Chương 8: Mối ghép hàn doc

Chương 8: Mối ghép hàn Chương 8: (2 tiết) MỐI GHÉP HÀN MỤC TIÊU: Sau khi học xong bài học này, sinh viên có khả năng: - Phân biệt và vẽ hình được các loại mối ghép hàn. - Trình bày được đặc điểm và phạm vi ứng dụng của mối ghép hàn, so sánh với mối ghép bằng đinh tán. - Tính toán được các mối ghép hàn đơn giản. NỘI DUNG: I. Đại cương 1. Khái niệm và phân lọai 2. Kí hiệu mối hàn - Vật liệu hàn 3. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng II. Tính toán mối ghép hàn 1. Tính mối ghép hàn giáp mối 2. Tính mối ghép hàn chồng a. Tính mối hàn ngang b. Tính mối hàn dọc Câu hỏi ôn tập NHỮNG LƯU Ý VỀ GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP: 1. Tập trung giải thích đặc điểm và ứng dụng của mối ghép hàn, so sánh với mối ghép bằng đinh tán. Vận dụng các công thức để tính toán mối ghép hàn giáp mối và mối ghép hàn chồng ngang, dọc, hỗn hợp. Chuẩn bị tài liệu phát tay về bài tập tính toán mối hàn. 2. Sinh viên phải đọc trước các nội dung trước khi đến lớp. Liên hệ thực tiễn và đọc thêm các tài liệu tham khảo. Thảo luận nhóm và liên hệ với giảng viên để giải bài tập của mối ghép hàn. Giáo trình Chi tiết máy 105 Chương 8: Mối ghép hàn I. ĐẠI CƯƠNG 1. Khái niệm và phân loại: a) Khái niệm: Hàn là một quá trình công nghệ ghép các chi tiết máy lại với nhau bằng cách nung phần tiếp giáp của chúng đến trạng thái chảy (hàn nóng chảy), hoặc nung phần tiếp xúc của chúng đến trạng thái dẻo và ép lại với nhau (hàn áp lực), sau khi nguội lực liên kết phân tử ở chỗ tiếp xúc sẽ không cho chúng tách rời nhau. Mối ghép như vậy gọi là mối hàn. b) Phân loại: Tùy theo công dụng, vị trí tương đối của các tấm ghép, hình dạng của mối hàn, người ta phân chia mối hàn thành các loại sau: - Mối hàn chắc: chỉ dùng để chịu tải trọng, - Mối hàn chắc kín: dùng để chịu tải trọng và đảm bảo kín khít, - Mối hàn giáp mối: đầu hai tấm ghép tiếp giáp nhau, hàn thấu hết chiều dày của tấm ghép (Hình 8-1). - Mối hàn chồng: hai tấm ghép có một phần chồng lên nhau (Hình 8-2), - Mối hàn góc: hai tấm ghép không nằm song song với nhau, thường có bề mặt vuông góc với nhau. Mối hàn góc có hai loại: mối hàn góc theo kiểu hàn giáp mối (Hình 8-3, a), và mối hàn góc theo kiểu hàn chồng (Hình 8-3, b). - Mối hàn điểm: là mối hàn tiếp xúc, dùng để hàn các tầm ghép mỏng, các điểm hàn thường có dạng hình tròn (Hình 8-4, a). - Mối hàn đường: là mối hàn tiếp xúc, dùng để hàn các tấm ghép rất mỏng, mối hàn là một đường liên tục (Hình 8-4, b). Theo vị trí của mối hàn so với phương lực tác dụng, ta có: Giáo trình Chi tiết máy 106 Hình 8.1: Mối hàn giáp mối Hình 8.2: Mối hàn chồng Hình 8.3: Mối hàn góc Chương 8: Mối ghép hàn - Mối hàn dọc: phương của mối hàn song song với phương của lực tác dụng, - Mối hàn ngang: phương của mối hàn vuông góc với phương của lực tác dụng, - Mối hàn xiên: phương của mối hàn không song song và không vuông góc với phương của lực tác dụng. 2. Kí hiệu mối hàn - Vật liệu hàn: a) Ký hiệu mối hàn: (Hình 8.5) Loại mối hàn Ký hiệu Mối hàn giáp mối không vát cạnh Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ V Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ X Mối hàn góc b) Vật liệu hàn: Hàn có kết quả tốt nhất là hàn các loại thép ít cacbon. Thép có nhiều cac bon khó hàn vì kim loại ở vùng hàn có xu hướng bị tôi cứng nên giòn và dễ gãy. Khi tính toán mối hàn thì ứng suất cho phép của mối hàn được lấy theo bảng 8.1. Giáo trình Chi tiết máy 107 Hình 8.4: Mối hàn điểm (a), đường (b) Hình 8.5: Ký hiệu mối hàn trên bản vẽ (b: bề rộng; k: cạnh mối hàn) ] [ b V b X b k Chương 8: Mối ghép hàn Bảng 8.1: Tính tốn ứng suất cho phép của mối hàn Phương pháp hàn Ứng suất cho phép của mối hàn Khi kéo [σ' ] k Khi nén [ σ' ] n Khi cắt [ τ' ] c - Hàn điện bằng tay, que hàn ∋ 42 0,9[σ] k [σ] k 0,6[σ] k - Hàn điện tự động dưới lớp thuốc hàn; - Hàn tiếp xúc giáp mối nóng chảy; Hàn điện thủ công với que hàn ∋ 42A và ∋ 50A trong môi trường khí bảo vệ; [σ] k [σ] k 0,65[σ] k Hàn tiếp xúc điểm 0,5[σ] k Ghi chú: [σ] k : Ứng suất kéo cho phép của tấm ghép Giá trị [σ] k ≈ (0,5 ÷ 0,6)σ ch . 3. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng a) Ưu điểm: - Tiết kiệm kim loại, khối lượng mối ghép nhỏ hơn so với các phương pháp ghép khác. - Năng suất cao, giá thành thấp do thiết bị đơn giản. - Đảm bảo mối ghép kín. - Có thể tự động hóa. b) Nhược điểm: - Tồn tại ứng suất dư sau khi hàn. - Chất lượng mối hàn phụ thuộc nhiều vào tay nghề thợ hàn (khi hàn hồ quang tay, hàn bán tự động). - Chi tiết bị biến dạng sau khi hàn. - Chịu tải trọng động và tải trọng va đập kém. - u cầu phải có thiết bị chun dùng để kiểm tra mối hàn. c) Phạm vi sử dụng: Mối ghép hàn được dùng phổ biến trong ngành chế tạo máy như hàn nồi hơi, hàn tàu, hàn bể chứa, . . . . Ngồi ra còn được sử dụng trong xây dựng nhà, cầu cống, sửa chữa, đóng mới ơ tơ, . . . II. TÍNH TỐN MỐI GHÉP HÀN 1. Tính mối ghép hàn giáp mối Giáo trình Chi tiết máy 108 Hình 8.6: Tính mối hàn giáp mối δ F ur F u r F ur F ur δ F ur F ur F ur MM a) b) F ur Chương 8: Mối ghép hàn a) Trường hợp mối hàn chịu lực kéo F (hình 8.6 a): Độ bền kéo: ' . k k F l σ σ δ   = ≤   Trong đó: δ - chiều dày của tấm ghép mỏng nhất; l - chiều dài của mối hàn. b) Trường hợp mối hàn chịu lực kéo F và mômen uốn M (hình 8.6 b): Độ bền kéo: ' 2 6 . . k k F M l l σ σ δ δ   = + ≤   2. Tính mối ghép hàn chồng Đối với mối hàn chồng, tiết diện nguy hiểm nằm theo phương n - n của mối hàn (xem hình 8.2). Gọi k là cạnh mối hàn, trong tính toán cho k = δ, hình 8.7 biểu diễn mặt cắt của mối hàn, mối hàn chồng có 3 loại tiết diện ngang khác nhau: ứng với đường 1 là mối hàn bình thường, đường 2 là mối hàn lõm, đường 3 là mối hàn lồi. Mối hàn bình thường được dùng rộng rãi nhất. Khi chịu lực, mối hàn bị cắt theo tiết diện n-n, ta chia làm hai trường hợp: a. Tính mối hàn ngang (hình 8.8) - Khi mối hàn chịu lực F: ' 0,7. . c c F L τ τ δ   = ≤   - Khi mối hàn chịu mômen uốn M: ' 2 6 0,7. . c c M L τ τ δ   = ≤   - Khi mối hàn chịu lực F và mômen uốn M đồng thời: ' 2 6 0,7. . 0,7. . c c F M b L τ τ δ δ   = + ≤   Giáo trình Chi tiết máy 109 Hình 8.7: Tiết diện mối hàn chồng Hình 8.8: Tính mối hàn chồng ngang F ur M M Chương 8: Mối ghép hàn b. Tính mối hàn dọc - Khi mối hàn chịu lực F: ( ) ' 1 2 0,7. . c c d d F l l τ τ δ   = ≤   + - Khi mối hàn chịu mômen uốn M: ( ) ' 1 1 2 2 0,7. . c c d d M b l l τ τ δ   = ≤   + Nếu l d1 = l d2 = l, ta có thể viết: ' 1 0,7. . . c c M b l τ τ δ   = ≤   - Khi mối hàn chịu lực F và mômen uốn M đồng thời: ( ) ( ) ' 1 2 1 1 2 2 0,7. . 0,7. . . c c d d d d F M l l b l l τ τ δ δ   = + ≤   + + CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Giới thiệu tổng quát về mối ghép hàn? 2. Nêu các căn cứ để phân tích lựa chọn loại mối ghép, khi cần lắp hai tấm ghép với nhau? 3. Nêu những điểm giống nhau, khác nhau giữa mối ghép đinh tán và mối ghép hàn? 4. Cách tính thiết kế mối hàn chồng chịu đồng thời lực và mô men uốn trong mặt phẳng mối ghép? Giáo trình Chi tiết máy 110 Hình 8.9: Tính mối hàn chồng dọc F ur M F ur M . mối Hình 8.2: Mối hàn chồng Hình 8.3: Mối hàn góc Chương 8: Mối ghép hàn - Mối hàn dọc: phương của mối hàn song song với phương của lực tác dụng, - Mối hàn ngang: phương của mối hàn vuông góc. TÍNH TỐN MỐI GHÉP HÀN 1. Tính mối ghép hàn giáp mối Giáo trình Chi tiết máy 108 Hình 8.6: Tính mối hàn giáp mối δ F ur F u r F ur F ur δ F ur F ur F ur MM a) b) F ur Chương 8: Mối ghép hàn a) Trường. nhược điểm và phạm vi sử dụng II. Tính toán mối ghép hàn 1. Tính mối ghép hàn giáp mối 2. Tính mối ghép hàn chồng a. Tính mối hàn ngang b. Tính mối hàn dọc Câu hỏi ôn tập NHỮNG LƯU Ý VỀ GIẢNG