Chương 11: HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC MỐI HÀN Hình dạng và kích thước mối hàn chịu ảnh hưởng của một loạt các yếu tố như các thông số của chế độ hàn, các yếu tố công nghệ và kết cấu. 2.5.1 Ảnh hưởng của chế độ hàn Việc xác định các kích thước cơ bản và hình dạng mối hàn có ý ngh ĩa quan trọng trong lựa chọn chế độ hàn, và do đó, cả chất lượng mối h àn. Hình dạng mối hàn do các yếu tố chiều sâu ngấu h, chiều rộng b và chiều cao đắp c hoặc chiều cao toàn b ộ H = c + h của mối hàn tạo nên. Có hai h ệ số đặc trưng cho hình dạng mối hàn là hệ số ngấu (hệ số hình dạng bên trong) n = b/h (thường có giá trị 0,8 ÷ 4, tối ưu từ 1,3 ÷ 2) và hệ số hình d ạng mối hàn (hệ số hình dạng bên ngoài) m = b/c (thường có giá trị từ 7 ÷ 10). Hình 2-17. Các kích thước đặc trưng của mối hàn So sánh với hàn hồ quang tay ta thấy, khi hàn hồ quang tay, hệ số hình dạng trong mối hàn (hệ số ngấu) thường nằm trong khoảng n = 5 ÷ 6,7; trong khi đó với hàn dưới lớp thuốc, n = 1,3 ÷ 2 (giá trị chiều sâu ngấu lớn hơn nhiều). Nếu hệ số hình dạng bên trong nhỏ hơn 0,8, mối hàn dễ bị nứt nóng và khi nó lớn hơn 4, khả năng biến dạng của mối hàn sẽ rất lớn. Nếu hệ số hình dạng bên ngoài nhỏ hơn 7, sự chuyển tiếp kim loại từ mối hàn vào kim loại cơ bản không đều, dễ gây tập trung ứng suất; khi hệ số này lớn hơn 10, khả năng biến dạng mối hàn tăng, làm giảm khả năng chịu tải trọng động. Lượng nhiệt sinh ra trong hồ quang (h àm số của dòng điện hàn, điện áp h àn và tốc độ hàn) ảnh hưởng đến kích thước và hình d ạng mối hàn. 1) Ảnh hưởng của dòng điện hàn Khi tăng cường độ dòng điện hàn (các thông số khác giữ nguyên), lượng kim loại nóng chảy tăng do mật độ d òng điện tăng, làm tăng lượng điện cực nóng chảy (chiều cao đắp c của mối hàn tăng). Theo đó, sự tập trung nhiệt trong hồ quang tăng và làm áp l ực của hồ quang tăng. Kết quả là chiều sâu ngấu h tăng. Có thể dùng công thức h = k.I (với giá trị k = (1 ÷ 1,75).10 -2 mmA -1 , tùy thu ộc vào cường độ dòng điện hàn I và thành phần thuốc hàn). Chi ều rộng mối hàn b hầu như không đổi. Do đó hệ số ngấu giảm. Hình 2-18. Sự thay đổi hình dạng mối hàn theo cường độ dòng điện hàn 2) Ảnh hưởng của điện áp hàn Điện áp hàn tăng sẽ làm tăng chiều dài cột hồ quang. Do đó, lượng nhiệt sinh ra trong hồ quang sẽ tác động l ên một diện tích lớn hơn của kim loại cơ bản, làm giảm chiều sâu ngấu h nhưng lại làm tăng chiều rộng mối hàn b. Trên th ực tế, điện áp hàn được xác định theo cường độ dòng điện hàn nhằm đạt được hệ số ngấu cần thiết. 3) Ảnh hưởng của tiết diện điện cực Khi cường độ dòng điện hàn không đổi, I = const, nếu tăng đường kính điện cực sẽ dẫn đến tăng chiều rộng b và giảm chiều sâu ngấu h của mối hàn. Hình 2-19. Sự thay đổi hình dạng mối hàn và mức tiêu thụ thuốc hàn theo điện áp hàn 4) Ảnh hưởng của tốc độ hàn Khi cường độ của dòng điện hàn và điện áp hàn không đổi, sự thay đổi tốc độ hàn sẽ làm thay đổi lượng nhiệt đưa vào một đơn vị chiều d ài mối hàn. Sự thay đổi tốc độ hàn làm thay đổi hướng tác động của hồ quang v à sự phân bố lực trong hồ quang. Với tốc độ hàn dưới 10m/h, hồ quang cháy hầu như vuông góc, tức là thành phần nằm ngang của lực hồ quang (có tác dụng đẩy mạnh nhất đối với kim loại nóng chảy ra khỏi hồ quang) là không đáng kể, dẫn đến chiều sâu ngấu không lớn. Tốc độ tăng hơn sẽ làm nghiêng c ột hồ quang, dẫn đến tăng chiều sâu ngấu. Ngoài ra, tốc độ hàn tăng làm giảm mức độ thi êu thụ thuốc hàn. Hình 2-20. Sự thay đổi hình dạng mối hàn theo tiết diện điện cực Khi tiếp tục tăng tốc độ hàn thì lượng nhiệt sinh ra không đủ nung chảy cạnh hàn, làm giảm chiều sâu ngấu. Với tốc độ hàn rất lớn, sẽ xảy ra hàn không ngấu hai bên mối hàn và hồ quang không ổn định. Hình 2-21. Ảnh hưởng của tốc độ hàn lên sự phân bố lực trong hồ quang a), hình dạng mối hàn b), và mức độ tiêu thụ thuốc hàn c). . Chương 11: HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC MỐI HÀN Hình dạng và kích thước mối hàn chịu ảnh hưởng của một loạt các yếu tố như các thông số của chế độ hàn, các yếu tố công nghệ và kết cấu. 2.5.1. trưng của mối hàn So sánh với hàn hồ quang tay ta thấy, khi hàn hồ quang tay, hệ số hình dạng trong mối hàn (hệ số ngấu) thường nằm trong khoảng n = 5 ÷ 6,7; trong khi đó với hàn dưới lớp. Ảnh hưởng của chế độ hàn Việc xác định các kích thước cơ bản và hình dạng mối hàn có ý ngh ĩa quan trọng trong lựa chọn chế độ hàn, và do đó, cả chất lượng mối h àn. Hình dạng mối hàn do các