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

1

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

2






NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG BÀI TẬP LỚN

ĐỀ BÀI :
Lập quy trình hàn cho phân đoạn vách khoang mũi tàu hàng khô có các thông số cơ
bản sau :
- Chiều dài tính toán : L

= 159,8 m
- Chiều rộng : B = 25,6 m
- Chiều cao mạn : D = 14,6 m
- Chiều chìm : d = 10 m
- Hệ số béo : C
b
= 0,78
- Vận tốc tàu : v = 15 hl/h
- Vùng hoạt động : Biển không hạn chế


NỘI DUNG :

1 ) Trình bày kết cấu phân đoạn
2) Quy cách chuẩn bị mép hàn
3) Tính toán chế độ hàn
4 ) Kí hiệu hàn cho phân đoạn

3

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
- Khoảng cách giữa các sống là : 4,25 m
- Khoảng cách giữa các nẹp nằm là : 850 mm







2500 2500
2500 2500 2500
1012
4250
950
1600
3800

3800 5400
4










1.2 Quy cách mặt cắt ngang và tôn vách.


a, Tôn vách
Tôn vách được chia làm 5 dải tôn có kích thước như sau :
- Tấm 1 : b
1x
t
1
= 2500
x
12 mm
- Tấm 2 : b
2 x
t
2
= 2500
x

10 mm
- Tấm 3 : b
3 x
t
3
= 2200
x
10 mm
- Tấm 4 : b
4 x
t
4
= 2500
x
10 mm
- Tấm 5 : b
5 x
t
5
= 2500
x
10 mm
- Tấm 6: b
6
x t
6
= 2100 x 10 mm

b, Cơ cấu:

- Nẹp nằm: L 125x80x8 mm

- Sống đứng: T
  
  
mm










5



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
60°°±5
o
10

2
±1


60°°±5
o

2±1


10

12


6

-Hàn tấm tôn A3-A4

-Hàn tấm tôn A4-A5


 Hàn góc .
- Áp dụng để hàn cơ cấu với tôn và cơ cấu với cơ cấu như: nẹp đứng vách, sống
đứng vách vv …
- Vị trí trong không gian: phân đoạn đáy đôi có không gian chật hẹp nên yêu cầu
phương pháp hàn có tính công nghệ cao để có thể hàn được mọi vị trí trong đáy
đôi.
- 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.




*Quy cách hàn:

10

2±1

2
±1
60°±5
o
10

2
±1


60°°±5
o


2±1


10

10


7

-Mối hàn nẹp nằm -tôn

-Mối hàn sống đứng với tôn

-Mối hàn nẹp nằm với sống đứng











1±0.5




10



8

1±0,5




10



10

1±0.5




8



10







8

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

2.2.2. Tấm mồi.
Tấm mồi được đặt ở hai đầu đường hàn. Kích thước tấm mồi 250x200. Chiều dày
bằng chiều dày vật hàn, vát mép giống vát mép cho mối hàn.
Khi gá lắp liên kết cho hàn tự động và bán tự động đầu và cuối đường hàn được gắn
các bản dẫn (tấm mồi). Các bản dẫn được làm từ chính loại thép dùng cho kết cấu và
có độ dày tương ứng. Sau khi hàn xong tháo bỏ bản dẫn bằng phương pháp cắt nhiệt
hoặc cơ khí và tẩy sạch mép cắt.

9

Quy cách tấm mồi.


Vị trí đặt tấm mồi.
200
200
10





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.
2.2.4 Làm sạch vùng hàn
- Phải làm sạch mép hàn trước khi gá lắp bằng máy mài tay, chổi sắt hay các
phương tiện khác.
- Các liên kết đối đầu phải dược căn chỉnh khi gá lắp, thép hàn phải bị kẹp chặt
chống bị uốn do co rút của mối hàn lệch tâm.
- 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°
10 10
11

H
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)
Hệ số hình dáng bên ngoài 
m-h
= b/c ; 
m-h
=( 7÷12)

3.1.1. Chọn vật liệu hàn

 Chọn dây hàn.
Chọn dây hàn SA3 (theo AWS A5.17-1980 ”Quy định điện cực hàn thép các
bon và thuốc hàn để hàn dưới lớp thuốc”) Với các thông số như sau.
Chọn dây hàn GM 70S
Bảng .Thông số dây hàn SA3

Cơ tính Thành phần hóa học
Hệ số đắp

d

(deposition
rate).
(g/Ah)
Giới hạn
bền
(MPa)
Độ dai va
đập
C (%) Si (%) Mn (%)

520
35J tại 0
0
C
32J tại 20
0
C

0,07 ÷ 0,15

0,15 0,07 ÷ 1,2

13

12

 Chọn thuốc bảo vệ.
Chọn thuốc hàn FCS thuốc hàn nung chảy (fused) canxi silicat (CS).
3.1.2 Chọn vật thiết bị hàn.
 Model : ESAB
 Xuất sứ : Thủy Điển
 Năm sản xuất: 2006
Nguồn hàn
 Power source LAF 1000-DC
 Điện áp nguồn 380V , 50/60Hz
 Hệ số làm việc
100% chu kỳ : 800A
60% chu kì : 1000A
 Điện áp tiêu thụ

100% chu kỳ : 60V
60% chu kỳ : 80V
 Công suất không tải : 145 W
 Dải điểu chỉnh dòng : 40A/22 – 1000A/45 V
 Công suất mạch hở 52V
 Hiệu suất 0,95
 Cấp bảo vệ IP23 (làm việc ngoài trời)
 Cấp cách điện S
 Kích thước nguồn hàn 6446x552x1090
 Trọng lượng 330 Kg
Xe hàn
 Điện áp điều khiển 42V ,50Hz
 Tốc độ cấp dây 1 - 5 m/phút
 Tốc độ xe hàn 0,1 - 1,7 m/phút


3.1.3.Xác định chế độ hàn
 Hàn giáp mối cho rải tôn có chiều dày tôn lớn nhất: t= 10mm
a. Xác định chế độ hàn của lớp thứ nhất:
 Chiều dày của chi tiết : t= 10 mm
 Đường kính dây hàn.
Sơ bộ đường kính dây hàn d =
1
2
t

=
10
1
2


= 6(mm)
t : chiều dày tấm, t =10 mm
= > chọn sơ bộ đường kính dây hàn d = 4 mm
Chọn J = 35 (A/mm
2
)
 Cường độ dòng điện hàn .
I
h
=
2 2 2
4 4
. ( .35 .60)
4 4 4
d
J
  
 
=(439,6÷753,6) A , với d = 4 mm
13

 Chọn I
h
= 440 A
 Điện áp hàn
U
h
=
3 3

0,5 0,5
50.10 50.10
20 . 20 .440 31
h
I
d d
 
   

 Chọn U
h
= 30 V

 Hệ số đắp, tra đồ thị dòng 1 chiều cực nghịch
với d = 4 mm với I = 440A

d
= 13,5 (g/A.h)
 Hệ số ngấu: Công thức (2.19)
ψ
ng
= k’ (19 - 0,01 I
h
).d.
h
h
I
U

Do mật độ dòng điện j =(35÷60) A/mm

2

< 120A/mm
2
, vì vậy theo công thức (2.21)
Với hàn bằng dòng một chiều - cực nghịch ta được
k’ =0,367.J
0,1925
= (0,727÷0,807)
 Chọn k’ = 0,727
 Hệ số ngấu có giá trị:
ψ
ng

 
0,727. 19 0,01.
30
2,9
4 0 .4.
440
4 


ψ
ng

 
0,706. 19 0,01.589
33,17
2,606

589
.5.  

 Với hàn giáp mối thì số lớp hàn:
1
78,54 35
1 1 1,79
55
d
n
F F
n
F


    
chọn n = 2
F
d
–tổng diện tích kim loại đắp.
Theo hình vẽ trên ta có F
đ
= 2F
I
+ F
II
+ F
III
= 2.18,47 + 20 + 21,6 = 78,54 mm
2

Trong đó b - chiều rộng mối hàn (mm)
c – chiều cao mối hàn (mm)
F
I
= 1/2 . 8. 8.tan30
0
= 18,47 mm
2

F
II
= 10.a = 10 . 2 = 20 mm
2
. a là khe hở mối hàn, chọn a = 2 mm
F
III
=2/3.b.c= 21,6 mm
2

Với b = a + 2.10.tan30
0
+ (4÷6)
= 2 + 2.10.tan30
0
+ (4÷6) =17,5÷19,5 (mm) chọn b = 18 mm
Sơ bộ chọn hệ số hình dáng bên ngoài:
m

= b/c =10


c = b/10 = 1,8 mm
F
1
=(6÷8)d =(36÷48) mm
2
–diện tích tiết diện ngang của lớp hàn thứ nhất.
F
n
=(8÷12)d = (48÷72) mm
2
– diện tích tiết diện ngang của lóp hàn thứ n.
Chọn F
1
= 7.d = 7.5 =35 mm
2

F
n
= 11.d = 11.5 = 55 mm
2

14


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
16 20

V .10 (36,36 45,45)( / ) (1,01 1,26)( / )
440
h
N
m h cm s
I

     

 Chọn V
h1
= 1,01cm/s
 Năng lượng đường được xác định theo công thức (2.4)

1 1
1
1 1
0,24. . .
0,24.30.440.0,9
2822,97
1,01
h h
d
h h
U I
q
q
v v

   

(cal/cm).
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
h = 0,156.

1
1
d
n g
q

= 0,156.
2822,97
4,867
2,9
mm


Trong đó: q
d
: năng lượng đường (cal/cm)

ng

: hệ số ngấu
 Chiều rộng mối hàn b được xác định theo (2.21)
b = ψ
ng
.h =2,9 . 4,867 =14,11 mm
 Diện tích đắp của mối hàn được xác định theo (2.37)

13.440
0,2
100. . 100.36,36.7,85
d h
d
h
I
F
v


  
(cm
2
) = 20 (mm
2
)
Trong đó =7,85 kg/dm
3
là khối lượng riêng của kim loại đắp.
 Chiều cao mối hàn được xác định theo (2.23)

2 0 , 8
1, 95
. 0 , 7 3 .14 , 0 6
d
F
c m m
b


  

 Chiều cao toàn bộ mối hàn
H= h + c = 4,867 + 1,95= 6,817 mm
 Hệ số ngấu và hệ số hình dạng của mối hàn được xác định lại

14,11
2 (1,2 2)
6,817
ng
b
H

    


14,11
7,21 (7 12)
1,95
m h
b
c


    


10 10
2
2

I II I
III
30
°
30
°
8
b
c
15

b.Xác định chế độ hàn của lớp thứ hai:
 Cường độ dòng điện hàn .
I
h2
>I
h1
. Vậy I
h2
= (450÷760)
 Chọn I
h2
= 450 A
 Điện áp hàn
U
h2
=
3 3
2
0,5 0,5

50.10 50.10
20 . (20 .450) (31,25)
4
h
I
d
 
   

 Chọn U
h2
= 31,25 V
 Hệ số đắp, tra đồ thị với d = 4 mm với I
h2
= 450 A

d
= 13,6 (g/A.h)
 Hệ số ngấu: Công thức (2.19)
ψ
ng2
= k’ (19 - 0,01 I
h2
).d.
2
2
h
h
U
I

Do mật độ dòng điện j =(35÷60) A/mm
2

, vì vậy theo công thức (2.21)
Với hàn bằng dòng một chiều - cực nghịch ta được
k’ =0,367.J
0,1925
= (0,727÷0,807)
 Chọn k’ = 0,727
Hệ số ngấu có giá trị
ψ
ng

 
0,727. 19 0,01.450
31,25
2,928
450
.4.  

 Tốc độ hàn của lớp 2 được xác định theo công thức sau:
3
h1
16 20
V .10 (35,55 44,44)( / ) (0,987 1,23)( / )
450
h
N
m h cm s

I

     

 Chọn V
h1
=0, 987 cm/s
 Năng lượng đường được xác định theo công thức (2.4)

2 2
2
2 2
0,24. . . 0,24.31,25.450.0,9
3077,5
0,987
h h
d
h h
U Iq
q
v v

   
(cal/cm).
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
h = 0,156.
2
2
d

ng
q

= 0,156.
3077,5
5, 057
2,928
mm


Trong đó: q
d
: năng lượng đường (cal/cm)

ng

: hệ số ngấu
 Chiều rộng mối hàn b được xác định theo (2.21)
b = ψ
ng2
.h
b=2,928. 5,057 =14,806 mm
 Diện tích đắp của mối hàn được xác định theo (2.37)
13.450
0,21
100. . 100.35,55.7,85
d h
d
h
I

F
v


  
(cm
2
) = 21 (mm
2
)
16

Trong đó =7,85 kg/dm
3
là khối lượng riêng của kim loại đắp.
 Chiều cao mối hàn được xác định theo (2.23)

21
1,94
. 0, 73.14,806
d
F
c mm
b

  

 Chiều cao toàn bộ mối hàn
H= h + c = 5,057 + 1,94 = 7 mm
 Hệ số ngấu và hệ số hình dạng của mối hàn được xác định lại

14,806
2,11 (1,2 2)
7
n
b
H

    


14,806
7,63 (7 12)
1,94
m h
b
c


    

Bảng a: - Bộ thông số công nghệ hàn tính cho hàn dưới lớp thuốc.
Lớp Đư
ờng 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

2 4 33,55~44,44

450~760 31,25~39 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
17

3.2 Hàn sống với tôn
Chọn vật liệu hàn
a) Dây hàn
Chọn dây hàn GM 70S
Thông số dây hàn :
Cơ tính Thành phần hóa học
Hệ số đắp
(g/Ah)
Giới hạn
bền
(Mpa)
Độ dai va
đập
C(%) Si(%)

Mn(%)
420
50÷60J tại
29
0
C
0.07 ÷ 0.12 1.15 1.4 ÷ 1.85 13

Khí bảo vệ là CO
2
hoặc hỗn hợp là khí 80%Ar và 18%CO
2

b) Thiết bị hàn
-Máy hàn bán tự động MAG- VMAG 350/500
-Xuất xứ : Trung Quốc
-Năm sản xuất : 2009
- Thông số kỹ thuật :
Điện áp vào : DC 380 V
Số pha : 3 pha
Tần số : 50÷60Hz
Công suất : 13,7 KVA
Dòng vào định mức : 21A
Điện áp không tải : 70V
Phạm vi điều chỉnh dòng hàn : 60 ÷1000 A
Phạm vi điều chỉnh điện áp : 17÷39 V
Chu kỳ tải : 60%
Hiệu suất làm việc : >89%
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 = 1,2 (mm)
 Trị số cạnh mối hàn: K = 6 (mm)
 Mật độ dòng điện hàn.
Với d = 1,2 (mm) thì mật độ dòng điện J = 80 (A/mm
2
)

Chọn J =100 A/mm
2

 Với mối hàn góc số lớp hàn xác định theo công thức (2.26)
18



Trong đó:
F
1_
diện tích tiết diện ngang của lớp hàn thứ nhất: F
1
= (6 ÷ 8)d = 7,2÷9,6 (mm
2
)
Chọn F
1
=8 (mm
2
)
F
2
=F
3
=…= F
n
_ diện tích tiết diện ngang của các mối hàn tiếp theo :
F
2

= … = F
n
= (8 ÷12)d = 9,6÷14,4 (mm
2
). Chọn F
n
= 12 (mm
2
)
Trong đó d là đường kính dây hàn, que hàn : d = 1,2 (mm).
F
d
_ tổng diện tích kim loại đắp :

Hình 4.5 Mặt cắt ngang của mối hàn góc.
F
đ
=k
y
2
36
1,35. 24,3
2 2
k
 
mm
2

Vậy khi hàn mối hàn góc có số lớp hàn là. n=
1

24,3 8
1 1
12
đ
n
F F
F


  
=2,35.
Chọn n=3
a. Xác định chế độ hàn của lớp thứ nhất:
 Cường độ dòng điện hàn .
I
h
=
2 2
1,2
. .100
4 4
d
J
 

= 113,04 (A)
 Chọn I
h
= 150 A
 Điện áp hàn

U
h1
=
3 3
1
0,5 0,5
50.10 50.10
20 . 20 .150 26,8( )
1.2
h
I V
d
 
   

 Chọn U
h
=30 V
10
k

k

10
1
1



n

d
F
FF
n
19

 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)
ψ
ng1
= k’ (19 - 0,01 I
h1
).d.
1
1
h
h
I
U

Do mật độ dòng điện j =100 A/mm
2

, vì vậy theo công thức (2.20.2)
Với hàn bằng dòng một chiều - cực thuận ta được
k’ =0,282.100

0,1925
= 0,684
Hệ số ngấu có giá trị:
ψ
ng1
=0,684.(19 – 0,01.150).1,2.
30
150
= 2,872
 Tốc độ hàn của lớp 1 được xác định theo công thức sau:
3
h1
33,33) 0,369 0
2 5
V ( ,927).10 (13,3 ( / ) ( (5
/ )
150
)
h
N
m h cm s
I

    

 Năng lượng đường được xác định theo công thức (2.4)

1 1 11
1
1 1

0,24. . . 0,24.30.150.0,9
2634,1
0,369
h h
d
h h
U Iq
q
v v

   
(cal/cm).
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: q
d
: năng lượng đường (cal/cm)

ng

: hệ số ngấu Ta được
h = 0,156.

2634,1
2,872
=4,724 mm
 Chiều rộng mối hàn b được xác định theo (2.21)
b
1
=
1
h
ng


= 2,872 . 4,724= 13,57 mm
 Diện tích đắp của mối hàn được xác định theo (2.37)
F
đ
=
100. .
đ
I
v


=
13.150
0,1867
100.13, 3.7,85

mm
2

Trong đó =7,85 kg/dm
3
là khối lượng riêng của kim loại đắp.

 Chiều cao mối hàn được xác định theo (2.23)
c
1
=
b
F
đ

=
18,67
0,73.13,57
= 1,88 mm
 Chiều cao toàn bộ mối hàn: H = h + c = 4,724+ 1,88 = 6,604 mm
20

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

13,57
2
6,604
ng
b
h

  

∈ (1,2÷2)

13,57
7,21 (7 12)
1,88
m h
b
c


    

b.Xác định chế độ hàn của lớp thứ hai:
 Cường độ dòng điện hàn .
I
h2
> I
h1
. Chọn I
h2
= 160 A
 Điện áp hàn
U
h2
=
3 3
2
0,5 0,5
50.10 50.10
20 . 20 .160 27,3( )

1.2
h
I v
d
 
   
.
Chọn U
h2
= 30 V
 Hệ số đắp, tra đồ thị với d = 1,2 mm với I
h2
= 160 A. tra theo đồ thị xác định hệ số
đắp dòng điện một chiều-cực thuận

d
= 13,5 (g/A.h)
 Hệ số ngấu: Công thức (2.19)
ψ
ng2
= k’ (19 - 0,01 I
h2
).d.
2
2
h
h
U
I

Do mật độ dòng điện j =100 A/mm
2

, vì vậy theo công thức (2.20.2)
Với hàn bằng dòng một chiều - cực thuận ta được:
k’ =0,282.100
0,1925
= 0, 685
 Hệ số ngấu có giá trị: ψ
ng

ψ
ng1
=0,685.(19 – 0,01.160).1,2.
30
160
= 2,86
 Tốc độ hàn của lớp 2 được xác định theo công thức sau:
3
h1
31,25)
2 5
V ( ).10 (12,5 ( 0,/ ) 347 0,868
( ( / )
160
)
h
N
m h cm s
I



   

 Năng lượng đường được xác định theo công thức (2.4)

2 2
2
2 2
0,24. . . 0,24.30.160.0,9
2987,8
0,347
h h
d
h h
U Iq
q
v v

   
(cal/cm).
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.
2
2
d
ng
q


Trong đó:
21

q
d
: năng lượng đường (cal/cm)
ng

: hệ số ngấu
Ta được
h = 0,156.
2987,8
5,042
2,86
mm


 Chiều rộng mối hàn b được xác định theo (2.21)
b = ψ
ng2
.h
b=2,86 . 5,042 =14,42 mm
 Diện tích đắp của mối hàn được xác định theo (2.37)
2 2
13.160
0,22(cm ) 22( )
100. . 100.12,5.7,85
d h
d

h
I
F mm
v


   

Trong đó =7,85 kg/dm
3
là khối lượng riêng của kim loại đắp.

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

22
2, 06
. 0, 73.14, 42
d
F
c m m
b

  

 Chiều cao toàn bộ mối hàn
H= h + c = 5,042+ 2,06 = 7,102 mm

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

9,36

2,6 (0,8 4)
3,6
n
b
h

    


14,42
7 (7 12)
2,06
m h
b
c


    

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.

22

Ta có bảng chế độ hàn góc như sau:
Lớp

Phương
pháp hàn

Đường
kính
dây
hàn
( mm )
Lưu lượng
khí bảo vệ
(l/phút)
Tốc độ hàn

(m/ h)
Dòng điện

( A )
Điện áp
( V )
Cực tính
1 MAG 1.2 15-17 13,3~33,3 120~160 25~30 Cực thuận
(DC)
2 MAG 1.2 15-17 12,5~31,25

120~160 25~30 Cực thuận

(DC)
3 MAG 1.2 15-17 12,5~31,25

120~160 25~30 C
ực thuận
(DC)

3.3 Hàn sống đứng với nẹp nằm
Hàn bán tự động dưới lớp khí bảo vệ. Hàn ở tư thế hàn leo.
Chọn vật liệu hàn
a) Dây hàn
Chọn dây hàn GM 70S
Thông số dây hàn :
Cơ tính Thành phần hóa học
Hệ số đắp
(g/Ah)
Giới hạn
bền
(Mpa)
Độ dai va
đập
C(%) Si(%)

Mn(%)
420
50÷60J tại
29
0
C
0.07 ÷ 0.12 1.15 1.4 ÷ 1.85 13

Khí bảo vệ là CO
2
hoặc hỗn hợp là khí 80%Ar và 18%CO
2

b) Thiết bị hàn
-Máy hàn bán tự động MAG- VMAG 350/500
-Xuất xứ : Trung Quốc
-Năm sản xuất : 2009
- Thông số kỹ thuật :
Điện áp vào : DC 380 V
Số pha : 3 pha
Tần số : 50÷60Hz
Công suất : 13,7 KVA
Dòng vào định mức : 21A
Điện áp không tải : 70V
Phạm vi điều chỉnh dòng hàn : 60 ÷1000 A
Phạm vi điều chỉnh điện áp : 17÷39 V
Chu kỳ tải : 60%
Hiệu suất làm việc : >89%
23

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)
 Trị số cạnh mối hàn: K = 6 (mm)
 Mật độ dòng điện hàn.
Với d = 1,6 (mm) thì mật độ dòng điện J = 70 (A/mm
2
)
Chọn J =100 A/mm
2

 Với mối hàn góc số lớp hàn xác định theo công thức (2.26)


Trong đó:
F
1_
diện tích tiết diện ngang của lớp hàn thứ nhất: F
1
= (6 ÷ 8)d = 9,6÷12,8 (mm
2
)
Chọn F
1
=10 (mm
2
)
F
2
=F
3
=…= F

n
_ diện tích tiết diện ngang của các mối hàn tiếp theo :
F
2
= … = F
n
= (8 ÷12)d = 12,8÷19,2 (mm
2
). Chọn F
n
= 13(mm
2
)
Trong đó d là đường kính dây hàn, que hàn : d = 1,6 (mm).
F
d
_ tổng diện tích kim loại đắp :

F
đ
=k
y
2
36
1,35. 24,3
2 2
k
  mm
2

Vậy khi hàn mối hàn góc có số lớp hàn là. n=
1
24,3 10
1 1
13
đ
n
F F
F


  
=2,1.
10

k
k
8
1
1



n
d
F
FF
n
24

Chọn n=3

A,Xác định chế độ hàn của lớp thứ nhất
 Cường độ dòng điện hàn .
Khi hàn đứng (leo, hàn rơi), I giảm 10÷15%
I
h
= 90% J
d
.
4
.
2

=180,86 (A ), với d = 1,6 (mm)
Chọn I
h
= 180 (A)
 Điện áp hàn
U
h
=
3 3
50.10 50.10
20 . 20 .180
0,5 0,5
1,6
I
h
d

 
   
27,11 (V)
Chọn U
h
= 28V
 Hệ số đắp

d
= 13 (g/A.h).
 Hệ số ngấu: Công thức (2.19)
ψ
ng
= k’ (19 - 0,01 I
h
).d.
h
h
I
U

Do mật độ dòng điện J =100 A/mm
2

, vì vậy theo công thức (2.20.2)
Với hàn bằng dòng một chiều cực thuận ta được
k’ =0,282.J
0,1925
= 0,684
Hệ số ngấu :

ψ
ng
=0,684.(19 – 0,01.180).1,6.
28
180
= 2,928
 Tốc độ hàn được xác định theo (2.33)

h
h
I
N
V 
(m/h)
Với d =1,6 (mm) thì N = (5 ÷ 8).10
3
(A.m/h) ta được
3
h1
44,44)
5 8
V ( ).10 (27,7 ( 0
/ ) ( ( /
,769 1,2
)
8
3
0
)
1

h
N
m h cm s
I

   

Chọn V
h
= 27,7 (m/h) = 0,769(cm/s)
 Năng lượng đường được xác định theo công thức (2.4)

1 1 11
1
1 1
0,24. . . 0,24.28.180.0,9
1415,6
0,769
h h
d
h h
U Iq
q
v v

   
(cal/cm).
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


25

Trong đó: q
d
: năng lượng đường (cal/cm)

ng

: hệ số ngấu
Ta được
h = 0,156.
1415, 6
2,928
=3,43 mm
 Chiều rộng mối hàn b được xác định theo (2.21)
b
1
=
1
h
ng


= 2,928 . 3,43= 10,04 mm
 Diện tích đắp của mối hàn được xác định theo (2.37)
F
đ
=
100. .
đ
I
v


=
13.180
0,104
100.27, 7.7, 85

mm
2

Trong đó =7,85 kg/dm
3
là khối lượng riêng của kim loại đắp.
 Chiều cao mối hàn được xác định theo (2.23)
c
1
=
b
F
đ


=
10,4
0,73.10,04
= 1,4 mm
 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
2
4,83
ng
b
h

  
∈ (1,2÷2)

10,04
7,17 (7 12)
1,4
m h
b
c


    

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

Lớp

Phương
pháp
hàn
Đườn
g kính
dây
hàn
( mm )

Tốc độ
hàn
(m/ h)
Lưu lượng
khí bảo vệ
(l/phút)
Dòng
điện
( A )
Điện áp

( V )
Cực tính
1 MAG 1,6 27~44 14-19 160~200 26~32
Cực thuận
(DC)
2 MAG 1,6 27~44 14-19 160~200 26~32

Cực thuận
(DC)
3 MAG 1,6 27~44 14-19 160~200 26~32 C
ực thuận
(DC)