a. Xỏc định [τđ]
Đối với cỏc mối ghộp chịu tải trọng tĩnh, hoặc chịu tải trọng thay đổi nhƣng khụng đổi chiều, cú thể lấy giỏ trị ứng suất cho phộp nhƣ sau:
Bảng 5.1. Trị sốứng suất cho phộp dựng cho tớnh toỏn mối ghộp bằng đinh tỏn
Loại ứng suất Cỏch gia cụng lỗ Trị số ứng suất cho phộp, MPa Thộp CT0, CT2 Thộp CT3 [τ]d Khoan Đột 140 100 140 100 [σd] Khoan Đột 280 240 320 280 [σ]kt [τ]t Khoan hoặc đột Khoan hoặc đột 140 90 160 100
Trƣờng hợp tải trọng thay đổi chiều dài tỏc dụng, cần lấy giảm đi 1 lƣợng, bằng cỏch nhõn với hệ sốγ, với min ax 1 . m F a b F
93 Trong đú: Fmaxlà tải trọng lớn nhất
Fminlà tải trọng nhỏ nhất
Tấm ghộp bằng thộp ớt cacbon, lấy a= 1 và b= 0,3
Tấm ghộp bằng thộp cỏc bon trung bỡnh, lấy a= 1,2 và b= 0,8
b. Xỏc định [ζ]
- Mối ghộp chồng 1 hàng đinh, lấy [δ]= 60ữ 70MPa - Mối ghộp chồng hai hàng đinh, lấy [δ]= 60ữ 65Mpa - Mối ghộp chồng 3 hàng đinh, lấy [δ]= 55ữ 60 Mpa
- Mối ghộp giỏp mối hai tấm đệm, hai hàng đinh, lấy [δ]= 95ữ 115 Mpa - Mối ghộp giỏp mối hai tấm đệm ba hàng đinh, lấy [δ]= 90ữ 110 Mpa
5.2.Ghộp bằng hàn
5.2.1. Khỏi niệm chung
5.2.1.1. Phõn loại mối hàn
Mối ghộp bằng hàn cú nhiều ƣu điểm nờn đƣợc dựng ngày càng rộng rói trong cỏc ngành cụng nghiệp. Trong quỏ trỡnh hàn, cỏc chi tiết mỏy đƣợc đốt núng cục bộ cho tới nhiệt độ núng chảy hoặc dẻo và gắn lại với nhau nhờ lực hỳt giữa cỏc phõn tử kim loại.
Cú nhiều phƣơng phỏp hàn và cú thể phõn loại chỳng thành nhiều cỏch. Theo hỡnh thức cụng nghệ, cỏc mối ghộp bằng hàn đƣợc chia ra:
- Mối ghộp bằng hàn hồquang điện, hàn điện xỉ và hàn hơi, làm kim loại bị núng chảy và gắn lại với nhau, khụng cần lực ộp chỳng.
- Mối ghộp bằng hàn tiếp xỳc, làm kim loại bị dẻo và phải dựng lực ộp chỳng lại. - Mối ghộp bằng hàn vẩy, khụng nung chảy kim loại đƣợc ghộp mà chỉ nung chảy vật liệu hàn.
Trong cỏc phƣơng phỏp hàn, thụng dụng nhất là hàn hồ quang điện. Hàn hồ quang điện cú thể tiến hành bằng tay hoặc tự động. Hàn tự động, nhất là hàn tự động dƣới lớp thuốc hàn núng chảy đạt đƣợc năng suất cao, đỡ tốn vật liệu que hàn, bảo đảm mối hàn đƣợc đồng nhất, cú cơ tớnh cao và khụng bị phụ thuộc vào trỡnh độ kỹ thuật của cụng nhõn hàn.
Khi hàn, nhiệt lƣợng của hồ quang làm núng chảy miệng vật hàn, tạo thành rónh kim loại lỏng, đồng thời kim loại của que hàn cũng núng chảy và lấp đầy rónh.
Để giữ cho kim loại khụng bị oxy húavà hồ quang đƣợc ổn định, ở ngoài que hàn quột một lớp thuốc hàn, mỏng hoặc dày. Ký hiệu của que hàn cú lớp thuốc mỏng là Э34, dựng loại que hàn này độ bền của mối hàn khụng đƣợc cao lắm. Que hàn cú lớp thuốc dày ký hiệu là Э42, Э42A, Э50, cú sức bền cao hơn.
94
Theo cụng dụng, tƣơng tựnhƣ cỏc mối ghộp đinh tỏn, cú thể chia mối ghộp bằng hàn ra làm hai loại:
- Mối hàn chắc - Mối hàn chắc kớn
Phõn loại theo hỡnh dỏng kết cấu, ta cú cỏc kiểu mối hàn sau: - Mối hàn giỏp mối
- Mối hàn chồng - Mối hàn gúc
5.2.1.2. Ưu, nhược điểm
Ghộp bằng hàn cú những ƣu điểm sau đõy:
- Kết cấu ghộp bằng hàn cú khối lƣợng nhỏ so với ghộp bằng đinh tỏn vỡ khụng cú mũ đinh, khụng phải ghộp chồng hoặc dựng tấm đệm, kim loại đƣợc tận dụng vỡ khụng bị lỗđinh làm yếu, so với kết cấu đỳc, chiều dày tối thiểu ở kết cấu hàn nhỏhơn, cơ tớnh của vật liệu đƣợc hàn cao hơn vật liệu đỳc.
Dựng cỏc kết cấu hàn tiết kiệm đƣợc khoảng 15% ữ 20% kim loại so với kết cấu dựng đinh tỏn và khoảng 30% ữ 50% so với kết cấu đỳc.
- Tiết kiệm đƣợc cụng sức, giảm đƣợc giỏ thành vỡ khụng phải làm lỗ và đinh tỏn, khụng cần những thiết bị lớn để đột lỗ và đinh tỏn. Cụng nghệhàn dễ tự động húa, cú năng suất cao.
So với đỳc, dựng hàn khụng phải nấu chảy cựng một lỳc một lƣợng lớn kim loại và khụng phải làm khuụn mẫu.
- Dựng hàn dễ đảm bảo điều kiện độ bền đều, nguyờn vật liệu đƣợc sử dụng hợp lý. (Thớ dụ nhƣ đối với bỏnh răng, vành răng làm bằng thộp tốt, cú sức bền cao, hàn với đĩa hoặc phần mayơ, làm bằng vật liệu rẻ tiền hơn).
- Dựng hàn cú thể hồi phục cỏc chi tiết mỏy bị góy hỏng một phần hoặc bị mài mũn.
Nhược điểm của mối hànlà:
Chất lƣợng của mối hàn phụ thuộc rất nhiều vào trỡnh độ của cụng nhõn hàn và khú kiểm tra những khuyết tật bờn trong mối hàn, nếu khụng cú thiết bị đặc biệt. Tuy nhiờn, dựng phƣơng phỏp hàn tựđộng cú thể khắc phục phần lớn nhƣợc điểm này.
Vỡ cú những ƣu điểm kể trờn, ghộp bằng hàn đƣợc dựng ngày càng rộng rói trong cỏc ngành chế tạo mỏy, đúng tàu, sản xuất nồi hơi và bỡnh chứa, cũng nhƣ trong cỏc kết cấu của cỏc cụng trỡnh xõy dựng.
5.2.1.3. Cỏch tạo mối hàn
- Hai tấm ghộp kim loại đƣợc ghộp với nhau bằng cỏch nung phần tiếp giỏp của chỳng đến trạng thỏi chảy, hoặc nung phần tiếp xỳc của chỳng đến trạng thỏi dẻo và ộp
95
lại với nhau, sau khi nguội lực liờn kết phõn tửở chỗ tiếp xỳc sẽkhụng cho chỳng tỏch rời nhau. Mối ghộp nhƣ vậy gọi là mối hàn.
-Cú nhiều phƣơng phỏp tạo mối hàn:
+ Hàn hồ quang điện: dựng nhiệt lƣợng của ngọn lửa hồquang điện đốt chảy vật liệu tấm ghộp tại chỗ tiếp giỏp, và đốt chảy vật liệu que hàn để điền đầy miệng hàn. Que hàn và tấm hàn đƣợc nối với nguồn điện. (hỡnh 5.6)
Hỡnh 5.6. Phương phỏp hàn hồquang điện
+ Hàn hơi: dựng nhiệt lƣợng của hơi đốt làm núng chảy vật liệu tấm ghộp ở chỗ tiếp giỏp và nung chảy dõy kim loại bổxung đểđiền đầy miệng hàn (hỡnh 5.7).
Hỡnh 5.7. Phương phỏp hàn hơi
+ Hàn vẩy: khụng nung chảy kim loại của tấm ghộp, mà chỉ nung chảy vật liệu que hàn hoặc dõy kim loại.
Hỡnh 5.8. Phương phỏp hàn tiếp xỳc _ + + _ _ +
96
+ Hàn tiếp xỳc: nung kim loại ở chỗ tiếp xỳc của hai tấm ghộp đến trạng thỏi dẻo bằng năng lƣợng của dũng điện hoặc cụng của lực ma sỏt, ộpchỳng lại với nhau bằng một lực ộp lớn(hỡnh 5.8)