Gas hàn: Thiết lập, đánh lửa và ứng dụng

Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về: - 1. Giới thiệu về Hàn khí 2. Khí được sử dụng trong hàn khí 3. Thiết lập 4. Đánh lửa và điều chỉnh ngọn lửa 5. Chất lượng mối hàn 6. Thiết kế mối hàn 7. Ứng dụng 8. Biến thể.

Giới thiệu về hàn khí:

Hàn được thực hiện bằng cách nung các phôi với ngọn lửa thu được từ khí oxy-nhiên liệu thường được gọi là 'hàn khí'. Quá trình này được giới thiệu công nghiệp vào năm 1903 và được sử dụng rộng rãi trong gần nửa thế kỷ. Tuy nhiên, với sự phát triển của các phương pháp tinh vi hơn, giờ đây nó chủ yếu được sử dụng để tham gia các thành phần mỏng và công việc sửa chữa kim loại màu và kim loại màu. Vì quá trình này không đòi hỏi năng lượng điện, nó được tìm thấy không thể thiếu tại các vị trí dự án mới ít nhất là ở giai đoạn ban đầu.

Cường độ của nhiệt sinh ra trong ngọn lửa phụ thuộc vào hỗn hợp khí oxy-nhiên liệu và áp suất tương đối của khí. Mặc dù thông thường oxy được sử dụng để cung cấp môi trường để đốt cháy nhiên liệu, nhưng đôi khi khí nén cũng được sử dụng nhưng với hiệu suất nhiệt giảm và do đó giảm tốc độ hàn; chất lượng của mối hàn cũng bị suy giảm. Do đó, việc lựa chọn khí nhiên liệu là rất quan trọng để đạt được tốc độ và chất lượng hàn mong muốn của mối hàn.

Khí được sử dụng trong hàn khí:

Khí nhiên liệu thường được sử dụng là axetylen, tuy nhiên các khí khác ngoài axetylen cũng có thể được sử dụng mặc dù với cường độ nhiệt thấp hơn rõ ràng từ nhiệt độ đạt được với các khí nhiên liệu khác nhau trong oxy và không khí như trong bảng 16.1.

Trong một số trường hợp hiếm hoi, khí lò luyện cốc, hơi dầu hỏa và hơi xăng cũng được sử dụng làm khí đốt.

Tính chất, sản xuất và lưu trữ khí:

Các loại khí chủ yếu được sử dụng trong hàn khí oxy-nhiên liệu, đó là oxy và axetylen.

1. Oxy:

Oxy tinh khiết là một loại khí rõ ràng không màu, không mùi, không vị và hơi nặng hơn không khí. Một mét khối oxy ở 20 ° C và áp suất khí quyển nặng 1-33 kg. Dưới áp suất bình thường, nó hóa lỏng ở nhiệt độ -182-9 ° C tạo thành một chất lỏng trong suốt, hơi xanh. Một lít oxy lỏng nặng 1-14 kg và tạo ra 860 lít oxy khí khi bay hơi.

Oxy thương mại được tạo ra bằng cách điện phân nước hoặc thường xuyên hơn bằng cách hóa lỏng không khí trong khí quyển. Nguyên lý cơ bản của quá trình hóa lỏng là tất cả các khí đều bốc hơi ở nhiệt độ khác nhau. Do đó, trong quá trình này, không khí được rửa sạch trước tiên bằng cách đi qua xút và sau đó nhiệt độ được hạ xuống khoảng -194 ° C, hóa lỏng tất cả các thành phần của không khí.

Khi không khí hóa lỏng này được cho bay hơi chậm, nitơ và argon bốc hơi nhanh hơn để lại oxy gần như tinh khiết sau đó được bốc hơi và nén vào xi lanh thép ở áp suất khoảng 1500 N / cm ² (15 MPa) ở nhiệt độ phòng 20 ° C. Oxy sau đó đã sẵn sàng để được vận chuyển để sử dụng trong hàn hoặc cắt oxy-acetylene.

Oxy nén khi tiếp xúc với dầu mỡ hoặc dầu làm oxy hóa chúng với tốc độ cực cao, do đó chúng tự bốc cháy hoặc thậm chí phát nổ. Đây là lý do tại sao các bình oxy phải được bảo vệ chống tiếp xúc với chất bôi trơn.

2. Acetylen:

Acetylen cấp công nghiệp là một loại khí không màu, có mùi hăng, buồn nôn do sự có mặt của tạp chất. Nó nhẹ hơn không khí bởi một yếu tố M và dễ dàng hòa tan trong chất lỏng.

Khí axetylen dưới áp suất trở nên rất không ổn định và gây ra nguy cơ nổ; khi được nén đến áp suất 15 đến 20 bar * (0-15 - 0-20 MPa), nó có thể phát nổ bởi tia lửa điện, hoặc ngọn lửa mở hoặc khi được làm nóng đến 200 ° C ở tốc độ cao. Acetylen phân hủy theo cách nổ ở nhiệt độ trên 530 ° C.

Ngay cả một hỗn hợp của một lượng nhỏ acetylene với oxy hoặc không khí có thể phát nổ ở áp suất khí quyển; điều này đòi hỏi sự cẩn thận cao trong việc xử lý các thiết bị hàn và cắt oxy-axetylen.

Một hỗn hợp oxy-axetylen phát ra từ đầu ngọn đuốc khí tự bốc cháy ở nhiệt độ 428 ° C.

Khí axetylen được tạo ra bởi phản ứng của nước và canxi cacbua. Canxi cacbua được hình thành bằng cách nung chảy than cốc hoặc than antraxit với đá vôi ở nhiệt độ cao trong lò điện theo phản ứng sau.

Canxi cacbua được sản xuất được làm lạnh và nghiền thành các kích thước cục khác nhau và được phản ứng với phản ứng với nước để tạo ra axetylen, được tinh chế bằng cách lọc nó với nước để giải phóng nó khỏi dấu vết của lưu huỳnh và phốt pho.

Trong phản ứng trên, tùy thuộc vào kích thước cục và tạp chất, 1 kg CaC ₂ sẽ tạo ra 250 đến 280 lít khí axetylen.

Canxi cacbua cục có kích thước nhỏ hơn 2 mm được phân loại là bụi hoặc tiền phạt. Chúng chỉ có thể được sử dụng trong các máy phát acetylene được thiết kế đặc biệt. Nếu bụi cacbua canxi được sử dụng trong một máy phát điện thông thường, nó có thể kết thúc trong một vụ nổ.

Acetylene để hàn có thể được cung cấp trong xi lanh hoặc được tạo ra từ canxi cacbua và nước sẵn sàng để hàn trong các nhà máy đặc biệt. Acetylen tự nổ ở áp suất trên 2 bar, nó không thể được nén trực tiếp vào các bình chứa khí thông thường. Các xi lanh để lưu trữ acetylene, do đó, được chuẩn bị đặc biệt bằng cách đóng gói chúng với một nhũ tương than, đá bọt và đất truyền hoặc thay thế bằng canxi silicat. Cả hai vật liệu đóng gói này đều có độ xốp cao với độ xốp 92%.

Việc đóng gói xốp này được thực hiện để lấp đầy hoàn toàn không gian trong các hình trụ nhưng chia nó thành các ô nhỏ. Không khí bị cạn kiệt từ các tế bào này và không gian trong vật liệu xốp được lấp đầy bằng acetone có khả năng hòa tan 23 lần thể tích acetylene của chính nó cho mỗi bầu không khí áp suất và do đó cho phép nén acetylene an toàn lên đến 17 bar. Acetylene được lưu trữ theo cách này trong xi lanh được gọi là DA (acetylene hòa tan). Áp suất của axetylen hòa tan trong xi lanh chứa đầy không được vượt quá 1 -9 MPa ở 20 ° C.

Khi acetylene được rút ra từ xi lanh, một số acetone cũng có thể được mang theo nó. Để giảm thiểu việc mất acetone, không được rút acetylene với tốc độ cao hơn 1700 lit / giờ. Áp suất dương 0, 05 đến 0, 1 MPa phải luôn luôn được đặt trong xi lanh axetylen rỗng ở nhiệt độ 20 ° C, trong khi ở nhiệt độ 35 ° C, áp suất có thể là 0, 3 MPa.

Khi sử dụng, xi lanh axetylen phải luôn đứng thẳng nếu không lượng acetone quá mức có thể chảy theo nó và điều đó biến ngọn lửa oxy-axetylen thành màu tía và dẫn đến các mối hàn kém chất lượng.

Mặc dù acetylene hòa tan thuận tiện để sử dụng, một số người dùng thích tự sản xuất nguồn cung cấp từ canxi cacbua và nước trong một thiết bị gọi là máy phát Acetylene.

Hai phương pháp chủ yếu được sử dụng để tạo ra acetylene là:

(i) Cacbua với nước và

(ii) Nước-cacbua.

Phương pháp cacbua-nước là phổ biến hơn. Nó cho phép các cục cacbua nhỏ được thải ra từ phễu vào thùng chứa nước như trong hình 16-1. Các máy phát này có thể được phân loại là các đơn vị áp suất thấp trong đó các tài liệu áp suất không vượt quá 10 XPa, các đơn vị áp suất trung bình có áp suất 10 - 70 KPa và các đơn vị áp suất cao với áp suất khí 70 - 150 KPa. Tuy nhiên, các loại áp suất thấp hoặc trung bình thường được sử dụng trong thực tế.

Tốc độ sản xuất trong máy phát di động áp suất thấp dao động lên tới 850 lit / giờ trong khi máy phát tĩnh áp suất trung bình có thể sản xuất tới 169900 lit / giờ. Acetylen được sản xuất trong máy phát điện được gọi là axetylen được tạo ra.

Thiết lập cho hàn khí:

Thiết lập tiêu chuẩn với thiết bị cơ bản tối thiểu cần thiết cho hàn khí oxyacetylene được hiển thị sơ đồ trong hình 16.2. Nó bao gồm các xi lanh axetylen và oxy, mỗi ống được xử lý bằng một bộ điều chỉnh khí để giảm áp suất xi lanh xuống áp suất khả thi, các ống để truyền khí đến mỏ hàn với một bộ vòi phun để thu được hỗn hợp khí với số lượng và chất lượng cần thiết để có được một ngọn lửa mong muốn cho hàn. Mỗi đơn vị này đóng một phần thiết yếu trong việc kiểm soát và sử dụng nhiệt cần thiết cho hàn.

Đánh lửa và điều chỉnh cho hàn khí:

Khi thiết bị hàn khí được kết nối theo thiết lập như trong Hình 16.2, quy trình hàn yêu cầu đánh lửa ngọn lửa oxy-axetylen, thao tác của mỏ hàn để di chuyển ngọn lửa theo chuyển động mong muốn, đó là kỹ thuật hàn, thêm vào Đổ đầy kim loại vào bể hàn và sử dụng từ thông để có được mối hàn chất lượng cần thiết.

Bước đầu tiên trong việc đốt lửa là mở van axetylen trên mỏ hàn và đốt cháy khí axetylen, thoát ra khỏi đầu, bằng cách sử dụng bộ phận đánh lửa. Khí axetylen bắt lửa và đốt cháy với quá trình đốt cháy không hoàn toàn bằng cách hút oxy từ không khí.

Quy trình thông thường để điều chỉnh lưu lượng khí axetylen là mở van axetylen trên mỏ hàn cho đến khi ngọn lửa tách ra khỏi đầu và sau đó đóng lại một chút để ngọn lửa chỉ nối với đầu. Một ngọn lửa như vậy có màu cam với rất nhiều khói phát ra từ nó do dư thừa carbon tự do thải vào khí quyển. Van oxy trên mỏ hàn sau đó được mở để có được ngọn lửa mong muốn, tức là chế hòa khí, hoặc trung tính hoặc oxy hóa.

Kỹ thuật hàn khí:

Có hai kỹ thuật cơ bản, về hàn khí, tùy theo hướng của mỏ hàn: thuận tay hoặc trái và trái hoặc phải; cả hai kỹ thuật này được thể hiện trong hình 16.16. Trong hàn thuận tay, chất độn được giữ trước ngọn lửa trong khi hàn trái tay nó đi theo nó.

Trong hàn thuận tay, ngọn lửa được dẫn trước mối hàn đã hoàn thành dẫn đến sự gia nhiệt đồng đều hơn của các cạnh và trộn kim loại tốt hơn trong lỗ hàn!; điều này cũng dẫn đến khả năng hiển thị tốt hơn của phôi trước bể hàn. Cả ngọn lửa và thanh phụ trong hàn thuận tay đều được di chuyển trong các mẫu dệt, một số trong đó được thể hiện trong hình 16, 17.

Hàn trước đảm bảo chiều cao và chiều rộng đồng đều hơn của mép hàn, tốc độ hàn cao hơn và chi phí thấp hơn khi áp dụng cho độ dày làm việc dưới 5 mm.

Tốc độ dòng axetylen để hàn thép thuận tay phải từ 100-120 lit / giờ trên mm độ dày công việc. Kỹ thuật hàn này cũng thường được sử dụng cho các kim loại có điểm nóng chảy thấp.

Đối với vật liệu hàn dày hơn 5 mm hàn tay là phổ biến hơn. Trong hàn tay, ngọn lửa được hướng ngược lại với mối hàn đã hoàn thành và không cần phải có chuyển động dệt nào cho ngọn lửa mặc dù thanh phụ có thể được di chuyển theo mô hình xoắn ốc nhưng với dao động ngắn hơn so với hàn thuận tay.

Hàn trái tay nhanh hơn đối với vật liệu dày hơn vì người vận hành có thể giữ hình nón bên trong của ngọn lửa gần bề mặt của vũng hàn do đó tạo ra nhiều nhiệt hơn cho kim loại nóng chảy so với hàn thuận tay. Trong hàn tay, ngọn lửa làm nóng kim loại đã lắng đọng và có tác dụng xử lý nhiệt cho cả kim loại hàn và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt. Tốc độ dòng axetylen để hàn trái tay thép thường được đặt ở mức 120-150 lit / giờ trên mm độ dày công việc.

Vị trí ngọn đuốc và độ nghiêng:

Ngọn lửa oxy-axetylen được định vị sao cho các mặt khớp được đặt 2, 6 mm khỏi hình nón bên trong của ngọn lửa nằm trong lông axetylen khử. Hình nón bên trong không bao giờ chạm vào công việc hoặc thanh phụ nếu không nó có thể dẫn đến quá trình quang hóa của bể hàn và có thể có phản ứng ngược và hồi tưởng.

Góc ngọn đuốc làm việc kiểm soát tốc độ đầu vào nhiệt vào công việc; nó thường là 60 ° đến 70 ° trong hàn thuận tay và 40 ° đến 50 ° trong hàn tay. Kim loại điền vào góc làm việc thường được giữ ở mức 30 ° đến 40 ° cho cả kỹ thuật hàn thuận tay và hàn tay; tuy nhiên nó có thể thay đổi tùy theo vị trí hàn và số lần hàn hoặc chạy.

Điều thích hợp là giữ cho đầu que phụ được ngâm trong bể hàn mọi lúc trong khi hàn để tránh tiếp xúc với không khí bằng phần khử của ngọn lửa.

Thanh phụ:

Cả hai kỹ thuật hàn thuận tay và trái tay đều có thể được sử dụng để hàn có hoặc không có thanh phụ. Hàn được thực hiện mà không có thanh phụ được gọi là PUDDLING. Đối với vũng nước ở vị trí bằng phẳng, góc làm việc của ngọn đuốc được duy trì là mười hai 35 °. Ngay cả sự thâm nhập trong vũng nước cũng có thể đạt được bằng cách quan sát độ võng của kim loại, như trong Hình 16, 18. Độ võng phải vừa đủ để được chú ý. Puddling được sử dụng cho độ dày kim loại dưới 3 mm.

Khi hàn bằng que hàn, nó phải được giữ ở khoảng 90 ° so với môi hàn trong khi góc đầu làm việc được giữ ở khoảng 45 °.

Tính chất luyện kim của mỏ hàn có thể được kiểm soát bởi sự lựa chọn tối ưu của thanh phụ. Hầu hết các thanh phụ để hàn khí có chứa chất khử oxy để kiểm soát hàm lượng oxy trong bể hàn, nói chung silicon được sử dụng cho mục đích này mặc dù mangan cũng có thể được sử dụng. Xỉ được hình thành bởi phản ứng khử oxy hóa tạo thành một lớp mỏng trên bề mặt kim loại mối hàn có sự kiểm soát chi phối về tính lưu động và ổn định của hạt nóng chảy. Tính lưu động quá mức của xỉ có thể cản trở hàn vị trí.

Que Filler dùng để hàn thép kết cấu carbon thấp và trung bình thường có thành phần sau:

C = 0-25 - 0-30% Fe = phần còn lại

Mn = 1-2-1-5%

Si = 0-30-0-50%

Thanh Filler thường được chỉ định trong ba cấp, RG 45, RG 60 và RG 65, có độ bền kéo tối thiểu tương ứng là 315.420 và 470 MPa. Thông thường không có hạn chế về thành phần hóa học được chỉ định.

Thông lượng:

Thông lượng hàn là cần thiết để loại bỏ màng oxit và để duy trì bề mặt sạch. Thông lượng nóng chảy tại điểm nóng chảy của kim loại cơ bản và cung cấp một lớp bảo vệ chống lại phản ứng với các khí trong khí quyển. Thông lượng thường thâm nhập bên dưới màng oxit và tách ra và thường hòa tan nó. Chất trợ được bán trên thị trường dưới dạng bột khô, bột nhão hoặc dung dịch đặc.

Thông lượng ở dạng bột thường được áp dụng bằng cách nhúng thanh filler nóng trong đó. Thông lượng đủ bám dính vào thanh để cung cấp hành động từ thông thích hợp khi thanh phụ được nung chảy bởi ngọn lửa. Thông lượng được bán ở dạng dán thường được sơn lên thanh phụ hoặc công việc bằng bàn chải. Thanh được phủ sẵn thương mại cũng có sẵn cho một số kim loại. Thông lượng thường được sử dụng để hàn khí bằng nhôm, thép không gỉ, gang, đồng thau và đồng silicon.

Quy trình hàn:

Khi ngọn lửa mong muốn thu được, nó được áp dụng cho công việc tại vị trí cần thiết và hàn được bắt đầu bằng kỹ thuật thuận tay hoặc trái tay tùy thuộc vào độ dày của vật liệu làm việc.

Sự thâm nhập của mép hàn cũng như điều chỉnh mỏ hàn (chọn ngọn lửa), xử lý và chuyển động có liên quan đến đặc tính của vũng hàn. Độ xuyên thấu hạt thường bằng một phần ba chiều rộng mối hàn đối với kim loại mỏng trong khi nó bằng chiều rộng đối với kim loại dày hơn, đặc biệt là với hàn trái tay.

Nếu vũng hàn có bề mặt bóng mịn với một chấm nổi xung quanh ngoại vi bên ngoài, thì mỏ hàn được điều chỉnh tốt cho ngọn lửa trung tính. Dấu chấm trung tính này, được thể hiện trong hình 16, 19 có liên quan đến sự hiện diện của các oxit trong mối hàn và nổi liên tục dọc theo các cạnh bên ngoài của vũng hàn.

Nếu dấu chấm tăng kích thước thì đó là dấu hiệu của lượng carbon dư thừa. Khi điều này xảy ra, hồ hàn trở nên sần sùi và bẩn thỉu với vẻ ngoài xỉn màu cho thấy ngọn lửa thuộc loại chế hòa khí. Nếu hạt xuất hiện cặn bã thì đây là dấu hiệu của oxy dư thừa, nghĩa là ngọn lửa thuộc loại oxy hóa.

Thao tác đèn pin được coi là khó khăn nhất để xử lý vũng hàn trong khi bắt đầu hoặc dừng mối hàn. Để khởi động lại hoạt động hàn sau khi gián đoạn, cần phải gia nhiệt lại kim loại cơ bản khoảng 15 mm phía trước hạt hàn dọc theo trục hàn.

Ngay khi kim loại trở nên bóng bằng cách nung nóng và có thể nhìn thấy chấm trung tính, ngọn lửa được di chuyển từ từ trở lại vị trí bắt đầu hàn lại. Khi đạt đến điểm mong muốn, hướng của ngọn đuốc được đảo ngược và hàn bắt đầu ở tốc độ cao hơn để tính đến lượng nhiệt tăng thêm đã được đưa vào phần đó của công việc. Nếu tốc độ bình thường được duy trì, nó sẽ dẫn đến một hạt rộng hơn.

Đèn pin và thanh phụ thường được di chuyển theo một số mẫu nhất định, một số mẫu được thể hiện trong hình 16, 17. Điểm chính cần nhớ trong tất cả các chuyển động này là đầu ngọn lửa không được rời khỏi bể kim loại nóng chảy. Kim loại cơ bản phải được nung nóng trước và vũng hàn được thiết lập trước khi bắt đầu các chuyển động.

Chuyển động của đường thẳng hoặc chuỗi hạt có vẻ là dễ nhất, tuy nhiên nó không phải là dễ dàng và vũng hàn hoặc hạt hàn có chiều rộng bằng nhau rất khó để duy trì với nó. Do đó, chuyển động này chỉ được áp dụng bởi các thợ hàn có kinh nghiệm hoặc cho một quá trình hàn tự động.

Hàn oxy-acetylene có thể được sử dụng cho hàn hạ cấp, ngang, dọc hoặc trên cao, tuy nhiên hai vị trí đầu tiên trong số này được sử dụng phổ biến nhất. Các mối hàn ngang và trên cao thường được thực hiện bằng kỹ thuật hàn trái tay trong khi các mối hàn dọc và nghiêng được thực hiện khó khăn bằng cách sử dụng kỹ thuật thuận tay.

Trong hàn tay, thanh phụ phải có đường kính bằng một nửa độ dày của công việc, tối đa là 6 mm; trong khi đối với hàn thuận tay, đường kính que phụ phải lớn hơn 1 mm so với hàn trái tay.

Bảng 16.2 cung cấp các hướng dẫn về các loại kim loại, ngọn lửa và từ thông được đề nghị để hàn các kim loại và hợp kim khác nhau:

Chất lượng hàn cho hàn khí:

So với hàn hồ quang, vật liệu được gia nhiệt và làm lạnh với tốc độ thấp hơn trong hàn khí và điều đó thường dẫn đến sự tăng trưởng của hạt.

Khi hàn với ngọn lửa cacbon, bể hàn tiếp xúc với carbon monoxide, hydro và carbon có thể dẫn đến sự hình thành cacbua sắt theo phản ứng sau:

3Fe + C → Fe ₃ C Giành. (16.3)

3 Fe + 2CO → Fe ₃ C + CO _{2 tai} (16.4)

Kim loại do đó có thể được chế hòa khí.

Trong trường hợp ngọn lửa trung tính, hồ hàn và kim loại phụ tiếp xúc với CO và H ₂ trong lông axetylen. Vì rất ít CO được hình thành nên hầu như không có bất kỳ ảnh hưởng nào của phản ứng như vậy nếu xảy ra. Nếu ngọn lửa tự nhiên được sử dụng để hàn thép cacbon thấp CO và H ₂ không ảnh hưởng nhiều đến tính chất cơ học của mối hàn với điều kiện nó được phép làm lạnh chậm. Tuy nhiên, H ₂ hình thành trong ngọn lửa trung tính có thể tạo thành mối nguy hiểm đáng kể trong việc hàn đồng, nhôm và một số thép hợp kim cao vì nó gây ra hiện tượng hấp thụ hydro, dẫn đến nứt và xốp.

Nếu ngọn lửa oxy hóa được sử dụng, nó có thể dẫn đến quá trình oxy hóa mạnh Fe, Si, Mn, C và các nguyên tố khác trong thép. Các oxit như MnO và SiO ₂ có thể bị vướng vào kim loại mối hàn khi làm mát. Nếu các chất khử oxy như Si và Mn không đầy đủ, nó có thể dẫn đến quá trình oxy hóa sắt với hậu quả là làm suy yếu các tính chất cơ học của mối hàn. Trong trường hợp như vậy độ dẻo và độ dẻo dai của kim loại hàn đặc biệt giảm và các mối hàn như vậy có thể làm giảm tuổi thọ mỏi. Một ngọn lửa oxy hóa cũng có thể dẫn đến sự lan tỏa quá mức.

Trong hàn oxy-axetylen, vùng ảnh hưởng nhiệt thường kéo dài từ 8 đến 25 mm ở hai bên của trục hàn.

Thiết kế hàn cho hàn khí:

Chuẩn bị cạnh khớp phụ thuộc vào việc hàn oxy-axetylen được thực hiện có hoặc không có kim loại phụ. Khi sử dụng dây phụ, đường kính của nó thường xấp xỉ một nửa độ dày làm việc với giới hạn tối đa là 6 mm. Đối với hàn không có kim loại phụ, lượng chồng lấp của kim loại cơ bản bằng với độ dày gia công, như trong hình 16.20.

Các thiết kế chung thường được sử dụng để hàn oxy-axetylen không có kim loại phụ bao gồm góc, mặt bích, mặt bích kép và loại vòng như trong hình 16, 21. Các mối hàn đã hoàn thành của các loại này có thể so sánh với các mối hàn được sản xuất bằng kim loại phụ có cùng độ xuyên thấu.

Hàn oxy-acetylene với kim loại phụ được sử dụng nhiều hơn so với vũng nước. Sự thâm nhập tối đa trong quá trình này, tuy nhiên, giới hạn trong khoảng 6 mm. Do đó, vật liệu dày hơn 12 mm nên được hàn với sự chuẩn bị cạnh có thể giúp đạt được sự thâm nhập hoàn toàn để đạt được sức mạnh đầy đủ. Chuẩn bị góc xiên và cạnh Vee, Hình 16, 22, được sử dụng phổ biến nhất với góc rãnh từ 60 ° đến 90 ° mặc dù góc rãnh từ 65 ° đến 70 ° phổ biến hơn. Độ mở của rễ trong các mối hàn này thường được giữ ở mức 1, 5 đến 4 mm trong khi mặt gốc, khi được sử dụng, nằm trong khoảng từ 1, 5 đến 3 mm.

Đối với vật liệu hàn dày hơn 12 mm Vee đôi hoặc chuẩn bị biến dạng kép, như trong hình 16, 23, được ưu tiên để tránh biến dạng góc không đáng có.

Đối với ống hàn ở vị trí nằm ngang, người ta thường xử lý mối hàn với khoảng cách bằng nhau tại 3 đến 6 điểm tùy thuộc vào đường kính ống. Hàn thực tế sau đó được thực hiện trong các khối bất kể thực tế cho dù đường ống là cố định hoặc xoay.

Đối với hàn ống có thể xoay được thực hiện bằng cách giữ các khối ở vị trí trên cùng được đặt đối xứng với đường kính dọc. Trên các đường ống cố định, mối nối phải được thực hiện ở các vị trí hạ cấp, nghiêng và trên cao, sử dụng kỹ thuật bước lùi để kiểm soát biến dạng.

Ứng dụng của hàn khí:

Hàn khí oxy-nhiên liệu là không thể thiếu trong việc sửa chữa đúc kim loại màu và kim loại màu, bảo trì và sửa chữa, hàn ống có đường kính nhỏ (lên đến 50 mm) và cho sản xuất nhẹ.

Do chu kỳ làm nóng và làm mát ít nghiêm trọng hơn so với hàn hồ quang, hàn khí được sử dụng rộng rãi để hàn các kim loại cứng như thép carbon và một số thép hợp kim.

Hàn khí của kim loại dày chậm so với hàn hồ quang, tuy nhiên sự xâm nhập của rễ được kiểm soát tốt hơn bằng hàn khí; đó là lý do tại sao quá trình này thường được sử dụng cho gốc chạy trong các mối nối ống được theo sau bởi chất độn đi qua hàn hồ quang.

Một dạng siêu nhỏ của hàn oxy-axetylen sử dụng một ngọn đuốc nhỏ với một viên ngọc sapphire được khoan trong vòi để cung cấp một luồng khí hỗn hợp tốt. Những ngọn đuốc này rất hữu ích cho công việc tinh tế như trong buôn bán đồ trang sức.

Các biến thể của hàn khí:

Có hai biến thể chính của hàn oxy-nhiên liệu:

(i) Hàn áp lực nóng,

(ii) Hàn nước.

(i) Hàn áp lực nóng :

Trong hàn áp lực nóng, toàn bộ bề mặt của từng miếng được hàn được nung nóng trước khi áp dụng đủ áp lực để tác động lên một mối hàn đồng thời trên toàn bộ bề mặt. Có hai biến thể phụ của quy trình được gọi là phương pháp 'Đóng khớp' và 'Mở khớp'.

a. Phương pháp đóng chung:

Các mặt được hàn được gia công hoặc nghiền để tạo thành các bề mặt sạch và mịn được tiếp xúc dưới áp lực. Kim loại tại và gần với giao diện được làm nóng với sự trợ giúp của đèn khò oxy-axetylen đa ngọn lửa làm mát bằng nước để đạt được sự gia nhiệt đồng đều xung quanh.

Để dễ dàng loại bỏ công việc, các phần tròn đặc hoặc rỗng như trục hoặc đường ống thường được hàn bằng các mỏ hàn vòng tròn thuộc loại phân chia như trong hình 16.24. Khi đạt được nhiệt độ yêu cầu, thường là khoảng 1200 ° C đối với thép carbon thấp, áp suất dọc trục được áp dụng để ảnh hưởng đến mối hàn.

Để hàn ống thép có đường kính 125 mm có độ dày thành khoảng 6 mm, cần phải giữ đầu tiếp giáp dưới áp suất 10, 5 MPa, được nâng lên khoảng 28 MPa sau khi đầu ống được nung nóng đến nhiệt độ hàn. Chu kỳ áp suất là khác nhau đối với các kim loại khác nhau như trong bảng 16.3.

Loại và kích thước của khớp và mức độ khó chịu đạt được trong hàn áp lực nóng khớp chặt có độ dày khác nhau của kim loại được trình bày trong bảng 16.4.

b. Phương pháp mở chung:

Máy hàn hàn áp lực mở tương tự như máy hàn hàn flash ở chỗ chúng được cung cấp với sự liên kết chính xác hơn và được chế tạo chắc chắn để chịu được các lực khó chịu được áp dụng nhanh chóng.

Nói chung, đầu gia nhiệt là một đầu đốt nhiều loại phẳng, như hình 16.25. Sự liên kết tốt của đầu gia nhiệt với cấu hình khớp là rất quan trọng để giảm thiểu quá trình oxy hóa để có được sự gia nhiệt đồng đều và sự đảo lộn tiếp theo. Việc sắp xếp các phôi có thể được thực hiện với sự trợ giúp của khối đệm rời. Bề mặt cắt cưa là thỏa đáng để hàn vì các đầu được nấu chảy hoàn toàn trước khi một mối hàn bị ảnh hưởng.

Quy trình chung để hàn áp lực nóng mở là căn chỉnh các bộ phận và đặt đầu hàn giữa chúng để làm nóng đồng đều các bề mặt cuối. Sau khi các đầu được nung nóng đến nhiệt độ yêu cầu, được thể hiện bằng các màng nóng chảy bao phủ cả hai mặt, ngọn đuốc được rút ra và các bộ phận nhanh chóng được kết hợp dưới áp suất không đổi từ 28 đến 35 MPa tại giao diện để đạt được mối hàn, như trong Hình 16, 26. Áp lực này được duy trì cho đến khi hết buồn. Tổng số khó chịu phụ thuộc vào cả áp suất và nhiệt độ của kim loại nóng. Không có cài đặt trước của buồn bã được thực hiện.

Các ứng dụng:

Hàn khí áp lực nóng có thể được sử dụng để hàn thép hợp kim và carbon thấp và cao, một số kim loại màu và hợp kim bao gồm hợp kim niken-đồng, niken-crôm và đồng-silicon. Nó cũng có thể được sử dụng để hàn kim loại khác nhau.

Các ứng dụng cụ thể của hàn áp lực nóng bao gồm hàn đường ray, thanh thép kết cấu, đường ống, ống và vòng rắn. Quá trình này, tuy nhiên, được thay thế nhanh chóng bằng các quá trình hàn mông và hàn ma sát.

(ii) Hàn nước:

Hàn nước là một quá trình hàn vi oxy-hydro được sử dụng cho công việc tinh vi và trong thương mại đồ trang sức.

Hydrogen và oxy cho quá trình này được tạo ra bởi quá trình điện phân nước và các khí hỗn hợp được đưa vào một ngọn đuốc thu nhỏ, đầu của nó là kim tiêm dưới da. Hydrogen đốt cháy oxy theo phản ứng sau.

2H ₂ + O ₂ → 2H ₂ O + 116000 Cals (16.7)

Ngọn lửa được tạo ra đang bị oxy hóa, tuy nhiên nó có thể được làm giảm bằng cách cho các sản phẩm điện phân vào rượu làm giàu ngọn lửa do đó làm giảm nhiệt độ của nó. Công suất ngọn lửa có thể được kiểm soát bằng cách thay đổi dòng điện được sử dụng cho điện phân.

Thiết bị cho quá trình này bao gồm một bộ phận nhỏ gọn được vận hành bởi nguồn điện chính. Bởi vì nước được sử dụng làm nguồn nhiên liệu, quá trình này được biết đến phổ biến bởi một tiêu đề sai lệch là 'Hàn nước'. Hình 16, 27 cho thấy một bức ảnh của thiết lập cho một đơn vị như vậy.