Độ bền của kết cấu phụ thuộc và độ bền của liên kết hàn. Việc chọn kiểu mối hàn, phương pháp hàn, quy trình công nghệ hàn sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của kết cấu.
Chọn phương pháp hàn:
Chọn tiết diện mối hàn: theo công thức tính toán sách kết cấu hàn ta có Min a ≥ - 0,5 = - 0,5 = 4 (mm) Max a = 0,7 mint =0,7.15 = 10,5 (mm) Ta chọna = 8 (mm) Vậy cạnh mối hàn góc: K = 8 = 11,3 (mm) chọn K = 11 (mm) IV.2. Chế độ mối hàn góc:
Do chiều dài mối hàn lớn nên chọn phương pháp hàn là hàn tự động dưới lớp thuốc. Khi hàn dưới lớp thuốc có thể dung dòng một chiều cực dương hoặc âm và dòng xoay chiều. Hàn với cực dương (ngược cực) cho độ ngấu lớn nhất. Độ ngấu thấp nhất khi hàn với cực âm (thuận cực) và trung bình khi hàn với dòng xoay chiều. Ta nên chọn hàn dưới lớp thuốc với dòng xoay chiều do tính thuận tiện, thích hợp với sản xuất và kinh tế hơn.
Hàn tự động dưới lớp thuốc không thể hàn đắp chi tiết có đường kính nhỏ hơn 50 (mm) nên ta chọn chế độ hàn một lớp cho liên kết hàn dầm chữ I này.
Theo giáo trình Công nghệ hàn – ĐHBKHN ta có:
Chọn dây hàn có đường kính d = 5 (mm), tra bảng 23 (T177) ta lấy mật độ dòng điện là J = 35 (A/mm2). Theo 43 –IV (T178) ta có:
Ih = J = = 687 (A) Lấy Ih = 700 (A)
Trên hình 66 (T148), ta tìm được điện áp hàn Uh = 35 (V) và hệ số ngấu = 2,9. Theo 42 – IV (T178) diện tích tiết diện ngang của kim loại đắp:
= = 60,5 (mm2) Trên hình 67 (T150), ta tìm được hệ số đắp = 15 (g/A.h) Theo 10 – III (T122), tốc độ hàn:
=
= = 22,3 (m/h) = 0,62 (cm/s) Công suất nhiệt của hồ quang:
Q = 0,24.U.I.
= 0,24.35.700.0,8 = 4704 (cal/s) Theo 6 – IV, chiều sâu chảy:
h = 0,0156 = 0,0156
= 0,0156 = 0,8 (cm) = 8 (mm) Theo 11 – IV, chiều rộng của mối hàn:
b = .h = 2,9 . 8 = 23,2 (mm) Theo 25 – IV, chiều cao của mối hàn:
c =
= = 3,5 (mm) = 0,73 : hệ số chiều cao mối hàn Theo 26 – IV, toàn bộ chiều cao mối hàn: H = c + h = 3,5 + 8 = 11,5 (mm) Theo 46 – IV, chiều cao của kim loại đắp: c’ = = = 7,7 (mm)
Theo 45 – IV, chiều sâu chảy của phần không vát mép: h0 = H – c’ = 11,5 – 7,7 = 3,8 (mm) Theo 47 – IV, chiều sâu chảy trên thành đứng: S0 = (0,8 ÷ 1) h0 = 3,04 3,8 (mm)
Với chế độ hàn đã xác định, hệ số ngấu khi hàn mối hàn góc: = = = 2 (đạt yêu cầu)
Bảng thông số chế độ hàn dưới lớp thuốc bằng dòng xoay chiều:
Chiều dày chi tiết (mm) Chuẩn bị mép hàn Vị trí thực hiện mối hàn Đường kính dây hàn (mm) Cường độ dòng điện hàn I (A) Điện áp hàn U (V) Tốc độ hàn vh (cm/s)
15
Vát mép Hàn bằng điện cực
nghiêng 5 700 35 0,62
Bảng thông số kích thước mối hàn:
Bề rộng mối hàn b (mm) Chiều dày mối hàn a (mm) Chiều cao mối hàn c (mm)
23,2 8 3,5
IV.3. Kiểm tra bền cho mối hàn:
- Ứng suất do mômen uốn sinh ra trên mối hàn có giá trị bằng ứng suất sinh ra trên tiết diện dầm chữ I.
= 1573 (kG/cm2) - Ứng suất trong mối hàn sinh ra do lực cắt: //= ∑a I S V y z . . Với a = 8 (cm): //= 8 . 2 . 1110913 16417 . 59738 = 55,2 (kG/cm2) - Ứng suất tương đương:
= = = 1574 (kG/cm2)
< [ ]/1,5 = 1600 (kG/cm2)
Vậy mối hàn đảm bảo điều kiện bền