Bài giảng Công nghệ hàn: Chương 7 - ĐH Bách khoa Hà nội

Bài giảng Công nghệ hàn: Chương 7 Ứng xử của liên kết hàn dưới tác dụng của các loại tải trọng cung cấp cho người đọc những kiến thức như: Tổng quan; Ứng xử của liên kết hàn dưới tác dụng của tải trọng tĩnh; Vật liệu bị “nhão” - CREEP; Ứng xử của liên kết hàn dưới nhiệt độ thấp. Mời các bạn cùng tham khảo!

Ch VVP th cu u du o ng Ứng xử liên kết hàn tác dụng loại tải trọng an co ng c om  (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang VII.1 Tổng quan   Liên kết hàn kết cấu (kết cấu thép nói chung, kết cấu cầu, kết cấu khí, kết cấu bình bồn – đường ống,…) phải chịu nhiều loại ứng suất khác bị phá hủy nhiều dạng: c om Phá hủy tải trọng tĩnh Môđun đàn hồi thép S355J2G3 th an co ng Phá hủy dẻo; Phá hủy giòn; Xé rách (lamellar tear); Phá hủy Mất ổn định Phá hủy nhiệt độ VVP E(T C) o du o ng Ảnh hưởng nhiệt độ thấp  phá hủy giòn; Ảnh hưởng nhiệt độ cao  giảm giới hạn chảy ; (hình vẽ) u Phá hủy tải trọng động cu Phá hủy mỏi  Mỗi kết cấu hay liên kết hàn phải có khả chịu ứng suất mà không bị suy yếu suốt trình làm việc lâu dài (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang VII.2 Ứng xử liên kết hàn tác dụng tải trọng tĩnh  VII.2.1 Ứng suất dọc trục VVP cu u du o ng th an co ng c om Biểu đồ quan hệ ứng suất – biến dạng liên kết hàn xác định thơng qua thí nghiệm thử bền kéo (tải trọng tĩnh) Vật liệu có giai đoạn chảy dẻo (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Vật liệu khơng có giai đoạn chảy dẻo Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang VII.2 Ứng xử liên kết hàn tác dụng tải trọng tĩnh VVP u du o ng th an co ng c om  cu Rp = Giới hạn đàn hồi Re = Giới hạn chảy  giới hạn: ReH = Giới hạn chảy ReL = Giới hạn chảy (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Rp0,01 = Giới hạn đàn hồi với biến dạng dư tương ứng 0,01% Rp0,2 = Giới hạn đàn hồi với biến dạng dư tương ứng 0,2% Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang VII.2 Ứng xử liên kết hàn tác dụng tải trọng tĩnh  VII.2.2 Ứng suất đa trục VVP an co ng c om Khi phận kết cấu tồn trường ứng suất  Nó khơng biến dạng theo phương tác động ngoại lực mà biến dạng theo phương khác (phương ngang) Thông thường: Ứng suất kéo  Co thắt ngang Ứng suất nén  Giãn ngang th Khi liên kết hàn làm việc miền “Đàn hồi tuyến tính”  Biến dạng ng ngang (εq) tỷ lệ thuận với Biến dạng dọc trục (εl) Quan hệ thể du o qua hệ số Poisson - µ (Nhà tốn học người Pháp – 1781~1840) cu u εq ε q = − µ ε l ⇒ µ = εl µ Là đại lượng không đơn vị, (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com = 0,3 thép Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang VII.2 Ứng xử liên kết hàn tác dụng tải trọng tĩnh  VII.2.2 Ứng suất đa trục VVP cu u du o ng th an co ng c om Biến dạng ngang thông thường xuất cách cục vùng có thay đổi tiết diện đột ngột  “Notch” (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang VII.2 Ứng xử liên kết hàn tác dụng tải trọng tĩnh  VII.2.2 Ứng suất đa trục VVP cu u du o ng th an co ng c om “Notch”  làm thay đổi đường truyền lực kim loại thể rõ nơi chuyển tiếp “Kim loại bản” “Mối hàn” (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang VII.2 Ứng xử liên kết hàn tác dụng tải trọng tĩnh  VII.2.2 Ứng suất đa trục Vật liệu “Giòn”  u cu  du o ng th an co ng  Vật liệu “Dai” c om Vùng vật liệu có tượng “Notch” bị thay đổi ứng xử: VVP  Hình cho thấy: Tiết diện thay đổi lớn  Độ bền tăng khả biến dạng dẻo  Phá hủy giịn (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang VII.2 Ứng xử liên kết hàn tác dụng tải trọng tĩnh  VII.2.3 Phá hủy dẻo Phá hủy giòn VVP u du o ng th an co ng c om Phá hủy giòn phá hủy xảy vật liệu làm việc miền đàn hồi  Vật liệu không bị biến dạng dẻo trước phá hủy cu Hạt kim loại bị biến dạng trượt trước phá hủy (K52 - Cơ khí - 2010) Hạt kim loại khơng bị biến dạng tách lớp phá hủy PH DẺO PH GIỊN Thép C Gang, Hợp kim Nhơm,… CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang VII.2 Ứng xử liên kết hàn tác dụng tải trọng tĩnh  c om VII.2.3 Phá hủy dẻo Phá hủy giòn VVP ng Khi lựa chọn Mác vật liệu trình thiết kế cần phải quan tâm đến yếu tố sau: co  Nhiệt độ môi trường, th an  Trạng thái ứng suất, ng  Tốc độ biến dạng, du o  Mức độ thay đổi nhiệt độ, cu u  Chiều dày (kích thước) kết cấu,  Tính đồng khả chịu lực,  Mức độ an tồn (n) (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 10 VII.2 Ứng xử liên kết hàn tác dụng tải trọng tĩnh  du o ng cu u Thép có STRA từ 10~15%  dùng cho liên kết hàn chịu lực nhỏ .c om ng co an th Thép có STRA lớn 20%  có khả chống lại “Lamellar tear” tốt, VVP STRA- Short Transverse Reduction in Area Yếu tố ảnh hưởng  Thành phần Lưu huỳnh có thép (%S) Tỷ lệ giảm tiết diện làm việc (%) VII.2.4 Phá hủy dạng xé rách “Lamellar tear” Thành phần S Mối liên hệ STRA thành phần S thép có chiều dày từ 12,5 đến 50mm (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 14 VII.2 Ứng xử liên kết hàn tác dụng tải trọng tĩnh  VII.2.4 Phá hủy dạng xé rách “Lamellar tear” Tăng bề rộng liên kết cu u du o ng th an co ng c om Các biện pháp hạn chế trình thiết kế liên kết hàn VVP (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Giảm thể tích mối hàn Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 15 VII.2 Ứng xử liên kết hàn tác dụng tải trọng tĩnh  VII.2.4 Phá hủy dạng xé rách “Lamellar tear” Ưu tiên thực liên kết hàn hai phía cu u du o ng th an co ng c om Các biện pháp hạn chế trình thiết kế liên kết hàn VVP (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Thiết kế lại dạng vát mép Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 16 VII.2 Ứng xử liên kết hàn tác dụng tải trọng tĩnh VII.2.4 Phá hủy dạng xé rách “Lamellar tear” VVP cu u du o ng th an co ng c om Các biện pháp hạn chế trình thiết kế liên kết hàn  Hàn đắp chân mối hàn vật liệu có độ bền thấp (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 17 VII.2 Ứng xử liên kết hàn tác dụng tải trọng tĩnh  VII.2.4 Phá hủy ổn định .c om VVP ng - Kết cấu thường xảy tượng ổn định chịu nén cắt Dầm bị Uốn + Vênh du o ng th Pth P≤ Ko an co - Mất ổn định dẫn đến giảm khả chịu lực  Phá hủy cách bất ngờ  điều kiện: u - Ko – Hệ số an toàn ổn định cu - Hai dạng ổn định: Tổng thể  Cục (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Tấm bụng bị biến dạng mặt phẳng chịu lực Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 18 VII.2 Ứng xử liên kết hàn tác dụng tải trọng tĩnh  VII.2.4 Phá hủy ổn định .c om Biện pháp khắc phục: VVP cu u du o ng th an co ng  Giảm độ mảnh kết cấu  Bố trí thêm gân tăng cứng vùng có nguy ổn định cục bộ, (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 19 VII.3 Ứng xử liên kết hàn tác dụng nhiệt độ  VII.3.1 Cơ tính liên kết hàn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường lv VVP Mối quan hệ Ứng suất Biến dạng phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường làm việc an co ng c om Thông thường, tính thép giảm nhiệt độ tăng  tính liên kết giảm q trình hàn th 1- Thép C cu u du o ng 2- Thép hợp kim thấp (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 20 Bảng – Cơ tính số Mác vật liệu phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường làm việc VVP cu u du o ng th an co ng c om  (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 21 Bảng – Cơ tính vật liệu phụ thuộc vào chiều dày nhiệt độ môi trường làm việc VVP cu u du o ng th an co ng c om  (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 22 Bảng – Độ giãn dài tương đối (%) phụ thuộc vào nhiệt độ DIN EN 10028-2 VVP cu u du o ng th an co ng c om  (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 23 Bảng – Cơ tính Nhơm VVP du o ng th an co ng c om  cu u Bảng – Mô đun đàn hồi phụ thuộc vào nhiệt độ (DIN 4133) (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 24 VII.4 Vật liệu bị “nhão” - CREEP  cu u du o ng th an co ng c om Hiện tượng vật liệu bị biến dạng dẻo tải trọng tác động khôngVVP đổi  thép bị “Creep” đến phá hủy Được thể thông qua đường cong biến dạng đường cong cường độ biến dạng (hình vẽ) Giai đoạn A – Đàn hồi xuất biến dạng dẻo đặt tải Giai đoạn B – Vật liệu bị “nhão” mức độ “nhão” giảm Giai đoạn C – Mức độ nhão ổn định Giai đoạn D – Mức độ nhão tăng nhanh (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 25  c om – Giới hạn biến dạng nhão thử kéo: Rp x,y/h/t : Giới hạn ứng suất khiVVP bắt đầu xuất trượt mặt cắt ngang (TN thử bền kéo) cu u du o ng th an co ng – Giới hạn độ bền phụ thuộc vào thời gian trì tải: Rm/h/t : Giới hạn ứng suất bắt đầu xuấ trượt mặt cắt ngang gây phá hủy nhiệt độ t sau trì tải thời gian h (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 26 VII.5 Ứng xử liên kết hàn nhiệt độ thấp  VVP cu u du o ng th an co ng c om Ảnh hưởng nhiệt độ thấp đến Độ dai va chạm, Độ bền Độ giãn dài tương đối thép Cácbon thấp (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 27 Ch  cu u du o ng th an co ng c om Ứng xử kết cấu hàn tác dụng loại tải trọng VVP (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 28 ... liên kết hàn  Hàn đắp chân mối hàn vật liệu có độ bền thấp (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt tác dụng tải trọng Trang 17 VII.2... nhiệt độ tăng  tính liên kết giảm trình hàn th 1- Thép C cu u du o ng 2- Thép hợp kim thấp (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt... xé rách “Lamellar tear” Thành phần S Mối liên hệ STRA thành phần S thép có chiều dày từ 12,5 đến 50mm (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – ứng xử liên kết hànhttps://fb.com/tailieudientucntt