Chương 4 mối ghép hàn

Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 4.1 Khái niệm chung 4.1.1 Cách tạo mối hàn • Hai ghép kim loại ghép với cách nung phần tiếp giáp chúng đến trạng thái nóng chảy, nung phần tiếp xúc chúng đến trạng thái dẻo ép lại với nhau, sau nguội lực liên kết phân tử chỗ tiếp xúc không cho chúng tách rời Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 4.1 Khái niệm chung 4.1.1 Cách tạo mối hàn Một số phương pháp tạo mối hàn •Hàn hồ quang điện: dùng nhiệt lượng lửa hồ quang điện đối chảy vật liệu ghép chỗ tiếp giáp, đốt chảy vật liệu que hàn để điền đầy miệng hàn Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 4.1 Khái niệm chung 4.1.1 Cách tạo mối hàn Một số phương pháp tạo mối hàn •Hàn : dùng nhiệt lượng đốt làm nóng chảy vật liệu ghép chỗ tiếp giáp nung chảy dây kim loại bổ xung để điền đầy miệng hàn Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 4.1 Khái niệm chung 4.1.1 Cách tạo mối hàn Một số phương pháp tạo mối hàn •Hàn vẩy : khơng nung chảy kim loại ghép, mà nung chảy vật liệu que hàn dây kim loại •Hàn tiếp xúc : Nung kim loại chỗ tiếp xúc hai ghép đến trạng thái dẻo lượng dòng điện công lực ma sát, ép chúng lại với lực ép lớn Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 4.1 Khái niệm chung 4.1.2 Các loại mối hàn Một số phương pháp tạo mối hàn •Mối hàn chắc: dùng để chịu tải trọng •Mối hàn kín: dùng để chịu tải trọng đảm bảo kín khít, •Mối hàn giáp mối: đầu hai thép tiếp giáp nhau, hàn thấu hết chiều dày ghép •Mối hàn chồng: hai ghép có phần chồng lên Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 4.1 Khái niệm chung 4.1.2 Các loại mối hàn Một số phương pháp tạo mối hàn •Mối hàn góc: hai ghép khơng nằm song song với nhau, thường có bề mặt vng góc với •Mối hàn dọc: phương mối hàn song song với phương lực tác dụng •Mối hàn ngang: phương mối hàn vng góc với phương lực tác dụng •Mối hàn xiên: phương mối hàn khơng song song khơng vng góc với phương lực tác dụng Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 4.1 Khái niệm chung 4.1.2 Các loại mối hàn Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 4.1 Khái niệm chung 4.1.3 Các kích thước chủ yếu mối hàn • Chiều dày thép S1,S2, mm • Chiều rộng ghép b1, b2, mm • Chiều dài mối hàn l, mm • Chiều dài mối hàn dọc ld, mm • Chiều dài mối hàn ngang la, mm • Chiều rộng mối hàn chồng k, mm thông thường lấy k = Smin • Chiều dài phần chồng lên mối hàn chồng C, mm, thường lấy C ≥ 4.Smin Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 4.2 Kết cấu mối hàn cách tính độ bền 4.2.1 Mối hàn giáp mối • Khi chịu tải, mối hàn giáp mối bị phá hỏng tiết diện chỗ miệng hàn tiết diện kề sát miệng hàn • Hai ghép ghép với mối hàn giáp mối, sau hàn xong coi nguyên • Các dạng hỏng mối hàn giáp mối, giống dạng hỏng nguyên • Khi chịu uốn mối hàn bị gãy, chịu xoắn mối hàn bị đứt… Mối hàn tính tốn theo điều kiện bền σ < [σ]’ τ < [τ]’ Trong σ τ : ứng suất sinh mối hàn, xác định theo công thức sức bền vật liệu nguyên chịu tải [σ]’, [τ]’ : ứng suất cho phép mối hàn [σ]’ = φ [σ] , [τ]’ = φ.[τ] φ: hệ số giảm độ bền mối hàn, φ lấy khoảng 0,9÷1 Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 10 4.2 Kết cấu mối hàn cách tính độ bền 4.2.2 Mối hàn chồng • • * Sự phá hỏng mối hàn chồng tiêu tính tốn Mối hàn chồng có ba loại tiết diện ngang khác nhau, ứng với đường mối hàn hàn bình thường, đường hai mối hàn lõm, đường mối hàn lồi Mối hàn bình thường dùng rộng rãi Mối hàn lồi gây tập trung ứng suất Mối hàn lõm giảm tập trung ứng suất phải qua gia công tạo • Khi chịu loại tải trọng nào, mối hàn chồng bị cắt đứt theo tiết diện pháp tuyến n-n, ứng suất tiết diện nguy hiểm ứng suất cắt τ • Do điều kiện bền mối hàn viết : • τ ≤ [τ]' • • τ ứng suất cắt sinh mối hàn, [τ]' ứng suất cắt cho phép mối hàn Bất đẳng thức tiêu dùng để tính toán kiểm tra bền thiết kế mối hàn Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 11 4.2 Kết cấu mối hàn cách tính độ bền 4.2.2 Mối hàn chồng • Tính mối hàn chồng chịu lực Xét mối hàn chồng chịu lực kéo F • Nhận xét : • Dưới tác dụng lực F, ứng suất sinh mối ngang thường lớn mối hàn dọc, mối hàn doc ứng suất phân bố không dọc theo mối hàn Để đơn giản cho việc tính tốn , trường hợp ld≤ 50.k người ta coi ứng suất phân bố mối hàn dọc,và ứng suất τd mối hàn dọc coi ứng suất τn mối hàn ngang Sai số gia thết bù lại cách chọn hợp lý giá trị ứng suất cho phép mối hàn Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 12 4.2 Kết cấu mối hàn cách tính độ bền 4.2.2 Mối hàn chồng Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 13 4.2 Kết cấu mối hàn cách tính độ bền 4.2.2 Mối hàn chồng • • Kiểm tra bền mối hàn chồng chịu lực Đã có mối hàn với đầy đủ kích thước, lực tác dụng F, cần phải kết luận xem mối hàn có đủ bền hay khơng Các bước tính tốn theo trình tự sau : • Xác định ứng suất cho phép [τ], cách tra bảng tính theo cơng thức kinh nghiệm • Xác định kích thước l k mối hàn Kiểm tra điều kiện ld ≤ 50k • • • Tính ứng suất sinh mối hàn theo công thức (4-2) So sánh τ [τ]', rút kết luận : +nếu τ >[τ]', mối ghép không đủ bền , bị hỏng q trình làm việc • +nếu τ q nhỏ [τ]', mối ghép q dư bền, có tính kinh tế khơng cao • +nếu τ ≤ [τ]', độ lệch khơng nhiều lắm,mối ghép đủ bền có tính kinh tế cao Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 14 4.2 Kết cấu mối hàn cách tính độ bền 4.2.2 Mối hàn chồng • • Thiết kế mối hàn chồng chịu lực Chúng ta có ghép, biết lực tác dụng, cần phải vẽ kết cấu mối hàn Các bước tính tốn theo trình tự sau : • Xác định ứng suất cho phép [τ]', cách tra bảng tính theo cơng ]', cách tra bảng tính theo cơng thức kinh nghiệm • Xác định kích thước k mối hàn, lấy k ≤ Smin • Giả sử tiêu (4-1) thỏa mãn, ta có : hay Suy - Chia chiều dài tổng ∑li thành mối hàn dọc mối hàn ngang Các mối hàn dọc phải chọn cho chiều dài l di ≤ 50k mối hàn ngang phải chọn cho chiều dài lni < bmin Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 15 4.2 Kết cấu mối hàn cách tính độ bền 4.2.2 Mối hàn chồng • • • Tính mối hàn chồng chịu mô men uốn mặt phẳng ghép Xét mối hàn chồng chịu mô men uốn M, biểu diễn hình Nhận xét – Khi chịu mơ men uốn M, mối hàn có xu hướng xoay quanh trọng tâm O - Ứng suất phân bố dọc theo mối hàn không nhau, phương ứng suất điểm vng góc với bán kính kẻ từ tâm O đến điểm xét Giá trị ứng suất tỷ lệ với độ lớn bán kính Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 16 4.2 Kết cấu mối hàn cách tính độ bền 4.2.2 Mối hàn chồng Để đơn giản cho việc tính tốn, với mối hàn có chiều dài l d1 ≤ 50.k người ta coi ứng suất τd mối hàn dọc phân bố có phương dọc theo mối hàn • Cịn ứng suất τn mối hàn ngang phân bố giống quy luật phân bố ứng suất uốn có tiết diện hình chữ nhật 0,7kìln ã ã Ngi ta cng gi thit l n = τd = τ Sai số giả thiết bù lại cách chọn giá trị ứng suất cho phép mối hàn thích hợp Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 17 4.2 Kết cấu mối hàn cách tính độ bền 4.2.2 Mối hàn chồng • Với giả thiết trên, ta viết phương trình cân ngoại lực nội lực mối hàn là: • Từ phương trình cân trên, ta tính ứng suất mối hàn chịu mô men (4-3) Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 18 4.2 Kết cấu mối hàn cách tính độ bền 4.2.2 Mối hàn chồng • Kiểm tra bền mối hàn chịu mơ men uốn M mặt phẳng ghép • Ta có mối hàn với đầy đủ kích thước, biết giá trị mô men M, cần kiểm tra xem mối hàn có đủ bền hay khơng Các bước tính tốn theo trình tự sau : – Xác định ứng suất cho phép [τ], cách tra bảng tính theo cơng thức kinh nghiệm – Xác định kích thước chiều dài li k mối hàn, xác định khoảng cách r1 r2 mối hàn dọc Kiểm tra điều kiện ld ≤ 50.k – Tính ứng suất sinh mối hàn theo công thức (4-3) – So sánh τ [τ]' , rút kết luận : + Nếu τ >[τ]', mối ghép không đủ bền +Nếu τ nhỏ [τ]' , mối ghép dư bền ,có tính kinh tế thấp +Nếu τ ≤ [τ]', độ lệch không nhiều lắm, mối ghép đủ bền có tính kinh tế cao Giảng viên: Kiều Xn Viễn – Học phần: Chi tiết máy 19 4.2 Kết cấu mối hàn cách tính độ bền 4.2.2 Mối hàn chồng • Thiết kế mối hàn chịu mơ men uốn M • Có ghép, biến mô men tải trọng M, cần phải vẽ kết cấu mối hàn Các bước tính tốn theo trình tự sau: • Xác định ứng suất cho phép [τ]', cách tra bảng tính theo cơng thức kinh nghiệm • Xác định kích thước k mối hàn, lấy k ≤ Smin • Giả sử tiêu τ ≤ [τ]‘ thỏa mãn ta có: Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 20