Giáo trình công nghệ kim loại

caàn kieåm tra caån thaän traùnh gaây noå. Tuøy theo tính chaát vaø ñieàu kieän laøm vieäc maø ngöôøi ta quy ñònh thôøi gian vaø phöông phaùp kieåm tra bình chöùa. 2. Thuøng ñieàu cheá khí Axeâtylen. Thuøng ñieàu cheá axeâtylen (coøn goïi laø bình hôi haøn) laø thieát bò trong ñoù duøng nöôùc phaân huyû ñaát ñeøn ñeå laáy axeâtylen. Coâng thöùc phaân huyû nhö sau: CaC2 + 2H20 = C2H2 + Ca(OH)2 Trong thöïc teá 1kg ñaát ñeøn cho ta khoûang 220 – 300 lít khí C2H2. Moät thuøng ñieàu cheá khí phaûi coù ñaày ñuû caùc boä phaän chính sau ñaây: Hình 3-46 Sô ñoà traïm haøn khí. 1. Thuøng ñieàu cheá hay bình chöùa khí C2H2. 2. Bình O2. 3.Van giaûm aùp. 4. Khoùa baûo hieåm. 5. OÁng daãn khí.6. Moû haøn. 7. Ñoà ngheà khaùc. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 243 - Buoàng sinh khí (moät hoaëc nhieàu caùi ). - Thuøng chöùa khí. - Thieát bò kieåm tra vaø an toaøn (nhö aùp keá , naép an toaøn …). - Khoùa baûo hieåm. Caùc boä phaän treân coù theå boá trí thaønh moät keát caáu chung hay laép rieâng roài noái vôùi nhau baèng caùc oáng. Theo heä thoáng ñieàu chænh vaø söï taùc duïng giöõa CaC2 vôùi H2O coù caùc loaïi sau: ñaù rôi vaøo nöôùc (hình 3-47a) hoaëc nöôùc rôi vaøo ñaù(hình 3-47b), ñaù tieáp xuùc vôùi nöôùc (hình 3- 47c). 3. Khoùa baûo hieåm. Khoùa baûo hieåm laø moät thieát bò baûo veä cho thuøng ñieàu cheá C2H2 vaø caùc oáng daãn khoâng bò chaùy noå khi coù ngoïn löûa quaët töø moû haøn hoaëc moû caét truyeàn tôùi. Ngoïn löûa quaët sinh ra khi toác ñoä chaùy cuûa hoãn hôïp khí chaùy (O2 + C2H2) lôùn hôn toác ñoä khí cung caáp. Toác ñoä chaùy caøng taêng khi: taêng löôïng O2, nhieät ñoä khí cao, moâi tröôøng haøn khoâ raùo vaø nhieät ñoä cao vv.. Toác ñoä khí cung caáp caøng giaûm khi taêng ñöôøng kính loã moû haøn, giaûm aùp löïc vaø khí tieâu hao, hoaëc oáng daãn bò taéc v.v… Coù caùc loaïi: khoùa baûo hieåm kieåu hôû, kieåu kín, kieåu khoâ. Khoùa baûo hieåm kieåu hôû (hình 3-48) goàm coù voû 1 vaø 2 oáng daãn (oáng daãn 4 daãn khí C2H2 vaø oáng baûo hieåm 8). OÁng baûo hieåm ngaén hôn oáng daãn khí, phía treân coù maøng baûo hieåm 6 vaø pheãu 7. Khi môû van 5, khí C2H2 töø thuøng ñieàu cheá theo oáng 4, qua nöôùc vaø van 3 ñi ra moû haøn (hình 3-48a). Söï cheânh leäch aùp suaát giöõa C2H2 vaø moâi tröôøng ñöôïc bieåu thò Hình 3-47. Sô ñoà nguyeân lyù thuøng ñieàu cheá C2H2. a b c Hình 3-48. Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa khoùa baûo hieåm kieåu hôû. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 244 baèng coat nöôùc H (hình 3-48b). Khi coù ngoïn löûa quaët, aùp suaát trong voû 1 taêng leân, eùp nöôùc vaøo caû hai oáng 4 vaø 8, möïc nöôùc trong voû 1 haï xuoáng cho ñeán khi chaân oáng 8 hôû ra. Hoãn hôïp noå laäp töùc theo oáng 8 vaøo pheãu 7 phaù vôõ maøng baûo hieåm 6 ñi ra ngoaøi (hình 3-48c). Sau khi ngoïn löûa quaët bò daäp taét quaù trình haøn trôû laïi bình thöôøng (hình 3-48d). Caàn kieåm tra thöôøng xuyeân löôïng nöôùc caàn thieát trong voû 1 baèng van kieåm tra 2. 4. Van giaûm aùp. Van giaûm aùp duøng ñeå giaûm aùp suaát cao cuûa khí ôû trong bìng chöùa tôùi aùp suaát thaáp phuø hôïp vôùi cheá ñoä haøn vaø ñieàu chænh löôïng tieâu hao khí neùn, giöõ cho aùp suaát cuûa hoãn hôïp khí ôû ñaàu moû haøn oån ñònh khoâng phuï thuoäc vaøo söï thay ñoåi aùp suaát trong bình chöùa. Ví duï aùp suaát cuûa oâxy ôû bình chöùa laø 150atm, ôû moû haøn chæ caàn 35atm. Aùp suaát cuûa C2H2 ôû bình chöùa laø 16atm, ôû moû haøn chæ yeâu caàu 0,30,5atm, nhôø coù van giaûm aùp maø ta duy trì ñöôïc aùp suaát cuûa hoãn hôïp khí ôû ñaàu moû haøn gaàn nhö khoâng ñoåi. Theo nguyeân lyù taùc duïng: coù van giaûm aùp taùc duïng thuaän vaø van giaûm aùp taùc duïng nghòch. Sau ñaây giôùi thieäu van giaûm aùp taùc duïng nghòch vì noù laø loaïi van ñöôïc aùp duïng roäng raõi nhaát trong thöïc teá saûn xuaát. Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc ñöôïc giôùi thieäu ôû hình 3-49. Khi neùn aùp suaát cao töø bình chöùa theo oáng 1 vaøo buoàng 4 ( buoàng cao aùp), aùp suaát trong buoàng cao aùp ñöôïc ño baèng ñoàng hoà 2. Nhôø coù khe hôû döôùi naép 5 khí seõ ñi xuoáng buoàng thaáp aùp 8, vôùi aùp suaát ñöôïc xaùc ñònh theo ñoàng ñoàng hoà 7, roài ñi ra moû haøn. Ban ñaàu, ta nhìn vaøo ñoàng hoà 7 ñieàu chænh theå tích buoàng 8 coù aùp suaát yeâu caàu baèng caùch ñieàu chænh maøng cao su 11 nhôø vít 10 thoâng qua loø xo 9. Trong quaù trình haøn, neáu aùp suaát ôû buoàng 8 thay ñoåi thì noù seõ töï ñieàu chænh. Ví duï aùp suaát ôû buoàng 8 giaûm thì loø xo 9 seõ naâng maøng cao su 11, thanh 12 vaø naép van 5 leân laøm cho theå tích buoàng 8 thu heïp laïi vaø van 5 môû roäng ra, löôïng khí töø buoàng 4 seõ ñi xuoáng nhieàu hôn do ñoù aùp suaát buoàng 8 laïi taêng leân tôùi möùc yeâu caàu. Ngöôïc laïi, neáu aùp suaát ôû buoàng 8 vì moät lyù do naøo ñoù taêng leân, luùc ñoù maøng cao su 11 seõ neùn loø xo 9 laïi, keùo thanh 12 vaø naép van 5 xuoáng laøm cho cöûa van 5 thu heïp laïi, khí töø buoàng 4 ñi xuoáng ít hôn vaø aùp suaát trong buoàng 8 laïi ñöôïc giaûm ñeán möùc yeâu caàu. Tröôøng hôïp aùp suaát cuûa khí trong buoàng 8 taêng leân quaù möùc laøm cho Hình 3-49 Van giaûm aùp taùc duïng nghòch. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 245 maøng cao su khoâng theå eùp ñöôïc loø xo 9 xuoáng hôn nöõa thì van an toaøn 6 seõ môû vaø khí ñöôïc thoaùt ra ngoaøi. Vì chieàu môû cuûa van 5 ngöôïc chieàu ñi vaøo cuûa doøng khí neân goïi laø van giaûm aùp taùc duïng nghòch. 5. Moû haøn. Moû haøn laø duïng cuï quan troïng nhaát trong trang bò cuûa moät traïm haøn khí. Nhieäm vuï cô baûn cuûa noù laø nhaän khí O2 vaø C2H2 töø caùc bình chöùa khí ( hoaëc C2H2 töø thuøng ñieàu cheá ) ñeán buoàng hoãn hôïp ñöa ra moû haøn taïo thaønh ngoïn löûa cung caáp nhieät naêng cho quaù trình haøn. Moû haøn phaûi raát an toaøn trong söû duïng, oån ñònh ñöôïc söï chaùy cuûa ngoïn löûa, nheï nhaøng, deã ñieàu chænh thaønh phaàn vaø coâng suaát cuûa quaù trình haøn. Coù 2 loaïi: a. Moû haøn huùt: (hình 3-50). Caáu taïo moû haøn huùt nhö sau : khí oâxy coù aùp suaát 3-4 at theo oáng daãn 1 qua van ñieàu chænh vaøo mieäng phun 2. Vì ñaàu mieäng phun coù ñöôøng kính raát beù neân doøng O2 ñi qua coù toác ñoä lôùn taïo thaønh vuøng coù aùp suaát thaáp 3 xung quanh mieäng phun. Nhôø vaäy, khí axeâtylen ñöôïc huùt vaøo buoàng hoãn hôïp 5 qua oáng daãn 4 keát hôïp vôùi oâxy taïo thaønh hoãn hôïp khí. Hoãn hôïp khí naøy theo oáng 6 ( thaân moû haøn ) ñi ra ñaàu moû haøn 7 khi bò ñoát seõ chaùy taïo thaønh ngoïn löûa haøn. Ñaëc ñieåm cuûa moû haøn naøy laø buoàng hoãn hôïp khí coù caáu taïo phöùc taïp , tuy yeâu caàu cheá taïo thaáp hôn so vôùi moû haøn ñaúng aùp. Theo nguyeân lyù caáu taïo kieåu huùt ta caàn phaûi chuù yù laø khi haøn phaûi môû oâxy tröôùc, môû axeâtylen sau. Vì neáu môû axeâtylen tröôùc thì do aùp löïc thaáp noù seõ khoâng ra ñöôïc. Trong quaù trình haøn do söï baén toeù kim loaïi vaø xæ loûng, loã cuûa ñaàu moû haøn coù theå bò baùm baån laøm cho ngoïn löûa khoâng ñaït ñöôïc hình daïng vaø tính chaát yeâu caàu. Luùc ñoù, neân khoaù caùc ñöôøng daãn khí laïi vaø thoâng loã ñaàu moû haøn. Khi moû haøn noùng quaù, ngoïn löûa chaäp chôøn giaùn ñoaïn hoaëc nghe roõ nhöõng tieáng noå töø phía ñaàu moû haøn, thì cuõng neân taét ngoïn löûa vaø nhuùng noù vaøo nöôùc ñeå laøm nguoäi sau ñoù môùi tieáp tuïc haøn. b. Moû haøn ñaúng aùp. (hình 3-51) So vôùi moû haøn huùt moû haøn ñaúng aùp ít söû duïng hôn. Noù chuû yeáu söû duïng khi caàn baûo ñaûm thaønh phaàn hoãn hôïp cuûa ngoïn löûa laø khoâng ñoåi (ví duï khi haøn caùc loaïi hôïp kim maøu, theùp hôïp kim hoaëc trong haøn khí töï ñoäng …) Caáu taïo moû haøn nhö sau: Khí O2 vaø C2H2 theo oáng 4 vaø 5 vaøo buoàng hoãn hôïp döôùi moät aùp suaát nhö nhau, sau ñoù qua thaân moû haøn 2 ñi qua ñaàu moû haøn 1 ñeå chaùy thaønh ngoïn Hình 3-50. Moû haøn huùt. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 246 löûa. Löôïng O2 vaø C2H2 ñöôïc ñieàu chænh baèng caùc khoùa 3 vaø 6. Loaïi moû haøn naøy coù keát caáu ñôn giaûn, deã cheá taïo, ngoïn löûa chaùy oån ñònh, deã haøn song phaûi luoân ñaûm baûo ñöôïc ñieàu kieän oån ñònh aùp suaát khí ñi vaøo moû haøn. Vì theá loaïi naøy chæ söû duïng trong ñieàu kieän caû O2 vaø C2H2 ñöôïc laáy tröïc tieáp töø caùc bình chöùa qua van giaûm aùp (ít duøng trong tröôøng hôïp C2H2 ñöôïc laáy ra tröïc tieáp töø thuøng ñieàu cheá). Thoâng thöôøng moû haøn khí ñöôïc cheá taïo thaønh boä, goàm moät thaân moû vaø moät soá ñaàu haøn ( 4-7 ñaàu haøn ) ñaùnh soá thöù töï töø nhoû ñeán lôùn. Vì vaäy, khi chuaån bò haøn phaûi caên cöù vaøo coâng suaát cuûa ngoïn löûa caàn thieát ñeå choïn soá hieäu ñaàu haøn cho hôïp lyù. Khi thay ñaàu haøn caàn chuù yù vaën chaët ñeå traùnh roø khí ra ngoaøi. 5.3 Coâng ngheä haøn khí. 5.3.1 Ñieàu chænh ngoïn löûa haøn. Caên cöù vaøo tyû leä cuûa hoãn hôïp khí, ngoïn löûa haøn coù theå chia laøm 3 loaïi (hình 3- 52): a. Ngoïn löûa bình thöôøng. Khí coù tyû leä 0 11 1 22 2 2C H  , , Ngoïn löûa naøy chia laøm 3 vuøng (hình 3-52a). - Vuøng nhaân. O2 vaø C2H2 töø moû haøn ra, khí ñoát C2H2 bò phaân huûy C2H2 = 2C + H2. Vì theá vuøng haït nhaân coù maøu saùng traéng, nhieät ñoä thaáp vaø trong ñoù coù cacbon neân khoâng duøng ñeå haøn vì deã laøm cho moái haøn thaám cacbon trôû neân doøn. - Vuøng hoaøn nguyeân (chaùy khoâng hoaøn toaøn) C2H2 + O2 = 2CO + H2 + Q. Vuøng naøy coù maøu saùng xanh, nhieät ñoä cao (hình 3-53), coù CO vaø H2 laø nhöõng chaát khí khöû O2 cuûa oâxyùt kim loaïi trong moái haøn, ñoàng thôøi chuùng coøn taùc duïng vôùi oâxy cuûa Hình 3-51 Moû haøn ñaúng aùp. Hình 3-52 Caùc loaïi ngoïn löûa haøn. a) Ngoïn löûa bình thöôøng. b) Ngoïn löûa caùc bon hoùa. c) Ngoïn löûa oâxy hoùa. 1. Nhaân ngoïn löûa. 2. Vuøng hoaøn nguyeân. 3. Vuøng chaùy hoaøn toaøn. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 247 moâi tröôøng, baûo veä cho moái haøn khoûi bò oâ xy hoùa. Vì vaäy vuøng naøy goïi laø vuøng hoaøn nguyeân hay vuøng chaùy khoâng hoaøn toaøn vaø ñöôïc duøng ñeå haøn. - Vuøng chaùy hoaøn toaøn (vuøng oâxy hoùa). Saûn phaåm cuûa vuøng treân tieáp tuïc chaùy vôùi O2 cuûa khoâng khí. 2CO + H2 + 1,502 = 2CO2 + H2O + Q Vuøng naøy maøu naâu saãm coù khoùi, nhieät ñoä thaáp vì coù hôi nöôùc. Do hôi nöôùc vaø khí CO2 deã bò phaân huûy thaønh O2 vaø ôû nhieät ñoä cao noù seõ oâ xy hoùa kim loaïi haøn neân vuøng naøy khoâng duøng ñeå haøn. Maët khaùc khi cacbon bò chaùy hoaøn toaøn laïi coù khaû naêng oâxy hoùa kim loaïi neân vuøng naøy goïi laø vuøng oâ xy hoùa. b. Ngoïn löûa oâ xy hoùa. Ngoïn löûa naøy coù tyû leä 2,1 0 22 2  HC . Quaù trình chaùy xaûy ra laø: C2H2 + 1,5 O2 = 2CO + H2 + 0,5 O2. Sau ñoù chaùy tieáp vôùi O2 cuûa khoâng khí. 2CO + H2 + 0,5 O2 + O2 = 2CO2 + H2O. Do thöøa O2 neân nhaân cuûa ngoïn löûa ngaén laïi, vuøng giöõa vaø vuøng ñuoâi khoâng phaân bieät roõ raøng (hình 3-52c). Ngoïn löûa coù maøu saùng traéng, ngoïn löûa naøy duøng ñeå haøn ñoàng thau, nung noùng vaø caét hôùt beà maët kim loaïi. c. Ngoïn löûa cacbon hoùa. Laø ngoïn löûa coù tyû leä 1,1 0 22 2  HC . Quaù trình chaùy xaûy ra laø: C2H2 + 0,502 = CO + C + H2. Sau ñoù chaùy vôùi O2 cuûa khoâng khí. CO + C + H2 + 2O2 = 2CO2 + H2O. Do vuøng giöõa cuûa ngoïn löûa naøy coù moät löôïng cacbon töï do lôùn neân ngoïn löûa mang tính chaát cacbon hoùa. Nhaân cuûa ngoïn löûa keùo daøi ra saùt nhaäp vaøo vuøng giöõa (hình 3-52b). Ngoïn löûa naøy coù nhieät ñoä thaáp vì coù khí CO2 vaø hôi nöôùc. Maët khaùc cacbon töï do deã xaâm nhaäp vaøo kim loaïi haøn neân noù thöôøng ñöôïc duøng ñeå haøn gang, nhoâm vaø hôïp kim nhoâm, toâi beà maët, haøn hôïp kim cöùng. 5.3.2 Phöông phaùp haøn phaûi vaø haøn traùi. Hình 3-53. Söï phaân boá nhieät ñoä theo chieàu daøi cuûa ngoïn löûa bình thöôøng. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 248 Caên cöù vaøo söï dòch chuyeån cuûa moû haøn vaø que haøn ta chia haøn khí ra laøm hai phöông phaùp haøn: 1. Phöông phaùp haøn phaûi: Khi haøn, moû haøn vaø que haøn chuyeån ñoäng töø traùi sang phaûi, moû haøn ñi tröôùc, que haøn ñi sau (hình 3-54). Ñaëc ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø ngoïn löûa luoân luoân höôùng vaøo vuõng haøn, haàu heát nhieät taäp trung vaøo vieäc laøm chaûy kim loaïi haøn. Trong quaù trình haøn do aùp suaát cuûa ngoïn löûa maø kim loaïi loûng cuûa vuõng haøn luoân luoân xaùo troän ñeàu, taïo ñieàu kieän cho xæ noåi leân toát hôn. Maët khaùc, do ngoïn löûa bao boïc laáy vuõng haøn neân moái haøn ñöôïc baûo veä toát, nguoäi chaäm vaø giaûm öùng suaát bieán daïng do quaù trình haøn gaây ra. Phöông phaùp naøy ñeå haøn caùc chi tieát daøy (> 5mm), hoaëc nhöõng vaät lieäu coù ñoä noùng chaûy cao. 2. Phöông phaùp haøn traùi. Khi haøn , moû haøn vaø que haøn chuyeån ñoäng töø phaûi sang traùi, que haøn ñi tröôùc, moû haøn theo sau (hình 3-55). Phöông phaùp naøy coù ñaëc tính haàu nhö ngöôïc vôùi haøn phaûi. Trong quaù trình haøn, ngoïn löûa khoâng höôùng tröïc tieáp vaøo vuõng haøn, do ñoù nhieät taäp trung vaøo ñaây ít hôn, vuõng haøn ít ñöôïc xaùo troän ñeàu vaø xæ khoù noåi leân hôn. Ngoaøi ra, ñieàu kieän baûo veä moái haøn khoâng toát, toác ñoä nguoäi cuûa kim loaïi lôùn, öùng suaát vaø bieán daïng haøn sinh ra lôùn hôn trong phöông phaùp haøn phaûi. Tuy nhieân, baèng phöông phaùp haøn traùi, ngöôøi thôï haøn deã quan saùt meùp chi tieát taïo khaû naêng nhaän ñöôïc moái haøn ñeàu, ñeïp. Phöông phaùp naøy thöôøng söû duïng ñeå haøn caùc chi tieát moûng (döôùi 5mm), hoaëc nhöõng vaät lieäu coù ñoä noùng chaûy thaáp. 5.3.3 Chuaån bò chi tieát haøn: Tröôùc khi haøn, tuøy theo chieàu daøy cuûa chi tieát coù theå vaùt meùp hoaëc khoâng. Hình 3- 54 Phöông phaùp haøn phaûi. Hình 3-55 Phöông phaùp haøn traùi. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - C pyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 249 Laøm saïch meùp caùc chi tieát haøn veà caû hai phía, chieàu roäng moãi phía khoaûng 10  20mm. Khi gaù laép neân haøn ñính moät soá ñieåm ñeå giöõ vò trí töông ñoái cuûa caùc chi tieát trong quaù trình haøn. Ñoái vôùi caùc chi tieát haøn moûng, chieàu daøi moái haøn ñính laø 4  5mm vaø caùch nhau moät khoaûng töø 50 100mm. Ñoái vôùi chi tieát lôùn, daøy thì chieàu daøi moái haøn ñính laø 20  30mm vaø caùch nhau moät khoaûng töø 300  500mm. 5.3.4 Cheá ñoä haøn khí. Ngoaøi toác ñoä haøn ra, caùc thoâng soá cô baûn cuûa cheá ñoä haøn khí laø: goùc nghieâng cuûa moû haøn, coâng suaát cuûa ngoïn löûa vaø ñöôøng kính que haøn phuï. 1. Goùc nghieâng cuûa moû haøn: Goùc nghieâng cuûa moû haøn so vôùi beà maët caùc chi tieát haøn phuï thuoäc chuû yeáu vaøo chieàu daøy vaø tính chaát nhieät lyù cuûa kim loaïi haøn. Chieàu daøy caøng lôùn, goùc nghieâng phaûi caøng lôùn. Treân hình 3- 56 giôùi thieäu söï phuï thuoäc goùc nghieâng moû haøn  khi haøn theùp C vaø hôïp kim thaáp coù chieàu daøy khaùc nhau. Goùc nghieâng cuûa moû haøn coù theå thay ñoåi trong quaù trình haøn. Luùc ñaàu ñeå nung noùng kim loaïi ñöôïc toát vaø hình thaønh moái haøn nhanh, goùc nghieâng cuûa moû haøn coù trò soá lôùn nhaát ( 80 - 900). Trong quaù trình haøn, goùc nghieâng caàn ñöôïc thay ñoåi cho phuø hôïp vôùi chieàu daøy vaø tính chaát cuûa kim loaïi haøn. Luùc gaàn keát thuùc, ñeå moái haøn ñöôïc ñieàn ñaày vaø traùnh söï chaûy kim loaïi, phaûi giaûm goùc nghieâng cuûa moû haøn xuoáng. Luùc ñoù, ngoïn löûa haøn nhö tröôït treân beà maët caùc chi tieát (hình 3-57). Hình 3-56 Goùc nghieâng moû haøn  khi haøn theùp C vaø hôïp kim thaáp. Hình 3-57 Vò trí cuûa moû haøn ôû caùc giai ñoaïn khaùc nhau khi haøn theùp coù chieàu daøy trung bình. a) Nung noùng tröôùc khi haøn. b) Giai ñoaïn haøn. c) Keát thuùc haøn. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 250 2. Coâng suaát ngoïn löûa haøn: Coâng suaát naøy ñöôïc tính baèng löôïng khí chaùy tieâu hao trong moät giôø. Noù phuï thuoäc chuû yeáu vaøo chieàu daøy cuûa chi tieát haøn vaø tính chaát nhieät lyù cuûa kim loaïi cô baûn: chieàu daøy caøng lôùn, nhieät ñoä noùng chaûy vaø tính daãn nhieät cuûa kim loaïi cô baûn caøng cao, thì coâng suaát cuûa ngoïn löûa haøn caøng lôùn vaø ngöôïc laïi. Haøn theùp cacbon vaø theùp hôïp kim thaáp, coâng suaát cuûa ngoïn löûa ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc kinh nghieäm sau ñaây: Ñoái vôùi phöông phaùp haøn phaûi: 22HC V = (120 – 150 ) .S, lít / giôø. Ñoái vôùi phöông phaùp haøn traùi: 22HC V = (100 – 120 ) .S, lít / giôø. Trong ñoù S laø chieàu daøy cuûa chi tieát haøn (mm). Phaûi caên cöù vaøo coâng suaát cuûa ngoïn löûa ñeå choïn soá hieäu ñaàu moû haøn moät caùch thích hôïp. 3. Que haøn phuï Khi haøn caùc chi tieát moûng coù gaáp meùp thì khoâng caàn söû duïng que haøn phu,ï trong nhöõng tröôøng hôïp khaùc phaûi duøng que haøn phuï ñeå boå sung kim loaïi cho moái haøn . Que haøn phuï duøng ñeå haøn theùp cacbon vaø hôïp kim thaáp phaûi thoaû maõn caùc yeâu caàu nhö: coù ñöôøng kính tyû leä vôùi chieàu daøy chi tieát haøn; beà maët phaûi saïch (khoâng gæ, khoâng dính daàu môõ, vaø caùc chaát baån khaùc); ít gaây ra hieän töôïng baén toeù kim loaïi loûng ra khoûi vuõng haøn; khoâng chöùa caùc chaát phi kim vaø deã taïo thaønh caùc boït khí trong kim loaïi moái haøn. Thoâng thöôøng que haøn phuï coù daïng daây, ñöôøng kính töø 0,3  12mm. Coøn laïi caên cöù vaøo chieàu daøy ta coù coâng thöùc thöïc nghieäm (haøn theùp coù chieàu daøy töø 12  15mm): Ñoái vôùi phöông phaùp haøn traùi: d = S/2 +1 (mm). Ñoái vôùi phöông phaùp haøn phaûi: d = S/2 (mm). Chi tieát coù chieàu daøy hôn 15mm, ñöôøng kính que haøn phuï laáy 6  8mm. 5.3.5 Chuyeån ñoäng cuûa moû haøn vaø que haøn phuï: Phaûi caên cöù vaøo vò trí cuûa moái haøn trong khoâng gian, chieàu daøy cuûa chi tieát haøn, yeâu caàu veà kích thöôùc cuûa moái haøn ñeå choïn chuyeån ñoäng cuûa moû haøn vaø que haøn cho hôïp lyù. Ñeå thöïc hieän caùc moái haøn saáp baèng phöông phaùp haøn traùi (khoâng vaùt meùp), khi chi tieát coù chieàu daøy nhoû hôn 3mm hoaëc lôùn hôn moät chuùt thì duøng phöông phaùp haøn phaûi, chuyeån ñoäng thöôøng duøng nhaát cuûa moû haøn vaø que haøn phuï nhö hình 3-58a. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 251 Khi thöïc hieän caùc moái haøn goùc, chuyeån ñoäng cuûa moû haøn vaø que haøn phuï nhö hình 3-58b. Khi caùc chi tieát haøn coù vaùt meùp tì moû haøn naèm saâu trong raõnh haøn (hình 3-58c). Luùc naøy moû haøn chæ coù chuyeån ñoäng doïc, coøn dao ñoäng ngang laø do que haøn phuï thöïc hieän. Haøn khí coù naêng suaát thaáp neân ít khi söû duïng ñeå haøn caùc chi tieát coù chieàu daøy lôùn, neáu caàn thieát thì haøn nhieàu lôùp theo thöù töï nhö hình 3-58d. Nhöõng chi tieát moûng coù uoán meùp, khi haøn khoâng caàn söû duïng que haøn phuï ñeå boå sung kim loaïi cho noù. Chuyeån ñoäng cuûa moû haøn trong tröôøng hôïp naøy neân thöïc hieän theo hình xoaén oác hay dao ñoäng hình sin nhö hình 3-58e,g. 5.4 Caét kim loaïi vaø hôïp kim. 5.4.1 Caét kim loaïi baèng ngoïn löûa khí chaùy vôùi oâxy. a. Thöïc chaát, ñaëc ñieåm vaø öùng duïng: - Caét kim loaïi baèng ngoïn löûa khí chaùy laø quaù trình duøng nhieät löôïng cuûa ngoïn löûa khí chaùy (C2H2 hoaëc caùc khí cacbua hydro khaùc) vôùi oâxy ñeå nung noùng choã caét ñeán nhieät ñoä chaùy cuûa kim loaïi, tieáp ñoù duøng luoàng oâxy coù löu löôïng lôùn thoåi baït lôùp oâxyùt kim loaïi ñaõ noùng chaûy ñeå loä ra phaàn kim loaïi chöa bò oâxy hoaù; lôùp kim loaïi naøy laäp töùc bò chaùy Hình 3-58 Caùc chuyeån ñoäng cuûa moû haøn vaø que haøn phuï. 1. Chuyeån ñoäng cuûa moû haøn. 2. chuyeån ñoäng cuûa que haøn phuï. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 252 (oâxy hoaù) taïo thaønh lôùp oâxyùt môùi, roài ñeán löôït lôùp oâxyùt môùi naøy bò noùng chaûy vaø bò luoàng oâxy caét thoåi ñi. Cöù theá cho ñeán khi moû caét ñi heát ñöôøng caét (hình 3-59). - Ñaëc ñieåm: thieát bò ñôn giaûn, deã vaän haønh. Coù theå caét ñöôïc kim loaïi coù chieàu daøy lôùn, naêng suaát cao nhöng chæ coù theå caét ñöôïc kim loaïi naøo thoûa maõn ñieàu kieän caét, vuøng aûnh höôûng nhieät lôùn neân chi tieát deã bò cong veânh, bieán daïng ñaëc bieät laø chi tieát daøi. - Coâng duïng: Caét baèng ngoïn löûa khí chaùy ñöôïc söû duïng roäng raõi trong ngaønh ñoùng taøu, cheá taïo toa xe , xaây döïng…ñeå caét theùp taám, phoâi troøn, vaø caùc daïng phoâi khaùc. Phöông phaùp naøy ngaøy nay ñaõ ñöôïc töï ñoäng hoùa, töø maùy caét töï ñoäng kieåu con ruøa ñeán maùy caét khí ñieàu khieån soá hay maùy caét giaøn CNC vôùi nhieàu moû caét cuøng moät luùc, mang laïi naêng suaát vaø hieäu quaû cao. b. Ñieàu kieän caét ñöôïc cuûa kim loaïi: Kim loaïi coù theå caét ñöôïc phaûi thoûa maõn caùc ñieàu kieän sau ñaây: 1. Nhieät ñoä noùng chaûy cuûa kim loaïi caàn phaûi cao hôn nhieät ñoä chaùy cuûa noù. 2. Nhieät ñoä noùng chaûy cuûa oâxit kim loaïi phaûi nhoû hôn nhieät ñoä noùng chaûy cuûa kim loaïi ñoù. Neáu ñieàu kieän naøy khoâng thoaû maõn thì oâxit kim loaïi sinh ra treân beà maët do phaûn öùng chaùy vôùi oâxy seõ khoâng noùng chaûy vaø khoâng bò thoåi ñi, laøm caûn trôû söï oâxy hoaù lôùp kim loaïi tieáp theo. 3. Nhieät löôïng sinh ra trong phaûn öùng chaùy cuûa kim loaïi phaûi ñuû ñeå duy trì quaù trình caét lieân tuïc . Khi caét theùp gaàn 70% löôïng nhieät sinh ra laø do phaûn öùng chaùy cuûa kim loaïi vôùi oâxy cung caáp , chæ coù 30% laø do ngoïn löûa nung noùng . 4. Xæ taïo thaønh khi caét phaûi coù tính chaûy loaõng cao ñeå coù theå deã daøng bò thoåi khoûi raõnh caét. 5. Tính daãn nhieät cuûa kim vaø hôïp kim khoâng ñöôïc cao quaù . Bôûi vì neáu cao quaù nhieät seõ bò truyeàn nhanh khoûi choã caét laøm cho quaù trình caét khoâng oån ñònh vaø coù theå bò ngaét baát cöù luùc naøo. c. Thieát bò caét. - Moû caét baèng tay: Moû caét coù taùc duïng troän hoãn hôïp khí chaùy vôùi oâxy taïo thaønh ngoïn löûa nung noùng vaø daãn luoàng oâxy caét vaøo meùp caét. Hình 3-59 Sô ñoà quaù trình caét baèng khí. 1. Doøng oâxy caét. 2. OÁng oâxy. 3. Hoãn hôïp khí chaùy vôùi oâxy. 4. Ngoïn löûa haøn. 5. OÂxít bò thoåi ñi do oâxy caét. 2 3 4 5 1 Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 253 Sô ñoà nguyeân lyù moû caét kieåu phun (hình 3-60 ): Khí chaùy theo oáng daãn 6 ñi vaøo buoàng hoãn hôïp 12 qua van ñieàu chænh 9, coøn oâxy theo oáng daãn 5 qua van 4 ñi vaøo buoàng hoãn hôïp. Luoàng oâxy caét thì ñi qua van 3 ñeå ñeán tröïc tieáp ñaàu caét maø khoâng qua buoàng hoãn hôïp. Vieäc choïn soá hieäu ñaàu caét, aùp löïc oâxy caét vaø ñieàu chænh coâng suaát ngoïn löûa tuøy thuoäc vaøo chieàu daøy kim loaïi ñöôïc caét, laøm sao ñaûm baûo quaù trình caét ñaït naêng suaát cao nhaát. - Maùy caét: Maùy theå coù theå coù moät hoaëc nhieàu moû caét vaø goàm caùc heä thoáng ñeå chuyeån ñoäng vaø höôùng moû caét theo tuyeán caét. Maùy caét chia ra hai loaïi vaïn naêng vaø chuyeân duøng. Maùy vaïn naêng duøng ñeå caét theùp taám vaø theùp ñònh hình. Maùy chuyeân duøng duøng ñeå caét nhöõng chi tieát nhaát ñònh nhö caét oáng, khoeùt loã, vaùt meùp haøn… Maùy caét töï ñoäng xaùch tay (maùy caét con ruøa): Ñeå töï ñoäng hoaù quaù trình caét, laøm giaûm nheï lao ñoäng vaø naâng cao hieäu suaát caét ngöôøi ta ñaõ ñöa vaøo söû duïng maùy caét khí töï ñoäng kieåu xaùch tay, nhoû goïn ñeå deã cô ñoäng treân hieän tröôøng. Hình 3-61 giôùi thieäu maùy caét khí töï ñoäng xaùch tay cuûa Nhaät. Maùy chuyeån ñoäng treân thanh ray ñònh hình nhôø ñoäng cô moät chieàu coù toác ñoä ñieàu khieån ñöôïc baèng nuùm xoay. Baùnh daãn höôùng ñaûm baûo maùy luoân baùm theo ñöôøng ray, coøn baùnh daãn ñoäng coù nhieäm vuï truyeàn chuyeån ñoäng töø ñoäng cô (qua hoäp giaûm toác). Maùy coù khoái löôïng 9,8 kg, ray caét daøi 1800mm, chieàu daøy caét max: 100mm, toác ñoä caét 100 – 1000 mm/phuùt. Hình 3-60. Hình 3-61. Maùy caét IK-12 Hunter. Hình 3-62 Vò trí cuûa moû caét khi caét theùp taám. a) Baét ñaàu caét. b) Trong quaù trình caét. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 254 d. Kyõ thuaät caét. 1. Baét ñaàu caét: - Caét taám daøy, khi baét ñaàu caét moû caét ñeå nghieâng vôùi goùc 5o, coøn trong quaù trình caét thì ñeå 25o (hình 3-62). - Caét taám moûng (S<50mm) moû caét ñöôïc ñaët vuoâng goùc vôùi chi tieát. - Khi caét phoâi troøn vò trí cuûa moû caét luùc baét ñaàu vaø trong quaù trình caét ñöôïc ñeå nhö hình 3-63. 2. Khoaûng caùch töø nhaân ngoïn löûa ñeán vaät caét toát nhaát laø 1,5 2,5mm. Khoaûng caùch h töø ñaàu moû caét ñeán maët kim loaïi khi caét theùp taám coù S<100mm coù theå tính nhö sau: h = L + 2 mm. L: chieàu daøi cuûa nhaân ngoïn löûa (mm). Ñeå giöõ ñöôïc khoaûng caùch naøy khoâng ñoåi trong khi caét ta coù theå gaù theâm moät caëp baùnh xe. ÔÛ giöõa 2 baùnh xe naøy coù moät cô caáu keïp ñaàu caét coù cöõ ñeå ñieàu chænh khoaûng caùch töø ñaàu moû caét ñeán beà maët chi tieát caét. Khi caét baèng ngoïn löûa oâxi – axeâtylen, khoaûng caùch töø ñaàu caét ñeán beà maët chi tieát ñöôïc xaùc ñònh theo baûng sau: Chieàu daøy kim loaïi, mm 3 -10 10 - 25 25 - 50 50-100 100-200 200-300 Khoaûng caùch töø ñaàu caét ñeán chi tieát, mm 2 -3 3 -4 3 –5 4 –6 5 - 8 7 - 10 Khi caét baèng caùc khí chaùy khaùc khoaûng caùch naøy ñöôïc taêng leân 30 – 40%. - Chieàu roäng raõnh caét phuï thuoäc vaøo phöông phaùp caét vaø chieàu daøy kim loaïi. Chieàu daøy kim loaïi caøng lôùn thì chieàu roäng raõnh caøng lôùn: Chieàu daøy kim loaïi, mm 5 - 15 15 -30 30 - 60 60 -100 100 - 150 Chieàu roäng raõnh caét, mm 2 – 2,5 2,5 - 3,0 3,0 – 3,5 3,5 – 4,5 4,5 – 5,5 3. Cheá ñoä caét: coâng suaát ngoïn löûa nung noùng, aùp löïc khí oâxy caét vaø toác ñoä caét. - Coâng suaát cuûa ngoïn löûa: ñöôïc ñaëc tröng bôûi löôïng khí chaùy tieâu hao trong moät ñôn vò thôøi gian. Khi caét caùc kim loaïi coù chieàu daøy döôùi 300mm thì ngöôøi ta duøng ngoïn löûa bình thöôøng. Hình 3-63. Vò trí cuûa moû caét khi caét theùp troøn. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 255 - Aùp löïc khí oâxi caét: phuï thuoäc vaøo chieàu daøy kim loaïi, kích thöôùc loã thoåi oâxi caét vaø ñoä tinh khieát cuûa khí oâxi. Khi taêng aùp löïc oâxy caét seõ laøm cho löôïng khí oâxy caét bò tieâu hao nhieàu hôn. Aùp löïc khí oâxy caét phuï thuoäc vaøo chieàu daøy kim loaïi. Chieàu daøy kim loaïi, mm 5 - 20 20 – 40 40 – 60 60 – 100 Aùp löïc oâxy, atm 3 - 4 4 - 5 5 - 6 7 - 9 Toác ñoä caét (toác ñoä dòch chuyeån cuûa ñaàu caét): caàn phaûi phuø hôïp vôùi toác ñoä chaùy cuûa kim loaïi. Ñoä oån ñònh vaø chaát löôïng cuûa quaù trình caét phuï thuoäc vaøo toác ñoä caét. Toác ñoä caét beù laøm cho meùp caét bò chaùy hoûng, coøn neáu toác ñoä caét lôùn thì khoâng caét ñöùt ñöôïc chi tieát, nhaát laø ôû cuoái ñöôøng caét. Toác ñoä caét cuûa moät soá loaïi moû caét thöôøng duøng khoaûng 75 – 556mm/phuùt. Treân hình 3-64 ñöa ra phöông phaùp choïn toác ñoä caét hôïp lyù theo hình daïng veát caét. 5.4.2 Caét baèng hoà quang PLASMA khí neùn. a. Ñaëc ñieåm vaø öùng duïng. Caét plasma döïa treân ñaëc ñieåm cuûa hoà quang neùn coù khaû naêng xuyeân saâu vaøo kim loaïi vaø laøm noùng chaûy noù theo meùp caét (hình 3-65). Khi caét baèng hoà quang plasma tröïc tieáp thì döôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä cao trong hoà quang neùn, khí 2 khi ñi qua vuøng tích ñieän hoà quang seõ bò ion hoùa raát maïnh, taïo thaønh luoàng plasma laøm noùng chaûy kim loaïi meùp caét. Hoà quang 1 taïo thaønh giöõa kim loaïi noùng chaûy 4 vaø ñieän cöïc volfram khoâng noùng chaûy 5 phaân boá beân trong ñaàu caét 6 (hình 3-65a). Khí taïo plasma khi caét baèng hoà quang plasma phaûi ñaûm baûo taïo ñöôïc plasma vaø baûo veä ñöôïc ñieän cöïc volfram khoûi bò oâxy hoùa. Coù theå duøng khí Ar, N, hoãn hôïp Ar +N, H2 vaø khoâng khí. Ñieåm khaùc caên baûn nhaát so vôùi caét baèng khí laø khi caét baèng plasma kim loaïi meùp caét ñöôïc nung chaûy bôûi nhieät löôïng cuûa hoà quang plasma coù nhieät ñoä raát cao (5000 Hình 3-65 Sô ñoà nguyeân lyù caét plasma. a) Caét baèng hoà quang plasma tröïc tieáp. b) Caét baèng hoà quang plasma giaùn tieáp. Hình 3-64 Toác ñoä caét. a) Khoâng ñuû. b) Toái öu. c) Cao. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 256 20000oC), taäp trung, do vaäy coù theå caét ñöôïc taát caû kim loaïi vaø hôïp kim vôùi vuøng aûnh höôûng nhieät haàu nhö khoâng coù. Tuy nhieân do khaû naêng xuyeân saâu cuûa hoà quang bò haïn cheá neân chæ duøng caét caùc taám kim loaïi vaø hôïp kim coù chieàu daøy nhoû vaø trung bình. Thöôøng ñeå caét theùp khoâng gæ, nhoâm, manheâ, titan, gang vaø ñoàng. Caét baèng hoà quang plasma giaùn tieáp thì vaät caét khoâng tham gia vaøo maïch taïo hoà quang. Khí taïo plasma chuû yeáu duøng Ar vaø hoãn hôïp Ar+N. Thöôøng duøng ñeå caét taám kim loaïi coù chieàu daøy beù vaø vaät lieäu phi kim loaïi. b. Thieát bò caét plasma. Goàm nguoàn caét 1, maùy neùn khí 2, boä phaän loïc vaø ñieàu chænh aùp löïc khí neùn 3 vaø tay caét 4 (hình 3-66). Maùy neùn khí yeâu caàu phaûi coù löu löôïng toái thieåu 165 lít/phuùt, aùp löïc khí neùn toái thieåu phaûi ñaït 4atm. Boä phaän loïc vaø ñieàu chænh aùp löïc khí neùn coù taùc duïng ngaên chaën buïi, hôi nöôùc ñi vaøo moû caét laøm hoûng ñieän cöïc volfram, ñoàng thôøi duøng ñeå ñieàu chænh aùp löïc khí neùn ñi vaøo nguoàn caét. Tay caét coù 2 loaïi: loaïi cong duøng cho caét baèng tay (hình 3-67) vaø loaïi thaúng duøng ñeå laép treân maùy khi caét töï ñoäng. c. Kyõ thuaät caét. Hình 3-66. Sô ñoà heä thoáng thieát bò caét hoà quang plasma khí neùn. Hình 3-67. Moû caét plasma baèng tay. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 257 1. Caét tieáp xuùc baèng tay: Khi caét caùc taám coù chieàu daøy < 9  12mm coù theå cho ñieän cöïc tieáp xuùc vôùi beà maët vaät caét (hình 3-67). Trình töï thao taùc nhö sau: - AÁn coâng taéc ôû tay caét, hoà quang daãn ñöôïc taïo ra sau 1,5 giaây. - Ñöa ñaàu caét laïi gaàn vò trí caét, vôùi khoaûng caùch 1  3mm, hoà quang plasma seõ hình thaønh. - Cho ñaàu caét tieáp xuùc vôùi beà maët vaät caét, dòch chuyeån tay caét theo ñöôøng caét ñaõ vaïch tröôùc. - Ñeán cuoái ñöôøng caét, nhaác tay caét leân 1  3 mm, caét ñöùt haún taám kim loaïi caàn caét. - Hoà quang plasma ngaét. 2. Caét khoâng tieáp xuùc baèng tay. Söû duïng khi caét taám caét coù chieàu daøy trung bình (> 9mm). Trình töï thao taùc nhö sau: (hình 3-69) - AÁn coâng taéc ôû tay caét, hoà quang daãn ñöôïc taïo ra sau 1,5 giaây. - Ñöa ñaàu caét laïi gaàn vò trí caét caùch beà maët vaät caét 2  4 mm, hoà quang plasma seõ hình thaønh. Hình 3-68.Sô ñoà caét tieáp xuùc baèng tay. Hình 3-69. Sô ñoà caét khoâng tieáp xuùc baèng tay. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 258 - Giöõ khoaûng caùch giöõa ñaàu caét vaø beà maët vaät caét trong khoaûng 2  4 mm, di chuyeån ñaàu caét ñeå caét. - Ñeán cuoái ñöôøng caét cho toác ñoä chaäm laïi moät chuùt ñeå caét rôøi phaàn cuoái ñöôøng caét. - Hoà quang plasma ngaét. Toác ñoä caét töø 60  120 cm/phuùt (theùp C thaáp, theùp khoâng gæ daøy 3,2  6mm). Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 258 Chöông 6 ÖÙNG SUAÁT, BIEÁN DAÏNG VAØ KHUYEÁT TAÄT KHI HAØN 6.1 ÖÙng suaát vaø bieán daïng khi haøn. Bieán daïng vaø öùng sua át haøn xuaát hieän vaø toàn ta ïi trong keát ca áu haøn la ø do baûn thaân quaù trình haøn gaây ra. Chuùng coù aûnh höôûng lôùn ñeán khaû naêng la øm vieäc vaø chaát löôïng cuûa sa ûn phaåm. Cô cheá xuaát hieän ch uùng k hoâng chæ d o quaù trình coâ ng ng heä haøn maø coøn d o ca û ñaëc ñieåm cuûa keát caáu. Do vaäy phaûi xaùc ñònh nhöõng nguyeân nhaâ n vaø haïn cheá chuùng. - Nung noùng khoân g ñoàng ñeàu kim loaïi ôû vaät haøn. - Ñoä co ngoùt c uûa kim loaïi noùng chaûy ôû moái haøn s au khi keát t inh. - Söï thay ñoåi t oå chöùc cuûa vuøn g kim loaïi l aân ca än moái haøn. Nung noùng khoâ ng ñoà ng ñeàu kim loaïi vaä t haøn la øm cho nhöõn g vuøn g ôû xa nguoàn nhieät khoâng h oaëc raát ít bò bieán daïng nhieät, chuùng seõ ca ûn trôû söï bieán daïng ôû vuø ng la ân ca än moái haøn. Do vaäy seõ xuaát hieän öùng sua át t rong moái haøn vaø vuø ng laân caän noù. Kim loaïi l oûng ôû moái haøn bò giaûm t heå tích d o k eát quaû ñ oâng ñaëc t öông töï vaät ñuùc, ta ïo öùng sua át dö. Nhöõng thay ñoåi toå chöùc kim loaïi ôû vuøng la ân ca än moái haøn ta ïo thaønh noäi öùn g sua át. Ví duï khi haøn m oái haøn giaùp m oái co ù vaùt meùp (chöõ V,U ) do kim loaïi noùng chaûy ta äp trung nhieàu ôû phía vaùt meùp, neân khi keát tinh si nh ra bieán daïng goùc (hìn h 3-7 0). Khi ñoâng ñaëc, moái haøn x uaát hieän ca ùc höôùng ñoâng ñaëc sa u: Theo phöôn g ngang x-x; theo phöô ng doïc y- y; theo phöông thaún g goùc z -z vaø bieán daïng goùc . Ñoái vôùi s öï co ngoùt t he o phöông x-x , söï giaõn nôû n hieät cuûa kim loaïi cô sôû la ø nguyeân n haân chính (90- 95%) chæ coøn khoaûng 5-10% laø do söï co ngoùt k hi ñoâng ñaëc c uûa que haøn. Söï co ngoùt doïc y -y töông ñoái n heï khoaûng 0,1 –0,3 mm/m c hieàu daøi moái haøn , nhöng öùng sua át s inh ra t heo phöôn g naøy laïi l ôùn. Söï co ngoùt t he o phö ông z-z kh oâng thaáy roõ . Söï co ngoùt goùc h oaëc söï bieán daïng goùc phuï th uoäc vaøo daïng moái haøn, ph öông phaùp coâng ngheä , chieàu daøy vaät haøn. 6.2 Caùc daïng khuyeát taät haøn. 1. Nöùt. Nöùt l aø moät t rong nhöõng khuyeát taät nghieâm troï ng nhaát c uûa li eân keát haøn. Hình 3-70 Bieán daïng goùc moái haøn vaùt meùp chöõ V do öùng sua át c o ngoùt. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 259 Coù theå xuaát hieän treân beà maët moái haøn, trong moái haøn vaø ôû vuøng aûnh höôûng nhieät. Goàm coù nöùt noùn g ( nöùt >10 00oC) vaø nöùt nguoäi ( nöùt <10 00oC) . Daïng veát n öùt nhö nöùt doïc. nöùt ngang, nöùt vuøng gaây vaø keát thuùc hoà quang. Nguy eân nhaân do d uøng vaät lieäu haøn chöa ñuùng, toàn ta ïi söùc ca êng lôùn trong lieân keát haøn, toác ñoä nguoäi ca o, boá trí caùc lôùp haøn chöa hôïp lyù… 2. Roã khí. Roã khí si nh ra do hieän töôïn g khí tro ng kim loaïi loûng cuûa moái haøn khoâng kòp thoaùt ra ngoaøi khi kim loaïi vuõng haøn ñoâng ñaëc. Roã khí si nh ra beân trong hoaëc beà maët moái haøn. Nguyeân nhaân: vaät lieäu haøn bò aåm, toác ñoä haøn quaù ca o, chieàu daøi coät hoà quang lôùn… 3. Khoâng ngaáu. Haøn khoân g ngaáu la ø loaïi khuyeát ta ät nghieâm troïng trong lieân keát haøn. T höôøng si nh ra ôû goùc moái haøn, meùp haøn hoaëc giöõa ca ùc lôùp haøn (hình 3- 71). Nguyeâ n nhaân: m eùp haøn ch uaån bò chöa hôïp lyù, goùc vaùt quaù nhoû, doøng ñieän haøn quaù nhoû,hoaëc toác ñoä haøn quaù nhanh, chieàu daøi coät hoà quang quaù lôùn… 4. Laãn xæ. Xæ haøn vaø ta ïp chaát coù theå naèm trong moái haøn, naèm treân beà maët moái haøn, choã giaùp ranh giöõa kim loaïi moái haøn vaø phaàn kim l oaïi c ô baûn hoaëc giöõa c aùc löôït haøn. Nguyeâ n nhaân: doøng ñieän haøn quaù nhoû,meùp haøn chöa la øm sa ïch, haøn ñính, haøn nhieàu lôùp chöa goõ sa ïch xæ, toác ñoä haøn quaù lôùn, laøm nguoäi moái haøn q uaù nhanh… 5. Leïm chaân vaø chaûy loang. - Leïm chaân la ø phaàn bò leïm (loõm, khuyeát) thaønh raõnh doïc theo ranh giôùi giöõa kim loaïi cô baûn vaø kim loaïi ñaép ( hình 3-72). - Chaûy loang la ø hieän töôïng kim loaïi chaûy loang treân beà maët c uûa li eân keát haøn. 6. Caùc phöông phaùp kieåm tra: baèng ca ùc phöôn g phaùp khoân g phaù huû y (maét thöôøng , dung dòch chæ thò maøu, baèng töø tính, baèng tia rônghen vaø , si eâu aâm) vaø kieåm tra baèng caùc phöông phaùp phaù huûy. Hình 3-71. Haøn khoâng ngaáu. a) Moái haøn giaù p moái. b) Moái haøn goùc. c) Moái haøn nhieàu lôùp. Hình 3-72 Leïm chaân vaø chaûy loang . Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 261 MUÏC LUÏC Lôøi noùi ñaàu ........................................................................................................................ 2 PHAÀN I: COÂNG NGHEÄ ÑUÙC................................................................... 3 Chöông 1: KHAÙI NIEÄM VEÀ QUAÙ TRÌNH SAÛN XUAÁT ÑUÙC ........................................ 3 1.1. Phaân loaïi ca ùc phöông phaùp ñ uùc ................................................................................ 4 1.2. Söï keát tinh cuûa kim loaï i vaät ñuùc trong khu oân. ......................................................... 6 1.3. Toå chöùc kim l oaïi vaät ñuùc .......................................................................................... 8 1.4. Quaù t rình sa ûn xuaát ñuùc baèng khuoâ n caùt ................................................................. 10 1.5. Nhöõng nhaân toá aûnh hö ôûng ñeá n chaát l öôïng vaät ñuùc ................................................ 11 Chöông 2: NGUYEÂN LYÙ THIEÁT KEÁ KEÁT CAÁU VAÄT ÑUÙC (tham khaûo) .................. 13 2.1. Khaùi nieäm. ............................................................................................................... 13 2.2. Nguyeâ n taéc thieát keá keát c aáu vaät ñuùc ...................................................................... 14 Chöông 3: THIEÁT KEÁ ÑUÙC .... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 20 3.1. Thaønh la äp baûn veõ ñuùc. ............................................................................................. 20 3.2. Thieát keá maãu vaø h oäp loõi. ......................................................................................... 30 3.3.Thieát keá heä thoáng roùt vaø ñaäu hôi, ñaäu ngoùt ............................................................ 33 Chöông 4: COÂNG NGHEÄ CHEÁ TAÏO KHUOÂN VAØ LOÕI .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 42 4.1. Vaät lieäu la øm khuoân vaø loõi. ...................................................................................... 42 4.2. Cheá ta ïo khuoân vaø loõi baèng tay............................................................................... 45 4.3. Cheá ta ïo khuoân vaø loõi baèng maùy. ........................................................................... 49 4.4. Saáy khuoâ n, loõi, laép khuoâ n vaø roùt kim l oaïi vaøo khuoân . ......................................... 54 Chöông 5: ÑUÙC CAÙC HÔÏP KIM .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . 55 5.1. Tính ñuùc c uûa hôïp kim ............................................................................................. 55 5.2. Ñuùc gang .................................................................................................................. 60 5.3. Ñuùc hôïp kim ma øu .................................................................................................... 68 Chöông 6: ÑUÙC ÑAËC BIEÄT .... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 69 6.1. Ñuùc t rong k huoân kim loaïi ....................................................................................... 69 6.2. Ñuùc döôùi aùp löïc........................................................................................................ 80 6.3. Ñuùc l y taâm ............................................................................................................... 87 6.4. Ñuùc l ieân tuïc.............................................................................................................. 90 6.5. Ñuùc t rong k huoân voû moûng ....................................................................................... 92 6.6. Ñuùc t rong k huoân maãu chaûy ..................................................................................... 93 Chöông 7: DÔÕ KHUOÂN, PHAÙ LOÕI, LAØM SAÏCH VAØ KHUYEÁT TAÄT VAÄT ÑUÙC .. .. .. . 96 7.1. Dôõ khuoân, phaù loõi, la øm s aïch vaät ñuùc...................................................................... 96 7.2. Khuyeát t aät vaät ñuùc ................................................................................................... 96 7.3. Kieåm tra, s öûa chöõa khuyeát ta ät vaät ñuùc .................................................................100 Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D Su pha m Ky t huat T P. Ho C hi Min h 262 PHAÀN II: GIA COÂNG KIM LOAÏI BAÈNG AÙP LÖÏC.......................... 101 Chöông 1: KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ GIA COÂNG KIM LOAÏI BAÈNG AÙP LÖÏC .. .. .. .. 101 1.1. Khaùi nieäm, ñaëc ñieåm, phaân loaïi ...........................................................................101 1.2. Bieán daïng deûo cuûa kim loaïi ..................................................................................104 1.3. Nhöõng nhaân toá aûnh hö ôûng ñeá n tính deûo vaø bieán daïng d eûo cuûa kim loaïi ...........108 1.4. AÛn h höôû ng cuûa bieán daïng deûo ñeá n toå chöùc vaø tính chaát c uûa kim loaïi ...............116 1.5. Caùc ñònh luaät cô baûn aùp duïng khi gia coâng kim loaïi baèng aùp löïc .......................118 Chöông 2: NUNG NOÙNG KIM LOAÏI ÑEÅ GIA COÂNG AÙP LÖÏC ..........................121 2.1. Muïc ñích cuûa nung n oùng kim loaïi ........................................................................121 2.2. Nhöõng hieän töôïng xaûy ra khi nu ng ......................................................................121 2.3. Cheá ñoä nung ...........................................................................................................123 2.4. Thieát bò nung ..........................................................................................................126 Chöông 3: CAÙN VAØ KEÙO KIM LOAÏI .....................................................................129 3.1. Caùn kim l oaïi ..........................................................................................................129 3.2. Keùo daây ..................................................................................................................134 Chöông 4: REØN TÖÏ DO VAØ REØN KHUOÂN .............................................................138 4.1. Khaùi nieäm, phaân loaïi .............................................................................................138 4.2. Reø n töï do ................................................................................................................146 4.3. Reø n khu oân ..............................................................................................................159 Chöông 5: DAÄP TAÁM .................................................................................................174 5.1. Khaùi nieäm, ñaëc ñieåm .............................................................................................174 5.2. Thieát bò daäp taám ....................................................................................................174 5.3. Caùc nguyeân coâng ca ét phoâi .....................................................................................176 5.4. Caùc nguyeân coâng ta ïo hìn h ....................................................................................182 PHAÀN III: COÂNG NGHEÄ HAØN ........................................................... 193 Chöông 1: CAÙC KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN VEÀ COÂNG NGHEÄ HAØN .......................193 1.1. Thöïc c haát, ñaëc ñieåm, phaân loaïi ............................................................................193 1.2. Quaù t rình luyeän kim vaø toå chöùc kim loa ïi c uûa moái haøn ........................................195 1.3. Tính haøn cuûa hôï p kim ............................................................................................199 Chöông 2: HAØN HOÀ QUANG TAY ..........................................................................202 2.1. Khaùi nieäm ..............................................................................................................202 2.2. Hoà quang haøn .........................................................................................................202 2.3. Phaân loaïi ca ùc phöông phaùp haøn ............................................................................206 2.4. Thieát bò haøn ............................................................................................................208 2.5. Vaät lieäu haøn hoà quang ta y .....................................................................................212 2.6. Coâ ng ng heä haøn hoà quang ta y ................................................................................215 Chöông 3: HAØN TÖÏ ÑOÄNG VAØ BAÙN TÖÏ ÑOÄNG ...................................................223 3.1. Khaùi nieäm ..............................................................................................................223 Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 263 3.2. Haøn hoà quang döôùi l ôùp thuoác baûo veää ...................................................................223 3.3. Haøn hoà quang noùng chaûy tr ong moâi tröôø ng khí baûo veä .......................................228 3.4. Haøn hoà quang ñieän cöïc khoâ ng noùn g chaûy trong m oâi tröôøng k hí trô ...................230 Chöông4: HAØN ÑIEÄN TIEÁP XUÙC ............................................................................233 4.1. Thöïc c haát, ñaëc ñieåm, ca ùc phöông phaùp ................................................................233 4.2. Coâ ng ng heä haøn ñieän tieáp xuùc ................................................................................237 Chöông 5: HAØN VAØ CAÉT BAÈNG KHÍ.....................................................................239 5.1. Thöïc c haát, ñaëc ñieåm haøn khí .................................................................................239 5.2. Vaät lieäu, thieát bò haøn khí .......................................................................................239 5.3. Coâ ng ng heä haøn khí ................................................................................................246 5.4. Caét kim loaïi ...........................................................................................................251 Chöông 6: ÖÙNG SUAÁT, BIEÁN DAÏNG VAØ KHUYEÁT TAÄT CUÛA VAÄT HAØN .....258 6.1. ÖÙ ng suaát vaø bieán daïng cuûa vaät haøn ......................................................................258 6.2. Caùc daïng kh uyeát t aät cuûa vaät haøn ..........................................................................258 Taøi lieäu tham khaûo........................................................................................................260 Muïc l uïc..........................................................................................................................261 Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh 260 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO [1]. Hoaøng Tuøng, Phaïm Baù Noâng… Cheá taïo phoâi. Taäp 1 vaø 2- Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Haø noäi –1993. [2]. Hoaøng Troïng Baù Giaùo trình Coâng ngheä kim loaïi phaàn Gia coâng aùp löïc Tröôøng Ñaïi hoïc sö phaïm kyõ thuaät - 1993. [3]. TS. Nguyeãn Thuùc Haø- TS. Buøi Vaên Haïnh… Giaùo trình Coâng ngeä haøn - Nhaø xuaát baûn Giaùo duïc. Haø noäi –2002. [4]. TS. Nguyeãn Tieán Ñaøo… Coâng ngheä kim loaïi vaø öùng duïng CAD/CAM/CNC. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø noäi –2001. [5]. Nguyeãn Xuaân Boâng, Phaïm Quang Loäc. Thieát keá ñuùc. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø noäi –1978. [6]. Leâ Nhöông- Nguyeãn Ngoïc Traân. Coâng ngheä reøn vaø daäp noùng. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø noäi –1976. [7]. Ñoã Höõu Nhôn, Nguyeãn Ngoïc Giao… Hoûi ñaùp veà daäp taám vaø caùn keùo kim loaïi. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø noäi –2001. [8]. Leâ Nhöông. Kyõ thuaät daäp nguoäi. Nhaø xuaát baûn coâng nhaân kyõ thuaät Haø noäi –1981. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh