Thiết kế quy trình công nghệ hàn để chế tạo kết cấu bình chứa khí ôxy ( thuyết minh + bản vẽ cad)

LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ hàn là một trong những công nghệ gia công kim loại được ứng dụng
rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất và xây dựng như: Chế tạo máy, xây lắp công
trình, giao thông vận tải, hóa chất
Ngày nay, con người đang chứng kiến sự phát triển như vũ bão của khoa học
công nghệ. Ngày hôm qua, một công nghệ còn là mới mẻ, tiên tiến thì ngày hôm nay
đây đã có cái mới mẻ hơn, hiện đại hơn và lợi hại hơn. Tuy vậy, những kiến thức cơ
bản, có tính nguyên lý để tạo ra công nghệ sẽ không bao giờ lỗi thời mà nó là nền
móng cho những nghiên cứu, những hiểu biết, những khám phá phát triển công nghệ
mới. Chính vì vậy, là một sinh viên chuyên ngành cơ khí chế tạo máy, sau khi đã
được học môn học “ Máy và công nghệ hàn “ thì bước vào tiến hành làm “ Đồ án
công nghệ hàn” là việc rất quan trọng và cần thiết để từ đó sinh viên có cơ hội vận
dụng kiến thức đã học nhằm giải quyết các vấn đề trong thực tế sản xuất, thiết kế ra
các phương án công nghệ hợp lý, làm thỏa mãn ở chừng mực nào đó yếu tố kinh tế,
yếu tố kỹ thuật…
Với đề tài : “Thiết kế quy trình công nghệ hàn để chế tạo kết cấu bình chứa khí
ôxy “, nhóm sinh viên chúng em thấy còn có nhiều điều mới mẻ, bỡ ngỡ và có phần
lúng túng. Tuy vậy, nhờ có sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS Đào Quang
Kế, chúng em tự tin hơn, cơ hội hoàn thành đồ án của mình được tốt hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Công nghệ cơ khí -
Khoa Cơ điện - Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, đặc biệt là thầy giáo PGS.TS
Đào Quang Kế đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để sinh viên hoàn thành tốt nhiệm
vụ của mình.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !
Nhóm Sinh viên
Lê Văn Luân
Nguyễn Thị Thu Trang
Nghiêm Văn Huy
1
CHƯƠNG I – TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM CHẾ TẠO
1.1- Khái quát về công nghệ hàn

1.1.1- Một số khái niệm cơ bản
- Hàn là quá trình nối tạo ra sự liên kết vật liệu của các chi tiết bằng cách nung chỗ
nối tới nhiệt độ hàn, có sử dụng áp lực hoặc chỉ thông qua sử dụng áp lực, có sử dụng
hoặc không sử dụng kim loại phụ. Hàn được sử dụng để tạo ra các mối hàn.
- Mối hàn là sự liên kết mang tính cục bộ của các kim loại( hoặc phi kim loại) được
tạo ra bằng cách nung chúng tới nhiệt độ hàn, có sử dụng áp lực hoặc chỉ thông qua
sử dụng áp lực, có sử dụng hoặc không sử dụng kim loại phụ.
- Sự liên kết là sự hợp nhất của các vật liệu tại chỗ hàn
- Vật hàn là tổ hợp các bộ phận cấu thành được nối với nhau bằng hàn
- Liên kết là chỗ nối của các phần tử kim loại bao gồm mối hàn và vùng ảnh hưởng
nhiệt.
- Kim loại phụ là kim loại hoặc hợp kim được bổ sung vào mối hàn để tạo ra liên kết
hàn.
- Kim loại cơ bản là kim loại hoặc hợp kim của các phần tử được hàn.
- Kim loại mối hàn là toàn bộ phần kim loại cơ bản và kim loại phụ đã được nung
chảy ( hoăch đã được chuyển sang trạng thái dẻo ) trong quá trình hàn và được giữ lại
trong mối hàn.
- Qúa trình hàn là một nhóm các nguyên lý hoạt động cơ bản ( luyện kim, điện, vật
lý…) được sử dụng khi hàn nhằm tạo ra sự liên kết chi tiết hàn.
1.1.2- Phân loại các qúa trình hàn điện nóng chảy
Qúa trình hàn phân loại theo 6 cách sau:
- Phân loại theo theo đặc trưng nguồn điện hàn
Theo nguồn điện hàn có thể chia hàn điện nóng chảy thành: Hàn hồ quang, hàn điện
xỉ, hàn tia điện tử và hàn tia laser.
- Phân loại theo mức độ điều khiển quá trình hàn
Gồm : Hàn tay, hàn bán tự động, hàn cơ giới, hàn tự động, hàn bằng robot, hàn có
điều khiển thích nghi.
2
- Phân loại theo dòng điện hàn gồm: Dòng điện hàn một chiều cực thuận, dòng một
chiều cực nghịch và dòng xoay chiều.

- Phân loại theo loại hồ quang : Dùng hồ quang trực tiếp, hồ quang gián tiếp, trong
đó hồ quang trực tiếp được sử dụng phổ biến và hiệu quả kinh tế cao.
- Phân loại theo tính chất điện cực: Hàn bằng điện cực nóng chảy và điện cực không
nóng chảy.
- Phân loại theo môi trường bảo vệ vùng hàn: Hàn không có bảo vệ, hàn trong môi
trường bảo vệ của xỉ, hàn trong môi trường bảo vệ của khí và xỉ, hàn trong môi
trường bảo vệ hỗn hợp, hàn trong môi trường khí bảo vệ.
1.2 - Sản phẩm bình Oxy và thiết bị hàn điển hình
Không khí chứa 78% khí Nitơ và 21% khí Oxy, hóa lỏng ở -183°C và cô đặc ở -
218.9°C. Ở áp suất không khí, Oxy lỏng chỉ chiếm 1/854 thể tích khí của nó. Điều
này cho phép số lượng lớn Oxy được vận chuyển và lưu trữ ở thể lỏng làm lạnh.
Đặc tính quan trọng nhất của Oxy là khả năng phản ứng của nó. Chỉ có một số ít
phân tử là không phản ứng với Oxy. Các tiến trình đốt cháy và Oxy hóa với môi
trường giàu Oxy sẽ nhanh hơn trong môi trường không khí. Đặc tính này làm cho
Oxy trở nên cần thiết cho phần lớn các ứng dụng Công Nghiệp. Oxy cũng cần thiết
cho sự trao đổi chất của nhiều cơ quan và có tính hòa tan cao trong nước, nó phù hợp
cho nhiếu ứng dụng trong công nghệ môi trường và xử lý nước.
Các ứng dụng của Oxy:
- Hỗ trợ sự sống
- Ứng dụng trong y tế : Thiết bị hổ trợ thở và hô hấp cho bệnh nhân
- Ứng dụng trong ngành lặn.
- Sử dụng trong xử lý nước và môi trường
- Ứng dụng trong ngành luyên kim và kính thủy tinh
- Ứng dụng trong thủy sản - thêm Oxy vào nước trong các trại cá và duy trì sự sống
của cá trong quá trình vận chuyển.
3
Phương thức cung cấp: Có thể cung cấp Oxy ở dạng lỏng và khí tùy theo nhu cầu
và chất lượng yêu cầu
- Cung cấp bằng chai khí cao áp (Cylinder): 10L, 41L, 47L, 50L (Áp suất nạp: 150 –
200 bar)

- Cung cấp bằng bình chứa lỏng mini như: XL-45, XL-45HP
- Cung cấp bằng bồn chứa khí lỏng kèm bộ hóa hơi: SCS-Series (3300L, 6000L,
10.000L, 20.000L,vv )
1.2.1 – Một số sản phẩm tiêu biểu
Bình chứa khí chịu áp lực cao Oxy được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực
với sản phẩm phong phú và đa dạng. Sau đây là một số sản phẩm điển hình:
Hình 1.1: Sản phẩm bình chứa khí Oxy
4
Hình 1.2: Các bình Oxy với nhiều hình dáng, kích thước khác nhau
Hình 1.3: Ứng dụng của bình Oxy
Bình chứa Oxy lỏng gồm 2 vỏ
+ Vỏ trong bằng vật liệu AISI 304 chịu áp suất 15 kg/cm2 và nhiệt
độ - 198 độ C.
+ Vỏ ngoài băng vật liệu Thép CT3
+ Giữa 2 lớp vỏ được dồn bột cách nhiệt và hút chân không
Các phụ tùng kèm theo: đồng hồ đo mức, đồng hô đo áp suất, đồng hồ đo chân
không, van an toàn và các van công nghệ và dàn bốc hơi tăng áp
5
- Một số thông số của sản phẩm để tham khảo:
Bồn
chứa
Dung tích
chứa thực
tế
trọng
lượng O2
chứa
Thông số chính Ghi chú
5 m3 4.500 lít 5.130 kg
Bao ngoài: f1.900 x

H5.100 (mm)
kiểu đứng
10 m3 9.000lít 10.260 kg
Bao ngoài: f2.250
x H6.700 (mm)
kiểu đứng
16 m3 14.400 lít 16.400 kg
Bao ngoài: f2.550 x
H7.500 (mm)
kiểu đứng
20 m3 19.000 lít 21.200 kg
Bao ngoài: f2.550 x
H9.000 mm
Kiểu đứng
STT
Tên gọi và thông
số kỹ thuật
Dung
tích
Áp suất
sau khi
nạp
Lượng
oxy lỏng
tương
đương
(kg)
Độ tinh
khiết lớn
nhất (%)

Đơn giá chưa
VAT
(VNĐ)
1
Chai khí oxy cao
áp 40 lít áp suất
cho phép 15 MPa
40 lít
≥130
kg/cm
2
≥6,6 99,4% Liên hệ
2
Chai khí oxy cao
áp 10 lít áp suất
cho phép 15 MPa
10 lít
≥100
kg/cm
2
≥1,3 99,6% Liên hệ
3
Chai khí Nito cao
áp 40 lít áp suất
cho phép 15 MPa
40 lít
≥130
kg/cm
2
≥6,1 99,6% Liên hệ

Hình 1.4: Một số thông số sản phẩm
6
Hình 1.5: Bản vẽ chi tiết bình chứa oxi
CHƯƠNG II – PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VẬT LIỆU CƠ BẢN, LOẠI QUÁ
TRÌNH HÀN
2.1. Phân tích, lựa chọn vật liệu cơ bản của chi tiết hàn
7
2.1.1. Phân tích lựa chọn vật liệu cơ bản:
Bình oxi là loại bình có đặc điểm sau:
Chịu áp lực cao
Dễ ăn mòn hóa học
Chịu nhiệt đọ thấp (chịu lạnh)
Từ những đặc điểm trên ta chọn vật liệu chế tạo bình là thép cacbon CT3
Theo TCVN 1695 – 75 (Tr. 62;65 ) [1]
2.1.2. Thành phần hóa học của vật liệu cơ bản
Bảng 2.1-Thành phần hóa học của vật liệu:
Mác thép
Thành phần %
C Mn Si S P
CT 3 0.14 ÷ 0.22 0.3 ÷ 0.65 < 0.07 ≤ 0.045 ≤ 0.045
2.1.3. Cơ tính của vật liệu cơ bản
Bảng 2.2-Cơ tính vật liệu cơ bản:
Mác thép
Giới hạn chảy
ch
σ
Giới hạn bền
b
σ
Độ giãn dài (%)

s
δ
CT 3 230 380 21
2.1.4. Các chú ý khi hàn chủng loại vật liệu CT3
- Tính toán các thong số nhạy cảm với nứt nóng HCS hoặc ƯCS để đánh giá khả
năng xuất hiện nứt nóng khi hàn ở vùng ảnh hưởng nhiệt của vật liệu.
HCS = 1000 C
5,0.3
25
05.0
04.004.0
2,0.1000
3
10025
++
=
+++
+++
VMoCrMn
NiSi
PS
Theo (Tr. 54) [3]
HCS = 10.9
→ Kết luận thép dễ bị nứt nóng
- Tính toán các thong số với nứt nguội thong qua đương lượng cacbon theo cách tính
của viện hàn Quốc tế II W
C
E
= C +
1556

CuNiVMoMnMn +
+
++
+

C
E
= 0.2 +
38.0
5
5.0
6
5.0
=+
< 0.45 Theo CT (Tr. 59) [3]
→ Kết luận thép ít bị nứt nguội
8
- Tính toán các thong số với nứt tầng
P
CM
= C +
B
MoVNiCuCrMnSi
5
1510602030
++++
++
+
CT (Tr.59) [3]
P

CM
= 0.2 +
22.0
20
5.0
30
07.0
=+
H
D
= 0.78 H
IIW
– 1.4 CT (Tr.59) [3]
H
D
= 2 ÷ 12 ml/ 100g kim loại đắp mẫu theo taken
⇒
chọn H
D
= 10 ml/ 100g
K = rt ( r = 690, t < 150 mm) Theo CT (Tr 60) [3].
⇒
K = 690 .100 = 69.10
3

Vậy thông số nhạy cảm với nứt tầng là:
P
L
= P
CM

+
4
10.40
60
K
H
D
+
= 0.22 +
4
3
10.40
10.69
60
10
+
P
L
= 0.55
- Hiện nứt do ram mối hàn:
Xác định độ nhạy cảm của thép đối với nứt do ram tại vùng quá nhiệt của vùng ảnh
hưởng nhiệt theo tác giả NaKamura

∆
G = 10C + Cr + 3.3 Mo +8.1 V – 2 CT (Tr 66) [3]

⇒

∆
G = 10. 0,2 -2 = 0

⇒
Thép ít bị nứt do ram
⇒
Từ những thông số trên ta có một số đặc điểm khi hàn thép CT3 như sau:
• Là thép có hàm lượng 0.12 ÷ 0.2 % C nên có tính hàn tốt và khi hàn
không cần sử dụng các biện pháp công nghệ đặc biệt
• Độ dẻo, độ dai cao
• Độ bền, độ cứng tương đối thấp
• Muốn nâng cao độ bền độ cứng phải thông qua thấm cacbon
• Tính hàn và khả năng dập sâu của thép phụ thuộc nhiều vào hàm lượng
cacbon, thép càng ít cacbon càng dễ hàn chảy và dễ dập.
• Thép càng cứng càng khó cắt gọt, thép quá mềm và dẻo cũng khó cắt
• Tính đúc của thép không cao
9
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
Hàn hồ quang nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ là một quá trình hàn nóng
chảy, trong đó nguồn nhiệt được cung cấp bởi hồ quang tạo ra giữa điện cực nóng
chảy (dây hàn) và vật hàn.
Hồ quang và kim loại nóng chảy được bảo vệ khỏi tác dụng của oxy và nitơ trong
môi trương xung quanh. Bởi khí oxy hoạt tính (CO
2,
CO
2
+ O
2
).
Tiếng anh gọi là phương pháp hàn MAG (metal Active Gas) và phương pháp hàn
MAG sử dụng khí CO

2
được sử dụng rất rộng rãi vì có nhiều ưu điểm.
- CO
2
là loại khí dễ kiếm, dễ sản xuất và giá thành thấp/
- Năng suất hàn trong CO
2
cao gấp hơn 2.5 lần với hàn hồ quang tay
- Tính công nghệ hàn của CO
2
cao hơn so với hàn hồ quang dưới lớp thuốc
- Tốc độ hàn cao, chi tiết hàn ít bị cong vênh, nguồn nhiệt tập trung, hiệu suất sử
dụng nhiệt lớn vùng ảnh hưởng nhiệt hẹp.
- Điều kiện làm việc tốt khi hàn không phát sinh khí độc
Qua bản vẽ cấu tạo tổng thể của bình chứa khí CO
2
ta thấy kết cấu của bình có
những đặc điểm sau:
- Các mối hàn có kích thước và hình dạng khác nhau, do bình được lien kết từ các chi
tiết: thân bình, hai đáy bình và chân đế.
- Đường hàn tương đối phong phú, có đường dài, có đường ngắn và có đường lại
tuân theo chu vi kín (chu vi đường tròn)
Từ đó ta chia các mối hàn trên bình oxy ra các loại mối hàn sau: mối hàn quan trọng
và mối hàn không quan trọng.
- Mối hàn quan trọng là mối hàn liên kết giữa hai đáy với thân bình, mối hàn liên kết
tạo thành thân bình ( hàn theo đường dọc), mối hàn gắn giữa thân và đáy bình. Đấy là
những mối hàn chịu áp lực cao và những chi tiết tạo nên mối hàn đều là các chi tiết
chính tạo nên chi tiết.
- Mối hàn không quan trọng là mối hàn chỉ tham gia vào việc xác định vị trí, xác định
cách gá lắp…ví dụ như hàn chân đế.

10
Mặt khác dựa vào đặc điểm của phương pháp hàn , ưu điểm tính phổ biến ta sẽ chọn
được phương pháp hàn hồ quang nóng chayrtrong môi trường khí bảo vệ CO
2.
2.2.2. Các thông số chế độ hàn chính của các quá trình hàn đã chọn
- Chế độ hàn tự động dưới lớp thuốc bảo vệ CO
2
:
Bảng 2.3-Các thông số hàn (nguồn điện một chiều) trong môi trường CO
2

(theo Tr 201) [1]
Đường kính dây
hàn(mm)
Dòng hàn (A)
Điện áp hồ
quang (V)
Tầm với điện
cực (mm)
2 200 ÷ 600 23 ÷ 48 15 ÷ 60
Bảng 2.4-Chế độ hàn góc, bán tự động trong môi trường khí bảo vệ CO
2

( Tr.202) [1].
Chiều dày
chi tiết
(mm)
Đường
kính dây
(mm)

Cạnh mối
hàn (mm)
Dòng điện
hàn (A)
Điện thế
hàn (V)
Tốc độ
hàn (m/h)
10 2 9 ÷ 11 320 ÷ 380 30 ÷ 38 24 ÷ 28
Bảng 2.5-Chế độ hàn bán tự động mối hàn giáp mối ( Tr.202)[1]
Chiều dày
tấm (mm)
Đường kính
dây (mm)
Dòng điện
hàn (A)
Điện thế hàn
(V)
Tốc độ hàn
(m/h)
10 2,5 280 ÷ 450 27 ÷ 35 16 ÷ 30
Bảng 2.6- Một số tính chất của khí CO
2
bảo vệ trong hàn ( Tr. 167) [2]
Khí
Điện áp kích
thích sơ cấp
(eV)
Điện thế ion
hóa Ui (eV)

Năng
lượng
(J/mol)
Nhiệt
dung
(J/mol.
0
C)
Hệ số dãn
nở nhiệt ở
6000
K(W/m.
0
C)
CO
2
6,2 14,1 - - 0,067
2.2.3. Các thông số bổ sung cho quá trình hàn
Quá trình hàn MAG được thực hiện trên cơ sở đã chọn ta xác định được
11
Bảng 2.7-Thông kê các thông số bổ sung : khi chiều dày chi tiết là(Tr.158)[6]:
Quá
trình
hàn
Chiều
dài chi
tiết(mm)
Chiều
dài hồ
quang

tương
ứng(mm)
Khe
hở lắp
ráp
Góc
vát
cạnh
Số lớp
hàn
Đặc
tính
dòng
điện
Tiêu
hao
CO
2
(l/p)
Góc
nghiêng
que hàn
MAG
Khí
CO
2
10 1,5 ÷ 4 2÷3 50 3
Nguồn
một
chiều

đặc
tính
tĩnh
thoải
15 5 ÷ 15
0
Góc mỏ hàn thường nghiêng 10 ÷ 20
0
so với chiều thẳng đứng.
Trong quá trình hàn duy trì 2 quỹ đạo chuyển động của dây hàn, đồng thời di chuyển
của dây hàn theo chiều dcoj của mối nối, di chuyển que hàn di động ngang vuông
góc với đường tâm dọc mối nối.
2.2.4. Kỹ thuật hàn của các quá trình hàn đã chọn
Chất lượng mối hàn trong môi trường khí bảo vệ CO
2
phụ thuộc nhiều vào kỹ thuật
hàn
Nguồn điện hàn một chiều có đặc tính tĩnh thoải, dây hàn được đấu vào cực âm.
Trước khi hàn cần khoảng 20 ÷ 30 s mở van khí CO
2
và điều chỉnh dòng khí, thổi
sạch bụi bẩn lẫn trong sung và trên bề mặt chi tiết hàn.
Đầu que hàn phải lộ ra khỏi sung hàn phải giữ ở một chiều dài nhất định.Cùng với
khoảng cách từ đầu sung tới chi tiết hàn trong suốt thời gian làm việc nếu không có
12
tạp chất có thể vượt vùng khí bảo vệ vào trong kim loại nóng chảy của mối hàn, duy
trì hồ quang hàn ngắn.
Khí CO
2
được phun vào vùng hàn, dưới tác dụng của nhiệt độ của ngọn lửa hồ

quang khí bị phân hủy theo phản ứng : CO
2
= 2CO + O
2
khí CO
2
không hòa tan vào
thép, hình thành môi trường bảo vệ khi hàn.
2.3. Phân tích, lựa chọn các loại vật liệu sẽ sử dụng để chế tạo kết cấu
2.3.1. Phân tích, lựa chọn các loại vật liệu sẽ sử dụng
Khi hàn trong môi trường khí bảo vệ, như hợp kim hóa kim loại mối hàn cũng như
các tính chất yêu cầu của mối hàn được thực hiện chủ yếu thông qua dây hàn. Do vậy
những đặc tính của quá trình công nghệ hàn phụ thuộc nhiều vào tình trạng và chất
lượng dây hàn.
Sự ổn định của quá trình hàn cũng như chất lượng của mối hàn phụ thuộc nhiều
vào bề mặt dây hàn. Cần chú ý tới phương pháp bảo quản, cất giữ và biện pháp làm
sạch dây hàn.
Nếu dây hàn bị gỉ hoặc bẩn, để khắc phục hiện tượng đó nên sử dụng dây có bọc
lớp mạ đồng, sẽ nâng cao chất lượng bề mặt và khả năng chống gỉ đồng thời nâng
cao tính ổn định của quá trình hàn.
Theo hệ thống tiêu chuẩn AWS A5.18-79 quy định dây hàn cho thép cacbon. Ta
chọn loại dây hàn có mác như sau: ER70S-2
2.3.2. Thành phần hóa học của vật liệu dây hàn
Bảng 2.8-Thành phần hóa học của vật liệu dây hàn ER70S-2 (Tr.94)[3]
Mác dây

hàn
Thành phần %
C Mn P S Cu Ti Zr Al Si
ER70S-2 0,07

0,9
đến
1,4
0,02
5
0,03 0,5
0,05
đến
0,15
0,02
đến
0,12
0,05
đến
0,15
0,4
đến
0,7
13
2.3.3. Cơ tính của vật liệu dây hàn:
Bảng 2.9-Cơ tính của vật liệu dây hàn ER70S-2 (Tr.95)[3]
Dây hàn
Khí bảo
vệ
Cực hàn
Độ bền
kéo
nén(MPa)
Giới hạn
chảy (min)

Độ giãn
dài tương
đối(%)
ER70S-2 CO
2
+ 500 416 22
Bảng 2.10- Độ giai va đạp kim loại mối hàn (Tr.95)[3]
Dây hàn Mối năng lượng tối thiểu thử mẫu
ER70S-2 27 tại 29
0
- Chất lượng CO
2
ảnh hưởng đáng kể đến tính chất lim loại mối hàn. Với tạp chất N
2
và H
2
, H
2
O trong CO
2
khả năng rỗ khí mối hàn tăng. Bề mặt gỉ của mối hàn ít ảnh
hưởng tới chất lượng mối hàn. Khi điện áp thấp hồ quang tăng, các nhân tố hợp kim
sẽ bị oxy hóa nhiều hơn, làm giảm cơ tính mối hàn.
CHƯƠNG III– CHẾ TẠO PHÔI HÀN
3.1. Xác định hình dáng, kích thước của tất cả các chi tiết hàn
- Trên cở sở kết cấu tổng thể của bình chứa khí oxy, ta có thể vẽ tách thành các chi
tiết sau:
- Thân bình:
14
Hình 3.1- Hình dạng thân bình

Đặc điểm: thân bình hình trụ tròn rỗng
⇒
chọn loại phôi tấm và cuộn tròn
- Đáy bình: Đặc điểm là đế bình hình chỏm cầu nên ta chọn loại phôi dạng tròn hoặc
dạng lục giác
15

Hình 3.2- Hình dạng đáy bình và chân đế bình
- Chân đế: Đặc điểm chân đế là thanh thép chữ V có hàn thép tấm phía dưới tăng độ
vững chắc.
Bảng 3.1- thống kê số lượng các chi tiết
TT Tên chi tiết hàn Số lượng Loại phôi chọn
1 Thân bình 1 Phôi tấm dài 10mm
2 Đáy bình 2 Phôi tấm dai 12mm
3 Chân đế 3
Phôi thanh tiết diện hình
chữ V
3.2. Khai triển phôi cho các chi tiết hàn
- Khai triển thân bình
16
Hình 3.3- Khai triển của thân bình
Thân bình dạng hình vành khăn (ống), để khai triển ta chỉ cần tính chu vi đáy của
hình trụ.: P
đáy
= 2II. R = 2II d/2 = 2II.220/2 = 691 mm
⇒
Chọn bề rộng phôi đã khai triển 700mm
- Khai triển đáy bình
Hình 3.4- Khai triển đáy bình
Do đế bình hình chỏm cầu và không làm mỏng thành. Ta chọn phương pháp khai

triển phôi:
Diện tích miếng phôi = Diện tích chi tiết
Ta có:
+ Diện tích miếng phôi:
S
1
= II.R
1
2
+ Diện tích chi tiết:
S
2
= 2II. R .h
⇒
S
1
= S
2
⇒
R
1
=
mm
II
II
II
hII
142
.101.100.2 2
==

⇒
chọn bán kính miếng phôi sau khi khai triển R
1
= 150 mm
3.3.Lựa chọn phôi, kiểm tra và nắn phôi cắt
3.3.1. Lựa chọn phôi nhập
Đối với thân bình:
Chọn phôi dải CT3 dày 10mm. Bề rộng dải 1030mm
17
Hình 3.5- Chọn phôi thân bình
- Đối với đáy bình:
Chọn phôi dải chiều dày 12mm
Hình 3.6-Chọn phôi đáy bình
3.3.2. Yêu cầu về chất lượng và phương pháp kiểm tra phôi nhập
Phôi nhập là phôi phẳng dạng tấm đảm bảo kích thước
Đúng loại vật liệu phôi là thép CT3
Không bị nứt, rỗ, rạn hay bị khuyết tật
Độ dày phôi phải đồng đều
3.3.3. Nắn phôi trước khi lấy dấu và cắt
- Phôi dùng sản xuất là thép CT3 và là phôi dải dài trong quá trình sản xuất, vận
chuyển phôi bị cong vênh. Vì vậy phải nắn phôi, ta thường chọn phương pháp nắn
phôi sao cho thảo mãn các yêu cầu sau:
+ Nắn phôi phải phẳng và thẳng
+ Không làm sai lệch kích thước phôi
+ Độ đồng đều của dải phôi không thay đổi so với trước khi nắn
+ Không làm phá vỡ cấu trúc bề mặt phôi
- Lựa chọn phương pháp nắn phôi: Dùng hai trục cán
3.4. Lấy dấu và đánh dấu phôi
18
3.4.1. Lấy và gạch dấu trên tấm phôi để cắt

- Xếp hình phôi:
+ Phôi của thân bình
Hình 3.7- Xếp hình phôi thân bình
+ Phôi đáy bình
Hình 3.7- Xếp hình phôi đáy bình
- Hệ số sử dụng vật liệu: CT 2-35 (Tr.77) [8]
)./(. LBfnKs ==
η

Trong đó:
f : diện tích tấm phôi của chi tiết
n: số tấm phôi được cắt trên phôi tấm
B và L: là chiều rộng và chiều dài của phôi tấm
+ Hệ số sử dụng vât liệu chế tạo thân bình
5.1
12264.1384
4820.70.12
=== Ks
η
+ Hệ số sử dụng vât liệu chế tạo đáy bình
19
9.2
12264.2310
1152.20
2
=== Ks
η
3.4.2. Đánh mã số cho chi tiêt phôi /chi tiết hàn
Bảng 3.2-Đánh mã số cho chi tiêt phôi /chi tiết hàn
TT Tên chi tiết Mã số Ghi chú

1 Thân bình CTM.BC.001 Chế tạo máy.Bình chứa. Miếng số 1
2 Đáy bình CTM.BC.002 Chế tạo máy.Bình chứa. Miếng số 2
3 Chân đế CTM.BC.003 Chế tạo máy.Bình chứa. Chân 3
4 Cuống van CTM.BC.004 Chế tạo máy. Bình chứa. Van 4
3.5. Cắt phôi
3.5.1. Phân tích lựa chọn phương pháp cắt phôi
Do vật liệu được chọn là thép CT3 có giới hạn bền là:
38 – 47(kg/mm
2
). (Tr.187)[1]
Hơn nữa kích thước tấm phôi đã khia triển hình chữ nhật. Nên ta chin phương pháp
cắt phôi bằng dao nghiêng
3.5.2. Xác định các thông số chế độ cắt phôi
- Khi sử dụng máy cắt dao nghiêng cần lưu ý tới các thông số sau:
Hình 3.8- Sơ đồ máy cắt dao nghiêng
- Góc nghiêng của lưỡi dao
γ
cần phải đảm bảo tự hãm, nghĩa là với góc nghiêng
đó, trong quá trình cắt sẽ không có sự chuyển dịch của tấm phôi trong mặt phẳng
nằm ngang
γ
= 2 ÷ 6
0

20
- Chiều dài lớn nhất và chiều dày lớn nhất của phôi
- Lực cắt phôi:
P
t
= S

2
.
γσ
tg
c
.2/
CT (Tr.40) [8]
Trong đó:
. S: độ dày của vật liệu cắt
.
c
σ
: trợ lực cắt của vật liệu
- Phôi được đưa vào dưới tác dụng của lực cắt, tấm dao trên ép chặt làm cho phôi bị
chia ra
3.5.3. Lựa chọn máy và thiết bị cắt phôi phù hợp
Tấm phôi có chiều dày S = 12 mm ta chọn các máy cắt dao nghiêng chuyển động
tịnh tiến có dẫn động bằng thủy lực
3.6. Tạo hình phôi
3.6.1. Phân tích, lựa chọn phương pháp tạo hình phôi
Dựa vào hình dạng của bình chứa oxi, cũng như các chi tiết: thân bình và đáy bình đã
khai triển.
Cần tạo hình phôi hai chi tiết này trước khi đưa và quá trình hàn.
Với thân bình: dạng hình trụ tròn rỗng được làm từ thép tấm ta cần phải uốn tấm
Với đáy bình: Hình chỏm cầu, cần dùng phương pháp dập tạo hình
3.6.2. Xác định các thông số và chế độ công nghệ tạo hình phôi
- Tạo hình thân bình oxi bằng phương pháp uốn tấm
21
Hình 3.9- Sơ đồ uốn thân bình
Kỹ thuật tạo hình nhờ máy uốn có bàn quay, các phôi tấm được uốn trên máy nhờ

nguyên lý cuộn phôi.
- Tạo hình đáy bình chứa khí oxi
Hình 3.10- Sơ đồ tạo hình đáy bình
Các thông số chính
- Lực dập
P = II. .d. S.
b
σ
(k-1) (Tr.143)[8]
Trong đó:
d: đường kính chày
s: chiều dày phôi

b
σ
: ứng suất bền của vật liệu
k: mức độ dập k = 1/m =D
0
/d
D
0
: đường kính cối dập
- Lực chặn phôi
Q = q.F
v
(Tr.153)[8]
Trong đó:
q: áp lực riêng phụ thuộc vào tính chất cơ học của vật liệu
F
v

: diện tích phần phôi tiếp xúc với chặn phôi
3.6.3. Lựa chọn máy (thiết bị tạo hình)
Chọn thiết bị tạo hình đáy bình máy ép trục khuỷu, khuôn dập cắt.
22
Hình3.11-:Máy ép trục khuỷu
-Thiết bị tạo hình thân bình chọn máy uôn lốc có bàn:
Hình3.12 - Máy uốn lốc
23
3.7. Tạo mép hàn
3.7.1. Yêu cầu về hình dáng, kích thước và chất lượng mép hàn của các mối hàn.
Việc xác định các kích thước cơ bản và hình dáng kích thước cơ bản mép hàn có ý
nghĩa quan trọng trong việc lự chọn chế độ hàn
Dựa vào TCVN 1691_75 ta chọn: liên kết hàn giáp mối vát hai mép chi tiết hàn ở
một mặt vát theo kiểu chữ V.
- Chuẩn bị mới hàn thân, hàn đáy với thân.
Hình 3.13- Sơ đồ vát mép mối hàn giáp mối
- Chuẩn bị mép hàn van với đáy
Hình 3.14- Sơ đồ chuẩn bị mép hàn cuống van với đáy bình
- Chuẩn bị mép hàn đế bình
24
Hình 3.15- Sơ đồ chuẩn bị mép hàn chân đế
Để ngăn ngừa nứt tầng giảm ứng suất tập trung, hơn nữa bình chứa oxi chịu áp lực
lớn phải làm đều hệ số tác động lực vào các mối hàn
Lưu ý chất lượng mép hàn phải thẳng đủ kích thước
- Nếu thiếu kích thước thì không đủ lượng mối hàn làm giảm sức chịu lực
- Nếu thừa làm cho khả năng chịu lực của kim loại đó giảm đi
3.7.2. Lựa chọn phương pháp và thiết bị tạo mép hàn
Vát mép với phoi dày 10mm ta lựa chọn thiết bị máy vát mép chuyên dùng Bevel
Để đạt được kích thước theo yêu cầu và không làm cong vênh phôi hàn
Hình3.16- Máy tạo mép hàn

25