Đề tài Thiết kế quy trình công nghệ hàn để chế tạo kết cấu bồn chứa khí CO2 cỡ lớn

LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghiệp hóa mục tiêu đặt với nhiều nước phát triển, nhằm hướng tới cấu kinh tế đại Trong đó, ngành khí đóng vai trị quan trọng q trình phát triển Hệ thống nghành khí thì, cơng nghệ hàn cơng nghệ gia công kim loại ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực sản xuất xây dựng như: Chế tạo máy, xây dựng, lắp giáp cơng trình, giao thơng vận tải, hóa chất Ngày nay, người đứng trước phát triển vũ bão khoa học cơng nghệ Vì để bắt nhịp với xu hướng phát triển đó, địi hỏi phải có tìm tịi nghiên cứu cách cụ thể Việc ứng dụng lý thuyết vào thực tế sản xuất khâu quan trọng Chính vậy, sinh viên chun ngành khí chế tạo máy, sau học mơn học “ Máy cơng nghệ hàn’’ bước vào tiến hành làm “ Đồ án công nghệ hàn” việc quan trọng cần thiết để từ sinh viên có hội vận dụng kiến thức học nhằm giải vấn đề thực tế sản xuất, thiết kế phương án công nghệ hợp lý, làm thỏa mãn chừng mực yếu tố kinh tế, yếu tố kỹ thuật… Với đề tài : “Thiết kế quy trình cơng nghệ hàn để chế tạo kết cấu bồn chứa khí CO2 cỡ lớn ’’, thân em thấy cịn có nhiều điều mẻ, bỡ ngỡ có phần lúng túng Tuy vậy, nhờ có hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Đào Quang Kế, em tự tin hơn, hội hồn thành đồ án tốt Em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn “ Công nghệ kim loại’’Khoa Cơ điện - HV Nông nghiệp VN , đặc biệt thầy giáo PGS.TS Đào Quang Kế giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt nhiệm vụ Em xin chân thành cảm ơn ! CHƯƠNG I – TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM CHẾ TẠO 1.1- Khái quát công nghệ hàn 1.1.- Một số khái niệm - Hàn trình nối tạo liên kết vật liệu chi tiết cách nung chỗ nối tới nhiệt độ hàn, có sử dụng áp lực thông qua sử dụng áp lực, có sử dụng khơng sử dụng kim loại phụ Hàn sử dụng để tạo mối hàn - Mối hàn liên kết mang tính cục kim loại( phi kim loại) tạo cách nung chúng tới nhiệt độ hàn, có sử dụng áp lực thơng qua sử dụng áp lực, có sử dụng khơng sử dụng kim loại phụ - Sự liên kết hợp vật liệu chỗ hàn - Vật hàn tổ hợp phận cấu thành nối với hàn - Liên kết chỗ nối phần tử kim loại bao gồm mối hàn vùng ảnh hưởng nhiệt - Kim loại phụ kim loại hợp kim bổ sung vào mối hàn để tạo liên kết hàn - Kim loại kim loại hợp kim phần tử hàn - Kim loại mối hàn toàn phần kim loại kim loại phụ nung chảy ( hoăch chuyển sang trạng thái dẻo ) trình hàn giữ lại mối hàn - Qúa trình hàn nhóm ngun lý hoạt động ( luyện kim, điện, vật lý…) sử dụng hàn nhằm tạo liên kết chi tiết hàn 1.2 Sản phẩm CO2 - Cacbon dioxit (CO2 ) điều kiện thông thường loại khí trơ khơng màu, khơng mùi khơng dẫn điện, có khối lượng phân tử gấp 1.5 lần so với khơng khí Carbon dioxide khí hình thành từ kết hợp hai yếu tố: carbon oxy Nó sản xuất từ việc đốt than Hydrocacbon, lên men chất lỏng thở người động vật Nó tìm thấy tỷ lệ nhỏ bầu khí đồng hóa nhà máy sản xuất ơxy Carbon dioxide thành phần nhỏ quan trọng khơng khí tập trung điển hình khoảng 0,036% ppm 360 Thở khơng khí chứa nhiều lượng khí carbon dioxide 4%  Các ứng dụng CO Nhà máy sản xuất khí carbon dioxide chủ yếu hai hình thức - chất lỏng rắn Solid CO gọi "băng khô" sử dụng chất làm lạnh công nghiệp thực phẩm cho lô hàng nhỏ CO sử dụng rộng rãi việc lưu trữ vận chuyển kem thực phẩm đông lạnh khác Một số ứng dụng CO liệt kê đây:  Bình chữa cháy: CO dập tắt đám cháy  Đồ uống: khí sử dụng để làm nước giải khát có ga nước soda  Dung mơi: lỏng CO xem chất hòa tan tốt cho nhiều hợp chất hữu Ở sử dụng để loại bỏ caffein từ cà phê  Các nhà máy: Nhà máy cần CO để thực quang hợp, nhà kính thúc đẩy tăng trưởng thực vật với thêm CO  Bị áp lực khí: Nó sử dụng khơng cháy khí nén rẻ Bị áp lực CO bên hộp thiếc áo phao Nén khí CO sử dụng đánh dấu paintball, airguns, cho phình lốp xe đạp  Y học: Trong y học, lên đến 5% CO thêm vào oxy nguyên chất Điều giúp thở gây để ổn định O2/CO cân máu  dụng CO Laser CO 2: Các laser CO 2, loại phổ biến laser khí cơng nghiệp sử phương tiện tìm thấy việc sử dụng bầu khơng khí để hàn  Dầu Wells: Carbon dioxide thường tiêm vào bên cạnh sản xuất giếng dầu để vẽ bị dấu vết dầu thô  Công nghiệp hóa chất: Nó sử dụng nguyên liệu ngành cơng nghiệp q trình hóa học, đặc biệt phân urê methanol sản xuất  Cơng nghiệp kim loại: Nó sử dụng sản xuất đúc ảnh hưởng để tăng cường độ cứng họ  Xông khử trùng: Được sử dụng fumigent để tăng thời hạn sử dụng loại bỏ phá hoại 1.3 Một số bồn CO2 cỡ lớn - Cấu tạo bồn chứa CO lỏng gồm vỏ: + Vỏ vật liệu Q235-B + Vỏ vật liệu Thép CT3 + Giữa lớp vỏ dồn bột cách nhiệt hút chân không Các phụ tùng kèm theo: đồng hồ đo mức, đồng hô đo áp suất, đồng hồ đo chân khơng, van an tồn van cơng nghệ dàn bốc tăng áp - Các thông số sản phẩm Nội dung Lớp vỏ Lớp vỏ Model item CLF 100/2,2 CLF 100/2,2 Áp suất làm việc 2,2 MPa Áp suất chân không Dung tích 100 m3 Nhiệt độ -40oC Chất lỏng chứa Liquid carbon dioxide Áp suất thử MPa Áp suất mở van 2,3 MPa Tốc độ bay < 0,65 Hệ số bền mối hàn Vật liệu Nhiệt độ trời Q235-B Hạt Perlic Thép CT3 Bảng Các thơng số sản phẩm bồn CO2 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN VẬT CƠ BẢN, LOẠI Q TRÌNH HÀN VÀ VẬT LIỆU HÀN 2.1 Phân tích, lựa chọn vật liệu chi tiết hàn 2.1.1 Phân tích lựa chọn vật liệu bản:  Lớp vỏ thép CT3 (Theo tiêu chuẩn Nga GOST 380-88)  Lớp vỏ thép Q235-B (theo tiêu chuẩn Trung Quốc GB700-88) 2.1.2 Thành phần hóa học vật liệu chọn Vật liệu Thành phần hóa học C% Si% Mn% P% S% Cr% Ni% Cu% CT3 0,12-0,23 0,05-0,17 0,45-0,65 0,045 Q235-B 0,12-0,2 ≤0,3 0,3-0,7 0,045 ≤0,045 ≤0,3 ≤0,3 ≤0,3 ≤0,045 ≤0,3 Bảng Thành phần hóa học vật liệu hàn ≤0,3 ≤0,3 2.1.3 Cơ tính vật liệu Vật liệu Cấp bền CT3 3,6 Q235-B b (MPa) c (MPa) % 362-461 216-235 24-27 375-406 225-235 21-26 Bảng Cơ tính vật liệu chọn 2.1.4 Các ý hàn chủng loại chọn  Thông số nhạy cảm với nứt nóng HCS dùng để đánh giá nứt nóng thiên tích vùng ảnh hưởng nhiệt thép cacbon thép hợp kim thấp Do thép ta thép cacbon nên theo trang 54 – tập 2[1] ta có: Si Ni  25 100 Hcs=1000C 3Mn  Cr  Mo  V S P  Đối với thép CT3: Hcs = 10,61 >  thép có thiên hướng tạo nứt nóng  Đối với thép Q235-B: Hcs = 8,916 >  thép có thiên hướng tạo nứt nóng  Hàm lượng cacbon tương đương CE: Biểu tính hàn vật liệu, xác định cơng thức sau: CE = C + - + + Nếu CE > CEth thép có tính hàn CEth = 0,45 chiều dày hàn h < 25mm CEth = 0,4 chiều dày hàn h < 35mm  Đối với thép CT3 : CE = 0,508 > CEth  thép khơng có tính hàn  Đối với thép Q235-B : : CE = 0,476 > CEth  thép khơng có tính hàn  Thơng số nhạy cảm với nứt tầng PL, thép cacbon thép hợp kim thấp, theo trang 64 59 tập [2] ta có:  PL = PCM + HD + 6S 60  Trong đó: + PCM hệ số đặc trưng cho giòn vùng ảnh hưởng nhiệt chuyển biến pha:  PCM = C + Si Mn  Cr  Cu Ni V Mo + + + + 30 20 60 10 15 + HD lượng hydro khuyếch tán tính ml/100g kim loại đắp:  HD = 0,78.HIIW – 1,4  Theo bảng 1-6 trang 57 tập [1] ta có HIIW = 2÷7 chọn HIIW =  HD = 0,78.5 – 1,4 = 3,9 - Đối với thép CT3: PL = 0,6325 > 0,286  thép có thiên hướng nứt nguội - Đối với thép Q235-B: PL = 0,64 > 0,286  thép có thiên hướng nứt nguội  Xác định nhiệt độ nung nóng sơ (Tp) - Theo trang 140 [2], ta có: Tp = 350 CE − 0,25 (oC) + Đối với thép CT3: Tp = 350 0,508 − 0,25 = 177,8 (oC) + Đối với thép Q235-B: Tp = 350 0,476 − 0,25 = 166,4 (oC) 2.2 Phân tích lựa chọn loại trình hàn sử dụng Ta thấy đường hàn chi tiết đường hàn dài, rộng, tư hàn khó, thép có tính hàn kém, yêu cầu chất lượng lại cao nên ta chọn phương pháp hàn bán tự động điện cực nóng chảy mơi trường khí bảo vệ CO2 sử dụng dòng điện hàn chiều cực nghịch 2.2.2 Các thơng số hàn q trình hàn chọn Theo bảng 186[6], ta chọn được: Dòng Mật độ Tốc độ Điện áp Tốc độ Đường Số lớp Khe hở Tầm điện hàn dòng điện cấp dây U (V) hàn V kính hàn (n) hàn với I (A) hàn J V (m/phút) dây (mm) điện (m/phút) hàn d cực (mm) 450-600 3,8 – 7,5 27-30 18-35 4-6 2-3 1,8-3 Bảng Các thơng số hàn q trình hàn 2.2.3 Các thơng số kỹ thuật bổ sung trình hàn chọn Số lớp hàn Tiêu hao khí Góc vát mép lít/phút Độ 18÷23 54o  6o 2-4 2.2.4 Kỹ thuật hàn trình hàn chọn  Chuẩn bị trước hàn: công tác chuẩn bị ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng mối hàn Ta tiến hành vát mép theo yêu cầu  Chọn dạng lót đáy mối hàn: ta khơng cần lót đáy bên bình khó dùng chọn a =  Kiểm tra thiết bị trước hàn bao gồm: - Kiểm tra độ kín mối nối đường dẫn khí bảo vệ, - Kiểm tra dịng điện hàn lưu lượng khí bảo vệ đặt trước, - Chọn cỡ chụp khí bảo vệ đường kính điện cực thích hợp, - Kiểm tra lưu lượng nước làm mát mỏ hàn - Kiểm tra việc đấu dây vật hàn  Chế độ hàn - Cường độ dòng điện hàn cho tư hàn chọn, - Thời gian tăng dòng điện hàn lên đến giá trị chọn, Thời gian giảm cường độ dòng điện hàn tắt hồ quang( để điền đầy miệng hàn), - Đường kính điện cực, - Tốc độ hàn, - Lưu lượng khí bảo vệ cỡ chụp khí ( đường kính miệng phun khí chụp ), - Thời gian tác dụng khí bảo vệ trước sau hồ quang hoạt động  Kỹ thuật hàn - Dịch chuyển ngắn mạch: góc nghiêng điện cực hàn sấp nên từ 15 – 200, hàn đứng từ lên nên từ – 50, hàn đứng từ xuống nên từ 15 – 200 Tầm với điện cực B chọn thông qua độ nhô E ống kẹp điện cực B = – 13 mm, E = – 32 mm - Dịch chuyển tia dọc trục: cần sử dụng tầm với điện cực độ lùi đầu ống kẹp điện cực sau: E = 32 mm, B = 19,25 mm Góc nghiêng súng hàn vào khoảng – 50, bề mặt kim loại phải  Cần ý đến chế độ nhiệt hàn: thép cacbon có chiều dày lớn, tính hàn nên nung nóng sơ trước 2.3 Phân tích, lựa chọn loại vật liệu hàn 2.3.1 Phân tích, lựa chọn loại vật liệu hàn Vật liệu hàn bao gồm khí bảo vệ, điện cực dây hàn phụ Do phần 2.1.4 mối hàn ta bị nứt nóng, biện pháp khắc phục biện pháp luyện kim chọn thành phần hóa học kim loại mối hàn vật liệu hàn thích hợp  Dây hàn phụ: sử dụng để bổ sung kim loại vào mối hàn Phải đáp ứng yêu cầu sau: -Thành phần hóa học phải chứa nguyên tố khử ôxi Si, Mn, Ti -Phải đảm bảo độ bền, tính dẻo, độ dai va đập  chọn dây hàn ER 70S-5 theo tiêu chuẩn AWS A5.18-79 (Theo trang 94,95 tập [1])  Khí bảo vệ: chọn khí CO2  Điện cực: theo dây hàn, nên chọn loại có tính chất hóa học gần giống với vật liệu hàn  Uh = 16 + 15,7.0,25 + - , , = 20,45 (V) Tốc độ hàn (Vh) Theo bảng 186[6], ta chọn Vh = 30 (m/h) 5.1.2 Lựa chọn/tính tốn thơng số kỹ thuật bổ sung (Qb cỡ chụp khí, v.v…) - Với mối hàn MIG: + Loại dòng điện hàn: Nguồn điện hàn thường lựa chọn sở vật liệu hàn chiều dày hàn, chu kỳ tải, cách gây hồ quang khả điều chỉnh dòng điện hàn từ xa mà ta chon dịng điện hàn dòng xoay chiều + Dạng dịch chuyển kim loại vào vũng hàn: Xung tia: Chế độ dịch chuyển xung tia dạng dịch chuyển tiên tiến tận dụng ưu điểm dạng dịch chuyển khác giảm thiểu loại bỏ nhược điểm chúng Khác với dịch chuyển ngắn mạch, khơng gây bắn toé tượng nguội mối hàn Có thể hàn tư hàn, tương tự hàn chế độ giọt lớn chế độ dịch chuyển tia Có thể điều chỉnh chế độ hàn để hàn mỏng mà không gây tượng cháy thủng mỏng + Khí bảo vệ: Khí bảo vệ có chức ngăn khơng cho khơng khí xung quanh tiếp xúc với vũng hàn tác động đến: đặc trưng hồ quang, dịch chuyển kim loại điện cực vào vũng hàn, thơng số hình học vũng hàn, tốc độ hàn, xu hướng cháy lõm mép hàn hiệu ứng bắn phá lớp oxít bề mặt Vì với mơi trường bảo vệ khí CO2 ma ta chọn CO2 khí hoạt tính, dùng cho hàn thép bon thép hợp kim thấp với dịch chuyển ngắn mạch kim loại điện cực Các đặc điểm chủ yếu là: Chiều sâu chảy lớn Chi phí thấp Hồ quang không êm - bắn toé nhiều Không thuận lợi cho dịch chuyển dạng tia Có thể hàn nhiều tư khác + Áp suất lưu lượng khí bảo vệ: lưu lượng khí bảo vệ từ 18-20 (l/ph), tr.202,[2] + Cỡ chụp khí bảo vệ: Cỡ chụp khí bảo vệ 10, đường kính chụp khí 16( mm), bảng 4-8, tr.189, [1] + Tầm với điện cực: tầm với điện cực thông thường hàn có khí bảo vệ là: 19 – 25 (mm), tr.246,[1] + Khoảng cách từ chụp khí tới vật hàn: + Góc nghiêng mỏ hàn q trình hàn: Góc nghiêng mỏ hàn 15-200, tr.238, [1] 5.1.3 Các bảng tổng hợp thông số chế độ công nghệ hàn đầy đủ cho mối hàn - Lập bảng thống kê đầy đủ thông số giá trị chế độ hàn dùng cho mối hàn (các thông số đạt yêu cầu sau kiểm tra b, c, h, qđ,  n ,  mh ): d Ih Uh Vh mm A V mm/s 450 32 9,16 565 34 6,8 Lớp hàn Bảng 12: Chế độ hàn mối hàn giáp mối d mm Ih Uh A V 135 20,45 Bảng 13: Chế độ hàn mối hàn chồng Vh mm/s 30 5.2 Đề xuất phê chuẩn lựa chọn thiết bị hàn phù hợp 5.2.1 Lựa chọn thiết bị hàn cụ thể Do chọn dòng hàn dòng chiều cực nghịch nên ta phải chọn máy phát hàn chiều (có đặc tính thoải) chỉnh lưu chiều có đặc tuyến dốc thoải Nguồn điện hàn thiết kế để làm việc với chu kỳ tải 100% làm việc dải cường độ 100-700A Vì dịng Ih= 565 A nên dùng máy chỉnh lưu có đặc tuyến thoải - Với dịng Ih= 565 A ta phải chọn loại máy có dòng hàn max lớn 565 A - Chu kỳ làm việc 100% đáp ứng công việc hàn đòi hỏi cường độ làm việc cao - Điện hàn max máy phải lớn 35 V - Đường kính dây sử dụng từ 3-6mm Chiều dày vật liệu hàn Smax>20 mm - Tốc độ cấp dây phải max đầu hàn phải lớn 35m/h - Ta lựa chọn máy hàn bán tự động KRII-630, có thơng số kỹ thuật sau: 13 THYRISTOR Nguồn điện sủ dụng AC380V ba pha +-10% 50/60Hz Khoảng dòng hàn DC100-630 Điện áp DC 19-45.5V Chu kỳ làm việc MAG:35%, CO2: 70% Đường kính dây cấp – 6mm Chế độ làm mát khí Lớp cách điện F Lớp bảo vệ IP23 5.2.2 Lựa chọn dụng cụ, thiết bị phụ trợ  Các trang thiết bị phụ trợ hàn tự động bao gồm: Đường ray cho xe hàn-dùng cho mối hàn thẳng Bộ gá lắp đặc biệt xe hàn chuyển động trực tiếp vật hàn Đồ gá vật hàn xe hàn Kìm bẻ dây hàn Cờ lê tua vít để tự sửa chữa máy gặp cố nhẹ Búa , chổi quét  Với hàn hồ quang tay hàn MAG tiến hành sửa chữa trang bị hàn phụ trợ tiêu chuẩn theo nguồn điện hàn bao gồm: - Một đôi dây cáp hàn - Một kìm hàn có tay cầm cách điện cách nhiệt - Một kẹp nối với dây nguội - Một mặt lạ hàn (cầm tay đội đầu) kèm với kính màu Ngồi thợ hàn cịn phải có trang phục bảo hộ lao động làm việc,gồm: quần áo bảo hộ vải bạt dầy, găng tay da, tạp dề da dể chống lại nhiệt hồ quang, mũ bảo hộ 5.3 Quá trình xử lý sau hàn hoàn thiện 5.3.1 Xử lý nhiệt sau hàn – PWHT (ủ, ram mối hàn) - Xác định nhu cầu xử lý nhiệt sau hàn Các mối hàn từ thép cacbon thấp, thực tế cho thấy mối hàn thường đảm bảo chất lượng, khuyết tật.Do sau hàn không cần phải nhiệt luyện 5.3.2 Gia cơng sau hàn hồn thiện  Xác định nhu cầu gia công sau hàn hồn thiện Gia cơng sau hàn bước cần thiết để loại bỏ đoạn phôi thừa, chất bẩn bám sản phẩm tạo tính thẩm mỹ Với hàn gia cơng ngun cơng quan trọng Sau hàn hoàn thiện mối hàn có tượng bị biến dạng cong vênh khơng đảm bảo khả làm viêc, nhô cao so với bề mặt khơng đảm bảo tính thấm mỹ, đồng thời chất bẩn xỉ lại oxit bám bề mặt làm cho mối hàn bị bẩn, bị che lấp gây khó khăn cho trình kiểm tra khuyết tật Vì sau hàn hồn thiện ta phải tiến hành gia cơng  Phân tích, lựa chọn phương pháp gia cơng sau hàn Có nhiều phương pháp gia cơng sau hàn uốn nắn, mài, đánh giáp Với kết cấu bình đựng khí hóa lỏng chiều dầy 12mm, trình hàn xử lý để tránh tượng cong vênh sau hàn hoàn thiện khó uốn nắn, biện pháp gia cơng để làm nhẵn mối hàn Biện pháp đề suất sử dụng phương pháp mài máy mài tay do: - Tính linh động trình làm viêc - Đảm bảo chất lượng sản phẩm có kích thước lớn - Năng suất đảm bảo  Chế độ công nghệ gia công sau hàn - Mối hàn phải tiến hành mài nhẵn, không để lõm vào bên vật liệu - Sử dụng máy mài có cơng suất vừa nhỏ CHƯƠNG 6: XÂY DỰNG CÁC BẢN QUY TRÌNH HÀN SƠ BỘ (pWPS) VÀ ĐỀ XUẤT PHÊ CHUẨN THỢ HÀN 6.1 Xây dựng pWPS đề xuất kiểm tra phê chuẩn pWPS 6.1.1 Xây dựng pWPS cho mối hàn Các pWPS phần phụ lục 6.1.2 Đề xuất kiểm tra phê chuẩn pWPS lập 6.1.2.1 Các bước kiểm tra phê chuẩn pWPS Hàn kết cấu phải tiến hành theo Quy trình cơng nghệ phê duyệt, quy định cụ thể: Phương pháp hàn chế độ hàn Các thiết bị, dụng cụ hàn, vật liệu hàn phép sử dụng Trình tự gá lắp hàn đính Trình tự thực mối hàn kết cấu Các khâu kiểm tra, giám sát trình chế tạo 6.1.2.2 Thiết kế mẫu hàn để kiểm tra pWPS Mẫu hàn chế tạo theo tiêu chuẩn AWS (với đường kính lớn coi ống có dạng phẳng,hàn ống có kích thước lớn vào mặt bích coi mối hàn góc) CJP H­ í ng c¸ n CJP 750 380 H­ í ng c¸ n 180 180 360 MÉu uèn däc MÉu uèn ngang 6.1.2.3 Các kiểm tra không phá hủy (khi kiểm tra phê chuẩn pWPS)  Kiểm tra mắt  Kiểm tra thử mầu  Chụp ảnh phóng xạ 6.1.2.4 Các kiểm tra phá hủy (khi kiểm tra phê chuẩn pWPS) Kiểm tra thử kéo Kiểm tra thử uốn 6.2 Đề xuất chấp nhận thợ hàn và/hoặc kiểm tra phê chuẩn thợ hàn 6.2.1 Đề xuất chấp nhận thợ hàn thợ hàn có chứng Những thợ hàn có giấy chứng nhận cho phép hàn thiết bị áp lực phép hàn phận chịu áp lực thiết bị áp lực Mỗi thợ hàn phép tiến hành công việc ghi giấy phép 6.2.1.1 Điều kiện chấp nhận thời hạn chứng Chấp nhận thời hạn ghi chứng (hiệu lực kỳ kiểm tra thợ hàn bắt đầu ngày hàn phôi kiểm tra) với điều kiện nhân giao việc (giám sát viên hàn) xác nhận thợ hàn làm việc phạm vi hiệu lực chứng cấp Điều phải xác nhận tháng/lần 6.2.1.2 Điều kiện chấp nhận chủng loại vật liệu chiều dày Hàn vật liệu nhóm vật liệu người thợ hàn có trình độ cho tất vật liệu khác nhóm 6.2.1.3 Điều kiện chấp nhận loại liên kết tư hàn Tư hàn kiểm tra chứng thợ hàn tay cho mối hàn đối đầu hàn góc sau: (1) Hàn tư hàn (2) Hàn tư hàn ngang (3) Hàn tư hàn đứng (4) Hàn tư hàn trần Thợ hàn thực việc kiểm tra tư cấp chứng tay nghề tư hàn Tư hàn cho chứng tay nghề thợ hàn tự động bao gồm: - Hàn mẫu hàn đối đầu tư hàn - Hàn mẫu chữ T tư hàn (hàn lòng máng) tư hàn ngang 6.2.2 Đề xuất kiểm tra phê chuẩn (thi) cấp chứng cho thợ hàn 6.2.2.1 Các bước tiến hành kiểm tra phê chuẩn thợ hàn - Kiểm tra trình hàn thợ hàn - Kiểm tra thao tác sử dụng máy hàn thợ hàn - Kiểm tra khả phát khuyết tật mối hàn - Phê chuẩn cấp chứng cho thợ hàn 6.2.2.2 Thiết kế mẫu hàn để kiểm tra phê chuẩn thợ hàn Các mẫu thí nghiệm chứng tay nghề thợ hàn có hình dạng kích thước mơ tả Hình 6.1 đến Hình 6.8 6.2.2.3 Các kiểm tra khơng phá hủy, kiểm tra tính (khi kiểm tra phê chuẩn thợ hàn mới)  Kiểm tra quan sát mẫu hàn thí nghiệm Mối hàn thí nghiệm phải đạt yêu cầu sau: (1) Khơng có vết nứt (2) Ngấu tồn lớp hàn mối hàn với thép (3) Mối hàn phải đặn, đủ kích thước thiết kế (4) Cháy chân mối hàn không sâu 1mm (5) Các khuyết tật mối hàn khác không vượt giới hạn cho phép Tiêu chuẩn  Kiểm tra chụp tia xạ siêu âm để phát khuyết tật bên mối hàn Mối hàn khơng có vết nứt Các khuyết tật dạng khác không vượt giới hạn cho phép Tiêu chuẩn  Thí nghiệm uốn cạnh uốn gốc mối hàn Phía mặt lồi mẫu sau uốn kiểm tra để xác định vết rạn Kết thí nghiệm chấp nhận bề mặt khơng có vết rạn vượt q giới hạn sau: (1) mm đo hướng bề mặt mẫu (2) 10 mm cho tổng kích thước vết rạn lớn mm nhỏ mm (3) mm kích thước vết rạn lớn cạnh mẫu  Thí nghiệm phá hủy mối hàn góc (1) Khi kiểm tra quan sát bề mặt mẫu phải khơng có vết nứt, rỗ khí, ngậm xỉ Khơng chảy xệ, cháy chân mối hàn mức cho phép (2) Khi ép phá huỷ mẫu hàn góc, bị ép vào mà mối hàn không bị phá huỷ mối hàn bị phá huỷ ép xem xét bề mặt vết gẫy phải thấy mối hàn ngấu đến gốc khuyết tật dạng rỗ khí, ngậm xỉ có kích thước lớn khơng q mm Tổng kích thước khuyết tật lớn khơng vượt 10 mm 150 mm chiều dài  Kiểm tra lại Nếu thợ hàn không đạt yêu cầu hay nhiều tiêu thí nghiệm kiểm tra lại theo điều kiện sau đây: (1) Kiểm tra lại Việc thí nghiệm kiểm tra lại thực với số mẫu gấp đôi tư hàn mà thợ không đạt yêu cầu thí nghiệm trước Tất thí nghiệm lại phải đạt yêu cầu quy định (2) Kiểm tra lại sau thời gian đào tạo thêm lý thuyết thực hành Việc kiểm tra lại cho phép thợ hàn đào tạo thêm phải làm lại tất thí nghiệm dạng mối hàn tư hàn mà thợ hàn không đạt yêu cầu lần kiểm tra trước Chương KỸ THUẬT THỰC HIỆN CÁC ĐƯỜNG HÀN VÀ VẤN ĐÈ THANH TRA GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT HÀN 7.1 Đề xuất thực mối hàn 7.1.1 Trình tự mối hàn - Hàn đính Nguyên tắc phải làm cho độ biến dạng chi tiết nhỏ Với liên kết giáp mối có chiều dài lớn, mối hàn đính thứ đặt hai đầu, sau giữa, mối hàn đính cịn lại đặt chúng - Hàn đường: Hàn trần tư hàn khó Khi hàn, phải giữ chiều dài hồ quang thật ngắn So với hàn sấp, cường độ dòng điện hàn nhỏ từ 15% đến 20% Nên dùng que hàn có thuốc bọc dày để xỉ tạo hiệu ứng “cái phễu” đỡ kim loại nóng chảy Khi hàn trần người ta khơng thực dao động ngang que hàn Khi công việc hàn phức tạp liên quan đến nhiều mối hàn, cần biết trình tự thực mối hàn theo chiều dài; chiều dày mối hàn hướng hàn 7.1.2 Các kỹ thuật hàn mối hàn a) Phạm vi ứng dụng Hàn tự động sử dụng cho mối hàn thẳng chiều dài nhỏ mối hàn có bán kính nhỏ, chỗ khó tiếp cận đầu hàn tự động, mối hàn gián đoạn mối hàn vị trí nghiêng b) Đặc điểm Dây hàn thường có đường kính tối đa mm, mật độ dòng hàn cao (100 đến 200 A/mm2) giúp khắc phục dao động hình dáng tăng chiều sâu chảy Nguồn điện hàn thường cung cấp dòng xoay chiều dòng chiều Dòng chiều cực nghịch thích hợp cho hàn mỏng c) Kỹ thuật hàn Trước hàn, thợ hàn đổ thuốc hàn vào phễu súng hàn, cho đầu dây hàn tiếp xúc với vật hàn, mở màng che phễu để thuốc hàn chảy xuống vùng cần hàn Bật công tắc để đóng dịng hàn đẩy dây hàn xuống đồng thời thực chuyển động trượt nhẹ dọc mối hàn Chuyển động súng hàn từ trái sang phải (theo hướng lùi) Sử dụng đệm lót hàn tự động d) Các khuyết tật Rỗ khí thường dính dầu mỡ, bẩn, ẩm bề mặt vật hàn (hoặc dây hàn) gây nên Rỉ cần loại bỏ bàn chải sắt; dầu mỡ loại bỏ dung môi Để đảm bảo loại bỏ ẩm hoàn toàn khỏi bề mặt mép hàn, hàn, người ta thường dùng mỏ nung để nung bề mặt mép khoảng cách 300 đến 600 mm phía trước hồ quang đặc biệt lớp hàn thứ Ngoài ra, thuốc hàn cần nung nóng nhằm loại bỏ ẩm trước hàn Nứt: Các liên kết hàn từ thép bon thơng thường có chiều dày từ 10 mm trở xuống bị nứt hàn Với chiều dày lớn hơn, nứt mối hàn nguyên nhân sau: + Tốc độ nguội nhanh + Độ cứng vững cao liên kết hàn + Mối hàn bị hợp kim hoá mạnh từ kim loại thông qua cácbon nguyên tố hợp kim + Lượng hydro khuyếch tán kim loại mối hàn cao không khử ẩm triệt để trước hàn 7.2 Đề xuất công việc giám sát trình sản xuất hàn 7.2.1 Giám sát trước hàn 7.2.1.1 Thanh tra vấn đề an toàn sản xuất a) An toàn mặt chống điện giật - Cách điện cách tin cậy tất dây dẫn nối tới nguồn hàn hồ quang hàn Che kín thiết bị đóng dịng; tiếp đất thân máy hàn, tủ điều khiển, thiết bị điện phụ trợ vật hàn - Sử dụng nguồn điện hàn có gắn phận tự động ngắt điện áp cao - Kìm hàn phải cách điện tốt, có đủ độ bền cần thiết chịu tối thiểu 8000 lần gây hồ quang - Thợ hàn thiết phải sủ dụng trang phục găng tay khô Làm việc không gian kín chật hẹp phải sử dụng thảm giày cao su Nguồn chiếu sáng có điện áp tối đa 12V b) An toàn mặt chống xạ hồ quang Tác động lâu làm tổn thương thuỷ tinh thể dẫn đến mù Để bảo vệ mắt sử dụng kính hàn Kính hàn gắn vào mặt nạ hàn Mặt nạ hàn chế tạo từ vật liệu cách nhiệt c) An toàn mặt chống chảy nổ Nguy xuất cháy nổ hàn liên quan đến việc vận chuyển, bảo quản sử dụng sai quy định chai chứa khí thể khí nén, hàn bể chứa mà thiếu kiểm tra việc làm chất dễ cháy nổ dư Làm chất dư: rửa đến lần dung dịch kiềm sau thổi khơ khơng khí nén cho hết mùi Trong mơi trường chứa bụi thường có nguy cháy nổ bụi tĩnh điện, nồng độ bụi đạt giá trị định Do đó, phải thơng gió tốt cần hàn, đồng thời có biện pháp phịng cháy đặc biệt 7.2.1.2, Thanh tra vật liệu sử dụng  Vật liệu : - Lớp vỏ thép CT3 (Theo tiêu chuẩn Nga GOST 380-88) - Lớp vỏ thép Q235-B (theo tiêu chuẩn Trung Quốc GB700-88) Kích thước phơi: - Thân bình: Phơi có chiều dài= 9340mm, chiều rộng = 39896mm, chiều dày= 20mm - Bán cầu: Phơi có bán kính D= 3760mm, chiều dày = 20mm D = 30 mm,chiều dài l = 50 mm  Vật liệu hàn: ER 70S-5 theo tiêu chuẩn AWS A5.18-79 Tiêu chuẩn đăng kiểm: TCVN 6259-6:2003 Đường kính dây hàn: d= 5mm d = 3mm 7.2.1.3 Thanh tra việc chuẩn bị phôi, mép hàn gá lắp hàn a) Làm bề mặt b) Gá lắp Chuẩn bị lắp ráp mép hàn địi hỏi xác nhiều Bề mặt gia cơng có độ xác tối thiểu cấp 7.2.2 Thanh tra hàn - Chuẩn bị liên kết hàn - Vát mép phía sau - Làm đường hàn - Phương pháp hàn - Gõ búa sau hàn 7.2.3 Thanh tra sau hàn - Làm sửa lại - Độ ngấu - Hình dáng - Kích thước mối hàn - Cháy cạnh - Kim loại phủ tràn - Các khuyết tật mối hàn - Nhiệt luyện sau hàn CHƯƠNG ĐỀ XUẤT KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM SAU KHI HOÀN THIỆN VÀ XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ CHẤP NHẬN ĐƯỢC CỦA KHUYẾT TẬT HÀN 8.1 Phân tích, lựa chọn loại q trình kiểm tra chất lượng hàn (NDT) Việc kiểm tra chất lượng hàn chia làm giai đoạn: a, Kiểm tra sơ Mục đích việc kiểm tra sơ xác đinh điều kiện kỹ thuật, việc chuẩn bị gia cơng phơi hàn có phù hợp với qui trình cơng nghệ khơng Việc kiểm tra sơ bao gồm: + Kiểm tra bậc thợ hàn: xem xét thợ hàn có trình độ chun mơn phù hợp với u cầu quy trình cơng nghệ hàn hay phiếu công nghệ không + Kiểm tra thiết bị hàn: Xác định máy hàn sử dụng có phù hợp với phiếu cơng nghệ hay qui trình cơng nghệ hàn khơng + Kiểm tra nguyên vật liệu hàn que hàn, nguyên vật liệu gia công phôi hàn, qui cách gia công phôi hàn, …: xác định chủng loại que hàn, chuẩn bị cạnh hàn, kích thước mép vát, mối hàn đính, … b, Kiểm tra trình hàn Quá trình bao gồm: + Kiểm tra thông số hàn + Kiểm tra thao tác thợ hàn c, Kỉêm tra nghiệm thu sản phẩm Kiểm tra nghiệm thu sản phẩm bao gồm: + Kiểm tra hình dạng, kích thước mối hàn + Cấu tạo bên ngồi mối hàn + Kích thước tổng thể chi tiết + Kiểm tra chất lượng bên mối hàn 8.2 Kỹ thuật kiểm tra chất lượng mối hàn sản phẩm hàn hoàn thiện 8.2.1 Kỹ thuật kiểm tra mắt thường Phương pháp cho phép đánh giá chất lượng cấu tạo bên ngồi, hình dạng, kích thước mối hàn Nội dung việc kiểm tra phương pháp là: + Phát vị trí mối hàn nối bị thay đổi hình dạng bên ngồi, đo kích thước mối hàn + Xác định kích thước tổng thể chi tiết xác định khoảng cách tương đối điểm quan trọng chi tiết để đánh giá mức biến dạng chi tiết Dụng cụ để kiểm tra phương pháp loại thước, dưỡng kiểm tra 8.2.2 Kỹ thuật kiểm tra NDT khác Có nhiều phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn như: + Dùng dầu hỏa để kiểm tra tính kín mối hàn + Dùng áp lực để kiểm tra độ kín sản phẩm + Dùng tia γ, tia χ + Kiểm tra mối hàn siêu âm + Kiểm tra theo nguyên tắc hoạt động từ trường Đối với chi tiết cần kiểm tra chất lượng bình xăng tơ, chi tiết đòi hỏi phải chịu áp lực, chịu va đập Do ta chọn phương pháp kiểm tra áp lực để kiểm tra độ kín bình Đối với sản xuất hàng loạt, việc kiểm tra lấy theo xác suất Dùng nước áp suất khơng khí lớn gấp 1,5 – lần áp lực làm việc bình, giữ cho bình chịu áp lực vài Nếu bình khơng kín áp lực nước hay khí nén làm cho nước hay khí nén xuất vị trí mối nối bị hở Từ ta kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn Hiện phương pháp kiểm tra khuyết tật mối hàn dùng nhiều phương pháp dùng tia γ, tia χ , tia qua mối hàn có khuyết tật rỗ khí nứt, lỗ ngậm xỉ, …thì bị hấp thụ vị trí có khuyết tật đó, phim, vị trí có khuyết tật đậm vị trí khác Tài liệu tham khảo 1, Ngô Lê Thông Công nghệ hàn điện nóng chảy tập 1,2 NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2006 2, PGS – TS Hoàng Tùng(chủ biên),PGS – TS Nguyễn Thúc Hà, TS.Ngô Lê Thông,KS Chu Văn Khang Sổ tay Hàn NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội – 2007 3, Nguyễn Như Tự.Hướng dẫn thiết kế mơn học CƠNG NGHỆ HÀN ĐIỆN NÓNG CHẢY.Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội – 1984 4, http://luanvan.co/luan-van/tieu-luan-phuong-phap-gia-cong-bang-tia-laser-55992/ 5, Bài giảng máy công nghệ hàn tham khảo 6, Nguyễn Bá An Sổ tay thợ hàn NXB Xây Dựng – 2003