Đồ Án Tính Toán Quy Trình Công Nghệ Và Thiết Kế Đồ Gá Cho Mối Hàn Nút Ở Cổ Bình Gas Loại 12 Kg

Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

Lời nói đầu

Trang
Phần I : Giới thiệu sản phẩm

ChơngI : Giới thiệu về bình
11
I . Nhiệm vụ của bình gas....................................................................................11
II. Hình dáng và cấu tạo của bình gas.................................................................11
III. Nhiệm vụ Nguyên tắc làm việc................................................................12
III .1 Vỏ bình.....................................................................................................12
III .2. Cổ bình.................................................................................................... 13
III. 3 . Tay xách, chân đế...................................................................................14
Phần II : Quy trình chế tạo bình gas.............................................16
Chơng I : Chọn vật liệu làm bình........................................................16
Chơng II : chế tạo phôi...............................................................................17
I . Phơng án tạo hình .......................................................................................17
I. 1. Vỏ bình..................................................................................................... 17
I .2. Tay xách....................................................................................................18
I. 3. Chân đế..................................................................................................... 18
I . 4. Cổ bình.....................................................................................................18
II . Tính toán, kiểm tra kết cấu vỏ bình.............................................................19
Chơng III : Công nghệ hàn........................................................................20
I. Tính hàn của vật liệu làm bình......................................................................20
II . Phơng pháp hàn...........................................................................................22
II. 1. Mối hàn vòng...........................................................................................22
II. 2. Mối hàn cổ bình.......................................................................................23

II .3. Mối hàn tay xách, chân đế với vỏ bình....................................................23
III . Tính chế độ hàn cho mối hàn nút cổ bình ga............................................24
IV. Kiểm tra sản phẩm.......................................................................................28
IV. 1 . Kiểm tra sản phẩm................................................................................28
IV. 2. Kiểm tra vật liệu làm bình ......................................................................29
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

1


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

IV. 3. Kiểm tra sản phẩm dập............................................................................29
IV.4. Kiểm tra chất lợng mối hàn.....................................................................30
Phần III : Đồ gá cho mối hàn nút cổ bình....................................30
Chuơng I : Giới thiệu về đồ gá hàn nút cổ bình..........................30
I.Sơ lợc đồ gá......................................................................................................31
II.Đồ gá cho mối hàn nút cổ bình .......................................................................31
III.Giới thiệu về đồ gá hàn nút cổ bình................................................................33
Chơng II : Tính toán bộ truyền động................................................33
I.Sơ đồ động của hệ dẫn động..............................................................................34
II.Tính toán bộ truyền .........................................................................................34
III.Phân phối tỷ số truyền cho các bộ truyền.......................................................37
ChơngIII : thiết kế hệ thống điều kiển.............................................38
I. Nguyên lí và quy luật điều chỉnh khi thay đổi tần số..................................38
II.Các bộ biến tần dùng để điều chỉnh tốc độ động cơ.....................................38
II.1. Bộ biến tần trực tiếp dùng Thyistor..............................................................41
II.2. Bộ biến tần dùng Thyistor có khâu trung gian một chiều ...........................44

III. ứng dụng trong công nghiệp..........................................................................46
III.1. Yêu cầu.......................................................................................................47
III.2.Các thiết bị vào ...........................................................................................47
A. Biến tần ........................................................................................................47
B. Máy hàn ....................................................................................................... 49
C. Cảm biến ...................................................................................................... 50
D. Nút ấn, đèn báo ............................................................................................52
E. Rơ le.............................................................................................................. 52
F.Các thiết bị khác.............................................................................................53
IV. Mạch điện điều khiển và sơ đồ tủ điều khiển các cơ cấu chấp hành...........55
Chơng IV. Tính toán cơ cấu kẹp............................................................56
I.Một số đặc điểm của hệ thống tự động bằng khí nén .......................................56
II.Ưu nhợc điểm của hệ thống tự động bằng khí nén .........................................56
III.Cung cấp và xử lí khí nén ..............................................................................57
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

2


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

IV.Hệ thống điều chỉnh bằng khí nén..................................................................59
V.Tính chọn thiết Bị............................................................................................60
ChơngV : Thiết kế trục khung .............................................................63
V.1. Tính toán trục công tác..............................................................................63
V. 2. Thiết kế khung đồ gá................................................................................66
V.3. Thiết kế mân hứng thuốc và bộ phận làm mát mân gá ..................................67

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

3


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

Lời nói đầu
Đồ án tốt nghiệp là nhiệm vụ cuối cùng của mỗi sinh viên trớc khi ra trờng nhằm
mục đích hệ thống lại những kiến thức đã học, và tạo điều kiện cho sinh viên cho sinh
viên làm quen với nhiệm vụ cụ thể. Vì vậy mỗi sinh viên trớc khi ra trờng điều đợc giao
một đề tài tốt nghiệp.
Trong ngành chế tạo máy nói riêng cũng nh trong ngành công nghệ cơ khí nói
chung, các chi tiết đợc lắp ghép với nhau thành những cụm chi tiết, hay thành những
máy hoàn chỉnh. Trong các mối lắp ghép đó, mối ghép bằng hàn cũng rất phổ biến.
Sau ba năm theo học tại trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Em đợc giao đề tài
Tính toán quy trình công nghệ và thiết kế đồ gá cho mối hàn nút cổ bình gas loại 12kg
.
Bình gas là loại sản phẩm dùng để chứa gas hoá lỏng ngày nay rất phổ biến ở thị
trờng nớc ta. Nhng giá của bình gá còn hơi cao so với mặt bằng chung .Do quy trình
công nghệ và thiết bị các cơ sở sản xuất khi lựa chọn cha tính toán kỹ đến vấn đề kinh
tế cho đầu ra của sản phẩm . Điều đó cho thấy đề tài này rất sát thực và phù hợp với
điều kiện nứoc ta . Sau khi đợc đi thực tập, đuợc hiểu rõ về tài của mình vói sự giúp đỡ
nhiệt tình của thầy giáo hớng dẫn làm đồ án, em đã hoàn thành đồ án của mình . Em
xin cảm ơn thầy giáo Bùi Văn Hạnh cùng toàn thể thầy cô của bộ môn Hàn Khoa Cơ
Khí Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội cùng bạn bè để đồ án tốt nghiệp của em đợc
hoàn thành với kết quả tốt nhất. Em xin chân thành cảm ơn.

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

4


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

Phần I : Giới thiệu sản phẩm
Chơng I : Giới thiệu về bình GAS
I . nhiệm vụ của bình GAS
Dùng để chứa gas hoá lỏng và nhiên liệu khác. Tuy nhiên các nhiên liệu này
không đợc gây ra các dạng ăn mòn. Đối với bình khi làm việc với áp suất tơg đối cao
( áp suất này là là áp suất hơi bão hoà ). Theo tiêu chuẩn làm bình gas do công ty cổ
phần thiết bị Hà Tây FSEC cung cấp . áp suất làm việc của bình ở điều kiện bình
thờng khoảng 5 ữ 10 atm
Do áp suất khá cao nên vỏ bình cần độ bền tơng đối cao, gas là thứ dễ gây cháy
nổ nên cần độ kín khít cao. Nếu độ bền của vỏ bình thấp, độ kín khít thấp có thể gây ra
hiện tợng thoát khí gas ra ngoài dễ gây hiện tợng nổ bình dẫn đến những tai nạn đáng
tiếc.
II. Hình dáng cấu tạo của bình gas
Bình gas có hình dáng cấu tạo nh sau :

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

5


Sinh viªn : NguyÔn ThÞ Lôa

Líp CT2 HD

H×nh 1

Chó thÝch:
1. Tay x¸ch

2.Nót cæ b×nh
3.Nöa b×nh trªn
4.Nöa b×nh díi
5.Ch©n ®Õ

Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

6


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

Iii. Nhiệm vụ Nguyên Lý làm việc
III.1. Vỏ bình
Vỏ bình là bộ phận chính của bình gas dùng để chứa gas hoá lỏng, gas đ ợc nạp
vào bình thông qua hệ thống van đợc nắp với cổ bình ở phần chóp bình .
Trong quá trình sử dụng thì vỏ bình là dụng cụ làm việc trong điều kiện chịu áp
suất.

Hình2 : vỏ bình

III.2. Cổ bình:
Cổ bình hình trụ có chiều cao toàn bộ là h = 17 (mm), phần chân đế có chiều cao
là
H2 = 2 (mm) đờng kính D2 = 38(mm); phần trên của cổ bình có chiều cao
h1 =15(mm) và có đờng kính D2 = 48(mm)
Cổ bình đợc lắp với vỏ bình ở lỗ cổ bình bằng phơng pháp hàn, cổ bình làm
nhiệm vụ bắt van vì thế phía trong có tiện ren. Ren của lỗ cổ bình phải đúng tiêu chuẩn
với ren của van, ren phải sắc, nhọn. Đối với ren tarô thì chiều dài của đoạn ren phải phù

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

7


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

hợp với tiêu chuẩn của ren tarô.Ren phải thẳng cần có ít nhất 4 vòng ren để đảm bảo độ
kín khít và độ bền. Độ bền đòi hỏi có thể chịu đợc áp suất gấp 10 lần áp suất thử của
bình ( theo FSEC thì áp suất thử p = 34kg / cm 2)
ỉ48

90

M24

12

ỉ38

Hình 3 : cổ bình
III.3. Tay xách, chân đế
Tay xách và chân đế đợc dùng làm nhiệm vụ vận chuyểnvà chân dỡ cho bình
Vì vậy tuỳ từng loại bình khác nhau mà có thể thiết kế các loại tay xách và chân đế
khác nhau tuy nhiên chúng ta cần đảm bảo đợc các yêu cầu kỹ thuật độ bền ... các yêu
cầu vận chuyển nh xếp chồng và tránh đợc các va đập, và đặc biệt cũng cần chú ý tới
hình thức của bình để đạt đợc các yêu cầu thẩm mỹ dẫn đến đạt hiệu quả kinh tế.

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

8


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

R21

2,6

156

348

489

R21

30

ỉ630

ỉ750

Hình 4 : tay xách

Hình 5:Chân đế

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

9


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

Phần II : Quy trình chế tạo bình gas
Chơng I : chọn vật liệu làm bình gas
Căn cứ vào các yêu cầu kỹ thuật của kết cấu ta chọn vật liệu để làm kết cấu đó.
Với bình gas do làm việc trong điều kiện áp suất cao. Đồng thời việc chế tạo bình
gas đựoc làm củ yếu nhờ 2 nguyên công là tạo hình biến dạng và hàn cho nên vật liệu
dùng để sản xuất bình gas cần có những yêu cầu sau :
+ Độ bền tơng đối cao
+ Có tính dẻo tốt
+ Độ dai và đập khá cao
+ không bị ăn mòn bởi nhiên liệu chứa trong nó
+ Có tính hàn tốt

Từ các yêu cầu trên đối với vật liệu làm bình gas và so sánh với các thông số về
thành phần hoá học cũng nh cơ tính của vật liệu sản xuất bình gas do Công ty cổ phần
thiết bị thực phẩm Hà Tây cung cấp là thép hợp kim thấp có các thông số sau :
Thành phần

tỉ lệ

Cacbon

c

Mangan

Mn

1.1 ữ 1,6%

Phốt pho

p

0,04%

Lu huỳnh

S

0,2%

0,05%

Silic

Si

0,15 ữ 0,3%

Đồng

Cu

0,4%

Chơng II : Chế tạo phôi
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

10


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

Dập tạo hình và lốc đợc sử dụng để tạo ra chi tiết nửa trên, nửa dới bình.Tay xách
và chân đế.
Nguyên công này có yêu cầu chủ yếu làm thế nào tạo ra các chi tiết đáp ứng đợc
các yêu cầu kỹ thuật nh : độ chính xác về hình dạng, kích thớc không gây ra khuyết tật
nh nứt, nhăn, xớc Bề mặt sâu ảnh hởng đến các nguyên công khác và chất lợng độ an
toàn của bình gas sau này.
Bình gas có chiều dày thành vỏ mỏng (2,6 mm ) nên đợc chế tạo từ thép tấm vì vậy

để tạo hình cho sản phẩm thì nguyên công đầu tiên là gia công tạo hình chi tiết mà chủ
yếu là nguyên công dập tạo hình vỏ bình .
I . Phơng pháp tạo hình
Vỏ bình dùng để đựng các loại nguyên, nhiên liệu lỏng đợc làm từ thép gió thì có
thể có nhiều phơng án chế tạo khác nhau tuỳ thuộc vào hình dáng kích thớc của bình
Và độ dày của thành bình. Với mỗi một loại bình có nhiều phơng án chế tạo, tuy
nhiên với mỗi loại bình thì sẽ có một phơng án tối u nhất để đạt đợc sản phẩm có chất lợng, đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật, đáp ứng điều kiện kinh tế ...Với loại bình gas 12(kg)
là kết cấu nhỏ vì vậy để tạo hình cho chúng thờng sử dụng phơng án sau :
Ta tạo hình cho từng phần của bình : Vỏ bình, tay xách, chân đế, cổ bình, một cách
riêng rẽ rồi sau đó tiến hành lắp ráp chúng lại với nhau bằng phơng pháp hàn
I.1. Vỏ bình
Phôi đợc sử dụng làm vỏ bình là thép tấm hợp kim thấp có chiều dày
a =2,6 (mm)
Ta dập vỏ bình thành 2 nửa bình có hình dáng và kích thớc giống nhau, vì vậy
chúng đợc dập trên cùng một loại máy và khuôn dập, lỗ cổ bình đợc dập sau khi dập
sau khi dập vỏ bình .

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

11


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

Hình 6 : Vỏ bình
I.2. Tay xách
Ta sử dụng tay xách đợc làm từ tấm thép có chiều dày a = 2,6 (mm)sau khi dập cắt
hình, tay xách đợc lốc trên máy tròn, sau đó dập uốn móc tay xách.

I.3. Chân đế
Trong phần thiết kế tính toán này ta sử dụng loại chân đế đợc làm từ tấm thép có
chiều dày a = 2,6(mm) giống với chiều dày của vỏ bình, rồi đợc lốc trên máy lốc tròn.
Đờng kính chân đế phải lớn hơn đờng kính của vỏ bình để tránh cọ xát khi xếp đặt và
vận chuyển, chiều cao của chân đế phải đảm bảo sao cho đáy bình không bị chạm
xuống đất.
I.4. Cổ bình
Cổ bình đợc chế tạo bằng gia công trên máy tiện vạn năng
II.Tính toán, kiểm tra kết cấu vỏ bình
Chiều dày của vỏ bình phải đảm bảo chịu đợc áp suất khi làm việc nghĩa là độ là độ
bền của vỏ phải đảm bảo sao cho không bị phá huytrong thời gian làm việc.
Chiều dày của vỏ bình phụ thuộc vào điều kiện làm việc của vỏ bình ( áp suất bên
trong bình), phụ thuộc vào độ bền của vật liệu làm bình và kích thớc của bình ( đờng
kính ngoài D ).

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

12


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

Chiều dày của vỏ bình đợc hạn chế không nhỏ hơn 0,2 cm và trong bất kỳ trờng hợp
nào cũng phải thoả mãn yêu cầu sau :
S = ( p.Dt )/200 cp p ) +C (1)
Trong đó S : Độ dày của vỏ bình
P : áp suất thử lớn nhất khi thử bằng nớc
D : đờng kính ngoài của vỏ bình (mm)

Dt : đòng kính trong của vỏ bình ( mm)
P = 34 kg / cm2
Đờng kính trong vỏ bình Dt = 300 (mm)
Từ (1) ta có :
Với vật liệu chế tạo bằng thép hợp kim có ứng suất cho phép GOST 5520- 62là


cp

= 13,4 (kg/ mm2)

Do bình hàn tự động dới lớp thuốc nên hệ số =1
Thay vào (1) ta có :
S =( p.Dt )/ (200 cp p ) = ( 17.300 )/ (200.1.13,4 17 ) +0,5
= 1,9 + 0,5 =2,4 chọn S = 2,6 (mm)
( Lấy C = 0,5 )
Tính lại đờng bình nếu chọn Dn =300
vậy Dt = Dn 2S = 300 2.2,6 = 294,48 (mm)
Trong quá trình dập có sự biến mỏng thành tại vị trí chuyền tiếp giữa phần trụ với
chỏm cầu,vì vậy yêu cầu sự biến mỏng này phải đảm bảo chiều dầy chỗ đó :
S0> 90%s = 0,26.0,9=0,234 (cm)
Các thông số còn lại của vỏ bình theo hình 2
Bán kính chỏm cầu R=230 (mm)
Bán kính góc lợn V = 68 (mm)
Bán kính lỗ cổ bình D3 =38 (mm)
Chiều cao phần trụ h =263,4 (mm)

Chơng III .Công nghệ hàn

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

13


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

Sau khi tạo hình đợc các chi tiết theo yêu cầu. Đề lắp ráp thành sản phầm hoàn
chỉnh ngời ta không thể thiếu nguyên công hàn đây là công đoạn rất quan trọng
Và chủ yếu trong chế tạo sản phẩm. Quy trình hàn để lắp ráp các bộ phận bình lại
với nhau sao cho mối hàn đạt chất lợng tốt nhất trong điều kiện công nghệ có thể với
giá thành tối u. Với mối hàn liên quan trực tiếp đến khả năng làm việc của bình( chịu
áp suất cao) thì mối hàn cần đạt độ ngấu tốt, không khuyết tật nh rỗ, nứt, độ bền cao tơng đơng vơi kim loại cơ bản.
Căn cứ vào tình hình hiện nay máy móc thiết bị nhập vào nớc ta có rất nhiều chủng
loại của các hãng nổi tiếng của nhiều nớc nh: Nga, Mỹ, Thụy điển ...
Ta có thể chọn thiết bị của nớc nào tuỳ thuộc vào chế độ công nghệ, và tính kinh tế
của thiết bị đem lại về năng xuất và thời hạn sử dụng hữu ích.
I . Tính hàn của vật liệu làm bình
Vật liệu kim loại khi đem hàn thì có những kim loại, hợp kim thích hợp cho việc
hàn nghĩa là những loại vật liệu đó khi hàn bằng bất cứ nguồn nhiệt nào và chế độ hàn
ra sao thì sau khi hàn ta điều nhận đợc mối hàn có chất lợng tốt. Nhng có những loại
vật liệu không đáp ứng đợc điều đó.
Khả năng thích nghi của một kim loại đối với quá trình hàn thì đợc gọi là tính hàn
cua kim loại đó.
Vật liệu đợc dùng làm kết cấu đợc coi là có tính hàn tốt khi nó đáp ứng đợc các yêu
cầu ( trong và sau khi hàn) sau:
+ Đáp ứng đợc độ bền lâu
+ Đáp ứng đợc độ bền đều gia mối hàn và kim loại cơ bản
+ Có độ tin cậy về khả năng làm việc

Trong và sau khi hàn trong mối hàn không đợc có những khuyết tật nh nứt, rỗ ...
Tính hàn của vật liệu phụ thuợc vào thành phần hoá học, tổ chức của vật liệu...Với
thép hợp kim thấp thì tính hàn của nó chủ yếu phụ thuộc vào hàm l ợng cacbon trong
thép bởi vì cacbon là nguyên tố chủ yếu quyêt định cơ tính của thép hợp kim.
Khi hàn bằng bất cứ nguồn nhiệt hàn nào thì cũng đều phải sử dụng năng lợng
nhiệt lớn làm nóng chảy phần kim loại giữa hai chi tiết hàn, cũng có khi không đạt tới
trạng thái chảy lỏng mà đạt đến trrạng thai chảy dẻo. Mặt khác thời gian nóng chảy và

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

14


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

đông đặc của kim loại mối hàn rất ngắn nên tốc độ nguội rất cao,tốc nuội ảnh hởng rất
lớn đến tổ chức và chất lợng mối hàn .
Thép hợp kim thấp ở nhiệt độ cao đợc làm nguội với tốc độ lớn nếu hàm lợng
cac bon trong thép lớn thì cacbon không kịp phân bố lại trong mạng tinh thể nên rễ tạo
ra tổ chức mactenxit có độ cứng và ròn cao cản trở sự co của kim loại dẫn đên gây ứng
suất d có khả năng làm nứt mối hàn. Với thép cacbonthì các thành phần khác nh : Lu
huỳnh, mangan, silic... cũng ảnh hởng lớn đến chất lợng mối hàn nh: Lu huỳnh gây ra
hiện tợng giòn nóng còn phốt pho gây ra hiện tợng bở nguội.
Để đánh giá tính hàn của vật liệu kết cấu ngời ta dùng các thí nghiệm với các mẫu
thép đợc chọn trớc. Các mẫu thép này đợc hàn và làm nguội trong điều kiện khác nhau,
làm nhiều lần nh vậy ngời ta có thể rút ra kết luận về tính hàn của vật liệu đó là tố hạn
chế hay là xấu.
Bằng biện pháp thử ngời ta thấy rằng thép hợp kim thầp có tính hàn tốt , chất lợng

của liên kết hàn có thể đảm bảo bằng mọi phơng pháp hàn khác nhau. Nghĩa là trong
mối hàn và vùng ảnh hởng nhiệt rất ít có hiện tợng tôi vì nó rất ít nhậy cảm với chu
trình nhiệt. Trong mối hàn ít có các khuyết tật nh :rỗ khí, xỉ, nứt ... Thép hợp kim trung
bình và cao (c<0,25%) thì khi hàn dễ tạo ra tổ chức tôi. Tuỳ thuộc vào hàm lợng cacbon
mà tổ chức cơ tính của mactenxit đợc sinh ra là khác nhau nói tóm lại với thép hợp kim
thì hàm lợng cácbon càng lớn thì tính hàn càng xấu.
Vật liệu làm bình gas theo phần trên đợc xác định là thép hợp kim thấp có hàm lợng cac bon C< 0,22%; S 0,05; P 0,04 vì thế nó đợc xếp vào loại thép có tính hàn
tốt thờng đợc sử dụng để chế tạo các kết cấu hàn với cơ tính phù hợp.

II. Phơng pháp hàn
Chất lợng mối hàn không những phụ thuộc vào vật liệu chế tạo kết cấu hàn mà
còn phụ thuộc rất nhiều vào các loại thiết bị hàn, vật liệu hàn, vị trí của mối hàn, các xử
lý nhiệt trớc và sau khi hàn và đặc biệt là các thông số của chế độ hàn. Nói tóm lại chất
lợng của mối hàn phụ thuộc rất vào phơng pháp hàn.
Nh trên đã nói bình gas là dụng cụ làm việc chịu áp suất nên các mối hàn của bình
( mối hàn cổ bình, mối hàn hai nửa vỏ bình ) đòi hỏi chất lợng cao, vì không nên dùng
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

15


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

phơng pháp hàn hồ quang tay. Khi hàn hồ quang tay thì chất lợng của mối hàn tại các
vị trí khác nhau không điều phụ thuộc phần lớn vào tay nghề của ngời thợ hàn. Mặt
khác hàn hồ quang tay cho năng xuất rất thấp không đáp ứng đợc các đòi hỏi về kinh
tế.
Việc lựa chọn một phơng pháp hàn phải căn cứ vào điều kiệncụ thể của từng mối

hàn nh :
+ Chất lợng mối hàn cao hay thấp
+ Vị trí của mối hàn
+ Vật liệu hàn
+ kích thớc của mối hàn
+ Điều kiện trang thiết bị
II.1. Mối hàn vòng
Mối hàn vòng có chiều dài đờng hàn lớn ( 947 mm ), đòi hỏi chất lợng cao đồng
điều tại mọi vị trí vì vậy không thể dùng phơng pháp hàn hồ quang tay và cũng không
nên dùng phơng pháp hàn bán tự động mà nên dùng phơng pháp hàn tự động dới lớp
thuốc. Trong quá trình hàn để mối hàn đạt đợc chất lợng cao và lại là phơng pháp hàn
tự động thì mối phải luôn ở vị trí hàn sắp vì vậy khi ta cho chi tiết hàn đ ợc đồ gá dẫn
động quay xung quanh trục của nó với vận tốc hàn còn đầu hàn đứng yên
Dây hàn và thuốc hàn đợc lựa chọn phù hợp với vật liệu kết cấu hàn và từng phơng
pháp hàn. Với thép làm bình là thép hợp kim thấp, phơng pháp hàn tự động dới lớp
thuốc ta chọn dây hàn là dây H6 M12K0024- 254
Và lớp thuốc hàn H400. Tính chất của thuốc hàn này tơng đơng với thuốc hàn OK
10.40 của ESAB và dây hàn OK Autrod 12.10 có thành phần hoá học.
C

Si

Mn

0,1

0,6

1,3

II.2. Mối hàn cổ bình
Mối hàn cổ bình cũng giống với hàn vòng cũng đòi hỏi chất lợng hàn cao ( thậm
chí còn cao hơn vì mối hàn cổ bình là vị trí gas dễ thoát ra hơn ) vị trí hàn là sấp kiểu

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

16


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

hàn góc đờnghàn ngắn vì vậy ta dùng phơng pháp hàn tự động dới lớp thuốc khi hàn ta
cũng dùng đồ gá quay và đầu hàn đứng yên.
II.3. Mối hàn tay xách, chân đế với vỏ bình:
Tuỳ từng điều kiện cụ thể mà ta có thể dùng phơng pháp hàn hồ quang tự động dới
lớp thuốc, tự động, bán tự động trong môi trờng khí bảo vệ thậm chí có thể hàn hồ
quang tay.Sở dĩ có thể hàn nh vậy là vì các mối hàn nàyđòi hỏi chất lợng không cao
chủ yếu đòi hỏi độ bền là chính mà không đòi hỏi độ kín khít cao.
Tuy nhiên bình gas thờng đợc sản xuất ở dạng hàng loạt lớn cho nên để đạt năng
xuất cao ta dùng phơng pháp hàn tự động ( đối với chân đế với vỏ bình)và bán tự động (
đối với mối hàn tay xách với vỏ bình ) trong môi trờng khí bảo vệ CO2. Dây hàn để hàn
mối hàn tay xách, chân đế với vỏ bình dùng khí bảo vệ CO 2 thờng dùng loại TOWER
MIG ES6 có thành phần hợp kim nh sau:
C
<0,03

Si
0,35

Mn
1,8

Cr
18

Ni
12

Mo
2,7

Thành phần khí CO2 Trong thành phần khí bảo vệ phải dạt 97 ữ 99 % ( càng cao
càng tốt)
Vị trí hàn các mối hàn này là hàn sấp kiểu hàn góc, ở đây do chiều dày vỏ mỏng nên
ta không để khe hở hàn và cũng không cần phải vát mép hàn, khi hàn chỉ cần hàn một
lớp.

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

17


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

III .Tính chế độ hàn cho mối hàn cổ bình
Vị trí của mối hàn là hàn sấp và kiểu hàn góc, mối hàn yê cầu ngấu hết chiều dày vỏ

bình và ngấu thêm một phần vào cổ bình. Do mối hàn này vỏ bình mỏng nên ta không
để khe hở hàn, không vát mép và cũng chỉ hàn một lớp. Chiêù dày của thành đứng và
vỏ bình khác nhau nên khi hàn ta phải đặt dây lệch về phía cổ bình.
Các thông số quá trình hàn đợc xác định theo phơng pháp hàn tự động dới lớp
thuốc.
1.Đờng kính dây hàn d ( mm )
Ta chọn d = 2,4 ( mm )
2.Cờng độ dòng điện hàn Ih (A)
Ih =

d 2
.J h
4

Jh mật độ dòng điện hàn
Căn cứ vào bảng 14 CNĐHNC ta có thể lấy
Jh = 100 A/ mm2
Ih = 314(A)
Lấy Ih = 300 (A )
3.Tốc độ hàn Vh (cm/s )
Vh = I h

N
Ih

Bảng CNHNC N= ( 8 ữ 12 ) 10 2 Am/ h
Vh = ( 26.6 ữ 40 ) m/ h
Chọn Vh = 40
4.Điện áp hàn Uh ( V )
50.10 3 3

d 0,5
Uh = 20 +
. Ih 1

d = 2,4 (mm ) ; Ih = 300( A )
Uh = (29,6 ữ 31,6 ) V
Chọn Uh = 30 (v)
5.Hệ số ngấu n

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

18


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

n có thể chọn theo đồ thị hoặc tính theo
n = k. ( 19- 0,01) .

dU h
Ih

ở đây ta cũng dùng dòng điện hàn một chiều cực nghịch vì vậy ta có
k = 0,376 . Jh0,1925
Jh = 100 A/mm2
k = 0,9
Ih = 300 (A ) ; Uh = 30 (V ) ; d = 2,4 (mm)
n = 2,88

n đã nằm trong khoảng cho phép ( 0,8 ữ 4,0 )
6.Diện tích đắp Fd
Fd =

d. I h
.Vh

Hình 22 CNĐHNC với d = 2,4 (mm) ; I = 300 (A)
Ta có d = 14g/ Ah
Vh = 40 (m/ h)
= 7,8 (g/cm3)
Fd = 0,135 (cm2 ) = 1,35 (mm2)
7. Công suất nguồn nhiệt Q ( cal/s )
Q= 0,24 . Uh . Ih ..
: hiệu suất nguồn nhiệt =0.75
Q= 1620 (cal/s)
8. Chiều sâu ngấu h (mm)
h=A

Q
Vh . n

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

19


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

Thép hợp kim thấp A= 0,0156
n = 2,88 ; Vh= 1,11 (cm/s) ; Q= 1620 (cal/ s)
h = 0,35 (cm ) = 3,5 (mm)
Chiều sâu ngấu theo yêu cầu ngấu hết chiều dày vỏ bình và ngấu thêm một phần cổ
bình. Vậy với chiều sâu nh ngấu tính toán trên ta thấy đã dạt yêu cầu .
9.Chiều rộng của mối hàn b(mm)
n =

b
b = h . n
h

h = 0,35 cm ; . n = 2,88 ; b = 1 (cm ) = 10 ( mm )
10. Chiều cao c và chiều cao toàn bộ mối hàn H (mm) và hệ số mối hàn mh .
c=

Fd
0,73.b

với Fd = 0,135( cm2) ; b = 1(cm )
c = 0,18 (cm) = 1,8 (mm)
Chiều cao toàn bộ mối hàn
Hệ số mối hàn : mh=

b
H

H = c+ h = 1,8 +3,5 = 5,3 (mm)
mh = 1,88

ở đây mh đố với mối hàn góc mh 2, vậy m đã đạt yêu cầu
11. Dòng điện Ith tới hạn (A)
Ith= I0 + m . Vh
m : Đặc trng cho độ nghiêng của đờng thẳng đợc xác định bởi phơng trình trên, căn
cứ vào bảng 16 CNĐHNC ta có m= 2

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

20


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

I0 : Dòng điện tới hạn giả định khi tốc độ hàn bằng 0 , đố với hàn tự động và hàn
bán tự động
Ih = 350 (A)
Vh = 40 (m/h )
Ith = 350 + 2. 40 = 430 (A)
Do Ih = 430 < Ith nên ta đợc mối hàn là lõm .
12. Tốc độ dây hàn Vd
Vd =

Fd .Vh
f

Trong đó F là tiết diện của dây
Vd =

.d 2 .2 2
=
= (mm2)
4
4

Vh = 40 (m/h) ; F d = 13,5 (mm2)
Vd = 172 ( m/h)
13. Xác định thời gian hàn
t=

t0
Vh

Với hàn tự động m = ( 0,6 ữ 0,9 ) ta lấy m = 0,6
t o : thời gian cơ bản có t0 =

l
Vh

14. Chiều dài toàn bộ mối hàn
L= . D2 ; l = 15( cm) ; t0 = 14(s) ; D2 = 48 (mm) = 4,8 (cm)
Vh = 1,11 (cm /s)
Vậy thời gian hàn toàn bộ mối hàn là: t =

14
= 23s
0,6

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

21


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

15. Khối 1ợng và chiều dài dây cần hàn toàn bộ mối hàn
Chiều dài : Ld=Vd. t0
Ld = 0,67( m)
Khối lợng m6 = Id . F .
F=

.d 2
(mm2)
4

Id = 0,67(m) = 67 (cm)
= 7,8 (g/cm2)
m6 16,4 (g)

Ih ( A) Uh
(v)

300

30

Vd

h

H

m
h

(mm)

(mm)

172 3,5

5,3

M(g)

t(s)

h

mh

Vh
cm
s

16,4

23

2,88

1,88

1,11

IV. Kiểm tra sản phẩm
IV.1 Kiểm tra sản phẩm
Trong quá trình sản xuất một sản phẩm thì cứ sau mỗi một nguyên công khi ga
công xong ta điều phải tiến hành kiểm tra sản phẩm rồi mới đa sản phẩm tới nguyên
công tiếp theo . Sở dĩ phải làm nh vậy vì cần phải loại bỏ những sản phẩm không đạt
yêu cầu để tránh đợc những hao phí về sau.
Khi một kết cấu đợc hình thành và đợc đa vào sử dụng ta cũng phải tiến hành
kiển tra lần cuối toàn bộ kết cấu để loại bỏ những ết cấu không đủ tiêu chuẩn . Bình th ờng một kết cấu trong thời gian sử dụng đều chịu những tác động của bên ngoài và khi
sử dụng cũng gặp những sự cố gây nên h hỏng nhất định vì vậy trong quá trình sử dụng
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

22


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

cũng cần phải kiểm tra kịp thời phát hiện và ngăn ngừa những h hỏng đáng tiếc xảy ra.
Với các loại bình gas làm việc chịu áp suất thì việc kiểm tra cần đợc chú trọng.
Các bớc kiểm tra bình gas gồm những bớc nh sau :

+ Kiểm tra vật liệu làm bình
+ Kiểm tra sản phẩm dập
+ Kiểm tra chất lợng mối hàn
+ Kiểm tra trớc khi đa vào sử dụng
IV. 2 . Kiểm vật liệu làm bình
Dùng để làm bình là thép hợp kim thấp, khi kiểm tra vật liệu ta cần căn cứ vào mác
thép và có thể dùng biện pháp phân tích thành phần hoá học để xác định thành phần của
các nguyên tố hoá học có trong thép.
IV.3. Kiểm tra sản phẩm dập
Trớc khi dập cần kiểm tra phôi dập, kích thớc phôi dập cần phải đảm bảo đúng
kích thớc thiết kế, nếu kích thớc phôi dập nhỏ hơn kích thớc thiết kế thì cần phải loại bỏ
ngay phôi dập đó, còn nếu lớn hơn thì có thể cắt cho đúngkích thớc hoặc dập sau đó cắt
ba via.
Sau khi dập cần phải sửa sản phẩm sản phẩm dập nh cắt bỏ ba via. Sản phẩm
sau khi dập có thể xảy ra các hiện tợng nh : nứt, nhăn, lồi, lõm, khi sản phẩm dập có vết
nứt, nhăn, lồi, lõm thì cần loại bỏ ngay.
Thờng khi dập thì phần chuyển tiếp có sự biến mỏng thành, nhng sự biến mỏng
thành này là không đáng kể tuy nhiên cũng cần kiểm tra, khi kiểm tra chỗ biến
mỏngthành mà thấy chiều dày của nó a 0 > 90%a thì đảm bảo điều kiện ; còn nếu a 0
<90%a thì chiều dày không đảm bảo. Ngoài ra còn phải kiểm tra độ song song,độ tròn,
độ vuông góc ....
IV. 4. Kiểm tra chất lợng mối hàn
Trong quá trình hàn chất lợng mối hàn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố trong đó
có chế độ hàn là yếu tố quan trọng nhất mang tính quyết định, chế độ hàn đợc đặc trng
bởi các thông số nh :Ih , Uh, Vh ,Vd vì vậy các thông số này cần phải chính xác, mức độ
sai số của các thông số của các chế độ hàn không vợt quá 2%, ngoài ra các thiết bị hàn
cũng cần đợc kiểm tra về dặc tính và độ tin cậy của máy. Sau khi hàn thì phải kiểm tra
chất lợng mối hàn bằng mắt thờng hay các loại dụng cụ đo.
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

23


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

+ Kiểm tra các kích thớc và hình dáng mối hàn nh :
Độ rộng b, độ cao c, và hệ số mối hàn, hệ số ngấu.
+ Kiểm tra các khuyết tật nằm ngay trên mối hàn nh :
Rỗ khí, rỗ xỉ, chảy, thủng ...
+ Kiểm tra phá huỷ :
Để đánh giá tính hàn của vật liệu làm bình, cơ tính của mối hàn ngoài ra còn xác
định đợc hình dáng của mối hàn
+ Kiểm tra độ kín của mối hàn :
Bình gas là dụng cụ chứa gas hoá lỏng làm việc trong điều kiện chịu áp suất vì vậy
độ kín của bình là một trong những tiêu chuẩn hàng đầu. Việc kiểm tra độ kín của bình
thờng đợc làm bằng cách tạo áp suất phía trong bằng bình bằng chất khí và đợc đặt
trong một bể nớc khoảng 30 s .

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

24


Sinh viên : Nguyễn Thị Lụa

Lớp CT2 HD

Phần III Đồ Gá hàn cho mối hàn nút cổ bình

Chơng I : Giới thiệu về đồ gá hàn nút cổ bình
I . Sơ lợc về đồ gá
Để đạt đợc chất lợng tốt hơn cho một mối hàn thì ngoài các yếu tố nh vật liệu
chế tạo kết cấu, vật liệu hàn, phơng pháp hàn ... yếu tố lắp ghép và quy trình thực hiện
việc lắp ráp các chi tiết hàn cũng góp phần quan trọng.
Bởi vì khi có đợc một quy trình lắp ráp hợp lí và chính xác thì không những chất
lợng mối hàn đợc nâng cao ma cả năng xuất hàn cũng đợc nâng cao một cách đáng kể
dẫn đến hiệu quả kinh tế tăng.
Để đạt đợc độ chính xác cần thiết và kẹp chặt các chi tiết trong khi hàn ngời ta
phải sử dụng các loại đồ gá hàn. Đồ gá dùng để hàn cần đạt các yêu cầu sau :
+ Đảm bảo lắp ghép chính xác, các sai lệch khi lắp ghép nh :
Độ đồng tâm, độ lệch giữa các chi tiết hàn, khe hở hàn... phải nằm trong khoảng
cách cho phép.
+ Đảm bảo việc lắp ghép nhanh.
+ Đảm bảo trình tự lắp ghép thuận lợi nhất phù hợp với quy trình công nghệ hàn.
+ Có đủ độ bền, độ cứng vững, dễ kiẻm tra các chi tiết khi lắp ghép và trong khi
hàn.
+ Đảm bảo thao tác dễ dàng, hnà chế đợc sự biến dạng sinh ra trong quá trình hàn
là nhỏ nhất.
+ Đảm bảo số lần quay chi tiết là ít nhất ( với đồ gá quay ) khi hàn đính cũng nh
trong quá trình hàn.
+ Đảm bảo an toàn trong quá trình làm việc.
+ Phù hợp với điều kiện thực tế của cơ sở sản xuất.
Với mỗi loại tiết hàn và mối hàn thì có nhiều loại đồ gá hàn khác nhau tuỳ thuộc
vào từng loại phơng pháp hàn, vị trí của mối hàn, kích thớc kết cấu hàn và phụ thuộc
vào điều kiện của cơ sở sản xuất.
Đồ gá thì có thể dùng loại vạn năng hay chuyên dùng điều này còn tuỳ thuộc vào
kiểu sản xuất đơn lẻ hay hàng loạt ... Nó tóm lại với mỗi một mối hàn, chi tiết hàn cần
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội

25