Những kiến thức cơ bản về hàn khí (9LT)

Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng: - Kiến thức: + Giải thích đúng nguyên lý, công dụng của phương pháp hàn khí. + Trình bày đầy đủ các loại khí bảo vệ, các loại dây hàn. + Liệt kê các loại dụng cụ thiết bị dùng trong công nghệ hàn khí. + Trình bày đầy đủ mọi ảnh hưởng của quá trình hàn hồ quang tới sức khoẻ công nhân hàn. - Kỹ năng: Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn khí. - Thái độ: Thực hiện tốt công tác an...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Những kiến thức cơ bản về hàn khí (9LT) ξ1. Những kiến thức cơ bản về hàn khí (9LT) MỤC TIÊU Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng: - Kiến thức: + Giải thích đúng nguyên lý, công dụng của phương pháp hàn khí. + Trình bày đầy đủ các loại khí bảo vệ, các loại dây hàn. + Liệt kê các loại dụng cụ thiết bị dùng trong công nghệ hàn khí. + Trình bày đầy đủ mọi ảnh hưởng của quá trình hàn hồ quang tới sức khoẻ công nhân hàn. - Kỹ năng: Nhận biết các khuyết tật trong mối hàn khi hàn khí. - Thái độ: Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng NỘI DUNG 1.1. Thực chất, đặc điểm và công dụng của hàn khí 1.1.1. Thực chất Hàn khí là quá trình nung nóng vật hàn và que hàn đến trạng thái hàn bằng ngọn lửa của khí cháy (C2H2, CH4, C6H6 …) với O2 Thông dụng nhất là hàn bằng khí oxy – axetylen vì nhiệt sinh ra do phản ứng cháy của hai khí này lớn và tập trung, tạo thành ngọn lửa có nhiệt độ cao (32000C). Khi hàn dưới nước lại sử dụng ngọn lửa oxy và hidro. Các loại khí tự nhiên khác có tính chất về khả năng tự bốc cháy, nhiệt giải phóng từ phản ứng cháy tương tự axetylen nhưng ở mức độ thấp hơn. Có thể sử dụng chúng để hàn do tính an toàn cao, nguy cơ cháy nổ thấp hơn, bảo quản dễ dàng, chi phí thấp hơn nhưng ở phạm vi hẹp. 1.1.2. Đặc điểm - Thiết bị đơn giản, rẻ tiền, thuận lợi khi xa nguồn điện - Có thể hàn các vật liệu khác nhau như thép, gang, đồng, nhôm - Hàn những vật liệu có độ chảy thấp, các kết cấu mỏng - Vật hàn dễ bị cong vênh, biến dạng, năng suất hàn thấp 1.1.3. Công dụng Ở nước ta hiện nay, sau phương pháp hàn điện, phương pháp này đang được sử dụng nhiều trong các nhà máy, xí nghiệp và công trường. Lĩnh vực sử dụng hợp lý nhất là : Hàn nối các ống đường kính nhỏ và trung bình, hàn vỏ oto, sửa chữa các chi tiết đúc bằng gang, hàn vảy, hàn đắp, hàn các chi tiết bằng kim loại màu, sử dụng ở những vùng xa nguồn điện. Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam -1- 1.2. Ngọn lửa hàn Căn cứ theo tỷ lệ của hỗn hợp khí hàn, ngọn lửa hàn có thể chia thành ba loại : ngọn lửa bình thường, ngọn lửa oxy hóa và ngọn lửa cácbon hóa. Mỗi loại lại có thể chia làm 3 vùng: vùng hạt nhân (màu sáng trắng), vùng hoàn nguyên (màu sáng vàng), vùng oxy hóa (màu vàng sẫm có khói). 1.2.1. Ngọn lửa bình thường Ngọn lửa này dùng nhiều trong hàn thép, đồng, bạc, kẽm O2 Tỷ lệ = 1,1 ÷ 1,2 C2H 2 - Vùng hạt nhân: O2 và C2H2 từ mỏ hàn đi ra, C2H2 bị phân hủy C2H2 = 2C + H2 Ngọn lửa màu sáng trắng, nhiệt độ thấp, thành phần giàu cacbon nên không dùng để hàn - Vùng cháy không hoàn toàn : C2H2 kết hợp với oxy theo phản ứng C2H2 + O2 = 2CO + H2 + Q↑ Ngọn lửa màu sáng xanh, nhiệt độ cao (32000C) có CO và H2 là các chất khử nên gọi là vùng hoàn nguyên, được dùng để hàn. - Vùng cháy hoàn toàn : Sản phẩm của vùng trên cháy với oxy không khí 2CO + H2 + 1,5O2 = 2CO2 + H2O + Q↑ Vùng này màu nâu sẫm, nhiệt độ thấp, chứa nhiều CO2, H2O là những chất oxy hóa 1.2.2. Ngọn lửa oxy hóa O2 Tỷ lệ > 1,2 C2H 2 Vùng cháy không hoàn toàn xảy ra theo phản ứng sau: C2H2 + 1,5O2 = 2CO + H2 + 0,5O2 Sau đó cháy tiếp với oxy không khí : 2CO + H2 + 0,5O2 + O2 = 2CO2 + H2O Nhân ngọn lửa ngắn lại, có (6 ÷ 7)%O2 và 5%CO2 nên tính oxy hóa rất mạnh, vùng giữa và vùng đuôi không phân biệt rõ ràng, ngọn lửa có màu sáng xanh. Ngọn lửa này thường được dùng để hàn hợp kim đồng hoặc dùng để tôi bề mặt thép. 1.2.3. Ngọn lửa cacbon hóa O2 Tỷ lệ < 1,1 C2H 2 C2H2 + 0,5O2 = CO + C +H2 Giáo trình hàn khí - Nguyễn Văn Tuyên – CĐN Hà Nam -2- Sau đó cháy tiếp với oxy không khí : CO + C +H2 + 2O2 = 2CO2 + H2O Nhân ngọn lửa kéo dài, vùng giữa có cacbon tự do nên mang tính cacbon hóa và có màu nâu sẫm. Thường dùng ngọn lửa này cho việc hàn vẩy các hợp kim nhôm và gang. 1.3. Vật liệu hàn khí 1.3.1 Khí oxy Oxy là chất khí cần cho sự cháy, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, nó chiếm 21% thể tích không khí. Oxy dùng trong hàn khí là oxy kỹ thuật có độ tinh khiết 98,5 – 99,5% và khoảng 0,5 – 1,5% tạp chất (N2, Ar). Trong kỹ thuật, oxy được sản xuất theo hai phương pháp: + Điện phân nước : phương pháp này khó khăn và tốn kém nên ít dùng + Làm lạnh không khí: Thực chất của phương pháp này là làm lạnh không khí đến xuống -182,060C ở -195,80C nito bốc hơi -185,70C Ar bay hơi -182,060C Oxy bay hơi Phương pháp này năng suất cao, lượng điện tiêu tốn ít Oxy kỹ thuật có thể để ở trạng thái lỏng hoặc khí. Ở thể lỏng, oxy chứa trong các bình thép và giữ ở nhiệt độ thấp, cứ 1lít oxy lỏng cho 860lít khí oxy. Oxy hàn thường bảo quản ở thể khí, để giảm thể tích bình chứa, thông thường oxy được nén ở áp suất cao trong bình thép dung tích 40 lít, 150at 1.3.2. Khí axetylen Axetylen là khí cháy, công thức hóa học là C2H2, được sản suất từ đất đèn CaC2 theo phản ứng : CaC2 + H2O → C2H2 ↑ + Ca(OH)2 + Q Đất đèn là chất rắn màu xám tối hoặc nâu, điều chế bằng cách nấu chảy đá vôi với than cốc hoặc than ăngtraxit trong lò điện ở nhiệt độ 1900 ÷ 23000C: CaO + 3C = CaC2 + CO Đất đèn trong công nghiệp chứa khoảng 65 – 80%CaC2, 2,5 – 10%CaO, còn lại là tạp chất. Axetylen là chất không màu, nhẹ hơn không khí và có mùi hắc khi ở nguyên chất, nó dễ cháy và dễ gây nổ. Nếu hít trong thời gian dài sẽ bị chóng mặt, buồn nôn và có thể bị nhiễm độc - Tính chất của axetylen + C2H2 thuộc nhóm CnH2n-2, nhiệt độ từ -82,4 – 83,60C ở thể lỏng, dưới -850C ở thể rắn, khi va chạm ...