Đồ án Thiêt kế quy trình hàn dầm cẩu trục

là thép CT38 (TCVN 1695-75) tương đương với thép CT3 (TC Nga ГOG380-71) . Bởi vì loại vật liệu này được sử dụng phổ biến trên thị trường , nó vừa đảm bảo tính kính tế cũng như đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của kết cấu khi làm việc. - Thép CT38 là loại thép cacbon chất lượng thường dùng nhiều trong chế tạo các kết cấu thép bằng công nghệ hàn. Là loại thép mềm dẻo, độ cứng thấp , hiệu quả tôi và ram không cao ,do đó nó tính hàn tốt . Khi hàn không cần phải dùng các công nghệ đặc biệt trước khi hàn hoặc nhiệt luyện sau khi hàn mà chất lượng mối hàn vẫn đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật và cơ tính mối hàn tương đương hàn loại cơ bản Dưới đây là thành phần hóa học và cơ tính của thép CT38 chế tạo dàm cầu trục - Thành phần hoá học của thép CT38 theo bảng (1-III) trang 219 sách (HDTKĐA) Bảng 3.1 Thành phần hóa học của thép CT38 theo tài liệu Nhãn hiệu thép Thành phần hoá học C Mn Si P S CT38 0,12¸0,23 0,4¸ 0,65 0,15¸0,3 <0,045 <0,045 Bảng 3.2: Cơ tính của thép CT38 Kí hiệu mác thép Độ bền sk (N/mm2) Giới hạn chảy sc (N/mm2) CT38 380¸ 490 240 Chọn vật liệu là thép CT38 có : 3.2 Quy trình chế tạo các chi tiết của dầm 3.2.1 thiết bị dùng trong chế tạo các chi tiết +Dụng cụ - Máy nắn phôi Hình 3.1 Máy nắn phôi chuyên dùng Trong chế tạo phôi thép có kích thước và quá trình vận chuyển phôi thép có hiện tượng cong vênh do trọng lượng phôi thép lớn, điều kiện vận chuyển không thuận lợi...vì thế cần có các phương pháp để nắn phôi đảm bảo yêu cầu về hình dạng, kích thước yêu cầu. Nguyên công chuẩn bị đối với những phôi dài, phôi cuộn có dạng tròn xoay, dạng băng hoặc định hình trước khi đưa vào gia công cắt gọt, hoặc những phôi sau khi đã gia công phá, những nửa thành phẩm sau khi nhiệt luyện chuẩn bị đưa vào gia công tinh nhằm mục đích giảm độ cong trục, làm cho lượng dư gia công đồng đều, từ đó giảm sai số in dập khi gia công, đảm bảo đẩy phôi dễ, kẹp chặt tốt. Đối với phôi bằng thép thanh có thể nắn thẳng ở trạng thái nguội bằng nhiều phương pháp khác nhau (bằng búa tay, trên máy ép trục vít, máy ép thuỷ lực, máy nắn thẳng chuyên dùng, vv.). Những phôi rèn dập có đường kính và chiều dài lớn thường được nắn thẳng ở trạng thái đã nung nóng trên máy búa.Độ chính xác và năng suất nắn thẳng phụ thuộc vào phương pháp thực hiện. Nếu nắn thẳng trên máy chuyên dùng, độ thẳng đạt từ 0,1 - 0,2/m chiều dài, năng suất đạt 0,8 - 1,6 m chiều dài/phút. Nắn phẳng phôi đối với các phôi có kích thước lớn ta có thể sử dụng các loại máy nắn phôi chuyên dùng để đảm bảo độ phẳng đồng đều. -Máy cắt phôi rùa cắt Dựa vào lựa chọn phương pháp cắt phôi và bảng thông số chế độ cắt ta chọn máy cắt nhiệt CG1 – 30. Hinh 3.2 ( may căt CNC) Hình 3.3 Tính năng. -Thân xe được chế tạo từ nhôm chất lượng -cao, thiết kế gọn nhẹ -Hệ thống điều khiển được ứng dụng công nghệ điều khiển bằng bán dẫn, ống dẫn khí sản xuất trên quy trình sản xuất hiện đại. Các đầu nối nhanh tăng tính cơ động cho xe cắt Trang bị thanh compa cho cắt các đường tròn đường kính >200mm - Ứng dụng cắt các sản phẩm trong các nghành công nghiệp: đóng tầu, dầu khí và các nghành công nghiệp khác. Thông số kỹ thuật: CG1-30 Điện áp vào 220V~240V/1Pha Công nghệ điều khiển Bán dẫn, điện tử Sử dụng khí cắt Oxy-gas Khả năng cắt thép 6~100mm Tốc độ cắt 50~750mm/p Đường kính cắt tròn 200~2000mm Trọng lượng 16Kg Kích thước 470x230x240mm + Máy mài Yêu cầu cần làm sạch bề mặt sau khi hoàn thiện nên ta tiến hành làm sạch mối hàn bằng phương pháp mài, dùng máy mài góc BOSCH GWS 11-125 CI Hình 3.4 (máy mài) 3.2.2 Quy trình chế tạo các chi tiết của dầm + Chi tiết số 1 tấm đỉnh Từ hình vẽ ta thấy chi tiết được chế tạo từ thép tấm có 02 tấm 6000 và 02 tấm 5540 Hình 3.4 Các bước chế tạo : Bước 1 : lấy dấu Khi lấy dấu phải đảm bảo độ chính xác để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cắt sau này. Vì vật liệu có chiều dày là S = 16 mm, ta phải chọn bề mặt cắt rộng là 3,5 mm. Kích thước vạch dấu của chi tiết = Kích thước thực của chi tiết + lượng due gia công. Luợng dư gia công = Bề rộng rãnh cắt + Lượng dư gia công tiếp theo. Lượng dư gia công tiếp theo được lấy bằng 1 mm. Từ đó ta có kích thước vạch dấu như sau » Chiều dài = 22980= 22984( mm) Chiều rộng = 500 = 504 (mm) Từ tấm thép chất lược thường ( CT38) đã được gia công để các cạnh vuôg góc với nhau ta dụng thước lá, thước vuông và vạch dấu, ta vạch dấu thành một hình chữ nhật có các kích thước là hai cạnh của hình chữ nhật mà ta cần vạch dấu . Hình vạch dấu : Bước 2 cắt khí : Để cắt phôi như hình mà ta vừa mới vạch dấu bằng phương pháp cắt khí ôxy – axêtylen với chế độ cắt tra theo bảng 57g trang 202 Cẩm Nang Hàn : Chiều dày tấm : 10 mm Áp suất khí : 3 kg/cm2 Cỡ đầu ngoài : 1 Cỡ đầu trong : 2 Tốc độ cắt : 440-550 mm/phút Chiều rộng cắt : 3,5 mm Áp suấy của khí cháy được xác định trong sách Cẩm nang Hàn trang 202 bảng 57g là : P=0,01 ÷ 0,5 ( kg/cm2), và khoảng cách tối ưu giữa đầu mỏ cắt khí và bề mặt vật cần cắt là : 3÷ 4 mm được tra trong bảng ở sách Cẩm Nang Hàn trang 200 : Chiều dày tấm : 10 mm Khoảng cách 3÷4 mm Để cắt đường bao ngoài là đường thẳng ta dùng máy cắt khí con rùa có đường day dẫn hướng là đường thẳng. Trước khi tiến hàng cắt ta dùng ngọn lửa mạnh để ngung nóng sơ bộ mép cắt và đồng thời làm sạch mép cắt đó. Sau khi tiến hành cắt theo đường vạch dấu ta tiến hành gia công cơ bề mặt các mép cắt, bằng máy phay nằm 6H82 với các đường bao nằm ở bên ngoài của chi tiết. Sau khi gia công thì đạt được kích thước như hình vẽ : khi cắt ta tiến hành làm sạch mép cắt bằng máy mài tay, nắn phẳng và hiệu chỉnh theo yêu cầu bản vẽ + Chi tiết số 2 tấm đáy Từ hình vẽ ta thấy chi tiết được chế tạo từ thép tấm có 2 tấm 6000 va 2 tấm 5200 được liên kết với nhau bằng liên kết hàn Hình 3.5 Các bước chế tạo : Bước 1 : lấy dấu Khi lấy dấu phải đảm bảo độ chính xác để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cắt sau này. Vì vật liệu có chiều dày là S = 16 mm, ta phải chọn bề mặt cắt rộng là 3,5 mm. Kích thước vạch dấu của chi tiết = Kích thước thực của chi tiết + lượng dư gia công. Luợng dư gia công = Bề rộng rãnh cắt + Lượng dư gia công tiếp theo. Lượng dư gia công tiếp theo được lấy bằng 1 mm. Từ đó ta có kích thước vạch dấu như sau » Chiều dài = 22980= 22984( mm) Chiều rộng = 500 = 504 (mm) Từ tấm thép chất lược thường ( CT38) đã được gia công để các cạnh vuôg góc với nhau ta dụng thước lá, thước vuông và vạch dấu, ta vạch dấu thành một hình chữ nhật có các kích thước là hai cạnh của hình chữ nhật mà ta cần vạch dấu . Hình vạch dấu : Bước 2 cắt khí : Để cắt phôi như hình mà ta vừa mới vạch dấu bằng phương pháp cắt khí ôxy – axêtylen với chế độ cắt tra theo bảng 57g trang 202 Cẩm Nang Hàn : Chiều dày tấm : 16 mm Áp suất khí : 4 kg/cm2 Cỡ đầu ngoài : 1 Cỡ đầu trong : 2 Tốc độ cắt : 440-550 mm/phút Chiều rộng cắt : 3,5 mm Áp suấy của khí cháy được xác định trong sách Cẩm nang Hàn trang 202 bảng 57g là : P=0,01 ÷ 0,5 ( kg/cm2), và khoảng cách tối ưu giữa đầu mỏ cắt khí và bề mặt vật cần cắt là : 3÷ 4 mm được tra trong bảng ở sách Cẩm Nang Hàn trang 200 : Chiều dày tấm : 10 mm Khoảng cách 3÷4 mm Để cắt đường bao ngoài là đường thẳng ta dùng máy cắt khí con rùa có đường day dẫn hướng là đường thẳng. Trước khi tiến hàng cắt ta dùng ngọn lửa mạnh để ngung nóng sơ bộ mép cắt và đồng thời làm sạch mép cắt đó. Sau khi tiến hành cắt theo đường vạch dấu ta tiến hành gia công cơ bề mặt các mép cắt, bằng máy phay nằm 6H82 với các đường bao nằm ở bên ngoài của chi tiết. Sau khi gia công thì đạt được kích thước như hình vẽ : khi cắt ta tiến hành làm sạch mép cắt bằng máy mài tay, nắn phẳng và hiệu chỉnh theo yêu cầu bản vẽ + Chi tiết số 3 Tấm thành Từ hình vẽ ta thấy chi tiết số 3 được chế tạo từ kết cấu dạng tấm , có 2 tấm 6000 , 2 tấm 3000 và 1 tấm 5080 Hình 3.6 Các bước chế tạo : Bước 1 : lấy dấu Khi lấy dấu phải đảm bảo độ chính xác để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cắt sau này. Vì vật liệu có chiều dày là S = 5 mm, ta phải chọn bề mặt cắt rộng là 1 mm. Kích thước vạch dấu của chi tiết = Kích thước thực của chi tiết + lượng dư gia công. Luợng dư gia công = Bề rộng rãnh cắt + Lượng dư gia công tiếp theo. Lượng dư gia công tiếp theo được lấy bằng 1 mm. Từ đó ta có kích thước vạch dấu như sau » Chiều dài = 22980= 22984( mm) Chiều rộng = 900 Từ tấm thép chất lược thường ( CT38) đã được gia công để các cạnh vuôg góc với nhau ta dụng thước lá, thước vuông và vạch dấu, ta vạch dấu thành một hình chữ nhật có các kích thước là hai cạnh của hình chữ nhật mà ta cần vạch dấu . Hình vạch dấu : Bước 2 cắt khí : Để cắt phôi như hình mà ta vừa mới vạch dấu bằng phương pháp cắt khí ôxy – axêtylen với chế độ cắt tra theo bảng 57g trang 202 Cẩm Nang Hàn : Chiều dày tấm : 5 mm Áp suất khí : 2 kg/cm2 Cỡ đầu ngoài : 1 Cỡ đầu trong : 2 Tốc độ cắt : 550-650 mm/phút Chiều rộng cắt : 1 mm Áp suấy của khí cháy được xác định trong sách Cẩm nang Hàn trang 202 bảng 57g là : P=0,01 ÷ 0,5 ( kg/cm2), và khoảng cách tối ưu giữa đầu mỏ cắt khí và bề mặt vật cần cắt là : 3÷ 4 mm được tra trong bảng ở sách Cẩm Nang Hàn trang 200 : Chiều dày tấm : 10 mm Khoảng cách 3÷4 mm Để cắt đường bao ngoài là đường thẳng ta dùng máy cắt khí con rùa có đường day dẫn hướng là đường thẳng. Trước khi tiến hàng cắt ta dùng ngọn lửa mạnh để ngung nóng sơ bộ mép cắt và đồng thời làm sạch mép cắt đó. Sau khi tiến hành cắt theo đường vạch dấu ta tiến hành gia công cơ bề mặt các mép cắt, bằng máy phay nằm 6H82 với các đường bao nằm ở bên ngoài của chi tiết. Sau khi gia công thì đạt được kích thước như hình vẽ : khi cắt ta tiến hành làm sạch mép cắt bằng máy mài tay, nắn phẳng và hiệu chỉnh theo yêu cầu bản vẽ + Chi tiết số 4: Tấm vách Từ hình vẽ ta thấy chi tiết số 4 được chế tạo từ thép tấm, để tăng độ cứng vững cho kết cấu. Hinh3.6 Các bước chế tạo : Bước 1 : lấy dấu Khi lấy dấu phải đảm bảo độ chính xác để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cắt sau này. Vì vật liệu có chiều dày là S = 5 mm, ta phải chọn bề mặt cắt rộng là 1 mm. Kích thước vạch dấu của chi tiết = Kích thước thực của chi tiết + lượng dư gia công. Luợng dư gia công = Bề rộng rãnh cắt + Lượng dư gia công tiếp theo. Lượng dư gia công tiếp theo được lấy bằng 1, mm. Từ tấm thép chất lược thường ( CT38) đã được gia công để các cạnh vuôg góc với nhau ta dụng thước lá, thước vuông và vạch dấu, ta vạch dấu thành một hình chữ nhật có các kích thước là hai cạnh của hình chữ nhật mà ta cần vạch dấu . Hình vạch dấu : Bước 2 cắt khí : Để cắt phôi như hình mà ta vừa mới vạch dấu bằng phương pháp cắt khí ôxy – axêtylen với chế độ cắt tra theo bảng 57g trang 202 Cẩm Nang Hàn : Chiều dày tấm : 5 mm Áp suất khí : 2 kg/cm2 Cỡ đầu ngoài : 1 Cỡ đầu trong : 2 Tốc độ cắt : 550-650 mm/phút Chiều rộng cắt : 1 mm Áp suấy của khí cháy được xác định trong sách Cẩm nang Hàn trang 202 bảng 57g là : P=0,01 ÷ 0,5 ( kg/cm2), và khoảng cách tối ưu giữa đầu mỏ cắt khí và bề mặt vật cần cắt là : 3÷ 4 mm được tra trong bảng ở sách Cẩm Nang Hàn trang 200 : Chiều dày tấm : 10 mm Khoảng cách 3÷4 mm Để cắt đường bao ngoài là đường thẳng ta dùng máy cắt khí con rùa có đường day dẫn hướng là đường thẳng. Trước khi tiến hàng cắt ta dùng ngọn lửa mạnh để ngung nóng sơ bộ mép cắt và đồng thời làm sạch mép cắt đó. Sau khi tiến hành cắt theo đường vạch dấu ta tiến hành gia công cơ bề mặt các mép cắt, Sau khi gia công thì đạt được kích thước như hình vẽ : + Chi tiết số 5: Tấm bịt đầu dầm Từ hình vẽ ta thấy chi tiết số 5 được chế tạo từ thép tấm, để tăng độ cứng vững cho kết cấu. Hình 3.7 Các bước chế tạo : Bước 1 : lấy dấu Khi lấy dấu phải đảm bảo độ chính xác để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cắt sau này. Vì vật liệu có chiều dày là S = 10 mm, ta phải chọn bề mặt cắt rộng là 2 mm. Kích thước vạch dấu của chi tiết = Kích thước thực của chi tiết + lượng dư gia công. Luợng dư gia công = Bề rộng rãnh cắt + Lượng dư gia công tiếp theo. Lượng dư gia công tiếp theo được lấy bằng 1, mm. Từ tấm thép chất lược thường ( CT38) đã được gia công để các cạnh vuôg góc với nhau ta dụng thước lá, thước vuông và vạch dấu, ta vạch dấu thành một hình chữ nhật có các kích thước là hai cạnh của hình chữ nhật mà ta cần vạch dấu . Hình vạch dấu : Bước 2 cắt khí : Để cắt phôi như hình mà ta vừa mới vạch dấu bằng phương pháp cắt khí ôxy – axêtylen với chế độ cắt tra theo bảng 57g trang 202 Cẩm Nang Hàn : Chiều dày tấm : 10 mm Áp suất khí : 3 kg/cm2 Cỡ đầu ngoài : 1 Cỡ đầu trong : 2 Tốc độ cắt : 440-550 mm/phút Chiều rộng cắt : 2 mm Áp suấy của khí cháy được xác định trong sách Cẩm nang Hàn trang 202 bảng 57g là : P=0,01 ÷ 0,5 ( kg/cm2), và khoảng cách tối ưu giữa đầu mỏ cắt khí và bề mặt vật cần cắt là : 3÷ 4 mm được tra trong bảng ở sách Cẩm Nang Hàn trang 200 : Chiều dày tấm : 10 mm Khoảng cách 3÷4 mm Để cắt đường bao ngoài là đường thẳng ta dùng máy cắt khí con rùa có đường day dẫn hướng là đường thẳng. Trước khi tiến hàng cắt ta dùng ngọn lửa mạnh để ngung nóng sơ bộ mép cắt và đồng thời làm sạch mép cắt đó. Sau khi tiến hành cắt theo đường vạch dấu ta tiến hành gia công cơ bề mặt các mép cắt,bằng máy mày. Sau khi gia công thì đạt được kích thước như hình vẽ  +Chi tiết số 6: Tấm vách lửng Từ hình vẽ ta thấy chi tiết số 6 được chế tạo từ kết cấu dạng tấm . Hinh3.8 Các bước chế tạo : Bước 1 : lấy dấu Khi lấy dấu phải đảm bảo độ chính xác để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cắt sau này. Vì vật liệu có chiều dày là S = 10 mm, ta phải chọn bề mặt cắt rộng là 2 mm. Kích thước vạch dấu của chi tiết = Kích thước thực của chi tiết + lượng dư gia công. Luợng dư gia công = Bề rộng rãnh cắt + Lượng dư gia công tiếp theo. Lượng dư gia công tiếp theo được lấy bằng 1, mm. Từ tấm thép chất lược thường ( CT38) đã được gia công để các cạnh vuôg góc với nhau ta dụng thước lá, thước vuông và vạch dấu, ta vạch dấu thành một hình chữ nhật có các kích thước là hai cạnh của hình chữ nhật mà ta cần vạch dấu . Hình vạch dấu : Bước 2 cắt khí : Để cắt phôi như hình mà ta vừa mới vạch dấu bằng phương pháp cắt khí ôxy – axêtylen với chế độ cắt tra theo bảng 57g trang 202 Cẩm Nang Hàn : Chiều dày tấm : 10 mm Áp suất khí : 3 kg/cm2 Cỡ đầu ngoài : 1 Cỡ đầu trong : 2 Tốc độ cắt : 440-550 mm/phút Chiều rộng cắt : 2 mm Áp suấy của khí cháy được xác định trong sách Cẩm nang Hàn trang 202 bảng 57g là : P=0,01 ÷ 0,5 ( kg/cm2), và khoảng cách tối ưu giữa đầu mỏ cắt khí và bề mặt vật cần cắt là : 3÷ 4 mm được tra trong bảng ở sách Cẩm Nang Hàn trang 200 : Chiều dày tấm : 10 mm Khoảng cách 3÷4 mm Để cắt đường bao ngoài là đường thẳng ta dùng máy cắt khí con rùa có đường day dẫn hướng là đường thẳng. Trước khi tiến hàng cắt ta dùng ngọn lửa mạnh để ngung nóng sơ bộ mép cắt và đồng thời làm sạch mép cắt đó. Sau khi tiến hành cắt theo đường vạch dấu ta tiến hành gia công cơ bề mặt các mép cắt,bằng máy mày. Sau khi gia công thì đạt được kích thước như hình vẽ  + Chi tiết số 7: Tấm vách lửng Từ hình vẽ ta thấy chi tiết số 7 được chế tạo từ kết cấu dạng tấm , được để tăng độ cứng vưng cho kết cấu. Hinh3.9 Các bước chế tạo : Bước 1 : lấy dấu Khi lấy dấu phải đảm bảo độ chính xác để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cắt sau này. Vì vật liệu có chiều dày là S = 12 mm, ta phải chọn bề mặt cắt rộng là 2 mm. Kích thước vạch dấu của chi tiết = Kích thước thực của chi tiết + lượng dư gia công. Luợng dư gia công = Bề rộng rãnh cắt + Lượng dư gia công tiếp theo. Lượng dư gia công tiếp theo được lấy bằng 2, mm. Từ tấm thép chất lược thường ( CT38) đã được gia công để các cạnh vuôg góc với nhau ta dụng thước lá, thước vuông và vạch dấu, ta vạch dấu thành một hình chữ nhật có các kích thước là hai cạnh của hình chữ nhật mà ta cần vạch dấu . Hình vạch dấu : Bước 2 cắt khí : Để cắt phôi như hình mà ta vừa mới vạch dấu bằng phương pháp cắt khí ôxy – axêtylen với chế độ cắt tra theo bảng 57g trang 202 Cẩm Nang Hàn : Chiều dày tấm : 12 mm Áp suất khí : 3 kg/cm2 Cỡ đầu ngoài : 1 Cỡ đầu trong : 2 Tốc độ cắt : 440-550 mm/phút Chiều rộng cắt : 2 mm Áp suấy của khí cháy được xác định trong sách Cẩm nang Hàn trang 202 bảng 57g là : P=0,01 ÷ 0,5 ( kg/cm2), và khoảng cách tối ưu giữa đầu mỏ cắt khí và bề mặt vật cần cắt là : 3÷ 4 mm được tra trong bảng ở sách Cẩm Nang Hàn trang 200 : Chiều dày tấm : 12 mm Khoảng cách 3÷4 mm Để cắt đường bao ngoài là đường thẳng ta dùng máy cắt khí con rùa có đường day dẫn hướng là đường thẳng. Trước khi tiến hàng cắt ta dùng ngọn lửa mạnh để ngung nóng sơ bộ mép cắt và đồng thời làm sạch mép cắt đó. Sau khi tiến hành cắt theo đường vạch dấu ta tiến hành gia công cơ bề mặt các mép cắt,bằng máy mày. Sau khi gia công thì đạt được kích thước như hình vẽ  + Chi tiết số 8: Tấm Bích đở dầm Từ hình vẽ ta thấy chi tiết số 8 được chế tạo từ kết cấu dạng tấm . Hình 3.10 Các bước chế tạo : Bước 1 : lấy dấu Khi lấy dấu phải đảm bảo độ chính xác để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cắt sau này. Vì vật liệu có chiều dày là S = 10 mm, ta phải chọn bề mặt cắt rộng là 2 mm. Kích thước vạch dấu của chi tiết = Kích thước thực của chi tiết + lượng dư gia công. Luợng dư gia công = Bề rộng rãnh cắt + Lượng dư gia công tiếp theo. Lượng dư gia công tiếp theo được lấy bằng 2, mm. Từ tấm thép chất lược thường ( CT38) đã được gia công để các cạnh vuôg góc với nhau ta dụng thước lá, thước vuông và vạch dấu, ta vạch dấu thành một hình chữ nhật có các kích thước là hai cạnh của hình chữ nhật mà ta cần vạch dấu . Hình vạch dấu : Kích thước vạch dấu sẽ là: Chiều dài 400= 405 ( mm) Chiều rộng 270 = 275 ( mm) Bước 2 cắt khí : Để cắt phôi như hình mà ta vừa mới vạch dấu bằng phương pháp cắt khí ôxy – axêtylen với chế độ cắt tra theo bảng 57g trang 202 Cẩm Nang Hàn : Chiều dày tấm : 10 mm Áp suất khí : 3 kg/cm2 Cỡ đầu ngoài : 1 Cỡ đầu trong : 2 Tốc độ cắt : 440-550 mm/phút Chiều rộng cắt : 2 mm Áp suấy của khí cháy được xác định trong sách Cẩm nang Hàn trang 202 bảng 57g là : P=0,01 ÷ 0,5 ( kg/cm2), và khoảng cách tối ưu giữa đầu mỏ cắt khí và bề mặt vật cần cắt là : 3÷ 4 mm được tra trong bảng ở sách Cẩm Nang Hàn trang 200 : Chiều dày tấm : 10 mm Khoảng cách 3÷4 mm Để cắt đường bao ngoài là đường thẳng ta dùng máy cắt khí con rùa có đường day dẫn hướng là đường thẳng. Trước khi tiến hàng cắt ta dùng ngọn lửa mạnh để ngung nóng sơ bộ mép cắt và đồng thời làm sạch mép cắt đó. Sau khi tiến hành cắt theo đường vạch dấu ta tiến hành gia công cơ bề mặt các mép cắt,bằng máy mày. Sau khi gia công thì đạt được kích thước như hình vẽ  + Chi tiết số 9: Tấm Bích đở dầm Từ hình vẽ ta thấy chi tiết số 9 được chế tạo từ kết cấu dạng tấm . Hình 3.11 Thiết bị, dụng cụ sử dụng choviệc chế tạo Thước mét, Thước lá, vạch dấu, thiết bị cắt khí( máy cắt rùa, mỏ căt tay), máy mài… Các bước chế tạo : Bước 1 : lấy dấu Khi lấy dấu phải đảm bảo độ chính xác để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cắt sau này. Vì vật liệu có chiều dày là S = 10 mm, ta phải chọn bề mặt cắt rộng là 2 mm. Kích thước vạch dấu của chi tiết = Kích thước thực của chi tiết + lượng dư gia công. Luợng dư gia công = Bề rộng rãnh cắt + Lượng dư gia công tiếp theo. Lượng dư gia công tiếp theo được lấy bằng 2, mm. Từ tấm thép chất lược thường ( CT38) đã được gia công để các cạnh vuôg góc với nhau ta dụng thước lá, thước vuông và vạch dấu, ta vạch dấu thành một hình chữ nhật có các kích thước là hai cạnh của hình chữ nhật mà ta cần vạch dấu . Hình vạch dấu : Bước 2 cắt khí : Để cắt phôi như hình mà ta vừa mới vạch dấu bằng phương pháp cắt khí ôxy – axêtylen với chế độ cắt tra theo bảng 57g trang 202 Cẩm Nang Hàn : Chiều dày tấm : 10 mm Áp suất khí : 3 kg/cm2 Cỡ đầu ngoài : 1 Cỡ đầu trong : 2 Tốc độ cắt : 440-550 mm/phút Chiều rộng cắt : 2 mm Áp suấy của khí cháy được xác định trong sách Cẩm nang Hàn trang 202 bảng 57g là : P=0,01 ÷ 0,5 ( kg/cm2), và khoảng cách tối ưu giữa đầu mỏ cắt khí và bề mặt vật cần cắt là : 3÷ 4 mm được tra trong bảng ở sách Cẩm Nang Hàn trang 200 : Chiều dày tấm : 10 mm Khoảng cách 3÷4 mm Để cắt đường bao ngoài là đường thẳng ta dùng máy cắt khí con rùa có đường day dẫn hướng là đường thẳng. Trước khi tiến hàng cắt ta dùng ngọn lửa mạnh để ngung nóng sơ bộ mép cắt và đồng thời làm sạch mép cắt đó. Sau khi tiến hành cắt theo đường vạch dấu ta tiến hành gia công cơ bề mặt các mép cắt,bằng máy mày. Sau khi gia công thì đạt được kích thước như hình vẽ  + Chi tiết số 12: Tấm bịt đầu dầm Từ hình vẽ ta thấy chi tiết số 12 được chế tạo từ kết cấu dạng tấm . Hình 3.12 Thiết bị, dụng cụ sử dụng choviệc chế tạo Thước mét, Thước lá, vạch dấu, thiết bị cắt khí( máy cắt rùa, mỏ căt tay), máy mài… Các bước chế tạo : Bước 1 : lấy dấu Khi lấy dấu phải đảm bảo độ chính xác để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cắt sau này. Vì vật liệu có chiều dày là S = 10 mm, ta phải chọn bề mặt cắt rộng là 2 mm. Kích thước vạch dấu của chi tiết = Kích thước thực của chi tiết + lượng dư gia công. Luợng dư gia công = Bề rộng rãnh cắt + Lượng dư gia công tiếp theo. Lượng dư gia công tiếp theo được lấy bằng 2, mm. Từ tấm thép chất lược thường ( CT38) đã được gia công để các cạnh vuôg góc với nhau ta dụng thước lá, thước vuông và vạch dấu, ta vạch dấu thành một hình chữ nhật có các kích thước là hai cạnh của hình chữ nhật mà ta cần vạch dấu . Hình vạch dấu : Bước 2 cắt khí : Để cắt phôi như hình mà ta vừa mới vạch dấu bằng phương pháp cắt khí ôxy – axêtylen với chế độ cắt tra theo bảng 57g trang 202 Cẩm Nang Hàn : Chiều dày tấm : 10 mm Áp suất khí : 3 kg/cm2 Cỡ đầu ngoài : 1 Cỡ đầu trong : 2 Tốc độ cắt : 440-550 mm/phút Chiều rộng cắt : 2 mm Áp suấy của khí cháy được xác định trong sách Cẩm nang Hàn trang 202 bảng 57g là : P=0,01 ÷ 0,5 ( kg/cm2), và khoảng cách tối ưu giữa đầu mỏ cắt khí và bề mặt vật cần cắt là : 3÷ 4 mm được tra trong bảng ở sách Cẩm Nang Hàn trang 200 : Chiều dày tấm : 10 mm Khoảng cách 3÷4 mm Để cắt đường bao ngoài là đường thẳng ta dùng máy cắt khí con rùa có đường day dẫn hướng là đường thẳng. Trước khi tiến hàng cắt ta dùng ngọn lửa mạnh để ngung nóng sơ bộ mép cắt và đồng thời làm sạch mép cắt đó. Sau khi tiến hành cắt theo đường vạch dấu ta tiến hành gia công cơ bề mặt các mép cắt,bằng máy mày. Sau khi gia công thì đạt được kích thước như hình vẽ  + Chi tiết số 13: Tấm bịt đầu dầm Hình 3.13 Các bước chế tạo : Bước 1 : lấy dấu Khi lấy dấu phải đảm bảo độ chính xác để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cắt sau này. Vì vật liệu có chiều dày là S = 30 mm, ta phải chọn bề mặt cắt rộng là 3 mm. Kích thước vạch dấu của chi tiết = Kích thước thực của chi tiết + lượng dư gia công. Luợng dư gia công = Bề rộng rãnh cắt + Lượng dư gia công tiếp theo. Lượng dư gia công tiếp theo được lấy bằng 3, mm. Từ tấm thép chất lược thường ( CT38) đã được gia công để các cạnh vuôg góc với nhau ta dụng thước lá, thước vuông và vạch dấu, ta vạch dấu thành một hình chữ nhật có các kích thước là hai cạnh của hình chữ nhật mà ta cần vạch dấu . Hình vạch dấu  Bước 2 cắt khí : Để cắt phôi như hình mà ta vừa mới vạch dấu bằng phương pháp cắt khí ôxy – axêtylen với chế độ cắt tra theo bảng 57g trang 202 Cẩm Nang Hàn : Chiều dày tấm : 30 mm Áp suất khí : 4 kg/cm2 Cỡ đầu ngoài : 1 Cỡ đầu trong : 2 Tốc độ cắt : 440-550 mm/phút Chiều rộng cắt : 3 mm Áp suấy của khí cháy được xác định trong sách Cẩm nang Hàn trang 202 bảng 57g là : P=0,01 ÷ 0,5 ( kg/cm2), và khoảng cách tối ưu giữa đầu mỏ cắt khí và bề mặt vật cần cắt là : 3÷ 4 mm được tra trong bảng ở sách Cẩm Nang Hàn trang 200 : Chiều dày tấm : 30 mm Khoảng cách 3÷4 mm Để cắt đường bao ngoài là đường thẳng ta dùng máy cắt khí con rùa có đường day dẫn hướng là đường thẳng. Trước khi tiến hàng cắt ta dùng ngọn lửa mạnh để ngung nóng sơ bộ mép cắt và đồng thời làm sạch mép cắt đó. Sau khi tiến hành cắt theo đường vạch dấu ta tiến hành gia công cơ bề mặt các mép cắt,bằng máy mày. Sau khi gia công thì đạt được kích thước như hình vẽ  CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ QUY TRÌNH HÀN DẦM 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. Hàn kết cấu phải được tiến hành theo đúng Quy trình công nghệ đã được phê duyệt, trong đó quy định cụ thể: Phương pháp hàn và chế độ hàn. Các thiết bị, dụng cụ hàn, các vật liệu hàn được phép sử dụng. Trình tự gá lắp và hàn đính. Trình tự thực hiện các mối hàn trong kết cấu. Các khâu kiểm tra, giám sát trong quá trình chế tạo. 4.1 Chọn phương pháp hàn Khi thực hiện hàn dầm chữ I và dầm hộp, ta chọn phương pháp hàn là phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc vì những lý do sau : Phương pháp hàn này đảm bảo kích thước hàn và thành phần hóa học đồng đều trên suốt chiều dài dầm Nhiệt lượng hồ quang tập trung và nhiệt độ rất cao cho phép hàn với tốc độ lớn. Chất lượng mối hàn cao, kim loại mối hàn đồng nhất về thành phần hóa học. Mối hàn có hình dạng tốt, đều đặn, ít bị các khuyết tật như không ngấu, rỗ khí, nứt và bắn tóe. Giảm tiêu hao kim loại điện cực và điện năng. Biến dạng của liên kết sau khi hàn nhỏ. Điều kiện làm việc của thợ hàn tốt, ít phát sinh khí độc so với hàn hồ quang tay. - Tự động hóa quá trình hàn. 4.2 Chọn vật liêu hàn + Chọn que hàn Vật liệu chế tạo kết cấu là thép CCT38, với quy trình hàn hồ quang tay yêu cầu sử dụng que hàn bazơ ít hiđrô và que hàn phải đươc sấy kỹ. Kim loại mối hàn phải đảm bảo cơ tính tương đương với cơ tính của kim loại cơ bản và cần có tính chất ăn mòn như kim loại cơ bản,ngoài ra còn cần phải có cùng màu sắc với kim loại cơ bản. Theo tiêu chuẩn AWS A5.1-1991 loại que hàn hồ quang tay sử dụng cho phép kết cấu hợp kim thấp với các tư thế hàn sấp , đứng , trần ,ngang.Một số mác tiêu biểu như E7016 hoặc E7018 là que hàn bazơ có hàm lượng hyđrô thấp, được bổ xung bột sắt tăng hệ số đắp, có thể hàn được ở mọi nơi mọi tư thế hàn băng dòng một chiều hay xoay chiều. Bảng 4.1 Thành phần hóa học của kim loại đắp que hàn E7018 Nhãn hiệu Thành phần hoá học %C %Mn %Si %P %S E7018 0,05-0,10 0,97 – 1,60 0,59 – 0,75 < 0,020 < 0,020 Bảng 4.2 Cơ tính của kim loại đắp que hàn E7018 Nhãn hiệu Thành phần cơ tính Độ bền toi thiểu Rm(Mpa) Giới hạn chảy Tối thiểu Rp0,2 Độ dai va đập ak(J/cm2)(-29oc Độ dai dãn E7018 482 399 27 22 + Chọn dây hàn và thuốc hàn tự động Thiết bị hàn (bao gồm dây hàn và thuốc hàn với hàn tự động dưới lơp thuốc có ảnh hưởng quyết định đến tính chất kim loại mối hàn Loại dây hàn ảnh hưởng đáng kể đến thành phần hóa học của kim loại mối hàn tùy theo mức độ tham gia của nó vào các quá trình luyện kim khi hàn. Lựa chọn thiết bị hàn sao cho kim loại mối hàn có thành phần gần giống với kim loại cơ bản.Sự đồng đều về độ bền của liên kết hàn thương được đảm bảo bàng cách kết hợp một cách thích hợp thuốc hàn và dây hàn, chọn chế độ hàn và kỹ thuật hàn. - Lựa chọn dây hàn -Theo tiêu chuẩn mỹ: AWS A5.17:F7A(P)4 –EL8 ,F7A(P)2 – EL8 , F7A (P)4 –EH 14( điện cự thép cacbon và thuốc hàn ) AWS A5.23:F8A(P)4 – EA3 – G ( điện cực thép hợp kim và thuốc hàn) Theo tiêu chuẩn AWS A5.17EH14 ta có loại dây hàn EH14 với đặc điểm và công dụng: EH-14 là loại dây hàn có hàm lượng cacbon ,silic thấp,hàm lượng mangan cao, tạp chất lưu huỳnh,photpho vô cùng nhỏ tạo ra mối hàn với nền kim loại tốt,có thể kết hợp với nhiều loại thuốc hàn khác nhau tạo ra những mối hàn có chỉ tiêu cơ lý cao theo yêu cầu. EH-14 được hàn theo công nghệ tự động hồ quang chìm dưới lớp thuốc bảo vệ tạo ra mối hàn ổn định , đường hàn đẹp.Tùy theo chủng loại thuốc mà tiêu biểu là loại thuốc CM122 (F7A4) EH-14 thích hợp sử dụng cho hàn các kết cấu thép cacbon thấp và hợp kim trung bình mangan cao chịu va đập cao.Như kết cấu chịu tải trọng nặng Lựa chọn thuốc hàn Thuốc hàn CM122 -CM122 là thuốc thiêu kim loại Fluorua _ bazo,trong quy trình hàn ngoài ra chức năng bao phủ mối hàn , thuốc hàn còn có chức năng khử tạp chất photpho , lưu huỳnh…và tạp chất có hại khác nhau cho mối hàn. - CM122 có thể hàn được dòng điện DC hoăc AC tới 1200A và cho phép hàn tốc độ cao , hình thức mối hàn đẹp , ổn định hồ quang. -Thuốc hàn CM122 được nung sấy ở nhiệt độ 850oC do đó khi đã khử triệu để nước phân tử đảm bảo cho mối hàn không bị rỗ. Mặt khác lượng Fluor chiếm tỷ lệ lớn trong thuốc hàn khả năng khử hyđrô tồn dư trong mối hàn rất mạnh tạo cho mối hàn có độ dẻo dai chịu va đập cao đặc biệt thích hợp với các kết cấu làm việc trong điều kiện nhiệt độ lạnh. - Nên sử dụng thuốc hàn CM122 với dây hàn EH 14 để hàn các kết cấu thép chịu tải nặng Bảng 4.3 Thành phần hóa học của dây hàn Ký hiệu Thành phần hoá học % C Mn Si P S H08A(EH14) 0,6 1,7 0,20 0,010 0,010  Bảng 4.4 Thành phần hóa học của thuốc hàn Ký hiệu Thành phần hoá học % Sio2 + TiO2 Cao=Mgo Al2o3+Mno CaF2 basicity E7018 1,5 -25 20 - 30 20-30 20-25 2 Chỉ tiêu cơ tính mối hàn theo điều kiện các điều kiện thuốc bảo vệ: Bảng 4.5 chỉ tiêu cơ tính mối hàn Cấp mối hàn Độ bền chảy N/ mm2 Độ bền kéo N/ mm2 Độ dai dãn % Độ dai va đập (J) EH14 –CM122 (F7A4) 380(Min) 510(Min) 22(Min) 50Min/-40oC + Chọn thiết bị hàn Máy hàn hồ quang tay Thiết bị hàn gồm có máy hàn và đồ gá lắp ghép hàn là yếu tố quan trọng nó quyết định đến chất lượng của kết cấu và năng suất của quá trình hàn. khi chọn máy hàn phải căn cứ vào phương pháp hàn, que hàn, kích thước của các chi tiết để đảm bảo chất lượng của liên kết hàn. Căn cứ vào các yêu cầu trên ứng với vỏ hộp tốc độ tất cả các chi tiết được chế tạo bằng thép cacbon chất lượng thường các mối hàn thực hiện ở vị trí PA, PB do đó yêu cầu máy hàn có phạm vi điều chỉnh dòng hàn rộng .Việc lựa chọn máy hàn phụ thuộc vào điều kiện trang thiết bị của xưởng nhằm mục đích hạ giá thành của sản phẩm . Khi chọn thiết kế các đồ gá lắp ghép phải chú ý đến các yếu tố sau: + Bảo đảm lắp ghép nhanh và chính xác . + Bảo đảm trình tự lắp gép hợp lý nhất . + Có đủ độ bền , độ cứng vững để đảm bảo kẹp chặt chính xác chi tiết ở các vị trí yêu cầu và hạn chế được sự biến dạng sinh ra trong quá trình hàn là nhỏ nhất . + Bảo đảm thao tác dễ dàng , dễ kiểm tra các chi tiết khi lắp ghép và trong khi hàn. + Bảo đảm số lần hàn là ít nhất khi hàn đánh cũng như trong quá trình hàn . + Bảo đảm an toàn trong quá trình làm việc . Từ những yêu cầu trên ta chọn thiết bị và đồ gá như sau : */ Thiết bị hàn + Chọn máy hàn Miller 300/200 (AC/DC) trong xưởng hàn với các thông số sau: Dòng điện Dòng điện định mức (A) Phạm vi điều chỉnh dòng hàn (A) Điện áp định mức (V) điện áp không tải(V) Công suất tiêu thụ (kw) Hiệu suất % Khối lượng (kg) AC 300 40200 65300 30 80 11,5 20% 61 DC 200 30200 25 80 20% 61 Với tần số là 5060 (Hz) */ Chọn đồ gá . + Vỡ khi hàn kết cấu đơn giản chỉ cần sử dụng đồ gá đơn giản như : êke vuông, trục trơn để định tâm chi tiết khi gá đính chi tiết và hàn hoàn thiện. -Máyhàn tự động: Máy hàn tự động, máy hàn bán tự động dưới lớp thuốc hàn phải phù hợp với điều kiện công việc.Trong hàn tự động kết cấu cầu thép phải sử dụng máy hàn một chiều cho dòng điện hàn đến 1000 (A). Thiết bị hàn hồ quang dưới lớp thuốc bảo vệ 4.3 Chọn liên kết hàn Ta cần phải phân biệt mối hàn và liên kết hàn : -Mối hàn : Là kim loại kết tinh mà trong qua trình hàn nó ở trạng thái lỏng . -Liên kết hàn: là phần kết cấu trong đó phần tử riêng bệt của nó được nối với nhau bằng phương pháp hàn bao gồm mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt . -Theo hình dạng tiết diên ngang của mối hàn ở trong bản vẽ kêt cấu mối hàn được chia làm hai loại mối hàn giáp nối và mối hàn góc . -Theo kiểu liên kết giữa các chi tiết với nhau ở trong bản vẽ thì liên kết hàn được chia ra : -Liên kết giáp nối -Liên kết góc ngoài -Liên kết chữ T -Liên kết góc theo chu vi khép kín . Đặc điểm của kết cấu : - có chiều dài - Chất lượng mối hàn không yêu cầu cao lắm . - Mối hàn thực hiện ở tư thế nằm . Vì thế ta có thể dùng phương pháp hàn hồ quang tay, tự động , bán tự động nhưng do sản xuất đơn chiếc , đòi hỏi tính kinh tế , chi phí cho thiết bị còn hạn chế.Nên ta chon phương pháp hàn hồ quang tay là hợp lí nhất . *Trên bản vẽ kết cấu các chi tiết lắp ghép với nhau như sau : Chi tiết số 1 được ghép với chi tiết số 4 và chi tiết số 7 bằng liên kết hàn góc theo chu vi khép kín . Chi tiết số 2 được ghép với chi tiết số 6 bằng liên kết hàn chữ T. Chi tiết số 4 được ghép với chi tiết số 3 bằng liên kết hàn chữ T . Và lắp ghép với chi tiết số 6 bằn liên kết hàn góc ngoài. Chi tiết số 5 được ghép với chi tiết số 6 bằng liên kết hàn chữ T . Hai chi tiết số 6 lắp ghép vơi nhaubằng liên kết hàn giáp mối .. Để mối hàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật thì việc xác định liên kết hàn phù hợp với chiều dày vật liệu là việc rất qua trọng . Nó chiếm 80% công việc chuẩn bị cho quá trình hàn . Căn cứ vào chiều dày vật liệu và các thông số đã đựoc tiêu chuẩn hoá ta chọn các liên kết hàn như sau: Liên kết hàn góc ngoài ta chọn theo bảng 37 trang 164 sách (HDTKĐA) . Kí hiệu mối hàn phần tử liên kết S =S1 P K a Liên kết hàn Mối hàn 2,5¸30 0,5S¸S 0,5S¸S 0+2 g1 Liên kết hàn góc trong ta chọn theo bảng 43 trang 168 sách (HDTKĐA) . Kí hiệu mối hàn phần tử liên kết S S1 K a Liên kết hàn Mối hàn t1 6 6 4+2 0+2 t2 6 6 4+2 0+2 Liên kết hàn giáp mối (Hàn hai phía )chọn theo bảng 29 trang 156 sách (HDTKĐA) . Kí hiệu mối hàn phần tử liên kết S =S1 a=e b c Liên kết hàn Mối hàn 2,5¸30 2+1,5 9+1 2±1 g1 4.4 Tính toán chế độ hàn Chế độ hàn là tổng hợp các tính chát cơ bản của quá trình tính hàn để đảm bảo nhận được mối hàn có hình dạng kích thước mong muốn . Khi tính toán chế độ hàn hồ quang tay . Ta phải biết được các thông số cơ bản của chế độ hàn hồ quang tay . Chế độ hàn bao gồm các thông số sau : Đường kính que hàn (dq) Cường độ dòng điện hàn (Ih) Điện áp hàn (Uh) Vận tốc hàn (Vh) Số lớp hàn (n) Năng lượng đường (qd) Chiều sâu ngấu (h) Thời gian hàn (Th) 4.1.Xác định chế độ hàn hồ quang tay cho mối hàn giáp mối 4.1.1.Hàn mặt trước + Đường kính que hàn : dq(mm) Đây là thông số cơ bản vì nó ảnh hưởng đến nhiều thông số khác Khi hàn giáp mối đường kính que hàn dược xác định theo công thức . dq= Với S là chiều dày vật liệu :S=6mm èdq= Ngoài ra dq có thể chọn theo bảng 12 trang 117 sách công nghệ hàn . Chiều dày chi tiết s(mm) 1,5 2 3 4 ¸ 5 6 ¸ 8 9 ¸12 13¸15 16 ¸20 20 đường kính que hàn dq(mm) 1,6 2 3 3 ¸ 4 4 4 ¸ 5 5 ¸ 6 6 ¸ 10 20 - Vậy với S= 6mm ta chọn dq =4mm + Cường độ dòng điện hàn Ih(A) Cường độ dòng điện hàn là thông số rất quan trọng của chế độ hàn . Vì nó ảnh hưởng nhiều đến hình dạng và kích thước mối hàn , năng suất hàn Theo sách (HDTKĐA) ở trang 22,23 có thể tính cường độ dòng điện hàn như sau: Ih=K.dq(4-2)với dq=4mm,dq=5mm (7-1) Ih=K1.dq1,5(4-3)với dq<4mm Ih=(α+β.dq).dq(4-4) với dq≥5mm Trong đó : Ih :Cường độ dòng điện hàn(A) dq : Đường kính que hàn (mm)K,K1, α, βlà hệ số thực nghiệm (K=35 ¸ 50 ,K1=20 ¸ 25 , α=20, β=6 ) Với dq=4mm ta có Ih(35 ¸ 50 ).4= (140 ¸ 200)(A) chọn Ih=160(A) + Điện áp hàn (Uh) Phụ thuộc vào chiều dài hồ quang song nói chung trị só thay đổi ở phạm vi rất hẹp . Uh=a+b.lhq (7-2) Trong đó: Uh là điện áp hàn(V) a: là cường độ rơi trên anốt và katôt a=15 ¸ 20 b: là điện rơi trên một đơn vị chiều dài hồ quang b=15,7(V/cm) lhq:là chiều dài hồ quang lấy lhq=dq= 4mm =0,4cm Uh = (15 ¸ 20 )+15,7.0,4= (21 ¸ 26 )(V) Chọn Uh =23 (V) d) Số lớp hàn (n): Vì chi tiết có chiều dày không lớn (S=6mm) nên ta chỉ cần hàn 1 lớp n=1 . e)Vận tốc hàn (Vh) Là tốc độ dịch chuyển hồ quang dọc theo đường hàn nó phụ thuộc vào diện tích tiết diện ngang của kim loại đắp : Vh= (cm/s) (7-3) Trong đó : Vh : Là tốc độ hàn (cm/s) d : hệ số đắp (=7 ¸ 11 g/Ah) Ih : Cường độ dòng điện hàn (A) : Khối lượng riêng của kim loại đắp đối với thép : =7,8(g/cm2) Fd : Diện tích tiết diện ngang của kim loại đắp tính cho một lớp hàn. Do hàn một lớp nên Fd=(6 ÷ 8)dq =(6 ÷ 8).4=24 ÷ 32 (mm2) Lấy Fd=28mm2=0,28cm2 => Vh=(cm/s) f)Năng lượng đường : qd Năng lượng đường là một thông số rất quan trọng trong chế tạo hàn . Vì nó cho phép đánh giá hiệu quả nung nóng của nguồn nhiệt hàn đối với kim loại cơ bản và kim loại điện cực là tốt hay sấu , mức độ biến dạng của liên kết là lớn hay nhỏ . qd= (J/cm) Trong đó : q: công suát hiệu dụng của hồ quang hàn. q=Uh.Ih.(J/s) với : hệ số hữu ích của cột hq: =(0,6 ¸ 0,8) chọn =0,7. Thay Vhtừ công thức (4-10) Ta có : qd = (J/cm) Khi hàn thép có thể tính qd=A.Fd=60417.Fd (J/cm). (7-4) Thay số vào ta được. qd=60417.0,28=16917(J/cm) g)Xác định chiều sâu ngấu (h) Khi hàn hồ quang tay , trong phần lớn trường hợp , kích thước mối hàn được xác định qua kích thước vát mép. Do đó không cần xác định chiều sâu ngấu. Tuy nhiên hàn giáp mối không vát mép và khi hàn đắp nên bề mặt tấm có thể xác định chiều sâu ngấu dựa vào lý thuyết huyền nhiệt. Theo lý thuyết này nhiệt độ tố đa của một điểm nằm cách tâm nguồn nhiệt điểm 1 khoảng cách r được tính như sau : Tmax= Nếu coi nhiệt độ nóng chảy của thép cacbon thất và thép hợp kim thấp là Tmax=15000C Ta có : r==6,1(mm) Chiều sâu ngấu được xác định như sau: h=(0,5 ¸ 0,7).r Ta có chiều sâu ngấu : h= 0,6.6,1=3,66(mm) h)Xác định thời gian hàn (Th) Thời gian hàn chính bằng thưòi gian cơ bản (Thời gian hồ quang cháy ) công với thời gian phụ (Thời gian đóng máy , thay que hàn , vật hàn …) Th=To+.Tph Do xác định thời gian hàn phụ (Tph) phức tạp nên thời gian hàn có thể xác định theo công thức : Th= Trong đó : To : Thời gian hàn cơ bản m : Hệ số kể đén sự tổ chức làm việc , đối với hàn hồ quang tay thường lấy m=0,3 ¸ 0,5. Ta xác định chế độ hàn mặt sau giống như hàn mặt trước nhưng tăng Ihlên (10 ÷ 15) % Ih mặt trước do chiều dày sau khi hàn mối hàn mặt trước tại chỗ mối hàn tăng lên do phần nhô lên của mối hàn mặt trước. Ih=(10 ÷ 15)%.160=(176 ÷ 184)(A) Ih=180(A) Do Ihthay đổi lên Vh cũng thay đổi theo công thức (7-3) Ta có : Vh=(cm/s) 4.1.2. Xác định chế độ hàn cho mối hàn góc Ta chỉ cần tính toán chế độ hàn mối hàn góc để làm phần chung cho mối hàn góc ngoài (g1) mối hàn góc trong (t1) và mối hàn chữ T (t2) Đường kính que hàn Là thông số cơ bản vì nó ảnh hưởn đến nhiều thống số khác đối với mối hàn góc đường kính que hàn theo công thức sau: dq=+2 ( sách công nghệ hàn ) S=5mm là chiều dày vật liệu nên ta chọn cạnh mối hàn K=6mm qq=+2= 5(mm) Ngoài ra việc chọn dq có thể chọn theo bảng 1-3 sách công nghệ hàn. đường kính que hàn dq(mm) 2 3 4 5 6 ¸ 8 cạnh mối hàn K (mm) 1,6 ¸ 2 2,5 ¸ 3 3 ¸ 4 4 4 ¸ 5 Vậy với K=6mm ta có thể chọn que hàn có đường kính : dq=4(mm) . b Cường độ dòng điện hàn (Ih) Theo công thức (7-1) ta có: Ih=(3,5 ¸ 50).4=(140 ¸ 200)(A) chọn Ih=160(A) Do đó hàn góc nên ta có thể tăng Ih=(10 ¸ 15 ).160=(176 ¸ 184)(A) lấy Ih=180(A). Điện áp hàn (Uh) Theo công thức (7-2) ta có: Uh=(15 ¸ 20)+15,7.0,4=(21 ¸ 26) chọn Uh=23(V) Số lớp hàn Với chi tiết có chiều dày vật liệu S=6mm , đường kính que hàn 4mm thì ta chỉ cần hàn 1 lớp (n=1). Vận tốc hàn Theo công thức (7-3)ta có : Vh=(cm) Trong đó : Vh:tốc độ hàn (cm/s) d: Hệ số đắp (d=7 ¸ 10 g/Ah) Ih: Cường độ dòng điện hàn (A) : Khối lượng riêng của đắp đối với thép : =7,8(g/cm3) Fd : Diện tích tiết diện ngang của kim loại đắp Tính Fd: trong hàn góc : Fd=Ky. Ky được chọn theo bảng sau: Cạnh mối hàn K(mm) 3 ¸ 4 5 ¸ 6 7 ¸ 10 12 ¸ 20 Hệ số Ky 1,5 1,35 1,25 1,45 Với K=6mm thì Ky=1,35 thay số ta có được Fd=1,35.=24,3(mm2) Fd=24,3(mm2)=0,24(cm2) Thay số Ta có : Vh==0,264(cm/s) Năng lượng đường (dq) Theo công thức (7-4) ta có : qd=60417.Fd=60417.0,243=14682(J/cm) Vậy ta có chế độ hàn góc : Đường kính que hàn d(mm) 4 Cường độ dòng điện Ih(A) 180 Điện áp hàn Uh(V) 23 Số lớp hàn (n) 1 Vận tốc hàn:Vh(cm/s) 0,26 Năng lượng đường qd(J/cm) 14681 4.2.Xác định chế độ hàn tự động dưới lớp thuốc bảo vệ cho mối hàn góc +Chọn tiết diện mối hàn: Mối hàn được sử dụng ở đây, chủ yếu là mối hàn góc. Ta chon chiều cao mối hàn bằng chiều dày tấm mỏng nhất trong liên kết hàn. Với dầm chữ I (gồm dầm dọc nhịp và gối đỡ), ta chọn a =10mm Cạnh mối hàn góc dầm chữ I: KI = 102 = 14,14 (mm) chọn KI = 14 (mm) Với dầm hộp, ta chọn a = 6mm Cạnh mối hàn góc dầm hộp: Kh = 62 = 8.48 (mm) chọn Kh = 8 (mm) + Chế độ mối hàn góc: Khi hàn dưới lớp thuốc có thể dùng 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. Theo 592_TCN280-01, hàn tự động và bán tự động dưới lớp thuốc dùng nguồn điện một chiều đấu nghịch cực (cực dương ở mỏ hàn). 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 hộp này. Chế độ mối hàn góc bao gồm: dòng điện hàn, điện thế hàn, tốc độ hàn, các biện pháp gia nhiệt. Theo Sổ tay công nghệ hàn (ĐHBKHN – 1997) ta có chế độ hàn tự động dưới lớp thuốc mối hàn góc: Bảng 4.1: Chế độ hàn tự động dưới lớp thuốc bằng dòng một chiều: Cạnh mối hàn (mm) Đường kính dây (mm) Cường độ dòng điện hàn Ih (A) Điện áp hàn Uh (V) Tốc độ hàn vh (m/h) 6 3 500-525 30-32 45-47 10 5 725 - 775 32 - 34 23 - 25 4.5 Quy trinh lắp ráp hàn Chuẩn bị liên kết trước khi hàn. Mép hàn phải bằng phẳng, khe hở hàn (nếu có) phải đều để cho mối hàn đều đặn, không bị cong vênh, lẫn xỉ… Với hàn hồ quang dưới lớp thuốc bảo vệ, những liên kết hàn có chiều dày nhỏ hơn 20 (mm) không phải vát mép khi hàn hai phía. Trước khi hàn phải làm sạch mép trên một chiều rộng 50 ÷ 60 (mm) về cả hai phía của mối hàn, sau đó hàn đính bằng que hàn chất lượng cao. Hàn tự động dầm thép có mặt cắt chữ I được gá trên bệ gá tĩnh hoặc bệ gá quay, sao cho đạt được chi tiết ở tư thế thuân lợi nhất. Ở đây ta nên hàn ở vị trí lòng thuyền nên bệ gá sử dụng có hình dạng chữ V. Trinh tự thực hiện các mối hàn trong kết cấu. Thứ tự hàn dầm chữ I (Tr94 – Sổ tay CNH): Các mối hàn chính giữa bụng và cánh được hàn tự động ở vị trí lòng thuyền hoặc hàn đồng thời bằng hai máy hàn tự động ở vị trí để tấm biên thẳng đúng. Gân cứng vững, gối tựa… và các chi tiết nhỏ khác được hàn bằng phương pháp hàn tay hoặc hàn bằng phương pháp tự động. Biện pháp chống biến dạng hàn: Ta sử dụng phương pháp cân bằng biến dạng: Phương pháp này được sử dụng khi hàn các mối hàn đối xứng nhau. Khi đó biến dạng do các mối hàn trước gây ra sẽ được cân bằng bởi biến dạng do mối hàn sau đối xứng với mối hàn trước gây ra. CHƯƠNG V KIỂM TRA SẢN PHẨM 5.1 kiểm tra kích thước Kiểm tra kích thước là kiểm tra toàn bộ kích thước chiều dài chiều rộng và toàn bộ kích thước liên quan mà bản vẽ yêu cầu phải nằm trong dung sai kỹ thuật 5.2 kiểm tra khuyết tật mối hàn Kiểm tra bằng quan sát. Tất cả các mối hàn phải được kiểm tra bằng quan sát (có thể dùng kính lúp và các dưỡng đo) để phát hiện các khuyết tật trên bề mặt. Mối hàn được chấp nhận nếu thỏa mãn các yêu cầu sau đây: Không có bất kỳ vết nứt nào. Đảm bảo độ ngấu giữa lớp hàn với kim loại cơ bản. Các khuyết tật ở dạng rỗ khí,ngậm xỉ bề mặt,cháy chân,chảy xệ…quá giới hạn cho phép phải được sửa chữa bằng cách tẩy bỏ-hàn đắp-mài sửa. Bề mặt mối hàn góc có thể phẳng,lồi nhẹ(độ lồi không được vượt quá 3mm và phải có sự chuyển tiếp thoải mái từ mặt lồi đến mặt thép cơ bản) hoặc lõm nhẹ Tần suất xuất hiện rỗ dạng ống trên bề mặt mối hàn góc không vượt quá 1 khuyết tật trên 100mm hay 6 khuyết tật trên 1200mm chiều dài mối hàn và đường kính bọt rỗ không quá 2,4mm Đối với mối hàn góc bị thiếu kích thước chân so với kích thước quy định một giá trị nhỏ hơn 2mm thì không phải sửa chữa nếu độ dài phần mối hàn bị thiếu không vượt quá 10% chiều dài đường hàn đó .Các mối hàn liên kết bản cánh với bản bụng không cho phép mối hàn thiếu kích thước nói trên nằm gần đầu mút dầm một khoảng nhỏ hơn hai lần bản cánh. Việc kiểm tra bằng quan sát có thể tiến hành ngay sau khi hàn xong để mối hàn nguội đến nhiệt độ môi trường. Kiểm tra khuyết tật bên trong Mối hàn sau khi kiểm tra bằng quan sát, được kiểm tra bằng siêu âm để phát hiện khuyết tật nằm bên trong mối hàn. Mối hàn đạt yêu cầu khi không có bất kỳ vết nứt nào và kích thước khuyết tật các dạng khác không vượt quá giá trị quy định theo tiêu chuẩn. 5.2 Kiểm tra khuyết tật mối hàn. Những liên kết hàn sau khi kiểm tra phát hiện thấy những khuyết tật quá giới hạn quy định thì phải sửa chữa Kiểm tra độ sâu, độ dài của các vết nứt sau đó sửa chữa: Khoét rãnh dạng chữ V hoặc U dọc vết nứt với góc mở 60o÷70o để loại bỏ hoàn toàn phần vết nứt. Hai đầu mút của vết nứt cần khoan chặn hay khoét XXXauk ra một đoạn khoảng 50mm. Khoét bỏ vết nứt bằng cắt gọt cơ khí, mài hay bằng hồ quang-khí nén. Nếu tẩy bằng hồ quang –khí nén thì phải làm sạch bề mặt cắt bằng máy mài tay đến độ sâu 1mm. Có thể hàn tay chỗ sửa chữa ngắn, nếu không thì phải dùng chính phương pháp đã hàn mối hàn đó. XXXauk hi hàn đắp, cần mài sửa. Đối với phần mối hàn có khuyết tật rỗ khí, ngậm xỉ và không ngấu quá giới hạn cho phép cũng phải khoét bỏ hoàn toàn và hàn đắp lại. Những mối hàn bị lồi quá quy định, cần tẩy bỏ phần kim loại thừa đó và mài sao cho đảm bảo độ thoai thoải từ mối hàn chuyển tiếp đến mặt thép cơ bản. Những chỗ lõm quá mức như: mối hàn thiếu kích thước, cháy cạnh mối hàn, cần sửa chữa bằng cách hàn đắp XXXauk và làm sạch tiếp theo. Trước khi hàn bù cần làm sạch khuyết tật. Nếu chiều sâu cháy cạnh mối hàn không quá giới hạn quy định thì chỉ cần mài nhẵn bằng máy mài tay. Sửa chữa mối hàn không được quá hai lần. XXXauk hi sửa chữa phải kiểm tra đánh giá lại chất lượng mối hàn bằng chính phương pháp và tiêu chuẩn so sánh đã sử dụng trên đường hàn này trước đó. Không cho phép sửa chữa khuyết tật mối hàn bằng phương pháp dập, xàm CHƯƠNG VI HOÀN THIỆN SẢN PHẨM 6.1 làm sạch sản phẩm - làm sạch toàn bộ bề mặt kết cấu bằng các phương pháp sau : - mays đánh rỉ ,bàn chải sắt -hoặc phun bi ,phun cát - mà đơn vị có thể thực hiện được 6.2 sơn -sơn chống rỉ + loại sơn ALKYD Nhiệt độ thép môi trường khi sơn là 30 độ c -chiều dầy lớp sơn tư 30 - 40 micromet + sơn trang trí : sau khi sơn chống rỉ tiến hành sơn trang trí bề mặt Loại sơn do khách hang yêu cầu - nhiệt độ môi trường sơn mầu là 30 độ c - chiều dầy lớp sơn là 50 micromet CHƯƠNGVII: KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ Sau một thời gian tìm tòi, tham khảo tài liệu, với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là giảng viên hướng dẫn chính Lê Văn Thoài, đến nay đồ án của em đã cơ bản hoàn thành. Thông qua quá trình làm đồ án tốt nghiệp, chúng em đã đi sâu vào nghiên cứu và nhận ra rằng đây là một đồ án mang tính chất trí tuệ, qua đây chúng em đã nâng cao kiến thức chuyên ngành rất nhiều, đồng thời nó cũng đã khẳng định được tầm quan trọng của người kỹ sư, làm sao đảm bảo được cả hai tiêu chí là yêu cầu kỹ thuật và chi phí cho sản xuất là thấp nhất. Đối với đề tài của chúng em là “thiết kế quy trình hàn dầm cầu trục”, sau khi hoàn thành đề tài của mình chúng em đã cơ bản biết lựa chọn, tính toán và kiểm tra bền cho một kết cấu nói chung và dầm cầu trục nói riêng. Trong phần đồ án của em, em đi sâu vào việc chọn vật liệu và thiết kế quy trình hàn cho dầm tổ hợp dầm hộp. Ở đây việc lựa chọn các kích thước bản bụng, bản cánh, kích thước mối hàn đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật, ngoài ra việc lựa chọn này phải đảm bảo cả tính thẩm mỹ.Trong phần đồ án của mình công việc tính toán và kiểm tra dầm chịu lực được em tiến hành theo phương pháp sau: + Chọn sơ bộ kích thước dầm. + Tính toán các kích thước, khối lượng cho dầm. + Xác định mômen tác dung lên kết cấu, từ đó kiểm tra lại dầm. Đồng thời với những điều đó em cũng mạnh dạn đề xuất một số kiến nghị của mình trong công tác đào tạo đối với sinh viên chuyên ngành công nghệ hàn như sau: Cập nhật thông tin về sự phát triển của kết cấu thép trên thế giới qua đó định hướng sự phát triển của ngành thép nói chung ở Việt Nam. Thông qua công tác này sinh viên sẽ nhìn nhận được tầm quan trọng của môn học cũng như ý nghĩa thực tiễn của nó. Từ đó định hướng cho mình một số phương pháp học cho phù hợp. Tham khảo thêm nhiều tài liệu về kết cấu thép, nhất là các tài liệu nước ngoài để qua đó bổ sung thêm nhiều kiến thức cũng như đưa ra được nhiều giáo trình phong phú và có ý nghĩa thực tiễn cao. Sử dụng tốt các phần mềm, từ đó hướng dẫn cho sinh viên biết cách sử dụng thông qua đó làm một cầu nối truyền cảm hứng cho sinh viên trong việc học tập. Thay đổi một số chương trình trong các giáo trình nhằm cập nhật cho sinh viên những vấn đề cần thiết trên thực tế với cơ sở “đào tạo theo nhu cầu xã hội” gắn liền quá trình đào tạo với thực tế ngày nay. Trong quá trình thực hiện đề tài mặc dù đã rất cố gắng và được sự giúp đỡ rất nhiều từ phía các thầy cô, đặc biệt là giảng viên hướng dẫn nhưng do lượng kiến thức còn có hạn nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Vậy em xin kính mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô để em có thể nâng cao được kiến thức của mình hơn. em xin chân thành cảm ơn ! Hưng yên,ngày.. tháng 10 năm 2013 TÀI LIỆU THAM KHẢO Kết cấu hàn – Nguyễn Trọng Thông Sức bền vật liệu- Lê Đức Thanh Kết cấu thép- Huỳnh Phúc Linh Cơ sở thiết kế và ví dụ tính toán cầu dầm thép và cầu giàn thép – Nguyễn Bình Hà – Nguyễn Minh Hùng, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội 2008. Đoàn Định Kiến, Kết cấu thép, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1990. Đoàn Định Kiến, Kết cấu thép sử dụng trong Xây dựng D.D.&C.N ở Việt Nam, tuyển tập báo cáo khoa học, Hội thảo kết cấu thép trong xây dựng, Hội kết cấu và công nghệ xây dựng Việt Nam, 2004. TCVN 5575-1991, Kết cấu thép, Tiêu chuẩn thiết kế, Nhà xuất bản Xây dựng, 1992. Huỳnh Minh Sơn, Phạm Văn Hội, Kỷ yếu Hội thảo Khoa học Kết cấu thép trong Xây dựng, 12/2004 Phạm Văn Hội, Nguyễn Quang Viên, Phạm Văn Tú, Hoàng Văn Quang, Hoàng Ngọc Thanh, Kết cấu thép 2 - Công trình dân dụng và công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, 1998. Công nghệ hàn nóng chảy – Ngô Lê Thông ( Tập 1), Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2004. Sổ tay Công nghệ hàn – PGS.TS Hoàng Tùng và tập thể, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội.