Giáo trình Kỹ thuật chế tạo máy (Phần 2: Hàn và cắt kim loại): Phần 2

Giáo trình Kỹ thuật chế tạo máy (Phần 2: Hàn và cắt kim loại): Phần 2 cung cấp cho người đọc những kiến thức như: Hàn và cắt bằng khí; Hàn các kim loại và hợp kim; Hàn đặc biệt; Hàn vảy; Biến dạng và ứng suất hàn; Kiểm tra chất lượng hàn. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Kỹ thuật chế tạo máy (Phần 2: Hàn và cắt kim loại): Phần 2 Chương V HÀN VÀ CẮT KIM LOẠI BẰNG KHÍ ξ 1- KHÁI NIỆM I- Thực chất hàn khí Hàn khí là một trong những phương pháp hàn nóng chảy, là quá trình nung nóngvật hàn và que hàn đến trạng thái hàn bằng ngọn lửa của khí cháy với ô xy. Khí cháy có thể dùng nhiều loại khác nhau: Hyđrô, khí than, khí thiên nhiên, khídầu xăng, axetylen, v.v... phần lớn các khí trên khi cháy trong ôxy cho nhiệt do khôngquá 2000oC, riêng axelylen cho nhiệt độ tối 3000oC. Vì vậy trong hàn khí hiện nay,axctylen được dùng phổ biến nhất. Với nhiệt độ trên có thể hàn nóng chảy hầu hết cáckim loại và hợp kim hiện nay. II. Đặc điểm của hàn khí Hàn khí được dùng khá rộng rãi vì thiết bị hàn đơn giản và ẻà tiền. Hàn khí hợp lý khi chiều dày vật hàn bé, chế tạo và sửa chữa các chi tiết mỏng,sửa chữa các chi tiết đúc bằng gang, đồng thanh, nhôm, magiê, hàn nối các ống cóđường kính nhà và trung bình, hàn các chi tiết bằng kim loại màu (hợp kim nhôm,đồng, đồng thau, hợp kim magiê). Hàn vẩy kim loại, hàn đắp hợp kim cứng... Hàn khí năng suất thấp hơn hàn điện, nhiệt độ ngọn lửa không cao, nhiệt khôngtập trung, tác dụng bảo vệ khỏi ảnh hưởng xấu của môi trường kém hơn, vùng đốtnóng là v.v... ξ 2- THIẾT BỊ HÀN KHÍ Trên hình V.1, trình bày sơ đồ với trạm hàn khí gồm: thùng điều chế hoặc bìnhchứa axetylen, bình chứa ôxy, van giảm áp, khoá bảo hiểm, ống dẫn khí, mỏ hàn. I. Bình chứa khí Dùng để chứa khí nén. Để thuận tiện cho việc vận chuyển người ta dùng các loạibình chứa có dung tích khác nhau. Để hàn và cắt bằng khí thường dùng bình chứa códung tích 40 lít, áp suất có thể đến 200 at. Các bình chứa khí nén, khí lỏng và khí hoà tan đều được chế lạo từ các ốngkhông có mối hàn bằng thép cacbon và theo hợp kim. Đối với các khí lỏng làm việcvới áp suất không cao hơn 3MPa, cho phép dùng các bình chế tạo bằng hàn. Trên cácbình chứa, ở cổ bình có lỗ hình côn tạo ren để lắp van khoá. Mỗi một loại khí có mộtkiểu van kết chú riêng biệt, để tránh lắp nhầm van ô xy vào bình axetylen và ngược lại.Trên cổ bình có một vành lên ở ngoài để vặn nắp bảo vệ vào, nắp này giữ cho van củabình không bị va dập khi chuyên chở. 131 Tuỳ theo loại khí đựng trong bình mà ở ngoài bình được sim hay ghi chữ theocác mầu quy định. Ví dụ: bình Oxy sơn màu xanh da trời, còn ghi chữ thì dùng chữmàu đen, bình axetylen được sơn trắng và ghi chữ màu đỏ, acgông kỹ thuật sơn đengạch trắng; acgông nguyên chất sơn nửa trên tráng, nửa dưới đen; không khí sơn đen,hyđrô vàng sẫm; các khí khác màu đỏ. 1.1 - Bình ô xy Để hàn khí và cắt, ôxy được được đến trong các bình ô xy bằng thép loại 150 và150. Bình ô xy (hình V.2a) là một bình đựng hình trụ 3 bằng thép cán, đáy lồi 1 có épchặt đế 2; phía trên bình là cổ 4, ở cô có một lỗ hình côn dùng để vặn van khoá 5; trêncổ có vặn mũ an toàn 6. Sử dụng rộng rãi nhất là các bình có dung tích 40 dm3 với các kích thước nhưsau: - Đường kính ngoài 219 mm; chiều cao 1390 mm; bề dày thành bình 7mm; khốilượng bình không có khí 67 kg. Chúng được tính toán với áp suất làm việc 15 Mpa.Lượng ô xy có trong bình (dm3) = dung tích của bình (m3) x áp suất (Mpa). Ví dụ: Nếu dung tích của bình 40 dm3, áp suất 15 Mpa thì lượng ô xy trung bìnhlà: 40 x 15 = 6 m3. Ở các trạm hàn, bình ô xy được đặt thẳng đứng và được giữ chặt bằng xích hoặcvòng đai. Để chuẩn bị cho bình ô xy hoạt động, phải mở nắp và 132lắp các ống nối, quan sát xem có dầu mỡ trên van không; mở van bình một cách cẩnthận và xả thông các ống nối, sau đó đóng van; quan sát đai ốc hãm của bình; chỉnh ápsuất làm việc của ô xy bằng vít điều chỉnh của van giảm áp. Khi thôi lấy khí khỏi bìnhcần phải lưu ý sao cho áp suất còn lại trong bình đó không được nhỏ hơn 0,05 ÷ 0,1Mpa. Khi vận chuyển các bình tới chỗ hàn, cần nhớ cấm không được chở các bình ô xycùng với các hình khí đốt, không để rơi, va đập mạnh, không để bình ô xy gần nguồnnhiệt. 1.2- Bình axetylen Chúng cũng có kích thước giống như bình ô xy (hình V.2b). Bình axetylen chứađầy khối xốp than gỗ hoạt tính (290 ÷ 320 gam cho 1 dm3 dung tích của bình) hoặchỗn hợp than, đá bọt và đất xốp. Khối lượng thấm axêlen trong bình (225 ÷ 300 gamcho 1 dm3 dung tích của bình) hoà tan exêtylen rất tốt. Axetylen hoà tan trong axêtônkhông gây nguy hiểm vì không nổ và nằm lại trong khối xốp có thể giữ nó trong bìnhdưới áp suất 2,5 ÷ 3 MPa. Khối xốp cần phải mềm và có độ xốp tối đa, không có tácdụng hoá học đối với kim loại bình, axelylen và axêtôn, không sinh cặn bẩn trong quátrình làm việc. Axêtôn (công thức hoá học CIH3COCH3) là một trong những chất hoà tanaxctylen tốt nhất. Nó thấm vào khối xốp và hoà tan axetylen khi cho vào bình. Áp suất tối đa của axctylen trong bình là 3 Mpa. Áp suất của axctylen trong bìnhthay đổi theo nhiệt độ có thể tham khảo bảng V. 1 . 133 Bảng V.1 Nhiệt độ oC -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40Áp suất, MPa 1,34 1,4 1,5 1,65 1,8 1,9 2,15 2,35 2,6 3,0 Áp suất của các bình đấy không được vượt quá 1,9 MPa ở nhiệt độ 20oC. Để xác định lượng axetylen của bình thì cân trước và sau khi nạp khí, hiệu sốtrước và sau đó cho ta lượng axetylen chứa trong bình, tính bằng kg. Ví dụ: Khối lượng của bình có axetylen là 89 kg, bình không là 83 kg, do đólượng axetylen trong bình là: Theo khối lượng: 89 - 83 = 6 kg Theo thể tích : 6 : 1,09 = 5,5 m3 (1,09 kg/m3 là tỉ trọng của axetylen ở áp suất khí quyển và ở nhiệt độ 20oC). Khối lượng của bình axetylen chưa nạp là tính cả khối lượng của bản thân bìnhkhông, của khối xốp và củ ...