TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 5017-1 : 2010
ISO 857-1 : 1998
HÀN VÀ CÁC QUÁ TRÌNH LIÊN QUAN – TỪ VỰNG – PHẦN 1: CÁC QUÁ TRÌNH HÀN KIM LOẠI
Welding and allied processes – Vocabulary – Part 1: Metal welding processes
Lời nói đầu
TCVN 5017-1 : 2010 thay thế cho TCVN 5017 : 1989.
TCVN 5017-1 : 2010 hoàn toàn tương đương với ISO 857-1 : 1998.
TCVN 5017-1 : 2010 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN/TC 44 Quá trình hàn biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
TCVN 5017 : 2010 (ISO 857) Hàn và các quá trình liên quan – Từ vựng bao gồm 2 phần:
– Phần 1 (ISO 857-1 : 1998): Các quá trình hàn kim loại
– Phần 2 (ISO 857-2 : 2005) Các quá trình hàn vảy mềm, hàn vảy cứng và các thuật ngữ liên quan.
HÀN VÀ CÁC QUÁ TRÌNH LIÊN QUAN – TỪ VỰNG – PHẦN 1: CÁC QUÁ TRÌNH HÀN KIM LOẠI
Welding and allied processes – Vocabulary – Part 1: Metal welding processes
- Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này định nghĩa các quá trình hàn kim loại và các thuật ngữ liên quan.
- Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
ISO 4063 : 1998, Welding and allied processes – Nomenclature of processes and reference numbers (Hàn và các quá trình có liên quan – Danh mục các quá trình và các số hiệu tham chiếu).
ISO 13916 : 1996, Welding – Guidance on the measurement of preheating temperature, interpass temperature and preheat maintenance temperature (Hàn – Hướng dẫn đo nhiệt độ nung nóng trước, nhiệt độ giữa các lớp hàn và nhiệt độ nung nóng trước cho bảo dưỡng).
- Thuật ngữ cơ bản
3.1 Hàn kim loại
Nguyên công liên kết kim loại bằng cách nung nóng hoặc ép hoặc kết hợp giữa nung nóng và ép để bảo đảm tính liên tục của kim loại các chi tiết được nối ghép với nhau.
CHÚ THÍCH 1: Có thể sử dụng hoặc không sử dụng kim loại điền đầy có nhiệt độ nóng chảy bằng nhiệt độ nóng chảy của kim loại cơ bản. Kết quả của quá trình hàn là mối hàn.
CHÚ THÍCH 2: Định nghĩa này cũng bao gồm các quá trình tạo ra lớp phủ kim loại trên bề mặt.
3.1.1 Hàn áp lực
Quá trình hàn thường không có kim loại điền đầy, trong đó ngoại lực được tác dụng tới mức có thể gây ra sự biến dạng dẻo nhiều hoặc ít của cả hai bề mặt được hàn với nhau.
CHÚ THÍCH: Thông thường, nhưng không cần thiết các bề mặt được nung nóng để cho phép hoặc thuận lợi cho việc tạo ra quá trình hàn.
3.1.2 Hàn nóng chảy
Công việc hàn được thực hiện không có tác dụng của ngoại lực mà bằng cách làm nóng chảy các bề mặt được hàn với nhau và thường có bổ sung nhưng cũng có thể không cần thiết phải bổ sung kim loại điền đầy nóng chảy.
3.1.3 Phủ bề mặt (bằng hàn)
Tạo ra một lớp kim loại trên chi tiết gia công bằng phương pháp hàn để đạt được tính chất hoặc kích thước yêu cầu.
3.1.4 Nối (bằng hàn)
Tạo ra mối nối bền lâu giữa hai hoặc nhiều chi tiết bằng phương pháp hàn.
CHÚ THÍCH: Thuật ngữ này dùng để phân biệt hàn với phủ bề mặt.
3.2 Chất mang năng lượng
Hiện tượng vật lý cung cấp năng lượng cần thiết cho hàn bằng cách truyền hoặc biến đổi năng lượng trong các chi tiết gia công (hàn).
CHÚ THÍCH 1: Trong Điều 4 đã sử dụng các chất mang (tải) năng lượng với các số hiệu tương ứng sau:
1 Chất rắn
2 Chất lỏng
3 Chất khí
4 Chất phóng điện
5 Chất phát xạ (bức xạ)
6 Chuyển động của một khối lượng
7 Dòng điện
8 Không được qui định
CHÚ THÍCH 2: Khi hàn có sử dụng các chất mang năng lượng là chất rắn, chất khí hoặc chất phóng điện thì nhiệt cần dùng cho hàn phải được tác dụng vào các chi tiết gia công, trong khi hàn bằng chùm tia năng lượng bức xạ, hàn bằng chuyển động của một khối lượng hoặc hàn bằng dòng điện thì năng lượng (hoặc năng lượng cơ học trong hàn nguội có áp lực) được tạo ra bởi sự biến đổi năng lượng trong bản thân chi tiết gia công (hàn).
Đối với chất rắn, chất lỏng và chất khí, yếu tố quyết định là entanpi của chúng. Chất phóng điện và dòng điện là các cơ cấu dẫn hướng năng lượng của các hạt tích điện chuyển động tới vùng hàn. Trong trường hợp chất phóng điện năng lượng này được tạo ra bởi plasma hoặc tia lửa điện và trong môi trường dòng điện, năng lượng này được tạo ra bởi nhiệt của điện trở. Khi có dòng điện chạy qua do cảm ứng hoặc được truyền tới bởi dây dẫn.
Bức xạ là sự truyền năng lượng dưới dạng sóng bởi ánh sáng hoặc các chùm hạt tích điện. Đối với chuyển động của một khối lượng, các yếu tố đặc trưng là lực và sự dịch chuyển theo thời gian. Các dạng khác nhau của chuyển động là chuyển động tịnh tiến, chuyển động quay và chuyển động dao động.
- Thuật ngữ liên quan đến các quá trình hàn kim loại
4.1 Hàn áp lực
4.1.1 Chất mang năng lượng: Vật thể rắn
4.1.1.1 Hàn chi tiết được nung nóng
Các quá trình hàn bằng áp lực khi các chi tiết gia công được nung nóng bằng dụng cụ gia nhiệt trong vùng mối nối được hàn.
CHÚ THÍCH: Việc nung nóng có thể là nung nóng không đổi hoặc nung nóng mạch động và mối hàn được thực hiện bằng cách tác dụng lực mà không có bổ sung thêm vật liệu điền đầy. Lực được tác dụng bởi dụng cụ hình nêm hoặc thông qua vòi phun cấp một trong các chi tiết được hàn.
4.1.1.2 Hàn bằng dụng cụ hình nêm được nung nóng
Hàn chi tiết được nung nóng bằng dụng cụ hình nêm được nung nóng.
Xem Hình 1.
CHÚ DẪN:
1 Mối hàn
2 Bộ phận cấp chi tiết hàn
3 Nguồn điện
4 Dụng cụ hình nêm
5 Chi tiết gia công
Hình 1 – Hàn bằng dụng cụ hình nêm được nung nóng
4.1.1.3 Hàn bằng vòi cấp chi tiết hàn được nung nóng
Hàn chi tiết được nung nóng bằng vòi cấp chi tiết hàn được nung nóng.
Xem Hình 2.
CHÚ DẪN:
1 Chi tiết gia công (hàn)
2 Nguồn điện
3 Vòi cấp chi tiết hàn
4 Mối hàn
Hình 2 – Hàn bằng vòi cấp chi tiết hàn được nung nóng
4.1.1.4 Hàn bằng đầu đinh
Biến thể của quá trình hàn bằng vòi cung cấp chi tiết hàn được nung nóng khi mà đầu mút của một hoặc hai dây thép được cấp qua vòi và được nung nóng bằng ngọn lửa hoặc bằng phóng điện để tạo thành giọt kim loại nhỏ, dưới tác dụng của lực giọt kim loại này được ép phẳng thành dạng đầu mũ đinh.
CHÚ THÍCH: Cũng có thể thực hiện các quá trình hàn 4.1.1.2 đến 4.1.1.4 bằng chất mang năng lượng, chuyển động của khối lượng (hàn siêu âm) hoặc bằng sự kết hợp của cả hai quá trình trên.
Xem hình 3.
CHÚ DẪN:
1 Ngọn lửa
2 Giọt kim loại nóng chảy
3 Nguồn điện
4 Vòi cấp dây
5 Chi tiết gia công
6 Mối hàn
Hình 3 – Hàn bằng đầu đinh.
4.1.2 Chất mang năng lượng: chất lỏng
4.1.2.1 Hàn trong khuôn đúc có áp lực
Hàn áp lực khi mối nối được đặt trong khuôn đúc và kim loại nóng chảy được rót lên các bề mặt được hàn tới khi hoàn thành được mối nối hàn.
Xem hình 4.
CHÚ THÍCH: Kim loại nóng chảy thường được tạo thành bởi phản ứng nhiệt nhôm (xem 4.2.2.2)
CHÚ DẪN:
1 Khuôn đúc
2 Chi tiết gia công (hàn)
3 Mối hàn
4 Chi tiết gia công (hàn)
5 Kim loại nóng chảy
Hình 4 – Hàn trong khuôn đúc có áp lực
4.1.3 Chất mang năng lượng: chất khí
4.1.3.1 Hàn bằng ngọn lửa oxy – khí đốt có áp lực (47)
Hàn áp lực trong đó các chi tiết hàn được nung nóng tại các bề mặt hàn lại với nhau bằng ngọn lửa oxy-khí đốt và mối hàn được tạo thành bằng tác dụng của lực mà không có bổ sung kim loại điền đầy. Mối nối ghép của các chi tiết hàn có thể là loại hở hoặc khép kín.
Xem Hình 5.
| a) Mối nối ghép loại kín | b) Mối nối ghép hở |
CHÚ DẪN:
1 Đầu được chồn lại
2 Mối hàn
3 Mỏ hàn
4 Ngọn lửa hàn
5 Chi tiết gia công hàn
Hình 5 – Hàn bằng ngọn lửa oxy-khí đốt có áp lực
4.1.4 Chất mang năng lượng: Chất phóng điện
4.1.4.1 Hàn giáp mép với hồ quang di chuyển dọc theo mối hàn (185)
Hàn hồ quang áp lực, trong đó hồ quang bị một từ trường đẩy di chuyển dọc theo mối hàn để nung nóng các bề mặt được hàn, sau đó các bề mặt này được ép lại với nhau bằng lực và được hàn lại.
4.1.4.2 Hàn xung (77)
Hàn áp lực khi sử dụng nhiệt từ hồ quang được tạo ra bởi sự phóng điện nhanh. Áp lực được tác dụng có xung động trong quá trình hoặc ngay sau sự phóng điện.
CHÚ THÍCH: Cũng có thể có sự nung nóng thêm do điện trở kèm theo. Quá trình này được sử dụng chủ yếu cho hàn các vít cấy.
4.1.4.3 Hàn hồ quang các vít cấy bằng nóng chảy và rèn có vòng gốm hoặc khi bảo vệ (783)
Hàn xung một vít cấy có đầu mút tiếp xúc ban đầu với chi tiết hàn và sau đó mồi sự phóng điện bằng cách nâng đầu mút vít cấy lên và bảo vệ sự phóng điện bằng vòng gốm hoặc khí bảo vệ.
Xem hình 6.
CHÚ DẪN:
1 Mối hàn
2 Hồ quang
3 Vòng gốm
4 Vít cấy (chi tiết hàn)
5 Súng hàn
6 Lò xo
7 Nam châm nâng
8 Nguồn điện
9 Chi tiết hàn (gia công)
Hình 6 – Hàn hồ quang các vít cấy bằng nóng chảy và rèn có vòng gốm hoặc khí bảo vệ
4.1.4.4 Hàn hồ quang các vít cấy bằng phóng điện của tụ điện (785)
Hàn hồ quang vít cấy có dạng chốt trong đó hồ quang được tạo ra bằng sự phóng điện với dòng điện có cường độ lớn từ một tụ điện để nung nóng giữa vít cấy và chi tiết hàn.
CHÚ DẪN:
1 Vít cấy
2 Chi tiết hàn (gia công)
3 Hồ quang
4 Ống chặn
Hình 7 – Hàn hồ quang các vít cấy bằng phóng điện của tụ điện
4.1.4.5 Hàn hồ quang các vít cấy bằng phóng điện của tụ điện có đầu mồi lửa dạng chuyên dùng (786)
Hàn xung một vít cấy khi hồ quang được mồi bằng sự nóng chảy và bốc hơi của một đầu mút dạng chuyên dùng của vít cấy bởi dòng điện có cường độ lớn.
Xem Hình 8.
CHÚ DẪN:
1 Mối hàn
2 Đầu vít cấy
3 Chi tiết hàn (gia công)
4 Hồ quang
5 Vít cấy (chi tiết hàn)
6 Súng hàn
7 Lò xo
8 Nguồn điện
Hình 8 – Hàn hồ quang các vít cấy bằng phóng điện của tụ điện có đầu mồi lửa dạng chuyên dùng
4.1.5 Chất mang năng lượng: sự (chất) bức xạ
(Cho đến nay chưa có quá trình hàn nào)
4.1.6 Chất mang năng lượng: chuyển động của một khối lượng
4.1.6.1 Hàn nguội bằng áp lực
Quá trình hàn chỉ sử dụng áp lực tác động liên tục để tạo ra các biến dạng dẻo lớn.
4.1.6.2 Hàn nguội bằng chồn dập
Hàn nguội bằng áp lực trong đó các khuôn chồn dập được sử dụng như các đồ gá kẹp để tạo ra sự biến dạng và chảy dẻo yêu cầu.
Xem Hình 9.
CHÚ DẪN:
1 Chi tiết hàn (gia công)
2 Mối hàn
3 Đồ gá kẹp
Hình 9 – Hàn nguội bằng chồn dập
4.1.6.3 Hàn nguội bằng thúc ép
Hàn nguội bằng áp lực với việc sử dụng khuôn thúc ép chuyên dùng.
Xem Hình 10.
CHÚ DẪN:
1 Mối hàn
2 Chi tiết hàn (gia công)
3 Chày ép
4 Khuôn thúc ép
Hình 10 – Hàn nguội bằng thúc ép
4.1.6.4 Hàn (bằng) va đập
Hàn áp lực trong đó các chi tiết gia công được hàn lại với nhau bằng lực đập. Nhiệt được tạo ra do va chạm đột ngột sẽ tham gia vào quá trình hàn.
4.1.6.5 Hàn nổ (441)
Hàn bằng va đập trong đó các chi tiết gia công được hàn lại với nhau khi chúng va đập vào nhau do sự nổ của chất nổ.
Xem Hình 11.
CHÚ DẪN:
1 Chi tiết hàn (gia công)
2 Mối hàn
3 Sóng va đập
4 Chất nổ
5 Tấm di chuyển
6 Tấm cơ bản
- a) Hàn nổ để bọc kim loại
CHÚ DẪN:
| 1 Ống
2 Ống bảo vệ 3 Ngòi nổ |
4 Tấm dạng ống
5 Dây nổ 6 Chất nổ chính 7 Môi trường chuyển động bằng chất dẻo |
- b) Hàn nổ ống với tấm dạng ống
Hình 11 – Hàn nổ
4.1.6.6 Hàn bằng xung lực của từ trường
Hàn bằng va đập trong đó xung của dòng điện có cường độ lớn khi đi qua một cuộn dây bao quanh các chi tiết hàn tạo ra một từ trường để sinh ra lực hàn.
Xem Hình 12.
CHÚ DẪN:
1 Ống (chi tiết hàn)
2 Nút (chi tiết hàn)
3 Nguồn điện
4 Mối hàn
5 Cuộn dây nam châm
Hình 12 – Hàn bằng xung lực của từ trường
4.1.6.7 Hàn bằng ma sát
Hàn áp lực trong đó các bề mặt hàn nối với nhau được nung nóng bằng ma sát, thường bằng cách quay một hoặc cả hai chi tiết hàn tiếp xúc với nhau hoặc bằng cách chỉ quay chi tiết ma sát; thông thường mối hàn được hoàn thành bởi lực ép thúc sau khi chi tiết ma sát ngừng quay.
Xem Hình 13.
4.1.6.8 Hàn bằng ma sát với đường dẫn động liên tục
Hàn bằng ma sát khi sử dụng chuyển động quay có vận tốc không đổi.
Xem Hình 13.
CHÚ DẪN:
1 Phanh
2 Chi tiết hàn (gia công)
3 Bavia
4 Mối hàn
5 Đồ gá kẹp
Hình 13 – Hàn bằng ma sát
4.1.6.9 Hàn bằng ma sát với quán tính
Hàn bằng ma sát trong đó năng lượng quay được tích trữ trong một bánh đà có vận tốc quay giảm liên tục.
Xem Hình 14.
Hình 14 – Hàn bằng ma sát với quán tính
4.1.6.10 Hàn bằng ma sát có quỹ đạo
Hàn bằng ma sát trong đó một chuyển động có quỹ đạo được tạo ra tại mặt phân cách của mối hàn bằng cách quay cả hai chi tiết hàn với cùng một vận tốc, theo cùng một chiều nhưng trục quay của một chi tiết hàn có dịch chuyển nhỏ so với trục quay của chi tiết kia.
Xem Hình 15.
CHÚ THÍCH: Khi kết thúc chu kỳ dịch chuyển, các chi tiết hàn lại thẳng hàng với nhau và được hàn lại.
Hình 15 – Hàn bằng ma sát có quỹ đạo
4.1.6.11 Hàn bằng ma sát hướng kính
Hàn bằng ma sát trong đó một vòng có hình dạng thích hợp được quay và nén hướng kính trên hai đoạn chi tiết, hình trụ rỗng để tạo thành mối nối hàn a)
Xem Hình 16.
CHÚ THÍCH: Cũng có thể sử dụng kỹ thuật để nong một vòng bên trong các đoạn chi tiết hình trụ rỗng để tạo thành mối nối hàn b). Trong phương án thứ ba c), có thể hàn một vòng thường bằng vật liệu khác với mặt ngoài của thanh hình trụ đặc.
Hình 16 – Hàn bằng ma sát hướng kính
4.1.6.12 Hàn rèn (43)
Hàn áp lực trong đó các chi tiết hàn được nung nóng trong không khí trong lò rèn sau đó được hàn bằng lực đập của búa hoặc bất cứ lực xung nào khác đủ để gây ra biến dạng dư tại các bề mặt được hàn.
Xem Hình 17.
CHÚ DẪN:
1 Đe
2 Chi tiết hàn (gia công)
3 Búa
4 Mối hàn
Hình 17 – Hàn rèn
4.1.6.13 Hàn siêu âm (41)
Hàn áp lực trong đó các dao động cơ học có tần số cao và biên độ thấp kết hợp với một lực tĩnh cho phép hàn hai chi tiết với nhau ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với điểm nóng chảy của vật liệu.
Xem Hình 18.
CHÚ THÍCH: Có thể hoặc không cần bổ sung thêm nhiệt.
CHÚ DẪN:
1 Mối hàn
2 Dao động siêu âm
3 Bộ chuyển đổi
4 Sonotrode
5 Dụng cụ tạo rung
6 Chi tiết hàn (gia công)
Hình 18 – Hàn siêu âm
4.1.6.14 Hàn siêu âm có nung nóng
Hàn siêu âm với đe được nung nóng riêng trong quá trình hàn.
Xem Hình 19.
CHÚ DẪN:
1 Đe được nung nóng bằng điện
2 Dao động siêu âm
3 Bộ chuyển đổi
4 Sonotrode
5 Dụng cụ tạo dao động
6 Chi tiết hàn (gia công)
Hình 19 – Hàn siêu âm có nung nóng
4.1.7 Chất mang năng lượng: dòng điện
4.1.7.1 Hàn điện trở (2)
Hàn áp lực trong đó nhiệt cần thiết cho hàn được tạo ra bởi điện trở có dòng điện chạy qua đặt đối diện với vùng hàn.
tcvn-5017-1-2010-han-va-cac-qua-trinh-lien-quan-tu-vung-phan-1-cac-qua-trinh-han-kim-loai.pdf