đồ án chế tạo vỏ thùng chứa chất lỏng

Đồ án tốt nghiệp
8
GIẢI THÍCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ĐÃ SỬ DỤNG TRONG
ĐỒ ÁN
Bảng gải thích các cụm từ viết tắt trong đồ án
Viết tắt Ý nghĩa
CNHNC Công nghệ hàn nóng chảy
CLH Chất lượng hàn
pWPS Bản quy trình hàn sơ bộ
Bảng gải thích các ký hiện đã sử dụng trong đồ án
Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa
Ih [ A] Dòng điện hàn
Uh [ V] Điện thế hàn
d mm Đường kính dây hàn
LỜI NÓI ĐẦU
Dù ở bất kỳ quốc gia, vùng lãnh thổ nào thì sự phát triển của một đất nước luôn
gắn liền với thành tựu khoa học của đất nước đó. Nước ta cũng không nằm ngoài quy luật
đó. Mặc dù đất nước còn nhiều khó khăn nhưng Đảng, Nhà nước luôn xác định phát triển
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
1
Đồ án tốt nghiệp
khoa học công nghệ là mục tiêu hàng đầu. Điều này hoàn toàn đúng đắn vì khoa học kỹ
thuật có phát triển thì mới chế tạo ra nhiều máy móc phục vụ lợi ích con người. Máy móc
đã và đang có vai trò rất quan trọng trong đời sống con người. Nó có thể làm việc bền bỉ
và làm được những công việc nặng nhọc mà con người không thể thực hiện được. Để chế
tạo được nó có rất nhiều biện pháp như hàn, bulong, đinh tán trong đó hàn là nguyên
công không thể thiếu.
Để giúp sinh viên có đầy đủ kiến thức và ký năng cần thiết sau khi tốt nghiệp, đòi
hỏi sinh viên phải hoàn thành một số đồ án trong đó đồ án công nghệ hàn nóng chảy đặc

biệt quan trọng đối với sinh viên thuộc chuyên ngành hàn.
Sau một thời gian học tập nghiên cứu, mày mò cùng với sự giúp đỡ tận tình của
thầy giáo Nguyễn Quốc Mạnh, nhóm chúng em đá hoàn thành đồ án chế tạo vỏ thùng
chứa chất lỏng . Do thời gian hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em
mong thầy thông cảm và đóng góp ý kiến.
Em chân thành cám ơn!

 Theo yêu cầu thiết kế thì bồn có chiều cao L=7m,đường kính D=1,5m,chiều dầy
=10mm,hai đầu là bán cầu
Các bản vẽ lắp
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
2
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN VẬT LIỆU CƠ BẢN, LOẠI QUÁ TRÌNH
HÀN VÀ VẬT LIỆU HÀN
2.1. Phân tích,lựa chọn vật liệu cơ bản của các chi tiết hàn.
2.1.1. Phân tích, lựa chọn vật liệu cơ bản
Bồn được sử dụng để chứa khí hóa lỏng nên yêu cầu khi làm việc phải đảm bảo độ
kín cao nhất.
Chọn vật liệu làm bồn ngoài đảm bảo khả năng làm việc ta phải xét đến yếu tố
kinh tế, vì đối với thép hợp kim có giá thành đắt hơn nhiều so với thép cacbon thường,
công nghệ chế tạo phức tạp hơn, giá thành gia công đắt hơn nhiều, đòi hỏi tay nghề của
thợ hàn cao.
Bình chứa có dạng hình cầu nên chọn vật liệu có độ cứng hợp lý để khi uốn tròn
ống được thuận lợi.
Xét phần thân bình chứa khí
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền

Lê Văn Giang
3
2a
12000
Đồ án tốt nghiệp
Do phần bán cầu có kích thước lớn nên coi như bình chịu ứng suất như
hình vẽ:
Thân thùng chứa khí
Ta có: ρ
K
= ∞, ρ
V
= a. Theo phương trình Laplace ta có:
+ =
 σ
V
= (1)
Trong đó: - σ
K
: là ứng suất kinh tuyến.
- σ
V
: là ứng suất vĩ tuyến
- ρ
K
: là bán kính kinh tuyến.
- ρ
K
: là bán kính vĩ tuyến.
- 2a : là đường kính thành ống (a = 1250mm).

- δ: là chiều dày vật liệu (δ = 10mm).
- p: là áp suất trong thùng.
p = 15atm = 15.9,81.10
4
N/m
2
= 15.9,81.10
-2
N/mm
2
Thay vào công thức (1) ta được:
σ
V
= = = 153 N/mm
2

Phương trình cân bằng với một phần vỏ mỏng:
Pπa
2
= σ
K
.2πaδ
 σ
K
= = = 76,6 N/mm
2
Vậy ứng suất bình phải chịu là:
σ
K
= 76,6N/mm

2
.
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
4
Đồ án tốt nghiệp
σ
V
= 153 N/mm
2
.
Ta thấy ứng suất lớn nhất của chi tiết là: 184 (N/mm
2
). Để kết cấu làm
viêc an toàn ta nhân thêm hệ số an toàn:
σ
max
= 1,5.153 = 229,5 N/mm
2
Theo ASTM A 36/A 36M-03a ta chọn được thép (có hàm lượng các nguyên tố và
cơ tính gần giống CT38 theo TCVN 1765-75), thép này không chỉ đảm bảo khả năng làm
việc (vì đây là thép có hàm lượng cacbon thấp, tính hàn tốt,> σ
max
)nên sẽ đảm bảo chất
lượng mối hàn từ đó đảm bảo yêu cầu về độ kín cao,dễ uốn do hàm lượng C thấp tính dẻo
cao mà còn rất kinh tế được sử dụng nhiều trong chế tạo bồn bể hiện nay.
2.1.2. Thành phần hóa học của vật liệu cơ bản
3.1 B. Chemical Composition of Carbon steels for Structural Steel Plates:
Stadard

designation
Grade, class,
Type,
Symbol or
Name
UNS
Number
Section
Thickness
(mm)
Weight, %, Maximum, Unless Otherwise
Specified
C Mn Si P S
ASTM A
36/A 36M-
03a
K02595 ≤20 0,25 0,4 0,4 0,04 0.05
2.1.3. Cơ tính của vật liệu cơ bản
3.1A Mechanical Properties of Carbon Steel for Structural Steel Plates
Stadard
designation
Grade, class,
Type,
Symbol or
Name
UNS
Number Yield Strength
( N/mm
2
or Mpa)

Tensile Strength
( N/mm
2
or Mpa) Elongation (%)
ASTM A
36/A 36M-
03a
K02595 250 400-550 25
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
5
Đồ án tốt nghiệp
2.1.4. Các chú ý khi hàn chủng loại vật liệu đã chọn.
 Tính toán các thông số nhạy cảm với nứt nóng:
Thông số độ nhạy cảm với nứt nóng HCS dùng để đánh giá nứt nóng thiên tích ở
vùng ảnh hưởng nhiệt của thép các bon và thép hợp kim thấp. (theo [2]-Tr.54)
Dựa vào bảng thành phần hóa học ở phần trên ta có
HRC=1000.0,25. =22,1
Nhận thấy HCS lớn hơn 4 nên thép dễ bị nứt nóng
Để phòng chống nứt nóng, ngoài các biện pháp luyện kim như chọn thành phần
hoá học kim loại mối hàn và loại vật liệu hàn thích hợp, còn có thể dùng các biên pháp
kết cấu và chế độ hàn thuận lợi để tạo điều kiện kết tinh tốt nhất cho kim loại mối hàn.(ví
dụ chọn hệ số ngấu trong khoảng 1,3-2 khi hàn dưới lớp thuốc).
 Tính toán các thông số nhạy cảm với nứt nguội:
Có thể dùng thử mẫu hoặc tính toán để đánh giá mức độ nhạy cảm của thép với
nứt nguội. Cách đánh giá đơn giản nhất là thông qua đương lượng cacbon theo cách tính
của Viện Hàn Quốc tế IIW
+ Tính đương lượng cacbon tương đương (theo [2]-tr 59):
C

E
= C+ + =0.25+ + =0,395
C
E
= 0,395 < 0,45 nên thép không bị nứt nguội.
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
6
Đồ án tốt nghiệp
2.2. Phân tích, lựa chọn các loại quá trình hàn sẽ sử dụng để chế tạo kết cấu
2.2.1. Phân tích, lựa chọn các loại quá trình hàn sẽ sử dụng
Chất lượng của mối hàn rất quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc của bồn, quá
trình vận hành và tuổi thọ của bồn. Chất lượng của mối hàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong
đó loại quá trình hàn sẽ sử dụng đặc biệt quan trọng, lựa chọn quá trình hàn hợp lý không chỉ
đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật mà còn nâng cao hiệu quả kinh tế (giảm nguyên công tăng năng
suất ).
Theo TCVN 6008-1995 Thiết bị áp lực-Mối hàn-Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp
kiểm tra, tiêu chuẩn này cho phép sử dụng mọi phương pháp hàn như hàn dưới lớp thuốc,hàn
trong môi trường khí bảo vệ, àn hồ quang tay, hàn hơi để hàn các bộ phận chịu áp lực của
thiết bị chịu áp lực.
Với chiều dài 12m, đường kính 2,5 m nếu hàn hồ quang tay thì không đảm bảo năng
suất cũng như chất lượng. Trên thực tế hiện nay phương pháp hàn dưới lớp thuốc được ứng
dụng để hàn các kết cấu lớn và không quá phức tạp. Vậy ta chọn các phương pháp hàn sau:
• Phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc:
Hàn dưới lớp thuốc cho năng suất hàn cao do tốc độ đắp và tốc độ hàn cao(năng
suất cao hơn từ 5-10 lần hồ quang tay).
Chất lượng mối hàn cao, bề mặt trơn và đều, vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, dễ tự
động.
Hàn được ở tư thế hàn sấp, với các đường hàn thẳng và tròn quay.

các mối hàn ở thân (nối tôn, nối thân bồn theo đường sinh và nối thân bồn với chỏm
cầu) bồn áp lực thường đơn giản và dài nên ta chọn phương pháp hàn tự động dưới lớp
thuốc cho năng suất chất lượng cao.
• Các vị trí đấu nối ở cuối các đường hàn tự động dưới lớp thuốc, hàn ống dẫn ra hoặc hàn
sửa chữa ta dùng phương pháp hàn trong môi trường khí bảo vệ hoặc hàn que hàn hồ
quang tay.
2.2.2. Các thông số chế độ hàn chính của các quá trình hàn đã chọn
Các thông số cơ bản của hàn tự động và bán tự động ảnh hưởng chử yếu đến kích
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
7
Đồ án tốt nghiệp
thước cơ bản và hình dạng mối hàn là:
• Cường độ dòng điện hàn: I
h
• Điện áp hàn: U
h
• Tốc độ hàn: V
h
• Đường kính điện cực: d
2.2.3. Các thông số kỹ thuật bổ sung của các quá trình hàn đã chọn
Các thông số kỹ thuật bổ sung của các quá trình hàn bao gồm: Hệ số ngấu, năng
lượng đường, mật độ dòng điện trong điện cực, kích thước bép tiếp điện
2.2.4. Các kỹ thuật hàn của các quá trình hàn đã chọn
-Khi hàn tự động tấm phẳng, việc chuẩn bị mép hàn cần đơn giản nhất. Do đặc
điểm của quá trình hàn có thể hàn tự động không vát mép tới chiều dày 20mm.
-Khi mối hàn lồi quá mức do dòng điện hàn cao có thể tăng độ lớn khe đáy trong
khoảng từ 0-5 mm.
-Khi hàn tự động mối hàn vòng được thực hiện tương tự như mối hàn giáp mối tấm

phẳng, nhưng cần đảm bảo tuân thủ các nguyên tắc:
 Bố trí dây hàn ngoài tâm quay của chi tiết. Để hạn chế xỉ và kim loại nóng chảy tràn ra
ngoài thì phải có độ lệch tâm quay (nằm trong khoảng 50-100 mm) ngược với hướng
quay của vật hàn.
 Với liên kết hàn một lớp,đầu và cuối mối hàn phải giao nhau từ 35-40 mm
 Chú ý đoạn đầu và đoạn cuối đường hàn, khới động quá trình hàn khi vật hàn đứng
yên và kết thúc quá trình hàn bằng cách ngưng quay chi tiết rồi mới tắt hồ quang,
nhằm đảm bảo điền đầy vũng hàn.
 Kỹ thuật hàn hồ quang tay
Để chống ứng suất và biến dạng khi hàn ta có các cách hàn sau:
• Cách 1: Hàn từ giữa về hai phía:
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
8
Đồ án tốt nghiệp

• Cách 2: Hàn phân đoạn ngược theo hướng hàn chung

• Cách 3: Hàn từ giữa ra hai bên theo phương pháp hàn phân đoạn ngược (với
chiều dài l> 1000mm).
2.3. Phân tích, lựa chọn các loại vật liệu hàn sẽ sử dụng để chế tạo kết cấu
2.3.1. Phân tích, lựa chọn các vật liệu hàn sẽ sử dụng
Vật liệu hàn (bao gồm dây hàn và thuốc hàn với hàn tự động dưới lớp thuốc và
que hàn đối với hàn hồ quang tay), có ảnh hưởng quyết định đến tính chất kim loại mối
hàn.
Loại dây hàn ảnh hưởng đáng kể đến thành phần hóa học của kim loại mối hàn.
Thuốc hàn cũng ảnh hưởng đến thành phần hóa học của kim loại mối hàn tùy theo mức
độ tham gia của nó vào các quá trình luyện kim khi hàn.
Lựa chọn vật liệu hàn sao cho kim loại mối hàn có thành phần gần giống với kim

loại cơ bản. Sự đồng đều về độ bền của liên kết hàn thường được đảm bảo bằng cách kết
hợp một cách thích hợp thuốc hàn và dây hàn, chọn chế độ hàn và kỹ thuật hàn.
 Dây - thuốc cho hàn tự động
Theo tiêu chuẩn Mỹ:
AWS A5.17: F7A (P)4 -EL8, F7A(P)2 - EL8, F7A(P)4-EH14 (điện cự thép
cacbon và thuốc hàn).
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
9
Đồ án tốt nghiệp
AWS A5.23: F8A(P)4 -EA3 –G (điện cự thép hợp kim và thuốc hàn)
Theo tiêu chuẩn AWS A5.17EH14 ta chọn loại dây hàn EH14 với đặc điểm và
ứng dụng:
·EH -14 là loại dây hàn có hàm lượng Carbon, Silic thấp, hàm lượng Mangan cao,
tạp chất Lưu huỳnh, Photpho vô cùng nhỏ tạo ra mối hàn với nền kim loại tốt, có thể kết
hợp với nhiều loại thuốc hàn khác nhau tạo ra những mối hàn có chỉ tiêu cơ lý cao theo
mong muốn.
·EH -14 được chế tạo có độ chính xác cao, hướng dây đều, được bao phủ một lớp
đồng mạ tinh khiết kéo bóng, điều đó làm cho quá trình bảo quản và tiếp xúc điện khi hàn
rất ổn định.
·EH -14 được hàn theo công nghệ tự động hồ quang chìm dưới lớp thuốc bảo vệ
tạo ra mối hàn ổn định, đường hàn nhuyễn sáng. Tuỳ theo chủng loại thuốc mà tiêu biểu
là loại thuốc CM122 ( F7A4 ) mà chỉ tiêu cơ lý đạt được như bảng dưới đây.
EH -14 thích hợp sử dụng cho hàn các kết cấu thép Cácbon thấp và hợp kim trung
bình Mangan cao chịu va đập cao như: Bồn áp lực, đường ống, kết cấu thép chịu tải trọng
siêu nặng, cầu lớn, ô tô tải trọng nặng, tàu thuyền lớn có thể tới vùng bắc hoặc nam cực.
 Que hàn hồ quang.
Chọn que hàn cho quá trình hàn ống dẫn ra vào thân bình.Chọn que hàn E6013 theo
tiêu chuẩn AWS A5.1 (được trình bày ở phần 4.3.1).

2.3.2. Thành phần hóa học của các vật liệu hàn đã chọn.
Tiêu chuẩn Mỹ AWS A5.17 EH14
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
10
Đồ án tốt nghiệp
2.3.3. Chỉ tiêu cơ tính mối hàn theo điều kiện các điều kiện thuốc bảo vệ:
Cấp mối hàn Độ bền chảy
N/mm
2
Độ bền kéo
N/mm
2
Độ dãn dài
%
Đô dai va đập
( J )
EH14-CM122
( F7A4 )
380 ( min) 510 (min) 22 ( min ) 50 (min)/- 40
O
C
2.3.4. Các chỉ dẫn và khuyến cáo của Nhà sản xuất vật liệu hàn đã chọn
Chuẩn bị đầy đủ các yếu tố an toàn lao động trước khi hàn. Nguồn điện hàn ổn
định.
Tẩy sạch các chất bẩn như dầu, gỉ sét trên bề mặt vật hàn, quét sạch vùng hàn để
tránh lẫn tạp chất dị vật vào thuốc hàn. Vát mép tạo khe hở hàn đầy đủ, tiến hành các
bước hàn theo đúng quy phạm.
Vệ sinh bép hàn, ống dẫn dây, điều chỉnh các cơ cấu dẫn hướng dây hợp lý cho

dây hàn được nạp dẫn ổn định. Hệ thống dẫn hướng hàn chắc chắn, không để dây hàn bị
rối, bị gấp khúc biến dạng.
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
11
Trade
mark
\Compo
sition
Welding wire chemical Composition (%)
C Mn Si P
S
Mo Ni Cu Cr
H08A (EH14)
≤ 0,10 0.30-0.55 ≤0.03 ≤0.030 ≤0.030

≤0.3 ≤0.2 ≤0.2
Symbol
Chemical Composition (%)
SiO
2
+ TiO
2
Cao +MgO Al
2
O
3
+ MnO CaF
2

Basicity
CM122
15÷25 20÷ 30 20÷ 30 20÷ 25
2
Đồ án tốt nghiệp
Bảo quản dây hàn nơi khô ráo, bao gói kín tránh bụi, ẩm ướt, tránh tiếp xúc vào bề
mặt dây hàn, sấy thuốc hàn trên 200
O
C trong vòng 40 ~ 60 phút trước khi hàn.
Lựa chọn dòng hàn, tốc độ hàn hợp lý, luôn duy trì lượng thuốc bảo vệ đúng
chủng loại theo hướng dẫn để có thể có được mối hàn ngấu sâu, khả năng làm việc cao.
CHƯƠNG 3: CHẾ TẠO PHÔI HÀN
3.1. Khai triển phôi hàn
3.1.1. Xác định hình dáng, kích thước của các chi tiết hàn
Qua phần tổng quan về sản phẩm chế tạo đã phân tích về sản phẩm. Từ đó ta vẽ
được bản vẽ tách các chi tiết hàn.
- Thân bình: do đặc điểm của sản phẩm là dạng hình trụ và kích thước đường kính
lớn nên không có các ống dạng tiêu chuẩn để chọn, mà phải tự chế tạo bằng phương pháp
hàn. Để tạo được thân bình thì lấy từ phôi tấm cắt theo kích thước đã tính toán sẵn. Sau
đó đưa lên máy lốc để lốc thành hình ống, tiếp theo là vát mép để hàn.
- Nắp bình: nắp bình cũng chế tạo từ phôi tấm qua quá trình dập tấm. Dùng các
loại máy vê thuỷ lực ( sử dụng phương pháp miết ) để chế tạo ra nắp trên và nắp dưới
của bình.
Ta có bảng thống kê các chi tiết cho sản phẩm hoàn chỉnh:
TT Tên chi tiết hàn Số lượng Loại phôi sẽ chọn
1 Thân bình 3 Phôi tấm, chiều dày 12 mm
2 Bán cầu 1 1 Phôi tấm, chiều dày 12 mm
3 Bán cầu 2 1 Phôi tấm, chiều dày 12 mm
4 Ống dẫn ra 3 Thép định hình
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh

SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
12
Đồ án tốt nghiệp
3.1.2. Khai triển phôi cho các chi tiết hàn
Trong sản phẩm có các chi tiết được chế tạo từ phôi tấm là: nắp, thân bình nên ta
sẽ khai triển các chi tiết đó thành dạng tấm phẳng.
Lựa chọn phương pháp khai triển phôi theo phương pháp diện tích: diện tích của
phôi bằng diện tích của chi tiết. Thân có dạng hình tròn xoay với chiều dày 12mm nên
phôi khai triển sẽ là hình chữ nhật. Ta tính toán chiều dài phôi thép đường kính trung
bình.
*Khai triển thân bình:
Do thân bình có dạng hình trụ tròn xoay được lốc tròn . Có kích thước như hình vẽ
:
Do thân bình được ghép được chế tạo từ 3 chi tiết giống nhau có dạng hình trụ
tròn xoay nên ta chỉ cần xét 1 chi tiết
Vậy sau khi khai triển hình chữ nhật có 1 chiều là
L
1
= π.D = π.2500 = 7850
±0,5
mm
Chiều còn lại là L
2
= 3000 mm
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
13
Đồ án tốt nghiệp

*Khai triển nắp bình
Nắp bình có dạng hình cầu, có hình kích thước như hình vẽ :
Áp dụng công thức 24 trang 138 sách Công nghệ dập nguội ta có
D
phôi
=1,41 +d
dư
= 1,41. + 3 =3702 mm
D
phôi
= 3702
±0,5
mm
Trong đó h = 150 mm
Diện tích trung bình chi tiết khai triển là F
TB
= .π = 10758271mm
2
* Khai triển đáy bình
Đáy bình có hình dạng và kích thước tương tự nắp bình.
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
14
Đồ án tốt nghiệp
*Khai triển ống dẫn ra:
- Ống dẫn ra lắp vào thân:
Với kích thước ống dẫn ra như hình vẽ, hai ống có đường kính khác nhau; ta sử
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền

Lê Văn Giang
15
Đồ án tốt nghiệp
dụng phần mềm solidshape để khai triển hình gò đạt được độ chính xác khá cao:
1412
300
300
305
305
315
320
315
305
300
305
315
320
315
450
300
- Ống dẫn ra lắp vào bán cầu: kích thước ống dẫn ra như hình vẽ
3.2. Lựa chọn phôi. Kiểm tra và nắn phôi cắt
3.2.1. Lựa chọn phôi nhập
Hiện nay trên thị trường có nhiều loại thép tấm với kích thước khác nhau : Thép
tấm SS400 8,0 x 1500 x 6000mm, 10 x 1500 x 6000mm, 12 x 2000 x 6000mm, 14 x
1500 x 6000mm Do hình dạng kích thước của các chi tiết là khá lớn, kích thước được
tính toán lớn hơn kích thước thép tấm trên thị trường nên phôi cần được chế tạo và đặt
chế tạo tại các nhà máy chế tạo thép tấm dựa theo các kích thước đã tính toán ở mục
3.1.2. Dựa vào kích thước phôi đã khai triển và yêu cầu về kích thước phôi ta lựa chọn
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh

SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
16
Đồ án tốt nghiệp
các loại cơ bản như sau :
 Phôi thép chế tạo thân bình : Thép ASTM A 36/A 36M-03a -12x3000x8000mm.
 Phôi chế tạo nắp bình và đáy bình : Thép ASTM A 36/A 36M-03a - 12xR1851mm
3.2.2. Yêu cầu về chất lượng và phương pháp kiểm tra phôi nhập
Để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, trước khi đưa vào chế tạo chi tiết cần kiểm tra
phôi nhập về độ phẳng, độ thẳng tuỳ theo yêu cầu của chi tiết cần chế tạo. Đối với kết cấu
bình không yêu cầu cao về độ phẳng cao mà chủ yếu về kích thước nên cần kiểm tra độ
thẳng chi tiết.
Để kiểm tra chất lượng phôi nhập chủ yếu sử dụng phương pháp kiểm tra siêu âm.
Phương pháp kiểm tra không phá huỷ này hiện nay được sử dụng khá phổ biến. Phương
pháp kiểm tra siêu âm sử dụng chùm sóng âm có tần số trên ngưỡng con người nghe
được (siêu âm) đập vào vùng cần kiểm tra. Nếu không có khuyết tật, chùm siêu âm sẽ đi
thẳng, còn nếu gặp khuyết tật, chùm siêu âm sẽ phản xạ trở lại. Thiết bị siêu âm có thể
giúp ta thấy được sóng âm phản hồi và từ đó có thể biết được khuyết tật năm ở đâu trong
vật kiểm tra. Dựa vào mức độ mạnh yếu của chùm âm vọng, ta cũng có thể đánh giá được
kích thước của khuyết tật. Phương pháp siêu âm là một trong 5 phương pháp được ứng
dụng rộng rãi để đo chiều dày vật liệu, đánh giá ăn mòn, phát hiện tách lớp và phát hiện
khuyết tật trong mối hàn và các kết cấu kim loại và compoosite. Do phôi chế tạo có kích
thước lớn nên các đầu dò của máy được lắp trên các hệ thộng gá có thể gá được nhiều
đầu rò với phạm vi rộng. Ưu điểm nổi bật của phương pháp là nhanh, chính xác, thiết bị
tương đối rẻ, và có thể cho ta biết cả chiều sâu của khuyết tật. Tuy nhiên, phương pháp
cũng có nhiều hạn chế như bỏ sót nhiều khuyết tật có mặt phẳng định hướng xong xong
với chùm siêu âm, kết quả kiểm tra phụ thuộc rất nhiều vào kỹ năng của kỹ thuật viên và
số liệu không lưu trữ, kiểm chứng được.
3.2.3. Nắn phôi trước khi cắt
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh

SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
17
Đồ án tốt nghiệp
Trong chế tạo phôi thép có kích thước và quá trình vận chuyển phôi thép có hiện
tượng cong vênh do trọng lượng phôi thép lớn, điều kiện vận chuyển không thuận lợi vì
thế cần có các phương pháp để nắn phôi đảm bảo yêu cầu về hình dạng, kích thước yêu
cầu. Nguyên công chuẩn bị đối với những phôi dài, phôi cuộn có dạng tròn xoay, dạng
băng hoặc định hình trước khi đưa vào gia công cắt gọt, hoặc những phôi sau khi đã gia
công phá, những nửa thành phẩm sau khi nhiệt luyện chuẩn bị đưa vào gia công tinh
nhằm mục đích giảm độ cong trục, làm cho lượng dư gia công đồng đều, từ đó giảm sai
số in dập khi gia công, đảm bảo đẩy phôi dễ, kẹp chặt tốt.
Đối với phôi bằng thép thanh có thể nắn thẳng ở trạng thái nguội bằng nhiều
phương pháp khác nhau (bằng búa tay, trên máy ép trục vít, máy ép thuỷ lực, máy nắn
thẳng chuyên dùng, vv.). Những phôi rèn dập có đường kính và chiều dài lớn thường
được nắn thẳng ở trạng thái đã nung nóng trên máy búa. Độ chính xác và năng suất nắn
thẳng phụ thuộc vào phương pháp thực hiện. Nếu nắn thẳng trên máy chuyên dùng, độ
thẳng đạt từ 0,1 - 0,2/m chiều dài, năng suất đạt 0,8 - 1,6 m chiều dài/phút.
Nắn phẳng phôi đối với các phôi có kích thước lớn ta có thể sử dụng các loại máy
nắn phôi chuyên dùng để đảm bảo độ phẳng đồng đều.

Máy nắn phôi chuyên dùng
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
18
Đồ án tốt nghiệp
3.3. Lấy dấu và đánh dấu phôi
3.3.1. Lấy dấu và vạch dấu trên tấm phôi để cắt
Dụng cụ lấy dấu và vạch dấu phôi gồm có : thước lá, compa, vạch dấu, thước

dây Lấy dấu phải đảm bảo độ chính xác để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cắt.
Chi tiết có chiều dày S = 12mm nên khi hàn cần vát mép hai bên. Khi lấy dấu cần tính
đến lượng dư gia công bằng bề rộng nét cắt trừ đi khe hở ( chọn khe hở 2mm và bề rộng
vết cắt là 3mm) ta có kích thước vạch dấu :
*Thân bình :
Chiều dài : π.D +( 3 – 2) = π.2500 + (3 – 2) = 7851
±0.5
mm
Chiều rộng : 3000 +(3 – 2) = 3001
±0.5
mm
Sau khi lấy dấu và vạch dấu ta tiến hành kiểm tra , làm sạch phôi trước khi cắt.
*Nắp bình
Lấy dấu và vạch dấu với phôi tấm có đường kính 3702 mm bằng compa và vạch
dấu. Ta xác định tâm điểm O phôi qua giao điểm của 2 đường kính phôi, sử dụng mũi đột
để đánh dấu tâm O. Sau khi xác định được tâm O ta dùng compa và vạch dấu xác định
đường tròn tâm O ( O; 1817) như hình vẽ
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
19
Đồ án tốt nghiệp

*Đáy bình
Lấy dấu và vạch dấu tương tự như nắp bình. Xác định vị trị và bán kính lỗ trên
nắp bình như hình vẽ :

3.3.2. Đánh mã số cho các miếng phôi/chi tiết hàn
Để thuận lợi cho việc chế tạo kết cấu ta có để đánh mã số cho các chi tiết phôi :
TT Tên chi tiết Mã số Ghi chú

1 Thân bình
T.CT01
T.CT02
T.CT03
T.CT04
Thân.Chi tiết số1
Thân.Chi tiết số2
Thân.Chi tiết số3
Thân.Chi tiết số4
2 Bán cầu 1 BC01
3 Bán cầu 2 BC02
4 ống dẫn ra CT01;CT02;CT03
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
20
Đồ án tốt nghiệp
3.4. Cắt phôi .
3.4.1. Phân tích, lựa chọn phương pháp cắt phôi
Việc chuẩn bị trước khi cắt có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng và năng
suất cắt. Khi cắt bằng máy cắt khí O
2
– C
2
H
2
phải đảm bảo sạch không gỉ, không
lẫn dầu mỡ. Trước khi cắt cần tấy gỉ bằng ngọn lửa khí mạnh . Đối với thép có
dạng tấm chiều dày lớn (12x2000x8000) ta có thể sử dụng cắt bằng khí có hệ
điều khiển CNC. Khi cắt bằng máy cắt khí O

2
– C
2
H
2
phải đảm bảo sạch không
gỉ, không lẫn dầu mỡ.
Đối với các chi tiết có dạng tấm tròn ta sử dụng cắt khí bán tự động có
đường ray dần có quỹ đạo trọn tương ứng với bán kính quỹ đạo phôi cần chế tạo.
Quá trình cắt phôi cần được kiểm tra và giám sát để đảm bảo kích thước theo yêu
cầu và điều chỉnh các thông số cắt sao cho phù hợp để đảm bảo chất lượng mép
cắt,năng suất cắt cao.
3.4.2. Xác định các thông số chế độ cắt phôi
Thông số chế độ cắt có ảnh hưởng đến chất lượng và năng suất cắt vì thế cần được lựa
chọn phù hợp với thép có chiều dày S = 12 mm ta có :
Khoảng cách giữa đầu mở cắt và bề rộng vật cần cắt, trang 134 sách Cẩm nang hàn có
Khoảng cách (mm) 3-4
Chiều dày tấm cắt (mm) 12-25
Chế độ cắt theo bảng 57.tr 137 sách Sổ tay Công nghệ hàn nóng chảy
Chiều dày tấm cắt (mm) 12
Áp suất O
2
(Kg/cm
2
) 3,5
Cỡ đầu ngoài 1
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
21

Đồ án tốt nghiệp
Cỡ đầu trong 2
Tốc độ cắt (mm/p) 440-450
Chiều rộng cắt (mm) 3,5

Sau khi cắt ta tiến hành gia công để đạt được kich thước như bản vẽ.
3.4.3. Lựa chọn máy (thiết bị) cắt phôi phù hợp
Đối với phôi có chiều dày và kích thước lớn ta có thể sử dụng các thiết bị
cắt khí tự động hoặc bán tự động. Hiện nay có nhiều thiết bị cắt khí tự động sử
dụng hệ thống điều khiển CNC đảm bảo chất lượng mép cắt và năng suất cắt cao.
Đối với phôi thép dạng tấm 12x2000x8000m ta sử dụng máy cắt khí tự động có hệ
điều khiển CNC, khí cắt là khí O
2
– C
2
H
2
.Khi hình dạng và chiều dài cắt của sản
phẩm đã được lập trình trong máy CNC, thép được gắn trên giá cố định song giàn máy di
chuyển dọc trên hệ thống băng tải. Đối với phôi thép dạng tấm tròn ta sử dụng máy cắt
khí bán tự động sử dụng các đường ray có quỹ đạo tròn có các thông số chế độ cắt đã
chọn.
3.5. Tạo hình phôi
3.5.1. Phân tích, lựa chọn phương pháp tạo hình phôi
* Thân bình : thân bình có dạng hình trụ tròn xoay gồm 3 chi tiết, các chi tiết được lốc
tròn và được ghép với nhau bằng hàn giáp mối. Các chi tiết có kích thước và yêu cầu như nhau
nên có cùng chế độ và thông số. Do kích thước các chi tiết lớn nên sử dụng máy lốc tôn tấm cỡ
lớn.
* Nắp bình và đáy bình : chi tiết có dạng hình bán cầu, phôi có dạng tròn. Do đường kính
của bán cầu khá lớn ( 2500mm) chi tiết được chế tạo bằng phương pháp miết ( lăn miết ). Công

nghệ miết ép rất phù hợp với sản xuất các chi tiết vỏ. Thiết bị đơn giản, lực biến dạng
không lớn. Nguyên tắc cơ bản là tạo hình tròn xoay bằng phương pháp chép hình.Công
nghệ miết ép biến dạng tạo hình cho phép vừa tạo được các hình dáng kích thước khác
nhau, vừa không biến mỏng thành, tạo nên sự hoá bền biến dạng. Mặt khác, miết làm
thay đổi tổ chức kim loại, nhất là làm thay đổi chiều thớ kim loại, hiệu quả làm tăng tính
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
22
ỏn tt nghip
nng c hc theo hng kớnh. Kt qu cú th lm tng kh nng chu ng sut hng
kớnh ca bỡnh ng.
3.5.2. La chn mỏy (thit b) to hỡnh phụi phự hp
Do kớch thc phụi ch to ln, phụi ch to m bo ng gia cỏc chi tit nờn s
dng cỏc thit b chuyờn dựng ch to. Cỏc thit b s dng l cỏc thit b chuyờn dựng c ln
phự hp vi kớch thc phụi nhp v.
* Chn thit b ch to thõn bỡnh :
+ Lốc tròn :
- Sau khi cắt xong tiến hành làm sạch mép cắt và kiểm tra xem đúng
kích thớc.
- Chọn loại máy lốc :
Trên thị trờng có nhiều loại máy lốc, ví dụ nh máy lốc 3 trục, 4 trục và
công suất khác nhau. Với yêu cầu của bài toán này thì ta có thể chọn máy lốc
tôn thủy lực 3 trục kiểu W11 12x2000, có thông số nh sau :
-Công suất động cơ 45 kw
-Chiều dài của trụ là 3200mm.
-Đờng kính trụ lc trờn l : 500mm
-Đờng kính trụ lc di l : 400mm
1
2

3

* Chn thit b ch to np v ỏy bỡnh
GVHD : Nguyn Quc Mnh
SVTH : V Vn Hin
Lờ Vn Giang
23
Đồ án tốt nghiệp
Do yêu cầu chế tạo bằng phương pháp lăn miết ta cần lựa chọn thiết bị lăn miết
phù hợp với yêu cầu kỹ thuật. Trên thị trường có nhiều loại máy sử dụng phương pháp
lăn miết. Máy vê chỏm cầu là thiết bị được dùng phổ biến sử dụng phương pháp lăn miết.
Thiết bị cho phép chế tạo kết cầu dạng chỏm cầu có đường vê: 1m- 12m,
độ dầy tôn : 6mm- 100mm.
3.6. Tạo mép hàn (vát mép hàn).
3.6.1. Yêu cầu về hình dáng, kích thước và chất lượng mép hàn của các mối
Yêu cầu hình dáng, kích thước và chất lượng mép hàn:
 Đảm bảo hình dáng yêu cầu
 Kích thước góc vát ,kích thước phần không vát phải đảm bảo trong phạm vi dung sai
cho phép.
 Yêu cầu mép hàn phải nhẵn,sáng bóng và không có các bavia sót lại trong quá trình
cắt.
 Mép hàn phải sạch (làm sạch ít nhất khoảng 30mm về mỗi phía)
3.6.2. Lựa chọn phương pháp và thiết bị tạo mép hàn
Với phôi tấm và phôi thép ống ta có thể sử dụng phương pháp cắt bằng khí để tạo mép
hàn. Trong sản xuất hiện nay trong các nhà máy phương pháp cắt bằng khí là phương pháp
phổ biến, nó không chỉ đảm bảo về hình dáng kích thước chất lượng mép cắt mà còn đảm bảo
tính kinh tế do dây là phương pháp tạo mép hàn rất nhanh.
Sử dụng thiết bị cắt khí bằng tay,bán tự động hoặc máy cắt khí tự động điều khiển
bằng CNC cho độ chính xác cao
3.6.3. Cắt/sửa lại phôi/mép hàn sau khi tạo hình

Sau khi tạo hình phải tiến hành kiểm tra:
 Nếu còn các bavia, các oxit sinh ra trong quá trình cắt, tạo hình bám trên phôi,
mép hàn thì sử dụng bàn chải sắt, máy mài để làm sạch
 Khi kiểm tra kích thước phôi nếu không đăm bảo kích thước trong phạm vi dung
sai cho phép thì phải tiến hành sửa chữa( hàn lại khi thiếu hụt kích thước sau đó
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
24
Đồ án tốt nghiệp
tiến hành kiểm tra, cắt bớt phôi khi thừa)
 Nếu biến dạng lớn thì phải nắn lại bằng búa hoặc thiết bị nắn chuyên dùng.
CHƯƠNG 4: GÁ LẮP VÀ HÀN ĐÍNH KẾT CẤU HÀN
4.1. Phân tích, lựa chọn/thiết kế mới đồ gá hàn
4.1.1. Lựa chọn/thiết kế mới đồ gá hàn
Khi chế tạo đồ gá để hàn kết cấu ta cần phải chú ý:
- Đảm bảo lắp ghép được dễ dàng, nhanh và chính xác.
- Trình tự lắp ghép thuận lợi.
- Đảm bảo độ bền, độ cứng vững trong quá trình hàn và hạn chế tối đa sự biến dạng.
- Thao tác dễ dàng, dễ kiểm tra các chi tiết khi lắp ghép.
- Đảm bảo an toàn trong quá trình làm việc.
- Thiết kế đồ gá đảm bảo tính kinh tế và thẩm mỹ.
Do đặc điểm kết cấu có kích thước lớn, nên ta phải có đồ gá chuyên dùng và đảm bảo
chính xác. Trên thị trường hiện nay có rất nhiều đồ gá hàn ống kích thước lớn, ta căn cứ vào
trọng lượng của miếng phôi lớn nhất làm căn cứ để chọn đồ gá.
Khối lượng của tấm thép có kích thước là 7850x3000x12 là:
m= V.D=7850. 3000. 12.7,85.10
-6
=2218,4 kg
Vậy ta nên chọn loại có thể chịu trọng tải lớn hơn 2218,4 Kg

GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
25