Chơng 5 : Sửa chữa phục hồi bằng phơng pháp hàn
5.1 Khái niệm về hàn phục hồi
5.1.1 Một số dạng h hỏng của các chi tiết máy
Hình 5 -1 Máy ép trục khuỷu (a) và trục mang bánh lệch tâm bị hỏng (b)
Hình 5 -2 Kiểm tra trục khuỷu sau khi phục hồi
75
a/
b/
Hình 5 -3 Bạc lót trong máy ép trục khuỷu cần sửa chữa phục hồi
Hình 5 - 4 ống nối bị nứt
Hàn phục hồi bao gồm các phơng pháp sau :
1.Hàn nối các chi tiết lại với nhau do bị gãy, bị ngắn hụt so với yêu cầu,...
2.Hàn đắp để phục hồi lại kích thớc lắp ghép hay để nhận đợc bề mặt chi
tiết có đợc các tính chất đặc biệt ...
3.Chi tiết bị nứt, bị sứt mẻ, bị lỏng, rơ ...
4.Hàn khắc phục các h hỏng do vận hành.
5.2 Đặc điểm chung của phơng pháp hàn phục hồi

1. Thông thờng hay dùng phơng pháp hàn hồ quang điện (xoay chiều, 1 chiều, chỉnh
lu ) hàn khí, hàn trong các môi trờng bảo vệ ( dới lớp thuốc hay CO
2
, Ar, He ..).
Ưu điểm : Công nghệ đơn giản, năng suất cao và chất lợng đảm bảo
76
Nhợc điểm: dễ gây biến dạng, nứt (thô đại và tế vi ), ứng suất nhiệt và một
số khuyết tật khác ...
Cấu trúc và tổ chức mối hàn không đồng nhất, dể gây ra các khuyết tật
vùng gần mối hàn. (Xem hình 5-5)
Hình 5 - 5 Tổ chức kim loại vùng mối hàn
2. Đối với chi tiết bằng thép: Với hàm lợng các bon thấp thì kim loại có tính hàn
tốt, ngợc lại, thép có hàm lợng các bon và nguyên tố hợp kim càng cao thì càng

hay trong môi trờng khí bảo vệ ( CO
2
, argông Ar...) Hàn trong môi trờng thuốc
77
O
C
%C
bảo vệ cho phép dùng dây hàn trần, tổn thất nhiệt và tổn thất vật liệu hàn ít, chất l-
ợng mối hàn tốt ...
6. Có thể sử dụng nhiều phơng pháp hàn khác để hàn phục hồi
5.3 Khái niệm về hàn đắp kim loại
Hàn đắp là một quá trình đem phủ lên bề mặt chi tiết một lớp kim loại bằng các
phơng pháp hàn ...
Hàn đắp có thể sử dụng để chế tạo chi tiết mới. Dùng hàn đắp để tạo nên một lớp
bimetal với các tính chất đặc biệt hoặc tạo ra một lớp kim loại có những khả năng về chịu
mài mòn, tăng ma sát ... Hàn đắp cũng có thể dùng để phục hồi các chi tiết bị mài mòn
do đã qua thời gian làm việc nh cổ trục khuỷu, bánh xe lửa ... Sử dụng hàn đắp để phục
hồi các chi tiết máy là một phơng pháp rẻ tiền mà khả năng làm việc của chi tiết không
thua kém chi tiết mới bao nhiêu.
Vật liệu hàn đắp có thể là thép các bon, thép chịu mài mòn, thép có tính chất đặc
biệt nh chịu nhiệt, độ cứng cao, bền nhiệt, chịu axít ...
5.4 các phơng pháp Hợp kim hoá mối hàn đắp
1. Hợp kim hoá mối hàn đắp thông qua dây hàn, dải kim loại đắp hoặc lớp thuốc
hàn thờng.
2. Dùng dây hàn bột, dải kim loại với thuốc hàn thờng
3. Dùng dây hàn thờng với thuốc hàn hợp kim
4. Dùng dây hàn và thuốc hàn thờng nhng cho thêm vật liệu hợp kim trong quá
trình hàn.
Chọn vật liệu hàn đắp
Phân loại nhóm kim loại đắp theo trờng ĐH quốc tế hàn nh sau :

1-8 13-
30
5-25 - - - - 40
Thép Cr E 0,2-
2
0,3-
1,5
5-3
0
0-5 0-0,5 0-0,5 0-1 - 45
Thép gió F 0,6-
1,5

0,5
4-6 - 1,5-18 0-3 0-10 0-1
5
62
78
GangCr
cao
G 1,5-
5
0-6 25-
35
0-4 0-5 0-1 0-3 0-5 60
Thép
chịu
nhiệt Cr-
W
H 0,2-

55
HK Ni
với Mo
Q
b

0,1
2
- 0-1
8
60-8
0
0-20 0,2-0
,6
8-35 0-2,
5
200
HK các
bit
P
3
2,0
- -
45
- - -
67
HB
Có các nhóm chính sau :
A. Thép các bon hay thép hợp kim thấp có thành phần các bon < 0,4 %
C < 0,25 % thép cacbon thấp

Các chi tiết yêu cầu độ cứng cao : EHX-25, O3H-250 có lõi là CB-08 và
CB-15 với đờng kính que hàn D nh sau:
D = 3mm, chiều dày thuốc bọc : 0,80 - 1,00 mm
D = 4mm, chiều dày thuốc bọc: 1,25 - 1,35 mm
D = 5mm; chiều dày thuốc bọc: 1,45 - 1,55 mm
5.5 Hàn đắp một số chi tiết điển hình
Hàn trục thép rèn và trục đúc từ thép C45, C50, C55 và một số thép hợp kim nh
50Cr2, 60CrMn, 50CrNi ... Thờng hàn đắp nhiều lần sau thời hạn đã sử dụng.
Hàn trục cán rỗng : Thờng sử dụng dây hàn bột, chiều sâu của mối hàn khoảng 5
mm.
Hàn đắp trục cán thép định hình với 2 mục đích phục hồi kích thớc, tăng thời
gian làm việc và khả năng chịu mài mòn. Nếu chỉ phục hồi kích thớc thì dùng vật
liệu hàn thờng, cùng loại vật liệu với trục; khi cần tăng độ chịu mài mòn hoặc thời
gian làm việc thì cần dùng dây hàn đắp hợp kim dạng Hn-30XCA Chế độ hàn có
thể chọn nh sau : nung nóng 25-150
o
C để tránh trục bị nứt có loại vật liệu cần
nung nóng đến 350-400
o
C. Sau khi hàn xong thờng phải tiến hành ram ở nhiệt độ
520-540
o
C và làm nguội cùng lò để khử ứng suất.
Hàn đắp cánh tuốc bin : Do vật liệu cánh tuốc bin đợc chế tạo từ thép hợp kim
thấp nên có thể sử dụng dây hàn hay dải vật liệu 1X18H9T (1Cr18Ni9Ti) hàn dới
80

4
3
2

Thép có tính hàn hạn chế , cần có thêm các quá trình công nghệ phụ nh nung nóng
sơ bộ , sử dụng thuốc hàn đặc biệt, nhiệt luyện sau khi hàn. Chất lợng mối hàn bình
thờng .
Thép có tính hàn kém, chất lợng mối hàn không thể đạt chất lợng cao mặc dù phải
sử dụng các quá trình công nghệ phụ. Ngày nay do nền khoa học và kỹ thuật hàn đã
phát triển mạnh nên tất cả các kim loại thép có thể hàn đợc đảm bảo chất lợng nhiệt
độ nung nóng sơ bộ có thể tính theo công thức của Sefariana ( CEAPAHA)
25,0350
"
=
tdnnsb
CT
C
tđ
=% C
tđ
+ 0,005.S.C
tđ
= C
tđ
( 1 + 0,005 S )
C
tđ
=%C+ 1/9 (% Mn + %Cr) + %Ni/18 + % Mo/13

5.7 Hàn hồ quang bán tự động và tự động
81
trong các môi trờng bảo vệ
5.7.1 Hàn bán tự động và hàn tự động
a. Khái niệm : Hàn bán tự động là một quá trình hàn mà dây hàn đợc cấp tự động vào

9 - Máy hàn
10 - Dây điện
11 - Mối hàn
12 - Tiếp đIúm với dây hàn
a/
b/
Cũng như hàn đắp hồ quang tay, trong hàn đắp tự động dưới lớp thuốc hồ
quang cháy giữa điện cực kim loại (dây hàn) và kim loại cơ bản (chi tiết hàn đắp).
Sự khác nhau cơ bản giữa hàn đắp hồ quang tay và hàn đắp tự động là sự cơ khí
hoá, tự động hoá quá trình hàn.
Quá trình hàn bắt đầu khi phát hồ quang. Vũng hàn được tạo thành sau khi
hồ quang phát sinh. Tại đây dây hàn, thuốc hàn và kim loại cơ bản nóng chảy.
Đồng thời dưới áp suất khi giữa kim loại và thuốc hàn tạo thành một màng kín bao
bọc lấy hồ quang và vũng hàn. Thành của màng này được tạo bởi thuốc hàn nóng
chảy. Bởi vậy quá trình nóng chảy xảy ra trong màng kín phủ bẳng lớp thuốc nên
bằng mắt thường không thể nhìn rõ lớp trong vũng hàn. Trong quá trình hàn thuốc
hàn được cung cấp liên tục và đều đặn xuống vũng hàn. Thuốc nóng chảy tạo thành
xỉ hàn. Phần thuốc không nóng chảy được thu lại và sử dụng tiếp.
Phần lớn các chi tiết máy phục hồi là những chi tiết có bề mặt làm việc
phẳng hoặc hình trụ.
Khi hàn đắp mặt phẳng
thông thường chi tiết hàn đứng yên, còn đầu hàn đắp chuyển động thằng trên chi
tiết. Sau mỗi đường hàn đầu hàn được đưa về vị trí ban đầu. Để hàn tiếp đường thứ
hai phải dịch đầu hàn theo phương chuyển động ngang một khoảng cách nhất định,
gọi là bước tiến của đường hàn. (h.5-8a)
Hình 5 - 8 Nguyên lý hàn đắp tự động mặt phẳng (a) và mặt tròn (b)
Khi hàn đắp tự động trên chi tiết hình trụ tròn
là phủ kín bề mặt của chi tiết bằng một đường hàn hình xoắn xếp cạnh nhau.
Đường xoắn nói trên được tạo thành từ hai chuyển động (h.5-8b) kết hợp : chuyển động
quay tròn của bề mặt chi tiết quanh trục của nó và chuyển động tịnh tiến của đầu hàn dọc

Tạo màng mỏng bảo vệ và dễ dàng tách khỏi bề mặt mối hàn.
Không sinh bụi và khí độc hại
Giá thành hạ
Phõn loi thuc hn
Thuốc hàn có dạng hạt hay bột. Thuốc hàn điện đợc phân ra :
Thuốc hàn nóng chảy; thuốc hàn bột ( không nóng chảy : gốm céramic, bột thiêu
kết ... bao gồm các chất khoáng thiên nhiên với hợp kim ferro và thuỷ tinh nớc.
Theo chức năng sử dụng ngời ta chia ra :
Thuốc cho hàn thép các bon và hợp kim thấp.
Thuốc hàn thép hợp kim.
Thuốc hàn hợp kim màu.
Theo thành phần các chất ngời ta chia ra :
Loại có SiO
2
cao ( 40 - 50 % SiO
2
)
Loại SiO
2
thấp ( < 35 % SiO
2
)
Loại không có SiO
2
.
Loại không chứa oxy
Xỷ có tính bazơ : CaO, MgO, FeO ...
Xỷ có tính axit TiO
2
, SiO

thép cacbon và thép hợp kim thấp. Đối tượng phục hồi là các chi tiết máy luyện kim, cán
và rèn dập.
Thuốc AH-15M : hàn và hàn đắp tự động các chi tiết thép hợp kim cao như các loại
trục, cổ trục cán…
Thuốc AH-20 : hàn và hàn đắp tự động các lớp thép hợp kim và hợp kim cao kí
hiệu 30Cr2W8, 25CrMoVSi, 50Cr4W3V; đồng thanh đồng trên các chi tiết từ thép cacbon
và thép hợp kim thấp.
Thuốc AH-22 : hàn điện xỉ và hàn đắp tự động thép hợp kim với dây hợp kim cao
ký hiệu Cr20H10Mn17Ti.
Thuốc AH-26 : hàn và hàn đắp tự động thép không gỉ và thép chịu nhiệt như cánh
tuabin nước, các chi tiết máy bơm, máy điện và hoá học.
Thuốc AH-60 : hàn và hàn đắp thép cacbon và thép hợp kim thấp bằng dây thép
cacbon và thép hợp kim thấp, hoặc đai thép hợp kim trung bình và cao. Hàn đắp trục cán
nóng, dao cắt kim loại nóng, các chi tiết từ kim loại màu trên nền đồng.
Thuốc AH-348A : hàn và hàn đắp tự động thép cacbon và thép hợp kim thấp bằng
dây thép cacbon và thép hợp kim thấp; bánh cần cẩu, các chi tiết máy kéo, ô tô, tàu thuỷ.
Thuốc 0Ф-6 : hàn và hàn đắp tự động thép hợp kim chống gỉ, chịu nhiệt.
Thuốc 0Ф-10 : hàn đắp thép hợp kim và hợp kim thấp bằng đai và dây hàn nhãn
hiệu 10Cr16Ni25NMo6, 03Cr24Ni13MnNb và các loại khác.
Thuốc 0ц-45 : hàn và hàn đắp thép cacbon và thép hợp kim thấp bằng dây thép
cacbon và thép hợp kim thấp nhãn hiệu Hп-30CrMnSiA, 10Mn2Si và các loại khác.
Tiệp Khắc có ba loại thuốc hàn đắp nóng chảy : VUZ-3P, F205 (VUZ4BaC) và
F-624 (VUZ-IN).
Thuốc VUZ-3P và F-205 dùng để hàn đắp các chi tiết thép không gỉ và chịu nhiệt
bằng đai hàn ký hiệu X18H10 và X25H13.
Thuốc F-624 dùng để hàn đắp tự động các chi tiết thép hợp kim cao và thép hợp
kim bằng dây hàn tương ứng.
85
Ở Việt Nam thuốc hàn nóng chảy loại AH-348A của Liên Xô đã được Viện thiết
kế máy công nghiệp (Bộ Cơ khí và luyện kim) nghiên cứu và được Nhà máy và cơ quan

dao cắt kim loại nóng, đầu máy búa rèn dập và nhiều chi tiết khác. Chúng đều làm việc
trong điều kiện giống nhau : chịu nén ép mạnh và thay đổi theo chu kỳ; nóng lạnh theo chu
kỳ; bề mặt làm việc bị mòn do rỉ…
Với các điều kiện làm việc khắt khe trên, lớp kim loại hàn đắp khi phục hồi các chi
tiết này cần đạt các yêu cầu quan trọng sau :
- Mối hàn có độ bền cao : có khả năng chống hiện tượng nứt nóng, hạn chế tình trạng
nứt khi hàn.
- Có độ dẻo cao ở nhiệt độ làm việc của chi tiết để có khả năng chống hiện tượng nứt
nóng, hạn chế tình trạng nứt khi hàn.
- Có khả năng ít biến đổi cấu trúc khi bị ram nhiều lần, giữ được tính chất ban đầu
trong quá trình làm việc.
- Có độ bám cao vào lớp kim loại cơ bản, tránh được bong, tróc khi làm việc,…
Rõ ràng khó có thể tìm thấy trong thực tế một loại dây hàn hợp kim đảm bảo cho lớp
kim loại đắp có được đồng thời những yêu cầu kỹ thuật trên. Bởi vậy việc hợp kim hoá
lớp đắp bằng thuốc hàn gốc là phương pháp dễ thực hiện và rẻ tiền hơn cả.
Ngày nay người ta đã nghiên cứu được nhiều loại thuốc hàn gốm chuyên dùng cho
việc hàn đắp phục hồi từng chi tiết hoặc từng nhóm có cùng điều kiện công tác.
86
Ở Cộng hoà dân chủ Đức có ba loại : SPCMn40/36Cr300, SPCMn40/460aSch và
SPC375a-C2,5.
Thành phần hoá học chủ yếu của lớp kim loại đắp dưới thuốc SPCMn40/360Cr300
và 0,4%C, 3%Cr, 1,4%Mn; dưới lớp thuốc SPC375a-C2,5 là 0,1%C, 2,5%Cr. Độ cứng
HB kim loại hàn đắp dưới các thuốc tương ứng là : 280-320, 190-210 và 240-260.
Thuốc thứ nhất dùng để hàn đắp các chi tiết mài mòn;
Thuốc thứ hai dùng để hàn đắp các chi tiết mòn và vỡ;
Thuốc thứ ba dùng để hàn đắp các chi tiết mòn nhanh từ thép cacbon thấp, trung
binhg và thép hợp kim thấp.
Liên Xô có 5 loại thuốc gốm: dùng phổ biến vào việc hàn đắp các chi tiết thép:
ФK-45/5X10B5MФ (theo љK-0386-00пK3), ҖCH-5 (theo BTYMҸM CCCP), AHK-18
(theo TY14-5-444-72), AHK-19 (theo TY14-1-1086-74) và AHK-40. Thuốc

0,68
0,63
0,76
0,84
0,88
0,92
0,35
0,42
0,41
0,48
0,3
0,27
0,65
0,57
Độ cứng HRC của kim loại đắp dưới thuốc ҖCH-5 bằng dây Cb-08A, Cb-08ГA,
Cb-12ГC và Hп-30XГCA tương ứng là 35-38, 40-44, 48-50, 52-58. Kim loại lớp hàn đắp
chống mài mòn tốt và có khả năng làm việc trong điều kiện nhiệt độ bình thường và cao,
áp lực riêng lớn. Thuốc dùng để hàn đắp các chi tiết thép như trục máy ép định hình, trục
tựa, trục dàn lăn, bánh đai hãm,…
Thuốc AHK-18 dùng để hàn đắp tự động các chi tiết thép nhằm nhận được kim loại
lớp đắp có độ cứng cao, không cần gia công nhiệt, như các chi tiết máy thi công đường,
máy xây dựng, máy nông nghiệp, máy bốc dỡ…Kim loại lớp hàn đắp bằng dây Cb-08A và
Hп-30XГCA có thành phần hoá học tương ứng là : C-0,3 và 0,42%, Mn-1,4 và 1,7%,
Si-0,2 và 0,95%, Cr-2,7 và 3,1% và độ cứng HB tương ứng 350-450, 480-520. Độ chịu
mòn ở nhiệt độ bình thường tốt, khả năng chống rỗ, nứt cao.
Thuốc AHK-19 dùng để hàn đắp các chi tiết phẳng làm việc trong điều kiện mài
mòn như lưỡi gạt máy ủi, phôi phẳng của phễu tiếp liệu… Thành phần hoá học chủ yếu
của kim loại lớp hàn đắp bằng dây Cb-08A là C-0,6%, Mn-0,8%, Si- 0,3%, Cr-4,5% . Độ
87
cng lp p 50-56HRC. Kim loi lp hn p cú chu mũn tt, kh nng chng r v

Tip Khc
cú 4 loi thuc hn p gm : FK-502, FK-503, FK-504 v FK-541.
Thuc FK-502 dựng hn p cỏc chi tit lm vic trong iu kin mi mũn nh
trc bng chuyn v cỏc loi trc khỏc. Lp p cú thnh phn hoỏ hc : C-0,2%, Si-
0,8%, Cr-2,5%; cng 280-320 HB, chu mũn v dai va p tt.
Thuc FK-503 cú cụng dng ging thuc FK-502 song cng lp hn p cao
hn (440-460 HB). Thnh phn hoỏ hc lp p : C-0,3%, Si- 0,8%, Cr-2,5%.
Thuc FK-504 dựng hn p cỏc chi tit lm vic trong iu kin mi mũn v va
p nh, nh cỏnh qut, rng v gu mỏy xỳc, cỏc chi tit mỏy nghin. Lp p cú thnh
phn hoỏ hc : C-0,5%, Cr-3,5%; cng 480-520 HB.
nc ta thuc hn gm bc u c phõn vin cụng ngh (Tng cc k thut)
v Vin k thut giao thụng (B giao thụng vn ti) nghiờn cu.
Thuc gm phõn vin cụng ngh nghiờn cu thuc loi AHK-18 ca Liờn Xụ.
Thuc c xõy dng trờn nn x Al
2
O
3
-MgO-CaF
2
-SiO
2
-CaCO
3
. Tớnh cht cụng ngh ca
thuc tt. Lp p th ba bng cỏc dõy thộp 10, 35 v 45 v 41-43.
Vin k thut giao thụng nghiờn cu thuc gm loi CH ca Liờn Xụ. Thuc cú h x
MgO-CaF
2
-Al
2

(2H13) (theo PN-76/M-69420), vi thnh phn hoỏ hc tng ng l : C:0,32-0,4; Mn :
0,8-1,1; Si : 1-1,4; Cr : 1,1-1,4 v C : 0,16-0,24; Mn: 0,5-0,7; Ri 0,3-0,7; Cr : 13-15.
Dõy Sp40G-2S1H1 hn p di thuc TA.St3 v TA.St6 cho lp p cú cng
300 HB, chu mũn v kh nng chng va p tt; dựng vo vic hn p phc hi trc
cỏn, vỏnh ai tu ho v cỏc chi tit khỏc.
Dõy Sp24H14 dựng hn p cỏc chi tit lm vic trong iu kin mi mũn do ma
sỏt v xõm thc nhit bỡnh thng v cao, nh van ng dn, xupap hi Lp p cú
cng 420-500 HB, chu mũn tt, cú kh nng chng r mụi trng nc bin v
hi nc.
Cng ho Dõn ch c cú 21 loi dõy hn p dựng vo vic phc hi nhiu loi
chi tit khỏc nhau .
Tip Khc thng dựng dõy thộp hn A-102 (theo CH055376) hn p.
cng HB ca lp p di thuc FK-502, FK-503, FK-504 v FK-541 tng ng l : 300,
450, 500 v 350. Dõy dựng hn p bỏnh cn cu, c trc v cỏc chi tit khỏc.
5.7.2 Đặc tính của hàn hồ quang tự động dới lớp thuốc.
So vi hn tay, hn p t ng cú nhiu u im. Trong hn p t ng cú th
hp kim hoỏ kim loi hn p ti 30%, do ú c tớnh ca lp dp c ci thin v tng
tớnh chng mũn ca chi tit sau khi khụi phc. Vic hp kim hoỏ trong hn p t ng r
hn so vi hn tay. Nng sut hn p t ng tng lờn rừ rt; iu kin lao ng v cht
lng hn p c ci thin; in nng v kim loi p gim.
Hp kim hoỏ mi hn p cú th thc hin bng ba phng phỏp : bng dõy hp
kim, bng dõy lừi thuc v bng thuc hn gm.
Hp kim hoỏ mi hn p bng dõy hp kim l tt hn c. Song khụng phi lỳc no
cng cú th thc hin c, nht l trong iu kin cụng nghip luyn kim cha phỏt trin,
chng loi dõy hp kim hn ch, trong khi ú chng loi thộp ca cỏc chi tit hn p li
rt phc tp. Trong iu kin nh vy hp kim hoỏ lp p bng thuc hn gm d thc
hin hn.
89
Khi hợp kim hoá lớp đắp bằng dây hàn, cường độ dòng điện có ảnh hưởngrõ rệt
đến thành phần hoá học mối hàn. (bảng 5-4).

điện, A
Điện áp hồ
quang, V
Thành phần hóa học lớp đắp, %
Cr Si Mn
2
5
300
625
22
30
40
30
40
50
5,22
8,01
12,48
4,45
9,12
16,20
1,28
1,78
2,08
0,78
1,35
3,02
1,21
1,43
1,82

p cú chu mũn cao. Vỡ h quang hn b che kớn bi lp thuc nờn khú iu chnh nú
trong quỏ trỡnh hn v khi hn nhng chi tit phc tp ũi hi th hn phi cú tay ngh
cao. Hu nh lỳc no cng phi gừ x, vic ny tng i khú khn khi hn p nhng chi
tit nh; khi ú vic gi c lp thuc cú chiu dy cn thit trờn chi tit hn p cng
rt khú. Nhc im ny hn ch kh nng phc hi nhng chi tit cú ng kớnh nh hn
50 mm. Mt khỏc do giỏ thnh thuc hn cao, tiờu th ln (thụng thng bng 1,3-1,4 ln
trng lng kim loi lp hn), do ú lm tng gớa thnh sn phm phc hi.
Hn p t ng di lp thuc dựng phc hi cỏc mt phng, mt tr cỏc chi
tit ln, nh rónh ln ca cu xớch, g bỏnh t v bỏnh dn, c trc khuu
Khó thực hiện các mối hàn có hình dạng và quỹ đạo hàn phức tạp.
Giá thành thiết bị đắt.
Yêu cầu khi gá lắp và chuẩn bị hàn khá công phu.
5.7.3. Công nghệ hàn tự động dới lớp thuốc.
Chuẩn bị vật hàn ( tơng tự hàn hồ quang tay )
Các loại mối hàn :
Hàn một phía
Hàn 2 phía
Hàn có tấm lót thép hay tấm lót bằng đồng.
Hàn có đệm thuốc
Hàn theo quỹ đạo thẳng và cong
Các thông số mối hàn.
Hình dáng mối hàn và các hệ số của nó
Hệ số ngấu :

ng
B
h
=
Hình 5- 9 Một số kích thớc cơ bản của mối hàn


hd
= 5 - 12 ( thờng lấy bằng 7 - 12 )

hd
> 12 Mối hàn bị lõm

hd
< 5 Mối hàn bị tập trung ứng suất
Hệ số điền đầy ngấu mối hàn :
hB
F
ng
dd
.
=
à

Hệ số điền đầy lồi mối hàn :
CB
F
dl
ddng
.
=
à
0,73
Hệ số hình dáng vũng hàn ( bể hàn ) :
.const
B
L

- Điện áp hàn(V); I
h
.- Cờng độ dòng điện hàn

hq
. - Hệ số hữu ích của nguồn nhiệt ( hồ quang hàn )

hq


0,98
K - hệ số K = 2,8 - 3,6 mm/(KVA) khi hàn thép các bon thấp
K = 1,7 - 2,3 mm/(KVA) khi hàn bằng que hàn có thuốc bọc dày.
Giả sử tiết diện ngấu của mối hàn là nửa hình tròn thì
B = 2 r (*);
22
max
...
.2
.....
.2
rce
q
rVCe
Q
T
dv
h

==

.C
a =
(***)a- độ dẫn nhiệt độ ( cm
2
/s)
Từ (**) (***) ta có
r
Q
e c T
q
V e c T
nc h nc
= =
2 2.
. . . . . . . . .

Ta có : q=Q/V
h
.
92
ConstVIUA
BT
Q
B
L
hhh
nc
vh
==== .
.....2

1
U
2
V
h2
>V
h1
V
h1
V
h2
I
1
I
2
Hình 5-13 Sơ đồ các mô hình để tính toán kích thớc mối hàn
Dạng 1 : hình ellíp ngang có diện tích tiết diện :
.
4
..
2
.
222
.
1
2
1
1
1
111

2
.
222
.
3
2
3
3
3
3
333
3
ng
ng
h
h
h
h
BhB
F



===
Sơ đồ dạng 1 hợp lý hơn nên có thể viết nh sau : Từ các công thức trên khi hàn
thép các bon và thép hợp kim thấp chiều sâu ngấu có thể tính gần đúng theo công thức :
h
1
= h = 0,0156
q

Nếu J >= 120 A/mm
2
.
K = k
2
= 1,12 Dòng một chiều nối thuận
K = k
3
= 0,92 Dòng một chiều nối nghịch
Nếu J < 120 A/mm
2
.
K = k
2
=
2 82
0 1925
,
,
J
Dòng một chiều nối thuận
K = k
3
= 0,367 . J
0,1925
Dòng một chiều nối nghịch
94
B
3
B

)
F
đ
=


d h
h
I
V m h
.
. . ( / )3600
( mm
2
)
Khi hàn tự động dới lớp thuốc
đ
=
ch
.
Khi hàn trong môi trờng khí bảo vệ
đ
=
ch
+
ch
Khi hàn dòng xoay chiều

đ
= 7 +

h
= ( 80 - 100 ) h
1
. I
h
( A ) h
1
tính bằng mm
I
h
= h
1
/k
h
Bảng 5-5
d
h
K
h
Mm Xoay chiều 1 chiều ( thuận) 1 chiều ( nghịch)
2 1,3 1,15 1,45
3 1,15 0,95 1,30
4 1,05 0,85 1,15
5 0,95 0,75 1,10
6 0,90 - -
I
h
=

.d

h
h
=
'
95
Bảng 5-7
d
h
mm 1,2
2
3 4 5 6
A (2-6).10
3
(5-8).10
3
(12-16).10
3
(16-20).10
3
(20-25).10
3
(25-30).10
3
Kinh nghiệm có thể nhận : V
h
= 2500 / I
h

Tính hiệu điện thế hàn : U
h

VFVF .. =

dh
hd
dh
F
VF
V =
Đơn vị tính : V
dh
- Vận tốc dây hàn cm/s
V
h
- Vận tốc hàn cm/s
F
đ
- Diện tích cần đắp cm
2
.
F
dh
- Diện tích tiết diện dây hàn cm
2
.

dh
- Khối lợng riêng dây hàn g/cm
3
.


Đối với những lỗ, rãnh lớn, nếu bịt bằng graphit có thể làm mất ổn định hồ quang
khi nó qua chỗ bịt. Trong trường hợp này có thể kết ợp cả hai phương pháp : bịt bằng thép
và graphit (h.5-14).
a
b
Hình 5-14 Phương pháp hàn đấp bịt lỗ
Phương pháp bịt lỗ (a) và rãnh rộng (b): 1. thép; 2. graphit.
Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ hàn đối với hình dáng mối hàn
Hình dáng mối hàn được đặc trưng bởi những kích thước sau (h.5-15):
Hình 5-15. Các kích thước đặc trưng của mối hàn.
b- chiều rộng mối hàn, h- chiều sâu mối hàn, c- chiều cao mối hàn
Những yếu tố công nghệ có ảnh hưởng lớn nhất đến hình dáng mối hàn là cường độ
dòng điện (l
h
), điện áp hồ quang (U
h
) và tốc độ hàn (V
h
). Tiếp đến là : đường kính điện
cực, góc nghiêng điện cực đối với bề mặt chi tiết hàn và góc nghiêng của chi tiết hàn đối
với mặt phẳng ngang.
Ảnh hưởng của cường độ dòng điện và đường kính điện cực.
Với đường kính điện cực (dây hàn) không đổi, việc tăng cường độ dòng điện làm tăng
lượng nhiệt toả ra ở hồ quang. Do đó làm nóng chảy kim loại cơ bản nhiều hơn. Năng
lượng hồ quang lớn thổi kim loại lỏng về phía ngược lại với chiều hàn, kết quả hồ quang
ăn sâu hơn vào kim loại cơ bản, đồng thời thuốc hàn chảy ít hơn. Mối hàn nguội nhanh,
không phát triển rộng được và tạo bề mặt cao (h.5-16).
97
Chiều hàn
Hình 5 -16 Ảnh huởng của chế độ hàn đến kích thước và hình dạng mối hàn

, V
50
40
30
Ih, A
300 400 500 600 700
V
h
,m/h
90
0 0
70
0
65
0
40
35
0
hàn nói chung không làm thay đổi hình dáng mối hàn, song hàn với điện cực đặt nghiêng
về phía ngược với chiều hàn thì mối hàn sẽ rộng và sâu hơn (h.5-17b), hồ quang ít thổi
kim loại lỏng phía dưới nó. Nghiêng điện cực về phía ngược lại với chiều hàn khoảng
40-50
0
sẽ làm giảm chiều sâu mối hàn tới 50% và mối hàn sẽ rộng ra khoảng 50%; chiều
cao mối hàn cũng giảm đáng kể. Vì thế khi hàn với tốc độ lớn, để giảm chiều cao mối hàn
cần nghiêng điện cực về phía ngược với chiều hàn.
Ảnh hưởng của góc nghiêng vật hàn cũng giống góc nghiêng điện cực: khi hàn lên
(h.22a), ngoài lực điện động của hồ quang còn có trọng lực tác dụng lên vũng hàn, kim
loại lỏng bị chảy và kết quả chiều sâu và chiều cao mối hàn tăng. Khi hàn xuống (h.5-17)
kim loại lỏng vượt trước hồ quang làm giảm độ sâu của mối hàn.