3. Giám sát gia công sản xuất kết cấu thép
3.3 Giám sát gia công chi tiết
Việc gia công các chi tiết và các bộ phận và sau đó lắp ráp tổ hợp là công việc đầu tiên tại xởng chế tạo, sau khi đã chuẩn bị nguyên vật liệu. Công tác giám sát và nghiệm thu phải tiến hành ngay sau mỗi giai đoạn: gia công chi tiết và tổ hợp lắp ráp.
Quá trình gia công chi tiết bao gồm các công việc : vạch dấu – tạo mẫu, cắt, gia công mép cắt, tạo lỗ, vát mép cho mối hàn. Một số tr- ờng hợp phải gia công nóng hay nguội nh uốn và nắn thép.
- Vạch dấu
Vạch dấu tức là vẽ lên thép hình dạng của chi tiết đợc gia công, dùng các dụng cụ nh thớc kẻ sắt, ke, compa và mũi nhọn để vạch và định tim lỗ. Khi có những chi tiết giống nhau đợc làm lại nhiều lần thì nên làm bản mẫu (bằng bìa, gỗ dán hoặc thép tấm mỏng) để vạch dấu cho nhanh và chính xác. Thợ vạch dấu và làm bản mẫu phải có trình độ tay nghề khá.
- Cắt thép
Các phơng pháp cắt thép thờng đợc áp dụng hiện nay gồm có : cắt bằng phơng pháp cơ học (bằng lởi dao, bằng ca), cắt bằng hỗn hợp ôxy – axêtilen, cắt bằng plasma (ngọn lữu xuyên).
Cắt kim loại băng phơng pháp cơ học: có thể sử dụng lói dao học ca. Cắt bằng lỡi dao, có thể cắt đợc thép tấm dày tới 32 mm,
dao là kém chính xác, mép cắt xấu. Phơng pháp cắt bằng ca đĩa thờng dùng cắt thép hình cán nóng ; năng suất thấp nhng chất lợng cắt là cao.
Cắt bằng ngọn lửa đốt cháy hỗn hợp ôxy – axetilen : hay còn gọi là cắt hơi, thực chất là dùng mỏ đốt khí axêtylen hoặc khí đốt để làm cháy thép rồi dùng dóng ôxy dới áp suất cao tách thành phần kim loại bị cháy ra khỏi liên kết ban đầu của tấm kim loại. Cách này có thể cắt đợc các kim loại thép có bề dày lớn, mép cắt phẳng nhẵn, độ chính xác cao. Máy cắt nhiều mỏ có thể đồng thời cắt nhiều đờng song song. Phơng pháp cắt hơi làm ảnh hởng đến thành phần hoá học và gây ảnh hởng nhiệt đối với kim loại tại vùng gần mép cắt. Một số khuyết tật do cắt hơi thờng gặp: vết cắt bị cong hoặc mép cắt bị nham nhở. Để tránh đợc các khuyết tật này, điều quan trọng là phải lựa chọn đợc ngọn lửa thích hợp, duy trì áp suất ôxy, duy trì khoảng cách giữa béc đèn cắt và kim loại cắt và vận tốc di chuyển đèn cắt.
Cắt bằng plasma : là phơng pháp cắt hiện đại. Ngời ta dùng dòng chất khí nh nitơ, hydro, hêli hoặc argon bị ion hoá khi đi qua hồ quang điện tạo nên vùng có nhiệt đô cao (có thể lên hàng nghìn
oC) để cắt kim loại. Phơng pháp này có thể cắt đợc các vật liệu mà không thể cắt đợc bằng phơng pháp cắt bằng hơi.
Hình 29: Máy cắt bằng ôxy loại CNC - Hoàn thiện mép cắt
Trong mọi trờng hợp, mép cắt phải đợc gia công. Việc gia công bề mặt phải thực hiện tới độ sâu không nhỏ hơn 2mm để loại bỏ hết các khuyết tật trên bề mặt và trên mép chi tiết, không có rìa xờm hay gồ ghề quá 0,3 mm. Cách gia công mép cắt có thể dùng máy bào hoặc mài. Độ sai lệch về kích thớc phải không quá các quy định của TCXDVN 170 : 1989.
- Phay
Phay là phơng pháp nhằm làm đợc bề mặt đầu chi tiết phẳng và nhẵn. Các chi tiết đa vào phay phải đợc cắt với độ d kích thớc. Khi phay thì phần d này đợc cắt bỏ. Đây là cách cắt tốt nhất đảm bảo chính xác và mặt nhẵn, đặc biệt đối với thép hợp kim hay nhiệt luyện. Máy phay còn dùng để gia công đầu mút cấu kiện khi có yêu cầu truyền lực qua ép lên đầu mút.
- Tạo lỗ
Các phơng pháp chính để tạo lỗ là đột hoặc khoan. Việc chọn cách đột hay khoan phụ thuộc vào độ chính xác và chất lợng chế tạo muốn có cũng nh vào bề dày thép, kích thớc chi tiết và thiết bị sử dụng. Đột có thể thực hiện trên thép dày 25 mm nếu là thép cacbon thấp, 20 mm thép hợp kim thấp. Đờng kính lỗ đột phải nhỏ hơn bề dày không dới 2 mm. Lỗ đột có hình côn và bavia, thành lỗ không nhẵn, thép quanh thành lỗ bị cứng nguội và theo một số phơng pháp tính toán thì bulông lỗ đột khả năng chịu lực kém bulông lỗ khoan 10%. Khi có yêu cầu độ chính xác cao (ví dụ bulông tinh) hoặc độ chịu lực theo tính toán dùng cách khoan. Khoan cũng tạo lỗ cho thép dày, lỗ có dùng kính lớn, lỗ tại cánh các thép hình. Độ chính xác của vị trí lỗ và đờng kính lỗ đợc quy định trong TCXDVN 170 : 1989.
- Gia công vát mép để hàn
Mối hàn đối đầu thờng yêu cầu vát mép thép. Cách vát mép cũng làm nh gia công mép cắt, dùng mài, bào, phay hoặc ngọn lửa ôxy. Hình 30 là máy vát mép bằng ôxy có thể vát mép trên và dới cùng lúc. Độ chính xác của mép vát để hàn tuân theo TCVN 1961 : 1975 : Mối hàn hồ quang điện bằng tay – Kiểu, kích thớc cơ bản.
Hình 30 : Máy vát mép bằng ôxy - Gia công nguội và nóng
Nhiều trờng hợp thép phải đợc gia công nguội hoặc nóng nh khi chuẩn bị vật liệu (nắn thẳng, nắn phẳng), uốn cong thép tấm và thép hình. (Việc chế tạo cấu kiện thép thành mỏng tạo hình nguội là thuộc một lĩnh vực riêng, không nói tới ở đây). Để nắn thép, ngoài việc dùng dụng cụ thủ công nh búa và khuôn, còn dùng các loại máy chuyên dụng : máy nắn trục quay để nắn thép tấm, máy ép để nắn thép hình. Để uốn thép tấm thì dùng máy uốn tấm ba trục hoặc bốn trục, uốn thép hình thì dùng máy uốn trục đứng. Để tránh làm biến đổi cấu trúc vật liệu khi bị cứng nguội do gia công, bán kính cong tối thiểu của cung uốn đợc quy định trong TCXDVN 170 : 1989. Nếu bán kính cong nhỏ hơn thì phải nung nóng vật liệu trên 700oC mới đợc uốn. Lu ý là các quy định của TCXDVN 170 : 1989 về nhiệt độ nung để uốn là không dùng đợc vì các tên thép này Việt Nam cha bao giờ sử dụng.