3.4 .Tính tốn chế độ hàn phần đế
3.5. Tính tốn chế độ hàn phần vách
Cấu tạo phần vách rất đơn giản, chỉ có hai loại thép hình vng kích thước 80 x 40 x 1,8 và 60 x 30 x 1,8. Theo hình vẽ, để chế tạo kết cấu cần dùng các chế độ hàn là:
- Mối hàn góc giữa các thép hình cùng chiều dày 1,8mm.
- Mối hàn giáp mối giữa chúng.
- Mối hàn chồng giữa thép tấm dày 9mm và thép hình vng dày 1,8mm.
3.5.1. Mối hàn góc giữa các thép ống hình vng:80 x 40 x 1,8 và 60 x 30 x 1,8.
+ Chuẩn bị chi tiết.
Do chi tiết hàn quá mỏng lên để thực hiện mối hàn ta chuẩn bị chi tiết hàn như
sau:
Hình 3.7. Bố trí chi tiết hàn và mối hàn
+ Đường kính que hàn:
Để tính đường kính que hàn ta sử dụng công thức 16-III trang 124 của [4]
d = k2 + 2 (mm).
Trong đó: d- đường kính que hàn.(mm).
k- cạnh mối hàn (mm).
1,8 1,8
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT
Theo bảng 82 trang 155 của [3] ta chọn : k =2
⇒ d =
2 3
+ 2 = 3 (mm). + Cường độ dòng điện hàn:
Theo cơng thức 2-III trang 118 của [4] ta có: Ih = k.d (A).
Trong đó:
Ih : cường độ dịng điện hàn (A)
d: đường kính que hàn. d = 3 mm
k: hệ số thực nghiệm. Khi hàn thép ít Cacbon và thép hợp kim thấp có thể lấy k =
(35-50). Ta chọn k = 40.
Vậy ta có:
Ih = 40.3 = 120 (A) .
+ Điện áp hàn: Khi hàn hồ quang tay, mặc dù điện áp hàn phụ thuộc vào chiều dài
cột hồ quang và vật liệu hàn, nhưng nói chung trị số của nó thay đổi trong một phạm vi rất hẹp.
Để tính điện áp hàn ta sử dụng công thức 7-I trang 20 của [4] có: Uh = a + b.lhq + h hq I dl c+ Trong đó : Uh : điện áp hàn. (V)
lhq : chiều dài cột hồ quang. (cm)
lhq = (d+2)/2 = (3+2)/2 = 2,5mm = 0.25 cm
a : là điện áp rơi trên anôt và catôt ( a = 15÷20 V )
Ta lấy a = 20 (V)
b: là điện áp rơi trên một đơn vị chiều dài hồ quang.
Ta lấy b = 15,7 (V/cm)
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT
Thông thường đại lượng
h hq
I dl c+
rất nhỏ nên điện áp hàn được tính theo cơng
thức 8-I trang 20 của [4] như sau:
Uh = a + b.lhq Thay số vào ta có:
⇒ Uh = 20 + 15,7*0,25 = 23,9(V).
Chọn Uh=25 (V).
+ Số lớp hàn:
Để tính số lớp hàn ta áp dụng công thức 3-III trang 121 của [4] có: Số lớp hàn n = ( ) 1 1 + − n d F F F Trong đó:
F1 : Diện tích tiết diện ngang của lớp hàn thứ nhất.
Fd : Diện tích tiết diện ngang của toàn bộ tiết diện đắp.
Fn : Diện tích tiết diện ngang của mỗi lớp hàn tiếp theo.
Theo công thức 6-III trang 120 của [4] ta có: F1 = (6 - 8).d =(6 - 8).3 = (18- 24) (mm2)
Chọn F1 = 20 (mm2) Theo cơng thức 7-III trang 120 của [4] ta có: Fn = (8 - 12).d = (8 - 12).3 = (24-36) (mm2).
Chọn Fn = 30 (mm2).
Theo hình vẽ và bảng 82 trang 156 của [3]ta xác định gần đúng:
Fd = 2 1 k2 + 1,05.k (mm2). Trong đó: S = 1,8 mm.
Thay số vào ta được: Fd = 7,65 mm2 = 0.0765 cm2.
n = ( ) 1 1 + − n d F F F = 1 30 ) 20 65 , 7 ( + − =0,59
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT Chọn n = 1
+ Tốc độ hàn:
Tốc độ hàn hợp lý có thể tính theo cơng thức 10-III trang 122 của [4].
Vh = αđ.Ih
3600.γ.Fđ
Trong đó:
Vh : tốc độ hàn (cm/s)
αđ: hệ số đắp (αđ =7÷11 g/A.h). Lấy αđ = 9 (g/A.h). Ih: cường độ dòng điện Ih = 120 A
γ: khối lượng riêng của kim loại đắp (g/cm3) . γ = 7,852 kg/dm3 = 7,852 g/cm3 ⇒ Vh = 0765 . 0 . 8 , 7 . 3600 120 . 9 = 0,5 (cm/s) = 30 (cm/phút). + Năng lượng đường:
Năng lượng đường được tính theo cơng thức (4-11) trang 27 của [1]như sau.
qd1 = h v q = h h h v I U . .η . 24 . 0 ⇒ qd1 = 5 . 0 7 , 0 . 120 . 25 . 24 . 0 = 1008 (cal/cm)
+ Chiều sâu ngấu: Việc xác định chiều sâu ngấu giúp ta biết được chế độ hàn có
hợp lý hay không. Trong hàn hồ quang tay thì chiều sâu ngấu khơng lớn lắm, nhưng trong một số trường hợp đặc biệt cần tính ta sẽ tính gần đúng theo cơng thức 15-III
trang 124 của [4].
h = (0,3-0,5)r.
Trong đó:
h- Chiều sâu ngấu (mm).
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT
r = 0,0112 qd
Thay số ta được: r = 0,0112. 1008 = 0,356 cm. ⇒ h = (0,3-0,5)0,356 = (0,1-0.17) cm.
+ Thời gian hàn: Là thời gian để hoàn thành một mối hàn bao gồm thời gian cơ bản (thời gian hồ quang cháy) và thời gian phụ (thời gian chuẩn bị chỗ làm việc, đóng mở máy, thay que hàn, tháo lắp chi tiết....).
Ta tính thời gian hàn theo cơng thức20-III trang 134 của [4]: Th = T0 + ∑Tph
Trong đó:
Th: Thời gian hàn. T0: Thời gian cơ bản.
m : hệ số, phụ thuộc chủ yếu vào sự tổ chức sản xuất, đối với hàn hồ quang tay m
= (0,3 ÷ 0,5).
Ta chọn m = 0.4
Do việc thời gian phụ phức tạp vì nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố để đơn giản cho
tính tốn ta dùng công thức 21-III trang 134 của [4]. Th = T0 m Mặt khác ta có: T0 = lmhV Trong đó: lmh = 10 cm : ⇒ T0 = 5 . 0 10 = 20 (s) Th = 4 . 0 20 = 50 (s) .
3.5.2. Mối hàn giáp mối giữa các thép ống hình vng:50 x 50 x 1,8 và 50 x 25 x 1,8 (mm). (mm).
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT
Chế độ hàn này dùng để hàn mối hàn khi ghép hai thanh thép hộp hình vng kích
thước 50 x 50 x 1,8 và 50 x 25 x 1,8 (mm) và mối hàn mặt ngoài khi hàn góc các thanh
đó với nhau như hình vẽ sau
Hình 3.8. Bố trí chi tiết hàn và mối hàn
Tính tốn chế độ ta thu được kết quả như sau: (Dựa theo bảng 80 trang 127 của
[3]) - Đường kính que hàn: d = 3 mm. - Cường độ dòng điện hàn: Ih = 120 A - Điện áp hàn: Uh = 25 V - Số lớp hàn: n = 1. - Tốc độ hàn: Vh = 0,44 cm/s = 26,4 (cm/phút).
- Năng lượng đường: qd = 1145,45 cal/cm
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT
3.5.3. Mối hànchồng giữa các thép dày 10 mm và thép ống hình vng: 50 x 50 x 1,8 (mm). (mm).
+ Chuẩn bị chi tiết.
Hình 3.9. Bố trí chi tiết hàn và mối hàn
Ta cần hàn mối hàn này theo hai chế độ, một là mối hàn giáp mối tính cho chiều dày chi tiết là 1,8 mm và hai là mối hàn góc tính cho độ dày chi tiết là 1,8 mm. Chế dộ của hai mối hàn này là:
+ Mối hàn giáp mối:
- Đường kính que hàn: d = 3 mm.
- Cường độ dòng điện hàn: Ih = 120 A
- Điện áp hàn: Uh = 25 V - Số lớp hàn: n = 1.
- Tốc độ hàn: Vh = 0,44 cm/s = 26,4 (cm/phút).
- Năng lượng đường: qd = 1145,45 cal/cm
- Chiều sâu ngấu: h = (0,11-0,18) + Mối hàn góc: - Đường kính que hàn: d = 3 mm. - Cường độ dòng điện hàn: Ih = 120 A - Điện áp hàn: Uh = 25 V - Số lớp hàn: n = 1. -Tốc độ hàn: Vh = 0,5 cm/s = 30 (cm/phút).
- Năng lượng đường: qd = 1008 cal/cm - Chiều sâu ngấu: h = (0,1-0,17).
50x50x1,8
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT
3.6. Lập quy trình cơng nghệ và phiếu cơng nghệ cho các mối hàn
3.6.1. Lập quy trình cơng nghệ hàn
Việc lắp ghép các chi tiết để hàn là một khâu rất quan trọng đối với q trình cơng
nghệ hàn để nhận được liên kết hàn cũng như kết cấu hàn có chất lượng tốt và năng suất
cao.
Khi lắp ghép các chi tiết cần phải đảm bảo độ chính xác của kích thước thiết kế đồng thời định vị, kẹp chặt cần phải chắc chắn và hợp lý.
+ Phần đế:
Nguyên công 1. Hàn các thanh thép U:100x50x5 với nhau
Bước 1- Gá lắp và hàn đính :
Sử dụng máy hàn, thước dây để gá lắp và hàn đính.
Bước 2 – Hàn hồn thiện .
Hàn hồ quang tay: Vị trí hàn sấp
Chế độ hàn: Trình bày trong phần phiếu cơng nghệ.
Nguyên công 2. Hàn các thanh thép U:100 x 50 x5 với U:200 x 75 x 6 (mm)
Bước 1- Gá lắp và hàn đính :
Sử dụng máy hàn, thước dây để gá lắp và hàn đính.
Bước 2 – Hàn hoàn thiện .
Hàn hồ quang tay: Vị trí hàn sấp
Chế độ hàn: Trình bày trong phần phiếu cơng nghệ.
Nguyên công 3. Hàn thép tấm dày 20mm vào U:100 x 50 x 5(mm).
Bước 1- Gá lắp và hàn đính :
Sử dụng máy hàn, thước dây để gá lắp và hàn đính.
Bước 2 – Hàn hồn thiện .
Hàn hồ quang tay: Vị trí hàn sấp
Chế độ hàn: Trình bày trong phần phiếu cơng nghệ.
Ngun cơng 4. Hàn thép tấm dày 6mm U:100 x 50 x 5(mm).
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT Sử dụng máy hàn, thước dây để gá lắp và hàn đính.
Bước 2 – Hàn hồn thiện .
Hàn hồ quang tay: Vị trí hàn sấp
Chế độ hàn: Trình bày trong phần phiếu cơng nghệ.
Nguyên công 5. Hàn thép tấm dày 20mm vào U:100 x 50 x 5(mm).
Bước 1- Gá lắp và hàn đính :
Sử dụng máy hàn, thước dâyđể gá lắp và hàn đính.
Bước 2 – Hàn hồn thiện .
Hàn hồ quang tay: Vị trí hàn sấp
Chế độ hàn: Trình bày trong phần phiếu cơng nghệ.
Nguyên công 6. Hàn tấm thép dày 20 mm và10 mm với nhau làm đế robot và đồ
gá.
Bước 1- Gá lắp và hàn đính :
Sử dụng may hàn, thước dây các cơ cấu kẹp chặt như trình bày ở trên để gá lắp và hàn đính.
Bước 2 – Hàn hoàn thiện .
Hàn hồ quang tay: Vị trí hàn sấp
Chế độ hàn: Trình bày trong phần phiếu cơng nghệ.
+Phần vách:
Ngun cơng 7. Hàn các thanh thép hình vng dày 1,8mm với nhau.
Bước 1- Gá lắp và hàn đính :
Sử dụng may hàn, thước dây, máy mài cầm tay để gá lắp và hàn đính.
Bước 2 – Hàn hoàn thiện .
Hàn hồ quang tay: Vị trí hàn sấp
Chế độ hàn: Trình bày trong phần phiếu cơng nghệ.
Ngun cơng 8. Hàn thép tấm dày 9 mm vào thép thanh vuông dày 1,8 mm.
Bước 1- Gá lắp và hàn đính :
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT
Bước 2 – Hàn hoàn thiện .
Hàn hồ quang tay: Vị trí hàn sấp
Chế độ hàn: Trình bày trong phần phiếu cơng nghệ.
Ngun cơng 9. Tổng kiểm tra.
3.6.2. Bản thông số công nghệ hàn
PHIẾU CÔNG NGHỆ CHO KIỂU LIÊN KẾT HÀN 1.3
Tên nhà thầu : Thiết kế :
WPS(Bản thông số công nghệ hàn) số :
01
. PQR (Chứng chỉ công nghệ hàn) số : Phiên bản số : 0 1 Ngày :
Quá trình hàn : SMAW (Hồ quang tay).
Phương pháp hàn : Hồ quang tay Quy phạm áp dụng : 22 TCN280-01 (Ban hành năm 2001)
LIÊN KẾT
Loại liên kết : TC-L4 (Kí hiệu theo [6] ).
Lót đáy : (Có) :……… (Không)
:…X………
Vật liệu lót đáy (Loại) :
Kim loại Kim loại khơng nóng chảy
Phi kim
loại Khác
KIM LOẠI CƠ BẢN .
Loại : CT3 (ΓOCT-71) Theo loại: Grade (ASTM A50)
Thành phần hố học : (0,14÷0,22)%C ; (0,4÷0,65)%Mn ; (0,05÷0,17)%Si ; 0,04%P ; 0,05%S ; 0,3%Cr ; 0,3%Ni 0,3%Cu ; 0,08% As.
Theo Cơ tính : σb =(380 ÷ 490) N/mm2 ; σT = 250 N/mm (Giới hạn chảy).
Dải chiều dày : (0 ÷ 20) mm..
Kim loại cơ bản : Rãnh : Hàn giáp mối : Không hạn chế.
50 ° 3 12 5 1 1
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT
60
VẬT LIỆU HÀN .
Tên que hàn : N46 (TCVN 3223)
Theo loại: E60xx (AWS A51)
Đường kính que hàn : Φ4 mm
Kim loại đắp : ~
Dải chiều dày : ~
Giáp mối vát mép : Khơng hạn chế
Hàn góc Khơng hạn chế
Tấm nót đáy : Khơng có
Điều kiện sấy : 250 ÷ 3500C trong 60 phút
Khác : Khơng có
TƯ THẾ HÀN NHIỆT LUYỆN SAU KHI HÀN : Không
Tư thế hàn: Sấp Dải nhiệt độ : ~
Hướng hàn : Dọc rãnh
hàn
Dải thời gian : ~
NUNG NĨNG SƠ BỘ: Khơng NHIỆT LUYỆN SAU KHI HÀN: Không
Nhiệt độ nung nóng sơ bộ : ~ Tỉ lệ %
Nhiệtđộ giữa các lớp hàn : ~ Khí Hỗn hợp Lưu
lượng
Duy trì nhiệt : ~ Bảo vệ ~ ~ ~
CHẾ ĐỘ HÀN :
Loại dòng điện hàn : 1 Chiều Đấu cực : Nghịch (SMAW) Dải Ampe : (140-200)A. Máy hàn : Gold Seal 320
Điện áp hàn: 25 (V) Cường độ dòng hàn: 160A
KỸ THUẬT HÀN .
Phương pháp xoi
đáy : Mài hoặc Thổi bằng hồ quang khí nén
Dao động que hàn : Không Tầm với điện cực : 50 ° 3 5 1 1
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT Một hay nhiều lớp (một bên) : Một Một hay nhiều que hàn : Một Tốc độ hàn : 6 cm/ph. Khác : Khơng
PHIẾU CƠNG NGHỆ CHO KIỂU LIÊN KẾT HÀN 1.4
Tên nhà thầu : Thiết kế :
WPS(Bản thông số công nghệ hàn) số :
02
. PQR (Chứng chỉ công nghệ hàn) số : Phiên bản số : 0 1 Ngày :
Quá trình hàn : SMAW (Hồ quang tay).
Phương pháp hàn : Hồ quang tay Quy phạm áp dụng : 22 TCN280-01 (Ban hành năm 2001)
LIÊN KẾT
Loại liên kết : C-L1 (Kí hiệu theo [6] ). Chi tiết
Lót đáy : (Có) :……… (Không)
:…X………
Vật liệu lót đáy (Loại) :
Kim loại Kim loại khơng nóng chảy
Phi kim
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT
KIM LOẠI CƠ BẢN .
Loại : CT3 (ΓOCT-71) Theo loại: Grade (ASTM A50)
Thành phần hố học : (0,14÷0,22)%C ; (0,4÷0,65)%Mn ; (0,05÷0,17)%Si ; 0,04%P ; 0,05%S ; 0,3%Cr ; 0,3%Ni 0,3%Cu ; 0,08% As.
Theo Cơ tính : σb =(380 ÷ 490) N/mm2 ; σT = 250 N/mm (Giới hạn chảy).
Dải chiều dày : (0 ÷ 20) mm..
Kim loại cơ bản : Rãnh : Hàn giáp mối : Không hạn chế.
VẬT LIỆU HÀN .
Tên que hàn : N46 (TCVN 3223)
Theo loại: E60xx (AWS A51)
Đường kính que hàn : Φ4 mm
Kim loại đắp : ~
Dải chiều dày : ~
Giáp mối vát mép : Khơng hạn chế
Hàn góc Khơng hạn chế
Tấm nót đáy : Khơng có
Điều kiện sấy : 250 ÷ 3500C trong 60 phút
Khác : Khơng có
TƯ THẾ HÀN NHIỆT LUYỆN SAU KHI HÀN : Không
Tư thế hàn: Sấp Dải nhiệt độ : ~
Hướng hàn : Dọc rãnh hàn
Dải thời gian : ~
NUNG NĨNG SƠ BỘ: Khơng NHIỆT LUYỆN SAU KHI HÀN: Khơng
Nhiệt độ nung nóng sơ bộ : ~ Tỉ lệ %
Nhiệt độ giữa các lớp hàn : ~ Khí Hỗn hợp Lưu
lượng
Duy trì nhiệt : ~ Bảo vệ ~ ~ ~
CHẾ ĐỘ HÀN :
Loại dòng điện hàn : 1 Chiều Đấu cực : Nghịch (SMAW) Dải Ampe : (140-200)A. Máy hàn : Gold Seal 320
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT Cường độ dòng hàn: 160A
KỸ THUẬT HÀN .
Phương pháp xoi
đáy : Mài hoặc Thổi bằng hồ quang khí nén
Dao động que hàn : Không Tầm với điện cực : Một hay nhiều lớp (một bên) : Một Một hay nhiều que hàn : Một Tốc độ hàn : 12 cm/ph. Khác : Khơng
PHIẾU CƠNG NGHỆ CHO KIỂU LIÊN KẾT HÀN 1.5
Tên nhà thầu : Thiết kế :
WPS(Bản thông số công nghệ hàn) số :
03
. PQR (Chứng chỉ công nghệ hàn) số : Phiên bản số : 0 1 Ngày :
Quá trình hàn : SMAW (Hồ quang tay).
Phương pháp hàn : Hồ quang tay Quy phạm áp dụng : 22 TCN280-01 (Ban hành năm 2001)
LIÊN KẾT
Loại liên kết : C-L1 (Kí hiệu theo [6] ). Chi tiết
Lót đáy : (Có) :……… (Khơng) :…X………
Vật liệu lót đáy (Loại) :
Kim loại Kim loại khơng nóng chảy
Phi kim
loại Khác
6
5 4
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT
KIM LOẠI CƠ BẢN.
Loại : CT3 (ΓOCT-71) Theo loại: Grade (ASTM A50)
Thành phần hố học : (0,14÷0,22)%C ; (0,4÷0,65)%Mn ; (0,05÷0,17)%Si ; 0,04%P ; 0,05%S ; 0,3%Cr ; 0,3%Ni 0,3%Cu ; 0,08% As.
Theo Cơ tính : σb =(380 ÷ 490) N/mm2 ; σT = 250 N/mm (Giới hạn chảy).
Dải chiều dày : (0 ÷ 20) mm..
Kim loại cơ bản : Rãnh : Hàn giáp mối : Không hạn chế.
VẬT LIỆU HÀN .
Tên que hàn : N46 (TCVN 3223)
Theo loại E60xx (AWS A51)
Đường kính que hàn : Φ4 mm
Kim loại đắp : ~
Dải chiều dày : ~
Giáp mối vát mép : Khơng hạn chế
Hàn góc Khơng hạn chế
Tấm nót đáy : Khơng có
Điều kiện sấy : 250 ÷ 3500C trong 60 phút
Khác : Khơng có
TƯ THẾ HÀN NHIỆT LUYỆN SAU KHI HÀN : Không
Tư thế hàn: Sấp Dải nhiệt độ : ~
Hướng hàn : Dọc rãnh
hàn
Dải thời gian : ~
NUNG NĨNG SƠ BỘ: Khơng NHIỆT LUYỆN SAU KHI HÀN: Không
Nhiệt độ nung nóng sơ bộ : ~ Tỉ lệ %
Nhiệt độ giữa các lớp hàn : ~ Khí Hỗn hợp Lưu
lượng
Duy trì nhiệt : ~ Bảo vệ ~ ~ ~
CHẾ ĐỘ HÀN :
Loại dòng điện hàn : 1 Chiều Đấu cực : Nghịch (SMAW) Dải Ampe : (140-200)A. Máy hàn : Gold Seal 320
LUẬN VĂN THẠCSĨ KỸ THUẬT Cường độ dòng hàn: 160A