More Related Content
Similar to 1 cong nghe-han-tig(1)
Similar to 1 cong nghe-han-tig(1) (20)
1 cong nghe-han-tig(1)
- 1. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 1
H”n v” cŸt kim loÂči
ChâÂŹng 1: Khži niĂm chung
1.1. ThĂčc chĂt v” ÂźĂc ÂźiĂm cña quž trĂnh h”n
1.1.1. ThĂčc chĂt cña quž trĂnh h”n
H”n l” phâÂŹng phžp nĂši hai hay nhiĂu chi tiĂt kim loÂči th”nh mĂ©t m” kh«ng
thĂ thžo rĂȘi ÂźâĂźc b»ng cžch nung nĂŁng chĂłng tÂči vĂŻng tiĂp xĂłc ÂźĂn trÂčng thži nĂŁng
ch¶y hay dĂo, sau Ÿã kh«ng dĂŻng žp lĂčc hoĂc dĂŻng žp lĂčc Ÿà Ăp chi tiĂt h”n dĂnh chĂt
vĂi nhau.
Khi h”n nĂŁng ch¶y, kim loÂči bĂ nĂŁng ch¶y, sau Ÿã kĂt tinh ho”n to”n tÂčo th”nh
mÚi h”n.
Khi h”n žp lĂčc, kim loÂči ÂźâĂźc nung ÂźĂn trÂčng thži dĂo, sau Ÿã ÂźâĂźc Ăp Ÿà tÂčo
nÂȘn mĂši liÂȘn kĂt kim loÂči v” tšng kh¶ nšng thĂm thĂu, khĂch tžn cña cžc phĂn tö vĂt
chĂt giĂ·a hai mĂt chi tiĂt cĂn h”n l”m cho cžc chi tiĂt liÂȘn kĂt chĂt vĂi nhau tÂčo th”nh
mÚi h”n.
1.1.2. §Ăc ÂźiĂm cña quž trĂnh h”n
- TiĂt kiĂm kim loÂči: so vĂi tžn ri vÂȘ tiĂt kiĂm tĂ” 10Ă·20 %, so vĂi phâÂŹng phžp Ÿóc
cĂŁ thĂ tiĂt kiĂm ÂźâĂźc tĂ” 30Ă·50 % lâĂźng kim loÂči ...
- Gi¶m ÂźâĂźc thĂȘi gian v” giž th”nh chĂ tÂčo kĂt cĂu nhâ dĂm, gi”n, khung v.v...
- CĂŁ thĂ tÂčo ÂźâĂźc cžc kĂt cĂu nhĂ nhâng kh¶ nšng chĂu lĂčc cao.
- §é bĂn v” Ÿé kĂn cña mĂši h”n lĂn.
- CĂŁ thĂ h”n ÂźâĂźc hai kim loÂči cĂŁ tĂnh chĂt khžc nhau.
- ThiĂt bĂ h”n Ÿn gi¶n, vĂšn ÂźĂu tâ kh«ng cao.
- Trong kĂt cĂu h”n tĂ„n tÂči Ăžng suĂt nhiĂt lĂn, nÂȘn vĂt h”n dĂ bĂ biĂn dÂčng v” cong
vÂȘnh.
- TĂŠ chĂžc kim loÂči gĂn mĂši h”n bĂ dĂn nÂȘn kĂt cĂu h”n chĂu xung lĂčc kĂm.
H”n ÂźâĂźc sö dĂŽng rĂ©ng r·i Ÿà tÂčo ph«i trong tĂt c· cžc ng”nh kinh tĂ quĂšc d©n,
ÂźĂc biĂt trong ng”nh chĂ tÂčo mžy, chĂ tÂčo cžc kĂt cĂu dÂčng khung, gi”n trong x©y
dĂčng, cĂu ÂźâĂȘng, cžc bĂnh chĂža trong c«ng nghiĂp.
1.2. Ph©n loÂči cžc phâÂŹng phžp h”n
1.2.1.Theo trÂčng thži h”n
a. H”n nãng ch¶y:
H”n hĂ„ quang, h”n khĂ, h”n ÂźiĂn xĂ, h”n b»ng tia ÂźiĂn tö, h”n b»ng tia laze, h”n
plasma ... Khi h”n nĂŁng ch¶y, kim loÂči mĂp h”n ÂźâĂźc nung ÂźĂn trÂčng thži nĂŁng ch¶y
kĂt hĂźp vĂi kim loÂči bĂŠ sung tĂ” ngo”i v”o ÂźiĂn ÂźĂy khe hĂ« giĂ·a hai chi tiĂt h”n, sau Ÿã
Ÿ«ng ÂźĂc tÂčo ra mĂši h”n.
b. H”n žp lĂčc
- 2. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
H”n tiĂp xĂłc, h”n ma sžt, h”n nĂŠ, h”n siÂȘu ©m, h”n khĂ Ăp, h”n cao tĂn, h”n
khuĂch tžn ... Khi h”n b»ng žp lĂčc kim loÂči Ă« vĂŻng mĂp h”n ÂźâĂźc nung nĂŁng ÂźĂn
trÂčng thži dĂo sau Ÿã hai chi tiĂt ÂźâĂźc Ăp lÂči vĂi lĂčc Ăp Ÿñ lĂn, tÂčo ra mĂši h”n.
c. H”n nhiĂt
H”n nhiĂt l” sö dĂŽng nhiĂt cña cžc ph¶n Ăžng hĂŁa hĂ€c phžt nhiĂt Ÿà nung kim loÂči
mĂp h”n ÂźĂn trÂčng thži nĂŁng ch¶y ŸÄng thĂȘi kĂt hĂźp vĂi lĂčc Ăp Ÿà tÂčo ra mĂši h”n
1.2.2. Theo nšng lâĂźng sö dĂŽng
a. §iĂn nšng: H”n hĂ„ quang, h”n ÂźiĂn tiĂp xĂłc ...
b. Hož nšng: H”n khĂ, h”n nhiĂt ...
c. C nšng: H”n ma sžt, h”n nguéi ...
1.2.3. Theo mĂžc Ÿé tĂč Ÿéng hož
a. H”n b»ng tay.
b. H”n bžn tĂč Ÿéng.
c. H”n tĂč Ÿéng.
1.3. TĂŠ chĂžc kim loÂči mĂši h”n v” vĂŻng phĂŽ cĂn
Sau khi h”n, kim loÂči lĂĄng Ă« vĂČng h”n sĂ nguĂ©i v” kĂt tinh tÂčo th”nh mĂši h”n.
Do ¶nh hâĂ«ng cña tžc dĂŽng nhiĂt nÂȘn cĂŁ sĂč thay ŸÊi tĂŠ chĂžc v” tĂnh chĂt cña vĂŻng mĂši
h”n. Quan sžt tĂŠ chĂžc kim loÂči vĂŻng mĂši h”n hĂnh chĂ· V cĂŁ thĂ ph©n biĂt ba vĂŻng
khžc nhau: vĂŻng vĂČng h”n (1), vĂŻng viĂn ch¶y (2) v” vĂŻng ¶nh hâĂ«ng nhiĂt (3).
1.3.1. Vïng mÚi h”n
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 2
Trong vĂŻng n”y, kim loÂči
nĂŁng ch¶y ho”n to”n, th”nh phĂn
bao gĂ„m c¶ kim loÂči vĂt h”n v”
kim loÂči bĂŠ sung tĂ” ngo”i v”o, Ă«
lĂp biÂȘn cĂŁ hÂčt nhĂĄ mĂn, lĂp tiĂp
theo cĂŁ hÂčt hĂnh nhžnh c©y kĂo d”i
v” vĂŻng t©m cĂŁ hÂčt lĂn v” cĂŁ lĂn
chĂt phi kim (xĂ v.v...).
1.3.2. VĂŻng viĂn ch¶y
Trong vĂŻng n”y kim loÂči nĂŁng ch¶y kh«ng ho”n to”n, do sĂč thĂm thĂu qua lÂči
cña kim loÂči vĂŻng vĂČng h”n v” kim loÂči vĂt h”n nÂȘn vĂŻng n”y cĂŁ th”nh phĂn trung
gian giĂ·a kim loÂči vĂČng h”n v” kim loÂči vĂt h”n. ChiĂu d”y cña vĂŻng n”y rĂt hĂp.
H.1.1. VĂŻng kim loÂči mĂši h”n
VĂŻng KL kĂt tinh
cĂŁ Ÿé hÂčt lĂn
VĂŻng KL kĂt tinh
cĂŁ Ÿé hÂčt nhĂĄVĂŻng KL ch¶y
kh«ng ho”n to”n
ViĂn ch¶yPhĂn phi kim
3
2
1
00
C
1500
1100
VĂŻng thâĂȘng hĂŁa
VĂŻng quž nhiĂt
VĂŻng cháșŁy kh«ng ho n
VĂŻng cháșŁy
1.3.3. VĂŻng ¶nh hâĂ«ng nhiĂt
- 3. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 3
Kim loÂči vĂt h”n trong
vïng n”y bà nung nãng sau
Ÿã nguéi cïng mÚi h”n. Do
¶nh hâĂ«ng cña nung nĂŁng v”
l”m nguĂ©i, tĂŠ chĂžc kim loÂči
trong vĂŻng n”y thay ŸÊi, dĂn
ÂźĂn cÂŹ lĂœ tĂnh thay ŸÊi theo.
TuĂș thuĂ©c vĂt liĂu h”n, nhiĂt
Ÿé nung nãng, trong vïng
n”y cĂŁ thĂ nhĂn ÂźâĂźc nhiĂu
tÊ chÞc khžc nhau.
XĂt trâĂȘng hĂźp khi h”n thĂp cžc bon, tĂŠ chĂžc cña vĂŻng ¶nh hâĂ«ng nhiĂt cĂŁ thĂ
chia th”nh nšm miĂn (tĂ” lĂp gižp vĂi viĂn ch¶y) :
a. MiĂn quž nhiĂt 2: sžt vĂi viĂn ch¶y, cĂŁ nhiĂt Ÿé trÂȘn 11000
C kim loÂči bĂ quž
nhiĂt mÂčnh, cžc hÂčt «stenit bŸt ÂźĂu phžt triĂn mÂčnh, vĂŻng n”y cĂŁ hÂčt rĂt lĂn cĂŁ Ÿé dai
va chÂčm v” tĂnh dĂo kĂm, Ÿé bĂn thĂp v” tĂnh dĂn cao l” miĂn yĂu nhĂt cña vĂt h”n.
b. MiĂn thâĂȘng hĂŁa 3: l” miĂn cĂŁ nhiĂt Ÿé 9000
Ă· 11000
C, kim loÂči cĂŁ tĂŠ chĂžc
cĂŁ cžc hÂčt ferit nhĂĄ v” mĂ©t sĂš hÂčt peclit, nĂŁ cĂŁ cÂŹ tĂnh rĂt cao.
c. MiĂn kĂt tinh lÂči kh«ng ho”n to”n 4: l” miĂn cĂŁ nhiĂt Ÿé 7200
Ă· 9000
C cĂŁ
tĂŠ chĂžc hÂčt lĂn cña pherit lĂn vĂi hÂčt «stenit nhĂĄ, vĂ thĂ cÂŹ tĂnh kh«ng ÂźĂu.
d. MiĂn kĂt tinh lÂči 5: l” miĂn cĂŁ nhiĂt Ÿé 5000
Ă· 7000
C. MiĂn n”y tĂŠ chĂžc
giĂšng tĂŠ chĂžc kim loÂči vĂt h”n, nhâng Ă« nhiĂt Ÿé n”y l” nhiĂt Ÿé biĂn mĂm l”m mĂt
hiĂn tâĂźng biĂn cĂžng, cžc sai lĂch mÂčng ÂźâĂźc khŸc phĂŽc, Ÿé dĂo kim loÂči phĂŽc hĂ„i.
Âź. MiĂn dĂn xanh 6: l” miĂn cĂŁ nhiĂt Ÿé < 5000
C tĂŠ chĂžc kim loÂči trong vĂŻng
n”y ho”n to”n giĂšng vĂi tĂŠ chĂžc ban ÂźĂu nhâng do ¶nh hâĂ«ng nhiĂt nÂȘn tĂ„n tÂči Ăžng
suĂt dâ nÂȘn khi thö mĂu h”n, miĂn n”y thâĂȘng bà ŸÞt.
VĂŻng ¶nh hâĂ«ng nhiĂt cĂŁ chiĂu rĂ©ng thay ŸÊi tuĂș thuĂ©c rĂt lĂn v”o chiĂu d”y
vĂt h”n, nguĂ„n nhiĂt h”n, ÂźiĂu kiĂn thožt nhiĂt khĂĄi vĂŻng h”n.
ChâÂŹng 2: H”n hĂ„ quang tay
2.1. Khži niĂm vĂ hĂ„ quang h”n
2.1.1. ThĂčc chĂt cña hĂ„ quang h”n
H”n hĂ„ quang l” phâÂŹng phžp h”n nĂŁng ch¶y dĂŻng nhiĂt cña ngĂ€n löa hĂ„ quang
sinh ra giĂ·a cžc ÂźiĂn cĂčc h”n. HĂ„ quang h”n l” dĂng chuyĂn Ÿéng cña cžc ÂźiĂn tö v”
ion vĂ hai ÂźiĂn cĂčc, kĂm theo sĂč phžt nhiĂt lĂn v” phžt sžng mÂčnh.
Trong cžc ÂźiĂu kiĂn bĂnh thâĂȘng, kh«ng khĂ kh«ng dĂn ÂźiĂn, giĂ·a 2 ÂźiĂn cĂčc cña
cžc loÂči mžy h”n hĂ„ quang cĂŁ ÂźiĂn žp kh«ng t¶i nhĂĄ thua 80 v«n, vĂ vĂy kh«ng cĂŁ sĂč
phĂŁng ÂźiĂn giĂ·a chĂłng. §à g©y hĂ„ quang, ngâĂȘi ta g©y ra hiĂn tâĂźng Âźo¶n mÂčch lĂłc
Ÿã mĂt Ÿé dĂng ÂźiĂn tÂči chĂŠ tiĂp xĂłc cña 2 ÂźiĂn cĂčc rĂt lĂn, theo ÂźĂnh luĂt Jun-lenc thĂ
- 4. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
Q = 0,24 RI2
t, nhiĂt lâĂźng n”y ÂźâĂźc cžc ÂźiĂn tö tĂč do Ă« mĂt ÂźĂu catĂšt hĂp thĂŽ. Sau khi
nhĂn ÂźâĂźc nšng lâĂźng dâĂi dÂčng nhiĂt cžc ÂźiĂn tö n”y cĂŁ thĂ nšng lĂn v” bĂžt ra khĂĄi
quĂŒ ÂźÂčo cña mĂnh v” phĂŁng vĂ anĂšt, trÂȘn ÂźâĂȘng Âźi chĂłng sĂ bŸn phž lÂȘn cžc nguyÂȘn
v” ph©n tö chĂt khĂ b¶o ho” Ÿà cho hoĂc lĂy Âźi cña chĂłng mĂ©t v”i ÂźiĂn tö (tuĂș theo
hož trĂ cña chĂłng) v” biĂn chĂłng th”nh nhĂ·ng ion. M«i trâĂȘng ion l” m«i trâĂȘng dĂn
ÂźiĂn rĂt tĂšt cho nÂȘn quž trĂnh g©y hĂ„ quang chĂ x¶y ra Ă« giai ÂźoÂčn ban ÂźĂu. Nhâ vĂy
hĂ„ quang h”n l” dĂng chuyĂn dĂch cña cžc ion dâÂŹng vĂ catĂšt; ion ©m v” cžc ÂźiĂn tö
vĂ anĂšt. Cžc hÂčt n”y sĂ bŸn phž lÂȘn cžc vĂt cĂčc, cÂŹ nšng sĂ biĂn th”nh nhiĂt nšng ÂźĂ
l”m nĂŁng ch¶y hoĂc hao mĂn cžc ÂźiĂn cĂčc.
Quž trĂnh g©y hĂ„ quang khi h”n x¶y ra ba giai ÂźoÂčn:
- -
+
-
+
H.2.1. Quž trĂnh g©y hĂ„ quang khi h”n
+
a. Giai ÂźoÂčn chÂčm mÂčch ngŸn (a): cho hai ÂźiĂn cĂčc chÂčm v”o nhau, do diĂn
tĂch tiĂt diĂn ngang cña mÂčch ÂźiĂn bĂ v” ÂźiĂn trĂ« vĂŻng tiĂp xĂłc giĂ·a cžc ÂźiĂn cĂčc lĂn
vĂ vĂy trong mÂčch xuĂt hiĂn mĂ©t dĂng ÂźiĂn câĂȘng Ÿé lĂn, hai mĂp ÂźiĂn cĂčc bĂ nung
nĂŁng mÂčnh.
b. Giai ÂźoÂčn ion hož (b): Khi n©ng mĂ©t ÂźiĂn cĂčc lÂȘn khĂĄi ÂźiĂn cĂčc thĂž hai mĂ©t
kho¶ng tĂ” 2Ă·5 mm. Cžc ÂźiĂn tö bĂžt ra khĂĄ quĂŒ ÂźÂčo cña mĂnh v” chuyĂn Ÿéng nhanh
vĂ phĂa an«t (cĂčc dâÂŹng), trÂȘn ÂźâĂȘng chuyĂn Ÿéng chĂłng va chÂčm v”o cžc ph©n tö khĂ
trung ho” l”m chĂłng bĂ ion hĂŁa. SĂč ion hož cžc ph©n tö khĂ kĂm theo sĂč phžt nhiĂt lĂn
v” phžt sžng mÂčnh.
c. Giai ÂźoÂčn hĂ„ quang chžy ĂŠn ÂźĂnh (c): Khi mĂžc Ÿé ion hož ÂźÂčt tĂi mĂžc b·o
hĂa, cĂ©t hĂ„ quang ngĂ”ng phžt triĂn, nĂu giĂ· cho kho¶ng cžch giĂ·a hai ÂźiĂn cĂčc kh«ng
ŸÊi, cĂ©t hĂ„ quang ÂźâĂźc duy trĂ Ă« mĂžc ĂŠn ÂźĂnh.
Khi h”n, ÂźiĂn žp cĂn thiĂt Ÿà g©y hĂ„ quang kho¶ng tĂ” 35Ă·55 V ŸÚi vĂi dĂng
ÂźiĂn mĂ©t chiĂu, tĂ” 55Ă·80 V ŸÚi vĂi dĂng ÂźiĂn xoay chiĂu. §iĂn žp Ÿà duy trĂ hĂ„
quang chžy ĂŠn ÂźĂnh kho¶ng 16Ă·35 V khi dĂŻng dĂng ÂźiĂn mĂ©t chiĂu v” tĂ” 25Ă·45 V
khi dĂŻng dĂng ÂźiĂn xoay chiĂu.
2.1.2. SĂč chžy cña hĂ„ quang
SĂč chžy cña hĂ„ quang phĂŽ thuĂ©c v”o: ÂźiĂn thĂ giĂ·a 2 ÂźiĂn cĂčc khi mžy châa l”m
viĂc, câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn v” kho¶ng cžch giĂ·a chĂłng. Quan hĂ giĂ·a ÂźiĂn thĂ vĂi
câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn gĂ€i l” ÂźâĂȘng ÂźĂc tĂnh tĂnh cña hĂ„ quang.
Khi hĂ„ quang chžy ĂŠn ÂźĂnh, nhiĂt Ÿé trong cĂ©t hĂ„ quang ÂźÂčt tĂi 6000o
C, Ă« ca-tĂšt
kho¶ng 2400o
C v” ë a-nÚt kho¶ng 2600o
C.
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 4
- 5. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
§Ăc tĂnh tĂnh V-A cña hĂ„ quang h”n
cĂŁ ba vĂŻng ÂźĂc trâng: vĂŻng ÂźiĂn žp gi¶m (I),
vĂŻng ÂźiĂn žp kh«ng ŸÊi (II), v” vĂŻng ÂźiĂn žp
tšng (III). §iĂn žp kh«ng ŸÊi cña cĂ©t hĂ„
quang cĂŁ thĂ xžc ÂźĂnh theo c«ng thĂžc:
Uhq(V)
Ihq(A)
I II III
H.2.2. §âĂȘng ÂźĂc tĂnh tĂnh
cña hÄ quang h”n
Uh
U a b Lhq hq= + .
Trong Ÿã: a - l” tĂŠng ÂźiĂn thĂ rÂŹi trÂȘn 2
cĂčc, ŸÚi vĂi que h”n nĂŁng ch¶y a = 15Ă·20 v;
vĂi que h”n kh«ng nĂŁng ch¶y a = 30Ă·35 V
b - ÂźiĂn thĂ rÂŹi trÂȘn 1 Ÿn vĂ chiĂu d”i hĂ„ quang lĂy b = 15,7 v/cm. Lhq - l” chiĂu
d”i cét hÄ quang.
2.1.2. Tžc dĂŽng cña ÂźiĂn trâĂȘng ŸÚi vĂi hĂ„ quang h”n
CĂ©t hĂ„ quang cĂŁ thĂ xem nhâ l” mĂ©t d©y dĂn mĂm v” dâĂi tžc dĂŽng cña ÂźiĂn
trâĂȘng cĂ©t hĂ„ quang cĂČng bĂ chuyĂn dĂch, hĂnh džng bĂ thay ŸÊi.
Khi h”n, lĂčc ÂźiĂn trâĂȘng tžc dĂŽng lÂȘn hĂ„ quang gĂ„m cĂŁ lĂčc ÂźiĂn trâĂȘng tĂnh cña
mÂčch h”n v” lĂčc ÂźiĂn trâĂȘng sinh ra bĂ«i sŸt tĂ” l”m hĂ„ quang bĂ lĂch Âźi rĂt nhiĂu do Ÿã
l”m ¶nh hâĂ«ng xĂu ÂźĂn quž trĂnh h”n.
§Úi vĂi dĂng xoay chiĂu do cĂčc thay ŸÊi, do Ÿã chiĂu cña ÂźiĂn trâĂȘng cĂČng thay
ŸÊi theo v” hiĂn tâĂźng lĂch hĂ„ quang kh«ng Ÿžng kĂ. ChĂłng ta chĂ quan t©m ÂźĂn ¶nh
hâĂ«ng cña dĂng mĂ©t chiĂu ÂźĂn hĂ„ quang h”n.
a. ¶nh hâĂ«ng cña ÂźiĂn trâĂȘng tĂnh
§iĂn trâĂȘng tĂnh phžt sinh khi cĂŁ dĂng ÂźiĂn chÂčy qua d©y dĂn, que h”n v” cĂ©t
hĂ„ quang. ChĂłng l”m cho hĂ„ quang bĂ thĂŠi lĂch Âźi phž hoÂči quž trĂnh h”n bĂnh
thâĂȘng. CĂŁ 3 trâĂȘng hĂźp cĂŁ thĂ x¶y ra khi nĂši mÂčch h”n:
-
-
+
a/
+
c/b/
-
+
H.2.3. ¶nh hâĂ«ng cña ÂźiĂn trâĂȘng tĂnh ÂźĂn hĂ„ quang h”n
- HĂ„ quang bĂ lĂch do tžc dĂŽng cña ÂźiĂn trâĂȘng kh«ng ŸÚi xĂžng (a): tĂ” phĂa
dĂng ÂźiĂn Âźi v”o mĂt Ÿé ÂźâĂȘng sĂžc d”y hÂŹn, thĂ ÂźiĂn trâĂȘng mÂčnh hÂŹn. Do Ÿã hĂ„
quang bĂ x« ÂźĂy vĂ phĂa ÂźiĂn trâĂȘng yĂu hÂŹn.
- §iĂn trâĂȘng ŸÚi xĂžng xung quanh hĂ„ quang (b): hĂ„ quang c©n b»ng kh«ng
bĂ thĂŠi lĂch.
- §é nghiÂȘng cña que h”n (c): ChĂ€n gĂŁc nghiÂȘng que h”n thĂch hĂźp cĂŁ thĂ thay
ŸÊi tĂnh chĂt ph©n bĂš ÂźâĂȘng sĂžc v” cĂŁ thĂ tÂčo ra ddiĂn trâĂȘng ŸÄng ÂźĂu khŸc phĂŽc
ÂźâĂźc hiĂn tâĂźng thĂŠi lĂch hĂ„ quang.
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 5
- 6. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
b. ¶nh hâĂ«ng cña sŸt tĂ”
H.2.4. ¶nh hâĂ«ng cña
sŸt tĂ” ÂźĂn hĂ„ quang
VĂt liĂu sŸt tĂ” ÂźĂt gĂn hĂ„ quang thĂ tšng Ÿé tĂ”
thĂm lÂȘn h”ng ng”n lĂn so vĂi kh«ng khĂ. TĂ” th«ng
Âźi qua sŸt tĂ” cĂŁ Ÿé trĂ« khžng nhĂĄ sĂ l”m cho hĂ„
quang bĂ thĂŠi lĂch vĂ hâĂng Ÿã.
VĂ vĂy khi h”n gĂŁc, h”n ÂźĂn ÂźoÂčn cuĂši cĂn
chĂł Ăœ ÂźĂn vĂ trĂ cña que h”n cho phĂŻ hĂźp.
2.1.3. Tžc dĂŽng nhiĂt cña hĂ„ quang
a. NhiĂt v” nhiĂt Ÿé cña hĂ„ quang h”n
HĂ„ quang h”n l” mĂ©t nguĂ„i nhiĂt tĂp trung rĂt lĂn, ÂźiĂn nšng Ÿ· biĂn th”nh nhiĂt
nšng. Nšng lâĂźng n”y phžt ra tĂ” cĂčc dâÂŹng, cĂčc ©m v” trong cĂ©t hĂ„ quang dĂŻng ÂźĂ
nung nĂŁng ch¶y que h”n, vĂt h”n Ă« gĂn cĂ©t hĂ„ quang. NhiĂt Ÿé Ă« vĂŻng cĂčc dâÂŹng, cĂčc
©m xĂp xĂ b»ng nhiĂt Ÿé s«i v” nhiĂt Ÿé bĂšc hÂŹi cña vĂt liĂu ÂźiĂn cĂčc.
NhiĂt Ÿé cao nhĂt l” Ă« trung t©m cĂ©t hĂ„ quang do sĂč ion hož cžc chĂt khĂ; cĂn
nhiĂt Ÿé Ă« cžc vĂt cĂčc l” do sĂč bŸn phž cña cžc ÂźiĂn tö v” ion tÂčo nÂȘn, cĂn Ă« vĂŻng l©n
cĂn nhiĂt Ÿé thĂp hÂŹn v” kim loÂči bĂ quž nhiĂt. NhiĂt do hĂ„ quang sinh ra sĂ ph©n bĂš
qua m«i trâĂȘng, vĂt h”n, que h”n, kim loÂči mĂši h”n.
b. Quž trĂnh chuyĂn dĂch kim loÂči lĂĄng tĂ” que h”n v”o vĂČng h”n
Kim loÂči tĂ” que h”n v”o vĂČng h”n Ă« dÂčng nhĂ·ng giĂ€t nhĂĄ cĂŁ kĂch thâĂc khžc nhau.
Khi h”n, Ă« bĂt cĂž vĂ trĂ n”o trong kh«ng gian kim loÂči lĂĄng bao giĂȘ cĂČng chuyĂn tĂ”
que h”n v”o vĂČng h”n nhĂȘ cžc lĂčc sau Ÿ©y:
- TrĂ€ng lĂčc cña giĂ€t kim loÂči lĂĄng: lĂčc n”y cĂŁ kh¶ nšng chuyĂn dĂch kim loÂči
lĂĄng v”o vĂČng h”n khi h”n sĂp v” cĂŁ tžc dĂŽng ngâĂźc lÂči khi h”n trĂn.
- SĂžc cšng bĂ mĂt: lĂčc n”y sinh ra do tžc
dĂŽng cña lĂčc ph©n tö. LĂčc ph©n tö lu«n lu«n cĂŁ
khuyÂȘnh hâĂng tÂčo cho bĂ mĂt chĂt lĂĄng mĂ©t nšng
lâĂźng nhĂĄ nhĂt, nÂȘn cžc giĂ€t kim loÂči cĂŁ dÂčng hĂnh
cĂu. NhĂ·ng giĂ€t n”y chĂ mĂt Âźi khi rÂŹi v”o vĂČng h”n
v” bĂ sĂžc cšng bĂ mĂt cña vĂČng h”n kĂo v”o th”nh
dÂčng chung cña vĂČng h”n.
SĂžc cšng bĂ mĂt giĂ· cho kim loÂči lĂĄng cña vĂČng h”n khi h”n trĂn kh«ng bĂ rÂŹi v”
Ÿà hĂnh th”nh mĂši h”n.
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 6+
PP
- CâĂȘng Ÿé ÂźiĂn trâĂȘng: dĂng ÂźiĂn Âźi qua que
h”n sinh ra xung quanh nĂŁ mĂ©t ÂźiĂn trâĂȘng Ăp lÂȘn
que h”n, lĂčc n”y cŸt kim loÂči lĂĄng Ă« ÂźĂu que h”n
th”nh nhĂ·ng giĂ€t. Do sĂžc cšng bĂ mĂt v” câĂȘng Ÿé
- 7. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
ÂźiĂn trâĂȘng, Ă« ranh giĂi nĂŁng ch¶y cña que h”n bĂ
thŸt lÂči, tiĂt diĂn ngang gi¶m xuĂšng, mĂt Ÿé dĂng
ÂźiĂn tšng lÂȘn. MĂt khžc Ă« Ÿ©y ÂźiĂn trĂ« cao nÂȘn nhiĂt
sinh ra khž lĂn v” kim loÂči lĂĄng ÂźÂčt ÂźĂn trÂčng thži
s«i tÂčo žp lĂčc ÂźĂy giĂ€t kim loÂči chÂčy v”o vĂČng h”n.
MĂt Ÿé dĂng ÂźiĂn gi¶m dĂn tĂ” que h”n ÂźĂn vĂt h”n,
nÂȘn kh«ng bao giĂȘ cĂŁ hiĂn tâĂźng kim loÂči lĂĄng
chuyĂn dĂch tĂ” vĂt h”n v”o que h”n ÂźâĂźc.
- žp lĂčc trong: kim loÂči Ă« ÂźĂu mĂłt que h”n bĂ quž nhiĂt rĂt lĂn, nhiĂu ph¶n Ăžng
hož hĂ€c x¶y ra Ă« Ÿã v” sinh ra cžc chĂt khĂ. Ă« nhiĂt Ÿé cao thĂ tĂch cña cac chĂt khĂ
tšng lÂȘn khž lĂn v” g©y nÂȘn mĂ©t žp lĂčc mÂčnh ÂźĂy cžc giĂ€t kim loÂči lĂĄng tžch khĂĄi que
h”n. VĂ dĂŽ khi cĂŁ ph¶n Ăžng ho”n nguyÂȘn «xyt sŸt sĂ tÂčo ra khà «xyt cžcbon (CO).
2.2. Ph©n loÂči h”n hĂ„ quang tay
2.2.1. Ph©n loÂči theo dĂng ÂźiĂn h”n
a/ H”n b»ng dĂng ÂźiĂn xoay chiĂu
H”n b»ng dĂng ÂźiĂn cho ta mĂši h”n cĂŁ chĂt lâĂźng kh«ng cao, khĂŁ g©y hĂ„ quang
v” khĂŁ h”n song thiĂt bĂ h”n dĂng xoay chiĂu Ÿn gi¶n v” rĂ tiĂn nÂȘn trÂȘn thĂčc tĂ hiĂn
cĂŁ kho¶ng 80% l” mžy h”n xoay chiĂu.
b/ H”n b»ng dĂng ÂźiĂn mĂ©t chiĂu
H”n b»ng dĂng ÂźiĂn mĂ©t chiĂu tuy mžy h”n ÂźÂŸt tiĂn nhâng dĂ g©y hĂ„ quang, dĂ
h”n v” chĂt lâĂźng mĂši h”n cao. H”n b»ng dĂng ÂźiĂn mĂ©t chiĂu cĂŁ 2 cžch nĂši d©y:
- NĂši thuĂn: l” nĂši que h”n vĂi cĂčc ©m cña nguĂ„n ÂźiĂn, cĂn vĂt h”n nĂši vĂi cĂčc
dâÂŹng cña nguĂ„n. Do nhiĂt Ÿé Ă« vĂt h”n lĂn nÂȘn dĂŻng Ÿà h”n thĂp cĂŁ chiĂu d”y lĂn.
Khi dĂŻng ÂźiĂn cĂčc kh«ng nĂŁng ch¶y thĂ nÂȘn dĂŻng cžch nĂši n”y Ÿà ŸiĂn cĂčc ŸÏ bĂ mĂn.
- NĂši nghĂch: que h”n nĂši vĂi cĂčc dâÂŹng, vĂt h”n nĂši vĂi cĂčc ©m cña nguĂ„n
ÂźiĂn. Cžch n”y thâĂȘng dĂŻng khi h”n vĂt mĂĄng, kim loÂči m”u hoĂc gang b»ng que h”n
thĂp.
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 7
2.2.2. Ph©n loÂči theo ÂźiĂn cĂčc
a. §iĂn cĂčc h”n kh«ng nĂŁng ch¶y
§iĂn cĂčc h”n kh«ng nĂŁng ch¶y ÂźâĂźc chĂ tÂčo tĂ” cžc vĂt liĂu cĂŁ kh¶
nšng chĂu nhiĂt cao nhâ grafit, vonfram. §âĂȘng kĂnh que h”n dq = 1Ă·5
mm ŸÚi vĂi que h”n vonfram v” dq = 6Ă·12 mm ŸÚi vĂi que h”n grafit,
chiĂu d”i que h”n thâĂȘng l” 250 mm, ÂźĂu vžt c«n.
Que h”n kh«ng nĂŁng ch¶y cho hĂ„ quang h”n ĂŠn ÂźĂnh, Ÿà bĂŠ sung kim loÂči cho
mĂši h”n ph¶i sö dĂŽng thÂȘm que h”n phĂŽ.
b. §iĂn cĂčc h”n nĂŁng ch¶y
- 8. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
§iĂn cĂčc h”n nĂŁng ch¶y (que h”n) ÂźâĂźc chĂ tÂčo tĂ” kim loÂči hoĂc hĂźp kim cĂŁ
th”nh phĂn gĂn vĂi th”nh phĂn kim loÂči vĂt h”n.
LĂąi que h”n cĂŁ ÂźâĂȘng kĂnh theo lĂœ thuyĂt dq = 6Ă·12 mm. Trong thĂčc tĂ thâĂȘng
dĂŻng dq = 1Ă·6 mm. ChiĂu d”i cña que h”n L = 250Ă·450 mm; chiĂu d”i phĂn kĂp l1 =
30±5
mm; l2 < 15mm; l3 = 1Ă·2 mm.
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 8
21
L
l1 l2
l3
H.2.6. KĂt cĂu cña que h”n ÂźiĂn
Que h”n nãng ch¶y
1- lĂąi kim loÂči
2- thuÚc bÀc
LĂp thuĂšc bĂ€c ÂźâĂźc chĂ tÂčo tĂ” hçn hĂźp gĂ„m nhiĂu loÂči vĂt liĂu dĂŻng Ă« dÂčng bĂ©t,
sau Ÿã trĂ©n ÂźĂu vĂi chĂt dĂnh v” bĂ€c ngo”i lĂąi cĂŁ chiĂu d”y tĂ” 1-2 mm. Tžc dĂŽng cña
lĂp thuĂšc bĂ€c que h”n:
âą Tšng kh¶ nšng ion hĂŁa Ÿà dĂ g©y hĂ„ quang v” duy trĂ hĂ„ quang chžy ĂŠn ÂźĂnh.
Th«ng thâĂȘng ngâĂȘi ta Âźâa v”o cžc hĂźp chĂt cña kim loÂči kiĂm.
âą B¶o vĂ ÂźâĂźc mĂši h”n, tržnh sĂč «xy hož ho” tan khĂ tĂ” m«i trâĂȘng.
âą TÂčo xĂ lĂĄng v” ÂźĂu, che phñ kim loÂči tĂšt Ÿà gi¶m tĂšc Ÿé nguĂ©i cña mĂši h”n tržnh
nĂžt.
âą Khö «xy trong quž trĂnh h”n. NgâĂȘi ta Âźâa v”o trong thĂnh phĂn thuĂšc bĂ€c cžc
loÂči phe-r« hĂźp kim hoĂc kim loÂči sÂčch cĂŁ ži lĂčc mÂčnh vĂi «xy cĂŁ kh¶ nšng tÂčo
«xyt dĂ tžch khĂĄi kim loÂči lĂĄng.
2.2.3. Ph©n loÂči theo cžch ÂźĂu d©y cžc ÂźiĂn cĂčc khi h”n
H.2.7. Cžc cžch ÂźĂu d©y ÂźiĂn cĂčc h”n
a- ÂźĂu d©y trĂčc tiĂp b- ÂźĂu d©y gižn tiĂp c- ÂźĂu d©y 3 pha
2.3. NguĂ„n ÂźiĂn v” mžy h”n
2.3.1. YÂȘu cĂu chung ŸÚi vĂi nguĂ„n ÂźiĂn v” mžy h”n
- 9. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
NguĂ„n ÂźiĂn h”n trong h”n hĂ„ quang tay cĂŁ thĂ l” nguĂ„n ÂźiĂn xoay chiĂu hoĂc
mĂ©t chiĂu. NhĂn chung nguĂ„n ÂźiĂn h”n v” mžy h”n ph¶i ٦m b¶o cžc yÂȘu cĂu chung
sau:
⹠§iĂn žp kh«ng t¶i ph¶i Hh < U0 < 80 v.
- §Úi vĂi mžy h”n xoay chiĂu:
U0 = 55Ă·80 V, Hh = 30Ă·55 V.
- §Úi vĂi mžy h”n mĂ©t chiĂu:
U0 = 25Ă·45 V, Hh = 16Ă·35 V.
I (A)
A
B
1
2
H.2.8.1- ÂźâĂȘng ÂźĂc tĂnh tĂnh cña hĂ„ quang
2- ÂźâĂȘng ÂźĂc tĂnh Ÿéng cña mžy h”n
u (V)
⹠§âĂȘng ÂźĂc tĂnh Ÿéng V-A cña
mžy h”n ph¶i l” ÂźâĂȘng dĂšc liÂȘn tĂŽc.
âą CĂŁ kh¶ nšng chĂu quž t¶i khi ngŸn
mÂčch IÂź = (1,3Ă·1,4)Ih.
âą CĂŁ kh¶ nšng ÂźiĂu chĂnh dĂng ÂźiĂn h”n trong phÂčm vi rĂ©ng.
âą Mžy h”n ph¶i cĂŁ khĂši lâĂźng nhĂĄ, hĂ sĂš hĂ·u Ăch lĂn, giž th”nh rĂ, dĂ sö dĂŽng v” dĂ
söa ch÷a.
2.3.2. Mžy h”n hĂ„ quang ÂźiĂn xoay chiĂu
Mžy h”n hĂ„ quang dĂŻng dĂng ÂźiĂn xoay chiĂu ÂźâĂźc sö dĂŽng rĂ©ng r·i trong h”n
hĂ„ quang tay vĂ chĂłng cĂŁ kĂt cĂu Ÿn gi¶n, giž th”nh chĂ tÂčo thĂp, dĂ vĂn h”nh v” söa
chĂ·a. Tuy nhiÂȘn chĂt lâĂźng mĂši h”n kh«ng cao vĂ hĂ„ quang chžy kh«ng ĂŠn ÂźĂnh so
vĂi hĂ„ quang dĂŻng dĂng ÂźiĂn mĂ©t chiĂu.
Mžy h”n mĂ©t chiĂu cĂŁ nhiĂu loÂči, mçi loÂči cĂŁ tĂnh nšng v” nhĂ·ng ÂźĂc ÂźiĂm
riÂȘng, sau Ÿ©y giĂi thiĂu mĂ©t sĂš mžy h”n xoay chiĂu ÂźâĂźc sö dĂŽng nhiĂu nhĂt trong
thĂčc tĂ c«ng nghiĂp.
a. Mžy biĂn žp h”n xoay chiĂu:
LoÂči mžy h”n n”y ÂźiĂu chĂnh câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn h”n b»ng cžch thay ŸÊi ÂźiĂn
žp h”n nhĂȘ v”o sĂč thay ŸÊi sĂš vĂng d©y cña cuĂ©n thĂž cĂp. Mžy h”n loÂči n”y Ÿn gi¶n,
dĂ chĂ tÂčo, giž th”nh rĂ tuy nhiÂȘn chĂ thay ŸÊi dĂng v”i ÂźâĂźc mĂ©t v”i cĂp gĂ€i l” ÂźiĂu
chĂnh th«. P = U.I = U1.I1 = U2.I2
u1 u2
uh
A
Ί
W1
H.2.9. SÂŹ ŸÄ nguyÂȘn lĂœ cña mžy biĂn žp h”n xoay chiĂu
W2
b. Mžy h”n xoay chiĂu vĂi lĂąi tĂ” di Ÿéng
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 9
- 10. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
LoÂči mžy h”n n”y cĂŁ thĂ ÂźiĂu chĂnh tinh câĂȘng Ÿé h”n (Ih) b»ng cžch thay ŸÊi
tĂ” th«ng mĂŁc vĂng v”o cuĂ©n W2 nhĂȘ v”o sĂč thay ŸÊi vĂ trĂ cña lĂąi tĂ” trong khung tĂ”.
Ί1 = Ίr + Ί2
u1
u2
uh
A
BΊr Ί2
Ί1
W1 W2
H.2.10. SÂŹ ŸÄ nguyÂȘn lĂœ cña mžy h”n xoay chiĂu vĂi lĂąi tĂ” di Ÿéng
c. Mžy h”n tÊ hßp
Mžy h”n tĂŠ hĂźp l” loÂči mžy th«ng dĂŽng nhĂt hiĂn nay vĂ cĂŁ thĂ ÂźiĂu chĂnh Ih
b»ng tĂŠ hĂźp vĂ”a th« vĂ”a tinh cña 2 phâÂŹng phžp trÂȘn ÂźâĂźc trĂnh b”y nhâ hĂnh vĂ sau:
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 10
u1 u2
uh
A
B
Ί1
Ίr Ί2
W1 W2
H.2.11. SÂŹ ŸÄ nguyÂȘn lĂœ cña mžy h”n xoay chiĂu tĂŠ hĂźp
Mžy h”n kiĂu n”y cĂŁ mĂ©t lĂąi tĂ” di Ÿéng (A) n»m trong g«ng tĂ” (B) cña mžy biĂn
žp. Khi lĂąi tĂ” (A) n»m ho”n to”n trong mĂt phÂŒng cña g«ng tĂ” (B) thĂ tĂ” th«ng do
cuĂ©n sÂŹ cĂp sinh ra cĂŁ mĂ©t phĂn rĂ nhžnh qua lĂąi tĂ” l”m cho tĂ” th«ng Âźi qua cuĂ©n thĂž
cĂp gi¶m, do Ÿã ÂźiĂn žp trÂȘn cuĂ©n thĂž cĂp (u2) i¶m. Khi di Ÿéng lĂąi tĂ” (A) ra ngo”i
(theo phâÂŹng vu«ng gĂŁc vĂi mĂt phÂŒng cña g«ng tĂ” B), khe hĂ« giĂ·a lĂąi tĂ” v” g«ng tĂ”
tšng, tĂ” th«ng rĂ nhžnh gi¶m l”m cho tĂ” th«ng qua cuĂ©n thĂž cĂp tšng v” ÂźiĂn žp trÂȘn
cuĂ©n thĂž cĂp tšng. Mžy h”n n”y cĂŁ thĂ ÂźiĂu chĂnh câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn h”n b»ng 2
cžch:
âą Thay ŸÊi ÂźiĂn žp cña mÂčch thĂž cĂp b»ng cžch thay ŸÊi sĂš vĂng d©y W2. Cžch n”y
chĂ thay ŸÊi ÂźâĂźc câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn h”n ph©n cĂp.
âą Thay ŸÊi vĂ trĂ lĂąi tĂ” trong khung tĂ” cĂŁ thĂ ÂźiĂu chĂnh dĂng ÂźiĂn h”n v« cĂp.
2.3.3. Mžy h”n hĂ„ quang ÂźiĂn mĂ©t chiĂu
a/ Mžy phžt h”n hÄ quang
HĂnh sau trĂnh b”y sÂŹ ŸÄ nguyÂȘn lĂœ cña mĂ©t mžy h”n mĂ©t chiĂu dĂŻng mžy phžt
cĂŁ cuĂ©n kĂch tĂ” riÂȘng v” cuĂ©n khö tĂ” mŸc nĂši tiĂp.
- 11. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
Mžy h”n gĂ„m mžy phžt ÂźiĂn mĂ©t chiĂu (M) cĂŁ cuĂ©n d©y kĂch tĂ” riÂȘng (2) ÂźâĂźc
cĂp ÂźiĂn riÂȘng tĂ” nguĂ„n ÂźiĂn xoay chiĂu qua bĂ© chĂnh lâu (1). TrÂȘn mÂčch ra cña mžy
phžt ÂźĂt cuĂ©n khö tĂ” (3).
NgâĂȘi ta bĂš trĂ sao cho tĂ” th«ng (Ïc) sinh ra trÂȘn cuĂ©n khö tĂ” lu«n lu«n ngâĂźc
hâĂng vĂi tĂ” th«ng (Ïkt) sinh ra trong cuĂ©n kĂch tĂ”. Ă« chà Ÿé kh«ng t¶i, dĂng ÂźiĂn h”n
Ih = 0 nÂȘn tĂ” th«ng Ïc = 0, mžy phžt ÂźâĂźc kĂch tĂ” bĂ«i tĂ” th«ng (Ïkt) do cuĂ©n d©y kĂch
tĂ” (2) sinh ra:
Ïkt kt
k
I
W
R
= . 1
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 11
Trong Ÿã Ikt l” dĂng ÂźiĂn kĂch tĂ”, W
v” Rk l” sĂš vĂng d©y v” tĂ” trĂ« cña cuĂ©n
kĂch tĂ”. Khi Ÿã ÂźiĂn žp kh«ng t¶i xžc ÂźĂnh
theo c«ng thÞc:
u Ckt kt= .Ï
Ă« chà Ÿé l”m viĂc, dĂng ÂźiĂn h”n Ih â
0 nÂȘn tĂ” th«ng Ïc â 0, mžy phžt ÂźâĂźc kĂch
tĂ” bĂ«i tĂ” th«ng tĂŠng hĂźp (Ï) do cuĂ©n d©y
kĂch tĂ” (2) v” cuĂ©n khö tĂ” (3) sinh ra:
Ïc
M
3
K
Ïkt
2
Ên žp
H.2.12. Mžy phžt h”n hÄ quang
Ï Ï Ï= âkt c
SĂžc ÂźiĂn Ÿéng sinh ra trong phĂn c¶m cña mžy phĂŽ thuĂ©c v”o tĂ” th«ng kĂch tĂ”:
E C C kt c= = â. .( )Ï Ï Ï .
Trong Ÿã C l” hà sÚ phÎ thuéc v”o mžy.
b/ Mžy h”n dĂŻng dĂng ÂźiĂn chĂnh lâu
Mžy h”n dĂŻng dĂng ÂźiĂn chĂnh lâu cĂŁ hai bĂ© phĂn chĂnh: BiĂn žp h”n (1) v” bĂ©
chĂnh lâu (2), bĂ© biĂn trĂ« R (3) dĂŻng Ÿà ŸiĂu chĂnh câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn h”n.
a/ 2Ï
1 2
R
Uh
3
0
Ih(A)
t(s)
Ih(A)
t(s)
0
2Ï
R
b/
H.2.13. a/ SÂŹ ŸÄ nguyÂȘn lĂœ mžy h”n chĂnh lâu ba pha
b/ SÂŹ ŸÄ nguyÂȘn lĂœ mžy h”n chĂnh lâu mĂ©t pha
Mžy h”n dĂŻng dĂng ÂźiĂn chĂnh lâu cĂŁ hĂ„ quang chžy ĂŠn ÂźĂnh hÂŹn mžy h”n xoay
chiĂu, phÂčm vi ÂźiĂu chĂnh dĂng ÂźiĂn h”n rĂ©ng, hĂ sĂš c«ng suĂt hĂ·u Ăch cao, c«ng suĂt
- 12. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
kh«ng t¶i nhĂĄ, kĂt cĂu Ÿn gi¶n hÂŹn. NhâĂźc ÂźiĂm cña mžy h”n chĂnh lâu l” c«ng suĂt
bĂ hÂčn chĂ, cžc Âźi-«t dĂ bĂ hĂĄng khi ngŸn mÂčch l©u v” dĂng ÂźiĂn h”n phĂŽ thuĂ©c lĂn
v”o ÂźiĂn žp nguĂ„n.
Ngo”i ra cĂn mĂ©t sĂš loÂči mžy h”n mĂ©t chiĂu: mžy phžt h”n mĂ©t chiĂu Diezen,
mžy phžt h”n mĂ©t chiĂu Ÿéng cÂŹ ÂźiĂn v.v...
2.4. C«ng nghà h”n hÄ quang tay
H.2.14. Và trà mÚi h”n trong kh«ng gian
I- VĂ trĂ h”n sĂp; II- VĂ trĂ h”n ŸÞng; III-
VĂ trĂ h”n trĂn
III
120-1800
60-1200
II
0-600
I
2.4.1. VĂ trĂ, ph©n loÂči v” chuĂn bĂ mĂp h”n
a/ Và trà mÚi h”n trong kh«ng gian
C«ng nghĂ h”n hĂ„ quang tay phĂŽ thuĂ©c rĂt
lĂn v”o vĂ trĂ mĂši h”n trong kh«ng gian v” kĂt
cĂu mĂši h”n. Theo vĂ trĂ mĂši h”n trong kh«ng
gian, ngâĂȘi ta ph©n ra cžc dÂčng h”n sau: H”n
sĂp, h”n ngang, h”n ŸÞng v” h”n ngöa.
âą H”n sĂp: mĂt phÂŒng h”n tÂčo vĂi mĂt phÂŒng ngang mĂ©t gĂŁc tĂ” 0Ă·60o
.
âą H”n ngang: phâÂŹng h”n song song vĂi mĂt phÂŒng ngang v” n»m trong mĂt phÂŒng
h”n tÂčo vĂi mĂt phÂŒng ngang mĂ©t gĂŁc tĂ” 60Ă·120o
.
âą H”n ŸÞng: mĂt phÂŒng h”n tÂčo vĂi mĂt phÂŒng ngang mĂ©t gĂŁc tĂ” 60Ă·120o
trĂ”
phâÂŹng song song vĂi mĂt phÂŒng ngang.
âą H”n trĂn: mĂt phÂŒng h”n tÂčo vĂi mĂt phÂŒng ngang mĂ©t gĂŁc tĂ” 120Ă·180o
.
b/ Cžc loÂči mĂši h”n
- MĂši h”n gižp mĂši (a): cĂŁ thĂ kh«ng cĂn vžt mĂp khi
s †4 mm v” vžt mĂp khi s > 4 mm.
- MĂši h”n gĂp mĂp (b): dĂŻng khi s †2 mm.
- MĂši h”n chĂ„ng (c): dĂŻng khi söa chöa cžc kĂt cĂu
h”n.
- MĂši h”n cĂŁ tĂm ÂźĂm (d): dĂŻng khi söa chöa cžc kĂt
cĂu h”n.
- MĂši h”n gĂŁc (Âź): cĂŁ thĂ vžt mĂp hoĂc kh«ng vžt
mĂp.
- MĂši h”n chĂ· T (e): dĂŻng trong cžc kĂt cĂu chĂu uĂšn.
- MĂši h”n mĂt ÂźĂu (g): dĂŻng khi lŸp ghĂp 2 tĂm cĂŁ bĂ
mĂt tiĂp xĂłc nhau.
- MĂši h”n viĂn mĂp (h): dĂŻng trong trâĂȘng hĂźp chi tiĂt
h”n kh«ng cho phĂp tšng kĂch thâĂc.
- MĂši h”n kiĂu chĂšt (i): khoan lç lÂȘn 2 chi tiĂt chĂ„ng
lÂȘn nhau, sau Ÿã h”n theo tĂ”ng lç mĂ©t.
c/ ChuĂn bĂ mĂp h”n
i/
h/g/
e/Âź/
d/
c/
b/
a/
H.2.15. Cžc loÂči mĂši h”n
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 12
- 13. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
ChĂt lâĂźng mĂši h”n phĂŽ thuĂ©c rĂt lĂn v”o viĂc l”m sÂčch v” chuĂn bĂ mĂp h”n.
TuĂș thuĂ©c kiĂu mĂši h”n, chiĂu d”y vĂt h”n... cĂŁ thĂ tiĂn h”nh chuĂn bĂ mĂp h”n trÂȘn
mžy b”o hay b»ng mĂĄ cŸt khĂ theo cžc cžch sau:
KiĂu chuĂn bĂ mĂp DÂčng vžt mĂp mĂši h”n KĂch thâĂc
Kh«ng vžt mĂp S = 5 Ă· 8
a = 1 Ă· 2
GĂp mĂp S = 1 Ă· 3
a = 0 Ă· 1
b = S + 2
Vžt mĂp chĂ· V v” nöa
chĂ· V
S = 4 Ă· 26
a = 2 ± 2
b = 2 ± 1
α = 600
±50
Vžt mĂp chĂ· U v” nöa
chĂ· U
S = 20 Ă· 60
a = 2 ± 2
b = 2 ± 1
R = 5±1
S
a
a Sb
α
S
b
a
a
b
S
α/2
a
b
S
R
S
b
a
H.2.16. Cžc kiĂu chuĂn bĂ mĂp h”n
2.4.2. Chà Ÿé h”n hÄ quang tay
a/ §âĂȘng kĂnh que h”n
§âĂȘng kĂnh que h”n phĂŽ thuĂ©c v”o vĂt liĂu h”n, chiĂu d”y vĂt h”n, vĂ trĂ mĂši h”n
trong kh«ng gian, kiĂu mĂši h”n... Ÿà chĂ€n cĂŁ thĂ tra theo sĂŠ tay c«ng nghĂ h”n hoĂc
xžc ÂźĂnh theo cžc c«ng thĂžc kinh nghiĂm.
§Úi vĂi h”n thĂp, ÂźâĂȘng kĂnh que h”n ÂźâĂźc xžc ÂźĂnh nhâ sau:
S
- H”n gižp mÚi: 1
2
S
dq += [mm]
K
- H”n gãc, h”n ch÷ T: 2
2
K
dq += [mm]
Trong Ÿã S l” chiĂu d”y vĂt h”n, K l” cÂčnh cña mĂši h”n.
b/ CâĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn h”n (Ih)
CâĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn h”n chĂ€n phĂŽ thuĂ©c v”o vĂt liĂu h”n, ÂźâĂȘng kĂnh que h”n,
vĂ trĂ mĂši h”n trong kh«ng gian, kiĂu mĂši h”n...cĂŁ thĂ tra theo sĂŠ tay c«ng nghĂ hoĂc
xžc ÂźĂnh theo cžc c«ng thĂžc kinh nghiĂm sau ŸÚi vĂi khi h”n sĂp:
qqh d)d(I α+ÎČ=
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 13
- 14. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
Trong Ÿã: α v” ÎČ l” cžc hĂ sĂš phĂŽ thuĂ©c v”o vĂt liĂu vĂt h”n, ŸÚi vĂi thĂp α = 6;
ÎČ = 20; dq - ÂźâĂȘng kĂnh que h”n lĂy theo mm.
ChĂł Ăœ: - Khi chiĂu d”y chi tiĂt S > 3dq thĂ nÂȘn tšng câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn kho¶ng
15% cĂn S < 1,5dq thĂ nÂȘn gi¶m 15% so vĂi trĂ sĂš tĂnh tožn.
- CâĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn h”n khi h”n ŸÞng nÂȘn gi¶m 10Ă·15% v” khi h”n trĂn nÂȘn
gi¶m 15Ă·20% so vĂi h”n sĂp.
c/ §iĂn žp h”n: ÂźiĂn žp h”n thâĂȘng Ăt thay ŸÊi khi h”n hĂ„ quang tay.
d/ SĂš lâĂźt cĂn ph¶i h”n
§à ho”n th”nh mĂ©t mĂši h”n cĂŁ thĂ tiĂn h”nh trong mĂ©t lĂn h”n hoĂc mĂ©t sĂš lĂn
h”n. Khi tiĂt diĂn mĂši h”n lĂn, thâĂȘng tiĂn h”nh qua mĂ©t sĂš lĂn h”n.
SĂš lâĂźt h”n cĂŁ thĂ tĂnh theo c«ng thĂžc sau:
n
F F
F
d
n
=
â
+0
1
Trong Ÿã Fd - l” diĂn tĂch mĂt cŸt ngang cña kim loÂči ÂźÂŸp.
F0 - diĂn tĂch mĂt cŸt ngang cña ÂźâĂȘng h”n ÂźĂu tiÂȘn:
F0 = (6 Ă· 8)dq (mm2
).
Fn - diĂn tĂch mĂt cŸt ngang cña nhĂ·ng ÂźâĂȘng h”n tiĂp theo:
Fn = (8 Ă· 12)dq (mm2
).
e/ TĂšc Ÿé h”n (Vh): TĂšc Ÿé h”n ÂźâĂźc xžc ÂźĂnh bĂ«i chiĂu d”i mĂši h”n trong mĂ©t
Ÿn vĂ thĂȘi gian.
V
L
t
h = [cm/s]
L - ChiĂu d”i mĂši h”n (cm).
t - thĂȘi gian h”n (gi©y).
TĂšc Ÿé h”n phĂŽ thuĂ©c v”o câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn h”n v” tiĂt diĂn mĂši h”n, cĂŁ thĂ
tĂnh theo c«ng thĂžc kinh nghiĂm sau:
V
I
F
h
d h
d
=
â
â
α
Îł
.
3600
[cm/s]
Trong Ÿã: αd l” hĂ sĂš ÂźÂŸp, αd = 7 Ă· 11 [g/A.h]
Îł - khĂši lâĂźng riÂȘng kim loÂči que h”n [g/cm3
]
Ih - câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn h”n [A]
Fd - tiĂt diĂn ÂźÂŸp cña mĂši h”n [cm2
]
f/ ThĂȘi gian h”n
ThĂȘi gian h”n bao gĂ„m thĂȘi gian mžy (thĂȘi gian hĂ„ quang chžy) v” thĂȘi gian
phĂŽ: th = tm + tp .
G I
t
d d d
m
= α . .
3600
MĂt khžc GÂź = FÂź L.Îł cho nÂȘn:
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 14
- 15. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
t
F L
Im
d
d h
= 3600. .
.
.
Îł
α
(s).
ThĂȘi gian phĂŽ tĂnh tožn rĂt khĂŁ khšn vĂ vĂy khi tĂnh tožn dĂča v”o hĂ sĂš ÂźiĂu
chĂnh K nhâ sau:
t
t
Kh
m
=
- NĂ”u tĂŠ chĂžc s¶n xuĂt khž thĂ lĂy K = 0,5Ă·0,6.
- NĂ”u tĂŠ chĂžc s¶n xuĂt trung bĂnh thĂ lĂy K = 0,3Ă·0,4.
- NĂu tĂŠ chĂžc s¶n xuĂt kĂm thĂ lĂy K < 0,3.
2.4.3. Thao tžc h”n
Khi h”n hĂ„ quang tay, gĂŁc nghiÂȘng que h”n so vĂi mĂt vĂt h”n thâĂȘng tĂ”
75Ă·85o
, que h”n ÂźâĂźc dĂch chuyĂn dĂ€c trĂŽc Ÿà duy trĂ chiĂu d”i cĂ©t hĂ„ quang, ŸÄng
thĂȘi chuyĂn Ÿéng ngang mĂši h”n Ÿà tÂčo bĂ rĂ©ng mĂši h”n v” chuyĂn Ÿéng dĂ€c ÂźâĂȘng
h”n theo tĂšc Ÿé h”n cĂn thiĂt.
Khi h”n sĂp, nĂu mĂši h”n cĂŁ bĂ rĂ©ng bĂ, que h”n ÂźâĂźc dĂch chuyĂn dĂ€c ÂźâĂȘng
h”n, kh«ng cĂŁ chuyĂn Ÿéng ngang. Khi mĂši h”n cĂŁ bĂ rĂ©ng lĂn, chuyĂn dĂch que h”n
cĂŁ thĂ thĂčc hiĂn theo nhiĂu cžch و ٦m b¶o chiĂu rĂ©ng mĂši h”n B = (3Ă·5).dq. Th«ng
thâĂȘng chuyĂn Ÿéng que h”n theo ÂźâĂȘng dĂch dŸc (1, 2, 3). Khi h”n cžc mĂši h”n gĂŁc,
chĂ· T nĂu cĂn nung nĂŁng phĂn giĂ·a nhiĂu thĂ dĂch chuyĂn que h”n theo sÂŹ ŸÄ (4) v”
khi cĂn nung nĂŁng nhiĂu hai bÂȘn mĂp h”n nhâ theo sÂŹ ŸÄ (5).
54321
H.2.17. Cžc phâÂŹng phžp chuyĂn Ÿéng que h”n
PhâÂŹng phžp ho”n th”nh mĂši h”n phĂŽ thuĂ©c v”o chiĂu d”y v” chiĂu d”i cña chi
tiĂt h”n :
L > 1000
L > 1000
L = 250Ă·1000L < 250
H.2.18. Cžc phâÂŹng phžp ho”n th”nh mĂši h”n
2.5.4. H”n cžc vĂ trĂ khžc h”n sĂp
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 15
- 16. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
a/ h”n ŸÞng (H.2.15a)
H”n ŸÞng rĂt phĂžc tÂčp v” khĂŁ khšn vĂ kim loÂči lĂĄng dĂ ch¶y ra khĂĄi vĂČng h”n, cĂŁ
thĂ h”n tĂ” trÂȘn xuĂšng hoĂc dâĂi lÂȘn. Khi h”n ph¶i nghiÂȘng que h”n mĂ©t gĂŁc: α =
10Ă·150
, chiĂu d”i hĂ„ quang ph¶i ngŸn, Ih ph¶i gi¶m Âźi so vĂi h”n sĂp 15Ă·20%; B =
(1,5Ă·2)dq; dq < 5 mm.
α
a/ b/
H.2.15. KĂŒ thuĂt h”n ŸÞng v” h”n ngang
b/ H”n ngang (H.2.15b)
Khi h”n ngang kim loÂči lĂĄng thâĂȘng bĂ ch¶y nhiĂu xuĂšng mĂp dâĂi. YÂȘu cĂu
trĂnh Ÿé thĂź h”n ph¶i cao, khi h”n nÂȘn vžt mĂp trÂȘn Ÿà que h”n dĂ chuyĂn Ÿéng. Cžc
th«ng sĂš kĂŒ thuĂt lĂy giĂšng h”n ŸÞng, khi g©y hĂ„ quang nÂȘn tĂ” mĂp dâĂi chuyĂn lÂȘn.
c/ H”n trĂn (H.2.16c)
Kim loÂči lĂĄng ÂźâĂźc chuyĂn tĂ” que h”n v”o vĂČng h”n l” nhĂȘ sĂžc cšng bĂ mĂt,
câĂȘng Ÿé ÂźiĂn trâĂȘng v” žp lĂčc khĂ.
Khi h”n trĂn nÂȘn chĂ€n: dq < 4 mm; Ih gi¶m tĂ” 15Ă·20%; chiĂu d”i hĂ„ quang ngŸn.
DĂŻng que h”n cĂŁ thuĂšc bĂ€c d”y v” cĂŁ nhiĂt Ÿé nĂŁng ch¶y cao hÂŹn lĂąi que h”n Ÿà tÂčo
ra hĂnh phĂu ŸÏ lĂy kim loÂči lĂĄng Ă« vĂČng h”n.
d/ H”n gãc (d)
Khi h”n gĂŁc, kim loÂči bao giĂȘ cĂČng cĂŁ khuynh hâĂng ch¶y xuĂšng mĂp dâĂi, nÂȘn
nĂu vĂt h”n nhĂ thĂ nghiÂȘng Âźi 450
Ÿà thĂčc hiĂn mĂši h”n sĂp. NĂu vĂt nĂng thĂ khi h”n
que h”n nÂȘn n»m trong mĂt phÂŒng ph©n gižc cña kĂt cĂu h”n.
c/
45o
d/
H.2.16. KĂŒ thuĂt h”n trĂn (c) v” h”n gĂŁc (d)
ChâÂŹng 3: H”n hĂ„ quang tĂč Ÿéng v” bžn tĂč Ÿéng
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 16
- 17. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 17
3.1. ThĂčc chĂt v” ÂźĂc ÂźiĂm
3.1.1. ThĂčc chĂt
H”n hĂ„ quang tĂč Ÿéng l” quž trĂnh h”n trong Ÿã cžc kh©u cña quž trĂnh ÂźâĂźc tiĂn
h”nh tĂč Ÿéng bĂ«i mžy h”n, bao gĂ„m: G©y hĂ„ quang, chuyĂn dĂch ÂźiĂn cĂčc h”n xuĂšng
vĂČng h”n Ÿà duy trĂ hĂ„ quang chžy ĂŠn ÂźĂnh, dĂch chuyĂn ÂźiĂm h”n dĂ€c mĂši h”n, cĂp
thuĂšc h”n hoĂc khĂ b¶o vĂ.
Khi chĂ mĂ©t sĂš kh©u trong quž trĂnh h”n ÂźâĂźc tĂč Ÿéng hĂŁa ngâĂȘi ta gĂ€i l” h”n
bžn tĂč Ÿéng. ThâĂȘng khi h”n bžn tĂč Ÿéng ngâĂȘi ta chĂ tĂč Ÿéng hĂŁa kh©u cĂp ÂźiĂn cĂčc
h”n v”o vĂČng h”n cĂn di chuyĂn ÂźiĂn cĂčc thĂčc hiĂn b»ng tay.
3.1.2. §Ăc ÂźiĂm
âą Nšng suĂt h”n cao (thâĂȘng gĂp 5 - 10 so vĂi h”n hĂ„ quang tay) nhĂȘ sö dĂŽng dĂng
ÂźiĂn h”n cao.
âą ChĂt lâĂźng mĂši h”n tĂšt v” ĂŠn ÂźĂnh.
âą TiĂt kiĂm kim loÂči nhĂȘ hĂ sĂš ÂźÂŸp cao.
âą TiĂt kiĂm nšng lâĂźng vĂ sö dĂŽng triĂt Ÿà nguĂ„n nhiĂt.
âą C¶i thiĂn ÂźiĂu kiĂn lao Ÿéng.
âą ThiĂt bĂ h”n tĂč Ÿéng v” bžn tĂč Ÿéng ÂźÂŸt, kh«ng h”n ÂźâĂźc cžc kĂt cĂu h”n v” vĂ trĂ
h”n phĂžc tÂčp.
3.2- h”n hĂ„ quang dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ
3.2.1. ThĂčc chĂt, ÂźĂc ÂźiĂm v” phÂčm vi Ăžng dĂŽng
a. ThĂčc chĂt
H”n hĂ„ quang dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ cĂn gĂ€i l” h”n hĂ„ quang chĂm, tiĂng Anh
viĂt tŸt l” SAW (Submerged Arc Welding), l” qĂła trĂnh h”n nĂŁng ch¶y m” hĂ„ quang
chžy giĂ·a d©y h”n (ÂźiĂn cĂčc h”n) v” vĂt h”n dâĂi mĂ©t lĂp thuĂšc b¶o vĂ.
DâĂi tžc dĂŽng nhiĂt cña hĂ„ quang, mĂp h”n, d©y h”n v” mĂ©t phĂn thuĂšc h”n
sžt hĂ„ quang bĂ nĂŁng ch¶y tÂčo th”nh vĂČng h”n. D©y h”n ÂźâĂźc ÂźĂy v”o vĂČng h”n b»ng
mĂ©t cÂŹ cĂu ÂźĂc biĂt vĂi tĂšc Ÿé phĂŻ hĂźp vĂi tĂšc Ÿé chžy cña nĂŁ (hĂnh 1.1a).
Theo Ÿé chuyĂn dĂch cña nguĂ„n nhiĂt (hĂ„ quang) m” kim loÂči vĂČng h”n sĂ
nguĂ©i v” kĂt tinh tÂčo th”nh mĂši h”n (hĂnh 1.1b). TrÂȘn mĂt vĂČng h”n v” phĂn mĂši h”n
Ÿ· Ÿ«ng ÂźĂc hĂnh th”nh mĂ©t lĂp xĂ cĂŁ tžc dĂŽng tham gia v”o cžc qĂła trĂnh luyĂn kim
khi h”n, b¶o vĂ v” giĂ· nhiĂt cho mĂši h”n, v” sĂ tžch khĂĄi mĂši h”n sau khi h”n. PhĂn
thuĂšc h”n châa bĂ nĂŁng ch¶y cĂŁ thĂ sö dĂŽng lÂči.
H”n hĂ„ quang dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ cĂŁ thĂ ÂźâĂźc tĂč Ÿéng c¶ hai kh©u cĂp d©y
v”o vĂŻng hĂ„ quang v” chuyĂn Ÿéng hĂ„ quang theo trĂŽc mĂši h”n. TrâĂȘng hĂźp n”y ÂźâĂźc
gĂ€i l” âh”n hĂ„ quang tĂč Ÿéng dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂâ.
NĂu chĂ tĂč Ÿéng hož kh©u cĂp d©y h”n v”o vĂŻng hĂ„ quang cĂn kh©u chuyĂn
Ÿéng hĂ„ quang dĂ€c theo trĂŽc mĂši h”n ÂźâĂźc thao tžc b»ng tay thĂ gĂ€i l” âh”n hĂ„ quang
bžn tĂč Ÿéng dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂâ.
- 18. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
HĂnh 3.1. SÂŹ ŸÄ h”n dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ
a. SÂŹ ŸÄ nguyÂȘn lĂœ; b. CŸt dĂ€c theo trĂŽc mĂši h”n
H”n hĂ„ quang dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ cĂŁ cžc ÂźĂc ÂźiĂm sau:
- NhiĂt lâĂźng hĂ„ quang rĂt tĂp trung v” nhiĂt Ÿé rĂt cao, cho phĂp h”n tĂšc Ÿé
lĂn. VĂ vĂy phâÂŹng phžp h”n n”y cĂŁ thĂ h”n nhĂ·ng chi tiĂt cĂŁ chiĂu d”y lĂn m” kh«ng
cĂn ph¶i vžt mĂp.
- ChĂt lâĂźng liÂȘn kĂt h”n cao do b¶o vĂ tĂšt kim loÂči mĂši h”n khĂĄi tžc dĂŽng cña
«xy v” nitÂŹ trong kh«ng khĂ xung quanh. Kim loÂči mĂši h”n ŸÄng nhĂt vĂ h”nh phĂn
hož hĂ€c. LĂp thuĂšc v” xĂ h”n l”m liÂȘn kĂt nguĂ©i chĂm nÂȘn Ăt bĂ thiÂȘn tĂch. MĂši h”n cĂŁ
hĂnh dÂčng tĂšt, ÂźĂu ÂźĂn, Ăt bĂ khuyĂt tĂt nhâ kh«ng ngĂu, rç khĂ, nĂžt v” bŸn toĂ.
- Gi¶m tiÂȘu hao vĂt liĂu h”n (d©y h”n).
- HĂ„ quang ÂźâĂźc bao bĂ€c kĂn bĂ«i thuĂšc h”n nÂȘn kh«ng l”m hÂči mŸt v” da cña
thĂź h”n. LâĂźng khĂŁi (khà Ÿéc) sinh ra trong qĂła trĂnh h”n rĂt Ăt so vĂi h”n hĂ„ quang
tay.
- DĂ cÂŹ khĂ hož v” tĂč Ÿéng hož qĂła trĂnh h”n.
b. PhÂčm vi Ăžng dĂŽng
H”n hĂ„ quang dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ cĂŁ Ăžng dĂŽng rĂ©ng r·i trong nhiĂu lĂnh vĂčc
cÂŹ khĂ chĂ tÂčo, nhâ trong s¶n xuĂt: cžc kĂt cĂu thĂp dÂčng tĂm vĂĄ kĂch thâĂc lĂn, cžc
dĂm thĂp cĂŁ khĂu Ÿé v” chiĂu cao, cžc Ăšng thĂp cĂŁ ÂźâĂȘng kĂnh lĂn, cžc bĂ„n, bĂ chĂža,
bĂnh chĂu žp lĂčc v” trong c«ng nghiĂp Ÿãng t”u...
Tuy nhiÂȘn, phâÂŹng phžp n”y chñ yĂu ÂźâĂźc Ăžng dĂŽng Ÿà h”n cžc mĂši h”n Ă« vĂ
trĂ h”n b»ng, cžc mĂši h”n cĂŁ chiĂu d”i lĂn v” cĂŁ quĂŒ ÂźÂčo kh«ng phĂžc tÂčp.
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 18
- 19. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
PhâÂŹng phžp h”n hĂ„ quang dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ cĂŁ thĂ h”n ÂźâĂźc cžc chi tiĂt
cĂŁ chiĂu d”y tĂ” v”i mm cho ÂźĂn h”ng tršm mm.
B¶ng 3-1 chĂ ra cžc chiĂu d”y chi tiĂt h”n tâÂŹng Ăžng vĂi h”n mĂ©t lĂp v” nhiĂu
lĂp, cĂŁ vžt mĂp v” kh«ng vžt mĂp b»ng phâÂŹng phžp h”n tĂč Ÿéng dâĂi lĂp thuĂšc b¶o
vĂ.
ChiĂu d”y chi tiĂt h”n tâÂŹng Ăžng vĂi cžc loÂči mĂši h”n B¶ng 3-1
(mm)ChiĂu d”y chi tiĂt
LoÂči mĂši h”n 1,3 1,4 1,6 3,2 4,8 6,4 10 12,7 19 25 51 102
H”n mĂ©t lĂp kh«ng vžt mĂp
H”n mĂ©t lĂp cĂŁ vžt mĂp
H”n nhiĂu lĂp
â -- -- --
â
â
-- --
â
â
-- -- -- â
3.2.2. VĂt liĂu, thiĂt bĂ h”n hĂ„ quang tĂč Ÿéng v” bžn tĂč Ÿéng dâĂi lĂp thuĂšc b¶o
vĂ
a. VĂt liĂu h”n
ChĂt lâĂźng cña liÂȘn kĂt h”n dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ ÂźâĂźc xžc ÂźĂnh b»ng tžc Ÿéng
tĂŠng hĂźp cña d©y h”n (ÂźiĂn cĂčc h”n) v” thuĂšc h”n. D©y h”n v” thuĂšc h”n ÂźâĂźc lĂča
chĂ€n theo loÂči vĂt liĂu cÂŹ b¶n, cžc yÂȘu cĂu vĂ cÂŹ lĂœ tĂnh ŸÚi vĂi liÂȘn kĂt h”n, cĂČng nhâ
ÂźiĂu kiĂn l”m viĂc cña nĂŁ.
- D©y h”n: Trong h”n hĂ„ quang tĂč Ÿéng v” bžn tĂč Ÿéng dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ,
d©y h”n l” phĂn kim loÂči bĂŠ sung v”o mĂši h”n, ŸÄng thĂȘi Ÿãng vai trĂ ÂźiĂn cĂčc dĂn
ÂźiĂn, g©y hĂ„ quang v” duy trĂ sĂč chžy hĂ„ quang. D©y h”n thâĂȘng cĂŁ h”m lâĂźng C
kh«ng quž 0,12%. NĂu h”m lâĂźng C cao dĂ l”m gi¶m tĂnh dĂo v” tšng kh¶ nšng xuĂt
hiĂn nĂžt trong mĂši h”n. §âĂȘng kĂnh d©y h”n hĂ„ quang tĂč Ÿéng dâĂi lĂp thuĂšc tĂ” 1,6 Ă·
6 mm, cĂn ŸÚi vĂi h”n hĂ„ quang bžn tĂč Ÿéng l” tĂ” 0,8 Ă· 2 mm.
- ThuĂšc h”n: cĂŁ tžc dĂŽng b¶o vĂ vĂČng h”n, ĂŠn ÂźĂnh hĂ„ quang, khö «xy, hĂźp
kim hož kim loÂči mĂši h”n v” ٦m b¶o liÂȘn kĂt h”n cĂŁ hĂnh dÂčng tĂšt, xĂ dĂ bong.
b. ThiĂt bĂ h”n hĂ„ quang dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ
ThiĂt bĂ h”n hĂ„ quang dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ rĂt Âźa dÂčng, song hĂu hĂt chĂłng
lÂči rĂt giĂšng nhau vĂ nguyÂȘn lĂœ v” cĂu tÂčo mĂ©t sĂš bĂ© phĂn chĂnh.
- CÂŹ cĂu cĂp d©y h”n v” bĂ© ÂźiĂu khiĂn Ÿà g©y hĂ„ quang v” ĂŠn ÂźĂnh hĂ„ quang
(ÂźĂu h”n).
- CÂŹ cĂu dĂch chuyĂn ÂźĂu h”n dĂ€c theo trĂŽc mĂši h”n hay tÂčo ra cžc chuyĂn
Ÿéng tâÂŹng ŸÚi cña chi tiĂt h”n so vĂi ÂźĂu h”n.
- BĂ© phĂn cĂp v” thu thuĂšc h”n.
- NguĂ„n ÂźiĂn h”n v” cžc thiĂt bĂ ÂźiĂu khiĂn quž trĂnh h”n.
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 19
- 20. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
TĂŻy theo tĂ”ng loÂči thiĂt bĂ cĂŽ thĂ, cžc cÂŹ cĂu n”y cĂŁ thĂ bĂš trĂ th”nh mĂ©t khĂši
hoĂc th”nh cžc khĂši Ÿéc lĂp. VĂ dĂŽ trong cžc loÂči xe h”n hĂnh 3.2 thĂ ÂźĂu h”n, cÂŹ cĂu
dĂch chuyĂn ÂźĂu h”n, cuĂ©n d©y h”n, cÂŹ cĂu cung cĂp thuĂšc h”n v” c¶ hĂ thĂšng ÂźiĂu
khiĂn qĂła trĂnh h”n ÂźâĂźc bĂš trĂ th”nh mĂ©t khĂši. NhĂȘ vĂy xe h”n cĂŁ thĂ chuyĂn Ÿéng
trĂčc tiĂp theo mĂp rĂt linh Ÿéng, nĂŁ cĂŁ thĂ chuyĂn Ÿéng
theo cžc quĂŒ ÂźÂčo khžc nhau trÂȘn kĂt cĂu dÂčng tĂm, thĂm
chĂ cĂŁ thĂ thĂčc hiĂn ÂźâĂźc cžc mĂši h”n vĂng trÂȘn cžc mĂt
trĂn v” ÂźâĂȘng Ăšng cĂŁ ÂźâĂȘng kĂnh lĂn.
§Úi vĂi mžy h”n bžn tĂč Ÿéng dâĂi lĂp thuĂšc b¶o
vĂ thĂ ÂźĂu h”n ÂźâĂźc thay b»ng mĂĄ h”n hay sĂłng h”n nhĂĄ
gĂ€n, dĂ ÂźiĂu khiĂn b»ng tay. CÂŹ cĂu cĂp d©y h”n cĂŁ thĂ
bĂš trĂ rĂȘi hoĂc cĂŻng khĂši trong nguĂ„n h”n vĂi cžc cÂŹ cĂu
khžc. NguĂ„n ÂźiĂn h”n hĂ„ quang dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ
ph¶i cĂŁ hĂ sĂš l”m viĂc liÂȘn tĂŽc 100% v” cĂŁ phÂčm vi ÂźiĂu
khiĂn dĂng ÂźiĂn rĂ©ng tĂ” v”i tršm ÂźĂn v”i ng”n ampe.
Mžy h”n bžn tĂč Ÿéng dâĂi lĂp thuĂšc
D©y h”n ÂźâĂźc cĂp tĂč Ÿéng tĂ” cÂŹ cĂu cĂp d©y (3), qua Ăšng mĂm (4) tĂi tay cĂm
(5). ThuĂšc h”n ÂźâĂźc cĂp qua phĂu (6).
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 20
87
MPH
654321
H.3.3. SÂŹ ŸÄ thiĂt bĂ h”n bžn tĂč Ÿéng dâĂi lĂp thuĂšc h”n
1/ Mžy phžt dĂng ÂźiĂn h”n, 2/ Tñ ÂźiĂu khiĂn ÂźiĂn, 3/ ThiĂt bĂ cĂp d©y h”n
4/ Ăšng dĂn d©y h”n, 5/ Tay cĂm, 6/ PhĂu chĂža thuĂšc h”n, 7/ C«ng tŸc, 8/ VĂt h”n
TrÂȘn tay cĂm cĂŁ c«ng tŸc Ÿãng cŸt dĂng ÂźiĂn h”n v” cÂŹ cĂu cĂp d©y. Mžy phžt
hoĂc biĂn žp h”n (1) cĂp dĂng ÂźiĂn h”n, cĂn tñ ÂźiĂn (2) ÂźiĂu khiĂn viĂc cĂp d©y v”
kiĂm tra chà Ÿé h”n.
- 21. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
3.2.3. C«ng nghĂ h”n hĂ„ quang dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ
a. ChuĂn bĂ liÂȘn kĂt trâĂc khi h”n
ChuĂn bĂ vžt mĂp v” gž lŸp vĂt h”n cho h”n hĂ„ quang dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ
yÂȘu cĂu cĂn thĂn hÂŹn nhiĂu so vĂi h”n hĂ„ quang b»ng tay. MĂp h”n ph¶i b»ng phÂŒng,
khe hĂ« h”n ÂźĂu Ÿà cho mĂši h”n ÂźĂu ÂźĂn, kh«ng bĂ cong vÂȘnh, rç...
VĂi h”n hĂ„ quang dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ, nhĂ·ng liÂȘn kĂt h”n cĂŁ chiĂu d”y nhĂĄ
hÂŹn 20 mm kh«ng ph¶i vžt mĂp khi h”n hai phĂa. NhĂ·ng liÂȘn kĂt h”n cĂŁ chiĂu d”y lĂn
cĂŁ thĂ vžt mĂp b»ng mĂĄ cŸt khĂ, mžy cŸt plasma hoĂc gia c«ng trÂȘn mžy cŸt kim loÂči.
TrâĂc khi h”n ph¶i l”m sÂčch mĂp trÂȘn mĂ©t chiĂu rĂ©ng 50 Ă· 60 mm vĂ c¶ hai phĂa cña
mĂši h”n, sau Ÿã h”n ÂźĂnh b»ng que h”n chĂt lâĂźng cao.
b. Chà Ÿé h”n
DĂng ÂźiĂn h”n: ChiĂu s©u ngĂu cña liÂȘn kĂt h”n tĂ» lĂ thuĂn vĂi dĂng ÂźiĂn
h”n. Tuy nhiÂȘn khi tšng dĂng ÂźiĂn, lâĂźng d©y h”n nĂŁng ch¶y tšng theo, hĂ„ quang
chĂm s©u v”o kim loÂči cÂŹ b¶n nÂȘn chiĂu rĂ©ng cña mĂši h”n kh«ng tšng rĂą rĂt m” chĂ
tšng chiĂu cao phĂn nh« cña mĂši h”n, tÂčo ra sĂč tĂp trung Ăžng suĂt, gi¶m chĂt lâĂźng bĂ
mĂt mĂši h”n, xĂ khĂŁ tžch. NĂu dĂng ÂźiĂn quž nhĂĄ thĂ chiĂu s©u ngĂu sĂ gi¶m, kh«ng
Ÿžp Ăžng yÂȘu cĂu (hĂnh 3.3). ThâĂȘng chĂ€n 100 A/mm.
B
e
B
e
B
e
DĂng ÂźiĂn quž nhĂĄ
kh«ng Ÿñ ngĂu
DĂng ÂźiĂn hĂźp lĂœ DĂng ÂźiĂn quž lĂn chiĂu cao
mÚi h”n tšng
HĂnh.3.3. ¶nh hâĂ«ng cña dĂng ÂźiĂn h”n tĂi hĂnh džng mĂši h”n.
§iĂn thĂ hĂ„ quang: HĂ„ quang d”i thĂ ÂźiĂn thĂ hĂ„ quang cao, žp lĂčc cña nĂŁ
lÂȘn kim loÂči lĂĄng gi¶m, do Ÿã chiĂu s©u ngĂu gi¶m v” tšng chiĂu rĂ©ng mĂši h”n. §iĂu
chĂnh tĂšc Ÿé cĂp d©y thĂ ÂźiĂn thĂ cĂ©t hĂ„ quang sĂ thĂp v” ngâĂźc lÂči.
TĂšc Ÿé h”n: TĂšc Ÿé h”n tšng, nhiĂt lâĂźng hĂ„ quang trÂȘn Ÿn vĂ chiĂu d”i
cña mĂši h”n sĂ gi¶m, do Ÿã Ÿé s©u ngĂu gi¶m, ŸÄng thĂȘi chiĂu rĂ©ng mĂši h”n gi¶m.
Theo c«ng thĂžc kinh nghiĂm, khi h”n thĂp vĂi chiĂu d”y vĂt h”n s = 8Ă·14 mm ÂźâĂźc
xžc ÂźĂnh theo c«ng thĂžc sau:
V
Ih
h
=
25000.
(m/h)
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 21
§âĂȘng kĂnh d©y h”n: Khi ÂźâĂȘng kĂnh d©y h”n tšng m” dĂng ÂźiĂn kh«ng
ŸÊi thĂ chiĂu s©u ngĂu gi¶m tâÂŹng Ăžng. §âĂȘng kĂnh d©y h”n gi¶m thĂ hĂ„ quang šn s©u
hÂŹn v”o kim loÂči cÂŹ b¶n, do Ÿã mĂši h”n sĂ hĂp v” chiĂu s©u ngĂu lĂn.
- 22. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
Cžc yĂu tĂš c«ng nghĂ khžc (Ÿé d”i phĂn nh« cña d©y h”n, loÂči v” cĂčc tĂnh
dĂng ÂźiĂn h”n...): §é d”i phĂn nh« cña d©y h”n tšng lÂȘn thĂ tžc dĂŽng nung nĂŁng cña
kim loÂči ÂźiĂn cĂčc trâĂc khi v”o vĂŻng hĂ„ quang tšng lÂȘn.
VĂn tĂšc cĂp d©y h”n (Vd):
V
V F
d
d
h
=
4
2
. .
.Ï
(m/h)
Trong Ÿã F l” tiĂt diĂn ngang mĂši h”n, d l” ÂźâĂȘng kĂnh d©y h”n.
VĂi cžc loÂči h”n Âźang dĂŻng hiĂn nay, khi ŸÊi tĂ” nĂši thuĂn sang nĂši nghĂch,
chiĂu s©u ngĂu sĂ tšng lÂȘn. H”n b»ng dĂng xoay chiĂu cĂŁ chiĂu s©u ngĂu Ă« mĂžc trung
bĂnh so vĂi khi h”n b»ng dĂng mĂ©t chiĂu nĂši thuĂn v” nĂši nghĂch.
CĂŹ cña hÂčt thuĂšc h”n cĂŁ ¶nh hâĂ«ng nhĂt ÂźĂnh ÂźĂn Ÿé ngĂu cña mĂši h”n. ThuĂšc
h”n cĂŁ cĂŹ hÂčt nhĂĄ sĂ l”m gi¶m bĂt tĂnh hoÂčt Ÿéng cña hĂ„ quang v” l”m tšng chiĂu s©u
ngĂu.
c. KĂŒ thuĂt h”n
Khi h”n gižp mĂši mĂ©t lĂp, Ÿà tržnh chžy thñng, Ÿà cĂŁ Ÿé ngĂu ho”n to”n v” cĂŁ
sĂč tÂčo hĂnh tĂšt Ă« mĂt trži cña mĂši h”n ta cĂŁ thà žp dĂŽng cžc biĂn phžp nhâ: h”n lĂŁt
phĂa dâĂi, dĂŻng ÂźĂm thĂp, ÂźĂm thuĂšc, dĂŻng khož ch©n hoĂc tĂm ÂźĂm.
12
3
a)
ÎŽ
4
b)
bn
5 d) 6 e)
ÎŽ
c) ÎŽ
ÎŽn
ÎŽn
HĂnh 3.5. BiĂn phžp chĂšng kim loÂči ch¶y khĂĄi khe hĂ« h”n
ÎŽn = (0,3 Ă·0,5)ÎŽ; bn = 4ÎŽ + 5
1. Chi tiĂt h”n; 2. mĂši h”n; 3 mĂši h”n lĂŁt; 4. §Ăm thĂp;
5. §Ăm ŸÄng; 6. §Ăm ŸÄng + thuĂšc h”n
NĂu chiĂu d”y vĂt h”n tâÂŹng ŸÚi lĂn, cĂŁ thĂ h”n lĂŁt b»ng phâÂŹng phžp thñ
c«ng, rĂ„i sau Ÿã mĂi h”n chĂnh thĂžc (hĂnh 3.5a). Trong trâĂȘng hĂźp kh«ng thĂ h”n lĂp
lĂŁt ÂźâĂźc, cĂŁ thĂ dĂŻng ÂźĂm thĂp cĂš ÂźĂnh Ÿà cĂŁ thĂ h”n ngĂu ho”n to”n (hĂnh 3.5b).
Khož ch©n (hĂnh 3.5c) tâÂŹng tĂč nhâ h”n vĂi ÂźĂm thĂp. Khož ch©n hay dĂŻng
cho mĂši h”n cña cžc vĂt hĂnh trĂŽ nhâ Ăšng, bĂ„n chĂža, nĂ„i hÂŹi...
CĂŁ thĂ dĂŻng tĂm ÂźĂm rĂȘi b»ng ŸÄng hoĂc ÂźĂm ŸÄng kĂt hĂźp vĂi thuĂšc nhâ Ă«
hĂnh 3.5e. Khi h”n hĂ„ quang tĂč Ÿéng hoĂc bžn tĂč Ÿéng dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ, tĂšt nhĂt
nÂȘn dĂŻng ÂźĂm thuĂšc Ÿà ngšn kim loÂči lĂĄng ch¶y khĂĄi khe hĂ« h”n.
3.3. h”n hĂ„ quang nĂŁng ch¶y trong m«i trâĂȘng khĂ b¶o vĂ
3.3.1. ThĂčc chĂt, ÂźĂc ÂźiĂm v” phÂčm vi Ăžng dĂŽng
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 22
- 23. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
a. ThĂčc chĂt v” ÂźĂc ÂźiĂm
H”n hĂ„ quang nĂŁng ch¶y trong m«i trâĂȘng khĂ b¶o vĂ l” quž trĂnh h”n nĂŁng
ch¶y trong Ÿã nguĂ„n nhiĂt h”n ÂźâĂźc cung cĂp bĂ«i hĂ„ quang tÂčo ra giĂ·a ÂźiĂn cĂčc nĂŁng
ch¶y (d©y h”n) v” vĂt h”n; hĂ„ quang v” kim loÂči nĂŁng ch¶y ÂźâĂźc b¶o vĂ khĂĄi tžc dĂŽng
cña «xy v” nitÂŹ trong m«i trâĂȘng xung quanh bĂ«i mĂ©t loÂči khĂ hoĂc mĂ©t hçn hĂźp khĂ.
TiĂng Anh phâÂŹng phžp n”y gĂ€i l” GMAW (Gas Metal Arc Welding).
HĂnh 3.6. SÂŹ ŸÄ h”n hĂ„ quang nĂŁng ch¶y trong m«i trâĂȘng khĂ b¶o vĂ
a. SÂŹ ŸÄ nguyÂȘn lĂœ; b. SÂŹ ŸÄ thiĂt bĂ
KhĂ b¶o vĂ cĂŁ thĂ l” khĂ trÂŹ (Ar; He hoĂc hçn hĂźp Ar+He) kh«ng tžc dĂŽng vĂi
kim loÂči lĂĄng trong khi h”n hoĂc l” cžc loÂči khĂ hoÂčt tĂnh (CO2; CO2+O2; CO2+Ar...)
cĂŁ tžc dĂŽng ÂźĂy kh«ng khĂ ra khĂĄi vĂŻng h”n v” hÂčn chĂ tžc dĂŽng xĂu cña nĂŁ.
Khi ÂźiĂn cĂčc h”n hay d©y h”n ÂźâĂźc cĂp tĂč Ÿéng v”o vĂŻng hĂ„ quang th«ng qua
cÂŹ cĂu cĂp d©y, cĂn sĂč dĂch chuyĂn hĂ„ quang dĂ€c theo mĂši h”n ÂźâĂźc thao tžc b»ng tay
thĂ gĂ€i l” h”n hĂ„ quang bžn tĂč Ÿéng trong m«i trâĂȘng khĂ b¶o vĂ. NĂu tĂt c¶ chuyĂn
Ÿéng cÂŹ b¶n ÂźâĂźc cÂŹ khĂ hož thĂ ÂźâĂźc gĂ€i l” h”n hĂ„ quang tĂč Ÿéng trong m«i trâĂȘng
khĂ b¶o vĂ.
H”n hĂ„ quang b»ng ÂźiĂn cĂčc nĂŁng ch¶y trong m«i trâĂȘng khĂ trÂŹ (Ar; He) tiĂng
Anh gĂ€i l” phâÂŹng phžp h”n MIG (Metal Inert Gas). VĂ cžc loÂči khĂ trÂŹ cĂŁ giž th”nh
cao nÂȘn kh«ng ÂźâĂźc Ăžng dĂŽng rĂ©ng r·i, chĂ dĂŻng Ÿà h”n kim loÂči m”u v” thĂp hĂźp
kim.
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 23
H”n hĂ„ quang b»ng ÂźiĂn cĂčc nĂŁng ch¶y trong m«i trâĂȘng khĂ hoÂčt tĂnh (CO2;
CO2+O2...) tiĂng Anh gĂ€i l” phâÂŹng phžp h”n MAG (Metal Active Gas). PhâÂŹng phžp
h”n MAG sö dĂŽng khĂ b¶o vĂ CO2 ÂźâĂźc phžt triĂn rĂ©ng r·i do cĂŁ rĂt nhiĂu âu ÂźiĂm:
- 24. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 24
- CO2 l” loÂči khĂ dĂ kiĂm, dĂ s¶n xuĂt v” giž th”nh thĂp.
- Nšng suĂt h”n trong CO2 cao, gĂp hÂŹn 2,5 lĂn so vĂi h”n hĂ„ quang tay.
- TĂnh c«ng nghĂ cña h”n CO2 cao hÂŹn so vĂi h”n hĂ„ quang dâĂi lĂp thuĂšc vĂ
cĂŁ thĂ tiĂn h”nh Ă« mĂ€i vĂ trĂ kh«ng gian khžc nhau.
- ChĂt lâĂźng h”n cao, s¶n phĂm h”n Ăt bĂ cong vÂȘnh do tĂšc Ÿé h”n cao, nguĂ„n
nhiĂt tĂp trung, hiĂu suĂt sö dĂŽng nhiĂt lĂn, vĂŻng ¶nh hâĂ«ng nhiĂt hĂp.
- §iĂu kiĂn lao Ÿéng tĂšt hÂŹn so vĂi vĂi h”n hĂ„ quang tay v” trong qĂła trĂnh h”n
kh«ng phžt sinh khà Ÿéc.
b. PhÂčm vi Ăžng dĂŽng
Trong nĂn c«ng nghiĂp hiĂn ÂźÂči, h”n hĂ„ quang nĂŁng ch¶y trong m«i trâĂȘng khĂ
b¶o vĂ chiĂm mĂ©t vĂ trĂ rĂt quan trĂ€ng. NĂŁ kh«ng nhĂ·ng cĂŁ thĂ h”n cžc loÂči thĂp kĂt
cĂu th«ng thâĂȘng m” cĂn cĂŁ thĂ h”n cžc loÂči thĂp kh«ng gĂ, thĂp chĂu nhiĂt, thĂp bĂn
nĂŁng, cžc hĂźp kim ÂźĂc biĂt, cžc hĂźp kim nh«m, magiÂȘ, niken, ŸÄng, cžc hĂźp kim cĂŁ ži
lĂčc hož hĂ€c mÂčnh vĂi «xy.
PhâÂŹng phžp n”y cĂŁ thĂ sö dĂŽng ÂźâĂźc Ă« mĂ€i vĂ trĂ trong kh«ng gian, chiĂu d”y
vĂt h”n tĂ” 0,4 Ă· 4,8 mm thĂ chĂ cĂn h”n mĂ©t lĂp m” kh«ng ph¶i vžt mĂp; tĂ” 1,6 Ă· 10
mm h”n mĂ©t lĂp cĂŁ vžt mĂp; cĂn tĂ” 3,2 Ă· 25 mm thĂ h”n nhiĂu lĂp.
1.2.2- VĂt liĂu, thiĂt bĂ h”n hĂ„ quang nĂŁng ch¶y trong m«i trâĂȘng khĂ b¶o vĂ
a. VĂt liĂu h”n
D©y h”n
Khi h”n trong m«i trâĂȘng khĂ b¶o vĂ, sĂč hĂźp kim hož kim loÂči mĂši h”n cĂČng
nhâ cžc tĂnh chĂt yÂȘu cĂu cña mĂši h”n ÂźâĂźc thĂčc hiĂn chñ yĂu th«ng qua d©y h”n. Do
vĂy, nhĂ·ng ÂźĂc tĂnh cña qĂła trĂnh c«ng nghĂ h”n phĂŽ thuĂ©c rĂt nhiĂu v”o tĂnh trÂčng v”
chĂt lâĂźng d©y h”n. Khi h”n MAG, ÂźâĂȘng kĂnh d©y h”n tĂ” 0,8 Ă· 2,4 mm.
SĂč ĂŠn ÂźĂnh cña qĂła trĂnh h”n cĂČng nhâ chĂt lâĂźng cña liÂȘn kĂt h”n phĂŽ thuĂ©c
nhiĂu v”o tĂnh trÂčng bĂ mĂt d©y h”n. CĂn chĂł Ăœ ÂźĂn phâÂŹng phžp b¶o qu¶n, cĂt giĂ· v”
biĂn phžp l”m sÂčch d©y h”n nĂu d©y bĂ gĂ hoĂc bĂn. MĂ©t trong nhĂ·ng cžch Ÿà gi¶i
quyĂt l” sö dĂŽng d©y cĂŁ bĂ€c lĂp mÂč ŸÄng. D©y mÂč ŸÄng sĂ n©ng cao chĂt lâĂźng bĂ
mĂt v” kh¶ nšng chĂšng gĂ, ŸÄng thĂȘi n©ng cao tĂnh ĂŠn ÂźĂnh cña qĂła trĂnh h”n.
Theo hĂ thĂšng tiÂȘu chuĂn AWS, kĂœ hiĂu dĂŻng cho d©y h”n thĂp C nhâ sau:
ER 70 S- X
trong Ÿã, ER: kĂœ hiĂu ÂźiĂn cĂčc h”n hoĂc que h”n phĂŽ.
70: Ÿé bĂn kĂo nhĂĄ nhĂt (ksi).
S: d©y h”n ÂźĂc.
X: th”nh phĂn hož hĂ€c v” khĂ b¶o vĂ.
MĂ©t sĂš loÂči d©y h”n thĂp C th«ng dĂŽng B¶ng 1-2
§iĂu kiĂn h”n CÂŹ tĂnh
- 25. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 25
KĂœ hiĂu theo
AWS CĂčc tĂnh KhĂ b¶o vĂ
§é bĂn kĂo
cña liÂȘn kĂt
(min-psi)
GiĂi hÂčn ch¶y
cña mÚi h”n
(min-psi)
§é d·n
d”i %
(min)
E70S-2
E70S-3
E70S-4
E70S-5
E70S-6
E70S-7
DCEP
DCEP
DCEP
DCEP
DCEP
DCEP
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
72000
72000
72000
72000
72000
72000
60000
60000
60000
60000
60000
60000
22
22
22
22
22
22
DCEP l” d©y h”n nĂši vĂi cĂčc dâÂŹng cña nguĂ„n ÂźiĂn (ÂźĂu nghĂch)
Th”nh phĂn hož hĂ€c (%)KĂœ hiĂu theo
AWS C Mn Si Cžc nguyÂȘn tĂš khžc
E70S-2
E70S-3
E70S-4
E70S-5
E70S-6
E70S-7
0,6
0,06Ă·0,15
0,07Ă·0,15
0,07Ă·0,19
0,07Ă·0,15
0,07Ă·0,15
0,90Ă·1,40
1,40Ă·1,85
1,50Ă·2,00
0,40Ă·0,70
0,45Ă·0,70
0,65Ă·0,85
0,30Ă·0,60
0,80Ă·1,15
0,50Ă·0,80
Ti: 0,05Ă·0,15; Zi: 0,02 Ă·
0,12; Al: 0,05Ă·0,15
Al: 0,50Ă·0,90
KhĂ b¶o vĂ
KhĂ Ar tinh khiĂt (~ 100%) thâĂȘng dĂŻng Ÿà h”n cžc vĂt liĂu thĂp. KhĂ He tinh
khiĂt (~ 100%) thâĂȘng ÂźâĂźc dĂŻng Ÿà h”n cžc liÂȘn kĂt cĂŁ kĂch thâĂc lĂn, cžc vĂt liĂu
cĂŁ tĂnh gi·n nĂ« nhiĂt cao nhâ Al, Mg. Cu...
Argon l” khĂ trÂŹ thâĂȘng chĂža trong bĂnh thĂp vĂi žp suĂt 150 at, dung tĂch 40 lĂt.
argon kh«ng chžy, kh«ng nĂŠ v” khi l”m viĂc ph¶i ÂźâĂźc gi¶m žp suĂt tĂ” 150 ÂźĂn 0,5 at
v” duy trĂ kh«ng ŸÊi nhĂȘ van gi¶m žp tĂč ÂźiĂu chĂnh.
KhĂ CO2 dĂŻng Ÿà h”n ph¶i cĂŁ Ÿé sÂčch ÂźĂn trÂȘn 99,5%, žp suĂt trong bĂnh kho¶ng
(50 - 60) at. §©y l” khĂ hoÂčt tĂnh khi Ă« nhiĂt Ÿé cao nĂŁ ph©n ly ra CO v” «xy nguyÂȘn
tö, cho nÂȘn CO2 cĂŁ tžc dĂŽng b¶o vĂ tĂšt vĂ CO Ăt ho” tan trong kim loÂči lĂĄng v” cĂŁ tžc
dÎng khö «xy.
CO2 ÂźâĂźc dĂŻng rĂ©ng r·i Ÿà h”n thĂp C trung bĂnh do giž th”nh thĂp, mĂši h”n
ĂŠn ÂźĂnh, cÂŹ tĂnh cña liÂȘn kĂt h”n ÂźÂčt yÂȘu cĂu, tĂšc Ÿé h”n cao v” Ÿé ngĂu s©u.
NhâĂźc ÂźiĂm cña h”n trong khĂ b”o vĂ CO2 l” g©y bŸn toĂ kim loÂči lĂĄng.
MĂ©t sĂš loÂči khĂ b¶o vĂ tâÂŹng Ăžng vĂi kim loÂči cÂŹ b¶n B¶ng 3-3
KhĂ b¶o vĂ Kim loÂči cÂŹ b¶n
- 26. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
Ar (He)
Ar + 1% O2
Ar + 2% O2
Ar + 5% O2
Ar + 20% CO2
Ar + 15% CO2 + 5% O2
CO2
Kim loÂči v” hĂźp kim kh«ng cĂŁ sŸt.
ThĂp austenit
ThĂp ferit (h”n ŸÞng tĂ” trÂȘn xuĂšng)
ThĂp ferit (h”n tĂm mĂĄng, h”n ŸÞng tĂ” trÂȘn xuĂšng)
ThĂp ferit v” austenit (h”n Ă« mĂ€i vĂ trĂ)
ThĂp ferit v” austenit (h”n Ă« mĂ€i vĂ trĂ)
ThĂp ferit (h”n Ă« mĂ€i vĂ trĂ)
ThiĂt bĂ h”n
HĂnh (H.3.6) trĂnh b”y sÂŹ ŸÄ mĂ©t thiĂt bĂ h”n hĂ„ quang trong m«i trâĂȘng khĂ
Acg«ng vĂi ÂźiĂn cĂčc nĂŁng ch¶y.
x
MP §C
MPH
12 11
10
9
8 7
65432
1
H.3.7. SÂŹ ŸÄ mžy h”n tĂč Ÿéng trong m«i trâĂȘng khĂ b¶o vĂ
1. BĂnh khĂ acg«ng 2. Van gi¶m žp 3. §Äng hĂ„ Âźo žp 4. Van tiĂt lâu
5. Mžy phžt mĂ©t chiĂu 6. §éng cÂŹ quay cÂŹ cĂu cĂp d©y 7. D©y h”n 8. CÂŹ cĂu
cĂp d©y 9. §âĂȘng dĂn khĂ 10. M”ng khĂ b¶o vĂ 11).VĂt h”n 12) BiĂn trĂ«
Trong quž trĂnh h”n, khĂ Acg«ng tĂ” bĂnh chĂža (1) qua van gi¶m žp (2) v” van
tiĂt lâu (4) ÂźâĂźc cĂp v”o vĂŻng vĂČng h”n tÂčo th”nh m”ng khĂ ngšn cžch vĂČng h”n vĂi
m«i trâĂȘng khĂ quyĂn.
Khi h”n hĂ„ quang tĂč Ÿéng trong m«i trâĂȘng khĂ Acg«ng, dĂng ÂźiĂn h”n tĂ” (30 -
400) A, lâĂźng tiÂȘu thĂŽ khĂ kho¶ng (300 - 900) lĂt/h.
Šu ÂźiĂm cña h”n khĂ Acgon l” mĂši h”n ÂźĂp kh«ng rç, kh«ng cĂŁ xĂ, chĂt lâĂźng
mĂši h”n tĂšt, ÂźĂc biĂt chuyÂȘn dĂŻng Ÿà h”n thĂp hĂźp kim cĂŁ chiĂu d”y S < 5 mm.
HĂ thĂšng thiĂt bĂ cĂn thiĂt dĂŻng cho h”n hĂ„ quang nĂŁng ch¶y trong m«i trâĂȘng
khĂ b¶o vĂ bao gĂ„m: nguĂ„n ÂźiĂn h”n, cÂŹ cĂu cĂp d©y h”n tĂč Ÿéng, mĂĄ h”n hay sĂłng
h”n Âźi cĂŻng cžc ÂźâĂȘng Ăšng dĂn khĂ, dĂn d©y h”n v” cžp ÂźiĂn, chai chĂža khĂ b¶o vĂ
kĂm theo bĂ© ŸÄng hĂ„, lâu lâĂźng kĂ v” van khĂ.
HĂnh sau trĂnh b”y sÂŹ ŸÄ thiĂt bĂ h”n bžn tĂč Ÿéng trong m«i trâĂȘng khĂ CO2 b»ng
ÂźiĂn cĂčc nĂŁng ch¶y. Khi h”n, khĂ CO2 ÂźâĂźc phun v”o vĂŻng mĂši h”n, dâĂi tžc dĂŽng
nhiĂt cña ngĂ€n löa hĂ„ quang khĂ bĂ ph©n huĂ» theo ph¶n Ăžng: CO2 = 2CO +O2
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 26
- 27. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
KhĂ CO kh«ng ho” tan v”o thĂp, hĂnh th”nh m«i trâĂȘng b¶o vĂ khi h”n, Ÿà tržnh
sĂč «xy hĂŁa cña «xy ngâĂȘi ta sö dĂŽng que h”n phĂŽ cĂŁ h”m lâĂźng Mn v” Si cao.
x
11
10
9
8
7
6
5432
1
H.3.8. SÂŹ ŸÄ thiĂt bĂ h”n bžn tĂč Ÿéng trong m«i trâĂȘng khĂ CO2
1/ BĂnh khĂ; 2/ ThiĂt bĂ nung khĂ; 3/ Van gi¶m žp; 4/ žp kĂ; 5)Van
tiĂt lâu; 6/ Ăšng dĂn khĂ; 7/ ThiĂt bĂ cĂp d©y h”n; 8/ Mžy phžt ÂźiĂn
9/ Ăšng dĂn d©y h”n; 10/ Tay cĂm; 11/ VĂt h”n
MĂĄ h”n (sĂłng h”n) bao gĂ„m bĂp tiĂt diĂn Ÿà chuyĂn dĂng ÂźiĂn h”n ÂźĂn d©y
h”n, ÂźâĂȘng dĂn khĂ v” chĂŽp khà Ÿà hâĂng dĂng khĂ b¶o vĂ bao quanh vĂŻng hĂ„ quang,
bĂ© phĂn l”m nguĂ©i cĂŁ thĂ b»ng khĂ hoĂc nâĂc tuĂn ho”n, c«ng tŸc Ÿãng ngŸt ŸÄng bĂ©
dĂng ÂźiĂn h”n, d©y h”n v” dĂng khĂ b¶o vĂ.
NguĂ„n ÂźiĂn h”n th«ng thâĂȘng l” nguĂ„n ÂźiĂn mĂ©t chiĂu DC. NguĂ„n ÂźiĂn xoay
chiĂu AC kh«ng thĂch hĂźp do hĂ„ quang bĂ tŸt nöa chu kĂș v” sĂč chĂnh lâu chu kĂș ph©n
cĂčc nguĂ©i l”m cho hĂ„ quang kh«ng ĂŠn ÂźĂnh.
HĂnh 3.9. MĂĄ h”n cĂŠ cong, l”m nguĂ©i b»ng khĂ
§Ăc tĂnh ngo”i cña nguĂ„n ÂźiĂn h”n th«ng thâĂȘng l” ÂźĂc tĂnh cĂžng (ÂźiĂn žp
kh«ng ŸÊi). §iĂu n”y ÂźâĂźc dĂŻng vĂi tĂšc Ÿé cĂp d©y h”n kh«ng ŸÊi, cho phĂp ÂźiĂu
chĂnh tĂč Ÿéng chiĂu d”i hĂ„ quang.
1.2.3. C«ng nghĂ h”n hĂ„ quang nĂŁng ch¶y trong m«i trâĂȘng khĂ b¶o vĂ
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 27
- 28. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 28
a. ChuĂn bĂ liÂȘn kĂt trâĂc khi h”n
Cžc yÂȘu cĂu vĂ hĂnh džng, kĂch thâĂc, bĂ mĂt liÂȘn kĂt trong phâÂŹng phžp h”n
hĂ„ quang nĂŁng ch¶y trong m«i trâĂȘng khĂ b¶o vĂ tâÂŹng tĂč nhâ Ă« cžc phâÂŹng phžp h”n
khžc. Tuy nhiÂȘn, do ÂźâĂȘng kĂnh cña d©y h”n nhĂĄ hÂŹn so vĂi h”n dâĂi lĂp thuĂšc b¶o vĂ
nÂȘn gĂŁc vžt mĂp sĂ nhĂĄ hÂŹn (thâĂȘng kho¶ng 45 Ă· 600
) do d©y h”n cã kh¶ nšng šn s©u
v”o trong r·nh h”n.
b. Cžc dÂčng truyĂn kim loÂči lĂĄng v”o vĂČng h”n
TruyĂn kim loÂči dÂčng cĂu
GiĂ€t kim loÂči hĂnh th”nh chĂm trÂȘn ÂźiĂn cĂčc v” lâu lÂči Ă« Ÿ©y l©u. NĂu kĂch
thâĂc giĂ€t kim loÂči lĂĄng Ÿñ lĂn, giĂ€t kim loÂči lĂĄng sĂ chuyĂn v”o vĂČng h”n theo cžc
hâĂng khžc nhau (ŸÄng trĂŽc hoĂc lĂch trĂŽc d©y h”n) do trĂ€ng lĂčc hoĂc do sĂč Âźo¶n
mÂčch.
KĂch thâĂc giĂ€t kim loÂči lĂĄng dÂčng cĂu phĂŽ thuĂ©c v”o loÂči khĂ sö dĂŽng, v”o vĂt
liĂu v” kĂch thâĂc ÂźiĂn cĂčc, ÂźiĂn žp hĂ„ quang, câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn v” cĂčc tĂnh. Khi
ÂźiĂn žp hĂ„ quang v” kĂch thâĂc ÂźiĂn cĂčc tšng thĂ ÂźâĂȘng kĂnh giĂ€t tšng. CâĂȘng Ÿé
dĂng ÂźiĂn tšng sĂ l”m gi¶m ÂźâĂȘng kĂnh giĂ€t.
Quž trĂnh h”n vĂi sĂč truyĂn kim loÂči dÂčng cĂu ÂźâĂźc Ăžng dĂŽng chñ yĂu cho cžc
liÂȘn kĂt h”n b»ng.
TruyĂn kim loÂči dÂčng phun
Ă« dÂčng n”y, kim loÂči Âźi qua hĂ„ quang Ă« dÂčng giĂ€t rĂt nhĂĄ ÂźâĂźc ÂźĂnh hâĂng
ŸÄng trĂŽc. §âĂȘng kĂnh giĂ€t kim loÂči b»ng hoĂc nhĂĄ hÂŹn ÂźâĂȘng kĂnh ÂźiĂn cĂčc.
H”n hĂ„ quang kiĂu phun rĂt thĂch hĂźp Ÿà h”n cžc chi tiĂt tâÂŹng ŸÚi d”y vĂi
dĂng ÂźiĂn cao v” h”n Ă« vĂ trĂ h”n ŸÞng tĂ” trÂȘn xuĂšng.
TruyĂn kim loÂči dÂčng ngŸn mÂčch hoĂc nhĂĄ giĂ€t
KĂŒ thuĂt h”n hĂ„ quang ngŸn mÂčch hoĂc nhĂĄ giĂ€t thĂch hĂźp khi h”n cžc tĂm
mång ë cžc và trà h”n khžc nhau.
KĂŒ thuĂt h”n truyĂn kim loÂči dÂčng nhĂĄ giĂ€t sö dĂŽng d©y h”n ÂźâĂȘng kĂnh nhĂĄ
(0,8 Ă· 1,6mm), ÂźiĂn žp hĂ„ quang thĂp (16 Ă· 22V), dĂng ÂźiĂn thĂp (60 Ă· 180A). KĂŒ
thuĂt h”n n”y Ăt g©y ra bŸn toĂ giĂ€t kim loÂči lĂĄng.
c. Chà Ÿé h”n
DĂng ÂźiĂn h”n
DĂng ÂźiĂn h”n ÂźâĂźc chĂ€n phĂŽ thuĂ©c v”o kĂch thâĂc ÂźiĂn cĂčc (d©y h”n), dÂčng
truyĂn kim loÂči v” chiĂu d”y cña liÂȘn kĂt h”n. Khi dĂng ÂźiĂn quž thĂp sĂ kh«ng ٦m
b¶o ngĂu hĂt chiĂu d”y liÂȘn kĂt, gi¶m Ÿé bĂn cña mĂši h”n. Khi dĂng ÂźiĂn quž cao sĂ
l”m tšng sĂč bŸn toĂ kim loÂči, g©y ra rç xĂšp, biĂn dÂčng, mĂši h”n kh«ng ĂŠn ÂźĂnh.
VĂi loÂči nguĂ„n ÂźiĂn cĂŁ ÂźĂc tĂnh ngo”i cĂžng (ÂźiĂn žp kh«ng ŸÊi) dĂng ÂźiĂn h”n
- 29. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
tšng khi tšng tĂšc Ÿé cĂp d©y v” ngâĂźc lÂči.
§iĂn žp h”n
§©y l” th«ng sĂš rĂt quan trĂ€ng trong h”n GMAW, quyĂt ÂźĂnh dÂčng truyĂn kim
loÂči lĂĄng. §iĂn žp h”n sö dĂŽng phĂŽ thuĂ©c v”o chiĂu d”y chi tiĂt h”n, kiĂu liÂȘn kĂt,
kĂch cĂŹ v” th”nh phĂn ÂźiĂn cĂčc, th”nh phĂn khĂ b¶o vĂ, vĂ trĂ h”n... §à cĂŁ ÂźâĂźc giž trĂ
ÂźiĂn žp h”n hĂźp lĂœ, cĂŁ thĂ ph¶i h”n thö v”i lĂn, bŸt ÂźĂu b»ng giž trĂ ÂźiĂn žp hĂ„ quang
theo tĂnh tožn hay tra b¶ng, sau Ÿã tšng hoĂc gi¶m theo quan sžt ÂźâĂȘng h”n Ÿà chĂ€n
giž trĂ ÂźiĂn žp thĂch hĂźp.
TÚc Ÿé h”n
TĂšc Ÿé h”n phĂŽ thuĂ©c rĂt nhiĂu v”o trĂnh Ÿé tay nghĂ cña thĂź h”n. TĂšc Ÿé h”n
quyĂt ÂźĂnh chiĂu s©u ngĂu cña mĂši h”n. NĂu tĂšc Ÿé h”n thĂp, kĂch thâĂc vĂČng h”n sĂ
lĂn v” ngĂu s©u. Khi tšng tĂšc Ÿé ”n, tĂšc Ÿé cĂp nhiĂt cña hĂ„ quang sĂ gi¶m, l”m gi¶m
Ÿé ngĂu v” thu hĂp ÂźâĂȘng h”n.
PhĂn nh« cña ÂźiĂn cĂčc h”n
§ã l” kho¶ng cžch giĂ·a ÂźĂu ÂźiĂn cĂčc v” mĂp bĂt tiĂt diĂn (hĂnh 1.9). Khi tšng
chiĂu d”i phĂn nh«, nhiĂt nung nĂŁng ÂźoÂčn d©y h”n n”y sĂ tšng, dĂn tĂi l;”m gi¶m
câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn h”n cĂn thiĂt Ÿà nĂŁng ch¶y ÂźiĂn cĂčc theo tĂšc Ÿé cĂp d©y nhĂt
ÂźĂnh. Kho¶ng cžch n”y rĂt quan trĂ€ng khi h”n thĂp kh«ng gĂ, sĂč biĂn thiÂȘn nhĂĄ cĂČng
cĂŁ thĂ l”m tšng sĂč biĂn thiÂȘn dĂng ÂźiĂn mĂ©t cžch rĂą rĂt.
ChiĂu d”i phĂn nh« quž lĂn sĂ l”m dâ kim loÂči nĂŁng ch¶y Ă« mĂši h”n, l”m gi¶m
Ÿé ngĂu v” l·ng phĂ kim loÂči h”n. TĂnh ĂŠn ÂźĂnh cña hĂ„ quang cĂČng bà ¶nh hâĂ«ng. NĂu
chiĂu d”i phĂn nh« quž nhĂĄ sĂ g©y ra sĂč bŸn toe, kim loÂči lĂĄng dĂnh v”o mĂĄ h”n, chĂŽp
khĂ l”m c¶n trĂ« dĂng khĂ b¶o vĂ, g©y ra rç xĂšp trong mĂši h”n.
22,2196,4 9,5 12,7 15,93,15
0
DĂng ÂźiĂn h”n (A)
D©y h”n ÂźâĂȘng
kĂnh 1,2 mm
D©y h”n ÂźâĂȘng
kĂnh 0,8mm
250
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 29
ChiĂu d”i hĂ„ quang
PhĂn nh« ÂźiĂn cĂčc h”n
Kho¶ng cžch bĂp
tiĂt diĂn- chi tiĂt
Kho¶ng cžch
chĂŽp khĂ- chi tiĂt
BĂp tiĂt diĂnChĂŽp khĂ 200
150
100
50
PhĂn nh« ÂźiĂn cĂčc (mm)
a) b)
HĂnh 3.10. ChiĂu d”i ÂźiĂn cĂčc phĂa ngo”i mĂĄ h”n (a) v” quan
hĂ dĂng ÂźiĂn - phĂn nh« ÂźiĂn cĂčc (b)
d. KĂŒ thuĂt h”n
Khi h”n mĂ©t phĂa, cĂn ph¶i cĂŁ ÂźĂm lĂŁt thĂch hĂźp Ă« dâĂi ÂźâĂȘng h”n. §«i khi cĂŁ
thĂ thĂčc hiĂn ÂźâĂȘng h”n ch©n (h”n lĂŁt) b»ng kĂŒ thuĂt ngŸn mÂčch Ÿà cĂŁ Ÿé ngĂu ŸÄng
ÂźĂu, sau Ÿã cžc lĂp tiĂp theo ÂźâĂźc thĂčc hiĂn b»ng kĂŒ thuĂt truyĂn kiĂu phun vĂi dĂng
- 30. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
ÂźiĂn cao. CĂČng nhâ vĂi mĂ€i phâÂŹng phžp h”n hĂ„ quang khžc, gĂŁc Ÿé v” vĂ trĂ mĂĄ h”n
v” ÂźiĂn cĂčc vĂi ÂźâĂȘng h”n cĂŁ ¶nh hâĂ«ng rĂą rĂt tĂi Ÿé ngĂu v” hĂnh dÂčng mĂši h”n. GĂŁc
mĂĄ h”n thâĂȘng nghiÂȘng kho¶ng 10 Ă· 200
so vĂi chiĂu thÂŒng ŸÞng.
1.3- h”n hĂ„ quang ÂźiĂn cĂčc kh«ng nĂŁng ch¶y trong m«i
trâĂȘng khĂ trÂŹ
1.3.1- ThĂčc chĂt, ÂźĂc ÂźiĂm v” phÂčm vi Ăžng dĂŽng
H”n hĂ„ quang ÂźiĂn cĂčc kh«ng nĂŁng ch¶y trong m«i trâĂȘng khĂ trÂŹ (GTAW) l”
qĂła trĂnh h”n nĂŁng ch¶y, trong Ÿã nguĂ„n nhiĂt cung cĂp bĂ«i hĂ„ quang ÂźâĂźc tÂčo th”nh
giĂ·a ÂźiĂn cĂčc kh«ng nĂŁng ch¶y v” vĂČng h”n (hĂnh 3.13). VĂŻng hĂ„ quang ÂźâĂźc b¶o vĂ
b»ng m«i trâĂȘng khĂ trÂŹ (Ar, He hoĂc Ar+He) Ÿà ngšn c¶n nhĂ·ng tžc Ÿéng cĂŁ hÂči cña
«xy v” nitÂŹ trong kh«ng khĂ. §iĂn cĂčc kh«ng nĂŁng ch¶y thâĂȘng dĂŻng l” Volfram nÂȘn
phâÂŹng phžp h”n n”y tiĂng Anh gĂ€i l” TIG (Tungsten Inert Gas).
VĂČng hĂ„ quang ÂźâĂźc chĂ ra trÂȘn hĂnh 3.14. HĂ„ quang trong ”n TIG cĂŁ nhiĂt Ÿé
rĂt cao, cĂŁ thĂ ÂźÂčt tĂi hÂŹn 61000
C. Kim loÂči mĂši h”n cĂŁ thĂ tÂčo th”nh chĂ tĂ” kim loÂči
cÂŹ b¶n khi h”n nhĂ·ng chi tiĂt mĂĄng vĂi liÂȘn kĂt gĂp mĂp, hoĂc ÂźâĂźc bĂŠ sung tĂ” que
h”n phĂŽ. To”n bĂ© vĂČng h”n ÂźâĂźc bao bĂ€c bĂ«i khĂ trÂŹ thĂŠi ra tĂ” chĂŽp khĂ.
PhâÂŹng phžp n”y cĂŁ mĂ©t sĂš âu ÂźiĂm Ÿžng chĂł Ăœ:
- TÂčo mĂši h”n cĂŁ chĂt lâĂźng cao ŸÚi vĂi hĂu hĂt kim loÂči v” hĂźp kim.
- MĂši h”n kh«ng ph¶i l”m sÂčch sau khi h”n.
- HĂ„ quang v” vĂČng h”n cĂŁ thĂ quan sžt ÂźâĂźc trong khi h”n.
- Kh«ng cĂŁ kim loÂči bŸn toĂ.
- Cã thà h”n ë mÀi và trà trong kh«ng gian.
- NhiĂt tĂp trung cho phĂp tšng tĂšc Ÿé h”n, gi¶m biĂn dÂčng liÂȘn kĂt h”n.
HĂnh 3.11- SÂŹ ŸÄ nguyÂȘn lĂœ h”n hĂ„ quang nĂŁng ch¶y trong m«i trâĂȘng khĂ trÂŹ.
PhâÂŹng phžp h”n TIG ÂźâĂźc žp dĂŽng trong nhiĂu lĂnh vĂčc s¶n xuĂt, ÂźĂc biĂt rĂt
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 30
- 31. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
thĂch hĂźp trong h”n thĂp hĂźp kim cao, kim loÂči m”u v” hĂźp kim cña chĂłng...
PhâÂŹng phžp h”n n”y th«ng thâĂȘng ÂźâĂźc thao tžc b»ng tay v” cĂŁ thĂ tĂč Ÿéng
hož hai kh©u di chuyĂn hĂ„ quang cĂČng nhâ cĂp d©y h”n phĂŽ.
HĂnh 3.12. VĂŻng hĂ„ quang v” vĂČng h”n.
1.3.2- VĂt liĂu v” thiĂt bĂ h”n TIG
a. VĂt liĂu
VĂt liĂu sö dĂŽng trong phâÂŹng phžp h”n TIG bao gĂ„m: khĂ b¶o vĂ, ÂźiĂn cĂčc
Wolfram v” que h”n phÎ.
Khà b¶o và (khà tr)
Ar l” khĂ ÂźâĂźc ÂźiĂu chĂ tĂ” khĂ quyĂn b»ng phâÂŹng phžp hož lĂĄng kh«ng khĂ v”
tinh chĂ ÂźĂn Ÿé tinh khiĂt 99,99%. KhĂ n”y ÂźâĂźc cung cĂp trong cžc bĂnh dâĂi žp suĂt
cao hoĂc Ă« dÂčng lĂĄng vĂi nhiĂt Ÿé dâĂi -1840
C trong cžc thĂŻng chĂža lĂn.
He cĂŁ trĂ€ng lâĂźng riÂȘng b»ng ho¶ng 1/10 so vĂi Ar ÂźâĂźc lĂy tĂ” khĂ tĂč nhiÂȘn,
thâĂȘng ÂźâĂźc chĂža trong cžc bĂnh dâĂi žp suĂt cao.
Sau khi ra khĂĄi chĂŽp khĂ Ă« mĂĄ h”n, Ar tÂčo th”nh lĂp b¶o vĂ phĂa trÂȘn vĂŻng h”n.
Do nhĂ hÂŹn, He cĂŁ xu hâĂng d©ng lÂȘn tÂčo th”nh cuĂ©n xožy xung quanh hĂ„ quang. §Ă
b¶o vĂ hiĂu qu¶, lâu lâĂźng He ph¶i gĂp 2 Ă· 3 lĂn so vĂi Ar.
§Ăc tĂnh quan trĂ€ng khžc cña He l” ÂźĂi hĂĄi ÂźiĂn žp hĂ„ quang cao hÂŹn vĂi cĂŻng
chiĂu d”i hĂ„ quang v” dĂng ÂźiĂn so vĂi Ar. HĂ„ quang He nĂŁng hÂŹn so vĂi Ar; He
thâĂȘng dĂŻng Ÿà h”n cžc vĂt liĂu cĂŁ chiĂu d”y lĂn, cĂŁ Ÿé dĂn nhiĂt cao (nhâ Cu) hoĂc
nhiĂt Ÿé nĂŁng ch¶y cao.
§iĂm khžc biĂt nĂ·a l” Ar cho tĂnh ĂŠn ÂźĂnh hĂ„ quang nhâ nhau ŸÚi vĂi dĂng
ÂźiĂn xoay chiĂu (AC) v” mĂ©t chiĂu (DC) v” cĂŁ tžc dĂŽng l”m sÂčch tĂšt vĂi dĂng AC.
Trong lĂłc Ÿã, He tÂčo hĂ„ quang ĂŠn ÂźĂnh vĂi dĂng ÂźiĂn DC nhâng tĂnh ĂŠn ÂźĂnh hĂ„
quang v” tžc dĂŽng l”m sÂčch vĂi dĂng AC tâÂŹng ŸÚi thĂp. Do Ÿã khi cĂn h”n Al, Mg
b»ng dĂng AC thĂ nÂȘn dĂŻng Ar.
Cžc hçn hĂźp Ar v” He vĂi h”m lâĂźng He ÂźĂn 75% ÂźâĂźc sö dĂŽng khi cĂn sĂč c©n
b»ng giĂ·a cžc ÂźĂc tĂnh cña hai loÂči khĂ n”y.
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 31
- 32. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 32
CĂŁ thĂ bĂŠ sung H2 v”o Ar khi h”n cžchk Ni, Ni-Cu, thĂp kh«ng gĂ.
§iĂn cĂčc Wolfram
Wolfram ÂźâĂźc dĂŻng l”m ÂźiĂn cĂčc do cĂŁ tĂnh chĂu nhiĂt cao (nhiĂt Ÿé nĂŁng ch¶y
l” 34100
C), phžt xÂč ÂźiĂn tö tâÂŹng ŸÚi tĂšt, l”m i«n hož hĂ„ quang v” duy trĂ tĂnh ĂŠn ÂźĂnh
hĂ„ quang. Wolfram cĂŁ tĂnh chĂšng «xy hož rĂt cao.
B¶ng 3-4 Th”nh phĂn hož hĂ€c cña mĂ©t sĂš loÂči ÂźiĂn cĂčc Volfram
TiÂȘu chuĂn AWS W (min)
%
Th
%
Zr
%
TĂŠng tÂčp chĂt
(max) %
EWP
EWTh-1
EWTh-2
EWTh-3
EWZr
99,5
98,5
97,5
98,95
99,2
-
0,8 Ă· 1,2
1,7 Ă· 2,2
0,35 Ă· 0,55
-
-
-
-
-
0,15 Ă· 0,40
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Cžc ÂźiĂn cĂčc Wolfram cĂŁ ÂźâĂȘng kĂnh 0,25 Ă· 6,4 mm vĂi chiĂu d”i 76 Ă· 610
mm. Cžc ÂźiĂn cĂčc Wolfram cĂŁ thÂȘm Thori (Th) cĂŁ tĂnh phžt xÂč ÂźiĂn tö, dĂn ÂźiĂn v”
chĂšng nhiĂm bĂn tĂšt, mĂ„i hĂ„ quang tĂšt hÂŹn v” hĂ„ quang ĂŠn ÂźĂnh hÂŹn.
Cžc ÂźiĂn cĂčc Wolfram cĂŁ thÂȘm Zircon (Zr) cĂŁ cžc tĂnh chĂt trung gian giĂ·a
ÂźiĂn cĂčc W v” ÂźiĂn cĂčc W-Th.
M”u nhĂn diĂn mĂ©t sĂš loÂči ÂźiĂn cĂčc th«ng dĂŽng
B¶ng 3-5
KĂœ hiĂu Th”nh phĂn M”u nhĂn diĂn
EWP
EWCe-2
EWLa-1
EWTh-1
EWTh-2
EWZa-1
EWG
Wolfram tinh khiĂt
97,3% W, 2% oxit ceri
98,3% W, 1% oxit lantan
98,3% W, 1% oxit thori
97,3% W, 2% oxit thori
99,1% W, 0,25% oxit zircon
94,5% W
Xanh lž c©y
Da cam
§en
V”ng
§å
N©u
Xžm
MĂ©t sĂš yÂȘu cĂu khi sö dĂŽng ÂźiĂn cĂčc Wolfram:
- CĂn chĂ€n dĂng ÂźiĂn thĂch hĂźp vĂi kĂch cĂŹ ÂźiĂn cĂčc ÂźâĂźc sö dĂŽng. DĂng ÂźiĂn
quž cao sĂ l”m hĂĄng ÂźĂu ÂźiĂn cĂčc, dĂng ÂźiĂn quž thĂp sĂ g©y ra sĂč šn mĂn, nhiĂt Ÿé
thĂp v” hĂ„ quang kh«ng ĂŠn ÂźĂnh.
- §Ău ÂźiĂn cĂčc ph¶i ÂźâĂźc m”i hĂźp lĂœ theo hâĂng dĂn kĂm theo ÂźiĂn cĂčc.
- §iĂn cĂčc ph¶i ÂźâĂźc sö dĂŽng v” b¶o qu¶n cĂn thĂn, tržnh nhiĂm bĂn.
- DĂng khĂ b¶o vĂ ph¶i ÂźâĂźc duy trĂ kh«ng chĂ trâĂc v” trong khi h”n m” c¶ sau
khi ngŸt hĂ„ quang cho ÂźĂn khi ÂźiĂn cĂčc nguĂ©i.
- PhĂn nh« ÂźiĂn cĂčc Ă« phĂa ngo”i mĂĄ h”n (chĂŽp khĂ) ph¶i ÂźâĂźc giĂ· Ă« mĂžc ngŸn
nhĂt, tĂŻy theo Ăžng dĂŽng v” thiĂt bà Ÿà d¶m b¶o ÂźâĂźc b¶o vĂ tĂšt b»ng dĂng khĂ trÂŹ.
- 33. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
- CĂn tržnh sĂč nhiĂm bĂn ÂźiĂn cĂčc, sĂč tiĂp xĂłc giĂ·a ÂźiĂn cĂčc nĂŁng vĂi kim loÂči
mÚi h”n.
- ThiĂ bĂ, ÂźĂc biĂt l” chĂŽp khĂ ph¶i ÂźâĂźc b¶o vĂ v” l”m sÂčch. §Ău chĂŽp khĂ bĂ
bĂn sà ¶nh hâĂ«ng tĂi khĂ b¶o vĂ, ¶nh hâĂ«ng tĂi hĂ„ quang h”n; do Ÿã l”m gi¶m chĂt
lâĂźng mĂši h”n.
Que h”n phÎ
Que h”n phĂŽ cĂŁ cžc kĂch thâĂc tiÂȘu chuĂn theo ISO/R564 nhâ sau: chiĂu d”i tĂ”
500 Ă· 1000 mm vĂi ÂźâĂȘng kĂnh 1,2; 1,6; 2; 2,4; 3,2 mm.
Cžc loÂči que h”n phĂŽ gĂ„m cĂŁ: ŸÄng v” hĂźp kim ŸÄng, thĂp kh«ng gĂ Cr cao v”
Cr-Ni, nh«m v” hĂźp kim nh«m, thĂp C thĂp, thĂp hĂźp kim thĂp...
b. ThiĂt bĂ dĂŻng cho h”n TIG
ThiĂt bĂ dĂŻng cho h”n TIG cĂŁ cžc bĂ© phĂn chĂnh sau (hĂnh 1.13):
- NguĂ„n ÂźiĂn h”n, bao gĂ„m c¶ hĂ thĂšng ÂźiĂu khiĂn khĂ b¶o vĂ, nâĂc l”m mžt,
dĂng ÂźiĂn v” ÂźiĂn žp h”n.
- MĂĄ h”n; - Chai chĂža khĂ trÂŹ v” van ÂźiĂu khiĂn lâu lâĂźng khĂ.
Må h”n TIG
ChĂžc nšng cña mĂĄ h”n TIG l” dĂn dĂng ÂźiĂn v” khĂ trÂŹ v”o vĂŻng h”n. §iĂn cĂčc
Wolfram dĂn ÂźiĂn ÂźâĂźc giĂ· chŸc chŸn trong mĂĄ h”n b»ng Âźai giĂ· vĂi cžc vĂt lŸp bÂȘn
trong th©n må h”n.
HĂnh 3.13. CĂu tÂčo mĂĄ h”n TIG.
a) MĂĄ h”n TIG l”m mžt b»ng nâĂc; b) MĂĄ h”n TIG cĂŁ Ăšng hĂ©i tĂŽ khĂ.
Cžc Âźai n”y cĂŁ kĂch thâĂc phĂŻ hĂźp vĂi ÂźâĂȘng kĂnh ÂźiĂn cĂčc. KhĂ ÂźâĂźc cung cĂp
v”o vĂŻng h”n qua chĂŽp khĂ. ChĂŽp khĂ cĂŁ ren ÂźâĂźc lŸp v”o ÂźĂu mĂĄ h”n Ÿà hâĂng v”
ph©n phĂši dĂng khĂ b¶o vĂ. MĂĄ h”n cĂŁ cžc kĂch thâĂc v” hĂnh džng khžc nhau phĂŻ
hĂźp vĂi tĂ”ng c«ng viĂc h”n cĂŽ thĂ.
MĂĄ h”n TIG ÂźâĂźc ph©n l”m 2 loÂči theo cÂŹ cĂu l”m mžt:
- MĂĄ h”n l”m mžt b»ng khĂ - tâÂŹng Ăžng vĂi câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn h”n < 120A.
- MĂĄ h”n l”m mžt b»ng nâĂc - tâÂŹng Ăžng vĂi câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn h”n > 120A.
NguĂ„n ÂźiĂn h”n
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 33
- 34. Gižo trĂnh: c«ng nghĂ h”n
TrâĂȘng ÂźÂči hĂ€c bžch khoa - 2006 34
NguĂ„n ÂźiĂn h”n cung cĂp dĂng h”n mĂ©t chiĂu hoĂc xoay chiĂu, hoĂc c¶ hai.
TĂŻy Ăžng dĂŽng, nĂŁ cĂŁ thĂ l” biĂn žp, chĂnh lâu, mžy phžt ÂźiĂn h”n. NguĂ„n ÂźiĂn h”n
cĂn cĂŁ ÂźâĂȘng ÂźĂc tĂnh ngo”i dĂšc (giĂšng nhâ cho h”n hĂ„ quang tay).
§à tšng tĂšc Ÿé ĂŠn ÂźĂnh hĂ„ quang, ÂźiĂn žp kh«ng t¶i kho¶ng 70 Ă· 80V. BĂ© phĂn
ÂźiĂu khiĂn thâĂȘng ÂźâĂźc bĂš trĂ chung vĂi nguĂ„n ÂźiĂn h”n v” bao gĂ„m bĂ© contactÂŹ Ÿãng
ngŸt dĂng h”n, bĂ© g©y hĂ„ quang tĂn sĂš cao, bĂ© ÂźiĂu khiĂn tuĂn ho”n nâĂc l”m mžt
(nĂu cĂŁ) vĂi hĂ thĂšng cžnh t¶n nhiĂt v” quÂčt l”m mžt, bĂ© khĂšng chĂ th”nh phĂn dĂng
mĂ©t chiĂu (vĂi mžy h”n xoay chiĂu, mĂ©t chiĂu).
* NguĂ„n ÂźiĂn h”n xoay chiĂu: thĂch hĂźp cho h”n nh«m, magiÂȘ v” hĂźp kim cña
chĂłng. Khi h”n, nöa chu kĂș dâÂŹng (cña ÂźiĂn cĂčc) cĂŁ tžc dĂŽng bŸn phž lĂp m”ng «xit
trÂȘn bĂ mĂt v” l”m sÂčch bĂ mĂt Ÿã. Nöa chu kĂș ©m nung kim loÂči cÂŹ b¶n. HiĂn nay cĂŁ
hai loÂči nguĂ„n xoay chiĂu chĂnh dĂŻng cho h”n b»ng ÂźiĂn cĂčc kh«ng nĂŁng ch¶y trong
m«i trâĂȘng khĂ b¶o vĂ.
* NguĂ„n ÂźiĂn h”n mĂ©t chiĂu: kh«ng g©y ra vĂn Ÿà lĂn W v”o mĂši h”n hay
hiĂn tâĂźng tĂč nŸn dĂng (nhâ khi h”n nh«m b»ng nguĂ„n h”n xoay chiĂu). Tuy nhiÂȘn,
ÂźiĂu quan trĂ€ng cĂn lâu Ăœ khi sö dĂŽng nĂŁ l” viĂc g©y hĂ„ quang v” kh¶ nšng cho dĂng
h”n sĂ tĂši thiĂu. HĂu hĂt mžy mĂ©t chiĂu ÂźĂu sö dĂŽng phâÂŹng phžp nĂši thuĂn (nÂȘn 2/3
lâĂźng nhiĂt cña hĂ„ quang Âźi v”o vĂt h”n). §iĂn cĂčc W tinh khiĂt nhâ trong trâĂȘng hĂźp
mžy xoay chiĂu Ăt ÂźâĂźc dĂŻng Ÿà h”n mĂ©t chiĂu cĂčc thuĂn vĂ khĂŁ g©y hĂ„ quang. Thay
v”o Ÿã l” ÂźiĂn cĂčc W + 1,5 Ă· 2%ThO2 hoĂc ZrO2 hoĂc oxĂt ÂźĂt hiĂm LaO...
Cžc nguĂ„n ÂźiĂn h”n TIG th«ng dĂŽng Ă«ViĂt Nam l” mžy h”n TG 160 cña h·ng
WIM (Malaysia), mžy h”n KEPMI 2500 cña h·ng Kempi (PhĂn Lan).
