Giáo trình hàn điện tiếp xúc (nghề hàn cao đẳng)

VẬN HÀNH SỬ DỤNG MÁY HÀN ĐIỆN TIẾP XÚC

Đấ u l ắ p, v ậ n hành, s ử d ụ ng máy hàn ti ếp xúc điể m

1.1 Đấu lắp máy với nguồn điện

Máy hàn ti ếp xúc điểm

Hình 1- Máy hàn tiếp xúc điểm

Thiết bị hàn điện tiếp xúc bao gồm máy hàn, thiết bị điều khiển, dụng cụcơ khí hoá và tự động hoá quá trình hàn

Máy hàn được cấu tạo từ hai phần chính: phần cơ và phần điện Phần cơ chịu trách nhiệm đảm bảo độ bền và cứng vững cho máy, bao gồm các bộ phận như thân máy, bệ máy và cơ cấu tạo lực ép, giúp tạo lực ép và dẫn động điện cực Phần điện bao gồm nguồn hàn như biến áp hàn, ắc quy, tụ điện và mạch thứ cấp, có nhiệm vụ dẫn dòng điện từ nguồn hàn tới điện cực.

Thiết bị điều khiển đảm nhiệm việc quản lý thứ tự và thời gian thực hiện từng nguyên công, điều chỉnh các thông số cơ và điện trong chế độ hàn, điều khiển sự dẫn động của các dụng cụ cơ khí hóa và tự động hóa, cũng như thu thập và xử lý thông tin về trạng thái của máy.

L ắp ráp thiết bị hàn tiếp xúc điểm,

- Kết nối nguồn điện cho máy hàn, đóng điện kiểm tra và kiểm tra điện áp nguồn vào máy

- Nối nguồn khí nén vào máy điều chỉnh khí xem có đủ khí không

- Nối đường nước làm mát điện cực hàn kiểm tra máy bơm xem máy có hoạt động không

- Lắp điện cực vào máy hàn kiểm tra điện cực xem điện cực bị khuyết tật không

1.2 Chọn chế độ hàn tiếp xúc điểm

+ Chế độ hàn điểm phụ thuộc vào vật liệu hàn Khi hàn thép cácbon thấp hoặc thép hợp kim thấp, dùng chế độ hàn mềm:

Khi hàn thép không gỉ cùng với các hợp kim dẫn nhiệt nhanh như hợp kim nhôm và hợp kim đồng, hoặc các tấm có lớp phủ bảo vệ, nên sử dụng chế độ hàn cứng để đảm bảo chất lượng mối hàn tốt nhất.

Điện cực thường được chế tạo từ đồng hoặc hợp kim đồng, với tính dẫn điện và dẫn nhiệt cao, giúp giảm thiểu nhiệt sinh ra tại mặt tiếp xúc giữa điện cực và chi tiết so với điểm hàn Các thông số kỹ thuật bao gồm J từ 120 đến 360 A/mm², P từ 40 đến 100 N/mm², và thời gian t từ 0,001 đến 0,1 giây Bên trong điện cực có nước làm nguội, góp phần nâng cao hiệu quả làm mát trong quá trình hàn.

Chế độ hàn đường bao gồm một số yếu tố quan trọng: Bước hàn thường được xác định trong khoảng cách S = (1,5 ÷ 4,5) mm giữa hai điểm hàn Đối với các máy hàn đường, đĩa điện cực thường được chế tạo bằng đồng với đường kính từ D = 200 ÷ 250 mm Lực ép khi hàn cần được xác định theo công thức cụ thể để đảm bảo chất lượng hàn tối ưu.

Trong đó : d - đường kính điệncực [mm]; δ R b R - giới hạnbềncủa vậtliệu hàn [N/mm2] d/ Thời gian hàn

Thời gian hàn là tổngthời gian dòng điệnchảy qua đường hàn để hàn và thời gian phụ được tính như sau:

V R h R - tốc độ hàn, thường lấy bằng (0,5 ÷3) m/phút e/ Dòng điện hàn: khi hàn đường nên chọn cao hơn hàn điểm từ (20 ÷ 80)%

B ả ng 1- Ch ế độ hàn ti ếp xúc điể m v ớ i thép các bon th ấ p

Hàn điểm Dòng điện hàn

B ả ng 2- Ch ế độ hàn ti ếp xúc điể m v ớ i thép không g ỉ (Dòng điệ n xoay chi ề u 1 pha)

Hàn điểm Dòng điện hàn

1.3 Kỹ thuật mài đầu điện cực Đối với máy hàn tiếp xúc điểm

- Yêu cầu phải cứng, bền nhiệt,chịu nhiệt và chống ăn mòn, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt

- Vật liệu điện cực được chế tạo từ hợp kim đồng: Cu+Sn, Cu+Cr+Cd+Sn

Để đảm bảo độ bền cho điện cực khi hoạt động ở nhiệt độ và áp lực cao, cần thiết phải làm mát trong quá trình làm việc Kích thước của điện cực máy hàn điểm được mài khác nhau tùy thuộc vào thông số chiều dày và tính chất của vật liệu.

Các kích thước của điện cực hàn tiếp xúc điểm

Chiều dày chi tiết, mm (S = S1) Điện cực

Ghi chú: Khi hàn hợp kim nhôm Dđ tăng 25%, Rđ chọn theo giá trị trên

1.4 Vận hành máy hàn tiếp xúc điểm

Quá trình v ậ n hành máy c ầ n th ự c hi ện theo các bước như sau

- Đóng điện lướ i c ấp vào máy hàn, đèn báo nguồ n hàn sáng

- B ậ t công t ắ c ngu ồ n c ủ a thi ế t b ị di ề u khi ể n v ề v ị trí ”ON”, khi đó đèn báo

- Tùy theo k ế t c ấ u c ủ a chi ti ế t mà có th ể đặ t 1 ho ặ c 2 ch ế độ Khi b ậ t công t ắ c v ề v ị trí ”WELD CONDITION1” ch ế độ hàn 1 đượ c s ử d ụ ng ho ặ c v ị trí ”WELD CONDITION 2” ch ế độ hàn 2

- Đặ t th ờ i gian ép b ằng 2 nút phía trên (để tăng thời gian ép) 2 nút phía dưới (để gi ả m th ờ i gian ép)

- Đặ t th ời gian hàn(0÷99) tương tự th ờ i gian ép

- Đặ t ch ế độ khu ếch đạ i dòng hàn b ằ ng cách chuy ể n sang ch ế độ tùy ch ọ n

- Đặ t th ời gian tăng dòng hàn(0÷9), thờ i gian ch ờ (0÷99) th ờ i gian ngh ỉ (0÷99)

- Đặ t ch ế độ hàn liên t ụ c (REPEAT) và không liên t ụ c (NON REPEAT)

* V ận hành máy hàn điể m (thao tác hàn)

Đấ u l ắ p, v ậ n hành, s ử d ụ ng máy hàn ti ếp xúc đườ ng

C ấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn tiếp xúc đường

Hình 2- Máy hàn ti ếp xúc đường

M ở van khí và van nướ c

Chuy ể n nút WELD/SQUEEZE TEST/SEQUENCE TEST trong thi ế t b ị điề u khi ể n sang v ị trí WELD Ấn bàn đạ p chân

Chuy ể n nút WELD/SQUEEZE TEST/SEQUENCE TEST trong thi ế t b ị điề u khi ể n sang v ị trí

Sang v ị trí OFF Đóng van khí và van nướ c

Ng ắt điện sơ cấ p ngu ồ n hàn

K ế t thúc các thao tác Đèn CONTROL POWER

Và THERMOSTAT t ắ t Thao tác b ắt đầ u hàn Đèn WELD POWER ở thi ế t b ị điề u khi ể n t ắ t

Máy hàn của Nhật là thiết bị phổ biến tại Việt Nam, đặc biệt trong các nhà máy sản xuất xe máy như Honda, Yamaha và Goshi Thăng Long Cấu tạo của máy hàn Nhật thường tương tự như sơ đồ cấu tạo chung của máy hàn điện, mang lại hiệu suất và độ bền cao trong quá trình sử dụng.

Máy hàn sử dụng cấu trúc lực ép trục Pít-tông với xilanh khí nén Khí nén từ máy nén khí được dẫn qua ống đến van ngắt khí, tiếp theo là bộ phận lọc khí để loại bỏ hơi nước và bụi Sau đó, khí đi vào van điều áp và được phân phối qua các van khí điện từ, được điều khiển tự động nhằm nâng hạ điện cực.

Các điện cực có thể được bố trí ở một hoặc hai phía so với chi tiết hàn Hai điện cực hình đĩa quay ngược chiều nhau nhờ một động cơ có khả năng điều chỉnh tốc độ, từ đó tạo ra đường hàn kín.

L ắp ráp thiết bị hàn tiếp xúc điểm,

- Kết nối nguồn điện cho máy hàn, đóng điện kiểm tra và kiểm tra điện áp nguồn vào máy

- Nối nguồn khí nén vào máy điều chỉnh khí xem có đủ khí không

- Nối đường nước làm mát điện cực hàn kiểm tra máy bơm xem máy có hoạt động không

- Lắp điện cực vào máy hàn kiểm tra điện cực xem điện cực bị khuyết tật không

2.2 Chọn chế độ hàn Để ch ọn đượ c ch ế độ hàn ti ếp xúc đườ ng c ầ n d ự a các v ấn đề sau

- Lo ạ i máy s ử d ụ ng lo ại dòng điệ n hàn xoay chi ề u hay m ộ t chi ề u

- Khi hàn có dòng điệ n nh ỏ thì g ọ i là ch ế độ hàn m ề m, lúc này th ờ i gian hàn l ớ n

- Khi hàn có dòng điệ n l ớ n thì g ọ i là ch ế độ hàn c ứ ng, lúc này th ờ i gian hàn ng ắ n

- N ế u T hàn < T nc , Thì trong t ổ ch ứ c h ạ t kim lo ạ i không có r ổ khí và nh ữ ng khuy ế t t ật như th i ế u h ụt, nhưng tổ ch ứ c h ạ t l ớ n, có khi b ị ng ậ m x ỉ nên làm cho m ố i hàn kém d ẻ o

- Đố i v ớ i hàn có nhân nóng ch ả y thì sau khi k ế t tinh s ẽ có lõm co

Lực đập có tác dụng làm cho mối hàn trở nên đặc chắc và bền vững hơn Do đó, sau khi ngắt dòng điện, chúng ta cần duy trì áp lực trong một khoảng thời gian nữa để kim loại kết dính chặt chẽ hơn.

* Ch ọ n ch ế độ hàn d ự a vào b ả ng ch ế độ hàn

B ả ng 1: Ch ế độ hàn ti ếp xúc đườ ng v ớ i thép các bon th ấ p

Hàn đường Dòng điện hàn

B ả n 4- Ch ế độ hàn ti ếp xúc đườ ng v ớ i thép không g ỉ (Dòng điệ n xoay chi ề u 1 pha)

2.3 Kỹ thuật mài điện cực

- V ậ t li ệu điệ n c ực đượ c ch ế t ạ o t ừ h ợp kim đồ ng: Cu+Sn, Cu+Cr+Cd+Sn

- Khi làm vi ệ c yêu c ầ u ph ả i làm mát để đả m b ảo đọ b ề n c ầ n thi ết cho điệ n c ự c khi làm vi ệ c ở nhi ệt độ cao và áp l ự c cao

Trong quá trình chế tạo, bề mặt tiếp xúc của đĩa điện cực thường bị nhấp nhô, dẫn đến việc hơi nước và các chất hóa học thấm vào các lỗ nhỏ, gây ra phản ứng hóa học tạo thành lớp màng mỏng rất giòn Khi quá trình hàn diễn ra, lớp màng này dễ bị bong ra, làm giảm độ bền của bề mặt tiếp xúc Đối với các đĩa hàn đường, người ta thường sử dụng máy tiện để gia công lại khi điện cực bị mài mòn, dẫn đến tình trạng điện cực bị cháy hoặc méo.

2.4 Vận hành máy hàn tiếp xúc đường

* V ận hành máy hàn đườ ng (thao tác hàn)

Các bướ c thao tác v ậ n hành máy hàn ti ếp xúc đường tương tự hàn ti ếp xúc điể m

Đấ u l ắ p, v ậ n hành, s ử d ụ ng máy hàn ti ế p xúc giáp m ố i

- D ụ ng c ụ c ầ m tay: Kìm, tu ốc nơ vít, cờ lê, m ỏ l ế t, h ộ p d ụ ng c ụ v ạn năng.

- Thi ế t b ị : Máy hàn ti ế p xúc giáp m ố i

- Đấu nguồn cho máy hàn,

- Sau khi đấu bật công tắc và quan sát đèn xem điệnđã vào máy hay chưa Kiểm tra lượng nước làm mát

- Kiểm tra hệ thống làm mát điện cực bằng cách bật công tắc xem máy bơm có hoạt động không, vòi có bị tắc không

- Lực ép: sau khi hai chi tiết hàn được ộp sát vào với nhau nhờ lực ộp sơ bộ từ

10 -15 N/mm 2 , tiến hành đóng điện nung kim loại mộp hàn đến trạng thái dẻo, cắtđiện và ép kết thúc với lựctừ 30 - 40 N/mm 2 để tạo thành mối hàn

- Cườngđộ dòng điện hàn: cú thể xác định theo cụng thức

K2 - Hệ số tổn thất nhiệt (đối với thép kết cấu thấp lấy bằng 0,75; các loại thép khác lấy bằng 0,9 ρtb - Điện trở suất trung bỡnh ủtb = ủ0 (1 + α Th)

(ρ0 là điện trở suất vật hàn ở 0 0 C, á là hệ số điện trở) m1 là hệ số phụ thuộc điện trở tiếp xỳc lấy gần đúng = 0,4

RTX là điện trở tiếp xúc trong quá trình hàn, trong khi C đại diện cho điện dung của kim loại vật hàn Tham số γ biểu thị khối lượng riêng của kim loại vật hàn, và F là diện tích tiết diện của chi tiết Hệ số dẫn nhiệt λ được tính bằng Calo/cm.s, và t là thời gian cần thiết để nung nóng.

Ta cú J √ t = K 10 3 ; J - mậtđộdũngđiện, đôi với thép J = 20 - 60 A/mm 2 K

- Hệ số phụ thuộc tớnh chất vật hàn, tiết diện chi tiết và chiều dài phần nhụ:

- Công suất hàn: Công suất riêng thường lấy ( 0,12 - 0,15 ) KVA/mm 2 Khi hàn ống lấy bằng 0,2 KVA/mm 2

Trong phương pháp hàn này, các đầu chi tiết được tiếp xúc và làm nóng đến trạng thái dẻo bằng dòng điện Sau khi đạt nhiệt độ cần thiết, dòng điện sẽ được ngắt và hai chi tiết sẽ được ép lại với nhau, tạo thành một khối liên kết chắc chắn.

Phương pháp hàn này giúp mối hàn không bị chảy, phù hợp cho các chi tiết bằng thép ít cac-bon hoặc kim loại màu đã được làm sạch Tuy nhiên, diện tích mặt cắt không nên vượt quá 1000 mm², vì khi hàn các mặt lớn, việc nung nóng không đều có thể dẫn đến mối hàn kém chất lượng.

Nhược điểm của phương pháp này: Năng suất tương đốithấp so với các phương pháp khác

3.3 Vận hành máy giáp mối

* V ận hành máy hàn đườ ng (thao tác hàn)

Các bướ c thao tác v ậ n hành máy hàn ti ế p xúcgiáp m ố i tương tự hàn ti ếp xúc điể m

HÀN TIẾP XÚC ĐIỂM

Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, phôi hàn tiếp xúc điểm

1.1 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ nghề hàn

- Máy hàn tiếp xúc điểm

- Thiết bị gia nhiệt bằng khí đốt

Dụng cụ hàn tiếp xúc điểm

- Dụng cụ thiết bị làm sạch phôi

- Kìm kẹp phôi, búa nguội, đục nguội, lục giác

1.2.1 Đọc bản vẽ liên kết hàn

- Ch ọn phôi hàn có kích thướ c ( 200 x 60 x 2)mm S ố lượ ng 2 t ấ m

-Yêu c ầu: Đánh sạ ch pavia mép phôi, n ắ n th ẳ ng, ph ẳ ng

1.2.2 Vạch dấu xác định điểm hàn

V ạ ch d ấu để các đị nh v ị trí các điể m hàn, có th ể ch ế t ạo dưỡ ng khi ch ế t ạ o s ả n ph ẩ m hàng lo ạ t

1.2.3 Tính toán chế độhàn điểm

Ch ế độ hàn đượ c tra theo các b ả ng sau

B ả ng thông s ố ch ọ n kho ả ng cách ch ồ ng n ố i chi ti ế t nh ỏ nh ấ t

S(mm) Đường kính chiều rộng mối hàn

Khoảng cách chồng nhỏ nhất

Bước nhỏ nhất giữa các điểm hàn, đối với hợp kim

Cu, Al, Mg Đối với hợp kim Cu, Al, Mg Đối với thép và hợp kim Titan

Ch ế độ hàn ti ếp xúc điể m v ớ i thép các bon th ấ p

Hàn điểm(thép các bon thấp ) Hàn điểm(thép không gỉ )

Các kích thướ c c ủa điệ n c ự c

Kỹ thuật hàn điểm

2.1 Chọn thời gian tiếp xúc điểm

Khi hàn thép các bon thấp hoặc thép hợp kim thấp, dùng chế độ hàn mềm với J= 80-160A/mm 2 ; P = 15 - 40 N/mm2; t = 0,5 - 3 giây

2.2 Chọn lưu lượng nước làm mát Điện cực thường chế tạo bằng đồng hoặc hợp kim đồng có tính dẫn điện và dẫn nhiệt cao, bên trong có nước làm nguội, do đó mặt tiếp xúc giữa điện cực và chi tiết ít sinh nhiệt so với tại điểm hàn

Bảng trình tựhàn điểm từ hai phía

TT Nội dung công việc Dụng cụ Hình vẽ minh họa Yêu cầu kỹ thuật

1 Đọc bản vẽ - Mối hàn đúng kích thước, không khuyết tật

- Lựa chọn đúng vật liệu S= 2mm

2 - Kiểm tra phôi, chuẩn bị mép hàn

- Đánh sạch phôi hàn bằng dụng cụ

- Chuẩn bị thiết bị hàn, gá đính phôi.

- Đường kính điện cực 8mm

- Máy hàn tiếp xúc điểm -

- Các điểm cách nhau 20mm

5 Kiểm tra mối hàn - Thước lá

- Phát hiện được các khuyết tật của mối hàn

- Kiểm tra bằng mắt và thước đo

2.4 Kiểm tra chất lượng mối hàn điểm

Sau khi hàn xong ta tiến hành làm sạch mối hàn bằng bàn chải sắt

Kiểm tra bằng mắt thường nhằm đánh giá sơ bộ các khuyết tật bên ngoài của liên kết hàn

Kiểm tra bằng dưỡng kiểm tra

Góc và khoảng cách quan sát ngoại dạng mối hàn phải thỏa mãn

Ngoài ra còn có thể kiểm tra phá hủy (bẻ gãy) hoặc không phá hủy

2.5 Các dạng sai hỏng thường gặp

Bảng các sai hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục

TT Dạng khuyết tật mối hàn Hình minh họa Nguyên nhân Cách khắc phục

1 Cháy cạnh kim loại cơ bản

- Dòng điện hàn lớn, thời gian nung nóng lâu

- Cần phải giảm dòng điện

- Tăng lực ép lớn hơn

2 Mối hàn không ngấu - Dòng điện nhỏ.

- Thời gian nung nóng ngắn

- Điều chỉnh lại thời gian nung nóng

Bề mặt phôi hàn chứa dầu mỡ, han gỉ

Làm sạch bề mặt phôi hàn

HÀN TI Ế P XÚC GIÁP M Ố I

Chu ẩ n b ị thi ế t b ị , d ụ ng c ụ , phôi hàn

1.1 Thiết bị, dụng cụ, đầu điện cục, nguồn điện hàn

- Máy hàn tiếp xúc giáp mối

Lựa chọn đúng vật liệu hàn thép ϕ10 Đánhsạchmặt phôi bằng bàn chảisắt hoặc máy mài tay

1.2.2 Đo, vạch dấu phôi Đánh sạch mặt phôi bằng bàn chải sắt hoặc máy mài tay

Phôi được gá đặt sẵn trên bàn mát, được kẹp chặt bởi các điện cực hàn

1.2.4 Tính toán chế độ hàn tiếp xúc giáp mối

K ỹ thu ậ t hàn ti ế p xúc giáp m ố i

2.1 Chọn thời gian tiếp xúc giáp mối

Khi hàn thép các bon thấp hoặc thép hợp kim thấp, dùng chế độ hàn mềm với

Kéo cần gạt cho điều chỉnh hoảng cách giữa 2 phôi, đóng điện và hàn chi tiết theo chế độ hàn đã chọn trước

Hình vẽ minh họa Yêu cầuđạtđ•ợc

- Lựa chọnđúng vật liệu hàn + Thép tấm d2

- Đánhsạchmặt phôi bằng bàn chải sắt hoặc máy mài tay

- S = 78,5mm 2 Dòng điện AC 1pha 3,2kA

Thời gian 5s áp lực tr•ớc 30MPa áp lực nén 70Mpa Tốc độ 30 mm/s

Hàn tiếp xúc giáp mối

Kiểm tra - Kiểm tra bằng mắt và thước đo

2.4 Kiểm tra chất lượng mối hàn tiếp xúc giáp mối

TT Tên Hình vẽ minh họa Nguyên nhân

Chi tiết không đồng tâm

- áp lực nén quá cao

Chi tiết hụt kích thước

- áp lực nén quá cao

- Chế độ hàn không hợp lý

HÀN TI ẾP XÚC ĐƯỜ NG

Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, phôi hàn

1.1 Thiết bị, dụng cụ, đầu điện cực, nguồn điên hàn

- Máy hàn tiếp xúc đường

- Thiết bị gia nhiệt bằng khí đốt

- Ch ọn phôi hàn có kích thướ c ( 200 x 60 x 2)mm S ố lượ ng 2 t ấ m

- Đánh sạ ch pavia mép phôi, n ắ n th ẳ ng, ph ẳ ng

1.2.2 Đo, vạch dấu phôi Đo, vạch dấu và cắt phôi theo kích thước (200x50x6)mm x 2 tấm/HS

- Phôi phẳng, đúng kích thước

- Không có pavia, mép hàn sạch

V ạ ch d ấu để các đị nh v ị trí các điể m hàn, có th ể ch ế t ạo dưỡ ng khi ch ế t ạ o s ả n ph ẩ m hàng lo ạ t

1.2.4 Tính toán chếđộ hàn tiếp xúc đường

Ch ế độ hàn tiếp xúc điểm với thép các bon thấp được chọn theo bảng sau

B ả ng ch ế độ cho điệ n c ự c

Kỹ thuật hàn tiếp xúc đường

2.1 Chọn vận tốc hàn tiếp xúc đường

Khi hàn thép các bon thấp hoặc thép hợp kim thấp, dùng chế độ hàn mềm với Vận tốc hàn được chọn là 0,5-0,6 mm

Ti ế n hành hàn theo b ả ng trình t ự th ự c hi ệ n hàn ti ếp xúc đườ ng

Dụng cụ Hình minh họa Yêu cầu kỹ thuật

1 Đọc bản vẽ - Mối hàn đúng kích thước, không khuyết tật Lựa chọn đúng vật liệu S= 2mm

2 - Kiểm tra phôi, chuẩn bị mép hàn

- Đánh sạch phôi hàn bằng dụng cụ

3 - Chuẩn bị thiết bị hàn, gá đính phôi

- Máy hàn tiếp xúc đường

- Các điểm cách nhau 20mm

5 Kiểm tra mối hàn - Thước lá

- Phát hiện được các khuyết tật của mối hàn

- Kiểm tra bằng mắt và thước đo

2.4 Kiểm tra chất lượng mối hàn tiếp xúc đường

Bảng các dạng sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biên pháp phòng tránh

TT Dạng khuyết tật mối hàn Hình minh họa Nguyên nhân