CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN HÀN TIẾP XÚC
Thực chất đặc điểm và phạm vi ứng dụng
Hàn điện tiếp xúc, hay còn gọi là hàn điện trở, là một phương pháp hàn áp lực sử dụng nhiệt từ việc chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng Phương pháp này hoạt động bằng cách cho dòng điện lớn chạy qua bề mặt tiếp xúc của hai chi tiết hàn, làm nóng kim loại Khi thực hiện hàn, hai mép hàn được ép sát vào nhau nhờ cơ cấu ép, sau đó dòng điện được dẫn qua mặt tiếp xúc, tạo ra nhiệt lượng theo định luật Jun – Lenxơ.
I - Cường độ dòng điện hàn
R - Điện trở toàn mạch t - Thời gian dòng điện chạy qua vật hàn.
Do bề mặt tiếp xúc giữa hai mép hàn không hoàn toàn phẳng và có diện tích tiếp xúc thực tế nhỏ hơn diện tích tiếp xúc danh nghĩa, cộng với sự hiện diện của màng ôxít, điện trở tiếp xúc trở nên lớn Điều này dẫn đến việc nhiệt lượng chủ yếu tập trung tại bề mặt tiếp xúc của hai mép hàn, làm nóng kim loại đến trạng thái hàn Khi đạt đến nhiệt độ cần thiết, hai chi tiết hàn được ép chặt vào nhau với áp lực lớn, hình thành mối hàn chắc chắn.
Phương pháp hàn phụ thuộc vào điện trở suất ρ của kim loại; kim loại có điện trở suất nhỏ yêu cầu cường độ dòng điện lớn hơn và ngược lại Chẳng hạn, khi hàn đồng, nhôm và các hợp kim của chúng, cần sử dụng máy hàn có công suất lớn để đảm bảo hiệu quả.
- Thời gian hàn ngắn, năng suất cao Mối hàn đẹp và bền.
- Dễ cơ khí hoá và tự động hoá các hệ thống hàn điện tiếp xúc.
- Đòi hỏi phải có máy hàn công suất lớn ( dòng điện hàn có thể lên đến vài chục nghìn Ampe ) Thiết bị hàn đắt, vốn đầu tư lớn
Hàn điện tiếp xúc hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như chế tạo ô tô, máy bay, và tên lửa So với các phương pháp hàn khác như hàn hồ quang, hàn tiếp xúc có nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm năng suất cao, dễ dàng cơ khí hoá và tự động hoá, đồng thời giúp tiết kiệm điện năng và giảm giá thành sản phẩm.
Phân loại phương pháp hàn tiếp xúc
Có thể phân loại các phương pháp hàn điện tiếp xúc theo các đặc điểm sau đây:
- Theo phương pháp công nghệ tạo nên liên kết hàn, phân ra hàn điểm, hàn đường.
- Theo kết cấu liên kết hàn phân ra hàn chồng, hàn giáp mối.
- Theo trạng thai kim loại vùng hàn phân ra hàn tiếp xúc chảy, hàn tiếp xúc không chảy.
- Theo phương pháp cấp điện phân ra hàn một phía, hàn hai phía.
Hàn tiếp xúc điểm
Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý hàn tiếp xúc điểm a Hàn hai phía b Hàn một phía 1: chi tiết hàn, 2: điện cực, 3: biến áp hàn, 4: thiết bị điều khiẻn, 5: tấm đỡ
• Nguyên lý chung của máy hàn tiếp xúc điểm
Hàn điểm là một loại hàn điện trở, trong đó các chi tiết được kết nối tại những điểm riêng biệt Phương pháp này cho phép hàn một, hai hoặc nhiều điểm cùng lúc, mang lại hiệu quả cao trong quá trình gia công.
Hình1.2 Sơ đồ hàn điểm
Các chi tiết hàn được kết nối bằng hai điện cực, nơi mà chỗ tiếp xúc được nung nóng để làm chảy một lớp mỏng trên bề mặt kim loại, trong khi khu vực xung quanh trở nên mềm dẻo Sau khi ngắt dòng điện hàn, các điện cực được ép lại để hoàn tất quá trình hàn.
Hàn điểm được thực hiện bằng các máy hàn chuyên dụng, bao gồm máy hàn một điểm (hàn điểm hai phía) và máy hàn nhiều điểm (hàn điểm một phía) Các máy hàn này có thể là cố định hoặc di động, hoạt động bằng công tắc đạp chân, hoặc được cơ khí hóa, tự động hoặc bán tự động.
Hàn hai phía là phương pháp hàn phổ biến, được sử dụng rộng rãi để hàn các tấm thép, sản phẩm kim loại đen và kim loại màu có độ dày trên 2 mm Phương pháp này cho phép hàn hai hoặc nhiều tấm kim loại lại với nhau một cách hiệu quả.
Hàn một phía là kỹ thuật hàn sử dụng hai điện cực đặt ở một bên của chi tiết, cho phép hàn hai điểm trong mỗi lần ép Phương pháp này thích hợp cho việc hàn các tấm kim loại mỏng, có độ dày dưới 2 mm, và chỉ có thể hàn hai tấm cùng lúc.
Khi hàn, công suất phụ thuộc vào chiều dày, hình thức của vật hàn và loại kim loại sử dụng Để đạt hiệu quả hàn tốt, cần có lực ép thích hợp, mà lực này lại phụ thuộc vào chiều dày và thành phần hóa học của kim loại Vật liệu điện cực cần có tính dẫn điện cao và khả năng chịu nhiệt tốt, thường là đồng, đồng điện phân cán nguội, hoặc các hợp kim như đồng đen có pha Cô-ban và Catmi, với chất chủ yếu là Vonfram.
Hàn điểm được ứng dụng phổ biến trong ngành chế tạo ô tô, máy bay và toa xe, chủ yếu sử dụng cho các loại vật liệu tấm như thép ít carbon, thép hợp kim thấp, thép không gỉ, cũng như các hợp kim đồng và nhôm.
- Hàn điểm nhô là phương pháp hàn điện trở mà mối hàn được hình thành tại những điểm nhô được tạo thành từ trước ở một trong hai vật hàn.
- Hàn điểm nhô gần giống với hàn điểm chỉ khác :
+ Khi hàn điểm chỗ tiếp xúc được tạo ra do đầu các điện cực và kích thước mối hàn phụ thuộc vào kích thước của đầu điện cực.
+ Khi hàn điểm nhô kích thước của mối hàn phụ thuộc vào kích thước của chính điểm nhô.
* Công nghệ hàn thép có chiều dày nhỏ và trung bình:
Trong ngành công nghiệp hàn, thép các bon thường được hàn với chiều dày tối đa 6 mm Đối với các sản phẩm có chiều dày lớn hơn, cần sử dụng máy hàn có công suất cao hơn và áp dụng công nghệ hàn đặc biệt.
Hàn điểm có thể áp dụng cho cả thép cán nóng và thép cán nguội Đối với thép cán nóng, do có lớp vảy ôxit sắt và xỉ, cần tiến hành làm sạch cẩn thận trước khi hàn Trong khi đó, thép cán nguội không yêu cầu quá trình làm sạch.
* Công nghệ hàn thép hợp kim thấp
- Thép cac bon với C ≥ 0,2 % và hầu hết thép hợp kim kết cấu do nung nóng và làm nguội nhanh khi hàn điểm nên mối hàn giòn đáng kể
Trong quá trình hàn với một số loại thép và chế độ hàn cứng, có thể xảy ra hiện tượng nứt tại vùng điểm hàn Để khắc phục tình trạng này khi hàn các loại thép dễ tôi, chúng ta có thể áp dụng ba phương án sau đây.
Hàn chế độ hàn mềm với việc gia công nhiệt tiếp theo để ngăn ngừa nứt.
Hàn ở chế độ hàn nề không gia công nhiệt tiếp.
Hàn chế độ hàn cứng không gia công nhiệt trực tiếp tại các điểm hàn giữa các điện cực máy hàn Gia công nhiệt là yếu tố quan trọng giúp đảm bảo độ bền và tổ chức hạt đồng đều, từ đó nâng cao chất lượng của mối hàn.
Hàn tiếp xúc đường
Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý hàn tiếp xúc đường
1: chi tiết hàn, 2: điện cực đĩa hàn, 3: biến áp hàn, 4: thiết bị điều khiẻn
Hàn tiếp xúc đường là phương pháp hàn tiếp xúc, trong đó mối hàn được hình thành từ các điểm hàn liên tục nhờ dòng điện và lực ép từ các điện cực hình đĩa quay Các điện cực này có thể được bố trí một hoặc hai phía so với chi tiết hàn, tương tự như hàn điểm Hai điện cực hình đĩa quay ngược chiều nhau nhờ động cơ điều khiển tốc độ, tạo ra đường hàn kín Tùy thuộc vào chuyển động của điện cực khi có dòng điện, hàn đường được chia thành ba loại khác nhau.
4.2 Hàn đường: Điện cực quay liên tục dòng điện luôn luôn chạy qua chi tiết hàn, tạo thành đường hàn kín suốt chiều dài mối hàn Phương pháp này cho năng suất cao, tuy nhiên điện cực chóng mòn do bị nung nóng liên tục Hàn đường liên tục thường dùng hàn các tấm mỏng yêu cầu độ kín như bình nước treo, bình xăng xe máy.
4.3 Hàn đường gián đoạn: Điện cực quay liên tục nhưng dòng điện chạy qua theo chu kỳ ngắn và mối hàn được hình thành theo chu kỳ đó.
4.4 Hàn bước: Điện cực quay gián đoạn theo chu kỳ, khi điện cực ngừng quay dòng điện được cung cấp và tạo thành điểm hàn. Điện cực hình đĩa trong hàn đường làm bằng vật liệu giống như hàn điểm tốc độ khi hàn đường có thể đạt được 10m/phút; mối hàn có độ tin cậy cao khi làm việc trong môi trường chân không hoặc chịu áp lực lớn Hàn đường được sử dụng trong công nghiệp chế tạo thùng nhiên liệu của ôtô, máy bay, các thiết bị trong tủ lạnh, máy giặt.
Chế độ hàn
5.1 Chế độ hàn tiếp xúc giáp mối:
Phương pháp hàn tiếp xúc được chia thành hai phương pháp hàn:
Phương pháp hàn điện trở (không chảy ) và phương pháp hàn chảy:
- Lực ép: sau khi hai chi tiết hàn được ép sát vào với nhau nhờ lực ép sơ bộ từ
10 ÷ 15 N/mm 2 , tiến hành đóng điện nung kim loại mép hàn đến trạng thái dẻo, cắt điện và ép kết thúc với lực từ 30 ÷ 40 N/mm 2 để tạo thành mối hàn.
- Cường độ dòng điện hàn: có thể xác định theo công thức
Th - Nhiệt độ cần hàn
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 trớ suất trung bình ρtb = ρ0 ( 1 + α Th )
( ρ0 là điện trở suất vật hàn ở 0 0 C, α là hệ số điện trở) m1 là hệ số phụ thuộc điện trở tiếp xúc 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 Thêm vào đó, γ là khối lượng riêng của kim loại hàn, F là diện tích tiết diện của chi tiết, và λ là hệ số dẫn nhiệt tính bằng Calo/cm.s Cuối cùng, t là thời gian cần thiết để nung nóng vật liệu.
Ta có J √ t = K 10 3 ; J - mật độ dòng điện , đôi với thép J = 20 ÷ 60 A/mm 2
K - Hệ số phụ thuộc tính chất vật hàn, tiết diện chi tiết và chiều dài phần nhô:
- 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 hàn tiếp xúc và được đốt nóng bằng dòng điện đến trạng thái dẻo Sau khi đạt nhiệt độ cần thiết, dòng điện sẽ được ngắt và hai chi tiết sẽ được ép chặt lại với nhau, tạo thành một khối thống nhất.
Phương pháp này giúp mối hàn không bị chảy và phù hợp để hàn các chi tiết bằng thép ít cac-bon hoặc kim loại màu đã được làm sạch Diện tích mặt cắt tối đa là 1000 mm² Tuy nhiên, khi hàn các bề mặt lớn, chất lượng mối hàn có thể bị ảnh hưởng do sự nung nóng không đều trong mặt cắt.
Nguyên lý hàn điện là việc áp sát các mặt hàn lại gần nhau, tạo ra một số điểm tiếp xúc nhỏ Khi dòng điện đi qua những điểm này, do mật độ điện lớn và diện tích tiếp xúc nhỏ, mối hàn sẽ nhanh chóng bị đốt nóng và chảy.
Khi kim loại nóng chảy, nó sẽ lan ra trong các kẽ hở của mối hàn, dẫn đến hiện tượng mạch điện bị hở Tuy nhiên, những điểm tiếp xúc nhỏ khác, nhờ vào lực ép ở đầu ép, vẫn cho phép dòng điện đi qua Do đó, sau khi kim loại nóng chảy, nó sẽ tiếp tục phân tán xung quanh.
Diện tích nóng chảy sẽ tăng dần, tạo ra một lớp kim loại mỏng bao phủ trên bề mặt mối hàn Sau đó, bằng một lực ép lớn, kim loại nóng chảy và xỉ bẩn sẽ bị đẩy ra ngoài, giúp gắn chặt vật hàn lại với nhau.
Phương pháp hàn này sử dụng cường độ dòng điện tương đối nhỏ, giúp giảm chi phí so với hàn điện trở Hơn nữa, quá trình hàn diễn ra nhanh chóng mà không cần làm sạch các vật hàn trước đó.
Phương pháp hàn này mang lại chất lượng mối hàn cao, đồng thời cho phép hàn các loại thép đặc biệt mà phương pháp hàn điện trở không thể thực hiện được.
+ Có hai phương pháp tiến hành hàn giáp mối nóng chảy: liên tục và gián đoạn.
Với quá trình hàn liên tục: ban đầu hai mép hàn được ép nhẹ, đồng thời đóng điện.
Do tiếp xúc không hoàn toàn ban đầu, mật độ dòng điện tại các đỉnh tiếp xúc cao, dẫn đến việc nhanh chóng làm nóng chảy các đỉnh nhấp nhô Kết quả là, diện tích tiếp xúc tăng dần và cường độ dòng điện cũng gia tăng nhanh chóng.
Khi kim loại nóng chảy hoàn toàn, ôxyt và một phần kim loại bị đẩy ra ngoài do lực điện từ Quá trình hàn được thực hiện bằng cách cắt điện và ép với lực lớn từ 2500 đến 5000 N/mm², tạo thành mối hàn chắc chắn Điện áp hàn trong quá trình hàn nóng chảy liên tục dao động từ 1 đến 12 V, với mật độ dòng điện từ 10 đến 50 A/mm².
Quá trình hàn gián đoạn diễn ra khi điện được đóng liên tục, trong khi hai chi tiết hàn được ép tiếp xúc theo chu kỳ Khi hai mép hàn tiếp xúc, dòng điện làm nóng kim loại tại mặt tiếp xúc, và khi chúng tách ra, tia lửa điện xuất hiện, tăng tốc độ nung nóng Khi kim loại đã nóng chảy đủ, lực ép từ 15 ÷ 50 N/mm² được áp dụng để tạo thành mối hàn Điện áp hàn nóng chảy gián đoạn dao động từ 5 ÷ 15 V, với mật độ dòng điện từ 3 ÷ 15 A/mm² Phương pháp này yêu cầu công suất thiết bị thấp hơn so với hàn liên tục.
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 rỉ và các hợp kim dẫn nhiệt nhanh như hợp kim nhôm, hợp kim đồng, hoặc các tấm có lớp phủ bảo vệ, cần áp dụng chế độ hàn cứng để đảm bảo chất lượng mối hàn và độ bền của sản phẩm.
Điện cực thường được chế tạo từ đồng hoặc hợp kim đồng, với khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt cao Trong quá trình hàn, điện cực có nước làm mát bên trong, giúp giảm thiểu nhiệt sinh ra tại mặt tiếp xúc giữa điện cực và chi tiết Các thông số kỹ thuật cho quá trình hàn bao gồm J từ 120 đến 360 A/mm², P từ 40 đến 100 N/mm², và thời gian hàn t từ 0,001 đến 0,1 giây.
* Chế độ hàn điểm khi hàn dòng điên xoay chiều AC
Dòng điện hàn Ih,KA
* Chế độ hàn điểm khi hàn dòng điên xoay chiều AC
* Chế độ hàn điểm khi hàn dòng điên một chiều DC
* Bước hàn: là khoảng cách giữa 2 điểm hàn thường lấy S = (1,5 ÷ 4,5) mm.
* Đường kính đĩa điện cực Đối với các máy hàn đường thường có điện cực chế tạo bằng đồng, đường kính đĩa điện cực: D = 200 ÷ 250 mm.
* Lực ép: khi hàn xác định theo công thức:
Trong đó: d - đường kính điện cực [mm]; σb - giới hạn bền của vật liệu hàn [N/mm 2 ].
Thời gian hàn là tổng thời gian dòng điện chảy qua đường hàn để hàn và thời gian phụ được tính như sau:
Vh - tốc độ hàn, thường lấy bằng (0,5 ÷ 3) m/phút.
* Dòng điện hàn: khi hàn đường nên chọn cao hơn hàn điểm từ (20 ÷ 80)%.
Bảng 2 - Các chế độ hàn đường gián đoạn của thép cacbon thấp.
Bề rộng mặt tiếp xúc các con lăn (N) Áp lực giữa các điện cực (N)
Chu trình làm việc của các bộ phận ngắt Tốc độ hàn (m/ph)
Dòng điện hàn (A) Đóng điện (s)
Bảng 3: Các chế độ hàn đường liên tục của thép cacbon thấp.
Bề rộng các con lăn
(mm) Áp lực giữa các con lăn (N)
1,0+1,0 5 1.200 1,5 5.000 Đánh giá kết quả học tập
TT Tiêu chí đánh giá Cách thức và phương pháp đánh giá Điểm tối đa
Kết quả thực hiện của người học
1 Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng
Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học
1.1 Nêu thực chất của hàn tiếp xúc chính xác
1.2 Nêu đặc điểm của hàn tiếp xúc đúng
1.3 Nêu đầy đủ phạm vi ứng dụng của hàn tiếp xúc
2 Trình bày đầy đủ cách phân loại các phương pháp hàn tiếp xúc
Vấn đáp, đối chiếu với nội dung bài học 2
3 Nguyên lý hàn tiếp xúc
Làm bài tự luận và trắc nghiệm, đối chiếu với nội dung bài học
2 3.1 Trình bày đúng nguyên lý hàn tiếp xúc điểm 1
3.2 Trình bày đúng nguyên lý hàn tiếp xúc đường 1
4 Chế độ hàn tiếp xúc
Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học
3 4.1 Nêu đúng cách chọn chế độ hàn tiếp xúc giáp mối 1
4.2 Nêu đầy đủ cách chọn chế độ hàn điểm 1
4.3 Nêu đúng cách chọn chế độ hàn đường 1
1 Nhận biết các phương pháp hàn tiếp xúc
Quan sát hình ảnh, vật thật và ký hiệu các loại máy hàn, đối chiếu với nội dung bài học để nhận biết
2 Phân biệt các chế độ hàn tiếp xúc
Quan sát các bảng chế độ hàn, đối chiếu với nội dung bài học để nhận biết
1.1 Đi học đầy đủ, đúng giờ Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với nội quy của trường.
1.2 Không vi phạm nội quy lớp học 1,5
1.3 Tính cẩn thận, tỉ mỉ Quan sát việc thực hiện bài tập 1
2 Đảm bảo thời gian thực hiện bài tập
Theo dõi thời gian thực hiện bài tập, đối chiếu với thời gian quy định.
3 Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp
Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với quy định về an toàn và vệ sinh công nghiệp
3.1 Tuân thủ quy định về an toàn 1,5
3.2 Đầy đủ bảo hộ lao động( quần áo bảo hộ, giày, thẻ học sinh,…)
3.3 Vệ sinh xưởng thực tập đúng quy định 1
Tiêu chí đánh giá Kết quả thực hiện Hệ số Kết qủa học tập
VẬN HÀNH, SỬ DỤNG MÁY HÀN TIẾP XÚC ĐIỂM, ĐƯỜNG
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn tiếp xúc điểm
Hàn điểm là một phương pháp hàn điện trở, trong đó các chi tiết được kết nối với nhau tại những điểm cụ thể Phương pháp này cho phép hàn một hoặc nhiều điểm cùng một lúc, mang lại hiệu quả cao trong quá trình sản xuất.
Sơ đồ hàn điểm 2 phía Sơ đồ hàn điểm 1 phía
Hình2.1 Sơ đồ máy hàn điểm
Các chi tiết hàn được kết nối bằng hai điện cực, nơi nhiệt độ tại điểm tiếp xúc được nâng lên, làm chảy một lớp mỏng trên bề mặt kim loại, trong khi vùng lân cận trở nên mềm dẻo Sau khi ngắt dòng điện hàn, các điện cực được ép lại để hoàn tất quá trình hàn.
Hàn điểm được thực hiện bằng các máy hàn chuyên dụng, bao gồm máy hàn một điểm (hàn điểm hai phía) và máy hàn nhiều điểm (hàn điểm một phía) Các máy này có thể là cố định hoặc di động, với phương thức điều khiển bằng công tắc đạp chân, cơ khí hóa, tự động hoặc bán tự động.
Hàn hai phía được sử dụng phổ biến để hàn thép tấm và các sản phẩm kim loại đen, kim loại màu với độ dày trên 2 mm, cho phép hàn nhiều tấm lại với nhau Trong khi đó, hàn một phía chỉ có hai điện cực nằm ở một bên của chi tiết hàn, cho phép hàn hai điểm mỗi lần ép, thích hợp cho các tấm rộng nhưng mỏng với độ dày dưới 2 mm và chỉ có thể hàn hai tấm.
Khi hàn, công suất phụ thuộc vào chiều dày, hình thức của vật hàn và loại kim loại Để đạt được chất lượng hàn tốt, cần có lực ép thích hợp, điều này lại phụ thuộc vào chiều dày và thành phần hóa học của kim loại Vật liệu điện cực cần có tính dẫn điện cao và khả năng chịu nhiệt tốt, thường được sử dụng là đồng, đồng điện phân cán nguội, đồng đen có pha Cô-ban, và các hợp kim chủ yếu là Vonfram.
Hàn điểm được ứng dụng phổ biến trong ngành chế tạo ô tô, máy bay và toa xe, chủ yếu cho các loại vật liệu tấm như thép ít carbon, thép hợp kim thấp, thép không gỉ, cùng với các tấm hợp kim đồng và nhôm.
Hàn điểm nhô là một phương pháp hàn tiếp xúc tương tự như hàn điểm, trong đó các chi tiết được nối với nhau tại các điểm tiếp xúc được hạn chế bởi các điểm nhô có sẵn Những điểm nhô này có thể được tạo ra thông qua phương pháp dập nguội.
Chi tiết hàn được đặt giữa phiến ép cố định và phiến ép di động, kết nối với cuộn thứ cấp của máy hàn Dòng điện chạy qua mặt giao diện, tập trung tại điểm lồi, tạo ra năng lượng nhiệt cao Khi điểm lồi chuyển sang trạng thái dẻo và nóng chảy, nó sẽ xẹp xuống, hình thành kim loại nóng chảy trên bề mặt giao diện, dẫn đến kết quả hàn điểm.
Thông thường, quá trình hàn lồi thực hiện hàn 2 hoặc 3 điểm lồi cùng lúc Máy móc hàn lồi có cấu tạo tương tự như hàn điểm, nhưng điện cực được thay thế bằng tấm đồng phẳng, tạo ra áp suất đồng bộ trên khu vực hàn Kích cỡ và hình dáng của điểm lồi được lựa chọn dựa trên kinh nghiệm từ các lần hàn trước hoặc thông qua các thử nghiệm.
Hàn lồi thường không được sử dụng cho các đoạn hàn dài, mà chủ yếu hiệu quả trong việc hàn các chi tiết nhỏ trên cấu trúc tấm Phương pháp này phổ biến trong hàn lồi cho thân xe hơi, thiết bị gia dụng, dụng cụ văn phòng và các bộ phận máy móc Chẳng hạn, các đai ốc có thể được gắn chặt bằng những điểm hàn lồi nhỏ trên bề mặt, thường được sử dụng để nối các thanh dưới gầm xe hơi Ngoài ra, những vòng gia cố thường xuất hiện xung quanh các điểm hàn lồi trong thùng kim loại.
* Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy hàn tiếp xúc đường
** Nguyên lý chung của máy hàn tiếp xúc đường
- Hàn đường là một dạng hàn tiếp xúc, trong đó mối hàn là tập hợp các điểm hàn liên tục.
Hàn đường hay hàn điểm có thể được thực hiện từ một hoặc hai phía Sự khác biệt giữa máy hàn đường một phía và máy hàn đường hai phía nằm ở vị trí của hai điện cực, khi mà trong máy hàn đường một phía, cả hai điện cực đều ở cùng một phía.
- Hàn đường thông thường giống hàn điểm chỉ khác là khoảng cách giữa các điểm hàn là rất ngắn.
Hàn đường hay hàn lăn là phương pháp hàn hiệu quả cho các vật liệu tấm có tổng chiều dày dưới 4 mm Khác với hàn điểm, hàn lăn sử dụng điện cực hình con lăn thay vì điện cực thanh, giúp tạo ra mối hàn chắc chắn và đồng đều hơn.
Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động
Khi con lăn quay, vật hàn được đặt giữa hai con lăn, tạo ra mối hàn kín, ngăn không cho chất lỏng và khí lọt qua Công suất hàn phụ thuộc vào loại kim loại, độ dày và tốc độ hàn.
Lực ép tối ưu cho con lăn hàn đường chỉ cần trong khoảng 3000 đến 5000 N (tương đương 300 đến 600 KG), vì nếu lực ép quá lớn sẽ gây ra hiện tượng mòn nhanh chóng cho con lăn Vật liệu sử dụng cho con lăn thường tương tự như điện cực thanh trong hàn điểm.
Hàn đường được dùng để hàn các dầm, ống và các chi tiết khác bằng thép và kim loại màu cần có mối ghép kín.
Hàn đường có ba phương pháp: hàn liên tục, hàn gián đoạn và hàn bước.
Hàn đường liên tục là phương pháp hàn mà điện cực quay giúp chi tiết dịch chuyển liên tục, với dòng điện luôn chạy qua trong suốt quá trình hàn Mặc dù phương pháp này đơn giản, nhưng việc bề mặt chi tiết bị nung nóng liên tục có thể làm giảm chất lượng vật hàn và dẫn đến tình trạng điện cực nhanh mòn.
Các chi tiết hàn vẫn được dịch chuyển liên tục, nhưng dòng điện hàn chạy qua theo chu kì ngắn (1/10 ÷ 1/100 s) Phương pháp này hiện được dùng rộng rãi nhất.
Lắp ráp thiết bị hàn tiếp xúc điểm
- Đấu nối thiết bị hàn tiếp xúc điểm vào nguồn điện.
- Nối ống dẫn khí của máy nén khí vào máy hàn điểm.
Kiểm tra làm sạch mài sửa đầu điện cực
Trong quá trình chế tạo, bề mặt tiếp xúc của đĩa điện cực thường có những lỗ li ti Khi hoạt động, hơi nước và các chất hóa học thấm vào những lỗ nhỏ này, dẫn đến phản ứng hóa học hình thành lớp màng mỏng giòn Khi hàn diễn ra, lớp màng này dễ bị bong ra, gây ra hiện tượng mòn bề mặt tiếp xúc.
+ Biện pháp khắc phục : Bôi lớp mỡ chống gỉ hoặc quét lớp sơn chống gỉ lên bề mặt của đĩa điện cực.
Môi trường xung quanh gây oxi hóa bề mặt tiếp xúc, hình thành lớp màng oxit trên đĩa điện tiếp xúc Lớp màng oxit này có điện trở lớn, dẫn đến tăng điện trở tiếp xúc và gây nóng tại các điểm tiếp xúc Mức độ tăng điện trở tiếp xúc phụ thuộc vào nhiệt độ; khi nhiệt độ cao, quá trình oxi hóa diễn ra mạnh mẽ hơn.
- Sử dụng vật liệu làm điện cực không bị oxy hóa hoăc oxy hóa thấp.
- Mạ điện các điện cực tiếp điểm: Với điện cưc bằng đồng ta mạ bằng thiếc, mạ bạc, mạ kẽm còn điện cực thép mạ niken, kẽm
* Điện thế hóa học của tiếp điểm
Mỗi tiếp điểm kim loại có một điện thế hóa học nhất định, và khi chúng tiếp xúc với nhau, sự khác biệt về điện thế tạo ra hiệu điện thế Nếu có nước xâm nhập, dòng điện sẽ chạy qua, dẫn đến việc kim loại có điện thế hóa học âm bị ăn mòn trước, gây hỏng hóc cho điện cực Để khắc phục tình trạng này, trong thiết kế và chế tạo thiết bị, cần lựa chọn những vật liệu có điện thế hóa học tương đồng hoặc gần giống nhau cho từng cặp điện cực.
Vận hành, sử dụng máy hàn tiếp xúc điểm
- Đấu nguồn cho máy hàn,
- Sau khi đấu bật công tắc và quan sát đèn xem điện đã vào máy hay chưa
- Kiểm tra lượng nước làm mát. b Kiểm tra tình trạng máy
- 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 c Lắp điện cực.
- Chọn đúng loại điện cực.
- Lắp điện cực, kiểm tra đầu điện cực d Điều chỉnh chế độ hàn
- Điều chỉnh giá trị lực ép
- Đặt thời gian ép e Đóng điện, hàn thử
- Nếu các bước trên đã hoàn thành thì mới hàn thử
* Phụ lục các bước vận hành máy hàn điểm:
Các sự cố thường gặp khi hàn tiếp xúc điểm
+ Nguyên nhân gây ra sai hỏng
Trong quá trình chế tạo, bề mặt tiếp xúc của sản phẩm gia công thường có những lỗ li ti Khi hoạt động, hơi nước và các chất hóa học thấm vào những lỗ này, dẫn đến phản ứng hóa học và hình thành lớp màng mỏng giòn Khi hàn, lớp màng này dễ bị bong ra, gây mòn bề mặt tiếp xúc.
+ Biện pháp khắc phục Đối với những điện cực tiếp xúc cố định ta nên bôi một lớp mỡ chống gỉ hoăc quét sơn chống ẩm.
+ Nguyên nhân gây ra sai hỏng
Môi trường xung quanh có thể gây oxi hóa bề mặt tiếp xúc, hình thành lớp màng oxit với điện trở cao, dẫn đến tăng điện trở tiếp xúc và gây nóng tại điểm tiếp xúc Mức độ gia tăng điện trở này phụ thuộc vào nhiệt độ, khi nhiệt độ cao thì quá trình oxi hóa càng mạnh Để khắc phục tình trạng này, cần thực hiện các biện pháp giảm thiểu oxi hóa và cải thiện tính dẫn điện của bề mặt tiếp xúc.
- Sử dụng vật liệu làm điện cực không bị oxy hóa hoăc oxy hóa thấp.
- Mạ điện các điện cực tiếp điểm: Với điện cưc bằng đồng ta mạ bằng thiếc, mạ bạc, mạ kẽm còn điện cực thép mạ niken, kẽm
5.3 Điện thế hóa học của tiếp điểm:
+ Nguyên nhân gây ra sai hỏng
Mỗi tiếp điểm giữa các kim loại có điện thế hóa học khác nhau tạo ra hiệu điện thế Khi có nước xâm nhập vào, dòng điện sẽ chạy qua và kim loại có hóa học âm sẽ bị ăn mòn trước, dẫn đến hư hỏng của điện cực.
Khi thiết kế chế tạo thiết bị ta nên chọn những vật liệu có điện thế hóa học giống nhau hoặc gần giống nhau cho từng cặp điện cực.
+ Nguyên nhân gây ra sai hỏng
Thiết bị vận hành lâu mà không được bảo dưỡng sẽ dẫn đến lò xo tiếp điểm bị hoen gỉ và giảm lực ép vào tiếp điểm Điều này khiến dòng điện chạy qua tiếp điểm dễ gây ra hiện tượng nóng chảy Nếu lực ép của tiếp điểm quá yếu, có thể xảy ra tia lửa điện, gây cháy điện cực.
- Thường xuyên bảo dưỡng lò xo tiếp điểm.
- Nếu lò xo đã bị rỉ hoặc yếu phải thay thế lò xo khi lực ép còn quá yếu.
Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng
- Chỉ kiểm tra, sửa chữa khi chắc chắn rằng nguồn điện đã được rút ra khỏi máy.
- Điều chỉnh dòng điện và cực tính chỉ tiến hành khi không hàn.
- Không được hàn thử khi không có phôi
- An toàn phòng chống cháy, nổ.
- Sử dụng đúng điện áp đầu vào của máy
- Thực hiện theo quy định về an toàn của nhà sản xuất
Máy hàn tiếp xúc điểm và đường có cấu tạo bao gồm các bộ phận chính như nguồn điện, điện cực và cơ cấu điều khiển Nguyên lý hoạt động dựa trên việc tạo ra nhiệt độ cao từ dòng điện chạy qua vật liệu hàn, giúp kết nối chúng lại với nhau Trong quá trình hàn điện tiếp xúc, có thể xảy ra một số sự cố như quá nhiệt, hàn không đạt yêu cầu hoặc lỗi thiết bị Để khắc phục, cần kiểm tra và điều chỉnh các thông số hàn, bảo trì thiết bị thường xuyên và đảm bảo vật liệu hàn phù hợp với quy trình.
Thao tác vận hành máy hàn tiếp xúc điểm, đường
HÀN TIẾP XÚC ĐIỂM
Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn tiếp xúc điểm
- Dụng cụ thiết bị làm sạch phôi
- Kìm kẹp phôi, búa nguội, đục nguội
- Dụng cụ đo, kiểm, dụng cụ bảo hộ lao động.
Chuẩn bị phôi hàn
Mối hàn đúng kích thước đạt yêu cầu kỹ thuật
Việc chuẩn bị lắp giáp chi tiết khi hàn có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối hàn.
Mục đích của việc làm sạch bề mặt là loại bỏ màng ôxýt trên các chi tiết tiếp xúc Có hai phương pháp làm sạch chính: cơ học, sử dụng chổi kim loại hoặc giấy ráp, và hóa học Phương pháp hóa học thường được áp dụng trong sản xuất hàng loạt và phù hợp với tất cả các loại kim loại.
Yêu cầu khi chuẩn bị phôi hàn:
- Lựa chọn đúng vật liệu hàn + Thép tấm δ2
- Đánh sạch mặt phôi bằng bàn chải sắt hoặc máy mài tay
- Phôi đúng kích thước không có pavia, mép hàn sạch.
Gá phôi hàn
- Chọn thông số gá đính phù hợp.
- Mối đính đạt yêu cầu kỹ thuật.
- An toàn khi gá lắp phôi. việc gá phôi hàn phải đảm bảo vị trí tương đối giữa các chi tiết chính xác nhất, khe hở nhỏ nhất.
Kỹ thuật hàn tiếp xúc điểm
Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dầy vật liệu thao tác đúng kỹ thuật
TT Nội dung công việc
Dụng cụ Thiết bị Hình vẽ minh họa Yêu cầu đạt được
Vê sinh sach mat tiêp xuc 3
RW - Lựa chọn đúng vật liệu hàn
- Đánh sạch mặt phôi bằng bàn chải sắt hoặc máy mài tay
- Dòng điện AC 1pha 12kA
- Đường kính điện cực 8mm
- Các điểm cách nhau(bước) 20mm
4 Kiểm tra - Kiểm tra bằng mắt và thước đo
Kiểm tra chất lượng mối hàn
Kiểm tra ngoại dạng mối hàn (Bằng mắt thường) để xác định:
- Bề mặt và hình dạng mối hàn.
- Khuyết tật của mối hàn: Khuyết cạnh, chảy xệ, rỗ khí
TT Tên Hình vẽ minh họa Nguyên nhân Cách khắc phục
- áp lực nén quá cao
- Dòng điện hàn lớn -Thời gian duy trì dòng quá dài - Chọn đúng chế độ hàn 2
Mối hàn không ăn, hoặc nhỏ
- áp lực nén quá thấp
- Dòng điện hàn nhỏ -Thời gian duy trì dòng quá ngắn
Tính toán phôi và hàn các chi tiết theo bản vẽ sau bằng phương pháp hàn điện tiếp xúc điểm?
- Mối hàn đúng kích thước
- Mối hàn không bị khuyết tật Đánh giá kết quả học tập
TT Tiêu chí đánh giá
Cách thức và phương pháp đánh giá Điểm tối đa
Kết quả thực hiện của người học
1 Các loại dụng cụ, thiết bị dùng trong hàn tiếp xúc điểm
Vấn đáp, đối chiếu với nội dung bài học
1.1 Liệt kê đầy đủ các loại dụng cụ dùng trong hàn tiếp xúc điểm
1.2 Liệt kê đầy đủ các loại thiết bị dùng trong hàn tiếp xúc điểm
Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học
2.1 Nêu đầy đủ các yêu kỹ thuật của bản vẽ 0,5
2.2 Nêu đầy đủ công tác chuẩn bị phôi hàn 0,5
3 Chọn chế độ hàn của hàn tiếp xúc điểm
Làm bài tự luận và trắc nghiệm, đối chiếu với nội dung bài học
3.1 Trình bày cách chọn dòng điện hàn chính xác 1
3.2 Trình bày cách chọn thời gian hàn phù hợp 1
3.3 Trình bày cách chọn lực ép khi hàn chính xác 1
4 Trình bày kỹ thuật hàn tiếp xúc điểm đúng
Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học
5 Trình tự thực hiện mối hàn tiếp xúc điểm
Làm bài tự luận, đối chiếu với nội dung bài học
5.1 Nêu đầy đủ công tác chuẩn bị: Đọc bản vẽ; Kiểm tra phôi, chuẩn bị phôi hàn
5.2 Trình bày đúng chế độ hàn 0,5
5.3 Nêu đúng kỹ thuật hàn điểm từ hai phía 0,5
5.4 Nêu chính xác cách kiểm tra mối hàn 0,5
6 Trình bày đúng phương pháp Làm bài tự luận, đối 1 kiểm tra chất lượng mối hàn ( kiểm tra ngoại dạng mối hàn ) chiếu với nội dung bài học
1 Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, thiết bị đúng theo yêu cầu của bài thực tập
Kiểm tra công tác chuẩn bị, đối chiếu với kế hoạch đã lập
2 Vận hành thành thạo thiết bị hàn tiếp xúc điểm
Quan sát các thao tác, đối chiếu với quy trình vận hành
3 Chuẩn bị đầy đủ vật liệu đúng theo yêu cầu của bài thực tập
Kiểm tra công tác chuẩn bị, đối chiếu với kế hoạch đã lập
4 Chọn đúng chế độ hàn khi hàn tiếp xúc điểm
Kiểm tra các yêu cầu, đối chiếu với tiêu chuẩn.
5 Sự thành thạo và chuẩn xác các thao tác khi hàn tiếp xúc điểm
Quan sát các thao tác đối chiếu với quy trình thao tác.
6 Kiểm tra chất lượng mối hàn
Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với quy trình kiểm tra
3 6.1 Mối hàn đúng kích thước
(theo đường kính của điện cực
6.2 Mối hàn không bị khuyết tật
(khuyết cạnh, chảy xệ, rỗ khí )
6.3 kết cấu hàn biến dạng trong phạm vi cho phép 1
1.1 Đi học đầy đủ, đúng giờ Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với nội quy của trường.
1 1.2 Không vi phạm nội quy lớp học 1
1.3 Bố trí hợp lý vị trí làm việc Theo dõi quá trình 1 làm việc, đối chiếu với tính chất, yêu cầu của công việc.
1.4 Tính cẩn thận, chính xác Quan sát việc thực hiện bài tập 1
1.5 Ý thức hợp tác làm việc theo tổ, nhóm
Quan sát quá trình thực hiện bài tập theo tổ, nhóm
2 Đảm bảo thời gian thực hiện bài tập
Theo dõi thời gian thực hiện bài tập, đối chiếu với thời gian quy định.
3 Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp
Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với quy định về an toàn và vệ sinh công nghiệp
3.1 Tuân thủ quy định về an toàn 1
3.2 Đầy đủ bảo hộ lao động( quần áo bảo hộ, giày, mũ, yếm da, găng tay da,…)
3.3 Vệ sinh xưởng thực tập đúng quy định 1
Tiêu chí đánh giá Kết quả thực hiện Hệ số Kết qủa học tập
HÀN TIẾP XÚC ĐƯỜNG
Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn tiếp xúc đường
- Máy hàn tiếp xúc đường
- Dụng cụ thiết bị làm sạch phôi
- Kìm kẹp phôi, búa nguội, đục nguội
- Dụng cụ đo, kiểm, dụng cụ bảo hộ lao động
Mối hàn đúng kích thước đạt yêu cầu kỹ thuật 2.2 Cắt phôi, làm sạch:
Việc chuẩn bị lắp giáp chi tiết khi hàn có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối hàn.
Mục đích của việc làm sạch bề mặt là loại bỏ màng ôxýt trên các chi tiết Có hai phương pháp làm sạch chính: cơ học, sử dụng chổi kim loại hoặc giấy ráp, và hoá học, thường được áp dụng trong sản xuất hàng loạt cho mọi loại kim loại.
* Yêu cầu khi chuẩn bị phôi hàn:
+ Lựa chọn đúng vật liệu hàn
- Đánh sạch mặt phôi bằng bàn chải sắt hoặc máy mài tay
-Phôi đúng kích thước không có pavia, mép hàn sạch
- Chọn thông số gá đính phù hợp.
- Mối đính đạt yêu cầu kỹ thuật.
- An toàn khi gá lắp phôi.
Việc gá phôi hàn phải đảm bảo vị trí tương đối giữa các chi tiết chính xác nhất, khe hở nhỏ nhất.
Kỹ thuật hàn tiếp xúc đường
Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dầy vật liệu thao tác đúng kỹ thuật
TT Nội dung công việc
Dụng cụ Thiết bị Hình vẽ minh họa Yêu cầu đạt được
- Lựa chọn đúng vật liệu hàn
- Đánh sạch mặt phôi bằng bàn chải sắt hoặc máy mài tay
- Dòng điện AC 1pha 15kA
Thao tác như hàn điểm, thay đạp chân bằng nhấn công tắc
4 Kiểm tra - Kiểm tra bằng mắt và thước đo
5 Kiểm tra chất lượng mối hàn:
Kiểm tra ngoại dạng mối hàn (Bằng mắt thường) để xác định:
- Bề mặt và hình dạng mối hàn.
- Khuyết tật của mối hàn: Không ngấu, rỗ khí
