Tiểu luận kỹ thuật thi công 2 Kết cấu thép

Thép là một trong hai loại vật liệu quan trọng nhất trong xây dựng ở Việt Nam hiện tại,
cùng với vật liệu bê tông cốt thép. Đặc biệt trong các năm gần đây, việc sử dụng thép đã phát
triển nhanh chóng, thay thế cho bê tông cốt thép (BTCT) trong phần lớn nhà xưởng, nhà nhịp
lớn và nhiều công trình công cộng khác.
Kết cấu thép là kết cấu chịu lực của các công trình xây dựng được thiết kế và cấu tạo bởi
thép. Đây là loại kết cấu được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng, đặc biệt là trong các
công trình xây dựng có quy mô lớn (Nhà thép tiền chế) bởi những đặc tính hữu ích của thép.
Công nghệ thi công lắp ghép là công nghệ lắp ráp tại hiện trường, các cấu kiện đã được chế
tạo sẵn ở nhà mấy thành các kết cấu chịu lực của một công trình, sau khi đã được vận chuyển
đến công trường, bằng các mối nối thi công tại công trường. Các cấu kiện bằng kim loại
thương dược giáp mối bằng mối liên kết hàn và liên kết bulông, liên kêt đinh tán trước đây khá
phổ biến nay gần như không được sử dụng nữa. Các cấu kiện bằng bêtông hoặc bê tông cốt
thép đúc sẵn thì liên kết bằng mối liên kết bê tông hay bê tông cốt thép có chất lượng tương
đương với việc thi công bê tông toàn khối.
Các cấu kiện đúc sẵn có thể là dầm, cột, cầu thang, bản sàn (panen sàn), tấm tương (panen
tường), dàn vì kèo, móng cốc, đoạn đường ống (tunnel), dốt cọc…
Đối với công nghệ lắp ghép cấu kiện bê tông, thay vì đỏ bê tông toan khối, người ta dùng
công nghệ lắp ghép trong xây dựng vì một số ưu điểm sau:
• Thời gian thi công nhanh chóng vì không cần mất thời gian đóng ván khuôn (khuôn đúc
bê tông) và chờ bê tông đông cứng phần dưới rồi mới làm phần trên.
• Chất lượng cấu kiện được quản lí trong nhà máy bởi bộ phạn kiểm tra chất lượng mới
cho xuất xưởng, nên có thể yên tâm về vhất lượng các cấu kiện.
• Không tạo nhiều rác thải trên công trường.
• Tống ít nhân công.
• Giá thành hạ càng hạ nếu sản xuất càng nhiều cấu kiện giống nhau.
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU THÉP Ở VIỆT NAM
Một loại hệ thống kết cấu được áp dụng nhiều nhất là hệ thống nhà tiền chế, xuất phát từ
trường phái Metal building system của Mỹ. Cơ sở lý luận của hệ thống này, như ta đã biết, yêu
cầu việc hợp lý hoá toàn diện trong thiết kế, chế tạo và dựng lắp của mỗi loại công trình nhất
định. Do đó phải tiêu chuẩn hoá trong việc thiết kế tổng thể, thiết kế chi tiết và chế tạo, phải
ứng dụng rộng rãi tin học trong thiết kế và sản xuất. hàng trăm công trình nhà xưởng, nhà làm

việc, nhà thi đấu đã được xây dựng ở Việt Nam bằng hệ thống nhà này. Đầu tiên là các công ty
nước ngoài như Zamil Steel Buidings, Kirby, BHP mang vào và chế tạo tại Việt Nam, đến nay
nhiều nhà máy, doanh nghiệp, thậm chí cả hợp tác xã cũng đã chế tạo thành công loại hệ thống
này, với trình độ khác nhau. Sơ đồ kết cấu thông dụng nhất là: khung cứng bản đặc, gồm cột
vát chân khớp nối cứng với dầm cũng thay đổi chiều cao; các kết cấu thứ yếu gồm dầm cầu
trục, xà gồ, dầm tường, cột tường, tất cả đều được tiêu chuẩn hoá. nhà máy đạm Phú Mỹ với
chiều dài nhà 700m là nhà sử dụng khung tiền chế lớn nhất ở nước ta. Đầu tiên được sử dụng
trong nhà tiền chế như những cấu kiện thứ yếu là xà gồ, dầm tường, đến nay kết cấu thành
mỏng tạo hình nguội bắt đầu được sử dụng riêng biệt dưới dạng khung nhà nhỏ như trường
học, nhà sản xuất nông nghiệp, nhà ở vùng sâu, vùng xa Trong vài năm gần đây, với sự xây
dựng nhiều nhà nhịp lớn như hội trường, nhà triển lãm, nhà thi đấu, bắt đầu phát triển nhanh
loại kết cấu cấu trúc tinh thể, thường được gọi đơn giản là dàn không gian. Có thể kể: nhà ga
hàng không Nội Bài, nhà thi đấu Nam Định, nhà biểu diễn cá heo ở Tuần Châu, Hạ Long, Nhà
triển lãm Hội chợ Hải Phòng…và hàng chục nhà thi đấu thể thao đã được xây dựng phục vụ
cho SEA GAMES 2003. Nhịp lớn nhất đã thực hiện tới 62m. Các thanh là thép ống do Việt
Nam chế tạo, nút chủ yếu là nút cầu, hoặc một vài kiểu khác, do Việt Nam sản xuất. Nhà thi
đấu Phú Thọ TP. HCM có kết cấu vòm nhịp 100m là ngôi nhà thi đấu lớn nhất của Việt Nam
và cũng là nhà dân dụng có nhịp lớn nhất. Đã có một nhà cao tầng (30 tầng) đầu tiên dùng
khung thép được xây dựng ở TP. HCM, mở đầu cho giai đoạn phát triển nhà cao tầng bằng
thép. Mái sân vận động Quốc gia Mỹ Đình (Hà Nội) có dàn chính nhịp 157m, cao 9m làm bằng
các thép ống đường kính trên 1m, là kết cấu lớn nhất trong xây dựng nhà được thực hiện ở Việt
Nam.
* Các công trình khác bằng thép theo từng chuyên ngành.
+ Cầu : Ở Việt Nam đã xây dựng được rất nhiều cầu bằng thép.
+ Tháp thông tin vô tuyến và cột tải điện : Ngay từ những năm 60, các nhà xây dựng Việt Nam
đã có khả năng thiết kế, chế tạo và dựng lắp hàng loạt công trình tháp cao cho mục đích viễn
thông và tải điện. Đáng kể nhất là cột điện vượt sông Hồng ở Chèm (Hà Nội), cao 150m, nặng
300tấn, xây dựng trong những năm 60, cho đến nay vẫn là công trình tháp cao nhất và cao nhất
ở VN (gần đây mới có một vài cột vượt sông cao trên độ cao này nhưng nhỏ hơn); Tháp thủy
văn cao 115m ở Hải Phòng, hoàn thành trong những năn 70; trụ ăng ten có dây neo cao khoảng

200m sử dụng trong thời kỳ chiến tranh. Đặc biệt trên 3000 cột của đường dây tải điện 500kV
Bắc Nam đã được thiết kế và thi công trong thời gian kỷ lục 2 năm, trong đó có cột cao nhất là
82m vượt sông Gianh (Quảng Bình).
+ Một số công trình khác:
- Bể chứa dầu và chứa khí, hình trụ và hình cầu, dung tích từ 100 đến 5000m
3
, thậm chí đến
10.000m
3
, đặt tại các kho dầu trên khắp miền đất nước. Phần lớn do Việt Nam tự thiết kế và lắp
đặt.
- Các công trình trên biển như dàn khoan, công trình bảo vệ thềm lục địa (các DK hải quân
trong quân đội), các công trình dầu khi. Chiều cao tới trên 40m, bằng thép ống. Từ những công
trình đầu tiên hoàn toàn nhập ngoại, nay đã do Việt Nam thiết kế, chế tạo và lắp đặt.
- Một số công trình khác như: Đường ống dẫn lớn, đường kính trên 1m, dài hàng chục km ở
Bà Rịa – Vũng Tàu; các công trình đường cáp treo như ở núi Bà Đen, Yên Tử, Chùa Hương
thường có cột đỡ bằng thép ống cao trên 30m, đường kính trên 1m đến 1,4m.
Việt Nam gia nhập Tổ chức thương mại WTO, từng bước mở cửa cho nhà đầu tư nước ngoài
đầu tư vào các khu công nghiệp, khu chế xuất, thúc đẩy nhu cầu tiêu dùng kết cấu thép, nhà
thép tiền chế ngày một lớn hơn.
QUY TRÌNH LẮP DỰNG NHÀ THÉP TIỀN CHẾ
Việc lắp dựng nhà thép Tiền chế được chia làm các giai đoạn sau:
- Tiếp nhận và bảo quản hàng hoá
- Thi công lắp đặt bulông móng
- Thi công lắp dựng phần khung chính
- Thi công lắp dựng phần tôn mái
- Thi công lắp dựng phần tôn tường
- Hoàn thiện.
I. Tiếp nhận và bảo quản vật tư:
Việc tiếp nhận và bảo quản vật tư là một khâu quan trọng. Đại đa số các đơn vị cung cấp vật tư

đầy đủ song trong quá trình giao nhận phát sinh số lượng vật tư, chủng loại vật tư thừa loại
này, thiếu loại kia. Trong phiếu giao hàng có nhiều đơn vị cung cấp vật tư ghi bằng tiến Anh,
chính vì thế gây trở ngại cho việc giao nhận vật tư. Gặp trường hợp này các bạn chỉ cần nhìn
Mã hàng được ghi trong Vận đơn và Mã hàng được dán trên mặt Vật tư để giao nhận rồi đối
chiếu với tổng số lượng theo Hợp đồng mua bán vật tư. Nhất là phần giao nhận các chủng loại
Bulông – Bản mã, các bạn phải kiểm tra cận thận.
II. Thi công lắp đặt bulông móng:
Việc tiến hành nhận Bulông móng và lắp đặt bao giờ cũng là công đoạn đầu tiên của quy trình
lắp đặt nhà thép Tiền chế. Đại đa số các Công ty tham gia dịch vụ lắp đặt nhà thép Tiền chế
đều là những doanh nghiệp vừa và nhỏ. Chính vì thế các trang thiết bị phụ vụ cho công tác lắp
đặt Bulông móng thường thiếu thốn vì lý do đầu tư ban đầu cao. Họ thường dùng biện pháp thủ
công là chính. Họ dựa trên Tim cốt đã có sẵn của bên Xây dựng làm chuẩn rồi từ đó căng dây
lấy Tim cốt của mình để triển khai thi công lắp đặt. Việc làm trên dẫn đến hậu quả: sai lệch
Tim cốt so vơi bản vẽ của công trình và thường không khớp với Tim cốt của bên xây dựng. Tất
nhiên việc thi công lắp dựng vẫn được triển khai song chắc chắn trong quá trình thi công Họ
phải thường xuyên điều chỉnh tất cả các chi tiết như khoan lại lỗ các cột, kèo, xà gồ vì sai bản
vẽ ngay từ đầu. Dẫn đến tuổi thọ của công trình bị suy giảm.
III. Thi công lắp dựng phần khung chính:
Hiện nay có một số doanh nghiệp tham gia lắp dựng nhà khung thép Tiền chế đã mạnh dạn đầu
tư ngay từ đầu thiết bị máy đo Kinh vĩ; máy chiếu Laze để phục vụ công tác lắp đặt.
Với công nghệ tiên tiến đảm bảo 100% độ chính xác về góc vuông, mặt phẳng, độ cao. Các
máy đo Kinh vĩ, máy chiếu Laze là điều không thể thiếu trong công tác thi công lắp đặt Bulông
móng và lắp dựng nhà thép Tiền chế.
Đây là phần lắp đặt chính của nhà thép Tiền chế, tuỳ theo kích thước của khu nhà xưởng mà bố
trí xe Cẩu để thi công. Nếu khổ rộng của nhà xưởng từ 30m trở lên thì phải bố trí xe Cẩu hợp
lý để lắp đặt, tránh bị uốn cong thanh Kèo làm tuổi thọ công trình bị giảm sau này.
Việc lắp đặt Cột, Kèo đầu tiên là quan trọng nhất, nó định hình toàn bộ cho cả khu nhà sau này.
Tuỳ theo mặt bằng thi công mà người ta có thể lắp đặt Cột, Kèo đầu tiên từ giữa nhà rồi triển
khai ra 2 bên đầu hồi, hoặc triển khai từ đầu hồi nhà. Thông thường nên triển khai lắp đặt từ
một đầu hồi nhà rồi phát triển vào trong.

Sau khi lắp đặt Cột, Kèo đầu tiên xong, các bạn phải giằng níu thật chặt đảm bảo Cột kèo
không bị xê dịch. Công đoạn thi công này phải làm thật tốt và chuẩn để làm căn cứ tiếp tục
triển khai công đoạn tiếp theo.
Các Cột kèo tiếp theo khi thi công yêu cầu kỹ thuật phải đảm bảo độ chính xác và có thể căn
chỉnh(Có khoản dãn để căn chỉnh)
Trong phần thi công lắp đặt Cột, Kèo của các gian nhà xưởng, yêu cầu công việc bắt buộc phải
thi công trên cao. Chính vì thế công nhân làm việc trên cao cần phải được trang bị dây đai an
toàn và phải có dây cứu sinh được lắp đặt trên cao.tuỳ theo khẩu độ rộng của nhà xưởng mà bố
trí dây cứu sinh. Thông thường dây cứu sinh được lắp đặt nối từ hai đầu Cột Kèo theo khổ rộng
của khu nhà xưởng, mỗi đầu dây cứu sinh tại điểm Cột Kèo phải được bắt chặt và cao hơn so
với mặt Kèo 1m.
IV. Lắp dựng phần tôn mái:
Việc lắp dựng phần tôn mái được tiến hành sau khi phần lắp dựng khung chính đã hoàn thành
và căn chỉnh chính xác, các Bulông, các thanh giằng đã được bắt chặt.
Cũng như phần lắp đặt khung chính, phần lắp đặt tôn mái cũng yêu cầu tấm tôn đầu tiên đòi
hỏi phải được làm rất cẩn thận, nó chính là tiêu điểm cho các tấm tôn lắp đặt sau này. Công
việc tiếp theo các bạn phải lấy dấu cho từng tấm tôn, việc làm trên đảm bảo chắc chắn sau khi
lợp xong công trình, tất cả các điểm nối gối lên nhau của tấm tôn luôn nằm trên một đường
thẳng và vuông góc với thanh Xà Gồ. Nếu không làm như vậy thì sau khi thi công lợp tôn mái
đến giai đoạn cuối phải căn chỉnh rất vất vả, về mĩ thuật trông rất xấu, về kỹ thuật không đảm
bảo, ảnh hưởng đến chất lượng công trình.
Đối với các công trình có thêm phần lợp bông cách nhiệt nằm dưới tôn mái thì điều này càng
phải được triển khai để đảm bảo các mối nối của bông cách nhiệt thẳng, không bị co kéo, mặt
dưới của bông cách nhiệt phẳng đều, không bị nhăn.
Tối kỵ: Lắp tôn mái từ 2 đầu hồi nhà trở vào trong nếu không có khe co giãn theo thiết kế.
V. Lắp dựng tôn tường:
Công đoạn thi công lắp đặt tôn tường các bạn cho tiến hành thi công giống như lắp đặt tôn
mái Việc thi công tôn tường không phức tạp như thi công lợp tôn mái vì khẩu độ tôn tường
không quá dài. Điểm đáng chú ý khi thi công lợp tôn tường là phải kết hợp với bên Xây dựng
ngay từ đầu để đảm bảo ăn khớp công việc giữa bên lắp đặt nhà thép Tiền chế với xây dựng.

Đây là điểm đáng chú ý nhất trong quá trình thi công lắp đặt tôn tường.
VI. Hoàn thiện:
Công việc hoàn thiện là khâu cuối cùng của giai đoạn thi công lắp dựng nhà thép Tiền chế, nó
đòi hỏi sự tỉ mỉ, chính xác từng công đoạn.
Ở giai đoạn này bắt buộc các bạn phải cho kiểm tra lại các Bulông đã bắt, các ke hở tại các
điểm nối của tôn với tôn, ke hở tại các ô cửa thông gió để đảm bảo sau này không bị dột và
công trình được thi công chất lượng.
Khâu lắp dựng cửa ra vào được thi công trong giai đoạn này. Yêu cầu kỹ thuật lắp đặt cửa rất
quan trọng, nếu các bạn không thi công cận thận thì sau khi hoàn thành xong cửa sẽ bị nghiêng
dẫn đến việc đóng mở của rất khó khăn và hay bị nhẩy cửa ra khỏi ray chạy dẫn hướng.
Hình ảnh lắp dựng nhà thép tiền chế
Lắp dựng bulon neo 1
Lắp dựng bulon neo 2
Cách thức cẩu kèo lắp liên kết vào cột
Cán tôn tại công trường
Cẩu kèo liên kết vào cột
Cẩu tôn lên mái để lợp
Đấu kèo trên cao
Dùng máy phát điện tại công trường
Dùng xe cẩu tôn lên mái
Giữ cẩu siết bulon
Kiểm tra lực siết bulon
Trang phục lắp dựng
Hàn
Trong công nghệ chế tạo cơ khí, hàn là danh từ chỉ một quá trình dùng để liên kết các chi tiết
(kết cấu) hoặc đắp phủ lên bề mặt vật liệu (kim loại hoặc phi kim) để tạo nên một lớp bề mặt
có tính năng đáp ứng yêu cầu sử dụng.
Hàn là quá trình công nghệ để nối các chi tiết với nhau thành liên kết không tháo rời được
mang tính liên tục ở phạm vi nguyên tử hoặc phân tử, bằng cách đưa chỗ nối tới trạng thái hàn,
thông qua việc sử dụng một trong hai yếu tố là nhiệt và áp lực, hoặc kết hợp cả hai yếu tố đó.

Khi hàn, có thể sử dụng hoặc không sử dụng vật liệu phụ bổ sung.
Bằng sự hàn nóng chảy có thể liên kết được hầu hết các kim loại và hợp kim với chiều dày bất
kỳ. Có thể hàn các kim loại và hợp kim không đồng nhất.
1. Nguyên lý của hàn
Khi hàn nóng chảy kim loại ở chỗ hàn đạt tới trạng thái lỏng. Sự nóng chảy cụ bộ của kim loại
cơ bản được thực hiện tại các mép của phần tử ghép. Có thể hàn bằng cách làm chảy kim loại
cơ bản hoặc làm chảy Kim loại và vật liệu bổ sung. Kim loại cơ bản, hoặc kim loại cơ bản và
kim loại bổ sung nóng chảy tự rót vào bể hàn và tẩm ướt bề mặt rắn của các phần tử ghép. Khi
tắt nguồn đốt nóng kim loại lỏng nguội và đông đặc-kết tinh, sau khi bể hàn kết tinh tạo thành
mối hàn nguyên khối với cấu trúc liên kết hai chi tiết làm một.
2. Ưu nhược điểm của hàn
* Ưu điểm
- Hàn là quá trình công nghệ được ứng dụng rộng rãi để chế tạo và phục hồi các kết cấu và chi
tiết. Tính ưu việt bao gồm: Tiêu tốn ít kim loại , giảm chi phí lao động , đơn giản thiết bị , rút
ngắn thời gian sản xuất
* Nhược điểm:
- Trong quá trình hàn xy ra sự bay hi và oxi hoá một số nguyên tố, sự hấp thụ và hoà tan các
chất khí của bể kim loại cũng như những thay đổi của vùng nhiệt ảnh hưởng nhiệt. Kết quả
thành phần và cấu trúc của mối hàn khác với Kim loại. Các biến dạng của kết gây bởi ứng suất
dư có thể làm sai lệch kích thước và hình dáng của nóvà nh hưởng tới độ bền của mối ghép.
Một số khái niệm.
Hàn hồ quang
Hàn hồ quang là phương pháp nối hai miếng kim loại bằng cách làm nóng chảy chúng
hoặc một dây kim loại trung gian, nhiệt sinh ra từ một hồ quang điện giữa các vật hàn và
đầu que hàn. Qúa trình hàn có thể cần hoặc không cần kim loại điền đầy. Điện cực có thể
là dây kim loại tự tiêu hoặc que các-bon hay que tăng-xtan không tự tiêu. Khi dùng điện
cực không tự tiêu, kim loại điền đầy có thể lấy từ một dây kim loại phụ. Còn điện cực tự
tiêu vừa mang dòng điện hàn, vừa nóng chảy và điền đầy kim loại vào mối hàn.
Che chắn hồ quang
Một trong những vấn đề chính trong quá trình hàn là khi kim loại nóng lên, chúng sẽ

tương tác hóa học với không khí. Có nhiều phương pháp cách ly vật hàn khỏi không khí
xung quanh. Nếu dùng khí trơ thì quá trình hàn gọi là hàn hồ quang khí trơ. Hàn hồ
quang lõi thuốc giống như hàn hồ quang khí trơ, chỉ khác ở điện cực. Kỹ thuật hàn này
dùng để nối các miếng kim loại dày, như ở các bình cao áp, ống cống, ống gas. Hàn hồ
quang tăng-xtan khí trơ và hàn hồ quang plasma cũng là những kỹ thuật hàn được dùng
phổ biến.
Mạch hàn cơ bản
Hồ quang được tạo ra giữa khe hở khi chạm điện cực vào vật hàn rồi nhấc ra nhưng vẫn
giữ tiếp xúc gần. Hồ quang sinh ra nhiệt độ khoảng 3600oC tại đầu que hàn. Nhiệt này
làm nóng chảy cả kim loại nền và điện cực, tạo ra một vũng kim loại nóng chảy, nó đông
cứng sau khi điện cực di chuyển tới vị trí tiếp theo dọc mối hàn.
Mạchhàncơbản
Các tham số của quá trình hàn hồ quang khí trơ
Trong các quá trình hàn hồ quang, có một số tham số ảnh hưởng tới kích thước, hình
dạng, chất lượng và độ bền của mối hàn.
Các tham số chính gồm:
Dòng điện hàn
Điện áp hồ quang
Tốc độ di chuyển điện cực
Các tham số phụ gồm:
Góc giữa điện cực và vật hàn
Góc giữa các vật hàn
Độ dày của lớp thuốc
Độ dài của hồ quang.
Kích thước và kiểu điện cực trong hàn hồ quang kim loại có cách ly xác định các yêu cầu
về điện áp hồ quang và cường độ dòng điện. Dòng điện có thể là một chiều hoặc xoay
chiều, nhưng nguồn điện phải có thể thay đổi điện áp, cường độ để phản ứng với các biến
phức tạp của chính quá trình hàn. Ở cường độ thấp, dòng một chiều hiệu quả hơn nên
dùng để hàn các tấm kim loại mỏng. Hầu hết các điện cực có lớp thuốc hoạt động tốt
nhất với dương cực (phân cực ngược), cho khả năng xuyên sâu nhất. Trong khi đó âm

cực lại tạo ra tốc độ nóng chảy cao hơn.
Cường độ dòng điện
Cách xác định cường độ hợp lý cho một điệ n cực nhất định tùy thuộc vào kích thước và
kiểu điện cực đó. Thậm chí còn phải tính đến kiểu nối và vị trí mối hàn. Qúa trình đòi hỏi
cường độ dòng điện đủ lớn để làm chảy cả điện cực và một lượng vừa đủ lớp kim loại
nền. Cường độ càng lớn, thì độ xuyên thấu càng sâu. Cường độ cao có thể dẫn tới các
vấn đề như quá nhiều vẩy hàn, quá nhiệt hoặc nứt gãy điện cực.
Điện áp hồ quang
Điện áp hồ quang thay đổi ít hơn so với dòng điện hàn. Nó ảnh hưởng tới hình dạng và
độ rộng của ngọn lửa hồ quang. Điện áp càng cao thì ngọn lửa hồ quang càng rộng và
dẹt. Phải tránh điện áp quá cao vì nó gây ra nứt gãy. Điện áp thấp sinh ra hồ quang hẹp
hơn, xuyên sâu hơn.
Tốc độ di chuyển
Tốc độ di chuyển điện cực dọc mối hàn có ảnh hưởng trực tiếp tới hình dạng ngọn lửa hồ
quang, độ sâu nóng chảy, tính thẩm mỹ (bề mặt), và sức nóng truyền vào kim loại nền.
Tốc độ di chuyển nhanh tạo ra đường hàn hẹp hơn nhưng ít sâu hơn. Cách này thích hợp
để hàn các tấm kim loại. Tốc độ di chuyển cũng ảnh hưởng tới sức nóng, do vậy ảnh
hưởng tới cấu trúc luyện kim của kim loại. Tốc độ làm nguội tăng hay giảm phải tỷ lệ với
tốc độ di chuyển. Ngoài ra, vùng chịu nhiệt sẽ tăng kích thước trong khi tốc độ nguội
giảm. Tốc độ di chuyển và làm nguội quá nhanh dẫn tới xu hướng làm xốp vì mối hàn
đông cứng nhanh hơn.
Độ dài hồ quang
Độ dài hồ quang là khoảng cách từ đầu nóng chảy của lõi điện cực tới vũng hàn nóng
chảy. Nói chung, độ dài này tăng khi kích thước điện cực và cường độ dòng điện hàn
tăng. Độ dài hồ quang thường được giới hạn bằng đường kính lõi điện cực.
Hàn điểm
Hàn điểm là một trong những phương pháp hàn lâu đời nhất. Nó được dùng ở nhiều
ngành công nghiệp, điển hình là trong các dây chuyền lắp ráp xe hơi. Đây là một kiểu
hàn đối kháng, mối hàn điểm được tạo ra giữa các tấm kim loại xếp chồng. Hàn điểm chủ
yếu để hàn các tấm dày khoảng 3mm. Độ dày của các vật hàn bằng nhau hoặc không

vượt quá tỷ lệ 3:1. Lực tác dụng vào mối hàn phụ thuộc vào số lượng và kích thước điểm
hàn. Đường kính điểm hàn khoảng từ 3 mm tới 12.5 mm.
Hàn điểm thực hiện như thế nào ?
Hàn điểm là một kiểu hàn đối kháng, ở đó hai hay nhiều tấm kim loại được hàn với nhau
mà không cần kim loại điền đầy. Mỗi hàn tạo ra nhờ lực và sức nóng tác dụng vào vùng
hàn. Hàn điểm dùng để nối các tấm kim loại và dùng các điện cực bằng đồng hình trụ để
nén và truyền dòng điện hàn qua các vật hàn. Trong tất cả các kiểu hàn đối kháng, vật
hàn chỉ bị nung nóng cục bộ. Vật liệu giữa các điện cực dính vào nhau, nóng chảy và phá
hủy ranh giới giữa các vật hàn.
Để tạo ra nhiệt, các điện cực đồng truyền một dòng điện qua các vật hàn. Nhiệt sinh ra
phụ thuộc vào cường độ dòng điện, điện trở của kim loại, và thời gian tác dụng của dòng
điện:
E = I^2.R.t
Điện cực được làm bằng đồng do nó có trở kháng nhỏ, độ dẫn nhiệt cao so với hầu hết
kim loại khác. Điều này đảm bảo nhiệt được sinh ra trong các vật hàn, chứ không phải ở
các điện cực.
Vật liệu nào thích hợp cho hàn điểm?
Thép có trở kháng cao, độ dẫn nhiệt thấp hơn đồng nên hàn điểm khá dễ dàng. Thép các-
bon thấp thích hợp nhất cho hàn điểm. Thép các-bon cao hơn hoặc thép hợp kim khó tạo
ra các mối hàn vững chắc. Nhôm có trở kháng và độ dẫn nhiệt gần bằng đồng. Tuy
nhiên, điểm nóng chảy của nhôm lại thấp hơn đồng rất nhiều, vì thế hàn điểm cho nhôm
cũng thích hợp. Cường độ dòng hàn cho nhôm cần lớn hơn do trở kháng của nó thấp.
Thép mạ (thí dụ mã kẽm để chống ăn mòn) cần hàn theo cách khác với thép không mạ.
Lớp mạ kẽm phải được làm nóng chảy, bong ra trước khi thép dính vào nhau. Kẽm có
điểm nóng chảy thấp hơn, nên có thể làm tan lớp mạ kẽm với một nhịp thăng giáng của
dòng hàn. Trong qúa trình hàn, mạ kẽm có thể tan vào thép và hạ thấp trở kháng. Vì thế,
cần cường độ dòng hàn cao để hàn thép mạ.
Các tham số hàn điểm gồm:
Lực điện cực
Đường kính tiếp diện của điện cực

Thời gian nén (squeeze time)
Thời gian hàn (weld time)
Thời gian giữ (hold time)
Dòng điện hàn
Việc xác định các tham số thích hợp cho hàn điểm là một vấn đề rất phức tạp. Thay đổi
nhỏ ở một tham số cũng ảnh hưởng tới tất cả các tham số khác. Điều này, cộng thêm với
thực tế là tiếp diện điện cực dần dần tăng lên, khiến rất khó xây dựng bảng tham số tối
ưu cho hàn điểm.
Lực điện cực
Tác dụng của lực điện cực là ép các tấm kim loại vào nhau. Việc này đòi hỏi một lực tác
dụng lớn nếu không chất lượng mối hàn sẽ không tốt. Tuy nhiên, lực quá lớn cũng gây ra
những vấn đề khác. Khi lực điện cực tăng, nhiệt lượng sẽ giảm. Điều này nghĩa là lực
điện cực cao thì cần dòng hàn lớn hơn. Khi dòng hàn quá cao, sẽ sinh ra vẩy hàn giữa
điện cực và các tấm kim loại, làm điện cực dính vào chúng.
Giá trị trung bình của lực điện cực là 90 N/m2. Một vấn đề là trong quá trình hàn, mặt
tiếp xúc sẽ rộng ra. Để đảm bảo ổn định điều kiện trong suốt quá trình hàn, phải tương
ứng tăng dần lực điện cực. Do khó thay đổi lực điện cực theo cùng tốc độ biến dạng của
nó, nên người ta thường chọn một giá trị trung bình.
Đường kính tiếp diện của điện cực
Một tiêu chuẩn chung của hàn điểm đối kháng là mối hàn có đường kính gấp 5 lần căn
bậc hai của độ dày tấm hàn. Do vậy, một mối hàn giữa 2 tấm dày 1 mm phải có đường
kính 5mm theo luật trên. Đường kính tiếp diện của điện cực phải nhỉnh hơn chút ít so với
đường kính điểm hàn. Thí dụ, khi hàn điểm hai tấm dày 1mm như trên thì đường kính
tiếp diện của điện cực dài khoảng 6mm. Trên thực tế, 6 mm là đường kính tiếp diện theo
chuẩn ISO cho các tấm kim loại dày từ 0.5 tới 1.25 mm.
Thời gian nén
Thời gian nén tính từ lúc bắt đầu tác dụng lực điện cực lên các vật hàn tới lúc bắt đầu áp
dụng dòng hàn. Thời gian nén là cần thiết để làm trễ dòng hàn cho tới khi lực điện cực
đạt được độ lớn mong muốn.
Thời gian hàn

Thời gian hàn là thời gian dòng điện hàn tác dụng tới các tấm kim loại. Thời gian hàn
được đo và điều chỉnh theo số chu kỳ điện áp tuyến tính (cũng như tất cả các hàm thời
gian khác). Một chu kỳ là 1/50 giây trong một hệ thống điện 50 Hz. Do thời gian hàn ít
nhiều liên quan tới những yêu cầu về điểm hàn, nên rất khó xác định được giá trị tối ưu.
Một số tiêu chí là:
Thời gian hàn càng ngắn càng tốt để điện cực chịu tác động ít nhất.
Khi hàn các tấm dày, nếu thời gian hàn càng dài thì đường kính điểm hàn càng lớn.
Trong trường hợp thiết bị hàn không đáp ứng được những yêu cầu về dòng điện và lực
điện cực thì cần thời gian hàn dài hơn.
Thời gian hàn cần phải điều chỉnh tương ứng với chế độ bọc đầu tự động, ở đó kích
thước tiếp diện điện cực luôn được duy trì không đổi (tức là thời gian hàn ngắn hơn).
Khi hàn các tấm dày hơn 2mm có thể phải chia thời gian hàn thành một số pha lên xuống
để tránh tăng nhiệt lượng. Phương pháp này cho mối hàn đẹp mắt song độ bền có thể
kém hơn.
Thời gian hàn tối ưu có thể tính bằng 10 lần độ dày tấm hàn. Thí dụ hai tấm dày 1 mm
thì thời gian hàn là 10 chu kỳ (50 Hz).
Thời gian giữ (thời gian làm nguội)
Thời gian giữ là thời gian, sau khi hàn, khi các điện cực vẫn tác dụng vào tấm hàn để làm
nóng mối hàn. Xét về khía cạnh kỹ thuật, thời gian giữ là tham số đáng quan tâm nhất.
Thời gian giữ cần thiết để cho phép mối hàn đóng cứng trước khi nhả các vật hàn ra,
nhưng phải không quá dài vì nếu không nhiệt sẽ lan ra điện cực và làm nóng nó lên. Điện
cực sau đó sẽ phải bọc lại nhiều hơn. Ngoài ra, nếu thời gian giữ quá dài thì hàm lượng
carbon của vật liệu sẽ tăng cao (hơn 0.1 %), có nguy cơ mối hàn bị giòn. Khi hàn thép
carbon mạ kẽm, thời gian giữ phải dài hơn.
Dòng hàn
Cường độ dòng hàn nói chung càng thấp càng tốt. Người ta từ từ tăng dòng hàn cho tới
khi vẩy hàn xuất hiện giữa các tấm kim loại. Ngoài ra còn phụ thuộc vào tỷ lệ dùng cho
điều khiển.
• Plasma
- Trong trạng thái bình thường chất khí cách điện tốt. Khi có nguồn phát sinh làm các

chất khí tích điện đó là hiện tượng ion hoá chất khí. Nếu chất khí được đốt nóng tới
nhiệt độ cao thì tất c các quà trình ion hoá xảy ra đồng thời trong khí. Chất khí ion hoá
xy ra dẫn điện như vậy gọi là plasma.
• Thyritto
- Dùng để dòng bằng tần số
- Biến đổi dòng xoay chiều thành một chiều
• Inveter
- Tác dụng giống như thryrito, là đời sau
- Biến đổi dòng dòng bằng tần số
- Biến đổi dòng xoay chiều thành một chiều
- Hàn nhôm : có c 2 chế độ AC, DC
Các phương pháp hàn
Hiện nay, có các phương pháp hàn chính sau đây:
1. Hàn gió đá (còn gọi là Hàn khí): Hàn gió (Oxy) đá (Acetylen hay gas)(gas welding).
Phương pháp này sử dụng các khí trên để gia nhiệt cho chi tiết hàn đạt tới trạng thái
nóng chảy và liên kết với nhau. Khi hàn có thể dùng vật liệu để điền thêm (filler rod)
vào vị trí hàn hoặc không.
2. Hàn hồ quang điện (arc welding), gọi tắt là Hàn điện hay Hàn que. Phương pháp này
dùng hồ quang điện được tao ra bởi que hàn để làm nóng chảy kim loại hàn và ngay cả
que hàn để điền vào vị trí hàn.
3. Hàn hồ quang dưới khí bảo vệ T. I. G: Tungsten inert gas. Phuơng pháp này dùng hồ
quang được tạo ra bởi điện cực Tungsten và dùng khí trơ ( khí Argon) để bảo vệ mối
hàn.
4. Hàn hồ quang dưới khí bảo vệ M. I. G: metal inert gas. Thay vì dùng que hàn, nguời ta
dùng 01 cuôn dây kim loại có kích thước từ 0.6 mm - 1.6 mm hoặc lớn hơn làm điện
cực hàn và điện cực này cũng là dạng điện cực nóng chảy nhưng đuợc cung cấp một
cách liên tục nhưng vẫn được người thợ hàn điều khiển nên còn gọi là hàn bán tự động.
Trong phương pháp này, người ta dùng khí hoạt tính (CO2) hay khí trơ (Argon) để làm
khí bảo vệ mối hàn.
Kết cấu hàn dùng lượng kim loại thấp hơn (khoảng 20 - 25% so với kết cấu đinh tán), giá thành

chế tạo giảm, độ bền liên kết vững, liền khối nhưng phát sinh ứng suất và biến dạng hàn. Hiện
nay tới 95% kết cấu thép được chế tạo dưới dạng Kết cấu hàn.
Phân loại
Hàn trong khí bảo vệ
Để nhận đựoc mối hàn chất lượng cao hồ quang hàn và vùng kim loại nóng chy phi được bo vệ
chống nh hưởng có hại của không khí, trong hàn hồ quang khí bo vệ, hồ quang và km loại nóng
chy được bo vệ bởi khí tr (Ar, He, Ar+He), khôngtác dụng với kim loại lỏnh khi hàn, và khí
hoạt(CO2, CO2+O2, CO2+Ar )có tác dụng với kim loại lỏng.
-Khi hàn với điện cực không nóng chy, hồ quang cháy giữa vật và điện cực không nóng chy,
điẹn cực không nóng chy trong quá trình hàn và không đi vào mối hàn. Hồ quang di chuyển
dịch dọc theo các mép hàn làm nóng chy chúng, khi dịch chuyển hồ quang ra kim loại nóng
chy đông đặc tạo thành mối hàn liên kết các mép vật hàn.(Hàn TIC)
- Khi hàn với điện cực nóng chy hồ quang cháy giữa giây điện cực liên tục được cấp và vật
hàn. Hồ quang làm nóng chy dây và các mép hàn. Kim loại điện cực chuyển vào vật và tạo
thành bể hàn. Khi hồ quang di chuyển đi, bể hàn đông đặc tạo thành mối hàn liên kết các mép
vật hàn. Dây điện cực nóng chy có thể
đặc, hoặc ống chứa bột hợp kim, thuốc tạo xỉ và khí. Dây hàn loại này gọi là dây hàn lõi thuốc
hoặc dây bột (Hàn MIG/MAG)
- Để tiếp kiệm khí bo vệ, sự hàn được thực hiện trong 2 luồng khí tách biệt cung cấp tập trung
vào vùng hồ quang. Nhiệt độ hồ quang trong hàn điẹn cực nóng chy tưng đối thấp cỡ 5000-
6500K. Nhiệt độ hồ quang trong hàn điện cực không nóng chy cao hn nhiều. Nó thấp hn vì thế
năng của khí hồ quangkém hiệu qu, một mặt vì cột hồ quang lớn, mặt khác kim loại dây điện
cực liên tục chuyển vào bể làm nguội cột hồ quang.
1. Hàn TIC:
- Là công nghệ hàn trong khí bo vệ, sử dụng khí Ar, và điện cực không nóng chy Vonfan.
- Đặc điểm nguyên lý: Đốt nóng chy kim loại c bn tại các mép hàn, khi nguội sẽ đông đặc –kết
tinh
2. Hàn MIG/MAG:
- Hàn trong điện cực nóng chy
- Dùng khí bo vệ Ar + CO2,

- sử dụng bộ cấp dây
- Nguyên lý: Được bổ xung thêm bộ cấp dây hàn, để cùng với kim loại c bn nóng chy đông đặc
kết tinh tạo mối hàn
3. Hàn CO2:
- Hàn trong điện cực nóng chy
- Dùng khí bo vệ là CO2
- sử dụng bộ cấp dây hàn dây bột
Công nghệ hàn plasma
1. Hàn plasma:
- Nhiệt độ hồ quang trong hàn plasma cao lên tới 15000-200000C , không như hồ quang trong
hàn tự do có dạng hình côn tri rộng trên chi tiết, hồ quang trong hàn plasma có dạng hình trụ,
do đó nó có kh năng xuyên sâu vào bể hàn, nên các mép hàn vật dày không cần vát mép lớn
- Bằng hàn hồ quang plasma có thể kết nối các kim loại đen và mầu khác nhau: Nhôm và hợp
kim titan, thép cacbon thấp và thép không gỉ, đồng, đồng thau, niken và các vật liệu không
đồng dạng với chúng.
2. Cắt plasma
- Các phưng pháp cắt thông thường(cắt oxy, cắt hồ quang điện) chỉ cho phép cắt thép cacbon
thấp và thếp hợp kim thấp không thể cắt dược gang, thép hợp kim cao, nhôm đồng và các hợp
kim của chúng.
- Nguyên lý cắt plasma dựa trên sự tận dụng nhiệt độ rất cao và tốc độ truyển động lớn của khí
từ miệng phun của đầu plasmatron để làm nóng chy và thổi kim loại khỏi rãnh cắt.
- Thông thường sử dụng hỗn hợp khí 65% Ar
+ 35%H2; 80%N2+20%H2. Khi ứng dụng chế độ thích hợp mép cắt phẳng không sần sùi, để
tạo mép cắt vuông góc cần gim tốc độ cắt.
- Chất lượng cắt pasma phụ thuộc vào cường độ dòng điện , khí sử dụng , tốc độ cắt và khong
cách từ vật tới plasmatron.
- Do tốc độ của plasma lớn khó khống chế khá chính xác khong cách cắt nên ít khi dùng tay để
cắt plasma. Khi cắt tự động phi gá plasmatron lên xe với tốc độ di chuyển của xe bằng tốc độ
cắt plasma
- Nhược điểm của cắt plasma là mối cắt l

Máy hàn điện xỉ áp lực hàn nối đối đầu cốt thép
Trong khuôn khổ đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ và thiết kế chế tạo thiết bị hàn
điện hàn đối đầu cốt thép trong bê tông nhà cao tầng”, vừa qua Sở KH&CN Hà Nội đã tiến
hành thẩm định thiết bị “Máy hàn điện xỉ áp lực hàn nối đối đầu cốt thép EPW – 630”. Thiết bị
được ứng dụng để hàn nối cốt thép trong bê tông tại công trình xây dựng Khu nhà ở và văn
phòng số 300 Quang Trung, Hà Đông, Hà Nội.
Máy hoạt động theo mô hình như sau : hai đoạn cột thép cần nối được định vị thẳng tâm và
đối đầu nhau thông qua má kẹp trên và dưới của một bộ đồ gá hàn. Đồ gá hàn được thiết kế đặc
biệt để có thể điều chỉnh được khoảng cách giữa 2 cây thép đồng thời tại ra lực ép khi kết thúc
quá trình hàn. Cây thép phía dưới được nối với cực (-) của máy hàn thông qua 01 kìm hàn, cây
thép phía trên cũng được nối với cực (+) của máy hàn thông qua 01 kìm hàn khác. Xung quanh
mối nối được bao bọc bằng thuốc hàn nhờ một phễu thuốc.
Với mô hình như vậy, cây thép phía dưới sẽ là vật hàn, cây thép phía trên là l điện cực hàn
điện xỉ. Thuốc hàn lúc này có hai vai trò chính, dưới tác dụng của hồ quang thuốc hàn sẽ bị
nóng chảy và tạo thành xỉ lỏng, đồng thời lượng thuốc hàn xung quanh không bị nóng chảy sẽ
đóng vai trò như các má trượt bao bọc xung quanh để tạo bể xỉ.

Ở vị trí ban đầu, hai đầu cây thép tiếp xúc với nhau, sau đó nhờ cam điều chỉnh vị trí của
đồ gá hàn, hai đầu cây thép tách nhau ra. Lúc này dưới tác dụng của điện áp hàn 40-42V, giữa
hai đầu cây thép xây ra hiện tượng phóng hồ quang ở nhiệt độ rất cao sẽ làng nóng chảy toàn
bộ bề mặt tiết điện ngang của hai đầu cây thép đồng thời cũng lám nóng chảy thuốc hàn xung
quanh. Khi lượng thuốc hàn nóng chảy đủ lớn để tạo thành bể xỉ, đồ gá hàn sẽ đẩy cây thép
phía trên về phía bể xỉ. Lúc này hồ quang sẽ tắt, điện áp máy hàn giảm xuống 22 - 25V, dòng
điện sẽ truyền từ cây thép phía trên xuống cây thép phía dưới thông qua bể xỉ, dòng điện này sẽ
đốt nóng bể xỉ, duy trì nó ở nhiệt độ cao và có tính dẫn điện cao. Nhiệt độ bể xỉ cao hơn nhiệt
độ nóng chảy của cây thép. Do vậy, các cây thép sẽ tiếp tục bị nung chảy ở nhiệt độ cao của bể
xỉ.
Khi lượng kim loại nóng chảy đủ để liên kết tạo thành mối hàn, ngay lập tức, đồ gá hàn sẽ
thực hiện chu trình ép hai đầu cây thép đã nóng chảy với nhau đề tạo thành mới hàn có tiết diện
ngang lớn hơn tiết diện của cây thép. Tuy nhiên mối hàn lúc này được bao bọc bởi bể xỉ có

nhiệt độ cao, lại không có quá trình làm mát của các má trượt, do vậy sau khi hàn cần giữ mối
hàn nguyên trạng trong một thời gian nhất định để làm nguội và đóng cứng bể xỉ nhằm làm
đông đặc và bảo vệ kim loại hàn.
So với các phương pháp nối cột thép truyền thống đang thực hiện (như hàn chồng, buộc
chồng), công nghệ hàn nối đối đầu bằng phương pháp hàn điện xỉ áp lực có các ưu điểm nổi
bật: Trang thiết bị hàn gọn nhẹ, dễ sử dụng, thuận lợi cho việc thao tác tại nhiều vị trí: thẳng
đứng, nằm ngang, nằm xiên, trong không gian chật hẹp, rất thuận lợi khi hàn những dầm hoặc
trụ thép có nhiều cây cột thép; Thời gian hàn ngắn (18 - 40s) nên năng suất lao động tăng; Lực
ép hai đầu cột thép không cần quá lớn so với hàn đối đầu tiếp xúc, do vậy đồ gá hàn gọn nhẹ,
rẻ; Dòng điện hàn thấp nên biến thế hàn nhỏ, dễ chế tạo hơn so với hàn điện tiếp xúc; Giá
thành của thiết bị hàn thấp, tiết kiệm năng lượng điện; chất lượng mối hàn cao (do được bảo vệ
trong lớp thuốc hàn nóng chảy), không rỗ, không ngậm xỉ, kim loại mối hàn đồng đều với kim
loại cơ bản do không cần kim loại bù; Mối hàn được ủ bởi lớp thuốc nên không bị hiện tượng
nứt hoặc giảm cơ tính ở vùng ảnh hưởng nhiệt; Mối hàn bóng, tạo dáng đẹp; Vì cột thép được
hàn đồng tâm nên khả năng chịu lực kéo, nén của cây thép tăng, tiết diện mối hàn tại mối nối
lớn hơn tiết diện ngang của cây thép nên cơ tính tại mối hàn cũng tăng, khả năng liên kết với
bê tông tết hơn; Tiết kiệm được cột thép so với hàn chồng hoặc buộc chồng, với các loại thép
cây cớ đường kính l~15mm trở lên sẽ tiết kiệm được >4% so với hàn chồng (Chiều dài chồng
L=5d), Tiết kiệm >6% so với buộc chồng cây thép lên nhau (L=/5d).
Đây là phương pháp hàn có thiết bị và đồ gá rất gọn nhẹ, linh hoạt, các bước công nghệ
đơn giản dễ thực hiện nên phạm vi ứng dụng rất rộng rãi. Máy hàn điện xỉ áp lực hàn nối đối
đầu cốt thép EPW – 630 có thể được ứng dụng dùng cho việc hàn nối cốt thép ở nhiều vị trí tại
các công trình xây dựng nhà cao tầng, xây dựng cầu, cống, thủy lợi; tạo phôi cho các ngành cơ
khí chế tạo máy; hàn nối cột thép có tiết diện mặt cắt ngang bất kỳ như: tròn, ôvan, vuông, tam
giác, chữ nhật, hình thoi, hình lục giác v.v. . .
So sánh hàn - đinh tán
a) Đinh tán
+ Ư điểm: làm việc tin cậy, dễ kiem tra chat luon mối ghép.Ít làm hỏng các CTM khi tháo
rời.Có khả năng chịu tải thay đổi và chấn động
+ Nhược điểm : tốn kim loại, giá thành cao do phí tổn lao động lớn. Kích thước mối ghép

công kềnh
+ Phạm vi : do sự phát triển của hàn, phạm vi sử dụng của đinh tán đang dần vị thu hẹp.Tuy
nhiên vẫn được dùng phổ biến trong các trường hợp sau:
- những mối ghép đặc biệt quan trọng và những mối ghép trực tiếp chịu tải trọng chấn động
hoặc va đập
- những mối ghép nếu đốt nóng sẽ bị vênh và làm giảm chất lượng