nếu bị hạt kim loại bám dính trong miệng phun, khí bảo vệ không thể phun ra tờ
miệng phun đều đặn được. Bọt khí hoặc lỗ hơi có thể xuất hiện, vật liệu hàn bị
ôxy hoá, mối hàn và vùng xuong quanh bị xám đen. Vì vậy phải thường xuyên
làm sạch miệng phun bằng loại vật liêu chống xước như gỗ.
+ Kiểm tra vòi phun:
Nếu không sử dụng vòi phun, các hạt kim loại và xỉ bắn toé sẽ dính vào phía
cuối miệng phun. Mỏ hàn có thể cháy do sự cách ly giữa miệng phun và thân mỏ
hàn không tốtvà khí bảo vệ khôg thể phun đề đặn từ miệng phun.
Khi lám sạch miệng phun và thay ống tiếp điện không được để vòi phun vào
trong miệng phun, nếu vòi phun bị vỡ cần phải thay vòi phun mới. Nếu lỗ vòi
phun dính các hạt kim loại hoặc xỉ sẽ làm khí bảo vệ không thể phun ra đều đặn.
Do đó lỗ vòi phun phải được làm
2.2 Tư thế thao tác hàn
Sau khi kiểm tra máy đảm bảo yêu cầu và hoạt động tốt, tiến hành theo
một trình tự sau:
- Cắt đầu dây hàn và điều chỉnh cho đầu
dây hàn nhô ra ngoài mỏ hàn từ 10- 15
mm.
Đây là thông số rất quan trọng của phương pháp hàn bằng điện cực nóng chảy
trong môi trường khí bảo vệ, nó quyết định đến dạng truyền giọt kim loại lỏng.
Điện áp hàn sử dụng phụ thuộc vào chiều dầy chi tiết hàn, kiểu liên kết, kích cỡ
và thành phần điện cực, thành phần khí bảo vệ, vị trí hàn,...Để có được giá trị
điện áp hàn hợp lý có thể phải hàn thử vài lần bắt đầu bằng giá trị điện áp hồ
Biên soạn: Khoa Cơ khí Trang 19
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
quang theo tính toán hay tra bảng, sau đó tăng hay giảm theo quan sát đường
hàn để chọn điện áp thích hợp
c). Tốc độ hàn (Vh)
Tốc độ hàn quyết định chiều sâu ngấu của mối hàn. Nếu tốc độ hàn thấp,
kích thước vũng hàn sẽ lớn và ngấu sâu. Khi tăng tốc độ hàn, tốc độ cấp nhiệt
của hồ quang sẽ giảm, làm giảm độ ngấu và thu hẹp đường hàn.
(Bảng 2.3: Chế độ hàn TĐ và BTĐ liên kết hàn góc
trong môi trường khí bảo vệ CO
2
)
Chiều
dầy tấm
(mm)
đường
kính
dây
(mm)
Cạnh
mối hàn
góc
(mm)
Số lớp
Không
nhỏ hơn
cạnh
mối hàn
2,0 5,0-6,0 1 250-380 27-36 28-36 20-30
16-18
Biên soạn: Khoa Cơ khí Trang 20
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
7,0-9,0 1
9,0-11 2
320-380 30-25 20-25
30-28 24-28
18-20
(Bảng 2.5: Chế độ hàn TĐ và BTĐ liên kết giáp mối
trong môi trường khí bảo vệ CO
2)
Chiều
dày tấm
(mm)
Số lớp
hàn
Khe hở
hàn
(mm)
Đường
kính
dây
(mm)
Ih (A) Uh (V) Vh
Tốc độ chuyển dây (V)
Cường độ dòng điện (I)
(Hình 2.7: Ảnh hưởng của tốc độ chuyển dây khi giữ nguyên điện áp)
Mỗi sự thay đổi của tốc độ chuyển dây V d trong khi vẫn giữ nguyên trị số điện
áp đều dẫn đến thay đổi chiều dài hồ quang, cường độ dòng điện và hình dạng
của mối hàn
Tốc độ chuyển
dây
Chậm Trung bình Nhanh hơn
Điểm làm việc Al Am Ak
Biên soạn: Khoa Cơ khí Trang 22
Điện áp (U)
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
Chiều dài hồ
quang
Dài hơn Trung bình Ngắn hơn
Cường độ dòng
điện
Bé hơn Trung bình Lớn hơn
Hình dạng mối
hàn
g) Tác dụng của việc chỉnh kết hợp giữa điện áp và tốc độ chuyển dây
Khi kết hợp điều chỉnh giữa điện áp và tốc độ chuyển dây đồng thời ( cùng tăng
hoặc cùng giảm thì sẽ làm mối hàn thay đổi đồng đều về độ sâu ngấu và chiều
rộng mối hàn.
Tốc độ chuyển dây (V
d
)
(Hình 2.8: Ảnh hưởng của việc điều chỉnh kết hợp cả điện áp và dòng điện)
hở
Tốt hơn Trung bình Kém hơn
Tính ổn định của Kém hơn Trung bình Khá hơn
Biên soạn: Khoa Cơ khí Trang 24
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM Đề cương bài giảng
KHOA CƠ KHÍ Modul Hàn MIG/MAG cơ bản
hồ quang
Mức độ bắn toé Nhiều hơn Trung bình ít hơn
Chiều rộng mối
hàn
Rộng hơn Trung bình Hẹp hơn
- Mỏ hàn nghiêng về phía trước còn gọi là phương pháp hàn trái, Hồ quang phần
lớn tập trung vào kim loại cơ bản chưa nóng chảy, còn phần nhỏ hướng vào kim
loại vũng hàn đang nóng chảy, do vậy chiều sâu ngấu mối hàn sẽ nông, diện tích
tiếp xúc của hồ quang với vật hàn rộng nên chiều rộng mối hàn lớn, đồng thời
do hồ quang chủ yếu tập trung vào kim loại cơ bản chưa nóng chảy nên mật độ
hạt mang điện ít do đó hồ quang không ổn định, mức độ bắn toé tăng. áp lực
hồquang vào vũng hàn nhẹ nên không thể đảo trộn hết kim loại lỏng của vũng
hàn, các khí và các tạp chất không nổi lên hết bề mặt vũng hàn do đó chất lượng
mối hàn không cao. Phương pháp này áp dụng khi hàn chi tiết có chiều dầy
mỏng hoặc lấp khe hở để hạn chế sự cháy thủng của vật hàn, tuy nhiên nghiêng
mỏ hàn như vậy người thợ rễ khống chế vũng hàn và di chuyển mỏ hàn
- Ngược lại nghiêng mỏ hàn về phía sau nhiệt hồ quang phần lớn tập trung vào
vũng hàn nóng chảy, còn phần nhỏ hướng vào kim loại vật hàn chưa nóng chảy
do đó khả năng đảo lộn kim loại lỏng của vũng hàn tốt làm cho các tạp chất dễ
nổi lên bề mặt vũng hàn đem lại chất lượng mối hàn cao đồng thời chiều sâu
ngấu của mối hàn sẽ cao hơn, mật độ hạt mang điện trong không gian hồ quang
cũng tăng do vậy hồ quang cháy ổn định hơn, sự bắn toé giảm xuống, tuy nhiên
diện tích ngang của cột hồ quang cũng giảm nên bề rộng mối hàn giảm. ứng
dụng khi hàn chi tiết có chiều dầy lớn để đảm bảo độ ngấu