Nghiên cứu thiết kế quy trình công nghệ hàn tự động sử dụng trong chế tạo tàu vỏ thép, chương 1 pot

CHƯƠNG 1
ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ HÀN TRONG ĐÓNG
TÀU
Năm 1802, viện sĩ V.V Petrốt phát hiện ra hồ quang điện.
Sau đó đến năm 1810, nh
à vật lý người Anh là Đêvi đã tiếp tục
nghiên cứu về hồ quang và chứng minh khả năng dùng hồ quang
điện l
àm nóng chảy kim loại. Đến năm 1882. N.N Bennađôxơ đã
s
ử dụng hồ quang điện làm nóng chảy kim loại và sử dụng hàn hồ
quang bằng cực than. Tiếp sau đó, N.G Slavianốp lại sử dụng hồ
quang để h
àn bằng que hàn thép và biết bảo vệ vùng hàn chống lại
các khí có hại: nitơ, ôxy.
Năm 1907, Kenbbécgơ (Thụy Điển) đ
ã tìm ra phương pháp
ổn định hồ quang v
à bảo vệ vũng hàn bằng cách bọc que hàn bằng
lớp thuốc bọc.
Trong một phần tư đầu thế kỷ XX, Liên Xô đã chế tạo nồi
hơi bằng phương pháp hàn, sau đó đến chế tạo t
àu thủy và các kết
cấu khác. Nhưng trong thời kỳ này, hàn hồ quang tay là chủ yếu.
Hàn hồ quang tay phát triển, người ta đã chế tạo que hàn bằng
nhiều loại thép và hợp kim có tính chất khác nhau để hàn các kết
cấu kim loại và hợp kim khác nhau. Năm 1928, Alecxanđerơ (Mỹ)
tìm ra phương pháp hàn hồ quang trong khí bảo vệ.
Năm 1929, người ta đ
ã tìm ra phương pháp hàn tự động dưới

lớp thuốc trong điều kiện thí nghiệm với thuốc hàn sử dụng là hỗn
hợp của than gỗ, tinh bột, mùn cưa và bồ hóng. Hàn tự động ra đời
đ
ã tăng được công suất hồ quang, bảo vệ được vùng hàn tốt, do
vậy nâng cao được chất lượng mối hàn và tăng năng suất của quá
trình hàn, đồng thời cải thiện được điều kiện làm việc cho người
thợ hàn. Nhờ vậy mà hàn tự động phát triển một cách nhanh chóng
cả về công nghệ và thiết bị.
Sau chiến tranh Thế giới thứ hai, cùng với hàn tự động dưới
lớp thuốc, phương pháp hàn trong môi trường khí bảo vệ (MIG:
Metal Inert Gas; MAG: Metal Active Gas) cũng phát triển và nó
được sử dụng để hàn một số kim loại có tính hàn kém.
Năm 1949 đã ra đời phương pháp hàn nóng chảy đặc biệt –
hàn điện xỉ. Hàn điện xỉ ra đời có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong
công nghệ chế tạo nồi hơi, thiết bị cán, trục tuốc bin thủy lực cỡ
lớn và các sản phẩm cỡ lớn khác. Sau đó hàng loạt các phương
pháp hàn khác ra đời: hàn bằng tia laser, hàn bằng siêu âm,…
Gi
ải quyết khó khăn của việc lắp ghép các phân đoạn, kết cấu
lại với nhau cũng là một vấn đề quan trọng mà chúng ta đã cố gắng
tìm cách sao cho công nghệ lắp ghép là hiện đại, chính xác và hiệu
qu
ả nhất để trong quá trình sử dụng an toàn cho con tàu và cho con
người. Đến nay chúng ta có thể khẳng định rằng công nghệ hàn đã
thay th
ế cho các phương pháp lắp ghép khác mà một thời gian dài
đã kìm hãm sự phát triển của ngành công nghiệp đóng tàu với lý
do không đảm bảo độ kín, độ bền kết cấu theo yêu cầu hàng hải.
Theo nhu cầu phát triển kinh tế ngày càng có nhiều nhà máy đóng
tàu cùng với nhiều mẫu tàu với tải trọng lớn được thiết kế và đóng

mới, việc đóng và sửa chữa có nhiều yêu cầu về công nghệ hàn. Vì
trên su
ốt chiều dài con tàu thì hàn kim loại được sử dụng là chủ
yếu của quá trình lắp ghép.
Trải qua một thời gian dài kiểm chứng bằng việc sử dụng tàu
trong th
ực tế thì công nghệ hàn dần như đã khẳng định được vị trí
quan trọng của mình trong ngành công nghiệp đóng tàu. Đáp ứng
đầy đủ các y
êu cầu mà tổ chức an toàn hàng hải đặt ra, có thể hàn
ở mọi vị trí cũng như các tư thế mà hầu như chỉ có đặc thù của
ngành đóng tàu mới có. Theo số liệu thống k
ê nếu cùng kết cấu mà
dùng các phương pháp ghép nối khác nhau thì hàn có thể tiết kiệm
từ 10-20% khối lượng kim loại. Đặc biệt có thể hàn các kim loại
khác nhau mà đảm bảo mối hàn kín khít, có độ bền cao, giảm được
nguyên công lao động.
Chúng ta không phủ nhận hoàn toàn sự cần thiết của các
phương pháp lắp ghép khác. Nhưng chúng ta có thể khẳng định
công nghệ hàn đã và đang được sử dụng rộng rãi trong tất cả các
nhà máy đóng và sửa chữa tàu thủy trên toàn thế giới cũng như ở
đất nước chúng ta hiện nay.
Có hai phương pháp hàn chính là hàn nóng chảy v
à hàn áp
l
ực. Trong ngành công nghiệp đóng tàu chỉ sử dụng phương pháp
hàn áp lực
Một số loại công nghệ hàn được sử dụng phổ biến trong
ngành đóng tàu:
1. Hàn hồ quang tay;

2. Hàn khí;
3. Hàn h
ồ quang bán tự động trong môi trường khí bảo vệ
(MIG: Metal Inert Gas; MAG: Metal Active Gas);
4. Hàn h
ồ quang tự động dưới lớp thuốc;
5. Hàn hồ quang bán tự động dưới lớp thuốc.
Các nguyên công trong quy trình công nghệ đóng tàu:
1. Chu
ẩn bị sản xuất; 6. Lắp ráp;
2. Phóng dạng; 7. Hàn;
3. Khai tri
ển; 8. Lắp ráp trên đà, ụ;
4. Gia công chi tiết; 9. Sơn;
5. Hạ liệu, lấy dấu; 10. Hạ thủy.
Trong các nguyên công trên thì hàn là nguyên công cực kỳ
quan trọng trong quy trình công nghệ sử dụng trong đóng tàu, nó
chi
ếm phần lớn khối lượng công việc và thời gian của toàn bộ quy
trình công nghệ.