xây dựng quy trình trình công nghệ hàn để chế tạo kết cấu của bồn lên men TK 3106 ( thuyết minh + bản vẽ)

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ HÀN NÓNG CHẢY Người thực hiện : Nguyễn Tiến Dũng Lớp HK5 Tên đề tài: xây dựng quy trình trình công nghệ hàn để chế tạo kết cấu của bồn lên men TK 3106 Nội dung phải hoàn thành : Lời nói đầu Phân tích kết cấu cần chế tạo Chọn vật liệu chế tạo kết cấu Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết Chọn phương pháp hàn Chọn vật liệu hàn Chọn liên kết hàn Tính toán chế độ hàn Xác định thành phần hoá hoc và kiểm tra cơ tính mối hàn Lập quy trình công nghệ hàn để chế tạo kết cấu Chọn phương pháp kiểm tra kết luận Mục lục Các bản vẽ phải thực hiện bản vẽ chế tạo chi tiết bản vẽ khai triển nếu có bản vẽ quy trình công nghệ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ HÀN NÓNG CHẢY

Người thực hiện : Nguyễn Tiến Dũng- Lớp HK5

Tên đề tài: xây dựng quy trình trình công nghệ hàn để chế tạo kết cấu của bồn lên men TK 3106

Nội dung phải hoàn thành :

- Lời nói đầu

- Phân tích kết cấu cần chế tạo

- Chọn vật liệu chế tạo kết cấu

- Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết

- Chọn phương pháp hàn

- Chọn vật liệu hàn

- Chọn liên kết hàn

- Tính toán chế độ hàn

- Xác định thành phần hoá hoc và kiểm tra cơ tính mối hàn

- Lập quy trình công nghệ hàn để chế tạo kết cấu

- Chọn phương pháp kiểm tra

- kết luận

- Mục lục

- Các bản vẽ phải thực hiện

- bản vẽ chế tạo chi tiết

- bản vẽ khai triển nếu có

- bản vẽ quy trình công nghệ

Giáo viên hướng dẫn: Ngày giao đề tài: Ngày 30 tháng 10 năm 2010 NGUYỄN TRỌNG THÔNG Ngày hoàn thành:Ngày tháng…năm 2010

Lời Nói Đầu

Hiên nay trên đất nước ta đang trong tình trạng quá độ lên chủ nghĩa xã hội ViệcCNH-HĐH được quan tâm và chú trọng hàng đầu CNH-HĐH nhiều ngành nghề , trong

đó không thể không kể đến ngành kỹ thuật cơ khí Hiện nay ngành hàn đóng một vai tròquan trọng Ngành hàn đang được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các ngành kỹ thuậtnhư : xây dựng các công trình, chế tạo các kết cấu, phục hồi chi tiết bị hư hỏng … vớinhiều tính ngày càng ưu việt , năng suất chất lượng cao Trong thời đại ngày nay vớitrình độ khoa học ngày càng phát triển mạnh mẽ, thì ngành hàn cũng được phát triển rấtmạnh mẽ

Ở tất cả các trường dạy nghề đã đáp ứng phương châm học đi đôi với hành và sản xuấtvới nhiều máy hàn hiện đại nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy và tay nghề cho ngườithợ hàn Với bản thân em là một sinh viên trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên– Khoa kỹ thuật cơ khí đã được thầy cô trong khoa, đặc biệt là các thầy trong tổ bộ mônhàn đã tận tình dạy bảo chúng em, truyền đạt cho chúng em một lượng kiến thức cũngnhư kinh nghiệm về nghề hàn Để đem kiến thức phục vụ cho đất nước sau này Để tổngkết lại kiến thức về lý thuyết cũng như quá trình thực tập, Em đã được các thầy cô trong

khoa giao cho đề tài đồ án chế tạo “ xây dựng quy trình trình công nghệ hàn để chế tạo kết cấu của bồn lên men TK 3106” Qua thời gian tìm tòi , tham khảo tài liệu, học

hỏi với vốn kiến thức của mình, cùng sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa đặc biệt là

thầy Nguyễn Trọng Thông đã tận tình chỉ bảo cho em trong quá trình hoàn thành đồ án

môn học này Đến nay đồ án của em đã tương đối hoàn thành

Với lượng kiến thức chưa cao về nhiều mặt Lên đồ án không tránh khỏi sai sót Emmong rằng các thầy cô trong khoa và trong tổ bộ môn sẽ chỉ bảo cho em các ý kiến đónggóp để em hoàn thành tốt hơn nữa Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM CHẾ TẠO

Mô tả chi tiết cấu tạo của sản phẩm: mái bể hóa lỏng khí hidro

Bao gồm cửa thăm B, cửa đưa dung dịch ngâm vào P, máy khuấy N…

chi tiết số1: nối nóc bồn vào thành bình

100 Ø12300

8

Ø12500

Số lượng 1, kích thước như bản vẽ

Liên kết với thân bồn bằng liên kết hàn chồng bằng mối hàn góc quanh chu vi bồn, liênkết với nóc bồn, gân tăng cứng bằng liên kết chữ T hàn vòng quanh chu vi thành bồn

Chi tiết số 2: tấm đỡ số lượng 20

Chi tiết số3: gân tăng cứng cho nóc bồn bên trong bồn

Liên kết với nóc bồn bằng liên kết chữ T hàn phân đoạn tác dụng tăng cứng cho nóc bồn

Số lượng 20

Có đường kính 1500 mm chế tạo bằng thép tấm liên kết với các chi tiết tăng cứng chonóc bồn chi tiết số 4 bằng lien kết hàn góc Số lượng 1.

Chi tiết số 6: cửa thăm (B) liên kết với nóc bồn liên kết hàn chồng

Chi tiết số 7: cửa đưa dung dịch ngâm (P) liên kết với nóc bồn liên kết hàn chồng

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN VẬT CƠ BẢN, LOẠI QUÁ TRÌNH HÀN

VÀ VẬT LIỆU HÀN

2.1.1 Phân tích lựa chọn vật liệu cơ bản:

Mỗi một chi tiết cấu tạo lên cơ cấu nóc bồn đều có chức năng và điều kiện làm việc khácnhau Theo các tiêu chuẩn về chế tạo kết cấu nên ta chọn được vật liệu phù hợp kết cấulàm việc trong điều kiện chịu tổng thể tích chứa lớn 282 m3 áp lực thiết kế cao 12,45 vachay 69 mbar nhiệt độ thiết kế cao min/max là -28,9/148,9 0c chống ăn mòn, rò rỉ, bền ởnhiệt độ cao Nên ta chọn vật liệu là thép không gỉ austenit theo AISI[12]

2.1.2 Thành phần hóa học của vật liệu cơ bản

- Loại 304 có thành phần như sau:

2.1.3 Cơ tính của vật liệu cơ bản

Cơ tính của mác thép SUS 304

giới hạn bền: Min 515 Mpa

giới hạn chảy: Min 205 Mpa

độ giãn dài: 40%

độ cứng HB <178

Thông số tra trong web:

http://www.efunda.com/materials/alloys/alloy_home/show_alloy_found.cfm?

ID=AISI_Type_304&prop=all&Page_Title=%20Metal%20Alloys%20Keyword

%20Search%20Results&Cross_Name=JIS%20SUS%20304

CHƯƠNG 3: CHẾ TẠO PHÔI HÀN

 chi tiết số 1:

100 Ø12300

8

Ø12500

Chi tiết được chế tạo có đường kính lớn việc chế tạo từ phôi đúc không thực hiên được.phương pháp chế tạo từ phôi tấm bằng cách từ phôi tấm phẳng chấn thành phôi có hìnhdạng

Sau đó dung máy uốn thép hình apk 101 gia công thành chi tiết có hình dạng như chi tiết1

*) Khai triển phôi

Chiều dài phôi cắt L=πxDxDtb=3,14x12500= 39250 mm

Phôi 2

Phôi 3

Phôi 4

Phôi 5

Phôi 6

Truyền động trục X,Y Thanh răng, bánh răng

Chiều rộng cắt hữu ích cho 01 mỏ 5000mm 6000mm 7000mm 8500mm

Chiều dài cắt hữu ích (Y) 12000- 27000mm

Chiều dài ray Y modul 3 mét 15000-30000mm (+3000mm)

Hệ Điều khiển CNC MicroEdge / HC6500 ( tuỳ chọn)

Mỏ cắt Plasma (01 mỏ tuỳ chọn) HPR260 / HPR130 / MAX200/POWERMAX1650

Hệ thống lắp đặt mỏ Lấy dấu Lựa chọn (bột kẽm hoặc Plasma)

Bộ điều khiển chiều cao mỏ cắt Lựa chọn cho mỏ cắt Gas hoặc Plasma

Chiều dày cắt Thép 6 - 100mm đối với Gas (2-70mm đối với Plasma)

Nguồn cung cấp 3 pha 200-400V – 60/50Hz

*) Gia công phôi

Chấn phôi

Máy chấn phôi

Thông số kỹ thuật

Lựcchấn(kN)

Chiềudài(mm)

Khoảngcách

2 trục(mm)

Chiềusâuhầu(mm)

Hànhtrình (lần/

phút)

Chiềucaonângdao(mm)

Motor(kW)

Trọnglượng(kg)

Kích thước(mm)

WF67Y 600/8000 6000 8000 6000 400 320/2.5 710 37 75000 8100*2965*5000Sau khi chấn ta được chi tiết có dạng:

Hàn 7 phôi được uốn lại với nhau để được chi tiết số 1

 Chi tiết số 2: số lượng 20 tấm

*) Khai triển phôi

Chiều rông phôi B= 50 mm

Chiều dài phôi L= 100 mm

Chế tạo bằng cách cắt từ phôi tấm S= 10 mm

*) Gia công phôi

Lấy dấu và vạch dấu

50+0.5 10

Tiến hành cắt trên máy cắt plasma

 Chi tiết số 3: số lượng 20

Đề xuất biện pháp chế tạo

Từ thép tấm phẳng chấn thành chi tiết có hình dạng

Chiều dài 5716mm sau đó cắt các cạnh theo giống chi tiết trên

*) Khai triển phôi

Chiều dài L=5716mm

Chiều rộng B=200+2x75-2x8+ 2x3,14x90x8/180=334,3 mm

*) Gia công phôi

Lấy dấu và vạch dấu

Cắt phôi bằng máy cắt plasma

Chấn phôi

Cắt phôi có hình dạng như trên

 Chi tiết số 4:

Khai triển phôi dung phần mềm solidshape ta có hình khai triển phôi với nội dung sauCài dặt với nội dung sau :

Xuất bản vẽ ra file dxf Mở file ta có bán kính phôi khai triển

Phương pháp chế tạo từ phôi tấm: chế tạo chi tiết có bán kính 6435 mm sau đó dập thànhhình nón như chi tiết số 4

- Gia công chi tiết

Lấy dấu và cắt chi tiết R1:

Lấy dấu và cắt chi tiết R2 và R4 :

Lấy dấu và cắt chi tiết R3

Lấy dấu và cắt chi tiết R6 và R9:

Lấy dấu và cắt chi tiết R7 và R8:

Lấy dấu và cắt chi tiết R10 và R11:

Lấy dấu và cắt chi tiết R5:

Lấy dấu và cắt chi tiết R12:

Hàn các chi tiết R1, R2, R3….R12 lại với nhau

Đưa vào máy dập thành chi tiết 4

Chế tạo từ phôi tấm phẳng bằng cách lốc thành hình tròn với đường kính 1500mm

- Khai triển phôi

Kích thước phôi L= DxπxD=1500x3,14=4710 mm

- Gia công phôi

Lấy dấu, vạh dấu và cắt

Nốc thành chi tiết có hình dạng như chi tiết số 5.

 Chi tiết số 6: cửa thăm và lan can

Chế tạo bằng phương pháp hàn từ thép tấm 6.1,6.2 và 6.3 và các mối ghép bulong

Liên kết với nóc bồn bằng liên kết hàn chồng quanh chu vi bồn

- Gia công phôi

Lấy dấu, vạh dấu và cắt

Nốc thành chi tiết có hình dạng như chi tiết số 6.1

- Cắt phôi

 Chi tiết 6.3

NOS

Thứ tự gia công

- Lấy dấu và vạch dấu

- Cắt phôi thành chi tiết có hình dạng:

- Khoan 16 lỗ đường kính 19mm

NOS

 Chi tiết 6.4

 Chi tiết số 7: cửa đưa dung dịch vào bồn (P):

Thống kê số lượng các chi tiết của một sảm phẩm hoàn chỉnh

TT chi tiết hàn Số lượng Loại phôi, Kích thước phôi

Phôi tấm, 6000x246,56x8Phôi tấm, 6000x246,56x8Phôi tấm, 6000x246,56x8Phôi tấm, 6000x246,56x8Phôi tấm, 6000x246,56x8Phôi tấm, 3250x246,56x8

2 phôi tấm,750x510x6

2 phôi tấm,1650x900x6

CHƯƠNG IV: CHỌN PHƯƠNG PHÁP HÀN

Để chọn được phương pháp hàn cần phải lựa chọn theo các tiêu chí như:

Hình dạng chi tiết, vật liệu cấu tạo, vị trí liên kết các chi tiết với nhau, yêu cầu chế tạo

kết cấu, yêu cầu kỹ thuật của mối hàn…

Tùy từng trường hợp mà ta lựa chọn phương pháp hàn phù hợp

Chọn phương pháp hàn hồ quang tay

CHƯƠNG V.CHỌN VẬT LIỆU HÀN

Để mối hàn đảm bảo về cơ tính và yêu cầu kỹ thuật thì kim loại của mối hàn phải gần

bằng kim loại cơ bản về cơ tính cũng như thành phần hoá học Căn cứ vào thành phần

hoá học của kim loại cơ bản mà ta chọn vật liệu hàn

-Tích hợp công nghệ dùng Diop nắn cầu cho ra dòng hàn vừa xoay chiều vừa một chiều.

-Với dòng hàn một chiều,chất lượng mối hàn có uu thế hơn hẳn

-Dùng trong công việc hàn áp lực

chịu lực lớn như hàn neo tàu,mặt bích,chân vịt

trục lái,gầu cẩu, máy xúc,thiết bị nâng hạ…

- ƯU ĐIỂM:Với ưu thế tích hợp từ 3-6 mỏ hàn,

máy hàn Trạm là sự lựa chọn tố ưu dành cho

những phân xưởng lớn có quy hoạch,dễ dàng

trong khâu quản lý thiết bị

DƯỚI ĐÂY LÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT

CHƯƠNG VI.CHỌN LIÊN KẾT

Trước hết chúng ta cần phân biệt mối hàn và liên kết hàn

Mối hàn: Là phần kim loại đã kết tinh mà trong quá trình hàn nó ở trạng thái lỏng

Liên kết hàn: Là phần kết cấu mà trong đó các phần tử riêng biệt của nó được nối vớinhau bằng hàn Liên kết hàn bao gồm mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt (vùng kim loại

cơ bản thay đổi tổ chức và tính chất do tác dụng của nguồn nhiệt hàn)

Theo hình dạng tiết diện ngang, mối hàn được chi ra hai loại: mối hàn giáp mối và mốihàn góc

Theo kiển liên kết các chi tiết với nhau, liên kết hàn được chia ra nhiều kiểu khác nhau:liên kết giáp mối liên kết góc, liên kết chữ “T” liên kết chồng v.v

Đối với từng phương pháp hàn, các kiểu liên kết và mối hàn thực hiện đã được tiêu chuẩnhoá Do đó khi thiết kế qui trình công nghệ hàn, tuỳ theo chiều dày của chi tiết mà chọnkiểu liên kết và mối hàn cho phù hợp

Ta thấy có các loại liên kết là liên kết giáp mối, liên kết góc và liên kết chữ T và liên kếtchồng

(60%) AC:500ADC:400A AC:630ADC:500A

Hiệu xuất làm việc

(100%)

AC:388ADC:310A

AC:488ADC:388A

b c

6-60 T T-e 0+2

T1

TB

T a

6-60 T T-e 0+2

2(T+T1)Liên kết hàn góc

T

p b c

Các bước nguyên công hàn lắp ráp

Hàn chi tiết 2 vào thành bồn

Hàn chi tiết 1 vào than bồn và chi tiết số 2

Hàn chi tiết 5 vào chi tiết số 4

Hàn chi tiết 3 vào chi tiết 4

Hàn chi tiết 4 vào chi tiết 1

CHƯƠNG VII.TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ HÀN

7.1 Chế độ hàn mối hàn giáp mối

Ta có 2 chế độ hàn giáp mối chế tạo chi tiết số 1 tôn 8 mm

Và chế tạo chi tiết số 4 tôn 6 mm

thong số hàn chi tiết số 1

*) Đường kinh que hàn

Đường kính que hàn là một trong những thông số chủ yếu của chế độ hàn vì nó có tínhchất quyết định đến nhiều thông số khác Khi hàn mối hàn ghép mối, đường kính que hàn

có thể tính toán hay chọn theo chiều dài của chi tiết hàn Trong sản xuất có thể tính toánđường kinh que hàn theo công thức sau:

S - chiều dày của chi tiết hàn (mm)

Ngoài việc tính theo công thức ta có thể chọn đường kính que hàn theo bảng

Chiều dày chi tiết hàn

60°

Ih - cường độ dòng điện hàn (A)

công thức tính cường độ dòng điện hàn ở trên đều dùng cho trường hợp hàn các mối hàn

ở vị trí hàn sấp Do đó, để giảm bớt khối lượng kim loại nóng chảy hoặc để điều chỉnhcho phù hợp với chiều dày của chi tiết hàn và vị trí của mối hàn khác hàn sấp, tạo điềukiện tốt cho sự hình thành mối hàn thì sau khi tính toán xong, cần phải hiệu chỉnh lại nhưsau:

1/ Khi hàn các chi tiết có chiều dày S < 1,5 d hay hàn ở vị trí hàn đứng giảm Ih xuống 10 15%

-2/ Khi hàn các chi tiết có chiều dày S > 3 d hay hàn liên kết chữ “T”, tăng lên 10 - 15%.3/ Khi hàn ở vị trí hàn trần, giảm Ih xuống 15 -20%

Cường độ dòng điện hàn cho que hàn thép austenite tra bảng 4-9 tr193 cnhnct2

Chiều dày tấm Đường kính Chiều dài Hàn sấp Hàn đứng Hàn trần

1hq - chiều dài cột hồ quang (cm)

Ih - cường độ dòng điện hàn (A)

a - điện áp rơi trên anốt và catốt ( a = 15 - 20 v)

b - điện áp rơi trên đơn vị chiều dài hồ quang (b = 15,7 v/cm

F1 - diện tích tiết diện ngang của lớp hàn thứ nhất

Fn - diện tích tiết diện ngang của lớp hàn tiếp theo

Fd - diện tích tiết diện ngang của toàn bộ kim loại đắp

Để đơn giản cho việc tính toán, có thể coi diện tích tiết diện ngang của lớp hàn thứ hai trở





=1,4Vậy số lớp cần hàn là n=2

*)Tốc độ hàn

Tốc độ hàn có ảnh hưởng khá lớn đến chất lượng của mối hàn Nếu như quá khối lượngkim loại đắp và kim loại cơ bản nóng chảy sẽ quá lớn có thể chảy ra phía trước hồ quangphủ lên phần mép hàn chưa được đun nóng chảy, để gây nên hiện tượng hàn không dính.Ngượi lại, nếu lớn quá thì năng lượng đường không đủ, dễ gây nên hiện tượng hàn khôngngấu v.v Ngoài ra, tốc độ hàn quá lớn thì lớp kim loại không đắp có tiết diện ngangqúa nhỏ sẽ làm tăng thêm sự tập trung ứng suất và dễ làm cho mối hàn bị nứt nguội.Tốc độ hàn tính theo công thức:

Ih - cường độ dòng điện hàn (A)

 - khối lượng riêng của kim loại đắp (g/cm3)

Fđ - diện tích tiết diện ngang của kim loại đắp tính cho một lớp hàn tương ứng (cm2).Vận tốc hàn lớp 1

150 9

 cm/sVận tốc hàn lớp 2

150 9

 cm/s

*)Năng lượng đường

Năng lượng đường là một thông số quan trọng của chế độ hàn, vì nó cho phép đánh giáđược hiệu quả nung nóng của nguồn điện hàn đối với kim loại cơ bản và kim loại đắp tốthay xấu, mức độ biến dạng của liên kết (hay kết cấu) hàn lớn hay nhỏ, đồng thời nó còn

là đại lượng cần thiết để tính toán các kích thước cơ bản của mối hàn Năng lượng đườngđược tính như sau:

Thời gian hoàn thành một mối hàn (gọi tắt là thời gian hàn) bao gồm thời gian cơ bản(thời gian cháy), và thời gian phụ (thời gian chuẩn bị chỗ làm việc, mở, đóng máy, thayque hàn, tháo lắp vật hàn v.v ) được tính như sau:

Th = T0 Tph

Do việc xác định thời gian phức tạp, vì nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố, cho nên để giảnđơn cho việc tính toán, trong kỹ thuật hàn người ta thường xác định thời gian hàn theocông thức:

T0 - thời gian cơ bản (h, ph0

m - hệ số kể đến sự tổ chức làm việc, đôi với hàn quang tay, thường lấy

Dòngđiện[A]

Điệ áp[V]

Loại dòngđiện

Tốc độ hàn[cm/s]

Nănglượngđường[cal/cm]

Đây là thông số cơ bản vì nó ảnh hưởng đến nhiều thông số khác

Khi hàn giáp mối đường kính que hàn dược xác định theo công thức

*)Cường độ dòng điện hàn Ih(A)

Cường độ dòng điện hàn là thông số rất quan trọng của chế độ hàn Vì nó ảnh hưởngnhiều đến hình dạng và kích thước mối hàn , năng suất hàn

Ih=K.dq(4-2)với dq=4mm,dq=5mm

Ih=K1.dq1,5(4-3)với dq<4mm

Ih=(αxρ+β.dq).dq(4-4) với dq≥5mm

Trong đó :

Ih :Cường độ dòng điện hàn(A)

dq : Đường kính que hàn (mm)K,K1, αxρ, βlà hệ số thực nghiệm (K=35  50 ,K1=20  25 ,αxρ=20, β=6 )

a: là cường độ rơi trên anốt và katôt a=15  20

b: là điện rơi trên một đơn vị chiều dài hồquang b=15,7(V/cm)

lhq:là chiều dài hồ quang

Là tốc độ dịch chuyển hồ quang dọc theo đường hàn nó phụ thuộc vào diện tíchtiết diện ngang của kim loại đắp :

Vh= . ..3600

d

h d

150 9

 (cm/s)

*) Năng lượng đường : qd

Năng lượng đường là một thông số rất quan trọng trong chế tạo hàn Vì nó chophép đánh giá hiệu quả nung nóng của nguồn nhiệt hàn đối với kim loại cơ bản và kimloại điện cực là tốt hay sấu , mức độ biến dạng của liên kết là lớn hay nhỏ

Th = T0 Tph

Do việc xác định thời gian phức tạp, vì nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố, cho nên để giảnđơn cho việc tính toán, trong kỹ thuật hàn người ta thường xác định thời gian hàn theocông thức: