Giáo trình tính toán kết cấu hàn (nghề hàn cao đẳng) 2

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XƠ

GIÁO TRÌNH MƠN HỌC:

TÍNH TỐN KẾT CẤU HÀN
NGHỀ: HÀN

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-... ngày ..... tháng.... năm 20
…….. của ………………

Ninh bình, năm 2019
1


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU
Như chúng ta đã biết, hiện nay có khoảng hơn 130 phương pháp hàn khác
nhau, ứng dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp để chế tạo ra các sản phẩm
từ nhỏ nhất như vi mạch điện tử đến lớn như tàu biển, dầm cầu,…
Để đảm bảo cho kết cấu hàn có được ” Độ tin cậy ” và ” Tính làm việc
liên tục ” đòi hỏi người thiết kế kết cấu hàn phải có kiến thức chính xác để lựa
chọn vật liệu hàn, tính tốn độ bền cho mối hàn nói riêng và kết cấu hàn nói
chung.

Giáo trình mơn học “Tính tốn kết cấu hàn” sẽ giúp chúng ta có các kiến
thức cơ bản để giải quyết các vấn đề trên.
Giáo trình được biên soạn cho đối tượng là sinh viên chuyên nghề hàn,
trình độ cao đẳng.
Quá trình biên soạn tác giả đã có nhiều cố gắng song chắc chắn khơng
tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp để giáo trình
hồn thiện hơn. Tác giả xin chân thành cảm ơn.
…..,ngày….. tháng.... năm…….
Biên soạn
1. Chủ biên: Hoàng Ngọc Lâm

2


MỤC LỤC
TT
1
2

3

4

5

Nội dung
Lời giới thiệu
Chương 1: Vật liệu chế tạo kết cấu hàn
1. Tổng quan về kết cấu hàn
2. Các loại vật loại thường dùng để chế tạo kết cấu hàn

3. Thép định hình
4. Thép tấm
5. Tính tốn vật liệu gia cơng kết cấu hàn
Chương 2: Tính độ bền của mối hàn dưới tác dụng của tải
trọng tĩnh
1. Cơ sở tính tốn độ bền của mối hàn chịu tác dụng của tải trọng
tĩnh
2. Tính tốn độ bền mối hàn giáp mối
3. Tính tốn độ bền mối hàn chồng
4. Tính tốn độ bền mối hàn hỗn hợp
Chương 3 Tính ứng suất và biến dạng khi hàn
1. Tổng quan về ứng suất và biến dạng hàn
2. Tính ứng suất và biến dạng do co dọc khi hàn đắp vào mép
tấm
3. Tính ứng suất và biến dạng do co dọc khi hàn giáp mối
Chương 4: Giới thiệu một số kết cấu hàn
1. Giới thiệu kết cấu dầm
2. Giới thiệu kết cấu trụ
3. Giới thiệu kết cấu dàn
4. Giới thiệu kết cấu tấm vỏ

Trang
6
6
10
13
16
17
18
18

24
28
32
37
37
40
45
54
54
57
58
61

3


GIÁO TRÌNH MƠN HỌC:
TÍNH TỐN KẾT CẤU HÀN
Mã mơn học: MH 22
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơn học:
- Vị trí: Là mơn học được bố trí cho sinh viên sau khi đã học xong các môn học,
mô đun cơ sở; các môn học, mô đun chun mơn từ MĐ 14 đến MH 21.
- Tính chất: Là mơn học chun mơn.
- Ý nghĩa và vai trị của mơn học: ’’Tính tốn kết cấu hàn’’ là mơn học chuyên
môn nghề hàn, đây là môn học cơ bản trong chương trình đào tạo, giúp người
học được trang bị khả năng tính tốn, chọn vật liệu hàn, sử dụng nhiều trong
thực tế sản xuất.
Mục tiêu của môn học:
- Về kiến thức:
+ Liệt kê đầy đủ các loại vật liệu chế tạo kết cấu hàn;

+ Trình bày chính xác phương pháp tính tốn vật liệu chế tạo kết cấu hàn;
+ Trình bày rõ các cơng thức tính tốn độ bền, ứng suất và biến dạng khi
hàn;
+ Trình bày được phương pháp giải các bài toán kiểm nghiệm độ bền và tính
ứng suất biến dạng khi hàn của các kết cấu hàn đơn giản.
- Về kỹ năng:
+ Tính tốn chính xác vật liệu gia công một kết cấu hàn cụ thể;
+ Giải đúng các bài tốn về tính độ bền mối hàn, tính ứng suất và biến dạng
hàn;
+ Tra bảng, tính tốn vật liệu hàn chính xác;
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Tn thủ quy trình tính tốn kết cầu hàn;
+ Tự giác, rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc, tỉ mỷ, cẩn thận, chính
xác trong cơng việc.

4


Nội dung của môn học:
Số
TT
1

2

3

4

5

Thời gian (giờ)
Tên chương, mục
Tổng
Lý
Bài Kiểm
số thuyết tập tra
Chương 1: Vật liệu chế tạo kết cấu hàn
4
4
0
0
1. Tổng quan về kết cấu hàn
1
2. Các loại vật loại thường dùng để chế tạo kết
0,5
cấu hàn
3. Thép định hình
1
4. Thép tấm
0,5
5. Tính tốn vật liệu gia cơng kết cấu hàn
1
Chương 2: Tính độ bền của mối hàn dưới
16
12
3
1
tác dụng của tải trọng tĩnh
1. Cơ sở tính tốn độ bền của mối hàn chịu tác

4
dụng của tải trọng tĩnh
2. Tính tốn độ bền mối hàn giáp mối
3
1
3. Tính tốn độ bền mối hàn chồng
3
1
4. Tính tốn độ bền mối hàn hỗn hợp
2
1
5. Kiểm tra
1
Chương 3 Tính ứng suất và biến dạng khi
20
12
7
1
hàn
1. Tổng quan về ứng suất và biến dạng hàn
4
2. Tính ứng suất và biến dạng do co dọc khi
4
4
hàn đắp vào mép tấm
3. Tính ứng suất và biến dạng do co dọc khi
4
3
hàn giáp mối
4. Kiểm tra

1
Chương 4: Giới thiệu một số kết cấu hàn
4
4
0
0
1. Giới thiệu kết cấu dầm
1
2. Giới thiệu kết cấu trụ
1
3. Giới thiệu kết cấu dàn
1
4. Giới thiệu kết cấu tấm vỏ
1
1
1
Chương 5: Kiểm tra kết thúc môn học
Cộng
45
32
10
3

5


CHƯƠNG 1
VẬT LIỆU CHẾ TẠO KẾT CẤU HÀN
Mã chương: MH 22. 01
Giới thiệu:

Để chế tạo ra các kết cấu hàn khác nhau chúng ta phải sử dụng các loại
vật liệu hàn khác nhau cho phù hợp với nhu cầu sử dụng đối với từng trường
hợp cụ thể trong thực tế. Chương này trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ
bản về các loại vật liệu dùng để chế tạo kết cấu hàn, cơng dụng của nó từ đó lựa
chọn được loại vật liệu phù hợp để chế tạo nên kết cấu hàn.
Mục tiêu:
- Trình bày được tổng quan về kết cấu hàn;
- Nhận biết các loại thép định hình U, I, V..., thép tấm, và các loại vật liệu
khác như nhôm, hợp kim nhôm, đồng hợp kim đồng, thép hợp kim thường dùng
để chế tạo kết cấu hàn;
- Giải thích đúng cơng dụng của từng loại vật liệu khi chế tạo kết cấu hàn;
- Trình bày được phương pháp tính tốn vật liệu gia cơng kết cấu hàn chính
xác, đạt hiệu suất sử dụng vật liệu cao;
- Thực hiện tốt cơng tác an tồn và vệ sinh phân xưởng;
- Tuân thủ quy định, quy phạm trong phân loại vật liệu;
- Có ý thức tự giác, có tính kỷ luật cao, có tinh thần tập thể, có tránh nhiệm
với cơng việc.
1. Tổng quan về kết cấu hàn
1.1 Giới thiệu chung về kết cấu hàn
* Kết cấu hàn được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau:
- Trong xây dựng: Khung, vịm có khẩu độ lớn, khung nhà,...
- Trong giao thông vận tải: Cầu thép, vỏ tàu, ô tô, máy bay,...
- Trong cơ khí CTM: Máy móc, cầu trục, khung, bệ máy,...
- Trong ngành năng lượng, hoá chất: Hệ thống nồi hơi, đường ống, dàn
khoan, bồn bể,...
* Kết cấu hàn rất phong phú đa dạng về chủng loại, kích cỡ và khối lượng.
* Kết cấu hàn có thể làm việc trong những điều kiện rất khác nhau:
- Dưới nước: tàu ngầm, dàn khoan, tàu thuỷ,..
- Trên không và trong vũ trụ: máy bay, tàu liên hợp,...
- Trong điều kiện nhiệt độ cao, áp suất cao hoặc rất thấp.

- Trong điều kiện ăn mòn hoặc mài mòn cao,...

6


Hình 1.1. Kết cấu dầm cầu

Hình 1.2. Kết cấu dàn khoan dầu tự nâng

7


Hình 1.3. Tàu chở dầu 300.000 tấn
Để tạo ra các bộ phận kết cấu hoặc kết cấu tổng thể người ta có thể sử dụng
nhiều q trình cơng nghệ khác nhau như đúc, biến dạng tạo hình, gia cơng cắt
gọt,....Trong đó những kết cấu được gia cơng, chế tạo bằng công nghệ hàn trong
kỹ thuật quy ước gọi là kết cấu hàn. Ví dụ: cầu thép, nồi hơi, dầm cầu trục,...
Cùng với sự phát triển của của các lĩnh vực công nghiệp, công nghệ hàn ra
đời chậm (cuối thế kỷ thứ 19) nhưng đã có những bước tiến dài và đã trở thành
một trong những phương pháp công nghệ tiên tiến khơng thể thiếu được trong
nhiều cơng nghệ cơ khí. Có thể nhận thấy rằng khối lượng kết cấu hàn ngày
càng lớn, đa dạng cả về hình thức, kiểu dáng và cả về chủng loại vật liệu. Theo
điều tra của Tổ chức Hàn Quốc tế IIW( International Institute of Welding) năm
2007 sản lượng thép đã vượt quá một tỷ tấn, trong đó ước tính hơn 2/3 sản lượng
này được dùng để chế tạo kết cấu hàn- đây thực sự là một con số khổng lồ.
1.2. Đặc điểm của kết cấu hàn
1.2.1. Ưu điểm
- Khả năng chịu lực lớn, có độ tin cậy cao khi sử dụng
- Do vật liệu kim loại có cơ tính tốt và ổn định về chất lượng,...
- Khối lượng nhỏ: kết cấu hàn nhẹ nhất trong các loại kết cấu chịu lực khác

như bêtông cốt thép, gỗ
- Cơ động trong lắp ráp và vận chuyển: Do có khối lượng bé việc vận
chuyển từ nơi sản xuất tới nơi tổ hợp kết cấu rất dễ dàng và nhanh chóng. Một
kết cấu đồ sộ có thể chia thành các đơn vị vận chuyển hợp lý và tổ hợp nhanh
chóng tại hiện trường. Hơn thế nữa, kết cấu kim loại rất dễ sửa chữa, thay thế và
di chuyển.
8


- Có tính cơng nghiệp hố cao, tức là có thể chế tạo hàng loạt trong điều
kiện nhà máyvới thiết bị chun dùng có mức độ cơ khí hố và tự động hố cao.
- Có thể tạo ra những kết cấu siêu trường, siêu trọng, phi tiêu chuẩn (không
hạn chế về kích thước và khối lượng) mà các phương pháp công nghệ khác
không thể thực hiện được hoặc gặp nhiều khó khăn.
- Có thể tạo ra những kết cấu nguyên khối và bền vững từ những vật liệu có
tính chất khác nhau. Điều này hết sức có ý nghĩa khi từng phần hoặc từng bộ
phận của kết cấu phải làm việc trong những điều kiện rất khác nhau như mài
mòn, ăn mòn, nhiệt độ và áp suất rất cao hoặc rất thấp .
- Các liên kết hàn khơng những có độ bền cao mà có độ kín tốt rất cần thiết
cho nhiều loại kết cấu như nồi hơi, vỏ tàu thuỷ, bồn bể, đường ống,...
- Đầu tư thiết bị nhà xưởng thấp.
- Điều kiện lao động của công nhân được cải thiện.
- Tiết kiệm vật liệu dùng để chế tạo kết cấu.

Hình 1.4. So sánh liên kết hàn với liên kết đinh tán và ghép ren.
1.2.2. Nhược điểm
Trong quá trình hàn thường phải sử dụng một nguồn nhiệt công suất lớn
(hồ quang, khí cháy, chùm tia năng lượng cao,...) có độ tập trung cao, tác dụng
trong một thời gian ngắn, do vậy khu vực hàn có tốc độ nguội lớn và trong vật
hàn có sự phân bố nhiệt độ khơng đều. Điều này có thể dẫn đến hậu quả :

- Tại khu vực mối hàn và vùng lân cận nhiệt, tổ chức kim loại và các tính
chất khác có thể thay đổi theo chiều hướng xấu như tăng cứng và giảm dẻo, dai
làm giảm khả năng làm việc của kết cấu hàn, đặc biệt khi kết cấu làm việc dưới
tác dụng của tải trọng động, tải trọng va đập hoặc trong mơi trường có nhiệt độ
thấp.
- Trong kết cấu hàn luôn tồn tại một trạng thái ứng suất dư.
- Kết cấu hàn dễ bị biến dạng do tác dụng nhiệt, làm giảm độ chính xác
tăng độ phức tạp cho quá trình lắp ráp, tổ hợp tiếp theo, giảm tính thẩm mỹ của
sản phẩm và gây tốn kém thêm khi có nhu cầu loại bỏ biến dạng hàn.
9


- Để tạo ra một kết cấu hàn đạt yêu cầu, thông thường người thiết kế phải
giải quyết đồng thời 3 vấn đề lớn sau đây:
1. Chọn vật liệu hợp lý.
2. Có giải pháp kết cấu tối ưu.
3. Có cơng nghệ chế tạo phù hợp để đạt yêu cầu về chất lượng.
Thực tiễn cho thấy, nếu giải quyết tốt những vấn đề đó thì kết cấu hàn cho
phép
Đáp ứng u cầu sử dụng.
Tiết kiệm vật liệu.
Chế tạo được bằng các cơng nghệ tiên tiến có chất lượng và năng suất cao.
Vận chuyển, tổ hợp đơn giản.
Đảm bảo tính thẩm mỹ và độ chính xác cần thiết.
Giá thành sản phẩm thấp.
2. Các loại vật liệu thường dùng để chế tạo kết cấu hàn
2.1. Thép cacbon.
2.1.1. Định nghĩa và đặc điểm ứng dụng
- Là thép mà cacbon là nguyên tố chủ yếu quyết định các tính chất của
thép. Ngồi C, trong thép cacbon còn chứa 1 lượng hạn chế các nguyên tố khác

như Mn, Si, P, S... ( Thông thường Mn<0,75%; Si<0,35%; P,S<0,05%).
- Thép C có cơ tính cao, giá thành hạ nên được sử dụng nhiều nhất trong
các loại vật liệu kim loại. C  cứng, bền, dẻo, dai 
2.1.2. Phân loại và ký hiệu
Có nhiều cách phân loại thép cacbon, tuỳ theo mục đích của người sản xuất và
người sử dụng:
a- Phân loại theo hàm lượng C chứa trong thép:
 Thép cacbon thấp:
C < 0,25%
 Thép cacbon trung bình: 0,25%  C  0,5%
 Thép cacbon cao
C > 0,5%
b- Phân loại theo tổ chức tế vi và hàm lượng C trên giản đồ trạng thái Fe-C:
 Thép trước tích với C < 0,8% và tổ chức F+P.
 Thép cùng tích với C  0,8% và tổ chức P.
( là tổ chức 2 pha: hỗn hợp cơ học của F và Xê)
 Thép sau cùng tích với C > 0,8% và tổ chức Xê+P.
c- Phân loại theo phương pháp luyện:
Thép có thể được luyện bằng nhiều cách, trong các lò luyện khác nhau nên
chất lượng của chúng cũng khác nhau:
 Thép luyện trong lò chuyển( thổi oxy sạch vào gang lỏng) thường có
chất lượng khơng cao; N2 từ khơng khí hồ tan vào thép  thép dễ bị dòn; hàm
lượng các nguyên thường kém chính xác; năng suất cao và giá thành thấp.
 Thép luyện trong lò Mactanh( nấu chảy sắt vụn, gang, thêm chất khử
oxy, trợ dung và các nguyên tố hợp kim): chất lượng cao hơn thép luyện trong lò
10


chuyển, cấu trúc thuần nhất, thành phần thép có thể kiểm soát và điểu chỉnh
trong khi luyện. Tuy nhiên, năng suất thấp và giá thành cao.

 Thép luyện trong lò điện: có chất lượng cao hơn so với 2 loại trên, đặc
biệt là hàm lượng các tạp chất có hại( P, S) rất bé.
d- Phân loại theo mức độ khử oxy trong thép.
 Thép sôi: Người ta thường sử dụng thép sôi cho các kết cấu hàn làm
việc ở các vùng có nhiệt độ dương, chịu tải trọng tĩnh với các mối hàn có chiều
sâu ngấu khơng lớn.
 Thép lặng: là thép có mức độ khử oxy triệt để được dùng nhiều để chế
tạo kết cấu hàn.
 Thép nửa lặng( nửa sơi): có các tính chất ở mức trung bình so với thép
sôi và thép lặng.
e- Theo công dụng của thép: (cách phân loại hay dùng nhất ).
 Thép cacbon kết cấu thông dụng( thép thông dụng, thép thường).
Theo TCVN 1765- 75 thép cacbon kết cấu thông dụng được chia thành 3 nhóm:
 Nhóm A : được đảm bảo về tính chất cơ học( CT31, CT33, …, CT61).
 Nhóm B: được đảm bảo thành phần hố học( BCT31, BCT33,..,
BCT61).
 NhómC: được đảm bảo cả về thành phần hoá học cả về tính chất cơ
học( CCT34, CCT38, …, BCT51).
 Thép cacbon kết cấu chất lượng tốt( thép tốt).
Thép có hàm lượng các bon chính xác hơn, các tạp chất P, S rất thấp và các
chỉ tiêu về cơ tính khá rõ ràng ở các trạng thái nhiệt luyện khác nhau. Trong các
chứng từ cung cấp thép được chỉ rõ cơ tính và thành phần hoá học.
TCVN: C08, C10, C15, C20,…, C85.
GOST : 08, 10, 15, 20,…, 85.
 Thép cacbon dụng cụ: có hàm lượng cácbon khá cao( từ 0,7 đến 1,3 %)
TCVN 1822-76 :
CD70, CD70A, CD80,..., CD130
Tương ứng với GOST : Y7,
Y7A, Y8, …, Y13.
Chữ A chỉ thép có chất lượng cao. Độ cứng của thép ở trạng thái cung cấp

( ủ) bé hơn 200 HB, nhưng sau khi tơi có thể đạt tới 60- 62 HRC
Thép có độ cứng cao, tính hàn và tính gia cơng áp lực kém nên thường
được dùng làm dụng cụ cắt mà ít được sử dụng trong các kết cấu hàn.
f/ Phân loại theo giá trị  b /  ch của thép ( phổ biến trong kết cấu xây
dựng):
C38/23
- thép có độ bền trung bình( thép cácbon thấp)
C44/29 ; C46/33 và C52/40 - thép có độ bền cao( thép hợp kim thấp)
C60/45; C70/60; C85/75,… - thép có độ bền rất cao.
Tùy thuộc vào điều kiện chịu lực và chức năng của kết cấu, GOST chia ra 9
nhóm thép khác nhau

11


2.2. Thép hợp kim.
2.2.1. Khái niệm và đặc điểm sử dụng:
- Là hợp kim của Fe-C mà ngoài nguyên tố cácbon ra trong đó cịn chứa
một lượng các ngun tố hợp kim khác đủ lớn có tác dụng quyết định đến các
tính chất cơ bản của thép( ví dụ Cr, Ni, Mo, …). Hàm lượng của Mn và Si trong
thép hợp kim thường cũng lớn hơn so với trong thép cácbon.
- Nhờ có các nguyên tố hợp kim được đưa vào một cách cố ý, nên thép hợp
kim có một số tính chất đặc biệt như: cơ tính cao, bền và ổn định ở nhiệt độ cao,
có khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn tốt,… rất cần thiết để các kết cấu
hàn làm việc trong những điều kiện tương tự như vậy.
2.2.2. Phân loại và ký hiệu thép hợp kim:
* Theo tổng lượng các nguyên tố hợp kim ( HK ) chứa trong thép:
- Thép hợp kim thấp:
HK < 2,5%
- Thép hợp kim trung bình: 2,5% ≤ HK ≤ 10%

- Thép hợp kim cao:
HK > 10%.
Phần lớn thép hợp kim thấp có tính hàn tốt nên được sử dụng rất nhiều
trong các kết cấu hàn. Cần chú ý, khi hàm lượng các nguyên tố hợp kim tăng
tính hàn của thép giảm xuống đáng kể( trừ Ni và Ti - ảnh hưởng không nhiều).
Tiêu chuẩn Mỹ( AISI) chỉ phân biệt 2 nhóm:
- Thép hợp kim thấp: HK < 8,0%
- Thép hợp kim cao: HK > 8,0%.
* Theo các nguyên tố hợp kim chủ yếu:
- Thép silíc,
Thép mangan,
- Thép Crơm-nikel,…
* Theo công dụng:
- Thép hợp kim kết cấu:
- Thép hợp kim dụng cụ
- Thép hợp kim đặc biệt (TCVN 2735-78): Là những loại thép hợp kim có
các tính chất cơ, lý, hố đặc biệt.
 Thép khơng gỉ:
 Thép bền nhiệt:
2.3. Một số loại vật liệu khác.
Hợp kim nhẹ có một số tính chất quan trọng:
Hợp kim nhẹ
Hợp kim nhơm
Hợp kim manhê
Hợp kim titan
Thép cácbon

Khối lượng riêng
T/m3
2,7

1,8
4,5
7,85

Môdun đàn hồi E
kG/cm2
0,72.106
0,43.106
1,08.106
2,05.106

12


- Ưu điểm quan trọng của hợp kim nhẹ là có thể tạo ra được các kết cấu có
khối lượng bé, nhờ vậy có thể nâng trọng tải, tốc độ của các phương tiện, giảm
đáng kể công suất của động cơ tải của các thiết bị. Hợp kim nhẹ còn có khả năng
làm việc tốt trong điều kiện nhiệt độ thấp và các mơi trường ăn mịn. Nhờ vậy
chúng được sử dụng rộng rãi để chế tạo các máy móc thiết bị, giao thông vận tải,
trong công nghiệp hàng không, vũ trụ, cơng nghiệp hố chất,…
Khi sử dụng hợp kim nhẹ cần chú ý đến một số đặc điểm như sau:
- Môdun đàn hồi của hợp kim nhẹ khá bé so với thép, do đó các phần tử
chịu nén dễ bị mất ổn định. Vì vậy các kết cấu hàn từ hợp kim nhẹ thường phải
được gia cố nhiều gân cứng vững.
- Cũng do môdun đàn hồi của hợp kim nhẹ bé nên độ cứng của kết cấu rất
thấp.
- Hợp kim nhẹ rất nhạy cảm với hiện tượng tập trung ứng suất dưới tác
dụng của tải trọng động( trên biểu đồ ứng suất- biến dạng giai đoạn chảy không
rõ ràng nên thường phải xác định giá trị khi biến dạng dư đạt được 0,2%). Để
khắc phục ảnh hưởng xấu này, các liên kết hàn cần có sự chuyển tiếp đều đặn từ

kim loại mối hàn sang kim loại cơ bản. Khi cần thiết phải sử dụng các phương
pháp gia công cơ tiếp theo để tạo cho liên kết có hình dáng bề mặt hợp lý.
Ký hiệu, phân loại hợp kim nhẹ tham khảo giáo trình vật liệu học.
3. Thép định hình
3.1. Thép góc
3.1.1. Thép góc đều cạnh
+ Cơng dụng : dùng trong ngành chế tạo máy , kết cấu nhà xưởng, cơ khí,
xây dựng, cơng trình điện, dân dụng...

13


Hình 1.5 Thơng số kỹ thuật của thép góc đều cạnh
3.1.2. Thép góc khơng đều cạnh

Hình 1.6 Thơng số kỹ thuật của thép góc khơng đều cạnh
14


3.2. Thép hình chữ “I”

Hình 1.7 Thơng số kỹ thuật của thép chữ “I”
3.3. Thép hình chữ “U”

Hình 1.8 Thơng số kỹ thuật của thép chữ “U”
15


3.4. Một số loại thép hình khác

Hình 1.9 Thơng số kỹ thuật của một số loại thép khác
4. Thép tấm
4.1. Công dụng
4.1.1. Thép tấm thông dụng:
Công dụng : dùng trong ngành đóng tàu , thuyền, kết cấu nhà xưởng, bồn
bể xăng dầu, cơ khí, xây dựng…
4.1.2. Các loại thép tấm chuyên dùng:
Công dụng: dùng trong các ngành chế tạo máy, khn mẫu, ngành cơ khí,
nồi hơi.
4.1.3. Một số mác thép thông dụng
+ Mác thép của Nga: CT3, CT3C, CT3K, CT3C...theo tiêu chuẩn: GOST
3SP/PS 380-94.
+ Mác thép của Nhật: SS400, ...theo tiêu chuẩn: JIS G3101, SB410, 3010.
+ Mác thép của Trung Quốc: SS400, Q235A, Q235B, Q235C, Q235D, ...
+ Mác thép của Mỹ: A570 GA, A570 GD,…theo tiêu chuẩn: ASTM
A36,…
4.2. Quy cách chung của các loại tấm thép:
- Độ dày : 3mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm,
12 mm, 15 mm, 16 mm, 18mm, 20mm, 25 mm, 30 mm, 40mm, 50mm...,100
mm, 300 mm.
- Chiều ngang : 750 mm, 1.000 mm, 1.250 mm, 1.500 mm, 1.800 mm,
2.000 mm, 2.400 mm,
- Chiếu dài : 6.000 mm, 9.000 mm, 12.000 mm.
16


5. Tính vật liệu gia cơng kết cấu hàn
5.1. Đọc bản vẽ
- Xác định các kích thước ghi trên bản vẽ
+ Xác định kích thước tổng thể của kết cấu hàn (chiều dài, chiều rộng, …)

+ Xác định kích thước của các chi tiết trong kết cấu hàn. Ví dụ: Trong
một kết cấu dàn cần xác định kích thước của thanh biên, thanh giằng, bản nối…
- Xác định các ký hiệu ghi trên bản vẽ
+ Ký hiệu về sai số kích thước, ký hiệu về độ nhám bề mặt…
+ Ký hiệu về vật liệu …
- Liệt kê đầu đủ các lại vật liệu chế tạo nên kết cấu hàn
Trong một kết cấu hàn có thể có các chi tiết được làm từ các loại vật liệu
khác nhau và có kích thước khác nhau. Ví dụ: Trong một kết cấu dàn thì thanh
biên thường có kích thước lớn hơn thanh giằng.
5.2. Tính tốn vật liệu gia cơng
Thơng thường khi tính tốn vật liệu sẽ cấu thành nên kết cấu hàn người ta
thường dựa vào bảng sau:
Số
Vật
Ghi
STT
Tên chi tiết
Hình vẽ chi tiết
lượng
liệu
chú
1
2
- Tên chi tiết có thể chỉ cần ghi ký hiệu của chi tiết đó mà trên bản vẽ đã ký
hiệu
- Hình vẽ của chi tiết cần phải vẽ chính xác hình dạng và chi đầy đủ kích
thước của chi tiết đó
- Số lượng chi tiết cần xác định chính xác tránh chuẩn bị thiếu hoạc thừa
- Vật liệu xác định đúng chi tiết đó được chế tạo từ vật liệu gì
* Câu hỏi ơn tập cuối chương

Câu 1: Trình bày ưu, nhược điểm của kết cấu hàn?
Câu 2: Trình bày phương pháp tính vật liệu gia cơng két cấu hàn?

17


CHƯƠNG 2
TÍNH ĐỘ BỀN CỦA MỐI HÀN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG
Mã chương: MH 22. 02

Giới thiệu:
Đối với kết cấu hàn, ngồi những u cầu về mặt tính năng sử dụng như
độ bền ở các chế độ chịu tải tĩnh và động, ở các nhiệt độ và môi trường khác
nhau, cịn có những địi hỏi nhất định về mặt công nghệ hàn.
Chương này trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản để tính tốn
độ bền của mối hàn dưới tác dụng của tải trọng tĩnh.
Mục tiêu:
- Trình bày được cơ sở tính tốn độ bền của mối hàn dưới tác dụng của tải trọng
tĩnh;
- Trình bày được các phương pháp tính tốn độ bền của mối hàn;
- Tính tốn được độ bền của mối hàn giáp mối, độ bền của mối hàn chồng, độ
bền của mối hàn chồng tổng hợp dưới tác dụng của tải trọng tĩnh;
- Tn thủ quy định, quy phạm trong tính tốn độ bền;
- Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác trong cơng việc.
1. Cơ sở tính toán kết cấu hàn chịu tác dụng của tải trọng tĩnh.
1.1. Khái quát chung
Đánh giá độ bền của một kết cấu nói chung thường dựa vào việc tính tốn
và so sánh các giá trị ứng suất:
+ Một bên là ứng suất xuất hiện trong các phần tử hoặc tại một phần nào đó
của kết cấu dưới tác dụng của hệ tải trọng.

+ Một bên là giá trị giới hạn hay ứng suất cho phép đảm bảo cho kết cấu sử
dụng được an toàn.
Thực hiện sự so sánh các giá trị ứng suất nói trên chính là kiểm tra điều
kiện bền.
Các phương pháp tính tốn bền hiện nay đều là các phương pháp gần đúng,
do việc khi xây dựng chúng, người ta phải sử dụng hàng loạt các mơ hình và giả
thuyết gần đúng nhằm đơn giản hố q trình tính toán và tiện lợi cho việc áp
dụng trong kỹ thuật.
Để đánh giá độ bền của kết cấu một cách chính xác hơn địi hỏi phải có
điều kiện kỹ thuật hiện đại với trình độ, phương tiện thí nghiệm và tính tốn đủ
mạnh. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp, điều đó là rất phức tạp và có khi
khơng thể thực hiện được. Do vậy, việc sử dụng các phương pháp tính gần đúng
sẽ giúp chúng ta thực hiện các bài toán kỹ thuật một cách dễ dàng
Về cơ bản, từ trước tới nay, trong tính tốn độ bền kết cấu hàn, chúng ta
vẫn sử dụng 2 phương pháp truyền thống sau đây:
1 – Phương pháp tính tốn theo ứng suất cho phép.
2 – Phương pháp tính tốn theo trạng thái tới hạn.
18


1.2. Tính tốn kết cấu theo ứng suất cho phép.
Khi tính tốn kết cấu theo ứng suất cho phép, điều kiện bền được biểu diễn
như sau:
 < []
Trong đó:  - ứng suất tại tiết diện nguy hiểm nhất của phần tử kết cấu.
[] - ứng suất cho phép của vật liệu.
Đối với các vật liệu thường dùng (vật liệu có độ dẻo thoả mãn) [] được
xác định theo giới hạn chảy(ch) và hệ số an toàn (k):
[] = ch/k
Giá trị này tương ứng với ứng suất cho phép khi kéo []k = [] và được gọi

là ứng suất cho phép cơ sở, tức là dùng nó làm giá trị cơ sở để xác định các loại
ứng suất cho phép khác, cụ thể là:
Đối với các phần tử chịu nén:
- Khơng có hiện tượng uốn dọc: []n = [].
- Khi có hiện tượng uốn dọc:
[]n =  .[]
trong đó  - hệ số uốn dọc (   1 ).
Đối với các phần tử chịu uốn:
[]u = [].
Đối với các phần tử chịu cắt:
[  ] = (0,5- 0,6)[], tuỳ thuộc vào lý
thuyết bền nào được sử dụng để tính tốn.
Hệ số an tồn( k) là một thơng số kinh tế – kỹ thuật quan trong, bởi lẽ:
Nếu k càng cao thì mức độ an tồn càng lớn nhưng [] sẽ càng bé, kích
thước kết cấu tăng và do vậy giá thành vật liệu, công chế tạo và giá thành chung
của sản phẩm tăng. Ngược lại, nếu k càng bé thì mức độ an tồn càng giảm và
giá thành sản phẩm càng thấp. Dưới tác dụng của tải trọng tĩnh, thường k = 1,4 1,6.
Phương pháp tính tốn theo ứng suất cho phép thật đơn giản. Đó là ưu
điểm nổi bật của nó. Phương pháp truyền thống này đã được sử dụng trong một
thời gian dài và tỏ ra là một phương pháp rất thuận lợi và đủ tin cậy.
Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất của nó là dùng chung một giá trị [] đối với
một loại vật liệu mà khơng có sự cân nhắc cụ thể đến từng yếu tố thiết kế – kết
cấu – công nghệ của kết cấu, đặc biệt là từng phần, từng bộ phận riêng biệt của
nó( trong cùng một kết cấu, các bộ phận có thể làm việc trong những điều kiện
khác nhau) dẫn đến việc tính tốn có thể khơng thực sự chính xác và gây lãng
phí về vật liệu và chi phí chế tạo. Trong những thập kỷ gần đây, trong một số
lĩnh vực xuất hiện một phương pháp tính tốn khác dưới tên gọi: “ tính tốn
theo trạng thái tới hạn”.

19

1.3.Tính tốn kết cấu theo phương pháp trạng thái tới hạn.
Đây là phương pháp khá phổ biến trong các tiêu chuẩn và quy phạm thiết kế
kết cấu thép thuộc lĩnh vực xây dựng và giao thông vận tải,…
1.3.1. Khái niệm về trạng thái tới hạn.
Trạng thái tới hạn của kết cấu được hiểu là trạng thái khi mà kết cấu bắt
đầu không đáp ứng được các yêu cầu sử dụng nữa, tức là khơng cịn khả năng
chống lại tác dụng của tải trọng hoặc đã xuất hiện những hỏng hóc cục bộ hoặc
đã có những biến dạng vượt quá mức cho phép.
Có thể phân biệt 3 trạng thái tới hạn như sau:
Trạng thái tới hạn thứ nhất: Được xác định bằng khả năng chịu lực của phần tử
kết cấu: độ bền tĩnh, độ bền mỏi, độ ổn định,…
Trạng thái tới hạn thứ hai: Được đặc trưng bằng sự phát triển các loại biến dạng
lớn: độ võng cực đại của dầm khi uốn,…
Trạng thái tới hạn thứ ba: Được đặc trưng bằng những hỏng hóc cục bộ khơng
cho phép: độ mở hay kích thước của các vết nứt,…
Thơng thường, các phần tử kết cấu kim loại được tính tốn theo trạng thái
tới hạn thứ nhất. trạng thái tới hạn thứ hai thường được dùng để tính tốn kết cấu
kim loại ở dạng tổng thể. Còn trạng thái tới hạn thứ ba chủ yếu sử dụng để tính
tốn các kết cấu bê tơng – cốt thép.
1.3.2. Điều kiện bền.
Khi tính tốn kết cấu theo trạng thái tới hạn, điều kiện bền được biểu diễn
như sau:
N
 mR
F
Trong đó: N - tải trọng tính tốn( có thể là lực hay mơmen).
Tải trọng N có trị số bằng tải trọng định mức nhân với hệ số quá tải n:
N = n.Nđ với n≥ 1

Như vậy có thể hiểu tải trọng tính tốn N là tải trọng lớn nhất có thể xảy ra trong
thời gian kết cấu sử dụng và lấy làm cơ sở trong các sơ đồ tính tốn. Cịn tải
trọng định mức Nđ( hay tải trọng tiêu chuẩn) là tải trọng lớn nhất có thể xuất
hiện trong điều kiện làm việc bình thường. Nó được xác định bằng phương pháp
thống kê xác suất và đưa vào các tiêu chuẩn thiết kế.
F - đặc trưng hình học của tiết diện( diện tích, mơmen chống uốn,…);
m - hệ số điều kiện làm việc;
R - độ bền tính tốn của vật liệu;
Độ bền tính tốn của vật liệu R được xác định theo độ bền định mức Rđ (
đối với thép là kết cấu thường lấy bằng giới hạn chảy  ch ) và hệ số đồng nhất
của vật liệu K.
R  K   ch
(2.3)

20


Ta có thể xem xét cụ thể hơn về 3 hệ số m, K, n.
a, Hệ số điều kiện làm việc m ước định mức độ quan trọng của từng phần tử kết
cấu, của các nút liên kết, khả năng xuất hiện biến dạng trong các phần tử thành
mỏng,…
+ Đối với phần lớn kết cấu:
m =1.
+ Đối với kết cấu loại trụ, cột:
m = 0,9.
+ Đối với các loại bể chứa, bồn, bình:
m = 0,8.
Dễ nhận thấy nếu kết cấu càng quan trọng thì giá trị m lấy càng bé.
b, Hệ số không đồng nhất của vật liệu K ước định những khả năng sai lệch về
đặc tính bền của vật liệu so với những giá trị định mức. Giá trị của K phụ thuộc

chủ yếu vào loại vật liệu và q trình cơng nghệ sản xuất ra loại vật liệu đó.
Ví dụ:
- Thép cán cacbon thấp:
K = 0,90.
- Thép cán hợp kim thấp:
K = 0,85.
- Thép đúc:
K = 0,75.
c, Hệ số quả tải n: Đối với từng loại tải trọng tác dụng lên kết cấu, người ta
quy định một hệ số quá tải tương ứng. Ví dụ:
+ Tự trọng: - Nhà cơng nghiệp, bồn bình chứa khí:
n = 1,1.
- Cầu thép:
n = 1,25.
+ áp lực thuỷ tĩnh:
n = 1,1.
+ Tải trọng gió:
n = 1,2.
Như vậy, có thể nói rằng phương pháp ứng suất cho phép chỉ là một
trường hợp riêng của phương pháp tính tốn theo trạng thái tới hạn.
Việc xác định hệ số an toàn k theo 3 hệ số độc lập khác nhau( thường
chọn theo bảng trong các tiêu chuẩn hoặc quy phạm thiết kế) cho phép đánh giá
độ bền của các phần tử chịu lực một cách cụ thể và hợp lý hơn, mặc dù phức tạp
hơn.
Tuy vậy, hiện nay phương pháp tính tốn theo ứng suất cho phép vẫn
được sử dụng rộng rãi trong tính toán bền các chi tiết và kết cấu máy. Phương
pháp tính tốn theo trạng thái tới hạn được dùng chủ yếu được dùng để tính tốn
các loại kết cấu trong xây dựng và giao thông vận tải.
Như vậy, theo phương pháp trạng thái tới hạn hay ứng suất cho phép,
chúng ta có thể gặp một trong ba lớp bài tốn sau đây:

1.Theo tải trọng cho trước (Ni) và đặc trưng hình học của phần tử kết cấu(
Fi) cần kiểm tra điều kiện bền.
2.Theo vật liệu [] hay độ bền tính tốn( R) cho trước và đặc trưng hình
học của phần tử kết cấu (Fi ), xác định tải trọng lớn nhất cho phép tác dụng lên
kết cấu.
3.Theo tải trọng( Ni) và vật liệu với [] hay( R) cho trước xác định kích
thước và các đặc trưng hình học của mặt cắt ngang (Fi ) của phần tử kết cấu.
Sử dụng trạng thái tới hạn thứ hai để tính tốn kết cấu là nhằm đảm bảo
độ cứng cần thiết của nó, sao cho biến dạng gây ra dưới tác dụng của hệ tải
trọng không vượt quá giá trị cho phép.
21


1.4. Độ bền tính tốn và ứng suất cho phép của liên kết hàn.
Liên kết hàn có tính ngun khối không tháo rời được và là một bộ phận
quan trọng của kết cấu hàn. Dưới tác dụng của ngoại lực trong các tiết diện của
mối hàn sẽ xuất hiện nội lực gây ra trạng thái ứng suất biến dạng cho nó. Vì thế
tất cả các cơng thức được sử dụng trong các phương pháp truyền thống nêu trên
đều ứng dụng để tính tốn bền cho cả kết cấu và cho cả các liên kết hàn. Điều
đáng chú ý là khi tính tốn các liên kết hàn, ứng suất cho phép và độ bền tính
tốn của liên kết hàn và của kim loại cơ bản có thể rất khác nhau.
Để tiện sử dụng, trong những phần tiếp theo, chúng ta quy ước như sau:
 Đối với kim loại cơ bản: R; Rc   ,  .
 Đối với liên kết hàn:
R’; R’c   ' ,   ' .
1.4.1. Độ bền tính tốn R’ của liên kết hàn
Được xác lập trên cơ sở:
- Loại vật liệu cơ bản.
- Loại mối hàn: giáp mối, góc,..
- Trạng thái chịu lực: kéo, nén, cắt,…

- Chất lượng của qui trình cơng nghệ hàn: tức là phụ thuộc vào chất
lượng của mối hàn và mức độ tin cậy trong kiểm tra đánh giá chất
lượng mối hàn.
1.4.2. Ứng suất cho phép:
Cũng như độ bền tính toán của liên kết hàn, các yếu tố ảnh hưởng nhiều
nhất đến ứng suất cho phép là trạng thái chịu lực và chất lượng của quy trình
cơng nghệ hàn( phương pháp hàn và phương pháp kiểm tra chất lượng hàn).
Theo đó, các liên kết hàn được phân thành 2 nhóm:
- Nhóm thứ nhất: gồm các liên kết hàn được thực hiện bằng các phương
pháp hàn tự động và bán tự động dưới lớp thuốc hay trong mơi trường khí bảo
vệ cũng như hàn hồ quang tay bằng que hàn có chất lượng tốt ( N42A,
N50A,…)
- Nhóm thứ hai: gồm các liên kết hàn hồ quang tay bằng que hàn chất
lượng thường.
Căn cứ vào loại liên kết thuộc nhóm nào, trong kỹ thuật người ta quy định
giá trị ứng suất cho phép của nó theo một tỷ lệ nhất định so với ứng suất cho
phép của vật liệu cơ bản   '  f   , với f 1.
Ví dụ, ứng suất cho phép của liên kết hàn trong các kết cấu thép cacbon
thấp, hợp kim thấp và trung bình( 14CrMnSi, 15MnSi, 9Mn2,…) được quy định
như sau:
Nhóm liên kết
Nhóm 1
Nhóm 2

ứng suất cho phép của liên kết hàn khi:
kéo
nén
cắt

  '   

0,9 

 
 

0,65 

0,60 

22


Ví dụ: Khi chế tạo kết cấu từ thép CT38 với   = 160MPa.
+ Bằng phương pháp hàn tự động, ta có:
  ' = 160MPa;  ' = 0,65.160 = 100MPa.
+ Bằng hàn hồ quang tay với que hàn N42, ta có:
- Khi kéo:  , k  144MPa.
- Khi nén:  , n  160MPa.
- Khi cắt:  , = 0,6.160 = 96MPa.
Chú ý:
- Đối với các liên kết hàn giáp mối được thực hiện bằng các quá trình:
hàn điện tiếp xúc, hàn ma sát, hàn nguội, hàn khí nén ứng suất cho phép cũng có
thể được chọn theo nguyên tắc đã nêu với điều kiện là quy trình cơng nghệ có
chất lượng hồn chỉnh cho phép chế tạo được các liên kết hàn có cơ tính cao và
ổn định.
- Với các liên kết hàn tiếp xúc điểm và đường, ứng suất cho phép khi
cắt của điểm hàn được xác lập theo cơ tính của kim loại cơ bản và mức độ hồn
thiện của quy trình cơng nghệ hàn. Thông thường  ,   0,5  .
Với các loại vật liệu đặc biệt: thép bền nhiệt, thép khơng gỉ,… do cơ tính của
vùng ảnh hưởng nhiệt và kim loại mối hàn thấp hơn so với kim loại cơ bản nên

ứng suất cho phép của liên kết hàn thường được xác định trên cơ sở thử nghiệm
kết cấu trong các điều kiện làm việc cụ thể về áp suất, nhiệt độ, mơi trường,…
1.5. Tính tốn liên kết hàn theo phương pháp đồng bền.
Trong nhiều trường hợp kích thước và hình dáng của các phần tử đã được
chọn theo giá trị của ứng lực tính tốn, tức là đã tính tốn và thiết kế xong kết
cấu cơ bản. Nhiệm vụ tiếp theo là phải xác định kích thước cần thiết cho mối
hàn sao cho khả năng chịu lực của nó khơng kém hơn kim loại cơ bản. Nói cách
khác, mối hàn phải có độ bền tương đương( hay còn gọi là đồng bền )với vật
liệu cơ bản, .
Giả sử Pmax, Mmax
- là yếu tố lực lớn nhất cho phép tác dụng lên
một phân tử nào đó của kết cấu.
P’max, M’max - là yếu tố lực lớn nhất cho phép tác dụng lên
liên kết hàn trong phần tử đó.
thì theo điều kiện đồng bền, ta phải đồng nhất các giá trị:
Pmax = P’max.
Mmax = M’max.
Nếu P và M là lực kéo và momen uốn, ta sẽ có:

  F    F
 W   W
,

,

,

,

Trong đó F’, W’ là diện tích và mơmen chống uốn tiết diện tính tốn của

mối hàn.
Vì ứng suất cho phép của liên kết hàn  , được quy định theo một tỷ lệ
nhất định so với   của kim loại cơ bản nên có thể xác định đặc trưng hình học
23


của mối hàn F’, W’ mà không quan tâm đến giá trị cụ thể của ứng suất cho phép
là bao nhiêu.
Ví dụ: Thép cacbon thấp liên kết hàn nhóm 2 làm việc trong điều kiện chịu kéo
với  ,   0,9 .

W, 

   W  W
0,9 
0,9

Đó là mômen chống uốn tối thiểu của liên kết hàn nhằm thoả mãn điều
kiện“ đồng bền” với kim loại cơ bản. Từ đây, có thể xác định các kích thước cần
thiết cho liên kết hàn.
Như vậy, nếu so sánh với 3 lớp bài tốn bền thơng thường thì có thể xếp
bài toán đồng bền thuộc loại thứ 4: chỉ cần biết trước kích thước hình học của
phần tử chịu lực, ta có thể xác định được kích thước u cầu của các liên kết
hàn.
2. Tính tốn độ bền mối hàn giáp mối.
Liên kết hàn giáp mối (trong xây dựng còn gọi là đối đầu, giáp mép) :
Đặc điểm: Các chi tiết cùng nằm trong một mặt phẳng nên điều kiện truyền lực
tốt, không bị uốn, hệ số tập trung ứng suất bé, cấu tạo đơn giản và ít chi phí vật
liệu.
Có 2 loại: thẳng góc và xiên.

2.1. Liên kết hàn thẳng góc với ngoại lực F.
Ứng lực cho phép (lực kéo lớn nhất mà liên kết hàn có thể chịu được) tác dụng
lên liên kết giáp mối sẽ là:
khi kéo Fk(max) = []’.l.h
khi nén Fn(max) = []’.l.h
trong đó:
l- chiều dài tính tốn của mối hàn, lấy bằng chiều rộng b của liên kết
trong trường hợp phần đầu và phần cuối mối hàn được điền đầy hoàn toàn.
Trên thực tế, vị trí gây hồ quang và nơi kết thúc hồ quang thường khơng
được điền đầy, hình thành loại khuyết tật gọi là lõm đầu và lõm cuối mối hàn. ở
đây cũng thường tập trung các tạp chất có hại có thể gây rỗ và nứt. Vì thế để lấy
chiều dài mối hàn bằng chiều rộng chi tiết khi hàn cần phải áp dụng các biện
pháp cơng nghệ cần thiết. Ví dụ, dùng các bản nối công nghệ để gây hồ quang
và kết thúc hồ quang và cắt bỏ sau khi hàn. Trong trường hợp khơng khắc phục
được thì có thể lấy l=b-2t.
h- chiều dày tính tốn , được xác định trong hai trường hợp:
+ Nếu mối hàn thấu hoàn toàn: xác định theo chiều dày của các chi tiết mối nối:
h= t1 hoặc h= t2 ( trường hợp các chi tiết có sự khác nhau về chiều dày)
+ Nếu mối hàn thấu một phần( hình 2.3) thì giá trị h lấy theo chiều sâu thấu a
hoặc 2a như trong các hình vẽ minh hoạ

24


Hình 2.1: Tính tốn liên kết hàn giáp mối.

Hình 2.2: Chiều dày tính tốn của mối hàn giáp mối
Như vậy phần nhơ( phần lồi) của mối hàn khơng được tính vào tiết diện
làm việc của mối hàn. Điều đó giúp chúng ta hiểu rằng: phần nhô mối hàn là
không cần thiết và quan niệm cho rằng mối hàn có phần nhơ càng cao thì càng

bền là sai lầm!
Trong các tiêu chuẩn người ta quy định phần nhô mối hàn là nhằm tránh
sự hụt hững về kích thước mối hàn do những biến đổi và sự không ổn định khi
hàn của các thơng số như: điện áp, dịng điện, chiều dài hồ quang, vận tốc hàn,...
Nếu   '    có nghĩa là kim loại mối hàn có độ bền tương đương với
kim loại cơ bản. Tuy nhiên, đối với một số vật liệu, đặc biệt là thép có độ bền
cao, vùng yếu nhất trong liên kết hàn chính là vùng ảnh hưởng nhiệt - nơi có thể
có sự thay đổi về tổ chức và cơ tính của vật liệu theo xu thế xấu hơn . Trong
trường hợp đó, việc kiểm tra bền của liên kết cần phải tiến hành đối với tiết diện
yếu nhất thuộc vùng ảnh hưởng nhiệt với các giá trị ứng suất cho phép được xác
định qua các thí nghiệm chuẩn.
25