- Ứng suất và biến dạng ngang
1.2. Cỏc biện phỏp giảm biến dạng và ứng suất khi hàn.
Như ta đĩ biết nguyờn nhõn trực tiếp của hiện tượng biến dạng là sự tạo thành cỏc ứng suất dư.
Để kết cấu được hồn chỉnh vấn đề đặt ra là phải giảm biến dạng đến mức tối thiểu. Muốn vậy phải tiến hành cỏc biện phỏp để giảm ứng suất, giảm biến dạng trước trong và sau khi hàn.
- Cỏc biện phỏp kết cấu
Một trong những điều kiện cơ bản của biện phỏp này là việc lựa chọn kim loại cơ bản và cực điện khi thiết kế, kim loại cơ bản cần trỏnh khụng cú khuynh hướng dễ bị tụi khi nguội ở ngồi khụng khớ, cũn cực điện (que hàn) thỡ phải cú tớnh dẻo khụng nhỏ hơn kim loại cơ bản. Ngồi ra cần phải thực hiện cỏc yờu cầu sau:
+Để trỏnh ứng suất mặt phẳng và ứng suất khối, khụng nờn thiết kế cỏc mối hàn tập trung hay giao nhau nhất là khi kết cấu đú làm việc với trọng động.
+Khụng nờn thiết kế cỏc mối hàn khộp kớn cú kớch thước nhỏ.
+Cố gắng hết sức giảm số lượng cỏc mối hàn và kớch thước của mối hàn khụng lớn hơn kớch thước thiết kế.
+Cỏc gõn tăng cứng cần sắp xếp sao cho sau khi hàn thỡ cựng một khu vực ở hai phớa của kim loại cơ bản, để giảm bớt sự co ngang và ứng suất khối của tồn bộ kết cấu
+Khi hàn giỏp mối nếu chiều dày của hai tấm khụng bằng nhau thỡ cần vỏt bớt tấm dày hơn.
+Khi thiết kế cỏc kết cấu phức tạp, cần tớnh đến khả năng chế tạo từng bộ phận tỏch riờng, rồi mới lắp thành kết cấu lớn. Như vậy, sẽ giảm bớt độ co ngang tương hỗ giữa cỏc mối hàn và giảm bớt ứng suất mặt phẳng.
+Trong cỏc kết cấu mặt cắt hợp vàphẳng mà cú đường kớnh khộp kớn, để hạn chế dạng gợn súng do mất ổn định thỡ cần phải đặt gõn tăng cứng.
- Cỏc biện phỏp cụng nghệ khi hàn
Cú nhiều biện phỏp khỏc nhau để giảm ứng suất khi hàn, chỳng phụ thuộc vào đặc tớnh mối hàn, dạng kết cấu, phương phỏp hàn chế độ hàn, cơ tớnh và hoỏ tớnh của kim loại. Ta dựng cỏc biện phỏp sau đõy:
+ Khi hàn cỏc vật dày, cỏc loại thộp dễ bị tụi thỡ cần phải đốt núng trước, đồng thời phải giảm bớt cường độ dũng điện hoặc cụng suất ngọn lửa hàn để trỏnh hiện tượng nứt.
+ Khi cỏc chi tiết bị kẹp chặt, dễ sinh ra ứng suất lớn, do đú thứ tự hàn trước sau của cỏc mối hàn trong kết cấu phải sao cho vật hàn luụn luụn ở trạng thỏi tự do, nhất là đối với mối hàn giỏp mối cú độ co ngang lớn. Khi hàn phải hàn một chiều hoặc hàn từ giữa ra, khụng hàn từ 2 đầu vào.
+ Cỏc độ gỏ kẹp chặt phải đặt cỏch xa mối hàn và khụng được đặt trờn mặt cắt ngang của mối hàn.
+ Chế độ hàn chọn sao cho vựng ứng suất tỏc dụng cú thể nhỏ. Trong trường hợp, khi hàn mối hàn thứ 2 đối xứng với mối hàn thứ nhất, thỡ nờn tăng cường dũng điện hàn, để tăng vựng ứng suất tỏc dụng như vựng cú thể khử hồn tồn độ uốn do mối hàn gõy nờn
+ Hàn theo phương phỏp phõn đoạn nghịch thỡ sẽ giảm biến dạng vỡ nội lực sinh ra chỉ ở từng khu vực nhỏ và nú hướng về hướng về vựng lõn cận đối diện.
+ Để khử uốn người ta tiến hành uốn hoặc trước khi hàn vật đặt ngược chiều uốn sau khi hàn, như vậy sẽ giảm ứng suất và biến dạng dư
+ Để giảm cong vờnh, lượn súng, khi hàn cỏc tấm rộng người ta dựng đồ gỏ kẹp chặp mộp phải để hàn vật được biến dạng tự do, nếu khụng sẽ sinh ra ra ứng suất dư.
- Cỏc biện phỏp cụng nghệ sau khi hàn:
Sau khi hàn vật hàn vẫn tồn tại ứng suất dư và bị biến dạng. Để khắc phục tỡnh trạng đú dựng cỏc biện phỏp sau:
+ Ủ vật hàn cú thể từ bỏ được ứng suất dư và bị biến dạng. Nhiệt độ ủ của thộp cỏc bon vừa và thộp cỏc bon cao là 5500 6600C. Sau khi đĩ giữ nhiệt trong thời gian trờn dưới 1giờ thỡ cho ra ngồi để nguội trong khụng khớ.
+ Gừ nhẹ sau khi hàn;
-Sau khi hàn xong dựng bỳa tay cú đầu trũn và trọng lượng 0,5kg 1,25kg, gừ nhẹ đều và mau vào xung quanh mối hàn, cú thể gừ nhẹ khi nhiệt độ trờn 5000c hoặc thấp hơn 3000
c.
Như vậy cú thể từ bỏ được ứng suất sinh ra sau khi hàn. +Nắn nguội:
Chủ yếu là tỏc dụng lực kộo vào những phần bị co để đạt được kớch thước và hỡnh dỏng kớch thước như thế song nú sinh ra biến cứng và tần suất dư làm cho vật hàn bị nứt nẻ, thậm chớ cú thể bị gĩy. Ngồi ra nắn nguội là một quỏ trỡnh cụng nghệ phức tạp nờn núi chung ớt dựng.
+Nắn núng:
Là biện phỏp được dựng rộng rĩi vỡ nú đơn giản và kinh tế nhất, người ta nung núng bằng ngọn lửa hàn khớ mục đớch làm co những khu vực mà chiều dày của chỳng lớn hơn vựng ứng suất tỏc dụng của mối hàn trong kết cấu. Chọn khu vực nung và chế độ nung khụng hợp lý cú thể làm cho biến dạng thờm phức tạp .
Cơ sở lý thuyết của nắn nung là :
-Xỏc định mặt phẳng uốn cong và mụ men uốn gõy ra do nội lực.
-Xỏc định mặt cắt, khối lượng và hỡnh dỏng hợp lý của vựng ứng suất tỏc dụng ở khu vực nung núng, bảo đảm tạo ra nội lực làm biến dạng kết cấu theo hướng ngược lại.
Mấy phương phỏp trờn đõy là giảm ứng suất và biến dạng khi hàn. Trong sản xuất thực tế, thường khụng phải dựng một phương phỏp nào đú mà phải căn cứ vào tỡnh hỡnh cụ thể của vật hàn, khi hàn ỏp dụng hỗn hợp và bổ sung lẫn nhau mới cú hiệu quả tốt.