Bài giảng Công nghệ chế tạo phôi - Nguyễn Hoàng Lĩnh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG 
KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 
BỘ MÔN CƠ KHÍ 
GV: ThS. Nguyễn Hoàng Lĩnh 
BÀI GIẢNG 
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO PHÔI 
Bậc Đại học ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí 
Quảng Ngãi, 6-2014 
i 
MỤC LỤC 
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................ 1 
Chương 1. PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ............................................................... 2 
1.1. Khái niệm, đặc điểm và phân loại ............................................................. 2 
1.1.1. Khái niệm .............................................................................................. 2 
1.1.2. Đặc điểm ............................................................................................... 2 
1.1.3. Phân loại các phương pháp đúc ............................................................. 3 
1.2. Đúc trong khuôn cát ................................................................................. 4 
1.2.1. Khái niệm và đặc điểm .......................................................................... 4 
1.2.2. Sơ đồ qúa trình sản xuất vật đúc ............................................................ 4 
1.2.3. Các bộ phận chính của một khuôn đúc bằng cát .................................... 5 
1.2.4. Hỗn hợp làm khuôn và lõi ................................................................... 10 
1.2.5. Các phương pháp làm khuôn và lõi ..................................................... 13 
1.3. Chế tạo mẫu và hộp lõi ........................................................................... 16 
1.3.1. Vật liệu làm bộ mẫu và hộp lõi ............................................................ 16 
1.3.2. Nguyên lý thiết kế mẫu và hộp lõi: ...................................................... 17 
1.4. Sấy khuôn, lõi và lắp ráp khuôn ............................................................. 21 
1.4.1. Sấy khuôn lõi ..................................................................................... 21 
1.4.2. Lắp ráp khuôn lõi ................................................................................ 22 
1.5. Nấu chảy và rót hợp kim đúc .................................................................. 23 
1.5.1. Tính công nghệ đúc ............................................................................. 23 
1.5.2. Nấu chảy gang xám ............................................................................. 25 
1.5.3. Nấu chảy và rót hợp kim màu .............................................................. 30 
1.6. Các phương pháp đúc đặc biệt ................................................................ 32 
1.6.1. Đúc trong khuôn kim loại .................................................................... 32 
1.6.2. Đúc dưới áp lực ................................................................................... 33 
1.6.3. Đúc ly tâm ........................................................................................... 33 
1.6.4. Đúc liên tục ........................................................................................ 34 
1.6.5. Đúc trong khuôn mẫu chảy ................................................................. 35 
1.7. Kiểm tra và sửa chữa vật đúc.................................................................. 35 
ii 
1.7.1. Kiểm tra vật đúc .................................................................................. 35 
1.7.2. Sửa chữa khuyết tật vật đúc ................................................................. 36 
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1 .................................................................. 36 
Chương 2. GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC .................................. 37 
2.1. Khái niệm, đặc điểm và phân loại ........................................................... 37 
2.1.1. Khái niệm ........................................................................................... 37 
2.1.2. Đặc điểm ............................................................................................. 37 
2.2. Nung nóng kim loại ................................................................................ 38 
2.2.1. Mục đích ............................................................................................ 38 
2.2.2. Hình thức gia công áp lực ................................................................... 38 
2.2.3. Khoảng nhiệt độ gia công ................................................................... 38 
2.2.4. Các hiện tượng xảy ra khi nung .......................................................... 39 
2.2.5. Thiết bị nung kim loại ......................................................................... 40 
2.3. Cán kim loại ........................................................................................... 42 
2.3.1. Khái niệm chung ................................................................................. 42 
2.3.2. Sản phẩm cán ...................................................................................... 44 
2.3.3. Thiết bị cán ......................................................................................... 45 
2.3.4. Các bộ phận chính của máy cán ........................................................... 47 
2.4. Kéo sợi ................................................................................................... 48 
2.4.1. Khái niệm chung ................................................................................. 48 
2.4.2. Đặc điểm ............................................................................................. 49 
2.4.3. Công dụng ........................................................................................... 49 
2.4.4. Khuôn kéo sợi ..................................................................................... 49 
2.4.5. Thiết bị kéo sợi .................................................................................... 50 
2.5. Ép kim loại ............................................................................................. 51 
2.5.1. Khái niệm ............................................................................................ 51 
2.5.2. Đặc điểm ............................................................................................. 52 
2.5.3. Các phương pháp ép ............................................................................ 52 
2.5.4. Thiết bị ép: .......................................................................................... 53 
2.6. Rèn tự do ............................................................................................... 53 
2.6.1. Khái niệm và đặc điểm ........................................................................ 53 
iii 
2.6.2. Dụng cụ rèn tự do ................................................................................ 54 
2.6.3. Thiết bị rèn tự do ................................................................................. 56 
2.6.4. Những nguyên công cơ bản của rèn tự do ............................................ 58 
2.7. Dập thể tích ............................................................................................ 61 
2.7.1. Khái niệm và đặc điểm ........................................................................ 61 
2.7.2. Các phương pháp rèn khuôn ................................................................ 61 
2.7.3. Thiết bị dập thể tích thường dùng ........................................................ 62 
2.8. Dập tấm (dập nguội) ............................................................................... 64 
2.8.1. Khái niệm ............................................................................................ 64 
2.8.2. Đặc điểm và ứng dụng ......................................................................... 64 
2.8.3. Thiết bị dập tấm ................................................................................. 65 
2.8.4. Các nguyên công của dập tấm ............................................................ 65 
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 2 .................................................................. 68 
Chương 3. HÀN VÀ CẮT KIM LOẠI ......................................................... 69 
3.1. Khái niệm, đặc điểm và phân loại ........................................................... 69 
3.1.1. Khái niệm ............................................................................................ 69 
3.1.2. Đặc điểm của hàn kim loại .................................................................. 69 
3.1.3. Phân loại các phương pháp hàn .......................................................... 69 
3.2. Hàn điện hồ quang ................................................................................. 70 
3.2.1. Hồ quang hàn ...................................................................................... 70 
3.2.2. Cấu tạo điện cực hàn ........................................................................... 71 
3.2.3. Điều kiện để xuất hiện hồ quang hàn .................................................. 72 
3.2.4. Các phương pháp gây hồ quang khi hàn: ............................................. 73 
3.2.5. Phân loại hàn hồ quang ....................................................................... 73 
3.2.6. Nguồn điện hàn và máy hàn ................................................................ 75 
3.2.7. Công nghệ hàn hồ quang: ................................................................... 77 
3.3. Hàn hồ quang tự động và bán tự động .................................................... 79 
3.3.1. Khái niệm, đặc điểm và phân loại ........................................................ 79 
3.3.2. Hàn hồ quang tự động và bán tự động dưới lớp thuốc bảo vệ .............. 81 
3.3.3. Hàn hồ quang tự động và bán tự động trong môi trường khí bảo vệ ..... 83 
3.3.4. Thiết bị hàn tự động ............................................................................ 84 
iv 
3.3.5. Vật liệu hàn tự động ............................................................................ 85 
3.4. Hàn điện tiếp xúc ................................................................................... 86 
3.4.1. Quá trình hình thành mối liên kết hàn khi hàn tiếp xúc ........................ 86 
3.4.2. Đặc điểm của hàn điện tiếp xúc ........................................................... 86 
3.4.3. Phân loại hàn tiếp xúc ......................................................................... 86 
3.4.4. Hàn tiếp xúc giáp mối: ........................................................................ 87 
3.4.5. Hàn tiếp xúc điểm ............................................................................... 88 
3.4.6. Hàn đường........................................................................................... 89 
3.5. Hàn khí .................................................................................................. 90 
3.5.1. Khái niệm ............................................................................................ 90 
3.5.2. Sơ đồ một trạm hàn và cắt kim loại bằng khí ...................................... 91 
3.5.3. Vật liệu hàn khí ................................................................................... 91 
3.5.4. Ngọn lửa hàn ....................................................................................... 92 
3.6. Cắt kim loại bằng khí ôxy ...................................................................... 95 
3.7. Kiểm tra chất lượng mối hàn .................................................................. 98 
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 3 ................................................................ 101 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 102 
1 
LỜI NÓI ĐẦU 
 Bài giảng Công nghệ chế tạo phôi được biên soạn theo nội dung phân phối 
chương trình do trường Đại học Phạm Văn Đồng xây dựng. Nội dung được biên 
soạn dễ hiểu. Các kiến thức trong toàn bộ bài giảng có mối liên hệ lôgic chặt chẽ. 
Tuy vậy bài giảng chỉ là một phần trong nội dung của chuyên ngành đào tạo cho 
nên người dạy, người học cần tham khảo thêm các tài liệu có liên quan với ngành 
học để sử dụng có hiệu quả hơn. 
 Công nghệ chế tạo phôi là học phần chuyên ngành trong nội dung đào tạo 
bậc Đại học (ĐH), ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí. Nhằm trang bị cho đối tượng 
là sinh viên Cao đẳng và ĐH các kiến thức cần thiết về ứng dụng các phương pháp 
chế tạo phôi thông dụng trong lĩnh vực cơ khí. Mục đích để nâng cao trình độ kỹ 
thuật, bảo quản các trang thiết bị, đồng thời phục vụ cho việc tiếp thu các học phần 
chuyên ngành. 
 Khi biên soạn bản thân đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên 
quan đến học phần và phù hợp với đối tượng sử dụng, cũng như sự gắn liền nội 
dung lý thuyết với những vấn đề thực tế trong sản xuất để bài giảng có tính thực 
tiễn hơn. 
 Nội dung của bài giảng có dung lượng 30 tiết, gồm ba chương: 
 Chương 1: Đúc kim loại. 
 Chương 2: Gia công kim loại bằng áp lực. 
 Chương 3: Hàn và cắt kim loại. 
 Trong quá trình sử dụng, tuỳ theo yêu cầu cụ thể có thể điều chỉnh số tiết 
trong mỗi chương cho phù hợp. 
 Mặc dù đã hạn chế để tránh sai sót trong lúc biên soạn nhưng chắc không 
tránh khỏi những khiếm khuyết. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của người sử 
dụng để lần sau được hoàn chỉnh hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin liên hệ qua email: 
nhlinh@pdu.edu.vn 
 Quảng Ngãi, ngày 10 tháng 5 năm 2014 
 GV biên soạn 
 ThS. Nguyễn Hoàng Lĩnh 
-2- 
Chương 1. PHƯƠNG PHÁP ĐÚC 
1.1. Khái niệm, đặc điểm và phân loại 
1.1.1. Khái niệm 
Đúc là phương pháp chế tạo các chi tiết bằng cách rót kim loại ở thể lỏng vào 
lòng khuôn đúc có hình dạng kích thước định sẵn. Sau khi kim loại đông đặc ta thu 
được sản phẩm tương ứng với lòng khuôn. Sản phẩm đó gọi là vật đúc. 
Nếu đem vật đúc ra dùng ngay thì gọi là chi tiết đúc, còn vật đúc qua gia công 
áp lực hay gia công cắt gọt gọi là phôi đúc. 
Vật đúc được phân chia theo khối lượng gồm: nhỏ, trung bình và lớn. Ta có 
bảng tra dạng sản xuất của chi tiết đúc dựa vào sản lượng hàng năm như sau: 
Bảng 1.1 Dạng sản xuất chi tiết đúc 
1.1.2. Đặc điểm 
1.1.2.1. Ưu điểm 
- Đúc có thể chế tạo sản phẩm từ các loại vật liệu khác nhau: gang, thép,hợp 
kim màu, vật liệu phi kim khi nấu chảy, đều đúc được. 
- Tạo ra vật đúc có kết cấu phức tạp. 
- Có khối lượng lớn mà các phương pháp gia công phôi khác không thực hiện 
được. 
- Có thể đúc được nhiều lớp kim loại khác nhau trong một vật đúc. 
- Giá thành chế tạo vật đúc rẻ vì vốn đầu tư ít, tính chất sản xuất linh hoạt, 
năng suất tương đối cao. 
- Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá. 
1.1.2.2. Nhược điểm 
-3- 
- Do quá trình kết tinh từ thể lỏng nên trong vật đúc dễ tồn tại các dạng rỗ co, 
rỗ khí, nứt, lẫn tạp chất. 
- Độ chính xác về hình dáng, kích thước và độ bóng không cao (có thể đạt cao 
nếu đúc đặc biệt như đúc áp lực). 
- Tiêu hao một phần không nhỏ kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót và cho các 
đại lượng khác (lượng dư, độ nghiêng . . .) 
- Điều kiện làm việc nặng nhọc, khi đúc trong  ... a 
vùng mối hàn gián đoạn theo từng khoảng thời gian nhất định (1/10 giây, 1/100 
giây, ...). 
- Đây là phương pháp hàn khá phổ biến. 
3. Hàn bước 
Là điện cực quay làm chi tiết hàn được dịch chuyển gián đoạn. Tại những vị 
trí bánh xe dừng thì ta cho dòng điện đi qua vùng mối hàn. 
- Bước hàn phụ thuộc chiều dày (S), lực ép. 
3.4.6.3. Một số thông số đặc trưng 
Đường kính điện cực D = 40 - 350 mm 
Bước hàn h = 1,5 - 4,5 
Vận tốc hàn Vh = 0 - 3,0 m/ph 
a)Sơ đồ nguyên lý b)Máy hàn đường 
Hình 3.26 Sơ đồ nguyên lý và máy hàn đường 
3.5. Hàn khí 
3.5.1. Khái niệm 
Hàn khí là một quá trình nối liền các chi tiết lại với nhau nhờ ngọn lửa của các 
khí cháy, cháy trong ôxy kỹ thuật. Các loại khí cháy đó là C2H2, CH4, C6H6, H2, ... 
Hiện nay hàn khí được sử dụng rộng rãi vì thiết bị hàn đơn giản, giá thành hạ 
mặc dù năng suất có thắp hơn so với hàn điện hồ quang. Hàn khí rất thuận lợi cho 
-91- 
những nơi xa nguồn điện. Hợp lý nhất là sử dụng phương pháp này để hàn các chi 
tiết có chiều dày bé, chế tạo và sửa chữa các loại chi tiết từ vật liệu: thép, đồng, 
nhôm, ... 
3.5.2. Sơ đồ một trạm hàn và cắt kim loại bằng khí 
Hình 3.27 Sơ đồ một trạm hàn và cắt kim loại bằng khí 
1)Bình chứa Ôxy 2)Bình chứa C2H2 3) Van giảm áp 4) Đồng hồ đo áp suất 
5)Khóa bảo hiểm 6)Dây dẫn khí 7)Mỏ hàn hoặc mỏ cắt 8)Ngọn lửa hàn 
Hình 3.28 Các loại bình chứa khí Hình 3.29 Mỏ hàn khí 
3.5.3. Vật liệu hàn khí 
Bao gồm các loại que hàn, thuốc hàn, các loại khí cháy, ... và ôxy kỹ thuật. 
3.5.3.1. Que hàn 
Có thể là các dây thép, que đồng, nhôm, thiếc, ... Chúng có tác dụng bổ sung 
kim loại cho mối hàn. 
3.5.3.2. Khí hàn 
Ôxy kỹ thuật và các loại khí cháy khác: C2H2, CH4, ... 
Ôxy 
Axety len 
-92- 
3.5.3.3. Thuốc hàn 
Có tác dụng tẩy sạch mối hàn, tạo điều kiện cho quá trình hàn dễ dàng, bảo vệ 
mối hàn và tăng cơ tính cho nó. 
Yêu cầu đối với thuốc hàn: dễ chảy, nhiệt độ nóng chảy của thuốc hàn phải 
thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại cơ bản, tác dụng nhanh với ô xyt kim loại 
để tạo xỉ, giải phóng kim loại, xỉ dễ bong. Khối lượng riêng của thuốc hàn phải nhỏ 
hơn của kim loại cơ bản, không có tác dụng xấu đối với kim loại cơ bản và kim loại 
mối hàn. Thuốc hàn phải nóng chảy đều và bao phủ kín bề mặt vùng kim loại cần 
hàn. Thuốc hàn có hai loại: có tính axit & bazơ. Loại có tính axit dùng để hàn các 
kim loại màu, loại có tính bazơ thường dùng để hàn gang. 
3.5.4. Ngọn lửa hàn 
Hình 3.30 Cấu tạo của ngọn lửa hàn và các loại ngọn lửa 
I)Vùng hạt nhân II)Vùng hoàn nguyên III)Vùng ôxy hóa 
Căn cứ theo tỷ lệ của hỗn hợp khí hàn, ngọn lửa hàn có thể chia thành 3 loại: 
ngọn lửa bình thường, ngọn lửa oxy hóa và ngọn lửa cácbon hóa. Mỗi loại lại có thể 
chia làm 3 vùng: vùng hạt nhân (màu sáng trắng), vùng hoàn nguyên (màu sáng 
vàng), vùng oxy hóa (màu vàng sẫm có khói). 
3.5.4.1. Ngọn lửa bình thường: Khi tỷ lệ O2/C2H2 =1.11.2 
Ngọn lửa này dùng nhiều trong hàn thép, đồng, bạc, kẽm. 
-93- 
Ngọn lửa này chia làm 3 vùng: 
- Vùng hạt nhân: C2H2 = 2C +H2 (3-2) 
Ngọn lửa màu sáng trắng, nhiệt độ thấp, thành phần giàu cacbon nên không 
dùng để hàn. 
- Vùng cháy không hoàn toàn (vùng hoàn nguyên): 
C2H2 + O2 = 2CO + H2 + 107.58 kcalo/g.mol (3-3) 
 Ngọn lửa màu sáng xanh, nhiệt độ cao (32000C) có CO và H2 là các chất khử 
nên gọi là vùng hoàn nguyên, đây là vùng tốt nhất được dùng để hàn. 
 - Vùng cháy hoàn toàn (vùng oxy): 
2CO + H2 + 1.5 O2 = 2CO2 + H2O + 107.58 kcalo/g.mol (3-4) 
Vùng này màu nâu sẫm, nhiệt độ thấp, chứa nhiều CO2, H2O là những chất 
oxy hóa. 
3.5.4.2. Ngọn lửa ôxy hóa: Khi tỷ lệ O2/C2H2 > 1.2 
 Tính chất hoàn nguyên của ngọn lửa bị mất, khí sẽ mang tính chất oxy hóa 
nên gọi là ngọn lửa oxy hóa. 
- Vùng hạt nhân: ngắn hơn ở ngọn lửa bình thường. 
- Vùng cháy không hoàn toàn: 
C2H2 + 1,5O2 = 2CO + H2 + 0,5O2 + Q (3-5) 
Vùng này không còn hoàn nguyên nữa mà còn có một nguyên tử O2, có màu 
vàng nhạt. 
- Vùng cháy hoàn toàn: 
2CO + H2 + 0,5O2 + O2 = 2CO2 + H2O (3-6) 
 Nhân ngọn lửa ngắn lại, có (6 ÷ 7)%O2 và 5%CO2 nên tính oxy hóa rất mạnh, 
vùng giữa và vùng đuôi không phân biệt rõ ràng, ngọn lửa có màu vàng sẫm. Ngọn 
lửa này thường được dùng để hàn đồng thau hoặc dùng để tôi bề mặt thép. 
3.5.4.3. Ngọn lửa các bon hóa: Khi tỷ lệ O2/C2H2 < 1.051.1 
Vùng giữa của ngọn lửa thừa C tự do và mang tính chất C hóa gọi là ngọn lửa 
C hóa. 
- Vùng hạt nhân: dài hơn ở ngọn lửa bình thường. 
- Vùng cháy không hoàn toàn: 
C2H2 + 0,5O2 = CO + C +H2 +Q (3-7) 
-94- 
- Vùng cháy hoàn toàn: 
CO + C +H2 + 2O2 = 2CO2 + H2O (3-8) 
 Thường dùng ngọn lửa này cho việc hàn vẩy các hợp kim nhôm và gang. 
3.5.5. Thiết bị hàn khí 
Thiết bị hàn khí gồm có: bình chứa khí ôxy, bình chứa khí axetylen hoặc bình 
chế khí axetylen hoặc các bình chứa khí cháy khác (bình chứa khí metan, ...). 
Van giảm áp bình ôxy, van giảm áp bình axetylen, khoá bảo hiểm cho bình 
chế khí axetylen, mỏ hàn, mỏ cắt, ống dẫn khí và một số dụng cụ kèm theo. 
3.5.6. Công nghệ hàn khí 
3.5.6.1. Các phương pháp hàn khí 
a) Hàn phải b) Hàn trái 
Hình 3.31 Sơ đồ nguyên lý phương pháp hàn khí 
1) Đầu mỏ hàn 2) Que hàn phụ 3) Mối hàn 4) Kim loại cơ bản 
Phương pháp hàn phải: khi ngọn lửa hướng lên mối hàn, quá trình hàn dịch 
chuyển từ trái qua phải, mỏ hàn đi trước que hàn. (h.a) 
Phương pháp hàn trái: khi ngọn lửa hướng về phía chưa hàn, quá trình hàn 
dịch chuyển từ phải qua trái, que hàn đi trước mỏ hàn. (h.b) 
3.5.6.2. Chế độ hàn khí 
- Góc nghiêng của que hàn: khoảng 450 
- Đường kính của que hàn: (S - chiều dày của vật hàn). 
 S <= 15 mm d = S/2 + 1 mm Hàn trái (3-9) 
 d = S/2 Hàn phải (3-10) 
 S >= 15 mm d = 6 ... 8 mm 
- Góc nghiêng mỏ hàn phụ thuộc chièu dày vật hàn và tính chất của vật hàn 
-95- 
Hình 3.32 Chọn góc nghiêng của mỏ hàn phụ thuộc chiều dày vật hàn S 
3.5.6.3. Công suất ngọn lửa hàn 
- Khi hàn thép: 
 V C2H2 = (120 ... 150). S lít/ h (Hàn phải) 
 = (100 ... 120). S lít/h (Hàn trái) 
- Khi hàn đồng: 
 V C2H2 = (150 ... 200).S lít/ h (Hàn phải) 
 = (120 ... 150).S lít/ h (Hàn trái) 
3.6. Cắt kim loại bằng khí ôxy 
3.6.1. Bản chất của quá trình cắt 
Quá trình cắt bằng khí là sự đốt cháy kim loại bằng dòng Oxy để tạo nên các 
ôxit và các ôxit này bị thổi đi để tạo thành rãnh cắt. 
Quá trình cắt bắt đầu bằng sự đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy nhờ ngọn 
lửa hàn, sau đó cho dòng oxy thổi qua. Vật cắt được đốt nóng đến nhiệt độ cháy nhờ 
nhiệt của phản ứng giữa C2H2 và O2. Khi đạt đến nhiệt độ cháy, cho dòng ôxy 
nguyên chất kỹ thuật vào ở rãnh giữa của mỏ cắt và nó sẽ trực tiếp ôxy hóa kim loại 
tạo thành oxit sắt. 
Trong khi cắt do có sự phát nhiệt, nên giúp cho việc nung vùng xung quanh 
đến nhiệt độ cháy, dòng O2 cứ tiếp tục mở để cắt cho hết đường cắt. 
3.6.2. Điều kiện để kim loại cắt bằng khí 
- Nhiệt độ chảy cần phải cao hơn nhiệt độ cháy với oxy. 
- Nhiệt độ chảy của oxit kim loại phải nhỏ hơn nhiệt độ chảy của kim loại đó. 
-96- 
- Nhiệt độ sinh ra khi kim loại cháy trong dòng oxy phải đủ để duy trì quá 
trình cháy liên tục. 
- Tính dẫn nhiệt của kim loại không cao quá. 
- Oxit phải có tính chảy loãng cao. 
- Kim loại dùng để cắt phải hạn chế bớt nồng độ một số chất cản trở quá trình 
cắt (C, Cr, Si) và một số chất nâng cao tính sôi của thép (Mo,W) 
3.6.3. Mỏ cắt 
- Phải đảm bảo cắt được tất cả các hướng. 
- Phải có tỷ lệ thích đáng giữa lỗ hỗn hợp nung nóng và lỗ O2. 
- Có thể điều chỉnh ngọn lửa và dòng oxy cắt. 
- Có bộ phận gá lắp để cắt vòng và lỗ. 
- Các rãnh trong mỏ cần có độ nhẵn cao. 
- Bộ mỏ cắt có nhiều đầu cắt để cắt các chiều dày khác nhau. 
- Mỏ cắt phải có chiều dài lớn để đảm bảo khoảng cách từ tay cầm đến đầu mỏ 
tránh bỏng. 
3.6.4. Kỹ thuật và chế độ cắt 
3.6.4.1. Lúc bắt đầu cắt 
Lúc bắt đầu cắt: góc độ cắt từ 80  90. Trong quá trình cắt phải nghiêng mỏ 
cắt góc hợp với phương thẳng đứng1020. 
Hình 3.33 Kỹ thuật cắt khí 
Khi kết thúc đường cắt thì góc =0 
-97- 
Cắt vật mỏng thì cắt từ ngoài vào (không cần khoan lỗ), đối với vật dày phải 
khoan lỗ và cắt từ giữa tấm cắt ra. 
3.6.4.2. Khoảng cách từ mỏ cắt đến vị trí cắt 
Khoảng cách từ mỏ cắt đến vật cắt: h =(l +2)mm (3-11) 
(l- chiều dài của nhân ngọn lửa) 
3.6.4.3. Vị trí và sự di chuyển của mỏ cắt 
Khi cắt theo đường thẳng, mỏ cắt đặt nghiêng một góc 20  300 về phía ngược 
với hướng cắt. Khi cắt các tấm có chiều dày (20 – 30) mm cho phép nâng cao năng 
suất của quá trình cắt. 
Hình 3.34 Vị trí và sự di chuyển của mỏ cắt 
3.6.4.4. Tốc độ cắt 
Quá trình cắt ổn định, chất lượng mối cắt tốt có thể đạt được nếu tốc độ dịch 
chuyển của mỏ cắt tương ứng với tốc độ ôxy hóa kim loại theo chiều dày tấm cắt 
hoặc phôi. Tốc độ cắt nhỏ sẽ làm hỏng mép cắt, tốc độ cắt lớn sẽ sót nhiều không 
cắt hết và phá hủy quá trình cắt. Tốc độ cắt của một số loại mỏ cắt thường từ (75 
556) mm/ph 
3.6.4.5. Các phương pháp cắt 
- Cắt kim loại bằng ôxy - thuốc. 
- Cắt kim loại bằng hàn hồ quang. 
- Cắt bằng hồ quang plasma. 
Mỏ cắt PAC (Plasma arc cutting) – cắt bằng hồ quang plasma được thiết kế 
tương tự mỏ hàn hồ quang plasma. Nguồn DC được sử dụng với điện cực wolfram 
-98- 
nối vào cực âm. Hồ quang được duy trì giữa điện cực trong mỏ cắt và chi tiết gia 
công, được tạo ra bằng máy phát tần số cao. 
Khí dẫn được cấp nhiệt trước lỗ bằng plasma hồ quang sẽ giảm nổ và phun 
qua tiết lưu với tốc độ cao. Kim loại nóng chảy bằng hồ quang bị thổi lệch ra xa 
bằng động năng của dòng khí. 
Cắt bằng hồ quang plasma: 
Hình 3.35 Sơ đồ nguyên lý cắt bằng plasma 
1)Vật liệu cắt (Cutting material) 2)Hồ quang plasma (Plasma arc) 3)Ống (Tip) 
4) Đầu mỏ cắt (Insulation cup) 5)Điện cực (Electrode) 6)Khí nén (Compressed air) 
7) Nguồn điện DC (DC cutting power supply) 8)An toàn (Safely structure) 
3.7. Kiểm tra chất lượng mối hàn 
3.7.1. Biến dạng và ứng suất của biến dạng khi hàn 
Biến dạng và ứng suất khi hàn xuất hiện và tồn tại trong kết cấu hàn là do bản 
thân quá trình hàn gây nên. Chúng có ảnh hưởng lớn đến khả năng làm việc và chất 
lượng của sản phẩm. 
3.7.2. Nguyên nhân gây ra ứng suất và biến dạng khi hàn 
- Nung nóng không đều kim loại vật hàn. 
- Độ ngót đúc kim loại nóng chảy của mối hàn. 
- Các biến đổi cơ cấu trong vùng gần mối hàn. 
-99- 
3.7.3. Xác định biến dạng khi hàn 
3.7.3.1. Xác định biến dạng do co dọc khi hàn giáp mối 
- Ứng suất dư (do nung nóng và nguội không đều) của tấm hàn là cân bằng và 
trong vùng ảnh hưởng nhiệt thì đạt tới giới hạn chảy. 
- Tấm hàn khi nung nóng không bị ảnh hưởng bên ngoài. 
- Biến dạng của tấm phù hợp với giả thuyết tiết diện phẳng. 
3.7.3.2. Độ võng của liên kết hàn giáp mối 
Với đường hàn không nằm ở trung tâm của vật hàn. Khi đó sẽ xuất hiện 
momen uốn làm cho tấm hàn cong đi. Đó là do nội lực cản phản kháng ở hai phía 
mối hàn khác nhau. 
3.7.3.3. Xác định ứng suất biến dạng do co dọc ở mối hàn chữ T 
Kết cấu chữ T gồm hai tấm hàn với nhau bằng hai mối hàn góc. Nếu như kết 
cấu hàn không bị kẹp chặt thì dưới tác dụng của M kết cấu sẽ bị uốn và ứng suất do 
uốn là:  = M/W (3-12) 
Trong đó M: momen uốn của các nội lực,tác dụng lên kết cấu 
M = P2 .Y2 –2P1 .Y1 (3-12) 
Y1, Y2: khoảng cách từ các điểm đặt lực phản kháng 2P1 và P2 đến trọng tâm 
của vùng ứng suất tác dụng. 
3.7.4. Khuyết tật của mối hàn 
3.7.4.1. Nứt 
Là một trong những khuyết tật nghiêm trọng nhất của mối hàn. 
Căn cứ vào vị trí sinh ra nứt chia làm hai loại nứt: nứt trong và nứt ngoài. Vết 
nứt có thể sinh ra ngay trong khu vực chịu ảnh hưởng nhiệt của đầu mối hàn. 
Hình 3.36 Khuyết tật nứt 
1)Nứt ngoài 2)Nứt trong 3)Nứt ở khu vực chịu ảnh hưởng của sức nóng 
3.7.4.2. Lỗ hơi 
Vì có nhiều thể hơi hòa trong kim loại nóng chảy, những thể hơi đó không 
thoát ra trước lúc vùng nóng chảy nguội, do đó tạo thành lỗ hơi. 
-100- 
Hình 3.37 Khuyết tật lỗ hơi 
1)Lỗ hơi tập trung 2)Lỗ hơi trên bề mặt 3)Lỗ hơi đơn 
3.7.4.3. Lẫn xỉ hàn 
Lẫn xỉ hàn lẫn tạp chất kẹp trong mối hàn, tạp chất này có thể tồn tại trong 
mối hàn, cũng có thể nằm trên mặt mối hàn. 
Lẫn xỉ hàn thường sinh ra trong mối hàn vuông góc hoặc đầu nối có khe hở 
quá nhỏ. 
3.7.4.4. Hàn chưa thấu 
Hàn chưa thấu là khuyết tật nghiêm trọng nhất trong mối hàn dẫn đến nứt, làm 
hỏng cấu kiện. Hàn chưa thấu có khả năng sinh ra ở góc mối hàn hoặc ở mép đầu 
nối. 
3.7.4.5. Khuyết cạnh 
Ở chỗ giao nhau giữa kim loại vật hàn với mối hàn có hình rãnh dọc, rãnh đó 
gọi là khuyết cạnh. 
Nguyên nhân: 
- Dòng điện hàn quá lớn, hồ quang quá dài. 
- Góc độ que hàn và cách đưa que hàn không chính xác. 
3.7.4.6. Đóng cục 
Trên mép hàn có những kim loại thừa ra nhưng không trộn với kim loại vật 
hàn thì gọi là đóng cục. 
3.7.5. Các phương pháp kiểm tra mối hàn 
3.7.5.1. Kiểm tra phá hỏng 
Là kiểm tra cơ tính, nó có thể xác định cường độ cực đại của đầu nối mối hàn, 
tính dẻo và tính dai cao hay thấp. 
3.7.5.2. Kiểm tra không phá hỏng 
Kiểm tra mặt ngoài bằng dầu lửa, bằng áp lực nước, bằng khí nén, bằng tia X, 
tia   
-101- 
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 3 
1. Ý nghĩa hàn kim loại, đặc điểm và ứng dụng? 
2. Nêu những phương pháp gây hồ quang hàn, so sánh chúng? Đặc điểm và 
công dụng của các phương pháp dịch chuyển que hàn? 
3. Hồ quang hàn và các đặc điểm của nó. Phân loại các phương pháp hàn hồ 
quang? 
4. Yêu cầu đối với nguồn điện hàn? 
5. Sơ đồ nguyên lý & đặc điểm hàn hồ quang tự động và bán tự động? 
6. Công nghệ hàn hồ quang (vị trí trong không gian, các loại mối hàn, ...)? 
7. Sơ đồ nguyên lý một trạm hàn và cắt kim loại bằng khí? 
8. Các loại ngọn lữa hàn khí , đặc điểm và ứng dụng? 
9. Công nghệ hàn khí? 
10. Sự hình thành mối hàn và đặc điểm của phương pháp hàn điện tiếp xúc? 
11. Sơ đồ nguyên lý và các bộ phận chính của máy hàn tiếp xúc giáp mối, 
điểm, đường? 
12. Sơ đồ nguyên lý, đặc điểm và ứng dụng phương pháp hàn vảy? 
13. Khuyết tật của mối hàn và các phương pháp kiểm tra? 
14. Sơ đồ nguyên lý của máy hàn điện? Nói rõ sự khác biệt của phương pháp 
hàn này với phương pháp hàn TIG ? 
-102- 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Nguyễn Xuân Bông, Phạm Quang Lộc, Thiết kế đúc, NXB KH&KT, Hà 
Nội, 1978. 
[2] Hoàng Minh Công, Công nghệ chế tạo phôi, ĐHBK Đà Nẵng, 2001. 
[3] Đinh Minh Diệm, Giáo trình Công nghệ kim loại, NXB KH&KT, Hà Nội, 
2007. 
[4] Lưu Đức Hòa, Giáo trình Công nghệ kim loại tập 2 (Phần Gia công áp 
lực) ĐHBK Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, 2003. 
[5] Phạm Văn Nghệ, Đỗ Văn Phúc, Thiết bị tạo hình - Máy ép cơ khí, NXB 
KH&KT, Hà Nội, 2004. 
[6] Lê Nhương, Rèn và dập nóng, NXB công nhân kỹ thuật, Hà Nội, 1979. 
[7] Lê Nhương, Nguyễn Ngọc Trân, Công nghệ rèn và dập nóng, NXB 
KH&KT, Hà Nội, 1976. 
[8] Th.S Phạm Đình Sùng, Th.S Bùi Lê Gôn, Th.S Trịnh Duy Cấp, Công nghệ 
Gia công kim loại, NXB Xây dựng, Hà Nội, 1998. 
[9] Trần Hữu Tường, Đinh Công Mễ, Trần Tại, Nguyễn Văn Siêm, Lê Viết 
Ngưu, Vũ Công Luận, Công nghệ kim loại, tập 1, NXB ĐH&THCN, Hà Nội 
1971. 
[10] Trần Hữu Tường, Đinh Công Mễ, Trần Tại, Nguyễn Văn Siêm, Lê Viết 
Ngưu, Vũ Công Luận, Công nghệ kim loại, tập 2, NXB &THCN, Hà Nội 1972. 
[11] Tôn Yên, Công Nghệ Dập Nguội, NXB KH&KT, Hà Nội, 1974.