Giáo trình Cơ khí đại cương - Chương 5: Kỹ thuật hàn

TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
38
CHƯƠNG 5 
KỸ THUẬT HÀN 
5.1. KHÁI NIỆM CHUNG 
a/ Thực chất: Hàn là phương pháp nối hai hay nhiều chi tiết kim loại lại với nhau mà không thể tháo 
rời bằng cách nung nóng kim loại ở vùng tiếp xúc đến trạng thái nóng chảy, sau đó nguội tự do và 
đông đặc hoặc nung đến trạng thái dẻo, sau đó tác dụng lực ép đủ lớn. 
b/ Đặc điểm: 
- Tiết kiệm kim loại: so với tán ri vê tiết kiệm từ 10÷20%, đúc từ 30÷50% ... 
- Thời gian chuẩn bị và chế tạo phôi ngắn, giá thành phôi thấp. 
- Có thể tạo được các kết cấu nhẹ nhưng khả năng chịu lực cao. 
- Độ bền và độ kín của mối hàn lớn. Có thể hàn hai kim loại có tính chất khác nhau. 
- Thiết bị hàn đơn giản, vốn đầu tư không cao. Trong vật hàn tồn tại ứng suất dư lớn. Vật hàn bị 
biến dạng và cong vênh. khả năng chịu tải trọng động thấp. 
 Hàn được sử dụng rộng rãi để chế tạo phôi trong ngành chế tạo máy, chế tạo các kết cấu dạng 
khung, giàn, dầm trong xây dựng, cầu đường, các bình chứa trong công nghiệp v.v... 
c/ Phân loại các phương pháp hàn 
- Hàn nóng chảy: kim loại mép hàn được nung đến trạng thái nóng chảy kết hợp với kim loại bổ 
sung từ ngoài vào điền đầy khe hở giữa hai chi tiết hàn, sau đó đông đặc tạo ra mối hàn. Nhóm này 
gồm hàn hồ quang, hàn khí, hàn điện xỉ, hàn bằng tia điện tử, hàn bằng tia laze, hàn plasma v.v... 
- Hàn áp lực: khi hàn bằng áp lực kim loại ở vùng mép hàn được nung nóng đến trạng thái dẻo 
sau đó hai chi tiết được ép lại với lực ép đủ lớn, tạo ra mối hàn. Nhóm này gồm hàn điện tiếp xúc, hàn 
ma sát, hàn nổ, hàn siêu âm, hàn khí ép, hàn cao tần, hàn khuếch tán v.v... 
5.2. HÀN HỒ QUANG BẰNG TAY 
5.2.1. THỰC CHẤT VÀ PHÂN LOẠI HÀN HỒ QUANG 
a/ Thực chất: Hàn hồ quang là phương pháp hàn nóng chảy dùng nhiệt của ngọn lửa hồ quang sinh ra 
giữa các điện cực hàn. Thực chất của hồ quang hàn là dòng chuyển động của các điện tử và ion trong 
môi trường khí giữa hai điện cực, kèm theo sự phát nhiệt lớn và phát sáng mạnh. 
b/ Phân loại: 
- Phân loại theo dòng điện hàn: Hàn bằng dòng điện xoay chiều cho ta mối hàn có chất lượng 
không cao, khó gây hồ quang và khó hàn song thiết bị hàn dòng xoay chiều đơn giản và rẻ tiền nên 
trên thực tế hiện có khoảng 80% là máy hàn xoay chiều. Hàn bằng dòng điện một chiều tuy máy hàn 
đắt tiền nhưng dễ gây hồ quang, dễ hàn và chất lượng mối hàn cao. 
- Phân loại theo điện cực: 
+ Điện cực hàn không nóng chảy được chế tạo từ các vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao như 
grafit, vonfram. Đường kính điện cực dq = 1÷5 mm đối với điện cực vonfram và dq = 6÷12 mm đối với 
điện cực grafit, chiều dài que hàn thường là 250 mm, đầu vát côn. 
1 2L
l1 
H.5.1. Điện cực hàn 
a/ Que hàn nóng chảy; b/ Que hàn không nóng chảy 
1- lõi kim loại; 2- thuốc bọc 
l2 
l3
b/ 
a/ 
TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
39
+ Điện cực không nóng chảy cho hồ quang hàn ổn định, để bổ sung kim loại cho mối hàn phải sử 
dụng thêm que hàn phụ. Điện cực hàn nóng chảy được chế tạo từ kim loại hoặc hợp kim có thành 
phần gần với thành phần kim loại vật hàn. Lõi que hàn có đường kính theo lý thuyết dq = 6÷12 mm. 
Trong thực tế thường dùng dq=1÷6 mm, L = 250÷450 mm; l1 = 30±5 mm; l2< 15mm; l3= 1÷2 mm. 
Lớp thuốc bọc được chế tạo từ hỗn hợp gồm nhiều loại vật liệu dùng ở dạng bột, sau đó trộn đều 
với chất dính và bọc ngoài lõi có chiều dày từ 1÷2 mm. Nó có tác dụng: 
+ Tăng khả năng ion hóa để dễ gây hồ quang và duy trì hồ quang cháy ổn định. 
+ Bảo vệ được mối hàn, tránh sự oxy hoá hoà tan khí từ môi trường. 
+ Tạo xỉ lỏng và đều, che phủ kim loại tốt để giảm tốc độ nguội của mối hàn tránh nứt. 
+ Khử ôxy trong quá trình hàn. 
- Phân loại theo cách đấu các điện cực khi hàn: 
5.2.3 NGUỒN ĐIỆN VÀ MÁY HÀN 
a/ Yêu cầu: Nguồn điện hàn trong hàn hồ quang tay có thể là 
nguồn điện xoay chiều hoặc một chiều. Nhìn chung nguồn điện 
hàn và máy hàn phải đảm bảo các yêu cầu chung sau: 
- Điện áp không tải U0 phải < 80 v. 
+ Máy hàn xoay chiều: U0 = 55÷80V, Hh = 30÷55 V. 
+ Máy hàn một chiều: U0= 25÷45 V, Hh = 16÷35 V. 
- Đường đặc tính động V-A phải là đường dốc liên tục. 
- Có khả năng quá tải khi ngắn mạch Iđ = (1,3÷1,4)Ih. 
- Có thể điều chỉnh dòng điện hàn trong phạm vi rộng. 
- Máy hàn phải có khối lượng nhỏ, hệ số hữu ích lớn, giá thành rẻ, dễ sử dụng và dễ sửa chữa. 
b/ Máy hàn hồ quang xoay chiều 
Máy hàn hồ quang dùng dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi trong hàn hồ quang tay vì 
chúng có kết cấu đơn giản, giá thành chế tạo thấp, dễ vận hành và sửa chữa. Tuy nhiên chất lượng mối 
hàn không cao vì hồ quang cháy không ổn định so với hồ quang dùng dòng điện một chiều. 
- Máy biến áp hàn: 
H.5.2. Các phương pháp nối các điện cực với nguồn điện hàn 
a/ đấu dây trực tiếp; b/ đấu dây gián tiếp; c/ đấu dây 3 pha 
a/ b/ c/
u (V) 
I (A) 
A 
B 
1 
2 
1- đường đặc tính tĩnh của hồ quang 
2- đường đặc tính động của máy hàn 
H.5.3. Đặc tính của hồ quang hàn
u1 u2 uh
B
W1 W2
H.5.4. Sơ đồ máy biến áp hàn 
φ1 φ2
TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
40
- Máy hàn có lõi từ di động: 
Máy hàn kiểu này có một lõi từ di động 
(A) nằm trong gông từ (B) của máy biến áp. 
Khi lõi từ (A) nằm hoàn toàn trong mặt phẳng 
của gông từ (B) thì từ thông do cuộn sơ cấp 
sinh ra φ1 có một phần rẽ nhánh φr qua lõi từ 
làm cho φ2 đi qua cuộn thứ cấp giảm, do đó 
dòng điện trên cuộn thứ cấp giảm. Khi di động 
lõi từ (A) ra ngoài, φr giảm làm cho φ2 tăng và 
dòng điện trên cuộn thứ cấp tăng. 
Máy hàn có lõi từ di động có kết cấu gọn, điều chỉnh dòng điện hàn vô cấp, khoảng điều chỉnh 
rộng do đó hiện nay được dùng nhiều. 
b/ Máy hàn hồ quang một chiều 
- Máy phát hàn hồ quang: Máy hàn gồm máy phát điện một chiều (M) có cuộn dây kích từ 
riêng (2) được cấp điện riêng từ nguồn điện xoay chiều qua bộ chỉnh lưu (1). Trên mạch ra của máy 
phát đặt cuộn khử từ (3). Người ta bố trí sao cho từ thông (φc) sinh ra trên cuộn khử từ luôn luôn ngược 
hướng với từ thông (φkt) sinh ra trong cuộn kích từ. 
Ở chế độ không tải, Ih = 0 nên φc = 0, máy phát 
được kích từ bởi từ thông (φkt): φ kt kt
k
I
W
R
= . . 
(Trong đó Ikt, W và Rk là dòng điện, số vòng dây và 
từ trở của cuộn kích từ). Khi đó: u Ckt kt= .φ . 
Ở chế độ làm việc, dòng điện hàn Ih ≠ 0 nên từ 
thông φc ≠ 0, máy phát được kích từ bởi từ thông 
tổng hợp (φ) do cuộn dây kích từ (2) và cuộn khử từ 
(3) sinh ra: φ φ φ= −kt c . 
Sức điện động sinh ra trong phần cảm của máy phụ thuộc vào từ thông kích từ: 
E C C kt c= = −. .( )φ φ φ . Trong đó C là hệ số phụ thuộc vào máy. 
- Máy hàn điện chỉnh lưu: Máy hàn dùng dòng điện chỉnh lưu có hai bộ phận chính: Biến áp áp 
hàn (1) và bộ chỉnh lưu (2), biến trở (3) dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện hàn. Máy hàn dùng 
dòng điện chỉnh lưu có hồ quang cháy ổn định hơn máy hàn xoay chiều, phạm vi điều chỉnh dòng điện 
hàn rộng, hệ số công suất hữu ích cao, công suất không tải nhỏ, kết cấu đơn giản hơn. Nhược điểm của 
máy hàn chỉnh lưu là công suất bị hạn chế, các đi-ôt dễ bị hỏng khi ngắn mạch lâu và dòng điện hàn 
phụ thuộc lớn vào điện áp nguồn. 
Ổn áp 
φkt 1 2 
K
M 
φc 3H.5.6. Sơ đồ 
nguyên lý máy 
phát hàn một 
chiều 
H.5.7. a/ S¬ ®å nguyªn lý m¸y hµn chØnh l−u ba pha 
 b/ S¬ ®å nguyªn lý m¸y hµn chØnh l−u mét pha 
1 
a/ 
2 3 
Uh 
R 
u1 u2 uh
A
B 
W1 W2
H.5.5. Sơ đồ máy hàn xoay chiều có lõi di động 
φ1 φ2 
φr
TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
41
5.2.4. CHẾ ĐỘ HÀN HỒ QUANG ĐIỆN 
a/ Đường kính que hàn: Đường kính que hàn phụ thuộc vào vật liệu hàn, chiều dày vật hàn, vị trí mối 
hàn trong không gian, kiểu mối hàn... có thể tra theo sổ tay công nghệ hàn hoặc: 
 d
S= +
2
1 [mm] ; - Hàn góc, hàn chữ T: d
K= +
2
2 [mm] 
 Trong đó S - là chiều dày vật hàn, K- là cạnh của mối hàn góc. 
b/ Cường độ dòng điện hàn (Ih): Cường độ dòng điện hàn chọn phụ thuộc vào vật liệu hàn, đường 
kính que hàn, vị trí mối hàn trong không gian, kiểu mối hàn...có thể tra theo sổ tay công nghệ hoặc xác 
định theo các công thức kinh nghiệm như với hàn sấp: I d dh q q= +( )β α . (Trong đó α và β là các hệ số 
phụ thuộc vào đặc tính kim loại vật liệu hàn. Đối với thép α = 6, β = 20). Khi chiều dày chi tiết S > 3d 
tăng cường độ dòng điện khoảng 15% còn S < 1,5d giảm 15% so với trị số tính toán. 
c/ Điện áp hàn: điện áp hàn thường ít thay đổi khi hàn hồ quang tay. 
d/ Số lượt cần phải hàn: Số lượt hàn có thể tính theo công thức sau: n
F F
F
d
n
= − +0 1. 
Trong đó Fd là diện tích mặt cắt ngang toàn bộ mối hàn (diện tích đắp), F0 và Fn tương ứng là 
diện tích mặt cắt ngang của đường hàn đầu tiên và các lần tiếp theo. 
đ/ Tốc độ hàn (Vh): V
I
Fh
d h
d
= ⋅ ⋅
α
γ
.
3600
 [cm/s] (αd là hệ số đắp = 7÷11[g/A.h]; γ là khối lượng riêng 
kim loai que hàn [g/cm3]; Ih dòng điện hàn[A]; Fđ là tiết diện đắp của mối hàn [cm2] 
5.2.5. THAO TÁC HÀN 
Khi hàn hồ quang tay, góc nghiêng que hàn so với mặt 
vật hàn thường từ 75÷85o. Trong quá trình hàn, que hàn được 
dịch chuyển dọc trục để duy trì chiều dài cột hồ quang, đồng 
thời chuyển động ngang mối hàn để tạo bề rộng mối hàn và 
chuyển động dọc đường hàn theo tốc độ hàn cần thiết. Khi mối 
hàn có bề rộng lớn, chuyển dịch que hàn có thể thực hiện theo 
nhiều cách: thông thường chuyển động que hàn theo đường dích 
dắc (a), khi cần nung nóng phần giữa nhiều theo sơ đồ (b) và 
khi cần nung nóng nhiều cả ở giữa và hai bên theo sơ đồ (c). 
a/ b/ c/
H.5.8. Các phương pháp 
chuyển động que hàn 
TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
42
5.3. HÀN HỒ QUANG TỰ ĐỘNG VÀ BÁN TỰ ĐỘNG 
5.3.1 THỰC CHẤT VÀ ĐẶC ĐIỂM 
a/ Thực chất: Hàn hồ quang tự động là quá trình hàn trong đó các khâu của quá trình được tiến hành 
tự động bởi máy hàn, bao gồm: gây hồ quang, chuyển dịch điện cực hàn xuống vũng hàn để duy trì hồ 
quang cháy ổn định, dịch chuyển điểm hàn dọc mối hàn, cấp thuốc hàn hoặc khí bảo vệ. Khi một số 
khâu trong quá trình hàn được tự động hóa người ta gọi là hàn bán tự động. 
b/ Đặc điểm: 
- Năng suất hàn cao và chất lượng mối hàn tốt và ổn định. 
- Tiết kiệm kim loại nhờ hệ số đắp cao. Cải thiện điều kiện lao động. 
- Tiết kiệm năng lượng vì sử dụng triệt để nguồn nhiệt. 
- Thiết bị đắt, không hàn được các kết cấu hàn và vị trí hàn phức tạp. 
5.3.2. HÀN HỒ QUANG DƯỚI LỚP THUỐC BẢO VỆ 
a/ Thực chất: Là qúa trình hàn nóng chảy 
mà hồ quang cháy giữa dây hàn và vật  ... HÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
44
mối hàn có thể tạo thành chỉ từ kim loại cơ bản khi hàn những chi tiết mỏng với liên kết gấp mép, hoặc 
được bổ sung từ que hàn phụ. Vũng hàn được bao bọc bởi khí trơ thổi ra từ chụp khí. 
b/ Đặc điểm 
 - Tạo mối hàn có chất lượng cao đối với hầu hết kim loại và hợp kim. 
 - Mối hàn không phải làm sạch sau khi hàn. 
 - Hồ quang và vũng hàn có thể quan sát được trong khi hàn. 
 - Có thể hàn ở mọi vị trí trong không gian. Không có kim loại bắn toé. 
 - Nhiệt tập trung cho phép tăng tốc độ hàn, giảm biến dạng liên kết hàn. 
c/ Ứng dụng: Phương pháp hàn TIG được áp dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất, đặc biệt rất thích 
hợp trong hàn thép hợp kim cao, kim loại màu và hợp kim của chúng...Phương pháp hàn này thông 
thường được thao tác bằng tay và có thể tự động hoá hai khâu di chuyển hồ quang và cấp dây hàn phụ. 
5.4. HÀN VÀ CẮT KIM LOẠI BẰNG KHÍ 
5.4.1. KHÁI NIỆM CHUNG 
a/ Thực chất: Hàn và cắt bằng khí là phương pháp sử dụng nhiệt của ngọn lửa sinh ra khi đốt cháy khí 
cháy trong dòng ôxy để nung kim loại. Thông dụng nhất là hàn và cắt bằng khí ôxy - axêtylen. 
b/ Đặc điểm: - Hàn được nhiều loại kim loại và hợp kim (gang, đồng nhôm ... ), các chi tiết mỏng. 
- Thiết bị gọn, nhẹ, đơn giản, vốn đầu tư thấp. 
- Năng suất thấp. Vật hàn bị nung nóng nhiều dẫn đến cơ tính giảm. 
 Hàn khí được sử dụng nhiều khi hàn các chi tiết mỏng bằng thép, các chi tiết bằng gang, đồng, 
nhôm và một số kim loại màu khác, cắt tạo phôi từ tấm, cắt đứt thanh thỏi v.v... 
c/ Khí hàn: 
- Khí ôxy kỹ thuật: ôxy kỹ thuật chứa từ 98,5÷99,5 % ôxy và khoảng 0,5÷1,5 % tạp chất (N2, 
Ar). Trong công nghiệp, để sản xuất ôxy dùng phương pháp điện phân nước hoặc làm lạnh và chưng 
cất phân đoạn không khí. Bằng phương pháp làm lạnh không khí xuống nhiệt độ dưới -182,06 oC 
nhưng trên nhiệt độ hóa lỏng của N2 (-195,8 oC) và Ar (-185,7 oC ), sau đó cho N2 và Ar bay hơi ta thu 
được ôxy lỏng. 
Ôxy kỹ thuật có thể bảo quản ở thể lỏng hoặc khí (1 lít ôxy lỏng cho 860 lít thể khí) bằng bình 
chứa có V = 40 lít với áp suất P = 150 at. 
- Khí axêtylen: Axêtylen (C2H2) được sản xuất từ đất đèn CaC2: 
 CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2 + 30.400 Cal/mol 
Khí Axêtylen tự bốc cháy khoảng 420oC (ở áp suất 1 at). Dễ phát nổ khi áp suất > 1,5 at và nhiệt 
độ trên 500oC; Ở nhiệt độ và áp suất thấp dễ trùng hợp tạo thành benzel (C6H6), (C8H8) .v.v... 
Axêtylen có khả năng hòa tan trong nhiều chất lỏng với độ hoà tan lớn, đặc biệt là trong axêtôn: 
23 lít C2H2/1 lít (CH3COCH3). Các tạp chất chứa trong khí axêtylen là PH3 làm tăng khả năng gây nổ 
và H2S là tạp chất có hại, làm giảm chất lượng mối hàn. 
5.4.2. THIẾT BỊ HÀN VÀ CẮT BẰNG KHÍ 
a/ Bình chứa khí: dùng để chứa khí ôxy và khí axêtylen, được chế tạo từ thép tấm có dung tích 40 lít, 
trọng lượng 67 kg. Bình chứa ôxy chịu được áp suất khí nạp 150 at và được sơn màu xanh hoặc xanh 
da trời. 
Bình chứa axêtylen chịu được áp suất khí nạp tới 19 at, được sơn màu vàng hoặc màu trắng. 
Trong bình chứa bọt xốp (thường là than hoạt tính) và tẩm axêtôn để tránh khả năng nổ cho bình. 
TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
45
b/ Van giảm áp: là dụng cụ dùng để giảm áp suất khí trong bình chứa xuống áp suất làm việc cần 
thiết và tự động duy trì áp suất đó ở mức ổn định. Đối với khí oxy áp suất khí trong bình tới 150 at, P 
làm việc khoảng 3÷4 at, còn khí axêtylen P trong bình tới 15÷16 at, P làm việc 0,1÷1,5 at. 
c/ Dây dẫn khí: dùng để dẫn khí từ bình chứa khí, bình chế khí đến mỏ hàn hoặc mỏ cắt. Yêu cầu 
chung đối với ống dân khí là chịu được áp suất tới 10 at đối với dây dẫn oxy, 3 at với dây dẫn axêtylen. 
Đủ độ mềm cần thiết nhưng không bị gập. Dây dẫn được chế tạo bằng vải lót cao su, có ba loại: 
- Đường kính trong 5,5 mm, đường kính ngoài không quy định. 
- Đường kính trong 9,5 mm, đường kính ngoài 17,5 mm. 
- Đường kính trong 13 mm, đường kính ngoài 22 mm. 
d/ Mỏ hàn: Khí C2H2 (áp suất 0,01÷1,2 at) được dẫn vào qua ống và qua van đóng mở (5), còn khí 
ôxy (áp suất 1÷4 at) được dẫn vào qua ống và qua van điều chỉnh (4). Khi dòng ôxy phun ra đầu miệng 
phun (3) với tốc độ lớn tạo nên vùng áp suất thấp hút khí C2H2 vào theo. Hỗn hợp tiếp tục được hoà 
trộn trong buồng hút (3), sau đó theo ống dẫn (2) ra miệng (1) và được đốt cháy tạo thành ngọn lửa 
hàn. 
p1 
p2
p1
p2
1 2 3 4 5
6 
7 8 9
10
H.5.12. Sơ đồ nguyên lý van giảm áp 
1. Đường dẫn khí cao áp 2. Lò xo phụ 3. Van 4. Van an toàn 5. Đường dẫn khí ra 
6. Buồng thấp áp 7. Màng đàn hồi; 8. Lò xo chính; 9.Vít điều chỉnh; 10. thanh truyền 
3
H.5.13. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của mỏ hàn khí 
1. Dây dẫn khí C2H2 2. Dây dẫn khí ôxy 3. Van điều chỉnh C2H2 
4. Van điều chỉnh oxy 5. Buồng hút 6. Đầu mỏ hàn 
1
2
45
6 
O2
C2H2
4 
1
H.5.11. Sơ đồ một trạm hàn và cắt bằng khí 
1. Bình chứa ôxy; 2. Bình chứa axêtylen; 3. Van gảm áp; 4. Đồng hồ đo áp; 
5. Khoá bảo hiểm; 6. Dây dẫn khí; 7. Mỏ hàn hoặc mỏ cắt; 8. Ngọn lửa hàn 
2 
3 
5
6
7 
8 
TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
46
5.4.5. CẮT KIM LOẠI BẰNG KHÍ 
a/ Thực chất: Thực chất của quá trình cắt kim loại bằng khí là đốt cháy 
kim loại cắt bằng dòng ôxy, tạo thành các ôxýt và thổi chúng ra khỏi mép 
cắt tạo thành rãnh cắt. Khi bắt đầu cắt, kim loại ở mép cắt được nung nóng 
đến nhiệt độ cháy nhờ nhiệt của ngọn lửa nung, sau đó cho dòng ôxy thổi 
qua, kim loại bị ôxy hóa mãnh liệt (bị đốt cháy) tạo thành ôxýt. Sản phẩm 
cháy bị nung chảy và bị dòng ôxy thổi khỏi mép cắt. Tiếp theo, do phản 
ứng cháy của kim loại toả nhiệt mạnh, lớp kim loại tiếp theo bị nung nóng 
nhanh và tiếp tục bị đốt cháy tạo thành rãnh cắt. 
b/ Điều kiện để cắt được bằng khí 
- Nhiệt độ cháy của kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy. Thép các bon thấp có < 0,7% C 
dễ cắt bằng khí vì chúng có nhiệt độ cháy thấp hơn nhiệt độ chảy. Thép các bon cao do nhiệt độ chảy 
xấp xĩ nhiệt độ cháy nên khó cắt hơn, khi cắt thường phải nung nóng trước tới 300 - 600oC. 
- Nhiệt độ nóng chảy của ôxýt kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại. Thép hợp 
kim crôm hoặc crôm-ni ken có ôxýt crôm Cr2O3 nhiệt độ chảy tới 2.000oC nên khó cắt. 
- Ôxýt kim loại phải có độ chảy loãng tốt, dễ tách khỏi mép cắt. Gang không thể cắt bằng khí vì 
khi cháy tạo ra ôxýt silic SiO2 có độ sệt cao. 
- Độ dẫn nhiệt của kim loại không quá cao, tránh sự tản nhiệt nhanh làm cho mép cắt bị nung 
nóng kém làm gián đoạn quá trình cắt. Nhôm, đồng và hợp kim của chúng do dẫn nhiệt nhanh nên 
cũng không thể cắt bằng khí, trừ khi dùng thuốc cắt. 
c/ Mỏ cắt 
 Để cắt bằng khí chủ yếu sử dụng các mỏ cắt dùng nhiên liệu khí. Sơ đồ cấu tạo chung của 
chúng được trình bày trên hình sau: 
1 
2 
3
4
56
7 
H.5.14. Sơ đồ mỏ cắt khí 
1. ống dẫn khí axêtylen 2. ống dẫn khí ôxy 3. van axêtylen 4. van ôxy 
5. van khí ôxy 6. ống dẫn khí ôxy. 7. ống dẫn hỗn hợp khí C2H2- O2 
C2H2+O2
O2
TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
47
5.5. HÀN ĐIỆN TIẾP XÚC 
5.5.1. THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM 
a/ Thực chất: Hàn điện tiếp xúc là một phương pháp hàn 
áp lực, sử dụng nhiệt do biến đổi điện năng thành nhiệt 
năng bằng cách cho dòng điện có cường độ lớn đi qua mặt 
tiếp xúc của hai chi tiết hàn để nung nóng kim loại. 
Khi hàn, hai mép hàn được ép sát vào nhau nhờ cơ 
cấu ép, sau đó cho dòng điện chạy qua mặt tiếp xúc, theo 
định luật Jun-Lenxơ: Q R I t= 0 24 2, . . . . 
Nhiệt này nung nóng hai mặt tiếp xúc đạt đến trạng thái dẻo, sau đó cho lực tác dụng làm cho hai 
mặt tiếp xúc của hai vật hàn tiếp cận nhau, xuất hiện mối liên kết kim loại và sự khuyếch tán của các 
nguyên tử hình thành nên mối hàn. 
b/ Đặc điểm: Thời gian hàn ngắn, năng suất cao do dễ cơ khí hóa và tự động hóa. Mối hàn bền và đẹp. 
Thiết bị đắt, vốn đầu tư lớn. Đòi hỏi phải có máy hàn công suất lớn. 
5.5.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN ĐIỆN TIẾP XÚC 
a/ Hàn tiếp xúc giáp mối (H. 5.13): Hàn tiếp xúc giáp mối là phương pháp hàn mà mối hàn được thực 
hiện trên toàn bộ bề mặt tiếp xúc của hai chi tiết hàn. Sau khi hai chi tiết hàn được ép sát vào nhau với 
lực ép sơ bộ từ 10÷15 N/mm2, tiến hành đóng điện nung kim loại mép hàn đến trạng thái dẻo, cắt điện 
và ép kết thúc với lực ép từ 30÷40 N/mm2 để tạo thành mối hàn. 
b/ Hàn điểm: Hàn điểm là phương pháp hàn tiếp xúc mà mối hàn được thực hiện theo từng điểm trên 
bề mặt tiếp xúc của hai chi tiết hàn. 
 Khi hàn điểm hai phía, các tấm hàn được đặt giữa hai điện cực hàn. Sau khi ép sơ bộ và đóng 
điện, dòng điện trong mạch chủ yếu tập trung ở một diện tích nhỏ trên mặt tiếp xúc giữa hai tấm nằm 
giữa các điện cực, nung nóng kim loại đến trạng thái nóng chảy. Tiếp theo cắt điện và ép với lực ép đủ 
lớn, tạo nên điểm hàn. Khi hàn điểm một phía, hai điện cực bố trí cùng một phía so với vật hàn (b). Sự 
nung nóng các điểm hàn do dòng điện chạy qua tấm dưới của vật hàn. Sau khi điểm hàn được nung 
chảy, tiến hành ép với lực ép đủ lớn ta nhận được hai điểm hàn cùng một lúc. 
c/ Hàn đường: Hàn đường là phương pháp hàn tiếp xúc mà mối hàn là những điểm hàn nối tiếp nhau 
liên tục. Về thực chất, có thể coi hàn đường là một dạng của hàn điểm, trong quá trình hàn do vật hàn 
dịch chuyển liên tục giữa hai điện cực tạo thành các điểm hàn nối tiếp nhau. Khi hàn đường sử dụng 
các điện cực kiểu con lăn, nhờ đó vật hàn có thể dễ dàng chuyển động để dịch chuyển điểm hàn. 
1 23 
4
5
P
H.5.13. Sơ đồ hàn điện tiếp xúc giáp mối 
1,2/ Vật hàn ; 3/ Cơ cấu kẹp phôi; 4/ Bàn máy; 
5/ Máy biến áp 
3
P
a/ 
H.5.14. Nguyên lý các phương pháp hàn điểm 
a/ Hàn điểm 2 phía; b/ Hàn điểm một phía 
PP
b/ 
TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
48
Theo chế độ hàn người ta phân ra ba kiểu hàn đường: hàn đường liên tục, hàn đường gián đoạn 
và hàn bước. 
Khi hàn đường liên tục, trong quá trình vật hàn chuyển động, điện cực thường xuyên ép vào vật 
hàn và đóng điện liên tục. Phương pháp này đơn giản về công nghệ nhưng vật hàn bị nung nóng liên 
tục, dễ bị cong vênh, vùng ảnh hưởng nhiệt lớn và điện cực bị nung nóng mạnh, chóng mòn, nhất là 
khi đường hàn dài. 
Khi hàn đường gián đoạn, vật hàn chuyển động liên tục, nhưng dòng điện chỉ được cấp theo chu 
kỳ, thời gian cấp từ 0,01÷0,1 giây, tạo thành các đoạn hàn cách quãng. 
Khi hàn bước, vật hàn dịch chuyển gián đoạn, tại các điểm dừng vật hàn được ép bởi các điện 
cực và cấp điện tạo thành điểm hàn. 
P
P
P P 
a/ b/ 
H.5.15. Sơ đồ nguyên lý máy hàn đường