Khái niệm hàn khí
Hàn khí là phương pháp hàn hóa học trong đó dùng nhiệt lượng phản ứng cháy của khí đốt trong oxy, để nung chảy vật hàn và que hàn bổ sung tạo thành mối hàn. Khác với các phương pháp hàn khác là hàn khí không sử dụng khí bảo vệ vùng hàn hoặc que hàn có thuốc bọc.
Hàn khíHàn khí
Người ta thường áp dụng hàn khí để hàn các tấm kim loại mỏng, kim loại và hợp kim màu.
Các loại khí sử dụng để hàn khí
Có hai loại khí: khí oxy dùng để duy trì cho sự cháy và các loại khí cháy như acetylen (C2H2), hydro (H2), khí than đá, hơi của xăng và benzen… trong thực tế khí đốt chủ yếu dùng để hàn là acetylen vì khí này khi cháy trong oxy tỏa ra nhiệt lượng có ít cao nhất (11470 cal/m3) và đưa nhiệt độ lên mức cao nhất (3150oC)
Khí hydrô là một loại khí đốt không mùi, không màu. Hydro được sản xuất bằng phương pháp điện phân hoặc những phương pháp khác. Oxy và hydro được lưu trữ ở dạng bình chứa, thường có áp suất 150 at và dung tích tiêu chuẩn là 40L.
Phương pháp hàn khí hydro được ứng dụng khá sớm nhưng vì nhiệt lượng của nó tương đối ít và nhiệt độ không cao nên chỉ được dùng để hàn kim loại màu như chì, nhôm, những tấm thép mỏng hoặc để nung vật liệu khi cắt bằng oxy. Mặt khác vì nhiệt độ thấp nên khi hàn những tấm thép dày phải kéo thời gian đốt nóng chảy làm cho nhiệt lượng tổn thất rất nhiều, do đó giá thành cao. Cũng vì vậy nên khí actylen được dùng nhiều trong kỹ thuật hàn khí, còn hàn hơi hydro ít được dùng.
Khí actylen ( còn gọi là hơi đất đèn ) là một loại khí nhẹ hơn oxy và hydro, không màu và thoang thoảng mùi ete, bốc cháy ở nhiệt độ 420 o và dễ nổ khi áp suất lớn hơn 1,75 at hoặc tiếp xúc lâu với đồng và bạc. Hỗn hợp của không khí với actylen khi nồng độ của nó trong hỗn hợp nằm trong số lượng giới hạn từ 2,8 – 65 % hoàn toàn có thể gây nổ .
Công nghệ hàn khí
Cách chọn hiệu suất của mỏ hàn chất lượng que hàn, cách kiểm soát và điều chỉnh ngọn lửa hàn, cách chọn giải pháp hàn và độ nghiêng của mỏ hàn có ý nghĩa quan trọng trong chất lượng của mối hàn khí
Các phương pháp hàn khí
Có hai chiêu thức hàn khí đó là : Hàn khí phải và hàn khí trái .
Phương pháp hàn khí phải
Hàn phải : người thợ hàn mở màn hàn từ bên trái sang bên phải ( tức là mỏ hàn vận động và di chuyển trước, que hàn chuyển dời sau ). Phương pháp này có hiệu suất cao và tiết kiệm chi phí được khí actylen, đồng thời mối hàn sau khi hàn xong còn được ngọn lửa đốt nóng trong một thời hạn nữa cho nên vì thế độ dẻo mối hàn được tăng lên và ít bị nứt. Phương pháp này là chiêu thức hàn hầu hết trong công nghệ tiên tiến hàn khí .
Phương pháp hàn khí trái
Người thợ hàn bắt đầu hàn từ bên phải sang bên trái (que hàn di chuyển trước mỏ hàn) tốc độ hàn theo phương pháp này tương đối chậm (thường chậm hơn hàn phải 20 – 30%) và thường chỉ dùng hàn những vật mỏng (từ 3mm trở xuống), những kim loại màu như nhôm, kẽm…
Que hàn dùng để hàn hơi thường có thành phần hóa học tương tự như như thành phần hóa học của vật hàn ( tức là hàn sắt kẽm kim loại nào thì que hàn dùng vật tư đó ) gần đây người ta còn cho thêm vào que hàn chất crom, vanadi, niken, đồng …
Thiết bị dùng hàn khí
Thiết bị dùng trong hàn khí được miêu tả ở hình bên dưới
Acetylen được điều chế bằng cách cho đất đèn (cacbua canxi) tác dụng với nước. Đất đèn được sản xuất bằng cách nung chảy đá vôi với than gỗ trong lò điện. Đất đèn gioongs như đá có màu đen xám, rất cứng, khó tác dụng với axit, nhưng gặp nước và khí ẩm trong không khí sẽ sinh khí acetylen 0,3%. Để tránh hiện tượng nổ thùng chứa đất đèn, thùng phải hết sức kín, phải để nơi thoáng gió, khô ráo, kê cao trên mặt đất, nhất thiết không đặt ở nơi ẩm ướt và kín gió. Cần có buồng riêng biệt lập cho thùng chứa đất đèn.
Khí acetylen được đến chỗ hàn từ bình chế khí acetylen hoặc những bình chứa khí acetylen trong dung dịch aceton dưới áp suất 16 -22 at. Loại khí acetylen chứa trong bình này khi dùng rất thuận tiện, chỉ cần lắp thêm bộ van giảm áp là có thể sử dụng được, sau khi dùng hết vẫn có thể đưa bình về xưởng nạp khí lại.
Khí oxy là khí không màu, không mùi, không độc, không hề tự cháy, nhưng nó giúp cho sự cháy. Oxy có trong không khí chừng 21 % ( tính theo thể tích ), oxy dùng khi hàn là oxy nguyên chất được điều chế từ không khí bằng cách : ép, làm lạnh, làm co và giãn để cho không khí hóa thể lỏng, sau đó để bốc hơi ở nhiệt độ – 183 oC thu được oxy nguyên chất. Khi oxy đó được chứa trong bình thép ( bình oxy ) dung tích 40 lít với áp suất 150 at và được mang tới chỗ hàn .
