Đồ án công nghệ hàn nóng chảy chế tạo vỏ thùng chứa chất lỏng

Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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
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
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
1
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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!

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM
1. Giới thiệu
Trong công nghiệp hiện nay như hóa chất, dầu mỏ , tất cả các hoạt động sản xuất,
buôn bán, tồn trữ đều liên quan đến khâu bồn bể chứa.
Bồn, bể chứa tiếp nhận nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất và tồn chữ sau sản
xuất.
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
2
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
Bồn chứa có vai trò rất quan trọng, nó có nhiệm vụ: Tồn trữ nhiên liệu và sản
phẩm, giúp ta nhận biết được số lượng tồn trữ. Tại đây các hoạt động kiểm tra chất lượng,
số lượng, phân tích các chỉ tiêu trước khi sản xuất hàng đều được thực hiện.
Ngoài ra nó còn được hỗ trợ bởi các hệ thống thiết bị phụ trợ: Van thở, nền móng,
thiết bị chống tĩnh điện, mái che
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
3
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
2. Phân loại bồn chứa
2.1. Phân loại theo chiều cao xây dựng
Bể ngầm: Được đặt bên dưới mặt đất, thường sử dụng trong các cửa hàng bán lẻ.

Bể nổi: Được xây dựng trên mặt đất,được sử dụng ở các kho lớn.
Bể nửa ngầm: Loại bể có ½ chiều cao bể nhô lên mặt đất, hưng hiện nay còn rất ít.
Bể ngoài khơi : (sử dụng trong ngành dầu khí): Được thiết kế nồi trên mặt nước,
có thể di chuyển từ nơi này đến nơi khác một cách dễ dàng.
So sánh hai loại bể ngầm và bể nổi:
Bể ngầm Bể nổi
-An toàn cao: Đây là lý do chính vì bảo
đảm phòng cháy tốt và nếu có rò rỉ thì dầu
cũng không lan ra xung quanh.
-Ít bay hơi: Do không có gió, ít trao đổi
nhiệt với môi trường bên ngoài
-Tạo mặt bằng thoáng
-Chi phí xây dựng thấp
-Bảo dưỡng thuận tiện:dễ dàng súc rửa,sơn
và sửa chữa bể.
-Dễ dàng phát hiện vị trí rò rỉ xăng dầu ra
bên ngoài
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
4
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
2.2. Phân loại theo áp suất
Bể cao áp: Áp suất chịu đựng trong bể lớn hơn 200mmHg.
Bể áp lực trung bình: Áp suất từ 20 dến 200mmHg thường dùng bể KO, DO
Bể áp thường: Áp suất nhỏ hơn 20mmHg thường dùng là bể dầu nhờn, FO, bể mái
phao.
2.3. Phân loại theo vật liệu xây dựng
Bể kim loại: Làm bằng thép, áp dụng cho hầu hết các bể lớn hiện nay.
Bể phi kim: Làm bằng vật liệu như: Gỗ, composite, nhưng chỉ áp dụng cho các bể

nhỏ.
2.4. Phân loại theo hình dạng
Bể trụ đứng: Thường sử dụng cho các kho lớn.
Bể hình trụ nằm: Thường chôn xuống đất trong cửa hàng bán lẻ hoặc để nổi trong
một số kho lớn.
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
5
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
Bể hình cầu,hình giọt nước: Hiện nay sử dụng ít.
3. Thiết kế bồn chứa.
Bồn chứa dùng để chứa các sản phẩm nhiên liệu như: Xăng, khí, hóa chất chúng
có khả năng sinh ra cháy nổ cao, mức độ độc hại nhiều nên đòi hỏi việc thiết kế cũng như
tính toán phải hết sức cẩn thận. Các hệ thống phụ trợ kèm theo phải được bố trí cẩn thận,
tính toán tỉ mỉ nhất là hệ thống phòng cháy chữa cháy, bố trí mặt bằng nhằm hạn chế tối
thiểu khả năng xảy ra cháy nổ cũng như khắc phục khi xảy ra sự cố.
Tuy nhiên việc tính toán cơ khí cho bồn cao áp là quan trọng nhất vì khi xảy ra sự
cố thì việc khắc phục chỉ mang tính chất hình thức, thiệt hại gây ra cho sự cố là khó
lường.
 Theo yêu cầu thiết kế thì bồn có chiều dài L=12m,đường kính D=2,5m,chiều dầy
=12mm,hai đầu là bán cầu
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
6
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
Các bản vẽ lắp
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 : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
7
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
Do phần bán cầu có kích thước lớn nên coi như bình chịu ứng suất như
hình vẽ:
2a
12000
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 = 12mm).
- 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:

GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
8
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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
.
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
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
9
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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
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)

VMoCrMn
NiSi
PS
CHCS
+++
+++
=
.3
10025
1000
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:
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
10
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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.
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:
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
11
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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
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
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
12
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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:

• 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).
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
13
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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).
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.
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
14
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
·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
Welding wire chemical Composition (%)
Mn Si P
S
Mo Ni Cu
0.30-0.55 ≤0.03 ≤0.030 ≤0.030

≤0.3 ≤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
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
15
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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.
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.
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
16
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
- 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
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
:
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
17
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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
*Khai triển nắp bình
Nắp bình có dạng hình cầu, có hình kích thước như hình vẽ :
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
18
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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 : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
19
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
*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 : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
20
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
dụng phần mềm solidshape để khai triển hình gò đạt được độ chính xác khá cao:

- 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 : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
21
1412
300
300
305
305
315
320
315
305
300
305
315
320
315
450
300
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy

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
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
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái

22
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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
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
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
23
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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 : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
24
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy

*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
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
25