bài tập lớn hàn tàu dành cho sinh viên theo học ngành đóng tàu

quy trình hàn tàu, tính toán hàn tàu

MỤC LỤC

Phần 1 Kết cấu phân đoạn vách mũi……….…….4

1.1 Sơ đồ kết cấu phân đoạn vách mũi……….4

1.2Quy cách mặt cắt ngang và tôn vách……….……….….5

Phần 2 Quy cách chuẩn bị mép hàn………6

2.1 Chọn phương án hàn……… 6

2.2 Chuẩn bị liên kết……….………8

Phần 3 Tính toán chế độ hàn……….………12

3.1 Hàn tấm tôn với tấm tôn……… 12

3.2 Hàn sống với tôn……… 18

3.3 Hàn sống đứng với nẹp nằm……….…….23

3.4 Hàn góc cho nẹp nằm với tôn……… ….27

Phần 4 Xây dựng thứ tự hàn……….……….27

4.1 Mối hàn giáp mối……….… 27

4.2 Hàn góc……… 28

Phần 5 Ghi kí hiệu hàn trên bản vẽ………29

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG BÀI TẬP LỚN

Phần 1 Kết cấu phân đoạn vách mũi

1.1 Sơ đồ kết cấu phân doạn vách mũi:

Dàn vách được kết cấu với sơ đồ nẹp nằm, sống đứng:

- Sống đứng được đặt trong cùng mặt phẳng với sống chính, sống phụ và sống boong

1.2 Quy cách mặt cắt ngang và tôn vách

Phần 2 Quy cách chuẩn bị mép hàn

2.1 Chọn phương án hàn

 Hàn giáp mối

- Áp dụng để hàn các tờ tôn với nhau

- Vị trí trong không gian: vị trí hàn bằng, chiều dài đường hàn lớn, quỹ đạo là đường thẳng

- Yêu cầu chất lượng: độ bền cao,đảm bảo tính kín nước, nhất là đối với các tấm tôn đáy ngoài

Vì vậy ta chọn phương pháp hàn dưới lớp thuốc bảo vệ(SAW) và có lót sứ khi hàn Phương pháp hàn bán tự động

*Quy cách hàn giáp mối các tờ tôn:

- Hàn tấm tôn 1-2

-Hàn tấm tôn A2-A3

10

2±1 2±1

- Yêu cầu chất lượng: chất lượng mối hàn cao, ít xảy ra cong vênh

Vì vậy ta chọn phương pháp hàn trong môi trường khí hoạt tính(MAG) Phương pháp hàn bán tự động

2.2 Chuẩn bị liên kết

Chuẩn bị liên kết trước khi hàn là một bước quan trọng trong quá trình hàn, nó gồm: vát mép và gá lắp, hàn đính

2.2.1 Gá lắp

- Trước khi gá lắp phải kiểm tra kích thước các chi tiết, kích thước hình học

và sai số cho phép của mép vát Khi lắp ghép cần giữ liên kết bằng các thiết

bị kẹp chuyên dụng hoặc hàn đính Thiết bị gá lắp phải đảm bảo cho thiết bị lắp ghép đạt độ chính xác về kích thước, hình học cũng như độ bền vững liên kết giữa các chi tiết với nhau

Định vị cơ cấu thường Định vị cơ khỏe

Quy cách tấm mồi

Vị trí đặt tấm mồi

2.2.3 Lót sứ

Áp dụng cho mối hàn giữa các tờ tôn đáy ngoài

quy cách lót sứ cho mối hàn giáp mối

- Khi gá lắp các mép hàn phải đảm bảo kích thước quy định Khi giá trị các sai

số vượt quá quy định thì phải sữa bằng cách tẩy bỏ chỗ lồi cục bộ băng máy mài hoặc hàn đắp bù chỗ lõm

- Phạm vi làm sạch: Làm sạch về 2 phía của mối hàn từ 25÷30 mm.Ta chọn vùng làm sạch mối hàn là 25 mm về mỗi phía

- Tiêu chuẩn làm sạch: +Vùng làm sạch phải khô

+Không dính dầu mỡ, bụi bẩn

+Mức độ làm sạch căn cứ theo tiêu chuẩn

60°

b

h c

Phần 3 Tính toán chế độ hàn

3.1 Hàn tấm tôn với tấm tôn

Quy cách mối hàn giáp mối Trong đó :

b : chiều rộng mối hàn

c : chiều cao mối hàn

h: chiều sâu ngấu

H: chiều cao toàn bộ mối hàn

Hệ số ngấu tối ưu n= b/ h ; n = ( 1,2÷2)

 Công suất không tải : 145 W

 Dải điểu chỉnh dòng : 40A/22 – 1000A/45 V

  =(439,6÷753,6) A , với d = 4 mm

Do mật độ dòng điện j =(35÷60) A/mm2< 120A/mm2, vì vậy theo công thức (2.21) Với hàn bằng dòng một chiều - cực nghịch ta được

Fd –tổng diện tích kim loại đắp

Theo hình vẽ trên ta có Fđ = 2FI + FII + FIII = 2.18,47 + 20 + 21,6 = 78,54 mm2

Trong đó b - chiều rộng mối hàn (mm)

c – chiều cao mối hàn (mm)

Sơ bộ chọn hệ số hình dáng bên ngoài: m= b/c =10  c = b/10 = 1,8 mm

F1=(6÷8)d =(36÷48) mm2 –diện tích tiết diện ngang của lớp hàn thứ nhất

Fn=(8÷12)d = (48÷72) mm2 – diện tích tiết diện ngang của lóp hàn thứ n

Chọn F1= 7.d = 7.5 =35 mm2

Fn = 11.d = 11.5 = 55 mm2

Hình 4.2: Quy cách vát mép mối hàn giáp mối cho vị trí tôn t = 10mm

 Tốc độ hàn của lớp 1 được xác định theo công thức sau:

3 h1

q



η=0,75÷0,9 chọn η=0,9 (hiệu suất ngọn lửa hàn tự động dưới lớp thuốc)

 Chiều sâu ngấu thực tế theo năng lượng đường

Trong đó =7,85 kg/dm3 là khối lượng riêng của kim loại đắp

 Chiều cao mối hàn được xác định theo (2.23)

2 0 , 8

1, 9 5 0 , 7 3 1 4 , 0 6

22

I II IIII

30°

30°8

U I

Do mật độ dòng điện j =(35÷60) A/mm2, vì vậy theo công thức (2.21)

Với hàn bằng dòng một chiều - cực nghịch ta được



η=0,75÷0,9 chọn η=0,85 (hiệu suất ngọn lửa hàn tự động dưới lớp thuốc)

 Chiều sâu ngấu thực tế theo năng lượng đường

Trong đó =7,85 kg/dm3 là khối lượng riêng của kim loại đắp

 Chiều cao mối hàn được xác định theo (2.23)

21

1, 9 4 0, 73 14, 8 06

Bảng a: - Bộ thông số công nghệ hàn tính cho hàn dưới lớp thuốc

Lớp Đường kính

dây hàn ( mm )

Tốc độ hàn (m/ h)

Dòng điện ( A )

Điện áp ( V )

Cực tính

1 4 36,36~45,45 439,6~753,6 20,1~38,84 Cực nghịch

 Hàn giáp mối 2 rải tôn ở vị trí có chiều dày không bằng nhau:

Ta cũng xác định chế độ hàn như hàn đối với rải tôn có chiều dày bằng 10 Ta cũng hàn 2 lớp

a Xác định chế độ hàn của lớp thứ nhất:

Với hình vẽ sau:

Hình 4.4: Quy cách vát mép mối hàn giáp mối cho vị trí tôn

có chiều dày không bằng nhau

b.Xác định chế độ hàn của lớp thứ hai:

Làm tương tự như với rải tôn có chiều dày t = 10 mm

Giới hạn

bền

(Mpa)

Độ dai va đập

-Máy hàn bán tự động MAG- VMAG 350/500

-Xuất xứ : Trung Quốc

Hiệu suất làm việc : >89%

Hệ số công suất : cosφ = 0,87

Loại dây sử dụng : dây đặc hoặc dây lõi thuốc

 Chiều dày của cơ cấu : t= 10 mm

 Đường kính dây hàn: Sơ bộ chọn đường kính dây hàn d = 1,2 (mm)

Trong đó d là đường kính dây hàn, que hàn : d = 1,2 (mm)

Fd_ tổng diện tích kim loại đắp :

Hình 4.5 Mặt cắt ngang của mối hàn góc

F F F

 Hệ số đắp, tra đồ thị với d = 1,2 mm với I =150 A , tra theo đồ thị xác định hệ số đắp dòng điện một chiều-cực thuận

d = 13 (g/A.h)

 Hệ số ngấu: Công thức (2.19)

ψng1 = k’ (19 - 0,01 Ih1).d

1 1

h

h I U

Do mật độ dòng điện j =100 A/mm2, vì vậy theo công thức (2.20.2)

Với hàn bằng dòng một chiều - cực thuận ta được

1

0, 24 0, 24.30.150.0,9

2634,10,369

d

U I q

q



η=0,65÷0,75chọn η=0,9 (hiệu suất ngọn lửa hàn điện cực nóng chảy)

 Chiều sâu ngấu thực tế theo năng lượng đường

Trong đó =7,85 kg/dm3 là khối lượng riêng của kim loại đắp

 Chiều cao mối hàn được xác định theo (2.23)

 Hệ số ngấu và hệ số hình dạng của mối hàn được xác định lại

U I

Do mật độ dòng điện j =100 A/mm2, vì vậy theo công thức (2.20.2)

Với hàn bằng dòng một chiều - cực thuận ta được:

d

U I q

q



η=0,65÷0,75chọn η=0,9 (hiệu suất ngọn lửa hàn điện cực nóng chảy)

 Chiều sâu ngấu thực tế theo năng lượng đường

qd : năng lượng đường (cal/cm)

Trong đó =7,85 kg/dm3 là khối lượng riêng của kim loại đắp

 Chiều cao mối hàn được xác định theo (2.23)

2 2

2 , 0 6 0 , 7 3 1 4 , 4 2

d F

c.Xác định chế độ hàn của lớp thứ ba:

Làm tương tự như chế độ hàn lớp thứ 2

 Lưu lượng khí bảo vệ

Thông thường lưu lượng khí bảo vệ được xác định tùy thuộc vào điều kiện môi trường hàn.Nếu điều kiện lặng gió lưu lượng (15-15) l/phút ( với d= 1,2 mm) Điều kiện có gió lùa và tầm với điện cực lớn hơn bình thường thì lưu lượng có thể đạt tới (24-26) l/phút

Lưu lượng khí bảo vệ (l/phút) Tốc độ hàn

(m/ h)

Dòng điện ( A )

Điện áp ( V ) Cực tính

Giới hạn

bền

(Mpa)

Độ dai va đập

-Máy hàn bán tự động MAG- VMAG 350/500

-Xuất xứ : Trung Quốc

Hệ số công suất : cosφ = 0,87

Loại dây sử dụng : dây đặc hoặc dây lõi thuốc

Kích thước máy 636x322x584 (mm)

Trọng lượng máy : 50 (Kg)

Cấp bảo vệ : IP 23 làm việc ngoài trời

Xác định chế độ hàn

 Chiều dày của cơ cấu : t= 10 mm

 Đường kính dây hàn: Sơ bộ chọn đường kính dây hàn d = 1,6 (mm)

Trong đó d là đường kính dây hàn, que hàn : d = 1,6 (mm)

Fd_ tổng diện tích kim loại đắp :

F F F

10

k k 8

Do mật độ dòng điện J =100 A/mm2, vì vậy theo công thức (2.20.2)

Với hàn bằng dòng một chiều cực thuận ta được

1

0, 24 0, 24.28.180.0,9

1415,60,769

d

U I q

q



η=0,65÷0,75chọn η=0,9 (hiệu suất ngọn lửa hàn điện cực nóng chảy)

 Chiều sâu ngấu thực tế theo năng lượng đường

h = 0,156 1

1

d

n g q

Trong đó: qd : năng lượng đường (cal/cm)

Trong đó =7,85 kg/dm3 là khối lượng riêng của kim loại đắp

 Chiều cao mối hàn được xác định theo (2.23)

 Chiều cao toàn bộ mối hàn: H = h + c = 3,43+ 1,4 = 4,83 mm

 Hệ số ngấu và hệ số hình dạng của mối hàn được xác định lại

10, 04

24,83

ng

b h

b,Xác định chế độ hàn của lớp thứ ba

Xác định như hàn lớp thứ nhất

C,Lưu lượng khí bảo vệ

Với d=1,6 mm thì lưu lượng khí bảo vệ là 14 ÷ 19(l/phút) trong điều kiện lặng gió

Tốc độ hàn (m/ h)

Lưu lượng khí bảo vệ (l/phút)

Dòng điện ( A )

Điện áp ( V ) Cực tính

Cực thuận (DC)

Cực thuận (DC)

3 MAG 1,6 27~44 14-19 160~200 26~32 Cực thuận

(DC)

3.4 Hàn góc cho nẹp nằm với tôn

Chiều dày cơ cấu t = 8 mm

Ta chọn chế độ hàn như với hàn góc giữa sống đứng và tôn vách

Phần 4 Xây dựng thứ tự hàn

4.1 Mối hàn giáp mối (hàn tôn với tôn)

Chọn số thợ hàn là 1, bậc thợ 5/7

Số thiết bị hàn là 1 Hàn theo phương pháp phân đoạn nghịch

Thứ tự hàn của phân đoạn được thể hiện như hình vẽ: Hướng hàn chính theo chiều mũi tên

Công nghệ hàn: hàn tự động dưới lớp thuốc trợ dung (SAW)

4.2 Hàn góc (cơ cấu với tôn)

Phần 5 Ghi ký hiệu mối hàn trên bản vẽ

Ký hiệu theo tiêu chuẩn ISO

Ký hiệu hàn trên bản vẽ kết cấu cơ bản cho mối hàn giáp mối

2 6

Ký hiệu hàn tại mối hàn góc

z6 z6