HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ MÔN HỌC CÔNG NGHỆ HÀN ĐIỆN NÓNG CHẢY

Cũng như nhiều ngành khác trong các trường đại học kỹ thuật, sau khi học xong phần lý thuyết công nghệ hàn điện nóng chảy, sinh viên sẽ bước sang giai đoạn thiết kế đồ án môn học. Vì là lần đầu tiên bắt tay vào làm công việc mới mẻ: vận dụng lý thuyết đã học để giải quyết những vấn đề liên quan mật thiết với thực tế sản xuất thiết kế ra phương án công nghệ hợp lý, trong một chừng mực nhất định thỏa mãn các yếu tố về kinh tế, kỹ thuật và các yêu cầu khác, cho nên sinh viên thường có những bỡ ngỡ, lúng túng. Trong khi chưa có đầy đủ,các sách hướng dẫn thiết kế môn học hiện nay còn rất ít, đặc biết là các tài liệu trong nước rất hạn chế. Xuất phát từ đó, chúng tôi đã biên soạn ra cuốn sách này, trước hết giúp đỡ sinh viên khi làm đồ án thiết kế Công nghệ hàn điện nóng chảy. Ngoài ra, sách còn làm tài liệu tham khảo cho những sinh viên chuyên ngành Hàn khi làm các đồ án khác, làm đồ án tốt nghiệp hay làm các công tác thiết kế công nghệ hàn.

trờng đại học bách khoa hà nội

khoa chế tạo máy

đoạn thiết kế đồ án môn học Vì là lần đầu tiên bắt tay vào công việc mới mẻ:Vận dụng lý thuyết đã học để giải quyết những vấn đề có liên quan mật thiết vớithực té sản xuất - thiết kế ra phơng ấn công nghệ hợp lý, trong một chừng mựcnhất định thoả mãn các yếu tố về kinh tế, kỹ thuật và các yêu cầu khác, cho nênhọc sinh thờng có nhiều bỡ ngỡ lúng túng Trong khi cha có đầy đủ, các sách h-ớng dẫn thiết kế đồ án môn học hiện nay lại rất ít, đặc biệt là các tài liệu in trongnớc lại hầu nh không có, do ngành hàn ở nớc ta mới mở: Xuất phát từ đó chúngtôi biên soạn tập sách này, trớc hết là để giúp đỡ học sinh khi làm đồ án môn học

“Công nghệ hàn điện nóng chảy” Ngoài ra, sách có thể dùng làm tài liệu tham

khảo cho học sinh chuyên ngành hàn khi làm các đồ án môn học khá, làm đồ ántốt nghiệp hoạc các cán bộ kỹ thuật làm công tác thiết kế công nghệ hàn.

Tài liệu này trình bày các vấn đề cơ bản nhất về các chuẩn bị phôi (chi tiếthàn), cách chọn kiểu liên kết hàn và mối hàn, cách chọn phơng pháp hàn cũng

nh cách xác định các thông số của chế độ hàn, cơ tính của mối hàn v.v

Để thuận tiện cho bạn đọc khi sử dụng, chúng tôi có giới thiệu một sốbảng và đồ thị có chọn lọc trong các mục tiêu và phần phụ lục

Mặc dù chúng tôi đã cố gắng tham khảo nhiều tài liệu và phản ánh nhữngkinh nghiệm giảng dạy của bản thân, song vì trình độ và khả năng có hạn, mặtkhác đây là tài liệu biên soạn lần đầu, chắc cuốn sách còn có nhiều thiếu sót.Chúng tôi thành thực mong các bạn đọc góp nhiều ý kiến phê bình Những ýkiến đóng góp xin gửi theo địa chỉ “Bộ môn công nghệ kim loại, trờng đại họcBách khoa Hà Nội”

Chúng tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các đồng chí trong bộmôn công nghệ kim loại, trờng đại học Bách khoa Hà Nội đã đọc bản thảo vàgóp nhiều ý kiến quí báu cho cuốn sách

Tháng 4 năm 1980

Tác giả

Nhiệm vụ thiế kế

Đầu đề: Thiết kế qui trình công nghệ hàn để chế tạo kết cấu:

II Thuyết minh

Bản thuyết minh yêu cầu có đầy đủ các phần nội dung sau đây:

1 Lời nói đầu.

2 Chọn vật liệu cơ bản và lập qui trình công nghệ chuẩn bị các chi tiếthàn

3 Chọn phơng án hàn

4 Chọn kiểu liên kết và mối hàn thực hiện

5 Tính toán các kích thớc cơ bản của mối hàn và xác định chế độ hàn

6 Tính toán thành phần hoá học của mối hàn

7 Xác định cơ tính của mối hàn

8 Chọn thiết bị hàn, chọn (hay thiết kế) gá lắp - hàn

9 Chọn phơng án và phơng pháp kiểm tra chất lợng kết cấu hàn

10 Lập quy trình công nghệ lắp ghép - hàn

11 Tài liệu tham khảo

12 Mục lục

Thuyết minh qui trình việc một mặt trên khổ giấy:

Qui ớc ký hiệu mối hàn

-::-Đ1 Cách biểu diễn và ký hiệu mối hàn trên bản vẽ

Vì hiện nay nớc ta cha có đầy đủ các tiêu chuẩn ca chính thức về ngànhhàn, nên chúng tôi tạm thời qui định một số qui ớc về cách biểu diễn và ký hiệumối hàn trên bản vẽ sau đây, nhằm phục vụ trớc hết cho học sinh có tài liệu đểthiết kế đồ án môn học “Công nghệ hàn điện nóng chảy”, và cũng có thể làm tàiliệu tham khảo khi thiết kế các đồ án môn học khác có liên quan

I.1 Cách biểu diễn mối hàn trên bản vẽ

1 Không phụ thuộc vào phơng pháp hàn, các mối hàn trên bản vẽ đợc qui

ớc biểu diễn nh sau:

Nhìn thấy - đợc điểm biểu diễn bằng “nét liền cơ bản” (hình 1.3)

Không nhìn thấy (khuất) - đợc biểu diễn bằng “nét đứt”

b b

b

a

a a

2 Để chỉ mối hàn, qui ớc dùng một “đờng dóng” và “nét gạch ngang” của

đờng dóng Nét gạch ngang này đợc kẻ song song với đờng bằng của bản vẽ, tậncùng của đờng dóng có một nửa mũi tên chỉ vào vị trí của mối hàn

3 Để biểu diễn mối hàn nhiều lớp, qui ớc dùng các đờng viền riêng và cácchữ số “La mã” để chỉ thứ tự các lớp hàn (hình 4)

5 Giới hạn của mối hàn qui ớc biểu thị bằng “nét liền cơ bản”, còn giớihạn các phần tử kết cấu của mối hàn biểu thị bằng “ nét liền mảnh”.

I.2 Qui ớc ký hiệu mối hàn trên bản vẽ

1 Cấu trúc qui ớc ký hiệu mối hàn tiêu chuẩn chỉ dẫn trên hình 6

2 Cấu trúc qui định ký hiệu mối hàn phi tiêu chuẩn chỉ dẫn trên hình 7.Phơng pháp hàn sử dụng phải chỉ rõ trong điều kiện kỹ thuật của bản vẽ

3 Những ký hiệu phụ đợc giới thiệu trong bảng 1

Phần lỗi của mối hàn đợc cắt đi cho bằng

với mặt kim loại cơ bản

Mối hàn đợc gia công để có sự chuyên típ

từ kim loại mối hàn đến kim loại cơ bản

Mối hàn đợc thực hiện khi lắp ráp

Mối hàn gián đoạn phân bố theo kiểu mắt

xích

Góc nghiêng của ký hiệu so với nét gạch

ngang của đờng đón chỉ vị trí hàn là 600

Z Mối hàn gián đoạn hay các điểm hàn phân

Mối hàn đợc thực hiện theo đờng chu vi

Ký hiệu phụ của mối hàn thực hiện theo đ ờng chu vi kín và mối hàn lắp ráp

Ký hiệu phụ

Chiều dài của phần hàn của mối hàn gián

đoạn, ký hiệu " / " hay "Z", và b ớc hàn.

Phía chính và phía phụ ở đây đợc qui ớc nh sau:

1/ Đối với mối hàn, hàn cả hai phía nhng không đối xứng thì phía chính làphía mà mối hàn có chiều sâu lớn hơn

2/ Đối với mối hàn, hàn một phía chính là phía đợc thực hiện hàn

3/ Đối với hàn, hàn cả hai phía đối xứng thì phía chính hay phía phụ làphía bất kỳ, tức là phía này là chính là phía đối diện là phụ.

5 Độ nhẵn bề mặt gia công của mối hàn có thể ghi ở phía trên hay phía

d-ới nét gạch ngang của đờng dóng chỉ vị trí hàn và đợc đặt sau ký hiệu mối hàn(hình 9) hoặc cũng có thể chỉ dẫn trong điều kiện kỹ thuật trên bản vẽ mà khôngcần ghi ký hiệu

6 Nếu mối hàn có qui định kiểm tra thì ký hiệu này đợc ghi ở phía dới ờng dóng chỉ vị trí hàn (hình 10)

7 Nêu trên bản vẽ có các mối hàn giống nhau ** thì chỉ cần ghi số lợng

và số hiệu của chúng Ký hiệu này có thể ghi ở phía trên nét gạch ngang của ờng dóng chỉ vị trí hàn néu ở đó không ghi ký hiệu mối hàn hoặc ghi ở phía đờngdóng chỉ vị trí hàn nếu ở phía trên mét gạch ngang của đờng này có ghi ký hiệumối hàn

**/ Chú thích: Các mối hàn xem là giống nhau, nêu:

1/ Kiều kích thớc các phần tử kết cấu của chúng trong tiết diện ngang là

nh nhau

2/ Chúng đều có yêu cầu kỹ thuật giống nhau

3/ Chúng đều có cùng một ký hiệu

Quy ớc về ký hiệu một số phơng pháp cơ bản cũng nh kiểu kiên kết hàn

đ-ợc sử dụng trong bài tập nh sau:

a) Dùng chữ cái (viết in) có thể không có hoặc có chỉ số là các chữ (viếtthờng) để ký hiệu phơng pháp hàn và dạng hàn:

T - Hàn hồ quang tay

Đ - Hàn tự động dới lớp thuốc, không dùng tấm lót, đệm thuốc hay hàndính trớc

Đt - Hàn tự động dới lớp thuốc dùng tấm lót bằng thép

Đđt - Hàn tự động dới lớp thuốc dùng đệm lót đồng - thuốc liên hợp

Đđ - Hàn tự động dới lớp thuốc dùng đệm thuốc

Đh - Hàn tự động dới lớp thuốc có hàn đính trớc

Đbv Hàn tự động trong môi trơng khí bảo vệ

B - Hàn bán tự động dói lớp thuốc, không dùng tấm lót, đệm thuốc hayhàn đính trớc

Bt - Hàn bán tự động dới lớp thuốc dùng tấm lót bằng thép

Bđt - Hàn bán tự động dới lớp thuốc dùng đệm lót đồng - thuốc liên hợp

Bđ - Hàn bán tự động dới lớp thuốc dùng đệm thuốc

Bh - Hàn bán tự động dới lớp thuốc có hàn đính trớc

Bbv - Hàn bán tự động trong mô trờng khí bảo vệ

b) Dùng các chữ (viết thờng) sau đây, có kèm theo các chữ số để chỉ kiểuliên kết hàn:

m - Liên kết hàn giáp mối

10 Một số ví dụ về cách ghi ký hiệu mối hàn giới thiệu trong bảng 26

11 Các kiểu liên kết hàn cơ bản khi hàn hồ quang tay giới thiệu trongbảng 27 Kích thớc các phân tử kết cấu của liên kết hàn và mối hàn đợc thực hiệngiới thiệu từ bảng 28 đến bảng 48

12 Các kiểu liên kết hàn cơ bản khi hàn tự động và bán tự động dới lớpthuốc và trong môi trờng khí bảo vệ giới thiệu trong bảng 49 Kích thớc các phần

tử kết cấu của liên kết hàn và mối hàn đợc thực hiện giới thiệu từ bảng 50 đếnbảng 78

13 Các kiểu liên kết hàn cơ bản khi hàn xỉ điện giới thiệu trong bảng 79.Kích thớc các phần tử của liên kết hàn và mối hàn đợc thực hiện giới thiệu từbảng 80 đến bảng 86

I.3 Dơn giản hoá ký hiệu mối hàn

1 Nêu tất cả các mối hàn trên bản vẽ cũng đợc thực hiện theo một tiêuchuẩn hay một qui định nào đó thì chỉ cần chỉ dẫn trong điều kiện kỹ thuật màkhông cần ghi ký hiệu

2 Nêu tất cả các mối hàn trên bản vẽ đều giống nhau và cũng đợc ký hiệu

về một phía (trên hoặc dới) nét gạch ngang của đờng đóng chỉ vị trí hàn trí hàn

thì không cần ghi số lợng và số hiệu của chúng mà chỉ cần biểu thị bằng đờngdóng chỉ vị trí hàn nh hình 12.

Hình 12

3 Nếu các mối hàn phân bố trên hai phần đối xứng của kết cấu hàn giốngnhau thì chỉ cần ghi ký hiệu mối hàn trên một phần đối xứng là đủ

4 Nêu kết cấu hàn có nhiều bộ phận mà các bộ phận đó đều giống nhau,

đồng thời trên các bộ phận ấy đợc hàn bằng các mối hàn nh nhau chỉ cần ghi kýhiệu cho một bộ phận nào đó là đủ

5 Nêy các mối hàn trên bản vẽ chỉ cần xác định riêng về vị trí hàn trongkhông gian, phơng pháp hàn hay kiểu liên kết hàn v.v thì cho phép không cầnghi ký hiệu mà chỉ cần chỉ dẫn trong điều kiện kỹ thuật

6 Nêu tất cả các mối hàn hay nhóm mối hàn nào đó đều có yêu cầu kỹthuật giống nhau thì chỉ cần m dẫn một lần trong điều kiện kỹ thuật trên bản vẽ

I.4 Một số qui ớc bổ sung

I.4.1 Đối với hàn hồ quang tay và hàn khí

1.Khi hàn các tấm có chiều dài khác nhau thì hiệu số chiều dày lớn nhấtcho phép giữa hai tấm (S1 - S)max đợc chọn theo chiều dày của tấm mỏng hơn S(bảng 2)

Nếu hiệu số (S1 - S) nhỏ hơn hoặc bằng trị số cho trong bảng thì việcchuẩn bị liên kết hàn tiến hành giống nh trờng hợp hai tấm có chiều dày bằngnhau

Nếu hiệu số (S1 - S) lớn hơn trị số cho trong bảng thì ở tấm dày hơn phải

có sự chuyển tiếp, tức là phải vát một đoạn có chiều dài L để chọn chiều dày củahai tấm ở chỗ hàn bằng nhau Trị số chiều dài L đợc qui định nh sau:

Các phần tử kết cấu của liên kết hàn và kích thớc của mối hàn đợc chọntheo tấm dày S1

2 Sai lệch khe hở hàn cho phép không lớn hơn:

0,5 mm - đối với các tấm có chiều dày S < 4 mm

1,0 mm - đối với các tấm có chiều dày S = 4  10 mm

0,1S mm - (nhng không lớn hơn 3 mm) đối với các tấm có chiều dày S >

đắp

Nói chung, độ lồi của mối hàn “C” qui định không lớn hơn 2 mm đối vớimối hàn thực hiện ở vị trí hàn sấp và không lớn 3 mm đối với mối hàn thực hiện

ở vị trí khác nhau sấp

Riêng mối hàn đứng, mối hàn ngang và mối hàn trần có thể cho phép tăng

độ lồi của mối hàn lên 1mm đối với các tấm có chiều dày S  26 mm đối vớitấm có chiều dày S > 26 mm

5 Đối với các mối hàn, hàn cả hai phía (chính và phụ) thì khi hàn phíachính cho phép hàn ngân cả chân mối hàn.

I.4.2 Đối với hàn tự động và bán tự động

1 Khi hàn các tấm có chiều dày khách nhau thì hiệu số chiều dày lớn nhấtcho phép giữa hai tấm (S1-S)max đợc số chiều dài lớn nhất cho phép giữa hai tấmmỏng S (bảng 3)

Bảng 3

Chiều dày tấm mỏng S (mm) 2 - 3 4 - 30 32-40 > 40Hiệu số chiều dày lớn nhất (S1-S)max mm 1 2 4 6Nên hiệu số chiều dày (S1-S) nhỏ hơn hoặc bằng số cho trong bảng thì việcchuẩn bị liên kết hàn tiến hành giống nh trờng hợp hàn hai tấm có chiều dàybằng nhau

Nếu hiệu số chiều dày (S1-S) lớn hơn trị số cho trong bảng thì ở tấm dày S1

phải có sự chuyển tiếp, tức là phải vát đi một đoạn có chiều dài L để cho chiềudày của hai tấm ở chỗ hàn bằng nhau Trị số chiều dài L đợc xác định nh đối vớitrờng hợp hàn hồ quang tay

2 Sai lệnh khe hở hàn qui định giống nh hồ

Đối với liên kết hàn chữ T, liên kết hàn góc, liên kết bàn chồng v.v cạnh mối hàn “K” cũng qui định nh đối với hàn hồ quang tay

Độ lồi của mối hàn “c’ cho phép:

 1 mm - khi cạnh mối hàn K  5 mm

 2 mm - khi cạnh mối mối hàn K 5 - 10 mm

 3 mm - khi cạnh mối hàn K > 10 mm

Độ lõm của mối hàn “” qui định không lớn hơn 3 mm

Dung sai của cạnh mối hàn K cho phép

viên hớng dẫn thông qua, học sinh tiến hành vẽ lại bản vẽ kết cấu chung và bản

vẽ các chi tiết đã sửa đổi

2.Chọn vật liệu cơ bản, lập qui trình công nghệ chuẩn bị phôi và các chitiết hàn

3 Chọn phơng pháp hàn

4 Chọn kiểu liên kết và mối hàn thực hiện

5 Tính toán kích thớc cơ bản của mối hàn và xác định chế độ hàn:

6 Chọn vạt liệu và tính toán thành phần hoá học của mối hàn

7 Xác định cơ tính của mối hàn Trờng hợp không đạt yêu cầu (nhỏ hơncơ tính của kim loại cơ bản cho phép) thì phải chọn lại các yếu tố công nghệ (vậtliệu, vật liệu hàn v.v rồi tiến hành tính toán lại

8 Chọn thiết bị, chọn (hay thiết kế) gá lắp - hàn

9 Xác định phơng án và chọn phơng pháp kiểm tra chất lợng cấu hàn

10 Lập qui trình công nghệ lắp ghép - hàn

Vì trong thực tế sử dụng rất nhiều loại kết cấu hàn mà một kết cấu nào đólại có thể chế tạo bằng nhiều phơng án khác nhau Do đó, ở đây chúng tôi chỉ h-ớng dẫn những điểm cơ bản nhất, còn tùy từng trờng hợp cụ thể, học sinh phải tựnghiên cứu, tìm hiểu tài liệu và vận dụng những kiến thức đã học, để giải quyếttoàn bộ các vấn đề mà nội dung bản đồ án yêu cầu

Đ1 Chọn vật liệu cơ bản và chuẩn bị các chi tiết hàn.

Nh chúng ta đièu biết, kết cấu hàn là một tổ hợp của nhiều chi tiết màtrong đó mối chi tiết có chức năng và điều kiện làm việc không giống nhau Do

đó phải căn cứ yêu cầu kỹ thuật của kết cấu, điều kiện làm việc của từng chi tiết

để chọn loại vật liệu cơ bản hợp lý, tức là vừa đảm bảo chất lợng tốt vừa đảmbảo chế tạo có năng suất cao; nói một cách khác vật liệu đó đảm bảo đồng thờicả hai chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật Mặc dù các chi tiết hàn có kích th ớc và hìnhthức rất khác nhau, song nói chung có thể chia chúng thành hai loại chính: loạicác chi tiết không chế tạo từ vật liệu tấm và loại các chi tiết đợc chế tạo từ vậtliệu tấm

Trong hai loại đó thực tế cho thấy loại các chi tiết chế tạo từ vật liệu tấm

đợc sử dụng phổ biến và chiếm một khối lợng rất lớn

Loại các chi tiết không chế tạo từ vật liệu tấm, phôi của chúng thờng làphôi đúc, phôi rèn Các phơng pháp chế tạo loại phôi này và gia công thành chitiết hoàn chỉnh đã giới thiệu kỹ trong môn học “chế tạo từ vật liệu” và môn họccông “Công nghệ chế tạo máy”, ở đây chúng tôi không nhắc lại mà chỉ hớng dẫncách chuẩn bị các chi tiết hàn từ vật liệu tấm mà thôi

Qui trình công nghệ chuẩn bị các chi tiết hàn từ vật liệu tầm thờng baogồm các nguyên công cơ bản sau đây:

1/ Khai triển phôi

Khai triển phôi là “trải qua” chi tiết từ dạng hình không gian ra hìnhphẳng, sau đó tính toán, xác định các yếu tố công nghệ nh: lợng d gia công cơ,dung sai, độ biến dạng của kim loại v.v rồi cắt ra các kích thớc và hình dạngcần thiết để từ đó đem tạo hình thành các chi tiết yêu cầu Trong thực tế có thểtriển khai phôi theo ba phơng pháp: phơng pháp diện tích, phơng pháp thểtích,phơng pháp khối lợng, trong đó phơng pháp diện tích thờng đợc dùng hơncả Theo phơng pháp này có thể triển khai phôi theo kích thớc trong hay ngoàicác chi tiết khi chi tiết đó có chiều dày S  0,5 mm; còn đối với các chi tiết cóchiều dày S > 0,5 mm thì phải triển khai theo đờng trung bình Sau đó khai triểnsong chú ý bố trí phôi trên tấm thép để cắt hợp lý, tức là phải bố trí thế nào đó

để đảm bảo hệ số sử dụng vật liệu lớn nhất mà không ảnh hởng đến chất lợngphôi cắt ra Điều này có ý nghĩa về kinh tế rất lớn trong sản xuất, đặc biệt là đốivới dạng sản xuất loạt lớn hay hàng khối , bởi vì trong tổng giá thành của mộtchi tiết nào đó thì giá thành vật liệu có thể chiếm tới 60 70%, đối với các vậtliệu cúi có thể lớn hơn

Trong sản xuất cũng nh trong kỹ thuật, ngời ta thờng dùng hệ số để đánhgiá mức độ sử dụng vật liệu Hệ số này có thể tính theo công thức sau:

% 100 F

f: Diện tích của mỗi chi tiết (phôi) bố trí trên tấm cắt

n: Số lợng phôi (chi tiết)

Trong thực tế sản xuất để chọn phơng án căt hợp lý ngời ta dùng giấycứng (bìa hay cát tông ) cắt thành nhiều mẫu, rồi dùng những mẫu này xếp lêntấm thép để cắt, so sánh các phơng án xếp và chọn lấy phơng án tối u, tức là ph-

ơng án có hệ số sử dụng vật liệu lớn nhất

Khi xếp phôi cần chú ý tới mạch nối (khoảng cách giữa các phôi và mépphôi với cạnh tấm cắt) Khoảng cách này cần phải đảm bảo sao cho khi cắtkhông có hiện tợng uốn (gấp) theo phôi để tránh hiện tợng kẹt hay có thể vỡkhuôn khi tạo hình Trị số mạch nối phụ thuộc vào chiều dày, tính chất của vậtliệu, hình dạnh của phôi v.v Trị số nhỏ nhất của mạch nối có thể lấy theo bảng4

Bảng 4

Chiều dày của

a: Mạch nối khi cắt các phôi nhỏ có hình dạng đơn giản

b: Mạch nối khi cắt các phôi lớn có hình dạng phức tạp

2 Nắn

Việc nắn phẳng các tấm thép phổ biến nhất là bằng phơng pháp cơ khí và

đợc thực hiện trên các máy nắn vạn năng hay chuyên dùng Đối với các tấm thépcacbon có chiều dày S  10 mm thờng tiến hành nắn ở trạng thái cácbon cóchiều dày S > 10 mm và các tấm hợp kim phải tiến hành nắn ở trạng thái nóng

Dù nắn trên bất kỳ thiết bị nào, ở trạng thái nóng hay trạng thái nguội, sau khinắn xong, yêu cầu độ không phẳng của tâm không quá lớn hơn 1 mm mét chiềudài của tâm

3 Lấy dấu và đánh dấu

Tấm thép sau khi đợc nắn xong, tiến hành xép phôi lên đó để chọn lấy

ph-ơng án tối u Khi đã chọn phph-ơng án tối u rồi, tiến hành lấy dấu và đánh dấuphôi Lấy dấu dù là vi việc cần thiết vì không những đảm bảo độ chính xác kíchthớc và hình dạng của phôi khi cắt mà còn tạo điều kiện dễ dàng cho quá trìnhcắt Khi lấy dấu cần chú ý một điểm cơ bản là phải tính đến lợng gia công cơtiếp theo và độ co của kim loại sau khi hàn

Để tránh sự nhầm lẫn trong các nguyên công tiếp theo đặc biệt là nguyêncông lắp ghép - hàn và để dễ kiểm tra khi mất mát, sau khi lấy dấu xong cần phải

đánh dấu các phôi Tuy nhiê, việc này chỉ cần thiết đối với trờng hợp sản xuất

đơn chiếc hay loại nhỏ mà thôi, còn đối với dạng sản xuất hàng loạt lớn hàngkhối có thể không cần thiết, bởi vì trong trơng hợp này, khi chuyển sang từnguyên công từ nguyên công này sang nguyên công khác, Các phôi thờng đợcchứa trong các thùng riêng, do dó ít xảy ra hiện tợng nhẫm lẫn và mất mát, đồngthời nâng cao đợc năng suất lao động

4 Cắt

Cắt các phôi từ vật liệu tấm dùng phổ biến nhất là phơng pháp cơ khí vàngọn lửa hàn khí Cắt bằng cơ khi thờng tiến hành trên các máy, máy bào v.v Phơng pháp này có u điểm là phôi cắt ra có độ chính xác cao, mép cắt phằng,vùng kim loại thay đổi tính chất cơ lý ở gần mép cơ lý ở gần mép cắt nhỏ v.v Nhng có khuyết điểm là khó hay không cắt đợc các tấm có chiều dày lớn và nóichung để cắt đờng thăng, ít khi có thể hiện bằng tay hay bằng máy Phơng phápnày có u điểm có u điểm là cắt đợc cả các tấm mỏng và các tấm có chiều dày lớn

; cắt đợc cắt đợc cả đờng thẳng và đờng cong phức tạp; nhng có khuyết điểm làmép cắt không thẳng và không phẳng, vùng kim loại thay đổi tính chất cơ lý(vùng ảnh hởng nhiệt) lớn; độ chính xác kích thớc và hình dạng hình học thấp.Sau khi cắt xong, phôi thờng phải đợc đa qua gia công cơ thêm

Tuỳ theo mức độ yêu cầu, ngời ta thờng chia độ chính xác kích thớc củaphôi (chi tiết) cắt bằng khí ra ba loại sau đây:

Loại 1: Cắt ra các phôi (chi tiết) để hàn với nhau, dung sai cho phép là (0,5 - 1,5) mm

Loại 2: Cắt ra các phôi (chi tiết) để nối với hay đối với các chi tiết khácbằng bu lông, định tán hay hàn chồng, dung sai cho phép là  (1,5 - 2,5) mm

Loại 3: Cắt ra các phôi (chi tiết) riêng biệt tức là không nối với nhau hayvới các chi tiết khác nh (căn, đệm, nắp, mặt bích) v.v dung sai cho phép đến

5 mm

5 Tạo hình

Việc tạo hình các chi tiết hàn có thể thực hiện trong nhiều loại thiết bịkhác nhau (máy cán, máy uốn, máy dập v.v ) Tuỳ theo chiều dày và hình dạngcủa chi tiết có thể tiến hành ở trạng thái nóng hay trạng thái nguội Khi tạo hìnhcần phải đặc biệt chú ý đến bán kính uốn để sao cho tránh đợc hiện tợng nứtsinh ra trong quá trình uốn Đối với những chi tiết có cùng chiều dày và tính chấtvật liệu uốn ở trạng thái nóng, bán kính uốn cho phép lấy nhỏ hơn uốn ở trạngthái nguội Trị số bán kính uốn nhỏ nhất rmin đối với trờng hợp uốn ở trạng tháinguội thờng lấy nh sau:

rmin = 25 S, trong đó S - chiều dày của chi tiết

Mỗi một chi tiết hàn có nhiều cách chuẩn bị khác nhau do đó, sau khi đãchọn đợc phôi rồi cần phải phác thảo ra một số phơng án qui trình công nghệ để

từ đó chọn lấy một qui trình tối u Một qui trình tối u là qui trình cho phép thựchiện các nguyên công dễ dàng, số lợng nguyên công ít nhất v.v mà vẫn đảmbảo độ chính xác của chi tiết yêu cầu, nói một cách khác nó vừa đảm bảo tínhkinh tế và vừa bảo đảm tính kỹ thuật Sau đó tiến hành lập phiếu công nghệ theomẫu đã cho ở phần phụ lục I để hớng dẫn ngời công nhân thực hiện

Đ2 Chọn phơng pháp hàn

Việc chọn phơng pháp hàn để chọn một liên kết nào đó phụ thuộc vàonhiều yếu tố công nghệ: chiều dày chi tiết, tính chất kim loại cơ bản và của vậtliệu hàn, vị trí của mối hàn trong không gian, chất lợng của mối hàn yêu cầu,

dạng sản xuất v.v Do đó phải căn cứ vào từng trờng hợp cụ thể để chọn chothích hợp ví dụ; khi chế tạo một kết cấu hàn hay một liên kết hàn bằng vật liệu

có tính hàn tốt, chiều dày của chi tiết không lớn lắm, dạng sản xuất là đơn chiếchay loại nhỏ, chất lợng của mối hàn yêu cầu không cao, mối hàn phải thực hiện ở

vị trí hàn đứng, hàn trần là chủ yếu v.v thì trờng hợp này chọn phơng pháp liênkết hàn hồ quang tay là hợp lý hơn Ngợc lại, nếu kết cấu hay liên kết hàn chếtạo bằng vật liệu có tính hàn xấu, chất lợng mối hàn yêu cầu cao, chiều dày chitiết hàn tơng đối lớn, dạng sản xuất là loạt lớn hay hàng khối, các mối hàn chủyếu thực hiện ở vị trí hàn sấp v.v thì lại nên chọn phơng pháp hàn tự động,bán tự động hay hàn xỉ điện

Đ 3 Chọn kiểu liên kết và mốt hàn thực hiện

Trớc hết chúng ta cần phân biệt mối hàn và liên kết hàn

Mối hàn: Là phần kim loại đã kết tinh mà trong quá trình hàn nó ở trạngthái lỏng

Liên kết hàn: Là phần kết cấu mà trong đó các phần tử riêng biệt của nó

đ-ợc nối với nhau bằng hàn Liên kết hàn bao gồm mối hàn và vùng ảnh hởng nhiệt(vùng kim loại cơ bản thay đổi tổ chức và tính chất do tác dụng của nguồn nhiệthàn)

Theo hình dạng tiết diện ngang, mối hàn đợc chi ra hai loại: mối hàn giápmối và mối hàn góc

Theo kiển liên kết các chi tiết với nhau, liên kết hàn đợc chia ra nhiều kiểukhác nhau: liên kết giáp mối liên kết góc, liên kết chữ “T” liên kết chồng v.v

Đối với từng phơng pháp hàn, các kiểu liên kết và mối hàn thực hiện đã

đ-ợc tiêu chuẩn hoá Do đó khi thiế kế qui trình công nghệ hàn, tuỳ theo chiều dàycủa chi tiết mà chọn kiểu liên kết và mối hàn cho phù hợp

đối với trờng hợp hàn bằng điện cực nóng chảy mà thôi

Các thống số cơ bản của chế độ hàn hồ quang tay bao gồm: đờng kính quehàn, cờng độ dòng điện hàn, điện áp hàn, tốc độ hàn, số lớp hàn, thời gian hàn,năng lợng đờng v.v

I Chế độ hàn mối hàn giáp mối

1 Đờng kinh que hàn

Đờng kính que hàn là một trong những thông số chủ yếu của chế độ hàn vì

nó có tính chất quyết định đến nhiều thông số khác Khi hàn mối hàn ghép mối,

đờng kính que hàn có thể tính toán hay chọn theo chiều dài của chi tiết hàn.Trong sản xuất có thể tính toán đờng kinh que hàn theo công thức sau:

S - chiều dày của chi tiết hàn (mm)

Ngoài việc tính theo công thức (4-1) ta có thể chọn đờng kính que hàntheo bảng 5

* Trong thực tế sản xuất rất ít dùng que hàn số có đờng kính d > 6 mm

Vì cờng độ dòng điện hàn tỷ lệ thuận với đờng kính que hàn nên để đảmbảo an toàn và tạo điều kiện làm việc dễ dàng cho ngời công nhân, trong kỹ thuậthàn ngời ta qui định không chế tạo que hàn nóng chảy có đờng kính lớn hơn 12mm

Cần chú ý là, nếu dùng que hàn có đờng kính tính theo công thức (41) haychọn trong bảng 5 để hàn các chi tiết có chều dày tơng ứng thì mối hàn sẽ đợchoàn thành sau một lớp hàn Đối với các chi tiết có chiều dày S > 10 mm, mốihàn thờng đợc hoàn thành sau hai hay nhiều lớp Đối với trờng hợp này kinhnghiệm cho thấy rằng, khi hàn lớp thứ nhất nên dùng que hàn có đờng kính d < 5

mm, vì nếu dùng que có d 5 mm sẽ khó đặt sâu vào mép hàn để hàn phầnchân (phần không vát mép) của mối hàn; còn khi hàn các lớp hàn sau cho phéptăng đờng kinh que hàn lên

2 Cờng độ dòng điện hàn

Cờng độ dòng điện hàn là một thông số rất quan trọng của chế độ hàn, vì

nó ảnh hởng nhiều nhất đến hình dạng và kích thớc của mối hàn cũng nh chất ợng của mối hàn và năng suất của quá trình hàn Đối với mỗi chế độ hàn, cờng

l-độ dòng điện hàn đợc giới hạn trong một phạm vi nhất định Do đó khi hàn cầnphải đảm trị số của nó nằm trong phạm vi cho phép Có thể chọn cờng độ dòng

điện hàn trong các bảng hoặc có thể tính theo một trong các công thức sau đây

d - đờng kính que hàn (mm)

k,k1  và  - các hệ số thực nghiệm (k = 35 - 50; k1 = 20 - 25;  = 20;  =6)

Kinh nghiệm thực tế cho thấy rằng, khi hàng bằng qua có đờng kính d = 4

và 5 mm nên dùng công thức (4-2), d < 4 mm nên dùng công thức (4-3) còn d

mm nên dùng công thức (4-4)

Cần chú ý là, các công thức tính cờng độ dòng điện hàn ở trên đều dùngcho trờng hợp hàn các mối hàn ở vị trí hàn sấp Do đó, để giảm bớt khối lợngkim loại nóng chảy hoặc để điều chỉnh cho phù hợp với chiều dày của chi tiếthàn và vị trí của mối hàn khác hàn sấp, tạo điều kiện tốt cho sự hình thành mốihàn thì sau khi tính toán xong, cần phải hiệu chỉnh lại nh sau:

1/ Khi hàn các chi tiết có chiều dày S < 1,5 d hay hàn ở vị trí hàn đứnggiảm Ih xuống 10 - 15%

2/ Khi hàn các chi tiết có chiều dày S > 3 d hay hàn liên kết chữ “T”, tănglên 10 - 15%

3/ Khi hàna ở vị trí hàn trần, giảm Ih xuống 15 -20%

3 Điện áp hàn

Điện áp hàn phụ thuộc vào chiều dài của cột hồ quang và tính chất củaque hàn, nói chung nó thay đổi trong một phạm vi rất hẹp Do đó khi thiết kếqui trình công nghệ hàn hồ quang tay, có thể chọn điện áp theo Paspo của quehàn hay tính công thức sau:

Uh = a

h

hq hq

I

d c

b1   1

ở đây:

Uh - điện áp hàn (v)

1hq - chiều dài cột hồ quang (cm)

Ih - cờng độ dòng điện hàn (A)

a - điện áp rơi trên anốt và catốt ( a = 15 - 20 v)

b - điện áp rơi trên đơn vị chiều dài hồ quang (b = 15,7 v/cm) và d - các hệ

1 F

F F

F1 - diện tích tiết diện ngang của lớp hàn thứ nhất

Fn - diện tích tiết diện ngang của lớp hàn tiếp theo

Fd - diện tích tiết diện ngang của toàn bộ kim loạiiđắp

Để đơn giản cho việc tính toán, có thể coi diện tích tiết diện ngang của lớphàn thứ hai trở đi đến lớp thứ n là bằng nhau, tức là F2 = F3 = Fn

Diện tích tiết diện ngang củâ kim loại đến sau một lớp hàn phụ thuộc vào

đờng kính que hàn Theo kinh nghiệm, mối quan hệ đó đợc xác định nh sau:

F2 = S

F3 = 2/3 bc = 2/3 c   a 4  6

2 tg 2

Từ đó:

Fđ =      a 4  6

2 tg c 3 / 2 aS 2 tg

0 200 400 600 800 F

600 400 200 0

Hình 19

Đồ thị đã xác định diện tích tiết diện ngang của kim loại đắp

a - mối hàn giáp mối

b - mối hàn góc

Tốca độ hàn hợp lý có thể tính theo công thức:

h d h

F 3600

I V

Ih - cờng độ dòng điện hàn (A)

 - khối lợng riêng của kim loại đắp (g/cm3)

Fđ - diện tích tiết diện ngang của kim loại đắp tính cho một lớp hàn tơngứng (cm2)

6 Năng lợng đờng

Năng lợng đờng là một thông số quan trọng của chế độ hàn, vì nó chophép đánh giá đợc hiệu quả nung nóng của nguồn điện hàn đối với kim loại cơbản và kim loại đắp tốt hay xấu, mức độ biến dạng của liên kết (hay kết cấu)hàn lớn hay nhỏ, đồng thời nó còn là đại lợng cần thiết để tính toán các kích thớccơ bản của mối hàn Năng lợng đờng đợc tính nh sau:

h

h h h

d

V

I U 24 , 0 V

F U 3600 24 , 0

Ih - cờng độ dòng điện hàn (A)

Fđ - điện tích tiết diện ngang kim loại đắp của lớp hàn tơng ứng (cm2)

đ- hệ số đắp (g/A.h)

 - khối lợng riêng của kim loại đắp (g/cm3)

 - hệ số hữu ích của hồ quang hàn ( = 0,60  0,80)

Mặc dù mối hàn nhãn hiệu que hàn khác nhau, trị số đ và Uh tơng ứngkhông giống nhau, song thực tế chứng tỏ chứng tỏ nó thay đổi trong một phạm virất nhỏ và có thể xem gần đúng tỷ số

d h

 const Đối với que hàn bằng thép thờng

lấy  = 7,8 g/cm3 và  = 0,70 Do đó, nên ký hiệu tất cả các hằng số trong côngthức (4-12) bằng một hằng số M thì ta có:

qđ = M Fđ

Thực nghiệm cho thấy rằng, tất cả các loại que hàn bằng thép có thể lấy trị

số trung bình của hàm số M = 14500, do đó:

Tuy kích thớc cơ bản của mối hàn (trong đó chủ yếu là chiều sâu chảy)

ảnh hởng khá lớn đến chất lợng của mối hàn; do chế độ hàn hồ quang tay tơng

đối thấp, nên ảnh hởng của nó đến hình dạng và kích thớc của mối hàn khônglớn lắm Vì vậy khi hàn các liên kết có vát mép thờng không yêu cầu phải tínhtoán các kích thớc cơ bản của mối hàn Chỉ có trờng hợp hàn các liên kết khôngvát mép hoặc các liên kết có vát mép sử dụng chế độ hàn trong một phạm vi rộngthì mới cần phải tính toán chiều sâu chảy (chiều sầu ngấu)

Một cách gần đúng (tất nhiên thoả mãn yêu cầu kỹ thuật) có thể xác địnhchiều sâu chảy nh sau:

Nhiệt độ lớn nhất Tmax của đờng đẳng nhiệt nóng chảy cách nguồn nhiệthàn một khoảng r đợc tính theo công thức:

Tmax = d 2

r c e n

q 2

q 2

ở đây: qđ - năng lợng đờng (cal/cm)

Thực nghiệm và tính toán cho thấy rằng, khi hàn thép ít cacbon và théphợp kim thấp, chiều sâu chảy có thể tính theo công thức:

Do việc xác định thời gian phức tạp, vì nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chonên để giản đơn cho việc tính toán, trong kỹ thuật hàn ngời ta thờng xác địnhthời gian hàn theo công thức:

Kinh nghiệm cho thấy khi hàn mối hàn góc, diện tích tiết diện ngang củakim loại đắp có thể tính theo công thức

Cạnh mối hàn K(mm) 3-4 5-6 7-10 12-20

Khi đã biết điện tích tiết diện ngang của kim loại đắp toàn bộ và diện tíchtiết diện ngang kim loaị đắp của mỗi lớp hàn, ta sẽ tính đợc số lớp hàn cần thiếttheo công thức (4-6)

Trị số năng lợng đờng có thể tính theo công thức (4-13), nhng cần chú ýtrong công thức này, diện tích tiết diện ngang của kim loại đắp Fđ đợc tính theocông thức (4-20)

Cờng độ dòng điện hàn, tốc độ hàn và các thông số khác của chế độ hàncũng đợc tính toán nh khi hàn mối hàn giáp mối

Trờng hợp xác định chế độ hàn mối hàn góc không yêu cầu độ chính xáccao, để đơn giản cho việc tính toán có thể xác định diện tích tiết diện ngang củakim loại đắp trên hình 19b

Đ 5 Xác định các kích thớc cơ bản của mối hàn khi hàn tự động

Vì khi hàn tự động và bán tự động cho phép sử dụng chế độ hàn cao, nên

ảnh hởng của nó đến hình dạng kích thớc cơ bản của mối hàn bao gồm: Chiềusâu của phần kim loại cơ bản nóng chảy (gọi tắt là chiều sâu chảy hay chiều sâungấu “h”), chiều rộng mối hàn “b” và chiều cao mối hàn “c*” Các kích thớc cơbản này, đặc biệt là chiều sâu chảy ảnh hởng khá lớn đến chất lợng của mối hàn

Do đó, việc xác định các kích thớc cơ bản đảm nhận đợc chất lợng mối hàn thoảmãn yêu cầu kỹ thuật là một điều rất cần thiết

Để đánh giá mức độ ảnh hởng của các kích thớc cơ bản đến chất lợng củamối hàn, trong kỹ thuật hàn ngời ta thờng dùng hai hệ số: hệ số ngấu “n” và hệ

b,c và h - chiều rộng, chiều cao và chiều sâu chảy của mối hàn

Trớc hết ta liên kết hàn giáp mối không vát mép không có khe hở hàn và

đợc hàn và đợc hàn cả hai phía (hình 20)

* Chúng tôi qui ớc gọi tắt chiều cao phần lồi của mối hàn là chiều cao củamối hàn “c”, còn nhiều chiều cao tính từ điểm xa nhất nằm trên đẳng nhiệt nóngchảy đến đỉnh của mối hàn là chiều cao toàn bộ mối hàn “H”

h1 và h2 - chiều sâu chảy ở phía thứ nhất và phía thứ hai.

S - chiều dày của chi tiết hàn

K - phần giao nhau của mối hàn

Để đơn giản việc tính toán (tất nhiên vẫn bảo đảm độ chính xác yêu cầu)chiều sâu chảy của mối hàn có thể tính theo công thức sau:

h = A

n d

900A 800A 700A 600A 500A

1000A

a) b)

H×nh 21

Sự phụ thuộc của n vào cờng độ dòng điện hàn (dòng xoay chiều)

a) Đờng kính dây hàn d = 2 mm

b) Đờng kính dây hàn d = 5 mm

Qua nhiều năm nghiên cứu, ngời ta đã tìm đợc mối quan hệ giữa hệ số n

và các thông số cơ bản của chế độo hàn nh sau:

(5-7)Trong đó:

k’ - hệ số, phụ thuộc vào loại dòng điện và cực hàn

Ih - cờng độ dòng điện hàn (A)

(5-9)

Trờng hợp j  120 A/mm2 hàn bằng cực nghịch k’ - 0,02 hàn bằng cựcthuận k’ = 1,12

Biết đợc hệ số ngấu n và chiều sâu chảy h, ta xác định đợc chiều rộngmối hàn

V 36000

I F

2 4 6 8 10 10 A2

 ®

2 3 4

5 2

3 4 5 6

3 2

b) Dßng ®iÖn xoay chiÒu

c) Dßng ®iÖn mét chiÒu - cùc thuËn

’ch - thµnh phÇn hÖ sè ch¶y do t¸c dông cña hå quang hµn (g/A.h)

ch - thµnh phÇn hÖ sè ch¶y do t¸c dông cña dßng ®iÖn ch¹y qua d©y hµn(g/A.h)

Khi hàn bằng dòng điện một chiều cực nghịch, ’ch = 11,6  0,4 (g/A.h);còn khi hàn bằng dòng điện một chiều cực thuận.

’ch = 6,3

h 035 , 1

3

I d

10 2 ,



(5-13)Khi hàn bằng dòng điện xoay chiều:

’ch = 7 1,035 h

3

I d

10 2 ,



(5-14)Trị số ch trong công thức (5-12) đợc tính nh sau:

ch = 3600

h d

1

I q

qđ - lợng nhiệt cần thiết để làm nóng 1 gam dây hàn, đối với thép itcacbon

và thép hợp kim thấp qđ  cal/g

Ih - cờng độ dòng điện hàn (A)

P

T T 2 a a

V d

1 - tầm với của dòng điện cực (cm)

Tch - nhiệt độ chảy của kim loại dây hàn (00C)

T0 - nhiệt độ ban đầu của dây hàn (0C)

C - nhiệt dung (cal/g.0C), đối với thép itcacbon và thép hợp kim thấp; C =0,15 cal/g.0C.

 - khối lợng riêng của kim loại dây hàn (g/cm3)

d

G 3600

I

d

a4

Va2

Khi hàn trong môi trờng khí bảo vệ, do lợng kim loại đắp mất mát tơng

đối nhiều, nên hệ số đắp nhỏ hơn hệ số chảy và đợc tính theo công thức:

 - hệ số tổn thất

Gđ - khối lợng kim loại đắp

Gch - khối lợng kim loại dây hàn nóng chảy

Trờng hợp hàn trong môi trờng khí cacboníc bằng dây hàn thép itcacbon

và thép kim loại thấp, hệ số tổn thất  phụ thuộc vào mật độ dòng điện hàn Vớimật độ dòng điện hàn j = 60  320 A/mm2, hệ số  có thể tính theo công thức

 = -4,72  17,6 10-2 j - 4,48 10-4j2 (5-24)

Khi hàn đắp hay hàn các liên kết giáp mối không vát mép, không có khe

hở hàn, điện tích tiết diện ngang phần lồi của mối hàn F1 đợc tính nh sau:

Trong đó:

b và c - chiều rộng và chiều cao của mối hàn

0 - hệ số chiều cao mối hàn

Hàn tự động và bán tự động dới lớp thuốc cũng nh trong môi trờng khí

CO2, hệ số 0 thay đổi trong một phạm vi nhỏ, có thể lấy 0 = 0,73, do đó ta có:

c =

b 73 , 0

(5-25)

Quá trình nghiên cứu cho thấy rằng, chiều sâu chảy và chiều cao của mốihàn nhần đợc khi hàn các liên kết có vát mép và có khe hở hàn đều khác với tr-ờng hợp hàn các liên kết hàn chỉ ảnh hởng chủ yếu đến tỷ số giữa phần kim loạidơ bản nóng chảy và kim loại đắp của mối hàn mà thôi, còn chu vi chảy (chu vigiới hạn bởi đờng đẳng nhiệt nóng chảy và chiều cao toàn bộ mối hàn hầu nhkhông thay đổi hình 23 Do đó khi tính toán chúng ta có thể xem nh:

h’ - chiều sâ chảy của liên kết hàn có vát và có khe hở hàn

c’ - chiều cao của mối hàn (hình 24)

Hình 24Sơ đồ để tính chiều cao của mốihàn khi hàn liên kết có vát mép và

có khe hở hàn

Từ hình 24m ta có thể xác địnhchiều cao của mối hàn “c’ ” theo

c’ =

a b 73 , 0

a H 2 tg f

Fđ - diện tích tiết diện ngang của kim loại đắp (mm2)

I/ Chế độ hàn mối hàn giáp mối hàn lơp

Trớc hết chúng ta nghiên cứu cách xác định chế độ hàn đối với hàn giápmối một lớp, hàn chỉ hai phia, không vát mép

Khi xác định chế độ hàn để hàn mối hàn này, có thể tiến hành theo trình

tự sau đây

1 Xác định chiều sâu chảy

Chiều sâu chảy khi hàn phía thứ nhất đợc tính theo công thức:

h1 - chiều sâu chảy ở phía thứ nhất (mm)

S - chiều dầy của chi tiết hàn (mm)

2 Cờng độ dòng điện hàn

Căn cứ vào thuốc hàn sử dụng, chọn sơ bộ đờng kính dây hàn, rồi dựa vàobảng 8 để xác định hệ số kh, sau đó tính cờng đọ dòng điện hàn theo công thứcsau:

Dòng điện một chiều cực

thuận

cực nghịch

cực thuận

Cực nghịch

d - đờng kính dây hàn (mm)

Ih - cờng độ dòng điện hàn (A)

j - mật độ dòng điện trong dây hàn (A/mm2)

Mật độ dòng điện cho phép khi hàn tự động và bán tự động các liên kếtkhông, vát mép phụ thuộc vào đờng kính dây hàn có thể lập trong bảng 9

Bảng 9

4 Tốc độ hàn:

Để giữ cho hình dạng hình học của vùng hàn luôn luôn không thay đổitrong quá trình hàn, tạo điều kiện cho sự kết tinh của kim loại lỏng tốt nhất, cầnphải bảo đảm hệ số hình dạng vùng hàn  bằng hằng số này đợc xác định theocông thức sau:

Vì công suất hữu ích của hồ quang q phụ thuộc chủ yếu vào cờng độ dòng

điện hàn Ih, cho nên muốn giữ cho hình dạng hình học của vùng hàn luôn luôn

đổi thì tích Ih Vh phải luôn luôn nằm trong một giới hạn xác định, tức là tích Ih

Vh = N = const Do đó chúng ta có:

Vh =

0 I

N

Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng, dễ nhận đợc mối hàn có hình dạng yêu cầu

và có chất lợng tốt, trị số N trong công thức (6-4) có thể lấy trong bảng 10

3

I d

10

Trong đó:

Uh - điện áp hàn (V)

d - đờng kính dây hàn (mm)

Ih - cờng độ dòng điện hàn (A)

6 Tính năng lợng đờng, sau đó xác định các kích thớc cơ bản của mối hàntheo các công thức từ (5-5)  (5-25) Nếu chiều sâu chảy và các kích thớc củamối hàn đều thoả mãn yêu cầu, nghĩa là bảo đảm hai hệ số m và m.h nằm tronggiới hạn cho phép (m = 0,8  4 và m.h = 7  10) thì việc tính toán chế độ hàn

để hàn phía thứ hai cũng tơng tự nh khi hàn phía thứ nhất Trờng hợp thấy cầnthiết thì mới phải tiến hành tính toán lại chế độ hàn cho phù hợp.

Đối với những mối hàn giáp mối có vát mép, đợc hàn một lớp ở cả haiphía thì trình tự tính toán chế độ hàn cũng đợc tiến hành nh trên, tức là xác địnhchế độ hàn theo các công thức từ (6-1)  (6-5) rồi tính toán các kích thớc cơ bảncủa mối hàn nh trờng hợp các liên kết không vát mép và không có khe hở hàn,Sau đó theo công thức (5-28) xác định chiều cao mối hàn và theo công thức (5-28) xác định đợc chiều sâu chảy của mối hàn

Ví dụ 1: Xác định chế độ hàn để hàn liên kết giáp mối ở cả hai phía cácchi tiết có chiều dày S = 20 mm bằng dòng điện xoay chiều dới lớp thuốc OC -45

Trớc hết chúng ta xác định chế độ hàn khi hàn phía thứ nhất Giả sử liênkết hàn không vát mép và không để khe hở hàn , theo công thức (6-1), chiều sâuchảy khi hàn phái thứ nhất là:

10

 A Lấy Ih = 900AVới đờng kính dây hàn d = 3 mm, theo bảng 9 chúng ta thấy mật độ dòng

điện cho phép J = (45 90) A/mm2, chúng ta chọn j = 50 A/mm2

Theo công thức (6-3) đờng kính dây hàn là:

d = 1,13 4 , 7 mm

50

900

 , lấy d = 5 mmVới d = 5 mm, trong bảng 10, chúng ta thấy N = (20  25) 103

Theo công thức (6-4) tốc độ hàn là:

7 , 27 2 , 22 900

10 25

Theo công thức (6-5) chúng ta có điện áp hàn là:

Uh = 900 1 40 V

5

10 50

5 , 0

Theo công thức (5-5) tính lại chiều sâu chảy khi hàn phía thứ nhất:

h = 0,0156 1 cm 10 cm

2 , 2 72 , 0

Với Ih = 900A, trên hình 22, chúng ta xác định đợc đ = 15 g/A.h

Theo công thức (5-11) diện tích tiết diện ngang của kim loại là:

Fđ = 0 , 67

8 , 7 3600

900 15

 cm2 = 67 mm2

Chiều cao của mối hàn ở phía thứ nhất theo công thức (5-25) bằng:

22 73 , 0

22 h

a) Sự chuẩn bị liên kết hàn

b) Kích thớc của mối hàn theo kết quả tính toán

I Phần mối hàn ở phía thứ nhất

II Phần mối hàn ở phía thứ hai

Theo kiểu liên kết hàn đã chọn, diện tích tiết diện ngang của phần vát mép

8 , 38



Hệ số hình dạng mối hàn:

2 , 9 4 , 2

22 h

.



Nh vậy với kiểu liên kết hàn chọn lại ở trên là phù hợp

Theo công thức (5-27) chiều sâu ở phía thứ nhất đối với mối hàn có vátmép là:

h’ = 14,2 = 2,4 = 11,8 mm

Bây giờ chúng ta xác định chế độ hàn để hàn phía thứ hai

Chiều sâu chảy cần thiết khi hàn phía thứ hai đợc tính theo công thức (5-3)h’ = S  K - h’I = 20  3 - 11,8 = 11.2 mm

(Chúng ta chọn phần giao nhau của mối hàn K = 3 mm)

Cũng chọn dòng điện, thuốc hàn đờng kính dây hàn sơ bộ nh hàn phía thứnhất, theo công thức (6-2), cờng độ dòng điện hàn là:

Ih = 100 974 A ,

15 , 1

2 , 11

 lấy Ih = 950 ATheo công thức (6-3) xác định lại đờng kính dây hàn

d = 1,13 4 , 9

50

950

 mm, lấy d = 5 mmTốc độ hàn theo công thức (6-4) sẽ là:

Vh =  

950

10 25