Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ hàn đến ứng suất và biến dạng liên kết hàn chữ t

Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ hàn đến ứng suất và biến dạng liên kết hàn chữ T Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ hàn đến ứng suất và biến dạng liên kết hàn chữ T Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ hàn đến ứng suất và biến dạng liên kết hàn chữ T Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ hàn đến ứng suất và biến dạng liên kết hàn chữ T Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ hàn đến ứng suất và biến dạng liên kết hàn chữ T

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn không chép tài liệu sử dụng cơng trình đƣợc cơng bố (ngoại trừ bảng số liệu tham khảo kiến thức tài liệu học tập nghiên cứu đƣợc phép sử dụng) Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm lời cam đoan Hà Nội, tháng năm 2013 Tác giả Nguyễn Ngọc Cảnh LỜI CẢM ƠN Tác giả xin cảmPGS.TS Nguyễn Tiến Dƣơng, ngƣời hƣớng dẫn trực tiếp giúp đỡ tận tình việc định hƣớng nghiên cứu, tổ chức thực đến q trình viết hồn chỉnh Luận văn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban lãnh đạo Viện Cơ Khí Viện đào tạo Sau đại học – Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành Luận văn Tác giả trân cảm ơn lãnh đạo khoa khí trƣờng Cao Đẳng Nghề Dịch Vụ Hàng Không –AIRSERCO, Doanh nghiệp sản xuất khí Tiến Tú tạo điều kiện cho tơi hồn thành phần thực nghiệm luận văn Do lực thân nhiều hạn chế nên Luận văn khó tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến Thầy/ Cơ giáo, nhà khoa học đồng nghiệp Hà Nội, tháng năm 2013 Tác giả Nguyễn Ngọc Cảnh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .1 LỜI CẢM ƠN .2 CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN HỆ THỐNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .8 PHẦN MỞ ĐẦU .10 Lý chọn đề tài 10 Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu 11 2.1 Mục đích nghiên cứu 11 2.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 11 Tóm tắt nội dung thực đóng góp tác giả 11 Phƣơng pháp nghiên cứu 12 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .13 1.1 Tổng quan liên kết hàn chữ T ứng dụng chúng .13 1.1.1 Tổng quan liên kết hàn chữ T 13 1.1.2 Ứng dụng liên kết hàn chữ T 15 1.2.Tính cấp thiết việc nghiên cứu ảnh hƣởng chế độ hàn đến ứng suất biến dạng liên kết hàn chữ T 16 1.2.1.Tính kinh tế 16 1.2.2 Tính cơng nghệ .17 Kết luận chƣơng I 18 CHƢƠNG XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN 19 2.1 Phân tích lựa chọn phƣơng pháp hàn .19 2.1.1.Phƣơng pháp hàn hồ quang tay .19 2.1.2.Phƣơng pháp hàn hồ quang dƣới lớp thuốc .19 2.1.3.Phƣơng pháp hàn khí (hàn hơi) .20 2.1.4.Phƣơng pháp hàn TIG .20 2.2 Nguyên lý đặc điểm ứng dụng hàn MAG/MIG 21 2.2.1 Nguyên lý trình hàn 21 2.2.2 Đặc điểm trình hàn 22 2.2.3 Phạm vi ứng dụng 22 2.3 Vật liệu thiết bị hàn MAG/MIG 23 2.3.1 Dây hàn (điện cực nóng chảy) 23 2.3.2 Khí bảo vệ .24 2.3.3 Thiết bị hàn MAG/MIG 26 2.4 Chế độ kỹ thuật hàn 29 2.4.1 Chế độ hàn 29 2.4.2 Kỹ Thuật hàn MAG /MIG 38 2.5 Tính tốn xác định chế độ hàn cho liên kết hàn chữ T .39 2.5.1 Cơ sở tính tốn chế độ hàn cho liên kết hàn chữ T 39 2.5.2 Xác định chế độ hàn cho liên kết hàn chữ T 40 Kết luận chƣơng .47 CHƢƠNG TÍNH TỐN ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG KHI HÀN LIÊN KẾT CHỮ T .47 3.1 Cơ sở lý thuyết tính tốn ứng suất biến dạng liên kết hàn chữ T .47 3.1.1 Ứng suất biến dạng co dọc liên kết hàn chữ T 47 3.1.2 Ứng suất biến dạng co ngang liên kết hàn chữ T 54 3.2 Tính tốn ứng suất biến dạng hàn liên kết chữ T 59 3.2.1 Tính tốn ứng suất biến dạng co dọc gây 60 3.2.2 Ứng suất biến dạng co ngang .62 Kết luận chƣơng III 63 CHƢƠNG ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ HÀN ĐẾN ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG LIÊN KẾT HÀN CHỮ T 64 4.1 Chế độ hàn 64 4.2 Chế độ hàn 64 4.3 Chế độ hàn 67 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH BIẾN DẠNG KHI HÀN LIÊN KẾT CHỮ T 72 5.1 Mẫu hàn thực nghiệm 72 5.2.1 Thiết bị hàn .72 5.2.2 Vật liệu hàn 74 5.3 Chế độ hàn mẫu thử bảng 4-1 75 5.4 Sơ đồ nguyên lý trình tự tiến hành thực nghiệm đo biến dạng 75 5.4.1 Các thiết bị sử dụng để đo biến dạng .75 5.4.2 Sơ đồ đo biến dạng 75 5.4.3 Tiến hành thực nghiệm 76 5.5 Kết thực nghiệm 82 5.5.1 Kết đo độ võng, đo độ co dọc 82 5.5.2 Kết đo biến dạng góc .84 5.6 So sánh kết thực nghiệm với kết tính toán .84 Kết luận .85 CHƢƠNG VI CÁC BIỆN PHÁP LÀM GIẢM ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG HÀN LIÊN KẾT CHỮ T 86 6.1 Các biện pháp làm giảm ứng suất biến dạng hàn 86 6.1.1 Các biện pháp kết cấu để làm giảm ứng suất biến dạng hàn .86 6.1.2 Các biện pháp công nghệ để làm giảm ứng suất biến dạng hàn 86 6.2 Các biện pháp xử lý ứng suất biến dạng sau hàn 89 6.2.1 Biện pháp xử lý 89 6.2.2 Biện pháp xử lý nhiệt .89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91 Kết luận .91 Kiến nghị 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Ký hiệu Đơn vị b [mm] Kích thƣớc vùng tính tốn  [mm] Chiều dày vật liệu h [mm] Kích thƣớc chi tiết F [mm2] Diện tích tiết diện P [KN] Lực tác dụng J [cm4] Mô men quán tính б [KN/cm2] Ứng suất pháp τ [KN/cm2] Ứng suất tiếp E [KN/cm2] Mô đun đàn hồi γ [g/cm3] Khối lƣợng riêng μ Nội dung Hệ số Possion YA [mm] Chuyển vị F [mm2] Diện tích V [mm3] Thể tích m [kg] Khối lƣợng δ [%] Độ dãn dài tƣơng đối ak [kp.m/cm2] M (KN.cm) k mm Cạnh mối hàn Ih (A) Cƣờng độ dòng điện hàn Uh (V) Điện áp hàn Vh (m/h) Tốc độ/ vận tốc hàn qđ (J/s) Năng lƣợng đƣờng Độ dai va đập Mômen HỆ THỐNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1 Các loại liên kết hàn .13 Hình 1-2 Các dạng liên kết hàn chữ T 14 Hình 1-3 Các hàn liên kết chữ T không gian 14 Hình 1- Các dạng vát mép mối hàn góc liên kết chữ T 14 Hình 1- Các mối hàn góc liên kết chữ T 15 Hình 1-6 Hình minh hoạ ứng dụng hàn vách ngăn khoang Tàu 15 Hình 1-7 Hình ảnh chế tạo dầm hàn chữ I đƣợc liên kết hàn chữ T hàn đồng thời hai phía 16 Hình 1-8 Ứng dụng liên kết hàn chữ T, hàn gân tăng cứng cột nhà công nghiệp 16 Hình2-1 Sơ đồ nguyên lý hàn hồ quang điện cực nóng chảy mơi trƣờng khí bảo vệ 21 Hình 2-2 Thiết bị bán tự động hàn hồ quang điện cực nóng chảy mơi trƣờng khí bảo vệ 26 Hình2-3 Súng hàn 27 Hình 2-4 Mỏ hàn cổ cong, làm nguội khí .27 Hình 2-5 Bộ cấp dây hàn 28 Hình 2-6 Van chỉnh áp khí bảo vệ 29 Hình 2-7 Hình dạng mối hàn ảnh hƣởng cƣờng độ dịng điện hàn 30 Hình 2-8 Hình dạng mối hàn ảnh hƣởng mật độ dòng điện hàn 32 Hình 2-9 Hình dạng mối hàn ảnh hƣởng điện áp hàn 33 Hình 2-10 Ảnh hƣởng tốc độ hàn lên hình dạng mối hàn 35 Hình -11 Chiều dài điện cực phía ngồi mỏ hàn (a) quan hệ dòng điện – phần nhô điện cực (b) .36 Hình 2-12 Ký hiệu liên kết hàn chữ T 40 Hình 3-2 Đồ thị tra hệ số k .49 Hình 3-3 Biểu đồ xác định nội lực 50 Hình 3-4 Biểu đồ ứng suất .51 Hình 3-5 Biểu đồ nội lực ứng suất 52 Hình 3-6 Biểu đồ biến dạng .54 Hình 3-7 Biến dạng góc hàn phía .55 Hình 3-8 Biến dạng góc hàn hai bên 56 Hình -9 Biến dạng co ngang uốn biên 57 Hình 3-10 Các trƣờng hợp biến dạng uốn biên gây 58 Hình 3-11 Ký hiệu liên kết hàn chữ T 59 Hình 3-12 Biến dạng sau hàn .62 Hình 4-1 Đồ thị ảnh hƣởng chế độ hàn đến ứng suất 70 Hình 4-2 Đồ thị ảnh hƣởng chế độ hàn đến biến dạng 70 Hình 5-1 Liên kết hàn chữ T 72 Hình 5-2 Thiết bị hàn thực nghiệm 73 Hình 5-3 Sơ đồ đo độ võng, độ co dọc 75 Hình 5-4 Sơ đồ đo độ võng 76 Hình 5-5 Chế độ hàn chƣa hợp lý 77 Hình 5-6 Chế độ hàn hợp lý .77 Hình 5-7 Chuẩn bị phôi 78 Hình 5-8 Gá đính chi tiết 78 Hình 5-9 Đo độ võng co dọc trƣớc hàn 79 Hình 5-10 Đo biến dạng góc trƣớc hàn 80 Hình 5-11 Chỉnh máy trƣớc hàn 80 Hình 5-12 Hàn đồng thời hai mối hàn .81 Hình 5-13 Chi tiết sau hàn xong 81 Hình 5-14 Đo độ võng co dọc sau hàn xong mối han 82 Hình 5-15 Đo biến dạng góc sau hàn 82 Hình 6-1 Các phƣơng án hàn liên kết chữ T 88 Hình 6-2 Biểu đồ xử lý nhiệt sau hàn 90 PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật, ngành Hàn đóng vai trị đặc biệt quan trọng.Ở đâu, bắt gặp sản phẩm ngành Hàn từ gia đình đến quan, phân xƣởng sản xuất hay công trƣờng xây dựng Đặc biệt sản phẩm ngành Hàn chiếm tỷ trọng lớn lĩnh vực nhƣ: Đóng tàu, giao thông, xây dựng, y tế, … Hiện nay, ngành Hàn phát triển mạnh mẽ với đời hang loạtcác phƣơng pháp hàn khơng hàn đƣợckim loại với kim loại mà cịn hàn đƣợc kim loại với phi kim, hàn đƣợc vật liệu dẻo vật liệu composite Các thiết bị hànngày đại từ từ hàn hồ quang tay đến hàn Bán Tự Động, hàn TựĐộngnhằm giải phóng sức lao động cho ngƣờivà đem lại hiệu kinh tế cao Các sản phẩm ngành hàn ngày có tínhƣu việt từ chất lƣợng đến kiểu dáng mẫu mã Để sản xuất sản phẩm ngành hàn, có nhiều yếu tố ảnh hƣởng tới chất lƣợng sản phẩm nhƣ :thành phần hoá học chi tiết hàn, củavật liệu hàn, phƣơng pháp hàn, vị trí hàn…chúng ta phải quan tâm đặc biệt đến Ứng suất biến dạng Hànvì nhân tố định đến chất lƣợng sản phẩm Hàn.Việcnghiêncứutínhtốntrạngtháiứngsuấtvàbiếndạngkhihàncómộtýnghĩahếtsứ cquantrọng.Biếtđƣợcứngsuấtvàbiếndạngcủakếtcấusaukhihànchophépđánhgiákhản ănglàmviệccủakếtcấu.Khichếtạovàlắpghépdocóứngsuấtvàbiếndạngnêncónhữngsai sốnhấtđịnh,nhờviệcnghiêncứuvềchúngmàtacóthểđảmbảođƣợcđộchínhxáccủakết cấuhàn.Tacầntínhtốnứngsuấtvàbiếndạngsẽxuấthiệndohàngâyrathìmớicóđƣợcquy trìnhcơngnghệhànphùhợpđểgiảmứngsuấtvàbiếndạng Nhân tố ảnh hƣởng tới ứng suất biến dạng hàn chế độ hàn, với chế độ hàn khác đƣợc giá trị ứng suất biến dạng hàn khác nhau.Chính việc nghiên cứu ảnh hƣởng chế độ hàn đến ứng suất biến dạng quan trọng Trong loại liên kết hàn nhƣ: liên kết hàn giáp mối, liên kết hàn góc, 10 4) Đo biến dạng - Đo kích thƣớc đọc số đo đồng hồ xo vị trí tiến hành độ co dọc, độ võng liên kết đính xong (chƣa hàn) - Hai gối đỡ đƣợc bắt cố định mặt bàn,vị trí đo vị trí nhƣ hình vẽ sau: Hình 5-9 Đo độ võng co dọc trước hàn 79 Hình 5-10 Đo biến dạng góc trước hàn -Tiến hành hàn đồng thời mối hàn đến hồn thiện Hình 5-11 Chỉnh máy trước hàn 80 Hình 5-12 Hàn đồng thời hai mối hàn - Làm mối hàn để nguội - Đo kích thƣớc đọc số đo đồng hồ xo vị trí tiến hành độ co dọc, độ võng hàn xong mối hàn Hình 5-13 Chi tiết sau hàn xong 81 Hình 5-14 Đo độ võng co dọc sau hàn xong mối han Hình 5-15 Đo biến dạng góc sau hàn 5.5 Kết thực nghiệm 5.5.1 Kết đo độ võng, đo độ co dọc Bảng 5.10 Kết đo độ võng liên kết Đo độ võng 82 Hiển thị đồng hồ Vịtrí1 Vịtrí2 Vịtrí3 Trước hàn 3,8 3,65 3,92 Sau hàn 3,9 3,80 4,0 Độ võng f 0,1 0,15 0,08 Bảng 5.11 Kết đo co dọc dầm Hiển thị đồng hồ Vị trí đo Trước hàn 5,16 Sau hàn 5,0 Độ co dọc Δl 0,16 83 5.5.2 Kết đo biến dạng góc - Góc biến dạng trƣớc hàn tg  giá tri bien dang giá tri bien dang    tg  110 110 (5.1) - Góc biến dạng sau hàn tg  giá tri bien dang giá tri bien dang    tg  110 110 (5.2) Bảng 5.12 Kết đo biến dạnggóc Vị trí hàn Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Trƣớc hàn 6,8 7,3 6,6 6,9 Sau hàn 0,6 1,2 0,7 0,9 Biến dạng (mm) 6,2 6,1 5,9 6,0 Góc biến dạng (0) 3,230 3,180 3,070 3,130 5.6 So sánh kết thực nghiệm với kết tính tốn Bảng 5.13 Kết đo biến dạng thực nghiệm lý thuyết Độ co dọc Độ võng Biến dạng góc l f  (0) Nội dung (cm) (cm) Lý thuyết 91.10-4 34.10-4 4,50 Thực nghiệm 16.10-2 15.10-2 3,070÷3,230 15% 14,6% 1,430÷1,270 Biến dạng Sai số (%) Nhận xét: Từ bảng 5.13 ta thấy giá trị thực nghiệm lý thuyết có khác số liệu Nguyên nhân gây sai sốđó là: Trong q trình tính tốn đa phần công thức thực nghiệm, tác giả tiến hành chọn khoảng cho phép để tính tốn C ng sai số thiết bị, dụng cụ đo mà kết đo có sai lệch so với tính tốn khoảng 84 Kết luận -Độ võng liên kết sau hàn Độ võng liên kết vị trí là: 3,8–3,65 = 0,15 So với giá trị tính tốn 0,15 – 0,0034 = 0,116.100% =11,6% - Độ co dọc liên kết Độ co dọc liên kết là: 5,16–4,9 = 0,26 So với giá trị tính tốn 0,16 – 0,0091 = 0,069.100% = 6,9% - Biến dạng góc: +Thực nghiêm: 3,070 ÷3,230 +Tính tốn:4,50 85 CHƢƠNG VI CÁC BIỆN PHÁP LÀM GIẢM ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG HÀN LIÊN KẾT CHỮ T 6.1 Các biện pháp làm giảm ứng suất biến dạng hàn 6.1.1 Các biện pháp kết cấu để làm giảm ứng suất biến dạng hàn 1) Các biện pháp kết cấu để làm giảmứng suất hàn -Lựa chọn kim loại vật liệu hàn cho kết cấu + Kim loại không nên dễ bị vùng ảnh hƣởng nhiệt hàn + Vật liệu hàn nên đảm bảo cho kim loại mối hàn có độ dẻo khơng thấp tính dẻo kim loại -Không nên để mối hàn giao nhiều để tránh giảm ƣng suất nhiều chiều, đặc biệt với kết cấu chịu tải trọng động va đập - Không nên dùng mối hàn tạo thành biên dạng kín khơng lớn (hàn tăng cứng ) chúng làm tăng trạng thái ứng suất phẳng - Số lƣợng kích thƣớc mối hàn nên vừa đủ, khơng nên lớn mức cần thiết ( sở tính tốn thiết kế) -Nên ƣu tiên hàn mốihàn giáp mối trƣớcvì chúng có mức độ tập chung ứng suất nhỏ mối hàn góc 2) Các biện pháp kết cấu để làm giảm biến dạng hàn - Không thiết kế tiết diện mối hàn lớn cần thiết (xuất phát từ khía cạnh độ bền) làm tăng vùng ứng suất tác động nội lực tác động - Số lƣợng mối hàn kết cấu tốt để giảm lực co tác động lên kết cấu - Lƣợng dƣ cho co mối hàn phải đảm bảo sau hàn, kích thƣớc kết cấu đƣợc nhƣ thiết kế 6.1.2 Các biện pháp công nghệ để làm giảm ứng suất biến dạng hàn 1) Các biện pháp công nghệ để làm giảm ứng suất hàn - Các biện pháp công nghệ để làm giảm ứng suất thực trình hàn 86 + Tăng chế độ nhiệt (năng lƣợng đƣờng) hàn chi tiết không kẹp thép dễ tơi nhằm tránh nứt (làm tăng thể tích vùng kim loại đƣợc nung, giảm tốc độ nguội) + Nung nóng sơ hàn dày thép dễ + Giảm chế độ nhiệt hàn hàn chi tiết đƣợc kẹp chặt nhằm tránh nứt + Với chi tiết đƣợc kẹp chặt có chiều dày lớn, nên hàn nhiều lớp Kim loại đắp nên có tính dẻo cao + Trình tự hàn nên đảm bảo cho chi tiết trạng thái tự do, đặc biệt với mối hàn giáp mối (có giá trị co ngang lớn) Trƣớc tiên hàn mối hàn giáp mối, sau đến mối hàn góc Với vật hàn có dạng trụ rỗng, trƣớc hết hàn mối hàn dọc trƣớc sau đến mối hàn theo chu vi + Mỗi mối hàn nên thực lƣợt thực từ đầu + Khơng bố trí mối hàn đính chỗ mối hàn giao + Cần hàn nhanh để đảm bảo kim loại nguội theo chiều dày chiều dài mối hàn (hàn tự động bán tự động) + Để giảm ứng suất riêng, số trƣờng hợp, nên nung nóng cục vùng lân cận mối hàn 2) Các biện pháp công nghệ để làm giảmbiến dạngkhi hàn -Các biện pháp công nghệ để làm giảmbiến dạngtrong trìnhhàn + Chọn chế độ hàn cho chiều rộng vùng ứng suất tác động nhỏ nhất, để nung kim loại theo chiều dày, cần tăng mật độ dòng điện hàn để hàn ngấu sâu + Việc hàn ngấu sâu mối hàn giáp biên liên kết hàn giáp mối cân co ngang theo chiều dày mối hàn giảm biến dạng góc + Trong số trƣờng hợp, thực mối hàn thứ hai cặp mối hàn đối xứng qua trục vật hàn, nên tăng chế độ hàn để tăng vùng ứng suất tác động lực co mối hàn khử hoàn toàn độ võng dƣ mối hàn thứ gây + Trình tự thực mối hàn nên bảo đảm cho biến dạng mối hàn trƣớc đƣợc biến dạng mối hàn sau (có hƣớng ngƣợc lai) khử hết 87 +Các mối hàn đối xứng song song nên đƣợc hàn đồng thời hàn theo thứ tự đoạn xen kẽ + Phƣơng pháp hàn phân đoạn nghịch tạo biến dạng nhỏ + Nung nóng sơ tồn vật hàn giảm ứng suất biến dạng dƣ + Có thể uốn ngƣợc để giảm độ võng dƣ + Hàn đồng thời hai mối hàn lúc để làm giảm biến dạng sau hàn * Trong phần tính tốn chƣơng 3, tác giảđãđƣa phƣơng án hàn liên kết chữ T Phương án1.(hình 6-1-1) Hàn mối hàn bên phải trƣớc, tƣợng co ngang tấmvách quay góc β so với vị trí ban đầu 1) 2) 3) Hình 6-1 Các phương án hàn liên kết chữ T Phương án2.(hình 6-1-2) Khi thực mối hàn thứ hai phía đối diện, vách quay góc β’ ≤ β mối hàn thứ cản trở quay tự mối hàn thứ hai Nhƣng co tự bị cản trở đàn hồi từ mối hàn thứ Do kim loại đắp mối hàn thứ hai xuất hiệnứng suất kéo ngang Ứng suất kéo ngang suất mối hàn thứ chống lại quay tự mối hàn thứ hai.vậy kết cấu tồn tạiứng suất dƣ lơn, khơng có lợi cho kết cấu Phương án3.(hình 6-1-3) Tiến hành hàn đồng thời hai mối hàn giáp biên với chế độ hàn, vách gần nhƣ khơng quay Do đó, giảm đƣợcứng suất biến dạng sinh hàn 88 6.2 Các biện pháp xử lý ứng suất biến dạng sau hàn 6.2.1 Biện pháp x lý - Các biện pháp công nghệ làm giảm biến dạng sau hàn Nắn nguội: + Dựa sở kéo đoạn kết cấu bị co, tới kích thƣớc hình dáng thiết kế + Các đoạn chỗ bị co kết cấu hàn: Vùng ứng suất tác động mối hàn mà tạ sau hàn xuất ứng suất kéo có giá trị giới hạn chảy (σT) + Khi nắn nguội kết cấu hàn: Xẩy dãn dẻo vùng ứng suất tác động mối hàn + Có thể xẩy nứt nắn nguội, làm ảnh hƣởng tới khả làm việc kết cấu + Chỉ giảm ứng suất dƣ nắn nguội kết cấu hàn đƣợc kéo tới ứng suất giới hạn chảy σT nhiên làm tăng biến cứng kim loại vùng ứng suất tác động mối hàn (có thể gây nứt) + Đây q trình cơng nghệ khó thực (cần có máy ép thủy lực công suất lớn đồ gá lớn) + Do khả ứng dụng hạn chế 6.2.2 Biện pháp x lý nhiệt - Các biện pháp công nghệ để làm giảm ứng suất thực sau hàn + Với kết cấu quan trọng, để tăng khả làm việc chúng, ngƣời ta thƣờng tiến hành khử ứng suất riêng sau hàn, đặc biệt thép hợp kim hay thép có hàm lƣợng bon trung bình biện pháp là: + Ram cao tồn phần lị Nhiệt độ ram (600o ÷ 650o) Thời gian giữ nhiệt độ cao 3min/1mm chiều dài Sau chi tiết đƣợc để nguội tƣ lò + Ram cục tới 600oC vùng quanh mối hàn phƣơng pháp nung cao tần mỏ nung khí cháy Phƣơng pháp khơng loại bỏ hồn tồn nhƣng làm giảm ứng suất dƣ + Khử ứng suất dƣ phƣơng pháp học nhƣ kéo kết cấu tới giới hạn chảy dùng rung động để phân bố lại ứng suất dƣ - Các biện pháp công nghệ để làm giảm biến dạng thực sau hàn 89 Nắn nóng: + Là nung điện lửa (của mỏ nung) đƣợc sử dụng rộng rãi thực tế + Bản chất phƣơng pháp: Dùng biện pháp nung cục để làm co đoạn, vùng kết cấu mà chiều dài chúng lớn chiều dài vùng ứng suất tác động mối hàn tƣơng ứng kết cấu + Tại chỗ đƣợc nung nóng kết cấu hàn nắn nóng, nhƣ hàn, hình thành biến dạng dẻo nén Khi nguội sau đó, chỗ co lại cân chỗ bị biến dạng + Do đặc điểm đơn giản, rẻ tiền, dễ thao tác, phƣơng pháp cho phép nắn loại biến dạng dƣ: + Việc nắn nóng chủ yếu dựa vào nghiên cứu số liệu thực nghiệm + Có thể sử dụng cách có hiệu để khử ứng suất dƣ uốn nắn thẳng trục trọng tâm kết cấu hàn (hoặc khối chúng), để khử tƣợng lõm, lƣợn sóng vùng chịu nén phần tử dang kết cấu + Để khử độ võng dƣ kết cấu hàn, cần tạo mô men uốn ngƣợc chiều cách nung dải kim loại dọc đƣờng (mm) (hình -2a) nung theo hình nêm (hình -2b) Trƣờng hợp đầu sử dụng co dọc, trƣờng hợp thứ hai sử dụng co ngang chỗ nung cục + Trọng tâm tiết diện ngang vùng ứng suất tác động nung dọc phải nằm mặt phẳng uốn (hình -2a) m m a) b) Hình 6-2 Biểu đồ x lý nhiệt sau hàn 90 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trên sở tính tốn lý thuyết thực nghiệm nghiên cứuảnh hƣởng chế độ hàn đếnứng suất biến dạng Tác giảđãđƣa chế độ hàn để nghiên cứuảnh hƣởng chế độ hàn đếnứng suất biến dạng Tác giả nhận thấy chế độ hàn khác thìảnh hƣởng đếnứng suất biến dạng khác Khi chế độ hàn tăng thìứng suất biến dạng tăng theo Trong thông số chế độ hàn cƣờng độ dịngđiện hàn thơng sốảnh hƣởng nhiều đếnứng suất biến dạng hàn Từ chế độ hàn tác giảđã chọn đƣợc chế độ hàn hợp lý cho liên kết hàn chữ T với chiều dày 5(mm) Tác giảđãđƣa phƣơng án hàn liên kết chữ T chọn đƣợc phƣơng án hàn hợp lý để làm giảm đƣợcứng suất biến dạng sau hàn Từ kết thực tế thu đƣợc thời gian tìm hiểu, nghiên cứu thực nội dung yêu cầu đề tài Tác giả đƣa số đánh giá sau: -Nghiên cứuảnh hƣởng chế độ hàn đếnứng suất biến dạng đặc biệt quan trọng sản phẩm hàn, có hạn chếđƣợc biến dạng làm tăng tính xác lắp ghép kết cấu, có hạn chế đƣợcứng suất sinh hàn làm tăng đƣợc khả làm việc kết cấu Từđó làm tăng chất lƣợng sản phẩm hàn, tăng tính thẩm mỹ làm giảm giá thành sản phẩm - Nhằm hạn chế tối đa ứng suất biến dạng chế tạo công nghệ hàn đòi hỏi nhà thiết kế, cách doanh nghiệp sản xuất cần đầu tƣ nhiều thời gian tài để nghiên cứu, thiết kế cơng nghệ chế tạo sản phẩm hàn cho phù hợp - Để phát huy tối đa khả làm việc thiết bị hàn nhƣ nâng cao chất lƣợng sản phẩm cần chế tạo địi hỏi phải có đầu tƣ đáng kể thiết bị hàn tự động bán tự động - Đặc biệt hàn liên kết chữ T, nên bố trí hàn đồng thời hai mối hàn lúc biến dạng liên kết hàn nhỏ 91 - Việc nghiên cứu ứng suất biến dạng hàn liên kết chữ T trở thành nhiệm vụ cấp bách ngành cơng nghiệp hàn vì: +Liên kết hàn chữ T sở để hàn liên kết chữ I + Nâng cao chất lƣợng sản phẩm tăng suất lao động + Góp phần nâng cao khí hố tự động hố q trình hàn … Kiến nghị Qua đánh giá thấy rằng: Việc đầu tƣ nghiên cứu, tính tốn ứng suất biến dạng hàn nói chung với liên kết hàn chữ T nói riêng vấn đề cấp bách Chúng ta cần đầu tƣ thời gian, công sứchơn để nghiên cứuảnh hƣởng chế độ hàn đếnứng suất biến dạng Có nhƣ vậy, đánh giá xác đƣợcảnh hƣởng chế độ hàn đếnứng suất biến dạng cho loại liên kết hàn cụ thể Từđó, làm tăng độ bền kết cấu vàđảm bảo đƣợc tính kinh tế, tính mỹ thuật sản phẩm hàn 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đặng Việt Cƣơng, Nhữ Phƣơng Mai, Nguyễn Nhật Thăng (2001), (Sức bền vật liệu), NXB Khoa học Kỹ thuật [2] Hoàng Tùng (2001), Sổ tay định mức tiêu hao vật liệu lƣợng điện hàn, NXB Khoa học Kỹ thuật [3] Hoàng Tùng, Nguyễn Thúc Hà, Ngô Lê Thông, Chu Văn Khang (2002), Cẩm nang hàn, NXB Khoa học Kỹ thuật [4] Nguyễn Văn Liên (1994), Sức bền vật liệu, NXB xây dựng, Hà Nội [5] Vụ trung học chuyên nghiệp-Dạy nghề (2004), Giáo trình cơng nghệ hàn, NXB Giáo Dục [6] Ngơ Lê Thơng (2009), Cơng nghệ hàn điện nóng chảy - Tập 1, 2, NXB Khoa học Kỹ thuật 93 ... giảm ứng su? ?t biến dạng liên k? ?t hànchữ T Phạm vi nghiên cứu đề t? ?i dựa vào trình nghiên cứu ứng su? ?t biến dạng hàn liên k? ?t chữ T, thực nghiệm nghiên cứu ứng su? ?t biến dạng hàn liên k? ?t chữ T, t? ??... - T? ?nh t? ??n xác định chế độ hàn cho liên k? ?t chữ T; - T? ?nh t? ??n ứng su? ?t biến dạng liên k? ?t hànchữ T; - Ảnh hƣởng chế độ hàn đến ứng su? ?t biến dạng liên k? ?t hàn chữ T ; - Xác định chế độ hàn hợp... đƣợc chế độ hànhợp lý cho li? ?t hàn chữ T CHƢƠNG T? ?NH T? ??N ỨNG SU? ?T VÀ BIẾN DẠNG KHI HÀN LIÊN K? ?T CHỮ T 3.1 Cơ sở lý thuy? ?t tính t? ??n ứng su? ?t biến dạng liên k? ?t hàn chữ T 3.1.1 Ứng su? ?t biến dạng co