Đồ án công nghệ hàn nóng chảy

Các thông số chế độ hàn chính của các quá trình hàn đã chọn.... Các thông số kỹ thuật bổ sung của các quá trình hàn đã chọn.... Phân tích, lựa chọn các loại vật liệu hàn sẽ sử dụng để ch

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan rằng: ngoại trừ các số liệu, các bảng biểu, đồ thị

đã được trích dẫn tài liệu tham khảo thì nội dung được trình bày trong đồ án

Với sự truyền thụ kiến thức và hướng dẫn tận tình của Ths KSHQT Vũ

Đình Toại cùng các giảng viên trường ĐHBK Hà Nội và Công ty công nghiệp

tàu thủy Dung Quất đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả thiết kế, gia côngthùng chứa khí và hoàn thành đồ án này

Quảng Ngãi ngày10 tháng 8 năm 2011

Tác giả thực hiện

Văn Hữu Bảo

LỜI NểI ĐẦU

Trong sự nghiệp phát triển nền công nghiệp trên thế giới nói chung và ViệtNam nói riêng.Công Nghệ Hàn ngày càng được sử dụng rộng rói trong nhiềungành công nghiệp như chế tạo máy, xây lắp công trình công nghiệp và dândụng, giao thông vận tải, v.v Nhờ có các phương phỏp hàn mà ngời ta có thểchế tạo ra những chiếc thùng, những bể chứa có dung tích rất lớn để phục vụtrong các nghành công nghiệp hoá chất cũng nh trong đời sống hàng ngày củamọi nhà

Trong đồ án này tác giả đa ra hàn nóng chảy để hàn kết cấu thùng chứa khí.Ngày trớc khi ngành hàn cha phát triển ở Việt Nam,chúng ta đều phải nhập khẩunguyên chiếc về để đựng các chất khí và các loại hoá chất phục vụ cho ngànhcông nghiệp Ngày nay chúng ta đã ứng dụng đợc những thành tựu của ngànhhàn để chế tạo ra những sản phẩm phục vụ cho các ngành trong các ngành côngnghiệp và dân dụng,với giá thành thấp,chất lợng cao

Do những hạn chế về mặt kiến thức, kinh nghiệm thực tế nên đồ án này chắckhông tránh khỏi những thiếu sót Tác giả xin ghi nhận những ý kiến và góp ýcủa các thầy cô và bạn bè để đồ án hoàn thành tốt hơn

Để hoàn thành được đồ ỏn này tỏc giả xin chân thành cảm ơn các thầy côgiáo trong bộ môn Hàn và CN Kim Loại - ĐHBK Hà Nội,đặc biệt là thầy giáo

Th.s Vũ Đình Toại ngời đã trực tiếp giảng dạy và hớng dẫn tác giả hoàn thành

tốt nhiệm vụ đợc giao

Mục lục 7

Giải thích các cụm từ viết tắt & các ký hiệu sử dụng trong đồ án 8

LỜI NÓI ĐẦU ……9

CHƯƠNG1: TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM CHẾ TẠO ………10

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN VẬT LIỆU CƠ BẢN, LOẠI QUÁ TRÌNH HÀNVÀ VẬT LIỆU HÀN 2.1 Phân tích, lựa chọn vật liệu cơ bản của các chi tiết hàn ……… 13

2.1.1 Phân tích, lựa chọn vật liệu cơ bản

2.1.2 Thành phần hóa học của vật liệu cơ bản

2.1.3 Cơ tính của vật liệu cơ bản

2.1.4 Các chú ý khi hàn chủng loại vật liệu đã chọn

2.2 Phân tích, lựa chọn các loại quá trình hàn sẽ sử dụng để chế tạo kết cấu17 2.2.1 Phân tích, lựa chọn các loại quá trình hàn sẽ sử dụng

2.2.2 Các thông số chế độ hàn chính của các quá trình hàn đã chọn

2.2.3 Các thông số kỹ thuật bổ sung của các quá trình hàn đã chọn

2.2.4 Các kỹ thuật hàn của các quá trình hàn đã chọn

2.3 Phân tích, lựa chọn các loại vật liệu hàn sẽ sử dụng để chế tạo kết cấu 19 2.3.1 Phân tích, lựa chọn các vật liệu hàn sẽ sử dụng

2.3.2 Thành phần hóa học của các vật liệu hàn đã chọn

2.3.3 Cơ tính của vật liệu hàn đã chọn

2.3.4 Các chỉ dẫn và khuyến cáo của Nhà sản xuất vật liệu hàn đã chọn . CHƯƠNG 3: CHẾ TẠO PHÔI HÀN 3.1 Xác định hình dáng, kích thước của các chi tiết hàn 21

3.2 Khai triển phôi cho các chi tiết hàn 25

3.3 Lựa chọn phôi, kiểm tra và nắn phôi cắt 30

3.3.1 Lựa chọn phôi nhập

3.3.2 Yêu cầu về chất lượng và phương pháp kiểm tra phôi nhập

3.3.3 Nắn phôi trước khi lấy dấu và cắt

3.4 Lấy dấu và đánh dấu phôi 34

3.4.1 Lấy dấu và vạch dấu trên tấm phôi để cắt

3.4.2 Đánh mã số cho các miếng phôi/chi tiết hàn

3.5 Cắt phôi 38

3.5.1 Phân tích, lựa chọn phương pháp cắt phôi

3.5.2 Xác định các thông số chế độ cắt phôi

3.5.3 Lựa chọn máy (thiết bị) cắt phôi phù hợp

3.6 Tạo hình phôi 40

3.6.1 Phân tích, lựa chọn phương pháp tạo hình phôi

3.6.2 Xác định các thông số chế độ công nghệ tạo hình phôi

3.6.3 Lựa chọn máy (thiết bị) tạo hình phôi phù hợp

3.7 Tạo mép hàn (vát mép hàn) 46

3.7.1 Yêu cầu về hình dáng, kích thước và chất lượng mép hàn của các mối hàn

3.7.2 Lựa chọn phương pháp và thiết bị tạo mép hàn

3.7.3 Cắt/sửa lại phôi/mép hàn sau khi tạo hình

CHƯƠNG 4: GÁ LẮP VÀ HÀN ĐÍNH KẾT CẤU HÀN 4.1 Phân tích, lựa chọn/thiết kế mới đồ gá hàn 50

4.1.1 Lựa chọn/thiết kế mới đồ gá hàn

4.1.2 Nguyên lý hoạt động của đồ gá đã chọn/đã thiết kế

4.2 Kỹ thuật gá lắp, định vị và cố định (kẹp) phôi hàn trên đồ gá 50

4.2.1 Chuẩn gá kẹp và định vị phôi trên đồ gá hàn

4.2.2 Trình tự các nguyên công và các bước gá lắp phôi lên đồ gá

4.2.3 Cách kiểm tra phôi sau khi lắp ghép trên đồ gá

4.3 Chế độ và kỹ thuật hàn đính 55

4.3.1 Phân tích, lựa chọn loại quá trình hàn đính

4.3.2 Tính toán/lựa chọn chế độ hàn đính

4.3.3 Kỹ thuật hàn đính

CHƯƠNG 5: QUÁ TRÌNH XỬ LÝ TRƯỚC KHI HÀN 5.1 Xử lý nhiệt trước khi hàn – Preheating 57

5.1.2 Phân tích, lựa chọn phương pháp nung sơ bộ

5.1.3 Chế độ công nghệ và kỹ thuật nung sơ bộ

5.2 Xử lý cơ - hóa 61

5.2.1 Xác định nhu cầu làm sạch trước khi hàn

5.2.2 Phân tích, lựa chọn phương pháp làm sạch mép hàn

5.2.3 Chế độ công nghệ và kỹ thuật làm sạch mép hàn

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ HÀN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ HÀN PHÙ HỢP 6.1 Tính toán các thông số chế độ hàn cho từng mối hàn 63

6.1.1 Tính toán/lựa chọn các thông số chế độ hàn chính (d, I h , U h , v h , v d , q d )

6.1.2 Lựa chọn/tính toán các thông số kỹ thuật bổ sung (Q k , P k , cỡ chụp khí, v.v )

6.1.3 Các bảng tổng hợp các thông số chế độ công nghệ hàn đầy đủ

6.2 Đề xuất phê chuẩn và lựa chọn các thiết bị hàn phù hợp 72

6.2.1 Đề xuất phê chuẩn thiết bị hàn

6.2.2 Lựa chọn thiết bị hàn cụ thể

6.2.3 Lựa chọn các dụng cụ, thiết bị phụ trợ

CHƯƠNG 7: QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SAU KHI HÀN 7.1 Xử lý nhiệt sau khi hàn – PWHT (ủ, ram các mối hàn) 77

7.1.1 Xác định nhu cầu xử lý nhiệt sau khi hàn

7.1.2 Phân tích, lựa chọn phương pháp nhiệt luyện liên kết hàn

7.1.3 Chế độ công nghệ và kỹ thuật nhiệt luyện liên kết hàn

7.2 Gia công cơ sau khi hàn hoàn thiện 80

7.2.1 Xác định nhu cầu gia công cơ sau khi hàn hoàn thiện

7.2.2 Phân tích, lựa chọn phương pháp gia công cơ sau khi hàn

7.2.3 Chế độ công nghệ gia công cơ sau khi hàn

CHƯƠNG 8: XÂY DỰNG CÁC BẢN QUY TRÌNH HÀN SƠ BỘ (pWPS) VÀ ĐỀ XUẤT PHÊ CHUẨN THỢ HÀN 8.1 Xây dựng các bản pWPS và đề xuất kiểm tra phê chuẩn pWPS 82

8.1.1 Xây dựng các bản pWPS cho các mối hàn

8.1.2 Đề xuất kiểm tra phê chuẩn các bản pWPS đã lập

8.1.2.1 Các bước kiểm tra phê chuẩn pWPS

8.1.2.2 Thiết kế các mẫu hàn để kiểm tra pWPS

8.1.2.3 Các kiểm tra không phá hủy (khi kiểm tra phê chuẩn pWPS)

8.1.2.4 Các kiểm tra phá hủy (khi kiểm tra phê chuẩn pWPS)

8.1.2.5 Thành lập biên bản phê chuẩn WPS

8.2 Đề xuất chấp nhận thợ hàn và/hoặc kiểm tra phê chuẩn thợ hàn mới 95

8.2.1 Đề xuất chấp nhận thợ hàn đối với thợ hàn đã có chứng chỉ

8.2.1.1 Điều kiện chấp nhận về thời hạn của chứng chỉ

8.2.1.2 Điều kiện chấp nhận về chủng loại vật liệu và chiều dày

8.2.1.3 Điều kiện chấp nhận về loại liên kết và tư thế hàn

8.2.1.4 Các điều kiện chấp nhận khác (loại quá trình hàn, lót đáy, v.v )

8.2.2 Đề xuất kiểm tra phê chuẩn (thi) và cấp chứng chỉ cho thợ hàn mới 81 8.2.2.1 Các bước tiến hành kiểm tra phê chuẩn thợ hàn mới

8.2.2.2 Thiết kế các mẫu hàn để kiểm tra phê chuẩn thợ hàn mới

8.2.2.3 Các kiểm tra không phá hủy (khi kiểm tra phê chuẩn thợ hàn mới)

8.2.2.4 Các kiểm tra cơ tính bổ sung

8.2.2.5 Chứng chỉ phê chuẩn thợ hàn mới

CHƯƠNG 9: KỸ THUẬT THỰC HIỆN CÁC ĐƯỜNG HÀN VÀ ĐỀ XUẤT THANH TRA/GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT HÀN 9.1 Đề xuất kỹ thuật thực hiện các mối hàn 104

9.1.1 Trình tự hàn các mối hàn

9.1.2 Các kỹ thuật hàn đối với từng mối hàn (dao động ngang, phân đoạn, v.v )

9.2 Đề xuất các công việc thanh tra/giám sát quá trình sản xuất hàn 106

9.2.1.1 Thanh tra vấn đề an toàn sản xuất

9.2.1.2 Thanh tra việc lựa chọn các vật liệu/vật tư sử dụng

9.2.1.3 Thanh tra việc lựa chọn và lắp ráp các thiết bị, dụng cụ sử dụng

9.2.1.4 Thanh tra việc chuẩn bị phôi/mép hàn và gá lắp hàn

9.2.1.5 Các thanh tra khác

9.2.2 Thanh tra/giám sát trong khi hàn

9.2.2.1 Giám sát việc cài đặt các thông số hàn

9.2.2.2 Giám sát kỹ thuật thực hiện các đường hàn

9.2.2.3 Các giám sát khác

9.2.3 Thanh tra/giám sát sau khi hàn 87

9.2.3.1 Thanh tra/giám sát việc bảo quản vật tư, thiết bị hàn

9.2.3.2 Thanh tra/giám sát việc xử lý các mối hàn sau khi hàn

9.2.3.3 Các thanh tra/giám sát khác

9.2.4 Thanh tra việc tuân thủ các bản quy trình hàn WPS

CHƯƠNG 10: ĐỀ XUẤT KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM SAU KHI HÀN HOÀN THIỆN & XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ CHẤP NHẬN ĐƯỢC CỦA KHUYẾT TẬT HÀN 10.1 Phân tích, lựa chọn các loại quá trình kiểm tra chất lượng hàn (NDT) 110 10.2 Kỹ thuật kiểm tra chất lượng các mối hàn trên sản phẩm đã hàn hoàn thiện 110

10.2.1 Kỹ thuật kiểm tra bằng mắt thường (VT – visual test)

10.2.2 Kỹ thuật kiểm tra NDT khác

10.3 Xác định mức độ chấp nhận được của khuyết tật hàn cho các mối hàn 120 10.3.1 Mức độ chấp nhận khuyết tật hàn khi kiểm tra VT

10.3.2 Mức độ chấp nhận khuyết tật hàn tương ứng với phương pháp NDT khác

10.4 Xác định mức độ biến dạng cho phép và dung sai sản phẩm hàn 122

KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ .123 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 PHỤ LỤC………

Gi¶i thÝch c¸c côm tõ viÕt t¾t

MAG/MIG Hàn trong môi trường khí bảo vệ (khí hoạt

tính/khí trơ)

FCAW Hàn bằng điện cực lõi bột

TIG Hàn bằng điện cực không nóng chảy trong môi

trường khí trơAWS American Welding SocietyASME American Society Of Mechanical Engineers

LPG Liquid Propane Gas

MAG Metal Active Gas

 ,t,s [mm] ChiÒu dµy

 [%] HiÖu suÊt hå quang

t8/5 [s] Thời gian nguội

Thùng chứa đợc cấu tạo bởi phần chính:

+ Thân bình:đợc làm từ thép không gỉ Autenite ASTM A 358 mac 316 và đợclốc tròn nhờ máy lốc

+ Hai chỏm cầu đợc làm từ thép không gỉ Autenite ASTM A 358 mac 316

và vê bằng máy vê chỏm cầu

+1 +3

+4 +1

+4 +1

Hình 1.3 Bản vẽ đánh số mối hàn

*nhóm mối hàn: nhóm mối hàn 1,2,3,4 :đều là mối hàn giáp mối

Ch¬ng 2:

Ph©n tÝch lùa chän vËt liÖu c¬ b¶n, lo¹i qu¸ tr×nh hµn Vµ vËt liÖu hµn 2.1 Ph©n tÝch, lùa chän vËt liÖu c¬ b¶n cña c¸c chi tiÕt hµn

2.1.1 Ph©n tÝch,lùa chän vËt liÖu c¬ b¶n

Theo thiÕt kÕ thïng chøa khí lµm b»ng thÐp kh«ng gØ Austenite ASTM A

358 mac 316

2.1.2 Thµnh phÇn ho¸ häc cña vËt liÖu c¬ b¶n

a) Víi thÐp kh«ng gØ Austenite ASTM A 358 mac 316 trang 227 Theo Tiªu ChuÈn 4303 – 91 91 cña [5]

B ng 2-1:ảng 2-1: Thµnh phÇn % ho¸ häc c a Thép ủa Thép ASTM A 358 mac 316

+ Chọn hệ số an toàn của vật liệu: đối với thép hợp kim ta chọn n = 1,5

+ Ứng suất cho phép của vật liệu là:   205 162, 2

1, 45

ch n



+ Mụ đun đàn hồi: E = 210.109 [Pa]

HRBMax

HVMax

2.1.4 Các chú ý khi hàn chủng loại vật liệu đã chọn

Theo yêu cầu của thiết kế,thùng chứa khí đợc làm từ vật liệu thép không

gỉ SUS 316

*Đối với thép ASTM A 358 mac 316

+ Vật liệu cơ bản để chế tạo thựng chứa khớ là thép ASTM A 358, đây là

Vậy với : CE = 2,08 > 0,45 ,nên xảy ra khả năng nứt nguội

* M ột số nguyờn nhõn của hiện tượng nứt nguội:

- Lượng hydro khuếch tỏn vào KLMH và VAHN quỏ nhiều

- Tổ chức kim loại nhạy cảng 2-1:m (bainit, mactenxit)

- Sự tồn tại của Thộp a ứng suất kộo lớn

- Dựng loại quỏ trỡnh hàn ớt hydro (que hàn hoặc thuốc hàn thuộc hệ xỉ bazo được sấy đỳng cỏch, khớ bảo vệ khụng chứa ẩm).

* Biện phỏp kết cấu

- Gỏ lắp tốt để giảm ứng suất (trỏnh kẹp quỏ chặt)

- Nhiệt luyện sau khi hàn (ram, ủa Thộp khử ứng suất dư)

*biện phỏp vật liệu:

-Dựng kim loại cơ bản cú chất lượng cao, ớt tạp chất P,S

- Sử dụng vật liệu cơ bản và vật liệu hàn phự hợp

- Kiểm soỏt tốt độ ẩm trong vật liệu hàn(thuốc hàn)

2.1.4.2 Đánh giá khả năng nứt nóng của thép áp dụng công thức trang 47 của [1]

N S P S

r n

i i

0

3

100 25

= 1000 0,08

0,03 10 0,045 0,03

25 100 3.2 16 3 0

Vậy với : HCS = 0.56 < 4 , do đó không xảy ra nứt nóng

* Đối với thép ASTM A 358 mac 316 để chống hiện tợng nứt nóng ta dùng các phơng pháp ra nhiệt nh : ra nhiệt vùng Hàn với nhiệt độ tích hợp trớc khi Hàn

2.1.4.3 Đỏnh giỏ khả năng nức tầng P L, theo trang 64 và 59 [5] ta cú:

+ Tránh tập trung ứng suất nh thay đổi kích thớc chi tiết đột ngột

+ hạn chế tối đa nhất việc sử dụng đờng hàn

-Về mặt công nghệ:

+ Bằng cách nung nóng bổ sung sau khi hàn ,ta dùng to nung nhỏ,

+ Khống chế nhiệt độ giữa các đờng hàn,nhiệt độ giữa các lớp hàn là150-:- 300 0c

+ Dùng tốc độ nung nhỏ chủ yếu trong giai đoạn đầu khi ram với các

vật hàn lớn hoặc có hình dạng phức tạp , tốc độ nung nóng khoảng 15-30oC/ giờ + Khống chế nhiệt độ giữa các đờng hàn hoặc nung nóng bổ sung ngay sau hàn sao cho vật hàn chỉ nguội đến nhiệt độ giữa các lớp hàn rồi tiến hàn ram ngay lập tức giảm khả năng đa vào vật hàn các yếu tố gây tập trung ứng suất

+Ngăn ngừa nứt loại này bằng cách thờng hóa vùng quá nhiệt

2.1.4.5: các chú ý và đặc điễm khi chon vật liệu đã chọn

Theo tài liệu [5](115ữ120), ta cú một số chỳ ý sau:

Khi hàn cần chỳ ý thộp hợp kim vi lượng:ASTM A358,mỏc 316 của ta

dễ bị nức nguội cũn được gọi là nức chậm,nức do hydro(hydrogen-inducedcrack)là dạng nức xuất hiện ở một thời gian nhất định(trong vong 48 giời)saukhi kết thỳc hàn,lỳc nhiệt độ của mối hàn thấp hơn dải 200ữ2500C vậy ta cầnkhắc phục hiện tượng này như:

+ Kiểm soát nồng độ hydro

Có thể giảm mạnh lượng hydro có trong kim loại mối hàn thông qua sửdụng vật liệu hàn thích hợp,cần sử dụng que hàn,thuốt hàn thuộc hệ xỉ bazơđược sấy kỹ (300÷35oC) bề mặt vật hàn được làm sạch cẩn thận,kết hơp với sửdụng công nghệ hàn thích hợp

có độ cứng vững nhỏ hơn mối hàn sau

+ Kiểm soát nhiệt độ

Nức nguội dễ sảy ra nhất trong dải nhiệt độ nhỏ hơn 100OC Việc sử dụngnhiệt độ nung nóng sơ bộ và nhiệt độ giữa các đường hàn đủ cao có tác dụngthúc đẩy hydro khuyếch tán và giảm khả năng nức nguội

Đặc điểm công nghệ khi hàn:

+ Cần gá lắp trước khi hàn để đảm bảo độ lớn cần thiết của khe hở đáy, cóthể dùng đồ gá hoặc hàn đính

+ Tiết diện ngang mối hàn đính thường bằng 1/3 tiết diện ngang của mốihàn nhưng phải có độ lớn tối đa 25÷30mm2 và chiều dài khoảng 20÷120mm,cách nhau khoảng 500÷800mm

+ Có thể hàn đính bằng que hàn có thuốc bọc hoặc hàn dính bằng phươngpháp hàn bán tự dộng trong môi trường khí bảo vệ

+ Khi hàn 1 lớp, nên hàn đính từ phía dối diện mối hàn

+ Khi hàn nhiều lớp Mối hàn đính được đặt ở lớp thứ nhất Và chú ý phảinung chảy hoàn toàn mối hàn đính khi thực hiện hàn mối hàn nối (mối hàn

+ Trước khi hàn cần phải làm sạch bề mặt khỏ dầu mỡ, gỉ, và cỏc chất bẩnkhỏc bỏm trờn bề mặt chi tiết cần hàn trong phạm vi rộng ớt nhất 30mm về mỗiphớa của mối hàn ( trờn toàn bộ chiều dài đường hàn và thộo chiều rộng mốihàn).

2.2 Phân tích ,lựa chọn các loại quá trình hàn sẽ sử dụng để chế tạo chi tiết

2.2.1 Phân tích,lựa chọn loại quá trình hàn.

Nhận xét:

- Chi tiết cần chế tạo là thùng chứa khí chịu áp suất cao Ngoài việc đảm bảo

độ bền cần thiết thì chi tiết cần phải đảm bảo độ chống dò rỉ cao & làm việc tin cậytrong quá trình vận hành , số lợng chế tạo chi tiết là 02 chiếc

có trình độ kỹ thuật

+ Trang thiết bị và vật liệu hàn dễ kiểm & có sẵn

+ Đối với phơng pháp hàn MAG Khí bảo vệ đợc sử dụng là : 80%Ar+20%CO2

 Chất lợng mối hàn tốt ,kim loại ít bắn toé ,tiết kiệm kim loại

 Vùng ảnh hởng nhiệt nhỏ nên ít biến dạng sau khi hàn

2.2.2 Các thông số chế độ hàn của quá trình hàn đã chọn:hàn MAG

+ Dây hàn : + Đờng kính dây hàn : + Dòng điện hàn : + Điện áp hàn : + Vận tốc hàn : + Cỡ chụp khí : + Dòng hàn : + Lu lợng khí bảo vệ :

2.2.3 Các thông số kỹ thuật bổ sung của các quá trình hàn đã chọn

- Cực tính của điện cực :(DC+, DC-, EP)

- Chế độ sấy

- Qủi đạo và biên độ dao động ngang của súng hàn khi hàn

- Góc nghiêng của điện cực theo các phơng trong qua trình hàn

2.2.4 Các kỹ thuật hàn của các quá trình hàn đã chọn :

-Mật độ dòng hàn cao , bảo đảm vùng ảnh hởng nhiệt hẹp.

- Có thể điều chỉnh thành phần hóa học của mối hàn thông qua thay đổi thành phần hóa học của dây hàn và khí bảo vệ

- Khả năng cơ giới hóa và tự động hóa cao

- Năng suất hàn cao

*Các kỷ thuật hàn đối với phơng pháp hàn MAG

- Các chuyển động của dây hàn :

Hình 2.1 chuyển động dây hàn

2.3 Phân tích,Lựa chọn các loại vật liệu hàn sẽ sử dụng để tạo kết cấu 2.3.1 Phân tích,lựa chọn vật liệu hàn

Dựa vào tính chất hoá học và cơ tính của kim loại cơ bản :

Vì thân bình đợc làm từ thép không gỉ SUS 316 nên trong quá trình hàn ta phải áp dụng ra nhiệt nào cho mối hàn để kim loại cơ bản - mối hàn có độ bền

đồng nhất.Ta chọn dây hàn ER 316L theo trang 178 tập của[1]

2.3.2 Thành phần hoá học của vật liệu hàn đã chọn

* Chọn loại dây hàn:

+ Với thép không gỉ ASTM A 358 mac 316

Theo trang 200 quyển tập 2 củă [1] ta chọn dây hàn:ER 316L

B ng 2-3: ảng 2-1: Thành phần hoá học của dây hàn ER 316L

C max Si (%) Mn( %) Cr ( %) Ni (%) Mo

0,03 1,0  2,0 16,018,0 10,014,0 2,03,0

2.3.3 Cơ tính của vật liệu hàn đã chọn

Mác Thép Nhiệt độ δ ch Kg /mmGịới hạn chảy2

Gịới hạn bền

δ b Kg /mm2

HBmax

HRBMax

HVMax

CHƯƠNG 3: CHẾ TẠO PHễI HÀN

3.1 Xác định hình dáng và kích thớt của tất cả các chi tiết hàn:

*Chi tiết số 1:

Hình 3.1: chi tiết số 1

*Chi tiết số 2:

*Chi tiết số 4:

Hỡnh 3.4:chi tiết số 4

Bảng 3-1: Thống kờ số lượng chi tiết của một sản phẩm hoàn chỉnh

lượng

Loại phụi sẽ chọn

1 Miệng thùng 02 Phôi đúc chiều dày 10mm

2 Chỏm cầu trên 02 Phụi tấm ,chiều dày 10mm

3 Thõn thựng 02 Phụi tấm ,chiều dày 10mm

4 Chỏm cầu dới 02 Phụi tấm ,chiều dày 10mm

3.2 Khai triển phôi cho các chi tiết hàn

B ng ảng 2-1: 3-2: D ng c khai tri n phụi gụng cụ khai triển phụi gồ ụng cụ khai triển phụi gồ ển phụi gồ ồm:

STT Tờn dụng cụ Mục đớch sử dụng Ghi chỳ

1 Thớc vuông Dùng để đo độ vuông góc

2 Mũi vạch Dùng để vạch dấu

3 Dây gai Dùng để căng và lấy dấu

4 Thớc cuộn 20 m Dùng để đo kích thớc

5 Thớc lá: Dùng để đo kích thớc

 Khai triển Chi tiết số 1.

Đối với chi tiết số 1,ta dùng phôi đúc nên ta không cần khai triển

 Khai triển Chi tiết số 2,4:đối với chi tiết chỉ khác nhau ở chỗ chi tiết 2

có khoét lỗ 200 còn lại ta khai triển giống nhau.

2 2 2.3,14.510.400 1281120

Số lơng là 2

Để lựa chọn phôi ta áp dụng phơng pháp diện tích

Diện tích của miếng phôi bằng diện tích của chi tiết gọi D la đờng kings của phôi ta có:

 D2 / 4 1281120   D2  1270mm

Nh vậy sau khi khai triển ta có hình dạng tấm phôi sau:

Hình 3.2 chi tiết số 2,4 khai triển

 Khai triển chi tiết số 3:

 Phơng pháp khai triển chi tiết số 3 :

Ngòi nhập phôi phải là ngời có thẩm quyền,khi nhập phôi phải có đủ mặt

đại diện 2 bên : bên Giám sát và bên Thi công

Phôi nhập phải có mác 316 phải có thành phần hoá học và cơ tính nh ta đãchọn ở mục 2.1.2 Nếu phôi thép nhập không có đủ thành phần hoá hoc và cơtính thì ta không đợc nhập phôi đó.

Phôi đúc chi tiết số 1

Phôi thép ban đầu nhập có kích thớc là 3000x12000x10 mm

Dung sai của phôi là 6 mm chiều dài

Hình 3-4: Phôi thép ban đầu

Yêu cầu của phôi:độ dung sai và cong vênh tối đa là 6 mm

Ta lấy dấu các chi tiết trên loại tôn đã chọn, tức là chuyển kích thước của chi tiết

từ bản vẽ thành kích thước thật trên tấm tôn Do kích thước chi tiết ngắn nên takhông cần lấy dư kích thước cho kim loại bị co trong quá trình hàn Chi tiết nọcách chi tiết kia 2 mm để khi cắt một mạch được luôn hai chi tiết vừa tiết kiệmtôn vừa tiết kiệm thời gian cắt cũng như kinh phí cắt

3.3.2 : yêu cầu về chất l ợng va ph ơng pháp kiểm tra phôi nhập :

Dung sai độ thẳng, độ phẳng, độ song song của phôi : (Theo tiêu chuẩn ISO 13920:1996)

* Các phương pháp kiểm tra phôi nhập (kiểm tra chất lượng bề mặt): Ápdụng theo tiêu chuẩn ISO 13920:1996

+) Kiểm tra độ phẳng của phôi tấm bằng đồng hồ đo, bàn máp

Sơ đồ kiểm tra

Kiểm tra độ song song :Áp dụng theo sơ đồ dưới đây

3.3.3 :nắn phôi tr ớc khi lấy dấu và cắt

+ Phôi nhập về không thể tránh khỏi cong vênh trong quá trình vận chuyển.+ Chính vì thế tác giả khuyến cáo độ cong vênh của phôi là 1mm/1mchiều dài

+ Do vậy phải nắn phôi giúp cho phôi thẳng,không bị cong vênh………

- Với vật liệu dày:

+ Cú thể dựng 2 miếng gỗ kẹp chặt lại rồi kộo, để thụng qua miếng gỗ mà

nắn phẳng phụi

+ Khi nắn chỉnh mặt phẳng, cần chỳ ý rằng độ cứng của dụng cụ sử dụng

phải thấp hơn độ cứng của chi tiết để trỏnh gõy xước bề mặt chi tiết và mặt tiếpxỳc với chi tiết phải trơn nhẵn

- Phôi nhập nếu chưa đảm bảo các yêu cầu về độ phẳng, thẳng thì cần tiếnhành cán phẳng đối với phôi tấm và nắn thẳng đối với phôi ống

- Đối với phôi thép tấm đã nhập, tác giả chọn máy cán phẳng là máy: WD43 của hãng ZHENTEC

Hình ảnh và thông số kĩ thuật của máy như sau :

3.4 Lấy dấu và đánh dấu phôi :

3.4.1 :Lấy dấu và vạch dấu trên tấm phôi cắt

* Mục đớch của việc lấy dấu

* Thứ nhất: Căn cứ vào bảng 2-1:n vẽ và yờu cầu cụng nghệ xỏc định lượng dưcỏc bề mặt

gia cụng và vị trớ tương hỗ giữa cỏc lỗ bỏnh răng đển phụi gồ làm chỗ dựa giacụng hoặc

làm hiệu chỉnh sau này

* Thứ hai: Cú thển phụi gồ kiển phụi gồm tra trước khi gia cụng đối với phụi và tiến hànhđiều chỉnh

đển phụi gồ kịp thời loại bỏ sảng 2-1:n phẩm sơ chế khụng đủa Thộp quy cỏch, trỏnh lóng phớthời gian

* Thứ ba: Xỏc định vị trớ cắt lấy vật liệu ở trờn tấm vật liệu bố trớ hợp

lý tiết kiệm

* Nh ững dụng cụ khi lấy dấu

Căn cứ vào cụng dụng cụ khai triển phụi gồng, dụng cụ khai triển phụi gồng cụng cụ khai triển phụi gồ lấy dấu cú thển phụi gồ chia ra dụng cụ khai triển phụi gồng cụng cụ khai triển phụi gồ cơchuẩn, dụng cụ khai triển phụi gồng cụng cụ khai triển phụi gồ đo

đặt đỡ, dụng cụ khai triển phụi gồng cụng cụ khai triển phụi gồ trực tiếp vạch dấu

Hỡnh 3.7: Dụng cụ khai triển phụi gồng cụng cụ khai triển phụi gồ đo

Hình 3.8: Dụng cụ trực tiếp vạch dấu

* Chất bôi quét thường dùng khi vạch dấu

Để nét dấu rõ ràng, dễ phân biệt, trước khi vạch dấu phải quét chất bôi quétlên vị trí cần vạch dấu Chất bôi thường có các loại sau:

* Chất bôi nước vôi: dùng để bôi lên bề mặt vật liệu phôi, nó được nấubằng nhựa đào hoặc keo da lợn sau đó cho nước vôi trắng vào đảo đều là thành

* Chất bôi sẫm, dùng để bôi lên bề mặt sau khi gia công thô hoặc tinh, nó

là hỗn hợp giữa sơn và cồn sau đó hòa tan thêm chất sẫm màu (màu tím nhạt,xanh, xanh lục…)

* Chất bôi đồng sunfat dùng đển phôi gồ bôi lên bề mặt phảng 2-1:i gia công tinh Nóđược pha chế

bằng đồng sunfat với nước

Trước khi sử dụng cụ khai triển phôi gồng các chất bôi, cần phảng 2-1:i làm sạch bề mặt chi tiết, chấtbôi cố gắng

bôi vào bộ phận cần vạch dấu, phảng 2-1:i bôi mỏng và đều

* K ỹ thuật vạch dấu

Trong khi vạch dấu lên phôi đển phôi gồ cắt các chi tiết của Thép a sảng 2-1:n phẩm, công nhâncần phảng 2-1:i

biết vẽ một sô đường cơ bảng 2-1:n sau:

* Vẽ đường song song: Dùng thước vuông góc di chuyển phôi gồn theo mặt cạnh

đã gia công của Thép a chi tiết, dùng mũi vạch đển phôi gồ vạch các đường song song vớinhau

* Vẽ đường vuông góc: Dùng thước vuông đển phôi gồ vẽ đường vuông góc

* Vẽ đường trũn: Đầu tiờn ta xỏc định tõm của đường trũn bằng thước đo,sau đú dung mũi đột để đột lỗ tõm trờn bề mặt tấm Dựng compa với độ rộng đủlớn vạch dấu đường trũn trờn tấm.

 Lấy dấu phôi trên phôi nhập :

 Lấy dấu chi tiết 2,3,4 trên tấm phôi nhập khổ 3000x12000x10 mm

Ta tiến hành lấy dấu theo hình vẽ dới đây.

tri sụ mach nụi 5 mm

Hình 3.9 lấy dấu toàn bộ chi tiết khai triển trên phôi nhập

Hệ số sử dụng vật liệu đối với tấm phụi số 1

- hệ số sử dụng vật liệu: ỏp dụng cụng thức η = n.f

F 100% (*) + F: là diện tớch tấm cắt (mm2)

+ f: là diện tớch của mỗi chi tiết (phụi) bố trớ trờn tấm cắt.(mm2)

+ n: là số lượng phụi (chi tiết) η1 = n.f

3.4.2 Đánh mã số cho các miếng phôi/chi tiết hàn:

Trên cơ sở phân tích trên ,ta lập bảng đánh mã số cho các miếng phôi nh sau:

1 Miệng thùng DA.TCK.CT001 Dự án,thùng chứa khí miếng sô

001,của chi tiết 1

2 Chõm cầu trên DA.TCK.CT002 Dự án ,thùng chứa khí miếng sô 002,của chi tiết 2

3 Thõn thựng DA.TCK.CT003 Dự án ,thùng chứa khí miếng sô 003,của chi tiết 3

Dự án ,thùng chứa khí miếng sô

có chiều dày lớn; cắt được cả đường thẳng và đường cong phức tạp; nhưng cókhuyết điểm là mép cắt không thẳng và không phẳng, vùng kim loại thay đổitính chất cơ lý ( vùng ảnh hưởng nhiệt ) lớn; độ chính xác kích thước và hìnhdạng hình học thấp Sau khi cắt xong, phôi thường phải được đưa qua gia công

cơ thêm

Tùy theo mức độ yêu cầu, người ta thường chia độ chính xác kích thướccủa phôi ( chi tiết ) cắt bằng khí ra ba loại sau đây:

Loại 1: Cắt ra các phôi ( chi tiết ) để hàn với nhau, dung sai cho phép là

3.5.2, Xác định thông số chế độ cắt.

Điểm bắt đầu cắt ở chỗ rìa mép của tấm cắt vì kim loại ở đó dễ nung lênnhiệt độ cắt và quá trình cắt xảy ra dễ dàng hơn Với chiều dày kim loại tấm <30mm việc nghiêng mỏ cắt có ý nghĩa quan trọng Góc nghiêng so với phươngvuông góc với bề mặt tấm phải là  400 và ngược với hướng cắt Điều này chophép tăng năng suất thêm 25 ÷ 30%

Tra bảng 3.71 tr256 sổ tay hàn ta được chế độ cắt.

Chieu day Ap suat

oxiKg/cm2

Cỡ đầungoài

Cỡ đầutrong

Tốc độ cắtMm/phút

Chieurộng cắtmm

3.5.3 Lựa chọn máy (thiết bị) cắt phôi phù hợp:

- Với chiều dày phôi tấm, chiều dày lớn nhất 10 mm, kích thước lớn nhất là

6000 x 1500 mm, ta chọn máy CNC plasma cutting model KTP-420 của hãngKotec

- Thụng số kĩ thuật của mỏy như sau :

3.6 Tạo hình phôi:

3.6.1 Phân tích , lựa chọn phơng pháp tạo hình phôi

* Với đề tài của tác giả là thiết kế quy trình hàn thùng chứa khớ, các chi tiết đợc chế tạo đơn giản - độ phức tạp hầu nh không có : Chính vì thế mà tác giảchọn phuơng pháp tạo hình đơn giản

Với chiều dày ( = 10 mm) và hình dạng của chi tiết nhỏ, có thể tiến

hành ở trạng thái nóng hay trạng thái nguội Khi tạo hình cần phải đặc biệt chú ý

đến bán kính uốn để sao cho tránh đợc hiện tợng nứt sinh ra trong quá trình uốn

Khi uốn ở trạng thái nóng thì bán kính uốn cho phép lấy nhỏ hơn uốn ở trạngthái nguội (đối với những chi tiết có cùng chiều dày và tính chất vật liệu) Trị sốbán kính uốn nhỏ nhất rmin đối với trờng hợp uốn ở trạng thái nguội thờng lấy nhsau:

rmin = 25 S , Trong đó S - chiều dày của chi tiết

* Từ những yêu cầu trên ta chọn phơng pháp tạo hình phôi chính là

ph-ơng pháp cắt phôi, ta lợi dụng máy cắt platma để tạo hình phôi Phph-ơng pháp này rất đơn giản và hiệu quả ngoài ra nó còn rất kinh tế cho công ty

Chi tiết số 1 là phôi đúc ta có kích thớc phôi đúc phải lớn hơn chi tiết khi gia công xong hoàn thiện, phôi đúc có hình dáng kích thớc nh sau

Sau khi đúc xong bao giờ cũng có ba via, kích thứơc lớn do đó mà ta phải dùng máy tiện để tiện phôi đúc,ta có thông số máy tiện nh sau :

* Ta dùng máy tiện để tiện chi tiết số 4 đạt độ chính xác, độ bóng và độmịn của chi tiết, có dung sai là : 0,03 mm

* Ta sử dụng máy tiện ngang của Nga : 18K60 có các thông số kỹ thuậtsau:

- Chiều dài máy là : 5900 mm

- Chiều rộng máy là: 2400 mm

- Chiều cao máy là : 2290 mm

- Đờng kính trục lô trên là: 420 mm

- Đờng kính 2 trục lô dới là: 400 mm

- Chiều dầy tôn lớn nhất là :30 mm

- Đờng kính lốc lớn nhất là :2100 mm

- Đờng kính lốc nhỏ nhất là :3500 mm

* Đối với máy vê chõm cầu ta có các thông số sau:

Chọn máy Vê chỏm cầu BF -36/6 Faccin

+ Kích thớc trục rỗng + Mô men khởi động ở 20oc 0.5 Ncm+ Vòng tua lớn nhất 6000 vòng/ phút+ Mô men quán tính 30 gcm2 + Nhiệt độ làm việc 0 - 6 oc+ Khả năng đờng kính chỏm cầu vê: max 6000 ,min 600+ Chiều dày max Plate 32 mm min Plate 06 mm

+ Phải có lỗ định tâm từ 30 – 91 60 mm

3.6.3 Lựa chọn máy (thiết bị) tạo hình phôi

Với đề tài của tác giả là thùng chứa khí nên tác giả chọn phơng pháp tạo hìnhlà

+ Chọn Máy lốc & máy vê chỏm cầu

Chọn máy lốc

- Chọn loại máy : FACCIN - kiểu 4 Hell - 3142

- Chiều dài máy là : 5900 mm

- Chiều rộng máy là: 2400 mm

- Chiều cao maý là : 2290 mm

- Đờng kính trục lô trên là: 420 mm

- Đờng kính 2 trục lô dới là: 400 mm

- Chiều dầy tôn lớn nhất là :30 mm

- Đờng kính lốc lớn nhất là :2100 mm

- Đờng kính lốc nhỏ nhất là :3500 mm

Hình 3-12 : Máy lốc FACCIN

Chọn máy Vê chỏm cầu BF -36/6 Faccin

+ Kích thớc trục rỗng + Mô men khởi động ở 20oc 0.5 Ncm+ Vòng tua lớn nhất 6000 vòng/ phút+ Mô men quán tính 30gcm2

+ Nhiệt độ làm việc 0 - 6 oc+ Khả năng đờng kính chỏm cầu vê: max 6000 ,min 600+ Chiều dày max Plate 32 mm min Plate 06 mm

+ Phải có lỗ định tâm từ 30 – 91 60 mm

Hình 3-13 : Máy Vê chỏm cầu BF -36/6 Faccin

Tạo hình chi tiết số 2

Ta dùng máy vê chỏm cầu BF -36/6 Faccin ta vê xong rồi cắt lỗ

sau có đờng kính D = 200 mm

Hình 3-14: Tạo hình chi tiết số 2

Tạo hình chi tiết số 3 :

Là ống trụ ta dùng máy lốc FACCIN có đờng kính D = 1200 mm

Hình 3-15: Bẻ mép phôi trớc khi lốc

Chi tiết số 3 sau khi lốc xong Đang lốc chi tiết số 3

Hình 3-16 : Tạo hình chi tiết số 3

Cắt khoét lỗ chi tiết 2 :

Sau khi vê chi tiết 2 xong ta tiên hánh lấy dấu khoét lỗ  200

R400

bẻ mép

Dùng máy cắt plasma để cắt lỗ chi tiết 2 máy nay cắt dợc chiều dày tôn 12mm ,dòng cắt là 50-90 A

3.7 Tạo mép hàn ( vát mép hàn ).

3.7.1 Yêu cầu về hình dáng, kích thớc và chất lợng mép hàn của mối hàn:

Yêu cầu về hình dáng của của mép hàn phải đạt yêu cầu nh phần :1.1  1.4 của chơng 1

Phôi hàn sau khi chế tạo phải đạt kích thớc nh yêu cầu:

Tác giả khuyến cáo : Dung sai độ thẳng là : 1 mm/1mét chiều dài

Dung sai độ trụ là : 1 mm/1mét chiều dài

Ta dùng dụng cụ để kiểm tra kích thớc của phôi là :

1 Thớc dây: Dùng để đo kích thứơc

2 Ke vuông : Dùng để đo độ vuông góc

3 Pamme Dùng để cặp chiều dày kích thớc

4 Thớc đo độ : Dùng để đo độ

 Liên kết hàn số : 0 1

+ Với  =10 mm Theo tiêu chuẩn D1.1 theo bảng 31 trang 63 ta có mối hàn giáp mối vát mép hai bên :