Kỹ thuật hàn đắp hồ quang tay bằng que hàn

Hàn đắp hồ quang tay bằng que hàn

Hàn hồ quang tay là phương pháp hàn nóng chảy, các thao tác trong quá trình hàn như (châm và duy chùy hồ quang cháy ổ định, đảm bảo chiều rộng mối hàn cũng như dịch chuyển hồ quang để hàn hết chiều dài đường hàn) đều thực hiện bằng tay người thợ hàn.

Đặc điểm:

  • Có thể hàn được ở mọi vị trí trong không gian;
  • Hàn được các chi tiết to, nhỏ hoặc đơn giản, phức tạp khác nhau;
  • Có thể thực hiện trong các môi trường khác nhau(dưới nước, trong chân không…);
  • Thiết bị hàn và trang bị gá lắp hàn đơn giản, dễ thao tác;
  • Năng suất thấp do cường độ dòng hàn bị hạn chế;
  • Hình dạng kích thước mối hàn không đều do Vh thay đổi, phụ thuộc vào tay nghề công nhân;
  • Thành phần hóa học mối hàn không đều do thành phần kim loại cơ bản tham gia vào mối hàn thay đổi;
  • Chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt liên kết hàn tương đối lớn do nguồn nhiệt có nhiệt độ cao và tốc độ hàn nhỏ;
  • Điều kiện làm việc của thợ hàn không được tốt vì ảnh hưởng của cường độ sáng và nhiệt của hồ quang;

Mặc dù còn nhiều hạn chế nhưng với những chi tiết có chiều dày nhỏ và trung bình thì phương pháp hàn đắp bằng hàn hồ quang tay vẫn là phương pháp thích hợp nhất.

Chọn que hàn đắp

Que hàn đắp phải đảm bảo nhận được lớp kim loại đắp chịu mài mòn cao, dễ gia công cơ khí, có tính chất công nghệ tốt và rẻ.
Việc chọn kiểu, loại que hàn phụ thuộc vào thành phần hoá học của kim loại cơ bản, điều kiện gia công nhiệt và chế độ làm việc của chi tiết phục hồi, lượng mòn, phương pháp gia công cơ khí và hàng loạt các yếu tố khác.
Tính chất kim loại đắp chủ yếu được xác định bằng thành phần hoá học của nó và việc gia công nhiệt. Thành phần hóa học có thể điều chỉnh nhờ các nguyên tố hợp kim chứa trong thuốc bọc và lõi que hàn. Những nguyên tố hợp kim rẻ tiền nhất và thường gặp nhất là C, Mn, Cr, Si, Ti, Bo và các nguyên tố khác. Chúng làm tăng độ cứng, tính chịu mòn của kim loại khi làm việc trong điều kiện ma sát.
  • Ảnh hưởng của Mn và Cr đối với độ cứng của thép (biểu đồ H2.1):
- Thép với hàm lượng 8 – 27% Mn sẽ đạt độ cứng cao khoảng 50HRC, tăng độ chịu mòn lên 4-5 lần. Thép C thấp với lượng Mn như vậy sẽ tăng độ chịu mài mòn lên tới 4-5 lần. Tính chống mài mòn của các chi tiết máy bằng thép Mn cao sẽ tăng rõ rệt khi chúng bị lèn, ép, đặc biệt là va đập mạnh như hàm nhai đá, răng gàu ngoạm, …

- Thép chứa 6-8% Cr độ cứng cao hơn 50HRC và độ dai va đập khoảng 0,5 kGm/cm2, điều đó cho thấy không sử dụng que hàn Cr cao vào việc hàn đắp các chi tiết làm việc trong điều kiện va đập.

Các nguyên tố hợp kim như W, Mo, V, Co, Ni, … nên sử dụng hạn chế trong việc hàn đắp các chi tiết làm việc trong điều kiện đặc biệt.
  • Khi xác định lượng các nguyên tố hợp kim cần thiết cho kim loại lớp đắp cần chú rằng một phần các nguyên tố đó sẽ bị bay hơi trong quá trình hồ quang cháy.
Nhiệt độ bay hơi của các nguyên tố hợp kim thường thấp hơn nhiệt độ bay hơi của Fe.

Ví dụ nhiệt độ bay hơi của Mn là 19000C, của Cr là 22000C, trong khi đó của Fe là 30000C. Đồng thời các nguyên tố hợp kim bay hơi dễ và nhanh hơn Fe, chúng bị oxy hoá dễ hơn. Bởi vậy kim loại lỏng của vũng hàn và hồ quang cần được bảo vệ tốt khỏi tác dụng của ôxy không khí.

  • Điều kiện đặt ra cho vật liệu hàn đắp là nhiệt độ nóng chảy của chúng không được quá cao. Khi nhiệt độ nóng chảy của vật liệu hàn đắp thấp thì lượng nhiệt toả ra được giảm đi đáng kể, kim loại cơ bản tham gia vào mối hàn ít hơn, ứng suất trong và biến dạng giảm.
  • Việc hàn đắp các chi tiết bằng thép C hay thép hợp kim thấp mà không cần gia công nhiệt sau khi hàn có thể thực hiện bằng bất cứ loại que hàn nào đảm bảo độ cứng và độ chịu mòn cần thiết của lớp hàn đắp. Nếu chi tiết phục hồi sau khi hàn đắp phải gia công nhiệt thì việc hàn đắp phải tiến hành bằng que hàn sao cho kim loại đắp có thể gia công nhiệt được mà vẫn đảm bảo độ cứng và các tính chất cơ học khác.
  • Công nghệ hàn đắp phải thực hiện bằng que hàn chứa ít O2, H2 và khí ẩm. Vì một trong những nguyên nhân chính của sự tạo thành rỗ khí trong kim loại hàn đắp là sự có mặt của O2, H2 ở vũng hàn. Que hàn thuốc bọc nhóm bazơ và ít H2 làm giảm nguy cơ xuất hiện các vết nứt lạnh và nóng, ẩm cũng là nguyên nhân gây ra rỗ khí, nên trước khi hàn phải sấy que hàn cẩn thận. Đối với que hàn thuốc vỏ bọc nhóm bazơ phải nung hoặc sấy ở nhiệt độ 300 – 3500C trong 30 – 60 phút; que hàn vỏ bọc inmenit hoặc ruti ở 70 –1000C, thời gian như trên.