thiết kế quy trình công nghệ hàn để chế tạo

BÀI TẬP HÀN
PHẦN ĐỀ BÀI
I. Đề Bài
Thiết kế quy trình công nghệ hàn để chế tạo kết cấu hàn như hình vẽ đề 3.Với
các điều kiện kỹ thuật yêu cầu.Số lượng kết cấu chế tạo 7.
II.Nhiệm Vụ Thiết Kế
1.Bản vẽ.
a)Bản vẽ kết cấu hàn với các kí hiệu hàn.
b)Bản vẽ chi tiết với các yêu cầu kỹ thuật
c)Bản vẽ quy trình công nghệ.
2.Thuyết minh
a)Phân tích kết cấu, chọn phương pháp hàn, xác định kiểu mối hàn và vị trí
của từng mối hàn trong không gian khi hàn.
b)Chọn vật liệu hàn.
c)Tính toán chế độ hàn.
d) Chọn thiết bị hàn.
e)Lập quy trình công nghệ hàn.

1
PHẦN THUYẾT MINH
A.Lập quy trình công nghệ hàn
I>Chọn phương pháp hàn
Việc chọn phương pháp hàn hợp lý phụ thuộc vào vật liệu cơ bản, chiều dày
vật hàn, dạng sản xuất, yêu cầu chất lượng của mối hàn và vị trí của mối hàn
trong không gian.
Trong bài tập này ta sử dụng phương pháp hàn hồ quang tay.
II>Chọn vật liệu
Ở đây ta chọn vật liệu hàn có tính hàn tốt là thép C20 là thép các bon thấp.
Vật liệu này cho phép hàn ở điều kiện bình thường, không phải sử dụng các biện
pháp công nghệ đặc biệt.
Bây giờ ta đánh giá tính hàn của vật liệu.

Vật liệu hàn là thép C20%
Có hàm lượng các nguyên tố là:
C = 0,20% ; Si = 0,05 – 0,15% ; Pmax = 0,04%
Mn = 0,65% ; Smax = 0,05%.
Còn lại là Fe.
+Hàm lượng cacbon tương đương:
Eth
CNiVMoCrMn
CCE =<=++=
+
+
++
++= 403100
6
650
020
15
4
36
,,
,
,

Với Smax = 20mm < 25 mm =[S]
Vậy thép C20 thỏa mãn điều kiện hàn hồ quang tay.

+Thông số đánh giá nứt nóng:
610
3
10

10025
3
,
][
=
++−
+++
=
VMoCrMn
x
NiSi
SPCx
HCS

Suy ra HCS = 10,6 < 40 = [HCS].
Vậy vật liệu hàn không có xu hướng nứt nóng.
+Thông số đánh giá nứt nguội
2
][,,,
,/,/,,
,
LL
L
PP
Hd
Mo
B
VNiCCrMnSi
CPcm
Pd

PcmP
=<=+=
=
=++=
++++
++
++=
++=
40737565623750
0
237502065030150200
15
5
106020
4
30
56
60
Vậy vật liệu hàn của ta không có khả năng nứt nguội.
Từ phân tích trên ta thấy kết cấu của ta thỏa mãn đầy đủ điều kiện hàn. Đồng
thời các kết cấu hình học khác của các bộ phận hàn phù hợp với phương pháp
hàn điện hồ quang tay.
III>Quy trình hàn
+Hàn chi tiết số 3 và chi tiết số 4: hàn sấp, kiểu chữ T, không vát mép hàn.
+Hàn chi tiết số 1 và chi tiết số 7: hàn sấp, kiểu chữ T, không vát mép hàn.
+Hàn 2 chi tiết số 6 lại: hàn sấp, kiểu giáp mối, có vát mép hàn.
+Hàn (1+7) vào (6x2): hàn sấp, kiểu chữ T, không vát mép hàn.
+Hàn chi tiết số 2 vào (6x2): hàn sấp, kiểu chữ T, không vát mép hàn.
+Hàn (3+4) vào (6x2): hàn sấp, kiểu chữ T, không vát mép hàn.
B.Tính toán cho mỗi mối hàn

I.Hàn chi tiết số 3 và chi tiết số 4

F3
F1
Hàn sấp, kiểu chữ T, không vát mép hàn.
1>Đường kính que hàn
Độ dày mối hàn S=6(mm)
Độ dài mối hàn L=480(mm)
Đường kính que hàn
dq = K/2 + 2
Vì đây là mối hàn góc, hình chữ T nên ta lấy K=6(mm)(a=0)
=> dq=K/2 +2 =5(mm)
3
2>Cường độ dòng điện hàn
dq=5(mm)
)(
,
Ax
x
xJ
d
I
h
23512
4
25143
4
2
===
π

Tra bảng 5 ta được J=12.
Hàn chữ T nên ta tăng cường độ dòng điện hàn thêm 15%
h
I
= 235x1,15 = 270(A)
3>Điện áp hàn
h
U
= a + bx
hq
l
a=20(V); b =15,7(V/cm)
hq
l
= (0,5÷1,2)dq = 2,5 ÷ 6,0(mm)
hq
l
= 4(mm) = 0,4(cm)
=>
h
U
= 20 +15,7x0,4 = 26(V)
4>Số lớp hàn
Tính Fđ:
Fđ = F1 + F3
F1 = K
2
/2 = 36/2 = 18(mm
2
)

F3 = 2/3xbxc = 2/3x
2
x6x2 = 11,31(mm
2
)
Fđ = 29,3(mm
2
)
Fl = 6xd = 6x5 = 30
Fn = 8 xd =40
n = 1+
Fn
FlFd −
=1
5>Tốc độ hàn
)/(,
,,,.
.
scm
xx
x
Fd
I
V
hd
h
330
2930873600
27010
3600

===
γ
α
Trong đó
α
d
là hệ số đắp;α
d
=10(g/A.h)
γ là khối lượng riêng của kim loại đắp.γ=7,8(g/cm
3
)
6>Thời gian hàn
T = tm + tp
tm là thời gian máy
tp là thời gian phụ
tm = L/V
h
= 480/3,3 = 145(s)
tp = tm/k
k=0,4 khi tổ chức sản xuất bình thường.
tp = 145/0,4 = 362(s)
4
T = 145 + 362 = 507(s) = 8,45(phút)
II.Hàn chi tiết số 1 và chi tiết số 7
Hàn sấp, kiểu chữ T, không vát mép hàn.
1>Đường kính que hàn
Độ dày mối hàn S=6(mm)
Độ dài mối hàn L= ЛxD = 3,14x100 = 314(mm)
Đường kính que hàn

dq = K/2 + 2
Vì đây là mối hàn góc, hình chữ T nên ta lấy K=6(mm)(a=0)
=> dq=K/2 +2 =5(mm)
2>Cường độ dòng điện hàn
dq=5(mm)
)(
,
Ax
x
xJ
d
I
h
23512
4
25143
4
2
===
π
Tra bảng 5 ta được J=12.
Hàn chữ T nên ta tăng cường độ dòng điện hàn thêm 15%
h
I
= 235x1,15 = 270(A)
3>Điện áp hàn
h
U
= a + bx
hq

l
a=20(V); b =15,7(V/cm)
hq
l
= (0,5÷1,2)dq = 2,5 ÷ 6,0(mm)
hq
l
= 4(mm) = 0,4(cm)
=>
h
U
= 20 +15,7x0,4 = 26(V)
4>Số lớp hàn
Tính Fđ:
5
Fđ = F1 + F3
F1 = K
2
/2 = 36/2 = 18(mm
2
)
F3 = 2/3xbxc = 2/3x
2
x6x2 = 11,31(mm
2
)
Fđ = 29,3((mm
2
)
Fl = 6xd = 6x5 = 30

Fn = 8 xd =40
n = 1+
Fn
FlFd −
=1
5>Tốc độ hàn
)/(,
,,,.
.
scm
xx
x
Fd
I
V
hd
h
330
2930873600
27010
3600
===
γ
α
Trong đó
α
d
là hệ số đắp; α
d
=10(g/A.h)

γ là khối lượng riêng của kim loại đắp;γ=7,8(g/cm
3
)
6>Thời gian hàn
T = tm + tp
tm là thời gian máy
tp là thời gian phụ
tm = L/V
h
= 314/3,3 = 95(s)
tp = tm/k
k=0,4 khi tổ chức sản xuất bình thường.
tp = 95/0,4 = 237(s)
T = 95 + 237 = 332(s) = 5,53(phút)
III.Hàn 2 chi tiết số 6 lại
F1
F3
F2
Hàn sấp, kiểu giáp mối, có vát mép hàn.
1>Đường kính que hàn
Độ dày mối hàn S=6(mm)
Độ dài mối hàn L=2700(mm)
Đường kính que hàn
6
dq = S/2 + 1
=> dq=6/2 +1 =4(mm)
2>Cường độ dòng điện hàn
dq=4(mm)
)(
,

Ax
x
xJ
d
I
h
16313
4
16143
4
2
===
π
Tra bảng 5 ta được J=13.
3>Điện áp hàn
h
U
= a + bx
hq
l
a=20(V); b =15,7(V/cm)
hq
l
= (0,5÷1,2)dq = 2,0 ÷ 4,8(mm)
hq
l
= 3(mm) = 0,3(cm)
=>
h
U

= 20 +15,7x0,3 = 24,7(V) = 25(V)
4>Số lớp hàn
Tính Fđ:
Fđ = 2xF1 + F2 + F3
)(,)())/((
)(
)(,/)/(./
2
2
2022
8166230422
3
2
622
3
2
3
12622
624304212211
mmxtgxxafxtgxcxF
mmxaxSF
mmtgxtgxfF
=++=++=
===
===
α
α
Fđ = 2x4,62 + 12 + 16,8 = 38(mm
2
)

Fl = 6xd = 6x4 = 24(mm
2
)
Fn = 8xd = 32(mm
2
)
n = 1+
Fn
FlFd −
=1 +
32
2438 −
=1,4375
chọn n=2.
5>Tốc độ hàn
)/(,
,,,.
.
scm
xx
x
Fd
I
V
hd
h
1530
380873600
16310
3600

===
γ
α
Trong đó
α
d
là hệ số đắp; α
d
=10(g/A.h)
γ là khối lượng riêng của kim loại đắp; γ=7,8(g/cm
3
)
6>Thời gian hàn
T = tm + tp
tm là thời gian máy
7
tp là thời gian phụ
tm = L/V
h
= 2700/1,53 = 1764(s)
tp = tm/k
k=0,4 khi tổ chức sản xuất bình thường.
tp = 1764/0,4 = 4410(s)
T = 1764 + 4410 = 6174(s) = 102(phút)
IV.Hàn (1+7) vào (6x2)
Hàn sấp, kiểu chữ T, không vát mép hàn.
Nhận thấy tính toán và kết quả của bước công nghệ này hoàn toán giống
phần hàn 2 chi tiết 1 và 7 lại với nhau.
Có thể xem trên mục II để lấy kết quả cho bước hàn này.
Điểu khác biệt duy nhất là do ở đây ta phải thực hiện 2 mối hàn giống nhau

nên tổng thời gian thực hiện mối hàn là
T = 2x5,53 = 11,06(s)
V.Hàn chi tiết số 2 vào (6x2)
Theo bài ra thì kích thước của chi tiết số 2 là 480x380 không phù hợp cho
việc thực hiện mối hàn. Do khi đó khe hở giưa hai chi tiết trong mối hàn của
ta là
)(mma 5
2
4802500
=
−+
=
=>Không thực hiện được với K=6(mm)
Vì vậy em xin đề nghị được sửa lại kích thước là 488x380.
F1
F2
F3
Hàn sấp, kiểu chữ T, không vát mép hàn.
1>Đường kính que hàn
8
Độ dày mối hàn S=6(mm)
Độ dài mối hàn L=380(mm)
Đường kính que hàn
dq = K/2 + 2
Vì đây là mối hàn góc, hình chữ T nên ta lấy K=6(mm)(a=1mm)
=> dq=K/2 +2 =5(mm)
2>Cường độ dòng điện hàn
dq=5(mm)
)(
,

Ax
x
xJ
d
I
h
23512
4
25143
4
2
===
π
Tra bảng 5 ta được J=12.
Hàn chữ T nên ta tăng cường độ dòng điện hàn thêm 15%
h
I
= 235x1,15 = 270(A)
3>Điện áp hàn
h
U
= a + bx
hq
l
a=20(V); b =15,7(V/cm)
hq
l
= (0,5÷1,2)dq = 2,5 ÷ 6,0(mm)
hq
l

= 4(mm) = 0,4(cm)
=>
h
U
= 20 +15,7x0,4 = 26(V)
4>Số lớp hàn
Tính Fđ:
Fđ = F1 + F2 + F3
F1 = K
2
/2 = 36/2 = 18(mm
2
)
F2 = 2/3xbxc = 2/3x
2
x6x2 = 11,31(mm
2
)
F3 = 1/2xSxa = 0.5x6x1 = 3(mm
2
)
Fđ = 32,3((mm
2
)
Fl = 6xd = 6x5 = 30
Fn = 8 xd =40
n = 1+
Fn
FlFd −
=1

5>Tốc độ hàn
)/(,
,,,.
.
scm
xx
x
Fd
I
V
hd
h
300
3230873600
27010
3600
===
γ
α
Trong đó
α
d
là hệ số đắp;α
d
=10(g/A.h)
γ là khối lượng riêng của kim loại đắp.γ=7,8(g/cm
3
)
9
6>Thời gian hàn

T = tm + tp
tm là thời gian máy
tp là thời gian phụ
tm = L/V
h
= 380/3,0 = 127(s)
tp = tm/k
k=0,4 khi tổ chức sản xuất bình thường.
tp = 127/0,4 = 317(s)
T = 127 + 317 = 444(s) = 7,4(phút)
Tổng thời gian cho thực hiện cả mối hàn lắp chi tiết 2 vào (2x6)
∑
T
= 4x 7,4 = 29,6 (phút)
V.Hàn chi tiết số 5 vào (6x2)
Theo bài ra thì kích thước của chi tiết số 2 là 480x530 không phù hợp cho
việc thực hiện mối hàn. Do khi đó khe hở giưa hai chi tiết trong mối hàn của
ta là
)(mma 5
2
4802500
=
−+
=
=>Không thực hiện được với K=6(mm)
Vì vậy em xin đề nghị được sửa lại kích thước là 488x530.
F1
F2
F3
Hàn sấp, kiểu chữ T, không vát mép hàn, hàn hai phía.

1>Đường kính que hàn
Độ dày mối hàn S=6(mm)
Độ dài mối hàn L=530(mm)
Đường kính que hàn
dq = K/2 + 2
Vì đây là mối hàn góc, hình chữ T nên ta lấy K=6(mm)(a=1mm)
10
=> dq=K/2 +2 =5(mm)
2>Cường độ dòng điện hàn
dq=5(mm)
)(
,
Ax
x
xJ
d
I
h
23512
4
25143
4
2
===
π
Tra bảng 5 ta được J=12.
Hàn chữ T nên ta tăng cường độ dòng điện hàn thêm 15%
h
I
= 235x1,15 = 270(A)

3>Điện áp hàn
h
U
= a + bx
hq
l
a=20(V); b =15,7(V/cm)
hq
l
= (0,5÷1,2)dq = 2,5 ÷ 6,0(mm)
hq
l
= 4(mm) = 0,4(cm)
=>
h
U
= 20 +15,7x0,4 = 26(V)
4>Số lớp hàn
Tính Fđ:
Fđ = F1 + F2 + F3
F1 = K
2
/2 = 36/2 = 18(mm
2
)
F2 = 2/3xbxc = 2/3x
2
x6x2 = 11,31(mm
2
)

F3 = 1/2xSxa = 0.5x6x1 = 3(mm
2
)
Fđ = 32,3((mm
2
)
Fl = 6xd = 6x5 = 30
Fn = 8 xd =40
n = 1+
Fn
FlFd −
=1
5>Tốc độ hàn
)/(,
,,,.
.
scm
xx
x
Fd
I
V
hd
h
300
3230873600
27010
3600
===
γ

α
Trong đó
α
d
là hệ số đắp;α
d
=10(g/A.h)
γ là khối lượng riêng của kim loại đắp.γ=7,8(g/cm
3
)
6>Thời gian hàn
T = tm + tp
tm là thời gian máy
tp là thời gian phụ
tm = L/V
h
= 530/3,0 = 176(s)
tp = tm/k
k=0,4 khi tổ chức sản xuất bình thường.
tp = 176/0,4 = 440(s)
11
T = 176 + 440 = 616(s) = 10,3(phút)
Tổng thời gian cho thực hiện cả mối hàn lắp chi tiết 5 vào (2x6)
∑
T
= 4x 10,3 = 42,2 (phút)
VII.Hàn (3+4) vào (6x2)
F3
F1
F2

Hàn sấp, kiểu chữ T, không vát mép hàn, hàn một phía.
1>Đường kính que hàn
Độ dày mối hàn S=6(mm)
Độ dài mối hàn L=2x30 + 2x50 + 830 - 2x6 = 978(mm)
Đường kính que hàn
dq = K/2 + 2
Vì đây là mối hàn góc, hình chữ T nên ta lấy K=6(mm)(a=1mm)
=> dq=K/2 +2 =5(mm)
2>Cường độ dòng điện hàn
dq=5(mm)
)(
,
Ax
x
xJ
d
I
h
23512
4
25143
4
2
===
π
Tra bảng 5 ta được J=12.
Hàn chữ T nên ta tăng cường độ dòng điện hàn thêm 15%
h
I
= 235x1,15 = 270(A)

3>Điện áp hàn
h
U
= a + bx
hq
l
12
a=20(V); b =15,7(V/cm)
hq
l
= (0,5÷1,2)dq = 2,5 ÷ 6,0(mm)
hq
l
= 4(mm) = 0,4(cm)
=>
h
U
= 20 +15,7x0,4 = 26(V)
4>Số lớp hàn
Tính Fđ:
Fđ = F1 + F2 + F3
F1 = K
2
/2 = 36/2 = 18(mm
2
)
F2 = 2/3xbxc = 2/3x
2
x6x2 = 11,31(mm
2

)
F3 = Sxa = 6x1 = 6(mm
2
)
Fđ = 35,3((mm
2
)
Fl = 6xd = 6x5 = 30
Fn = 8 xd =40
n = 1+
Fn
FlFd −
=1
5>Tốc độ hàn
)/(,
,,,.
.
scm
xx
x
Fd
I
V
hd
h
270
3530873600
27010
3600
===

γ
α
Trong đó
α
d
là hệ số đắp;α
d
=10(g/A.h)
γ là khối lượng riêng của kim loại đắp.γ=7,8(g/cm
3
)
6>Thời gian hàn
T = tm + tp
tm là thời gian máy
tp là thời gian phụ
tm = L/V
h
= 978/2,7 = 362(s)
tp = tm/k
k=0,4 khi tổ chức sản xuất bình thường.
tp = 362/0,4 = 905(s)
T = 362 + 905 = 1267(s) = 21,1(phút)
Tổng thời gian cho thực hiện cả mối hàn lắp chi tiết (3+4) vào (2x6)
∑
T
= 2x 21,1 = 42,2 (phút)
13