III. Hướng dẫn đỏnh giỏ kết quả.
1.Nguyờn nhõn gõy ra ứng suất và biến dạng khi hàn, cỏc biện phỏp làm giảm ứng suất và biến dạng.
ứng suất và biến dạng.
1.1. Nguyờn nhõn gõy ra ứng suất và biến dạng khi hàn:
Trong quỏ trỡnh hàn, kim loại mối hàn bị nung núng cục bộ đến nhiệt độ núng chảy, sau đú bị nguội đi nhanh chúng, như vậy đối với những vật hàn bằng kim loại cú tớnh dẻo tốt thỡ dễ bị biến dạng, đối với những vật hàn bằng kim loại cú tớnh dẻo kộm thỡ cú khă năng dẫn đến làm hỏng cấu kiện. Ứng suất và biến dạng là nhược điểm lớn nhất của phương phỏp chế tạo mỏy bằng hàn. Vỡ vậy người thiết kế, chế tạo và cụng nhõn hàn phải biết được quy luật, nguyờn nhõn và cỏc biện phỏp để hạn chế ứng suất và biến dạng cũng như hậu quả của nú để lại.
Để tỡm hiểu nguyờn nhõn gõy nờn ứng suất và biến dạng ta xột một vài tỏc dụng của nhiệt lờn kim loại như sau:
- Ta dựng kỡm kẹp chặt 2 đầu thỏi thộp rồi nung núng lỳc này thỏi thộp sẽ nở ra và dĩn dài vỡ ảnh hưởng của nhiệt. Do 2 đầu bị cố định làm cho thỏi thộp khụng giĩn ra được, ở trường hợp này chẳng khỏc gỡ ta đưa một sức nộn vào 2 đầu kỡm cặp để tỏc dụng vào thỏi thộp sinh ra ứng suất nộn.
- Ngược lại, giả sử thỏi thộp được treo lờn để nung núng, thỏi thộp sẽ giĩn dài ra so với trước khi nung núng. Sau đú lại đem thỏi thộp cặp lờn trờn kỡm cặp mà 2 đầu khụng di động được và để thỏi thộp nguội nhanh chúng, sau khi nguội thỏi thộp sẽ co ngút. Do 2 đầu đĩ cố định làm cho thỏi thộp khụng co ngút được, kết quả trong thỏi thộp sinh ra ứng suất kộo. Nếu khi ứng suất kộo của bản thõn thỏi thộp vượt quỏ cường độ chống kộo của nú thỡ thỏi thộp sẽ bị đứt hoặc gĩy.
- Nếu khi nung núng thỏi thộp cặp trờn kỡm cặp, khi nhiệt độ vượt quỏ 1000
c, nới một đầu kỡm cặp ra để cho nú tự do nguội đi, tự co ngút, sau khi thỏi thộp đú hồn tồn nguội đi thỡ chiều dài của nú sẽ giảm ngắn hơn trước và sinh ra biến dạng
- Khi hàn ta nung núng cục bộ và trong thời gian ngắn đạt đến nhiệt độ cao. Do đú nguồn nhiệt di động lờn phớa trước, nờn những khối kim loại mới được nung núng, cũn những phần kim loại đằng sau dần dần đồng đều về nhiệt độ. Sự phõn bố nhiệt theo phương thẳng gúc với hướng hàn rất khỏc nhau do đú sự thay đổi thể tớch ở cỏc vựng lõn cận mối hàn cũng khỏc nhau, đưa đến sự tạo thành nội lực và ứng suất trong vậthàn. Vậy nguyờn nhõn xuất hiện ứng suất dư trong cỏc kết cấu hàn là:
+Nung núng khụng đều kim loại vật hàn.
+ Độ ngút đỳc của kim loại núng chảy của mối hàn.
+ Cỏc biến đổi tổ chức kim loại trong vựng gần mối hàn gõy ra và tồn tại ứng suất hàn.
+ Sự giảmthể tớch của kim loại do kết quả đụng đặc và biến cứng của vật núng chảy lỏng gọi là độ ngút đỳc.
Do kết quả ngút đều của kim loại mối hàn xuất hiện cỏc lực nộn theo phương dọc cũng như phương ngang của trục mối hàn.
Những thay đổi cơ cấu trong vựng gần mối hàn là những thay đổi về kớch thước và vị trớ sắp xếp cỏc tinh thể kim loại, đồng thời kốm theo sự thay đổi về thể tớch của kim loại trong vựng ảnh hưởng nhiệt. Sự thay đổi cục bộ như vậy của kim loại dẫn đến việc tạo thành nội ứng suất.
Khi hàn cỏc thộp hợp kim và cỏc bon cú khuynh hướng tụi, cỏc ứng suất này cú thể đạt đến trị số rất lớn.
Đại lượng và sự phõn chia ứng suất và biến dạng phụ thuộc vào độ cứng của cỏc kết cấu và sản phẩm hàn. Đồng thời phụ thuộc vào chiều dày của kim loại. Khi chiều dày vật hàn dưới 3mm, việc biến dạng thể hiện rừ rệt cũn ứng suất lại rất nhỏ. Khi bề dày kim loại từ (4 18 mm) kốm theo việc biến dạng đỏng kể, đồng thời ứng suất dư lớn, nhưng biến dạng khụng lớn lắm.
Biểu đồ ứng suất khi đốt núng và làm nguội của mối hàn
Ứng suất dư kết cấu hàn kết hợp với ứng suất sinh ra do ngoại lực tỏc dụng khi làm việc cú thể làm giảm khả năng làm việc của kết cấu và tạo khả năng xuất hiện trong chỳng những vết nứt, gẫy.
Biến dạng hàn thường làm sai lệch hỡnh dỏng và kớch thước của cỏc kết cấu, do đú sau khi hàn phải tiến hành cỏc cụng việc sửa nắn.