Những yờu cầu chớnh ủối với trục cam sau khi sửa chữa:
1.6.6. Sự hỡnh thành ứng suất tức thời và ứng suất dư.
Nội ứng suất, bao gồm ứng suất tức thời và ứng suất dư, ủược hỡnh thành do trường nhiệt ủộ phõn bố khụng ủồng nhất, khi nung núng cục bộ bằng nhiệt hồ quang hàn. Chớnh vỡ vậy, thụng số và trạng thỏi của ứng suất tồn tại trong trục sau khi hàn phụ thuộc vào tớnh chất của trường nhiệt ủộ tạo thành trong quỏ trỡnh hàn và quỏ trỡnh làm nguội của trục sau khi hàn.
Từ việc phõn tớch và xỏc ủịnh trường nhiệt khi hàn cú thể xỏc ủịnh ủược trường nhiệt ủộ của cỏc chi tiết hỡnh trụ bờn mặt cũng như mặt cắt ngang. Khi ủú, theo mặt cắt ngang cú thể xỏc ủịnh ủược những giỏ trị nhiệt ủộ gần ủỳng ở cỏc tầng trục ủang hàn, khi căn cứ vào sự phõn bố của cỏc mặt phẳng nhiệt cũng như những ứng xử cơ học của vật liệu theo nhiệt ủộ thỡ cú thể chia mặt cắt ngang của trục ra thành 4 tầng sau: (xem hỡnh vẽ 1.17 )
Tầng I: Vựng lừi.
Tại tầng này, bảo toàn ủược nhiệt ủộ ban ủầu khi làm núng nhanh lớp bề ngoài. Nhiệt ủộ của vựng này cú giỏ trị bằng nhiệt ủộ nung núng trước, trong trường hợp ủặc biệt là nhiệt ủộ mụi trường.
Tầng II: Vựng ủàn hồi.
Nhiệt ủộ của tầng này tăng dần trong quỏ trỡnh hàn, nhiệt ủộ vựng này thấp hơn 600 0C, kim loại coi như vẫn bảo toàn ủược ủặc tớnh ủàn hồi.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.. ... 36
Tầng III: Vựng biến dạng dẻo.
Tại tầng này nhiệt ủộ ủủ lớn ủể giới hạn chảy giảm xuống tới giỏ trị mà biến dạng dẻo cú thể xảy ra. Nhiệt ủộ của vựng này lớn hơn 600 0C.
Hỡnh 1.17 Sự phõn bố cỏc tầng nhiệt ủộ theo mặt cắt ngang của trục khi hàn ủắp khụng nung núng trước và cú nung núng trước ở 366 oC
Tầng IV: Vựng núng chảy.
Ở vựng này trục cú nhiệt ủộ ủược xỏc ủịnh bằng nhiệt ủộ núng chảy của thộp cú giỏ trị gần bằng 1500 0C.
Tại cỏc vựng mà nhiệt ủộ cực ủại trong quỏ trỡnh hàn khụng tăng quỏ 6000C, kim loại coi như bảo toàn ủược ủặc tớnh ủàn hồi của chỳng trong suốt
9
To = 3660C º
To = nhiºệt ủộ mụi trường 366 0C R,cm 200 1200 1400 1600 0 5 3,4 1,7 T 0C 1000 400 600 800 600 0C 1500 0C 300 0C 600 0C 1500 0C To = 0 To = 3660C
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.. ... 37
quỏ trỡnh tăng nhiệt, do vậy tại những vựng này ứng suất tức thời ủạt giỏ trị lớn nhất.
Trong quỏ trỡnh hàn, ở tầng II và tầng III kim loại gión nở ra dưới tỏc dụng của nguồn nhiệt hàn với giỏ trị khỏ lớn, trong khi ủú lừi I khụng tăng nhiệt và khụng gión nở. Vỡ trục là một vật thể nguyờn khối nờn sự gión nở của tầng II và tầng III khụng thể thực hiện ủược một cỏch tự do vỡ tầng lừi sẽ cản trở lại. Kết quả là tầng II và tầng III khụng gión nở một lượng ứng với nhiệt ủộ chờnh lệch mà nú cú, cũn tầng lừi I sẽ bị tầng II và III kộo gión ra với một giỏ trị nào ủú. Do vậy giữa vựng I và vựng II xuất hiện một ứng suất nhiệt tức thời do nộn ộp. Tầng II và III sẽ bị nộn và sẽ xuất hiện ứng suất nộn, ứng suất này cú thể ủạt tới giỏ trị giới hạn chảy của thộp ở nhiệt ủộ tương ứng. Cũn trong tầng I sẽ xuất hiện ứng suất nộn. Tại tầng III với nhiệt ủộ lớn hơn 600 0C, lỳc này giới hạn chảy của thộp giảm xuống rất thấp và do tầng III gión nở nhiệt lớn hơn tầng I và II nờn sẽ xuất hiện biến dạng dẻo, do vậy ứng suất nộn tại ủõy cú giỏ trị rất thấp. Trong khi ủú, tại tầng IV kim loại vẫn tồn tại ở trạng thỏi lỏng nờn khụng xuất hiện ứng suất tức thời. ( hỡnh 1.18a)
Sau ủú, trong quỏ trỡnh nguội, kim loại lỏng ở vựng IV sẽ bị giảm thể tớch do co ngút khi ủụng ủặc, trong quỏ trỡnh nguội tiếp theo thỡ thể tớch vẫn tiếp tục giảm. Trong quỏ trỡnh nguội thỡ vựng III cũng bị giảm thể tớch. Nhưng sự giảm thể tớch ở vựng III và IV sẽ bị cản trở bởi vựng II và vựng I bởi vỡ hai vựng này cú sự chờnh lệch nhiệt ủộ nhỏ hơn nờn co lại ớt hơn. Quỏ trỡnh tạo thành ứng suất khi nguội sẽ giống như trong giai ủoạn nung núng nhưng theo chiều ngược lại. Tuy nhiờn, tại vựng IV cũng sẽ xuất hiện ứng suất vỡ kim loại khụng cũn ở trạng thỏi lỏng mà ủó ủụng ủặc và nguội cựng cỏc vựng khỏc. Kết quả là ở tầng III và IV sẽ xuất hiện ứng suất kộo, trong ủú tầng IV cú giỏ trị ứng suất lớn nhất do cú ủộ co ngút lớn nhất. Cỏc tầng cũn lại II và I sẽ xuất hiện ứng suất nộn. Sự phõn bố ứng suất dư của trục sau khi nguội hoàn toàn ủược thể hiện bằng biểu ủồ ứng suất trờn hỡnh vẽ 1.18(b).
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.. ... 38
Hỡnh: 1.18. Sơ đồ tạo thành ứng suất tức thời và ứng suất d− ở trục khi hàn a. Sơ đồ ứng suất tức thời
b. Sơ đồ ứng suất d−
Nhận xột: ðể phục hồi trục cam ta ủó chọn phương ỏn hàn hồ quang tay, ủộ cứng phải ủảm bảo 55 ữ 60HRC, nhưng trong qua trỡnh hàn thường sinh ra ứng suất. ðể khử ứng suất tức thời và ứng suất dư trong qua trỡnh hàn ủắp ta phải chọn cỏc giải phỏp hàn hợp lý.
(a)
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.. ... 39
