Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài mối hàn đến biến dạng góc khi hàn nối tấm tôn bao vỏ tàu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG




NGUYỄN ĐỖ PHƢƠNG DŨNG


NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU DÀI
MỐI HÀN ĐẾN BIẾN DẠNG GÓC KHI
HÀN NỐI TẤM TÔN BAO VỎ TÀU



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: ĐÓNG TÀU THỦY



NHA TRANG, 2013



BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG




NGUYỄN ĐỖ PHƢƠNG DŨNG


NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU
DÀI MỐI HÀN ĐẾN BIẾN DẠNG GÓC KHI
HÀN NỐI TẤM TÔN BAO VỎ TÀU


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: ĐÓNG TÀU THỦY


GVHD: THS. BÙI VĂN NGHIỆP


NHA TRANG, 2013



NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

Họ và tên Sinh viên:NGUYỄN ĐỖ PHƢƠNG DŨNG Lớp:51DT – 1
Ngành: Kỹ thuật tàu thủy Chuyên ngành: Đóng tàu thủy
Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài mối hàn đến biến dạng góc khi hàn

nối tấm tôn bao vỏ tàu.
Số trang: 72 Số chương: 04 Số tài liệu tham khảo: 10
Hiện vật: - 3 bộ thuyết minh và 3 đĩa CD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN








Kết luận:

Nha Trang, ngày……thángnăm 2013
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

THS. BÙI VĂN NGHIỆP



PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG DATN

Họ và tên Sinh viên:NGUYỄN ĐỖ PHƢƠNG DŨNG Lớp: 51DT – 1
Ngành: Kỹ thuật tàu thủy Chuyên ngành: Đóng tàu thủy
Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài mối hàn đến biến dạng góc
khi hàn nối tấm tôn bao vỏ tàu.
Số trang: 72 Số chương: 04 Số tài liệu tham khảo:10

Hiện vật: - 3 bộ thuyết minh và 3 đĩa CD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN






Điểm phản biện:

Nha Trang, ngày……tháng……năm 2013
CÁN BỘ PHẢN BIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên)



Nha Trang, ngày……tháng……năm 2013
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ tên)

ĐIỂM CHUNG
Bằng số
Bằng chữ


i


LỜI CẢM ƠN


 
Th.s Bùi Văn Nghiệp 
Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài mối hàn đến biến dạng góc khi
hàn nối tấm tôn bao vỏ tàu”. 





 







 , tôi













 ,  ,  .










 











:
Ban Ch Nhim Khoa K Thut Giao Thông  i Hc Nha Trang, quý
Thy Cô trong B o mu kin thun l tôi thc hin t
tài.
Thp  






trc ting dn tn
tình,





, , 













 cho tôi trong
sut quá trình thc hi tài.
Cui cùng, tôi xin chân thành c qu cn bè,
ng nghipi yêu ng viên, to mu kin cho tôi hc tp, nghiên
cu trong sut quá trình thc hi tài.

Tôi xin chân thành cảm ơn!
ii


MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU………… 1
CHƢƠNG 1
ĐẶT VẤN ĐỀ…………………………………………………………………………. 2
1.1. Đặt vấn đề 2
1.2. Tổng quan vấn đề biến dạng hàn tàu thủy 4
1.2.1. Lch s nghiên cu ng sut và bin dng hàn v tàu 4
1.2.2. Nguyên nhân gây ra ng sut và bin dng hàn 6
1.2.3. Các kiu ng sut và bin dng hàn v tàu 9
1.3. Mục tiêu, phƣơng pháp và giới hạn nội dung nghiên cứu 12
1.3.1. Mc tiêu nghiên cu 12
1.3.2. u 12
1.3.3. Gii hn ni dung nghiên cu 12
CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT……………………………………………………………… 13
2.1. Tổng quan về phƣơng pháp hàn hồ quang tay 13
2.2. Vấn đề biến dạng góc 16
2.2.1 Tng quan v bin dng góc 16
2.2.2 Nguyên nhân bin dng góc 17
2.2.3 S hình thành bin dng góc 18
2.2.4 Mt s yu t n bin dng góc 20
2.2.5 Bin pháp khc phc bin dng góc 22
2.3. Phƣơng pháp tính biến dạng góc 26
2.3.1 Công thc tính bin dng góc ca Sudhakaran.R và mt s ng nghip. 26

iii


2.3.2. Công thc tính bin dng góc c 27
2.3.3. Kt qu mô phng ca ti 28
2.3.4. Công thc tính bin d xut ca Watanabe and Satoh 28
2.3.5. n dng góc 29
2.4 . Ảnh hƣởng của chiều dài mối hàn đến biến dạng góc 31
CHƢƠNG 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨUẢNH HƢỞNG CỦA CHIỀU DÀI MỐI HÀN ĐẾN
BIẾN DẠNG GÓC KHI HÀN NỐI TẤM TÔN BAO VỎ TÀU 33
3.1. Quy trình hàn nghiên cứu 33
3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm 34
3.3. Mô tả thí nghiệm 34
3.4. Phƣơng pháp đo kết quả biến dạng 37
3.5. Kết quả nghiên cứu 39
3.5.1. Hàn thí nghim trên phôi mc 39
3.5.2. Hàn thí nghim nghiên cu s ng ca chiu dài mn bin
dng góc45
3.5.2.1. Kt qu hàn thí nghim nghiên cu ng ca chiu dài mn
bin dng góc vi quy trình hàn VR-1G-SMAW-W1 46
3.5.2.2. Kt qu hàn thí nghim nghiên cu ng ca chiu dài mn
bin dng góc vi quy trình hàn VR-1G-SMAW-W2 49
3.5.2.3. Kt qu hàn thí nghim nghiên cu ng ca chiu dài mn
bin dng góc vi quy trình hàn VR-1G-SMAW-W3 50
3.5.2.4. Kt qu hàn thí nghim nghiên cu ng ca chiu dài mn
bin dng góc vi quy trình hàn VR-1G-SMAW-W4 54
3.5.3.5. So sánh kt qu bin dng góc gia các phôi mu có chiu dài khác
nhau57
iv

3.5.3.6. So sánh kt qu bin dng góc hàn thí nghim trên mu vi mt s nhà
nghiên cu 59
CHƢƠNG 4
THẢO LUẬN KẾT QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT 63
4.1. Kết luận 63
4.2. Thảo luận kết quả 63
4.3. Kiến nghị 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO… ………………………………………………………69
PHỤ LỤC………………………… …………………………………………………70
v


DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1. Danh mục các bảng
Trang
Bng 1.1. Lc do co ngót 9
Bng 2.1. Kt qu ki chính xác 27
Bng 3.1. Kt qu bin dng góc hàn thí nghim trên mu 39
Bn 3.2. Kt qu bin dng góc trên mu theo nghiên cu c   
Nghi 42
Bng 3.3.Kt qu bin dng góc trên mu theo nghiên cu c   
 . 44
Bng 3.4. Tr s l theo quy trình hàn VR-1G-SMAW 45
 3.5.            VR-1G-SMAW-
W1 47
             VR-1G-SMAW-
W2 49

             -1G-SMAW-
W3 51
 .            -1G-SMAW-
W4 54
Bng 3.9. Tng hp kt qu bin dng góc hàn thí nghim trên mu 57
Bng 3.10. Các bin s và c ca quá trình hàn 60
Bng 3.11. Kt qu bin dng góc theo nghiên cu ca mt s nhà khoa hc 61


vi


2. Danh mục các chữ viết tắt
e


e
MCN
 
e
Mép

VR: Vietnam Register  .
SAW: Submerged Arc Welding– Hàn h i lp thuc.
GMAW: Gas Metal Arc Welding – Hàn h quang bng n cc nóng chytrong môi
ng khí bo v hoc tên thông dng là hàn dây, hàn CO2.
MIG:Metal Inert Gas dng khi hàn thép hp kim và kim loi màu.
MAG: Metal Active Gas

khí "hoạt hóa" khi hàn thép thường, thép hợp kim thấp.

SMAW: Shielded Metal Arc Welding– Hàn h quang tay.
GTAW (TIG) : Gas Tungsten Arc Welding( Tungsten Inert Gas) Hàn hồ quang điện
cực không nóng chảy trong môi trường khí trơ.









vii


DANH MỤC HÌNH
Trang

Hình1.1. Biến dạng của thép tấm trong và sau quá trình hàn 7
Hình 1.2. Biến dạng góc mối hàn vát mép chữ V do ứng suất co ngót 9
Hình 1.3. Các kiểu biến dạng hàn 10
Hình 1.4. Biến dạng dọc hàn chữ T 10
Hình1.5. Biến dạng dọc hàn tấm giáp mối 11
Hình1.6. Biến dạng khi hàn đắp mép tấm 11
Hình1.7. Ứng suất và biến dạng ngang 11
Hình 2.1. Nguyên lý hàn hồ quang tay 13
Hình 2.2 Diện tích tiết diện ngang kim loại đắp mối hàn nhiều lớp 15
Hình 2.3. Các dạng biến dạng góc 17
Hình 2.4. Chống biến dạng góc bằng nêm 18
Hình 2.5. Sự phát triển của biến dạng góc 19

Hình 2.6. Hàn cân đối 22
Hình 2.7. Giảm khối lượng kim loại mối hàn 22
Hình 2.8. Vát mép hai tấm có độ dày chênh lệch lớn hơn 3mm 23
Hình 2.9. Trình tự hàn các mối hàn kết cấu tấm 23
Hình 2.10. Hàn theo phương pháp phân đoạn nghịch 24
Hình 2.11. Uốn sơ bộ với các tấm đáy cứng và nêm 24
Hình 2.12. Tạo các gân dọc 24
Hình 2.13. Tạo biến dạng ngược 25
Hình 2.14. Nung cục bộ để nắn biến dạng 25
Hình 2.15. Nung theo hình nêm để nắn phẳng tấm 25
Hình 2.16. Tạo biến dạng ngược khi hàn 26
Hình 2.17. Mô hình mô phỏng biến dạng của Artem Pilipenko dưới dạng 3D 28
viii


Hình 2.18. Phương pháp đo khe hở biến dạng e 29
Hình 2.19. Phương pháp xác định độ biến dạng góc 30
Hình 2.20. Phương pháp đo biến dạng góc 30
Hình 2.21. Ảnh hưởng của chiều dài tấm đến biến dạng góc 31
Hình 3.1. Quy cách mối hàn nghiên cứu. 33
Hình 3.2: Các bước tiến hành hàn thực nghiệm trên phôi mẫu 35
Hình 3.3. Khung lưới trên mẫu hàn 1000x300x10 mm 36
Hình 3.4. Kích thước mẫu hàn thực nghiệm 37
Hình 3.5. Đo khe hở biến dạng e tại mặt cắt ngang của mẫu 37
Hình 3.6. Phương pháp đo khe hở biến dạng e 38
Hình 3.7. Phương pháp xác định độ biến dạng góc 38
Hình 3.8. Quy cách mối hàn 42
Hình 3.9. Quy cách mối hàn nghiên cứu 43
Hình 3.10. Đo khe hở e ở vị trí mép và giữa đường hàn trên mẫu sau khi hàn 46
Hình 3.11. Đồ thị thể hiện góc biến dạng của mẫu sau khi hàn. 48

Hình 3.12. Hình dạng phôi mẫu biến dạng sau khi hàn. 48
Hình 3.13. Đồ thị thể hiện góc biến dạng của mẫu sau khi hàn. 50
Hình 3.14. Hình dạng phôi mẫu biến dạng sau khi hàn 50
Hình 3.15. Đồ thị thể hiện góc biến dạng của mẫu sau khi hàn. 52
Hình 3.16. Hình dạng phôi mẫu biến dạng sau khi hàn 53
Hình 3.17. Đồ thị thể hiện góc biến dạng của mẫu sau khi hàn. 55
Hình 3.18. Hình dạng biến dạng của phôi mẫu sau khi hàn 56
Hình 3.19: Ảnh hưởng của chiều dài mối hàn đến biến dạng góc 57
Hình 3.20. Ảnh hưởng của chiều dài tấm đến biến dạng góc khi hàn trên thép không
gỉ 62
1


LỜI MỞ ĐẦU

Tàu thy là mt công trình k thut nc bit, có kt cu bao gm: tôn bao là
các tm mng bng kim loi hay phi kim loi liên kt vi khung giàn bng các mi
hàn. Tàu thy hong vi nhiu ti trng phc tp. Vì vy
ngoài vic thit k  m bo các thông s hình dáng ra thì vic ch to, lp ghép
các phân, t m b kín khít, bn chung ca con tàu là v vô cùng
quan trng.
Thc t khi hàn ni tm tôn bao v tàu s xut hin rt nhiu bin dng, trong
 hin rõ nht là bin di v trí nào bin d
    u chuyên gia sau khi làm vic và nghiên cu trên thc t 
khuyn cáo ru dài mn d
Vi mong mun nghiên cu s ng ca chiu dài mn bin dng
góc khi hàn ni tm tôn bao v tàu nhm góp mt phn nghiên cu ca mình vào thc
t sn xung th n kim ch chính xác li khuyn cáo ca các
c hi tài vi nNghiên cứu ảnh hưởng
của chiều dài mối hàn đến biến dạng góc khi hàn nối tấm tôn bao vỏ tàu”.

Do thi gian có hn, kin thc còn hn chó nhiu kinh nghim thc t.
Nên trong quá trình thc hin s không tránh khi nhng thi tài rt mong
c s góp ý ca quý Thy, các bng nghip.
Nha trang, ngày 12 tháng 07 
Sinh viên thc hin
Nguy 
2


CHƢƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Đặt vấn đề
Có th nói s phát trin ca công ngh hàn gn lin vi s phát trin ca ngành
công nghip n             t
i tiên tin và hic ng dng rng
rãi trong ngành công nghi
c bii vi kt cu thân tàu, công ngh nh rt cht ch và
kim tra rt khc th hin qua các tiêu chunh, quy phm
và quy trình hàn.
V bin dng hàn là mt trong nhng v không ch c rt nhiu nhà
khoa hng, v bin
dng gây rt nhit cu thân tàu và gây ra nhiu hu
qu rt nghiêm trng. Thc t      i các con tàu ca M
SchenecadyLiberty”.
Ngày nay, u công ngh hàn hii vi nhng
c t  tránh khc ng sut
n dHi b ra mt khong chi phí rt
ln cho công tác khc phc bin dng hàn.
Trong quá trình hàn các tm tôn bao v tàu li vi nhau, có rt nhiu bin dng
xy ra n dng do co ngang, bin dng do co dc, bin dng xoay và bin dng
góc. Nn dng th hin rõ nht là bin dng góc.Bin dng góc làm ng

rt ln chng mi hàn, chng kt cu hàn và có th ng kt cu
nu góc bin dng quá ln. c nghiên cu v bin dng góc khi hàn tm tôn
bao v tàu là rt quan trng.
Trong lch s nghiên c    t nhiu nhà khoa hc trên th gii
nghiên cu v ng sut và bin dng hàn tàu th, Rosenthal Daniel,
, Artem Pilipenko, Koichi, Masubuchi
3


Mt s nghiên cu gy nht ti Vit nam v v bin dng nhit khi hàn
ni tm tôn bao v 
Kt qu nghiên cu ca Thp [3] cho thy: Hai yu t Ngun
nhit hàn và Góc vát mép ng rt ln bin dng nhit khi hàn tm tôn bao
v tàu và kt qu nghiên cu v i lp thuc bo v
(SAW), thép dày 20 mm, I(1700÷2000)A thì bin dng góc nm trong khong
(3.53÷5.08
0
), kt qu    t nhiu so vi kt qu nghiên cu ca GS
Okerblom (2.03÷2.38
0
).
K ti tài ca K [4] vi kt qu nghiên cu hàn
thí nghim trên mu v quang tay, thép dày 8 mm, góc bin dng
nm trong khong (3.3 ÷ 3.7
0
c hàn bi th hàn có tay ngh ng khc
phc bin dng góc là to ra bin d c vi góc bin d c nm trong
khong (-2.5  -2.3
0
).

Có th nói t nhng kt qu nghiên c      ành công
nghit nhiu và góp mt phn vào công trình nghiên cu v
v ng sut và bin dng hàn.Tuy nhiên các nghiên cu này vn không th khái
quát ht các v phc tp ca bin dng hàn tàu thy. Vì kt cu tàu thy rt phc
tp và có nhm khác bit vi kt c
T v thc t trên, v bin dng hàn kt cu thân tàu vn ti và
nghiên cu nào gii quyt c th. Vi mong mun nghiên cu s ng
ca chiu dài mn bin dng góc khi hàn ni tm tôn bao v tàu xem th kt
qu bin d nào. Nhm cy ra ng sut và bin dng
khi hàn ni các tm tôn bao v tàu u kin thc tng thi nh chính
xác giá tr ca mt s thông s trong quy trình hàn.


4


T v thc t trên, vi mong mun c nghiên cu nhng v mi và
thc tin nht v v hàn tàu thy nên vic la ch tài “Nghiên cứu ảnh hưởng
của chiều dài mối hàn đến biến dạng góc khi hàn nối tấm tôn bao vỏ tàu” là tht s
n thit.
1.2. Tổng quan vấn đề biến dạng hàn tàu thủy
1.2.1. Lịch sử nghiên cứu ứng suất và biến dạng hàn vỏ tàu
t phát hin ra h 
nhà vp tc nghiên cu v h quang và chng minh kh
 qn làm nóng chy kim lo
s dng h n làm nóng chy kim loi và s dng hàn h quang bng cc
than. Tip li s dng h  hàn bng que hàn thép và
bit bo v vùng hàn chng li các khí có h
nh h quang và
bo v ng cách bc que hàn bng lp thuc bc.

Trong mt phu th k  to n
n ch to tàu thy và các kt ci k này,
hàn h quang tay là ch yu. Hàn h quang tay phát tri to que hàn
bng nhiu loi thép và hp kim có tính ch hàn các kt cu kim loi và
h quang
trong khí bo v.
Thi k phát trin cao ca công ngh hàn trong ngành công nghi
c m ra khi vi i Nga) ng dng thành công công ngh i
lp thu [9].
Trong th chin th 2, có mt câu chuyn x  i vi con tàu ca M
 [10]. Vào mp tri, ti mt bn tàu, mt bui sáng rt sm,
Bit s yên lng sâu lng, bng nhiên vang lên mt âm thanh
ln bt ng ging nht ting n c dù
5


c th nghim thành công và bu cuc sng trên bin. Vy nguyên nhân
xy ra tai ha là gì? Có th con tàu b tn công bi thy lôi ca tàu ng
hoc b n bom ca k thù c bí mt gài vào hoc cui cùng là nó b quá ti? Không
phu th nht, th ng phi th ba. S phá v con tàu t xy ra và
không có nguyên nhân nào rõ rt.
T n ht tháng 4/1946  M  to 4694 các con tàu vn ti
bng kim loLibertyrt ni ting minh
u này. Tht không may cho nhng con tàu này, có rt nhiu trong s , có 970 con
tàu có 1442 vt nt. Trong s   127 con tàu b g     
 trong khi vn hành, nhn chìm toàn b hàng hóa và thy th. 
ý kin ca các nhà khoa hc cho bit nguyên nhân chính xy ra tai ha thm khóc này
là do s tp trung ng sut và li k thut trong quá trình ch to, lp ráp và hàn các
chi tit kt cu li vi nhau. T sau thm ha này, các nhà khoa hc trên th gi
t nhiu và có nhng công trình nghiên cu v v ng sut và bin

dng hàn.
Sau chin tranh Th gii th hai, cùng vi hàn t i lp thu
pháp hàn tr ng khí bo v (MIG: Metal Inert Gas; MAG: Metal Active
c s d hàn mt s kim loi có tính hàn kém.
c bit  n x. Hàn
n x c bit quan trng trong công ngh ch to nt b
cán, trc tuc bin thy lc c ln và các sn phm c lt các
i: hàn bng tia laser, hàn b
Hin nay, công ngh hàn càng ngày càng phát trin, rt nhi
c áp dng, chng mc nâng cao, gim chi phí sn
xut, nâng cao hiu qu kinh tt
nhic ng d tránh khc ng sut
n d
6


1.2.2. Nguyên nhân gây ra ứng suất và biến dạng hàn
Mt trong nhng nguyên nhân sâu xa nht gây ra ng sut và bin dng trong
 truyn nhit hay trng thái nhit. Tht vy trong khi hàn, chúng ta tin
hành nung nóng cc b ti v trí cn hàn và trong mt thi gian rt ngn v trí này t
n nhi rt cao. Do ngun nhit hàn luôn di ng lên phía c nên nhng khi
kim loi mc nung nóng còn nhng phn kim long sau dn du v
nhi. Còn s phân b nhi  theo  vuông góc vng hàn rt khác
nhau, do s thay i th tích  các vùng lân cn mi hàn cng khác nhau, dn
s to thành ni lc và ng sut trong vt hàn. ng sut và bin dng sinh ra trong quá
trình hàn là do các nguyên nhân sau:
a) Do nung nóng và làm nguội không đều kim loại vật hàn [5]
S phân b nhi trên vu làm vt hàn dãn n u, do
vy làm cho mi hàn và vùng lân cn mi hàn tn ti ng sut. ng sut này làm cho
vt hàn b bin dng hoc có th b nt. Mô t cách khác khi hàn giáp mi, các vùng 

xa ngun nhit  không hoc ít b bin dng nhit. Vì th trong sut quá
t nóng chúng s cn tr li s gin n ca kim loi  vùng lân cn mi hàn.Do
vy ng sut vùng này là ng sut nén làm cho tm bin dng. Khi mi hàn kt thúc,
vt liu tm bu ngui dn và co li làm cho tm bin dng theo chiu ngc li.
ng ng sut vn tn ti k c sau khi kt thúc quá trình hàn và vt hàn tr v nhit
 u.
b) Do sự co ngót của kim loại lỏng trong vũng hàn sau khi kết tinh [5]
c kim loi lng b gim th tích, do vy sinh ra ng sut trong liên
kt hàn. S gim th tích ca kim loi lc g co ngót.
 co ngót ph thuc vào:
- Tính cht ca kim loi vt hàn.
Các kim lo co ngót khác nhau [10].

7


 co ngót ca thép cacbon là 2%.
 co ngót ca gang xám là (0,65 ÷ 1,2)%.
 co ngót cng là 2%.
- Chiu dày kim loi vt hàn, tri gian

Gi thuyt rng nu tm kim lon bin dàn hi hoàn toàn trong sut
thi gian gia nhit và thi gian ngui thì tm s hoàn toàn tr li vi hình dáu
và không có bin d

Hình.1.1.Biến dạng của thép tấm trong và sau quá trình hàn [5]
c t thì không phi vi vi kim loc bit là thép bin dng s
xy ra. n khi ngui vùng kim loi hàn trong tm s i t
pha rn-lng-c-rn . Vì th trong quá trình ngui, hình dng ca tc tr
v ng li  v trí hình du mà nó tip tc co lt qua hình

du và gây ra bin d. Quá trình din ra bin dng hàc th
hin trên hình 1.1.
Khi hàn giáp mi, vùng gn tâm mi hàn b nung nóng nhiu nht nên có xu
ng giãn n ln gây ra b nén, còn các phi thì b
kéo. Sau khi hàn, nhi theo tit din ngang ca tm dn dn cân bng, khi ngui các
phn ca tm s co li. Bin dng dc co rút  phn gia phi lvì  nhi
l
l
0
8


y, phn gia ca tm khi nung nóng thì b nén dc, sau khi ngui nó
hoàn toàn tr nên b kéo, nhng phn tikhông có s co phn gia thì li b
nén. Trng thái ng sugi là ng sutrong vt hàn.
c) Do sự biến đổi tổ chức của kim loại mối hàn và vùng lân cận mối hàn [10]
Do ng ca nhit nên kim loi mi hàn và vùng lân cn mi
t chc, do vy to nên ng sut trong vc bit khi hàn thép hp kim và thép
cacbon cao là các thép d b tôi thì ng sut này có th n tr s rt ln.Ví d 
mt s kim loi: Thép hp kim thp, h thai cu trúc pha ti
vùng ng nhit khi nhit  i, kèm theo s i th tích do xut hin
pha Martensite to nên ng sut bên trong kim loi.
ng su t cu hàn kt hp vi ng sut sinh ra do ngoi lc tác
dng trong quá trình làm vic, tng ng sut này là làm gim kh làm
vic ca kt cu và to kh xut hin nhng vt nt, gãy trong chúng. Bin dng
hàn làm sai lc ca các kt c sau khi hàn phi tin
hành các công tác sa, nn, gia nhit
Tr s và s phân b ng sut ph thuc vào:
- Tính cht ca vt liu hàn.
Vt hàn có tính do tt, khi hàn d b bin dng, vt hàn có tính do kém, khi

hàn d to nên ng sut.
- Chiu dày vt hàn.
Vt hàn có chiu dày khác nhau thì kh ng sut và bin dng khi
 nhau. Vt hàn mng thì khi hàn gây ra bin dng lng sut
sinh ra nh. Vt hàn dày thì ng sut to ra khi hàn ln dng nh.
Khi hàn giáp mi có vát mép (ch V, U) do kim loi nóng chy tp trung nhiu
 vát mép, nên khi kt tinh sinh ra bin dng góc.
9



Hình 1.2. Biến dạng góc mối hàn vát mép chữ V do ứng suất co ngót
S co ngót góc hoc s bin dng góc ph thuc vào dng m
pháp công ngh, chiu dày vt hàn.
ng sut tn ti trong liên kt hàn kt hp vi ng sut do ngoi lc tác dng s
to ra kh t hin vt nt và làm phá hy liên kt hàn khi làm vic.
BẢNG 1.1. LỰC DO CO NGÓT
Chiu dày tm [mm]
Tng s lp hàn
Lc [N]
8
10
12
15
3
4
4
6
4160
6800

12300
19300

1.2.3. Các kiểu ứng suất và biến dạng hàn vỏ tàu
TheoKoichi và Masubuchi [8], bin dc chia ra thành các dng sau:
 Biến dạng trong mặt phẳng tấm, có 3 dạng:
1) Bin dng do co ngang (Transverse Shrinkage)
2) Bin dng do co dc (Longitudinal Shrinkage)
3) Bin dng do xoay (Rotational Distortion)


10


 Biến dạng ngoài mặt phẳng tấm, có 4 dạng:
1) Bin dng góc (Angular Distortion)
2) Bin dng xon (Buckling Distortion)
3) Bin dng dc (Longitudinal Bending Distortion)
4) Bin dng cc b (Features of Buckling Distortion)


Hình 1.3. Các kiểu biến dạng hàn
1. Biến dạng dọc
Là bin dng dc theo trc sn phm hàn nó xut hin do s co dc ca mi
hàn. Trong kt cu n dng theo chiu dc khi hàn các chi tit
ch T, các chi tit dc tàu, hàn các tm v vi nhau,

Hình 1.4. Biến dạng dọc
hàn chữ T.
11

Hình.1.5. Biến dạng dọc hàn tấm giáp mối

Hình.1.6. Biến dạng khi hàn đắp mép tấm
2. Biến dạng ngang
Là hing co rút kim loi mi hàn và lân cng vuông góc vi trc
mi hàn, xut hin do s co
ngang ca mi hàn và do s kp
cht ca chi tit hàn
Hình.1.7. Ứng suất và biến
dạng ngang
a)Liên kết hàn giáp mối
b)Sự cong vênh khi cắt rời dọc
mối hàn
c)Phân bố ứng suất ngang theo
chiều dài mối hàn
12


1.3. Mi hn ni dung nghiên cu
1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cu s ng ca chiu dài mn bin dng góc khi hàn ni
tm tôn bao v tàu v quang tay, thép tm dày 10 mm theo quy
trình hàn c.
1.3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cc thc hi lý thuyt v v ng sut bin dng
hàn và kt hp vi thc nghim trên phôi mu.

1.3.3. Giới hạn nội dung nghiên cứu
T   c tin c  tài, mc tiêu nghiên c  tài thc hin trong
ph
1. Tng quan các v n bin dng góc và các yu t ng
n bin dng góc.
2. Nghiên cu s ng ca chiu dài mn bin dng góc khi hàn
ni tm tôn bao v tàu v quang tay, thép dày 10 mm.
3. Tho lun kt qu  xut ý kin.
Vi nhng ni dung nghiên cu y s c th hi
t v
 lý thuyt
t qu nghiên cu
o lun kt qu


13


CHNG 2 C S Lí THUYT
2.1. Tng quan v phng phỏp hn h quang tay
Hn h n núng chy s dn cc
i dng l cú v bc) v khụng s dng khớ bo vt c
cỏc thao tỏc (gõy h quang, dch chuyi th
hn thc hin bng tay [2].

Hỡnh 2.1. Nguyờn lý hn h quang tay.
2.1.2Hỡnhng dng
Hỡnh 2.1. Nguyờn lý hn h quang tay
n h
khụng gian khỏc nhau.









Sỉ
Nguồn
hàn
Mạch
sơ cấp
Hồ quang
Kim loại
mối hàn
Bể hàn
Kim loại
cơ bản
Dây cáp mát
Dây cáp hàn
Mạch

thứ cấp
Kìm hàn
Que hàn vỏ bọc