Chương 8: Mối ghép hàn doc

Chương 8: Mối ghép hàn
Chương 8: (2 tiết)
MỐI GHÉP HÀN
MỤC TIÊU:
Sau khi học xong bài học này, sinh viên có khả năng:
- Phân biệt và vẽ hình được các loại mối ghép hàn.
- Trình bày được đặc điểm và phạm vi ứng dụng của mối ghép hàn, so
sánh với mối ghép bằng đinh tán.
- Tính toán được các mối ghép hàn đơn giản.
NỘI DUNG:
I. Đại cương
1. Khái niệm và phân lọai
2. Kí hiệu mối hàn - Vật liệu hàn
3. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng
II. Tính toán mối ghép hàn
1. Tính mối ghép hàn giáp mối
2. Tính mối ghép hàn chồng
a. Tính mối hàn ngang
b. Tính mối hàn dọc
Câu hỏi ôn tập
NHỮNG LƯU Ý VỀ GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP:
1. Tập trung giải thích đặc điểm và ứng dụng của mối ghép hàn, so sánh với mối
ghép bằng đinh tán. Vận dụng các công thức để tính toán mối ghép hàn giáp mối
và mối ghép hàn chồng ngang, dọc, hỗn hợp. Chuẩn bị tài liệu phát tay về bài tập
tính toán mối hàn.
2. Sinh viên phải đọc trước các nội dung trước khi đến lớp. Liên hệ thực tiễn và
đọc thêm các tài liệu tham khảo. Thảo luận nhóm và liên hệ với giảng viên để
giải bài tập của mối ghép hàn.
Giáo trình Chi tiết máy
105
Chương 8: Mối ghép hàn

I. ĐẠI CƯƠNG
1. Khái niệm và phân loại:
a) Khái niệm:
Hàn là một quá trình công nghệ ghép các chi tiết máy lại với nhau bằng
cách nung phần tiếp giáp của chúng đến trạng thái chảy (hàn nóng chảy), hoặc
nung phần tiếp xúc của chúng đến trạng thái dẻo và ép lại với nhau (hàn áp lực),
sau khi nguội lực liên kết phân tử ở chỗ tiếp xúc sẽ không cho chúng tách rời
nhau. Mối ghép như vậy gọi là mối hàn.
b) Phân loại:
Tùy theo công dụng, vị trí tương đối của các tấm ghép, hình dạng của mối
hàn, người ta phân chia mối hàn thành các loại sau:
- Mối hàn chắc: chỉ dùng để chịu tải trọng,
- Mối hàn chắc kín: dùng để chịu tải trọng và
đảm bảo kín khít,
- Mối hàn giáp mối: đầu hai tấm ghép tiếp
giáp nhau, hàn thấu hết chiều dày của tấm ghép
(Hình 8-1).
- Mối hàn chồng: hai tấm ghép có một phần
chồng lên nhau (Hình 8-2),
- Mối hàn góc: hai tấm ghép không nằm
song song với nhau, thường có bề mặt vuông góc
với nhau. Mối hàn góc có hai loại: mối hàn góc
theo kiểu hàn giáp mối (Hình 8-3, a), và mối hàn góc theo kiểu hàn chồng (Hình
8-3, b).
- Mối hàn điểm: là mối hàn tiếp xúc, dùng để hàn các tầm ghép mỏng, các
điểm hàn thường có dạng hình tròn (Hình 8-4, a).
- Mối hàn đường: là mối hàn tiếp xúc, dùng để hàn các tấm ghép rất
mỏng, mối hàn là một đường liên tục (Hình 8-4, b).
Theo vị trí của mối hàn so với phương lực tác dụng, ta có:
Giáo trình Chi tiết máy

106
Hình 8.1: Mối hàn giáp mối
Hình 8.2: Mối hàn chồng Hình 8.3: Mối hàn góc
Chương 8: Mối ghép hàn
- Mối hàn dọc: phương của mối
hàn song song với phương của
lực tác dụng,
- Mối hàn ngang: phương của
mối hàn vuông góc với phương
của lực tác dụng,
- Mối hàn xiên: phương của
mối hàn không song song và
không vuông góc với phương
của lực tác dụng.
2. Kí hiệu mối hàn -
Vật liệu hàn:
a) Ký hiệu mối hàn:
(Hình 8.5)
Loại mối hàn Ký hiệu
Mối hàn giáp mối không vát cạnh
Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ V
Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ X
Mối hàn góc
b) Vật liệu hàn:
Hàn có kết quả tốt nhất là hàn các loại thép ít cacbon. Thép có nhiều cac
bon khó hàn vì kim loại ở vùng hàn có xu hướng bị tôi cứng nên giòn và dễ gãy.
Khi tính toán mối hàn thì ứng suất cho phép của mối hàn được lấy theo
bảng 8.1.
Giáo trình Chi tiết máy
107

Hình 8.4: Mối hàn điểm (a), đường (b)
Hình 8.5: Ký hiệu mối hàn trên bản vẽ (b: bề rộng; k: cạnh mối hàn)
] [ b
V b
X b
k
Chương 8: Mối ghép hàn
Bảng 8.1: Tính tốn ứng suất cho phép của mối hàn
Phương pháp hàn
Ứng suất cho phép của mối hàn
Khi kéo
[σ' ]
k
Khi nén
[ σ' ]
n
Khi cắt
[ τ' ]
c
- Hàn điện bằng tay, que hàn ∋ 42 0,9[σ]
k
[σ]
k
0,6[σ]
k
- Hàn điện tự động dưới lớp thuốc hàn;
- Hàn tiếp xúc giáp mối nóng chảy;
Hàn điện thủ công với que hàn ∋ 42A và ∋
50A trong môi trường khí bảo vệ;
[σ]

k
[σ]
k
0,65[σ]
k
Hàn tiếp xúc điểm 0,5[σ]
k
Ghi chú: [σ]
k
: Ứng suất kéo cho phép của tấm ghép
Giá trị [σ]
k
≈ (0,5 ÷ 0,6)σ
ch
.
3. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng
a) Ưu điểm:
- Tiết kiệm kim loại, khối lượng mối ghép nhỏ hơn so với các phương
pháp ghép khác.
- Năng suất cao, giá thành thấp do thiết bị đơn giản.
- Đảm bảo mối ghép kín.
- Có thể tự động hóa.
b) Nhược điểm:
- Tồn tại ứng suất dư sau khi hàn.
- Chất lượng mối hàn phụ thuộc nhiều vào tay nghề thợ hàn (khi hàn hồ
quang tay, hàn bán tự động).
- Chi tiết bị biến dạng sau khi hàn.
- Chịu tải trọng động và tải trọng va đập kém.
- u cầu phải có thiết bị chun dùng để kiểm tra mối hàn.
c) Phạm vi sử dụng:

Mối ghép hàn được dùng phổ biến trong ngành chế tạo máy như hàn nồi
hơi, hàn tàu, hàn bể chứa, . . . . Ngồi ra còn được sử dụng trong xây dựng nhà,
cầu cống, sửa chữa, đóng mới ơ tơ, . . .
II. TÍNH TỐN MỐI GHÉP HÀN
1. Tính mối ghép hàn giáp mối
Giáo trình Chi tiết máy
108
Hình 8.6: Tính mối hàn giáp mối
δ
F
ur
F
u r
F
ur
F
ur
δ
F
ur
F
ur
F
ur
MM
a) b)
F
ur
Chương 8: Mối ghép hàn
a) Trường hợp mối hàn chịu lực kéo F (hình 8.6 a):

Độ bền kéo:
'
.
k k
F
l
σ σ
δ
 
= ≤
 
Trong đó: δ - chiều dày của tấm ghép mỏng nhất;
l - chiều dài của mối hàn.
b) Trường hợp mối hàn chịu lực kéo F và mômen uốn M (hình 8.6 b):
Độ bền kéo:
'
2
6
. .
k k
F M
l l
σ σ
δ δ
 
= + ≤
 
2. Tính mối ghép hàn chồng
Đối với mối hàn chồng, tiết diện nguy
hiểm nằm theo phương n - n của mối hàn (xem

hình 8.2). Gọi k là cạnh mối hàn, trong tính
toán cho k = δ, hình 8.7 biểu diễn mặt cắt của
mối hàn, mối hàn chồng có 3 loại tiết diện
ngang khác nhau: ứng với đường 1 là mối hàn
bình thường, đường 2 là mối hàn lõm, đường 3
là mối hàn lồi. Mối hàn bình thường được dùng
rộng rãi nhất.
Khi chịu lực, mối hàn bị cắt theo tiết diện n-n, ta chia làm hai trường hợp:
a. Tính mối hàn ngang (hình 8.8)
- Khi mối hàn chịu lực F:
'
0,7. .
c
c
F
L
τ τ
δ
 
= ≤
 
- Khi mối hàn chịu mômen uốn M:
'
2
6
0,7. .
c
c
M
L

τ τ
δ
 
= ≤
 
- Khi mối hàn chịu lực F và mômen uốn M đồng thời:
'
2
6
0,7. . 0,7. .
c
c
F M
b L
τ τ
δ δ
 
= + ≤
 
Giáo trình Chi tiết máy
109
Hình 8.7: Tiết diện mối hàn chồng
Hình 8.8: Tính mối hàn chồng ngang
F
ur
M
M
Chương 8: Mối ghép hàn
b. Tính mối hàn dọc
- Khi mối hàn chịu lực F:

( )
'
1 2
0,7. .
c
c
d d
F
l l
τ τ
δ
 
= ≤
 
+
- Khi mối hàn chịu mômen uốn M:
( )
'
1 1 2
2
0,7. .
c
c
d d
M
b l l
τ τ
δ
 
= ≤

 
+
Nếu l
d1
= l
d2
= l, ta có thể viết:
'
1
0,7. . .
c
c
M
b l
τ τ
δ
 
= ≤
 
- Khi mối hàn chịu lực F và mômen uốn M đồng thời:
( ) ( )
'
1 2 1 1 2
2
0,7. . 0,7. . .
c
c
d d d d
F M
l l b l l

τ τ
δ δ
 
= + ≤
 
+ +
CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Giới thiệu tổng quát về mối ghép hàn?
2. Nêu các căn cứ để phân tích lựa chọn loại mối ghép, khi cần lắp hai tấm
ghép với nhau?
3. Nêu những điểm giống nhau, khác nhau giữa mối ghép đinh tán và mối
ghép hàn?
4. Cách tính thiết kế mối hàn chồng chịu đồng thời lực và mô men uốn
trong mặt phẳng mối ghép?
Giáo trình Chi tiết máy
110
Hình 8.9: Tính mối hàn chồng dọc
F
ur
M
F
ur
M