Đồ án công nghệ hàn nóng chảy

§å ¸n : C«ng NghÖ Hµn Nãng Ch¶y

THS.KSHQT Vò §×nh To¹i

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan rằng: ngoại trừ các số liệu, các bảng biểu, đồ thị
đã được trích dẫn tài liệu tham khảo thì nội dung được trình bày trong đồ án
Với sự truyền thụ kiến thức và hướng dẫn tận tình của Ths. KSHQT Vũ
Đình Toại cùng các giảng viên trường ĐHBK Hà Nội và Công ty công nghiệp
tàu thủy Dung Quất đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả thiết kế, gia công
thùng chứa khí và hoàn thành đồ án này.
Quảng Ngãi ngày10 tháng 8 năm 2011
Tác giả thực hiện

Văn Hữu Bảo

T¸c gi¶: Văn Hữu Bảo

1

Líp CN Hµn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

LI NểI U
Trong s nghip phát trin nn công nghip trên th gii nói chung v Vit
Nam nói riêng.Công Ngh Hn ngy cng c s dng rng rói trong nhiu
ngnh công nghip nh ch to máy, xây lp công trình công nghip v dân

dng, giao thông vn ti, v.v.. Nh có các phng phỏp hn m ngời ta có thể
chế tạo ra những chiếc thùng, những bể chứa có dung tích rất lớn để phục vụ
trong các nghành công nghiệp hoá chất cũng nh trong đời sống hàng ngày của
mọi nhà.
Trong án ny tác gi a ra hn nóng chy hn kt cấu thùng chứa khí.
Ngày trớc khi ngành hàn cha phát triển ở Việt Nam,chúng ta đều phải nhập khẩu
nguyên chiếc về để đựng các chất khí và các loại hoá chất phục vụ cho ngành
công nghiệp. Ngày nay chúng ta đã ứng dụng đợc những thành tựu của ngành
hàn để chế tạo ra những sản phẩm phục vụ cho các ngành trong các ngành công
nghiệp và dân dụng,với giá thành thấp,chất lợng cao.
Do nhng hn ch v mt kin thc, kinh nghim thực tế nên án ny chc
không tránh khi nhng thiu sót. Tác giả xin ghi nhn nhng ý kin và góp ý
ca các thầy cô và bạn bè để đồ án hoàn thành tốt hơn.
hon thnh c ỏn ny tỏc giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô
giáo trong bộ môn Hàn và CN Kim Loại - ĐHBK Hà Nội,đặc biệt là thầy giáo
Th.s Vũ Đình Toại ngời đã trực tiếp giảng dạy và hớng dẫn tác giả hoàn thành
tốt nhiệm vụ đợc giao.
Tác giả xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên :
Vn Hu Bo

MC LC
Trang
Li cam oan........................................................ 1
Tác giả: Vn Hu Bo

2

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin

§å ¸n : C«ng NghÖ Hµn Nãng Ch¶y

THS.KSHQT Vò §×nh To¹i

Mục lục..................................................................................................................7
Giải thích các cụm từ viết tắt & các ký hiệu sử dụng trong đồ án........................8
LỜI NÓI ĐẦU .............................................................................................……9
CHƯƠNG1: TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM CHẾ TẠO ……………………10
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN VẬT LIỆU CƠ BẢN, LOẠI QUÁ
TRÌNH HÀNVÀ VẬT LIỆU HÀN
2.1. Phân tích, lựa chọn vật liệu cơ bản của các chi tiết hàn....……………..13
2.1.1. Phân tích, lựa chọn vật liệu cơ bản....................................................
2.1.2. Thành phần hóa học của vật liệu cơ bản............................................
2.1.3. Cơ tính của vật liệu cơ bản................................................................
2.1.4. Các chú ý khi hàn chủng loại vật liệu đã chọn...................................
2.2. Phân tích, lựa chọn các loại quá trình hàn sẽ sử dụng để chế tạo kết cấu17
2.2.1. Phân tích, lựa chọn các loại quá trình hàn sẽ sử dụng......................
2.2.2. Các thông số chế độ hàn chính của các quá trình hàn đã chọn.........
2.2.3. Các thông số kỹ thuật bổ sung của các quá trình hàn đã chọn..........
2.2.4. Các kỹ thuật hàn của các quá trình hàn đã chọn...............................
2.3. Phân tích, lựa chọn các loại vật liệu hàn sẽ sử dụng để chế tạo kết cấu. 19
2.3.1. Phân tích, lựa chọn các vật liệu hàn sẽ sử dụng................................
2.3.2. Thành phần hóa học của các vật liệu hàn đã chọn............................
2.3.3. Cơ tính của vật liệu hàn đã chọn........................................................
2.3.4. Các chỉ dẫn và khuyến cáo của Nhà sản xuất vật liệu hàn đã chọn. .
CHƯƠNG 3: CHẾ TẠO PHÔI HÀN
3.1. Xác định hình dáng, kích thước của các chi tiết hàn ..............................21
3.2. Khai triển phôi cho các chi tiết hàn........................................................25
3.3. Lựa chọn phôi, kiểm tra và nắn phôi cắt.................................................30

3.3.1. Lựa chọn phôi nhập ...........................................................................
3.3.2. Yêu cầu về chất lượng và phương pháp kiểm tra phôi nhập..............
3.3.3. Nắn phôi trước khi lấy dấu và cắt .....................................................
3.4. Lấy dấu và đánh dấu phôi........................................................................34

T¸c gi¶: Văn Hữu Bảo

3

Líp CN Hµn K1 _Vinashin


§å ¸n : C«ng NghÖ Hµn Nãng Ch¶y

THS.KSHQT Vò §×nh To¹i

3.4.1. Lấy dấu và vạch dấu trên tấm phôi để cắt..........................................
3.4.2. Đánh mã số cho các miếng phôi/chi tiết hàn.....................................
3.5. Cắt phôi...................................................................................................38
3.5.1. Phân tích, lựa chọn phương pháp cắt phôi........................................
3.5.2. Xác định các thông số chế độ cắt phôi...............................................
3.5.3. Lựa chọn máy (thiết bị) cắt phôi phù hợp..........................................
3.6. Tạo hình phôi...........................................................................................40
3.6.1. Phân tích, lựa chọn phương pháp tạo hình phôi................................
3.6.2. Xác định các thông số chế độ công nghệ tạo hình phôi.....................
3.6.3. Lựa chọn máy (thiết bị) tạo hình phôi phù hợp..................................
3.7. Tạo mép hàn (vát mép hàn).....................................................................46
3.7.1. Yêu cầu về hình dáng, kích thước và chất lượng mép hàn của các
mối hàn...................................................................................................................
3.7.2. Lựa chọn phương pháp và thiết bị tạo mép hàn.................................

3.7.3. Cắt/sửa lại phôi/mép hàn sau khi tạo hình.........................................
CHƯƠNG 4: GÁ LẮP VÀ HÀN ĐÍNH KẾT CẤU HÀN
4.1. Phân tích, lựa chọn/thiết kế mới đồ gá hàn.............................................50
4.1.1. Lựa chọn/thiết kế mới đồ gá hàn........................................................
4.1.2. Nguyên lý hoạt động của đồ gá đã chọn/đã thiết kế...........................
4.2. Kỹ thuật gá lắp, định vị và cố định (kẹp) phôi hàn trên đồ gá................50
4.2.1. Chuẩn gá kẹp và định vị phôi trên đồ gá hàn.....................................
4.2.2. Trình tự các nguyên công và các bước gá lắp phôi lên đồ gá...........
4.2.3. Cách kiểm tra phôi sau khi lắp ghép trên đồ gá.................................
4.3. Chế độ và kỹ thuật hàn đính....................................................................55
4.3.1. Phân tích, lựa chọn loại quá trình hàn đính......................................
4.3.2. Tính toán/lựa chọn chế độ hàn đính...................................................
4.3.3. Kỹ thuật hàn đính...............................................................................
CHƯƠNG 5: QUÁ TRÌNH XỬ LÝ TRƯỚC KHI HÀN
5.1. Xử lý nhiệt trước khi hàn – Preheating...................................................57
5.1.1. Xác định nhu cầu nung sơ bộ trước khi hàn.......................................
T¸c gi¶: Văn Hữu Bảo

4

Líp CN Hµn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

5.1.2. Phõn tớch, la chn phng phỏp nung s b....................................
5.1.3. Ch cụng ngh v k thut nung s b..........................................
5.2. X lý c - húa..........................................................................................61

5.2.1. Xỏc nh nhu cu lm sch trc khi hn..........................................
5.2.2. Phõn tớch, la chn phng phỏp lm sch mộp hn........................
5.2.3. Ch cụng ngh v k thut lm sch mộp hn...............................
CHNG 6: TNH TON CC THễNG S CH CễNG NGH HN
V LA CHN THIT B HN PH HP.
6.1. Tớnh toỏn cỏc thụng s ch hn cho tng mi hn.............................63
6.1.1. Tớnh toỏn/la chn cỏc thụng s ch hn chớnh (d, I h, Uh, vh, vd,
qd)............................................................................................................................
6.1.2. La chn/tớnh toỏn cỏc thụng s k thut b sung (Q k, Pk, c chp
khớ, v.v...)................................................................................................................
6.1.3. Cỏc bng tng hp cỏc thụng s ch cụng ngh hn y ........
6.2. xut phờ chun v la chn cỏc thit b hn phự hp........................72
6.2.1. xut phờ chun thit b hn...........................................................
6.2.2. La chn thit b hn c th...............................................................
6.2.3. La chn cỏc dng c, thit b ph tr...............................................
CHNG 7: QU TRèNH X Lí SAU KHI HN
7.1. X lý nhit sau khi hn PWHT (, ram cỏc mi hn)..........................77
7.1.1. Xỏc nh nhu cu x lý nhit sau khi hn...........................................
7.1.2. Phõn tớch, la chn phng phỏp nhit luyn liờn kt hn................
7.1.3. Ch cụng ngh v k thut nhit luyn liờn kt hn......................
7.2. Gia cụng c sau khi hn hon thin.........................................................80
7.2.1. Xỏc nh nhu cu gia cụng c sau khi hn hon thin.......................
7.2.2. Phõn tớch, la chn phng phỏp gia cụng c sau khi hn...............
7.2.3. Ch cụng ngh gia cụng c sau khi hn........................................
CHNG 8: XY DNG CC BN QUY TRèNH HN S B (pWPS) V
XUT PHấ CHUN TH HN
8.1. Xõy dng cỏc bn pWPS v xut kim tra phờ chun pWPS.............82
Tác giả: Vn Hu Bo

5

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin


§å ¸n : C«ng NghÖ Hµn Nãng Ch¶y

THS.KSHQT Vò §×nh To¹i

8.1.1. Xây dựng các bản pWPS cho các mối hàn.........................................
8.1.2. Đề xuất kiểm tra phê chuẩn các bản pWPS đã lập ...........................
8.1.2.1. Các bước kiểm tra phê chuẩn pWPS..........................................
8.1.2.2. Thiết kế các mẫu hàn để kiểm tra pWPS....................................
8.1.2.3. Các kiểm tra không phá hủy (khi kiểm tra phê chuẩn pWPS)....
8.1.2.4. Các kiểm tra phá hủy (khi kiểm tra phê chuẩn pWPS)...............
8.1.2.5. Thành lập biên bản phê chuẩn WPS...........................................
8.2. Đề xuất chấp nhận thợ hàn và/hoặc kiểm tra phê chuẩn thợ hàn mới.....95
8.2.1. Đề xuất chấp nhận thợ hàn đối với thợ hàn đã có chứng chỉ............
8.2.1.1. Điều kiện chấp nhận về thời hạn của chứng chỉ......................
8.2.1.2. Điều kiện chấp nhận về chủng loại vật liệu và chiều dày........
8.2.1.3. Điều kiện chấp nhận về loại liên kết và tư thế hàn..................
8.2.1.4. Các điều kiện chấp nhận khác (loại quá trình hàn, lót đáy,
v.v...).......................................................................................................................
8.2.2. Đề xuất kiểm tra phê chuẩn (thi) và cấp chứng chỉ cho thợ hàn mới
81
8.2.2.1. Các bước tiến hành kiểm tra phê chuẩn thợ hàn mới..............
8.2.2.2. Thiết kế các mẫu hàn để kiểm tra phê chuẩn thợ hàn mới.......
8.2.2.3. Các kiểm tra không phá hủy (khi kiểm tra phê chuẩn thợ hàn
mới).........................................................................................................................
8.2.2.4. Các kiểm tra cơ tính bổ sung....................................................
8.2.2.5. Chứng chỉ phê chuẩn thợ hàn mới...........................................

CHƯƠNG 9: KỸ THUẬT THỰC HIỆN CÁC ĐƯỜNG HÀN VÀ ĐỀ XUẤT
THANH TRA/GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT HÀN.
9.1. Đề xuất kỹ thuật thực hiện các mối hàn................................................104
9.1.1. Trình tự hàn các mối hàn...................................................................
9.1.2. Các kỹ thuật hàn đối với từng mối hàn (dao động ngang, phân
đoạn, v.v...) ............................................................................................................
9.2. Đề xuất các công việc thanh tra/giám sát quá trình sản xuất hàn..........106
9.2.1. Thanh tra/giám sát trước khi hàn.......................................................
T¸c gi¶: Văn Hữu Bảo

6

Líp CN Hµn K1 _Vinashin


§å ¸n : C«ng NghÖ Hµn Nãng Ch¶y

THS.KSHQT Vò §×nh To¹i

9.2.1.1. Thanh tra vấn đề an toàn sản xuất...........................................
9.2.1.2. Thanh tra việc lựa chọn các vật liệu/vật tư sử dụng ...............
9.2.1.3. Thanh tra việc lựa chọn và lắp ráp các thiết bị, dụng cụ sử
dụng........................................................................................................................
9.2.1.4. Thanh tra việc chuẩn bị phôi/mép hàn và gá lắp hàn..............
9.2.1.5. Các thanh tra khác...................................................................
9.2.2. Thanh tra/giám sát trong khi hàn.......................................................
9.2.2.1. Giám sát việc cài đặt các thông số hàn....................................
9.2.2.2. Giám sát kỹ thuật thực hiện các đường hàn.............................
9.2.2.3. Các giám sát khác....................................................................
9.2.3. Thanh tra/giám sát sau khi hàn......................................................87

9.2.3.1. Thanh tra/giám sát việc bảo quản vật tư, thiết bị hàn..............
9.2.3.2. Thanh tra/giám sát việc xử lý các mối hàn sau khi hàn...........
9.2.3.3. Các thanh tra/giám sát khác.....................................................
9.2.4. Thanh tra việc tuân thủ các bản quy trình hàn WPS..........................
CHƯƠNG 10: ĐỀ XUẤT KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM SAU KHI
HÀN HOÀN THIỆN & XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ CHẤP NHẬN ĐƯỢC CỦA
KHUYẾT TẬT HÀN.
10.1. Phân tích, lựa chọn các loại quá trình kiểm tra chất lượng hàn (NDT)
110
10.2. Kỹ thuật kiểm tra chất lượng các mối hàn trên sản phẩm đã hàn hoàn
thiện..................................................................................................................110
10.2.1. Kỹ thuật kiểm tra bằng mắt thường (VT – visual test).....................
10.2.2. Kỹ thuật kiểm tra NDT khác.............................................................
10.3. Xác định mức độ chấp nhận được của khuyết tật hàn cho các mối hàn
120
10.3.1. Mức độ chấp nhận khuyết tật hàn khi kiểm tra VT...........................
10.3.2. Mức độ chấp nhận khuyết tật hàn tương ứng với phương pháp
NDT khác................................................................................................................
10.4. Xác định mức độ biến dạng cho phép và dung sai sản phẩm hàn.......122
T¸c gi¶: Văn Hữu Bảo

7

Líp CN Hµn K1 _Vinashin


§å ¸n : C«ng NghÖ Hµn Nãng Ch¶y

THS.KSHQT Vò §×nh To¹i

KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ ...........................................................................123
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................124
PHỤ LỤC………………………………………………………………………

T¸c gi¶: Văn Hữu Bảo

8

Líp CN Hµn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

Giải thích các cụm từ viết tắt
và ký hiệu dùng trong đồ án
GII THCH CC CM T VIT TT TRONG N
Vit tt
í ngha
CNHNC
Cụng ngh hn núng chy
CLH
Cht lng hn
pWSP
Bn quy trỡnh hn s b
VLH
Vt liu hn
WSP
Bn thụng s quy trỡnh hn

PQR
Biờn bn kim tra phờ chun WPS
ISO
Intemational Organization for Standardization
DC-EP
Dirrect Current Electrode Positive
MMA(SMAW)
Hn h quang tay
TCVN
Tiờu chun Vit Nam
MAG/MIG
Hn trong mụi trng khớ bo v (khớ hot
SAW
FCAW
TIG

tớnh/khớ tr)
Hn di lp thuc
Hn bng in cc lừi bt
Hn bng in cc khụng núng chy trong mụi
trng khớ tr
American Welding Society
American Society Of Mechanical Engineers
Alternating Current
Dirrect Curent Electrode Negative

AWS
ASME
AC
DCEN

Viết tắt

ý nghĩa

KT
KL
LPG
MAG
Ký hiệu

Kích thớc
Kim loại
Liquid Propane Gas
Metal Active Gas
Đơn vị

ý nghĩa

,t,s

[mm]

Chiều dày



[%]

Hiệu suất hồ quang

[độ]

Góc nghiêng

Tác giả: Vn Hu Bo

9

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

[s]

Thời gian nguội



[mm]

Đờng kính ống

d

[g/A.h]

Hệ số đắp

qd

[J/cm]

Năng lợng đờng

V

[m/phút]

Tốc độ hàn

D

[mm]

Đờng kính

W300

[0C/s]

Tốc độ nguội

hp

[mm]

Chiều dày tới hạn

h

[mm]

Chiều dày vật hàn

U

[V]

Điện áp hàn

I

[A]

Cờng độ dòng điện

t8/5

n

Lớp hàn

lhq

[mm]

Chiều dài hồ quang

Fd

[mm2]

Diện tích mặ cắt ngang

dd

[mm]

Đờng kính dây hàn

Chơng I :
Tổng quan về vỏ thùng chứa khí
Hiện nay,các thùng chứa khí đợc dụng rộng rãi trong các ngành công
nghiệp nói chung và công nghiệp hoá chất nói riêng. Thùng chứa dùng để chứa,
vận chuyển các chất khí và các hoá chất lỏng.
Thùng chứa đợc cấu tạo bởi phần chính:
+ Thân bình:đợc làm từ thép không gỉ Autenite ASTM A 358 mac 316 và đợc
lốc tròn nhờ máy lốc.
+ Hai chỏm cầu đợc làm từ thép không gỉ Autenite ASTM A 358 mac 316 và
vê bằng máy vê chỏm cầu.

Tác giả: Vn Hu Bo

10

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin


THS.KSHQT Vò §×nh To¹i

+3

§å ¸n : C«ng NghÖ Hµn Nãng Ch¶y

+1

+1

+3

+4

H×nh 1.1 Tæng quan s¶n PhÈm
 B¶n vÏ 1.2:
• 1 :Cæ b×nh
• 2 :N¾p b×nh
• 3 :Th©n b×nh

+3

• 4: §¸y b×nh

+1

+3

+1

+4

H×nh 1.3 B¶n vÏ ®¸nh sè mèi hµn
*nhãm mèi hµn:
T¸c gi¶: Văn Hữu Bảo

nhãm mèi hµn 1,2,3,4 :®Òu lµ mèi hµn gi¸p mèi
11

Líp CN Hµn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

Chơng 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
Theo thiết kế thùng chứa khớ làm bằng thép không gỉ Austenite ASTM A
358 mac 316
2.1.2 . Thành phần hoá học của vật liệu cơ bản
a) Với thép không gỉ Austenite ASTM A 358 mac 316 trang 227 .Theo
Tiêu Chuẩn 4303 91của [5]

Bng 2-1: Thành phần % hoá học ca Thộp ASTM A 358 mac 316
Mác
Thép
ASTM
A 358

Thành Phần %
C max

Mn
max

Si
max

Cr

Ni

0.08

2.0

1.00

16.0

10.0

P max S max

0.045

0.03

Mo
2-3.0

+ Chn h s an ton ca vt liu: i vi thộp hp kim ta chn n = 1,5

Tác giả: Vn Hu Bo

12

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

+ ng sut cho phộp ca vt liu l: [ ] = =
ch

n

205
= 162, 2 [MPa]
1, 45

Chn ng sut cho phộp l: [ ] = 160 [MPa].

+ Mụ un n hi: E = 210.109 [Pa]
+ H s poisson: = 0,3
+ Khi lng riờng: 7850 [kg/m3]
2.1.3 Cơ tính của vật liệu cơ bản
Bng 2-2: Một số cơ tính của thép ASTM A 358 mac 316 , trang 230 ca
[5]

Mác Thép

Nhiệt độ

ASTM A 358 1010 -1150

Gịới hạn
chảy
ch
Kg /mm2

Gịới hạn bền
b
Kg /mm2

HB
max

HRB
Max

HV
Max

205

520

187

90

200

2.1.4. Các chú ý khi hàn chủng loại vật liệu đã chọn
Theo yêu cầu của thiết kế,thùng chứa khí đợc làm từ vật liệu thép không
gỉ SUS 316 .
*Đối với thép ASTM A 358 mac 316
+ Vật liệu cơ bản để chế tạo thựng cha khớ là thép ASTM A 358, đây là
thép không gỉ.
2.1.4.1. Đánh giá khả năng hình thành nứt nguội trong thép, thông
qua hàm lợng các bon tơng đơng :
CE = C + Mn/6 + ( Mn + M0 +V )/5 + (Ni + Cu )/15
= 0,08 + 2/6 + ( 2+ 3 +0 )/5 + (10 + 0 )/15 = 2,08
Vậy với : CE = 2,08 > 0,45 ,nên xảy ra khả năng nứt nguội.
* Mt s nguyờn nhõn ca hin tng nt ngui:
- Lng hydro khuch tỏn vo KLMH v VAHN quỏ nhiu.
- T chc kim loi nhy cm (bainit, mactenxit).
- S tn ti ca ng sut kộo ln.
- Nhit vn hnh thp.
* Bin phỏp phũng nga hin tng nt ngui i vi loi thộp trờn:
* Bin phỏp cụng ngh
Tác giả: Vn Hu Bo

13

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

- Nung núng s b, kh m mộp liờn kt trc khi hn, gim tc ngui sau
khi hn.
- Lm sch mộp hn trc khi hn.
- Dựng loi quỏ trỡnh hn ớt hydro (que hn hoc thuc hn thuc h x bazo
c sy ỳng cỏch, khớ bo v khụng cha m).
* Bin phỏp kt cu
- Gỏ lp tt gim ng sut (trỏnh kp quỏ cht).
- Nhit luyn sau khi hn (ram, kh ng sut d).
*bin phỏp vt liu:
-Dựng kim loi c bn cú cht lng cao, ớt tp cht P,S.
- S dng vt liu c bn v vt liu hn phự hp.
- Kim soỏt tt m trong vt liu hn(thuc hn).
2.1.4.2 Đánh giá khả năng nứt nóng của thép áp dụng công thức trang 47
của [1]
S
N

S +P+ i + i
25 100
HCS = 1000 .C .

3M n + C r + M 0 + V










0, 03 10

0, 045 + 0, 03 + 25 + 100 ữ
= 1000 .0,08.
ữ = 0.56
3.2 + 16 + 3 + 0

ữ



Vậy với : HCS = 0.56 < 4 , do đó không xảy ra nứt nóng.
* Đối với thép ASTM A 358 mac 316 để chống hiện tợng nứt nóng ta dùng
các phơng pháp ra nhiệt nh : ra nhiệt vùng Hàn với nhiệt độ tích hợp trớc khi
Hàn.
2.1.4.3 ỏnh giỏ kh nng nc tng PL , theo trang 64 v 59 [5] ta cú:
PL = PCM +

HD

+ 6S
60

Trong ú : + PCM l h s c trng cho s giũn vựng nh hng nhit do chuyn
bin pha:

Tác giả: Vn Hu Bo

14

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

Si Mn + Cr + Cu Ni V Mo
+
+
+ +
30
20
60 10 15
1 16 10 3
= 0.08 + +
+
+ = 1.28
30 20 60 15
PCM = C +

+ H D la lng hyro khuych tỏn tớnh bng ml/100g kim loi p:
H D = 0.78. H IIw - 1.4

Theo bng 1-6 trang 57 [5] ta cú H IIw = 2 : 7 chn H IIw = 5
H D = 0.78.5 - 1.4 = 3.9

Vy PL = 1,28 +
PL < 40

3.9
= 1,345
60

thộp khụng b nt tng.

2.1.4.4 ỏnh giỏ kh nng nt do ram ti vựng quỏ nhit ca vựng
quỏ nhit mi hn PSR hoc G , theo trang 66 v 67 [5] ta cú :
G = 10C + CR + 3.3M O + 8.1V 2
= 10.0,08 + 16 + 3,3.3 2 = 24,7

thép bị nứt do ram
G > 2
Biện pháp phòng ngừa nứt ram:
-Về mặt vật liệu:
+dùng vật liệu có chất lợng tốt
+hàm lợng phốt pho, lu huỳnh nhỏ.
-Về mặt kết cấu:
+ Tránh tập trung ứng suất nh thay đổi kích thớc chi tiết đột ngột .
+ hạn chế tối đa nhất việc sử dụng đờng hàn

-Về mặt công nghệ:
+ Bằng cách nung nóng bổ sung sau khi hàn ,ta dùng to nung nhỏ,
+ Khống chế nhiệt độ giữa các đờng hàn,nhiệt độ giữa các lớp hàn là
150-:- 300 0c
+

Dùng tốc độ nung nhỏ chủ yếu trong giai đoạn đầu khi ram với các

vật hàn lớn hoặc có hình dạng phức tạp , tốc độ nung nóng khoảng 15-30 C/ giờ
o

+ Khống chế nhiệt độ giữa các đờng hàn hoặc nung nóng bổ sung ngay
sau hàn sao cho vật hàn chỉ nguội đến nhiệt độ giữa các lớp hàn rồi tiến hàn ram
ngay lập tức . giảm khả năng đa vào vật hàn các yếu tố gây tập trung ứng suất .
+Ngăn ngừa nứt loại này bằng cách thờng hóa vùng quá nhiệt.
2.1.4.5: các chú ý và đặc điễm khi chon vật liệu đã chọn
Theo ti liu [5](115ữ120), ta cú mt s chỳ ý sau:
Tác giả: Vn Hu Bo

15

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin


§å ¸n : C«ng NghÖ Hµn Nãng Ch¶y

THS.KSHQT Vò §×nh To¹i

Khi hàn cần chú ý thép hợp kim vi lượng:ASTM A358,mác 316 của ta
dễ bị nức nguội còn được gọi là nức chậm,nức do hydro(hydrogen-induced

crack)là dạng nức xuất hiện ở một thời gian nhất định(trong vong 48 giời)sau
khi kết thúc hàn,lúc nhiệt độ của mối hàn thấp hơn dải 200÷250 0C vậy ta cần
khắc phục hiện tượng này như:
+

Kiểm soát nồng độ hydro
Có thể giảm mạnh lượng hydro có trong kim loại mối hàn thông qua sử

dụng vật liệu hàn thích hợp,cần sử dụng que hàn,thuốt hàn thuộc hệ xỉ bazơ
được sấy kỹ (300÷35oC) bề mặt vật hàn được làm sạch cẩn thận,kết hơp với sử
dụng công nghệ hàn thích hợp . . .
+ Kiểm soát tổ chức tế vi
Khả năng nức nguội giảm khi độ cứng vùng ảnh hưởng nhiệt giảm.Độ cứng
của thép C-Mn và thép hợp kim thấp tăng khi tăng tốc độ nguội trong dải nhiệt
độ phân hủy asutenit,dẫn đến sự hình thành các tổ chức tôi như mactenzit và
bainit
+ Kiểm soát độ cứng vững
Thực hiện thông qua thay đổi góc rãnh hàn ,sử dụng gá hàn bằng tấm
đấy cứng . . .Thường thì cùng chung một kết cấu mối hàn được thực hiện trước
có độ cứng vững nhỏ hơn mối hàn sau
+ Kiểm soát nhiệt độ
Nức nguội dễ sảy ra nhất trong dải nhiệt độ nhỏ hơn 100 OC. Việc sử dụng
nhiệt độ nung nóng sơ bộ và nhiệt độ giữa các đường hàn đủ cao có tác dụng
thúc đẩy hydro khuyếch tán và giảm khả năng nức nguội.
Đặc điểm công nghệ khi hàn:
+ Cần gá lắp trước khi hàn để đảm bảo độ lớn cần thiết của khe hở đáy, có
thể dùng đồ gá hoặc hàn đính.
+ Tiết diện ngang mối hàn đính thường bằng 1/3 tiết diện ngang của mối
hàn nhưng phải có độ lớn tối đa 25÷30mm2 và chiều dài khoảng 20÷120mm,
cách nhau khoảng 500÷800mm.

T¸c gi¶: Văn Hữu Bảo

16

Líp CN Hµn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

+ Cú th hn ớnh bng que hn cú thuc bc hoc hn dớnh bng phng
phỏp hn bỏn t dng trong mụi trng khớ bo v.
+ Khi hn 1 lp, nờn hn ớnh t phớa di din mi hn.
+ Khi hn nhiu lp. Mi hn ớnh c t lp th nht. V chỳ ý phi
nung chy hon ton mi hn ớnh khi thc hin hn mi hn ni (mi hn
chớnh).
+ Trc khi hn cn phi lm sch b mt kh du m, g, v cỏc cht bn
khỏc bỏm trờn b mt chi tit cn hn trong phm vi rng ớt nht 30mm v mi
phớa ca mi hn ( trờn ton b chiu di ng hn v thộo chiu rng mi
hn).
2.2. Phân tích ,lựa chọn các loại quá trình hàn sẽ sử dụng để chế tạo
chi tiết
2.2.1. Phân tích,lựa chọn loại quá trình hàn.
Nhận xét:
- Chi tiết cần chế tạo là thùng chứa khí chịu áp suất cao. Ngoài việc đảm bảo
độ bền cần thiết thì chi tiết cần phải đảm bảo độ chống dò rỉ cao & làm việc tin cậy
trong quá trình vận hành , số lợng chế tạo chi tiết là 02 chiếc.
- Ta chọn phơng pháp hàn MAG (GMAW) là vì:

Vì các chi tiết của thùng có chiều dài các đờng hàn không quá lớn nên ta
chọn phơng pháp này sẽ cho năng suất cao, có vận tốc hàn lớn.
+ Mối hàn đợc đảm bảo tốt nhờ có khí bảo vệ nên hạn chế đợc các khuyết
tật dẫn đến năng suất chất lợng mối hàn.
+Chất lợng này phụ thuộc vào tay nghề của ngời thợ , nên mối hàn có chất
lợng ổn định hơn so với hàn hồ quang tay, Tốc độ đắp và tốc độ hàn cao,năng
suất cao gấp : 05 ữ 10 lần so với hàn hồ quang tay nên cần phải có ngời thợ Hàn
có trình độ kỹ thuật.
+ Trang thiết bị và vật liệu hàn dễ kiểm & có sẵn.
+ Đối với phơng pháp hàn MAG. Khí bảo vệ đợc sử dụng là : 80%Ar+20%
CO2.
Chất lợng mối hàn tốt ,kim loại ít bắn toé ,tiết kiệm kim loại .
Vùng ảnh hởng nhiệt nhỏ nên ít biến dạng sau khi hàn.
2.2.2. Các thông số chế độ hàn của quá trình hàn đã chọn:hàn MAG
+ Dây hàn :
+ Đờng kính dây hàn :
+ Dòng điện hàn :
+ Điện áp hàn :
Tác giả: Vn Hu Bo

17

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

+ Vận tốc hàn :

+ Cỡ chụp khí :
+ Dòng hàn :
+ Lu lợng khí bảo vệ :
2.2.3 . Các thông số kỹ thuật bổ sung của các quá trình hàn đã chọn
- Cực tính của điện cực :(DC+, DC-, EP)
- Chế độ sấy
- Qủi đạo và biên độ dao động ngang của súng hàn khi hàn
- Góc nghiêng của điện cực theo các phơng trong qua trình hàn
2.2.4 .Các kỹ thuật hàn của các quá trình hàn đã chọn :
-Mật độ dòng hàn cao , bảo đảm vùng ảnh hởng nhiệt hẹp.
- Có thể điều chỉnh thành phần hóa học của mối hàn thông qua thay đổi
thành phần hóa học của dây hàn và khí bảo vệ.
- Khả năng cơ giới hóa và tự động hóa cao.
- Năng suất hàn cao.
*Các kỷ thuật hàn đối với phơng pháp hàn MAG
- Các chuyển động của dây hàn :

Hình 2.1 chuyển động dây hàn
2.3 . Phân tích,Lựa chọn các loại vật liệu hàn sẽ sử dụng để tạo kết cấu
2.3.1. Phân tích,lựa chọn vật liệu hàn
Dựa vào tính chất hoá học và cơ tính của kim loại cơ bản :
Vì thân bình đợc làm từ thép không gỉ SUS 316 nên trong quá trình hàn ta
phải áp dụng ra nhiệt nào cho mối hàn. để kim loại cơ bản - mối hàn có độ bền
đồng nhất.Ta chọn dây hàn ER 316L theo trang 178 tập của[1]
2.3.2. Thành phần hoá học của vật liệu hàn đã chọn
* Chọn loại dây hàn:
+ Với thép không gỉ ASTM A 358 mac 316
Theo trang 200 quyển tập 2 củă [1] ta chọn dây hàn:ER 316L

Tác giả: Vn Hu Bo

18

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

Bng 2-3: Thành phần hoá học của dây hàn ER 316L
C max
0,03

Si (%)
1,0

Mn( %)
2,0

Cr ( %)

Ni (%)

16,0ữ18,0

10,0ữ14,0

Mo
2,0ữ3,0

2.3.3. Cơ tính của vật liệu hàn đã chọn
Bng 2-4: Một số cơ tính của dây hàn ER 316L

Mác Thép
ER316

Nhiệt độ
1010 -1150

Gịới hạn chảy Gịới hạn bền
HB
ch
2
b Kg /mm max
Kg /mm2
205

520

187

HRB
Max

HV
Max

90

200

2.3.4 Các chỉ dẫn và khuyến các của Nhà sản xuất khi hàn vật liệu đã chọn
Dây hàn đã chọn là : ER 316L
T thế hàn : Hàn sấp . ( Hàn góc ,hàn chồng , hàn giáp mối )
Dòng hàn là : DC EP ( dòng 1 chiều cực nghịch )

CHNG 3: CH TO PHễI HN
3.1. Xác định hình dáng và kích thớt của tất cả các chi tiết hàn:
*Chi tiết số 1:

Hình 3.1: chi tiết số 1
*Chi tiết số 2:

Tác giả: Vn Hu Bo

19

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin


+1

THS.KSHQT Vò §×nh To¹i

+1

§å ¸n : C«ng NghÖ Hµn Nãng Ch¶y

+2

+2

+1

Hình 3.2: chi tiết số 2

*Chi tiÕt sè 3:

Hình 3.3 chi tiết số 3
T¸c gi¶: Văn Hữu Bảo

20

Líp CN Hµn K1 _Vinashin


§å ¸n : C«ng NghÖ Hµn Nãng Ch¶y

T¸c gi¶: Văn Hữu Bảo

21

THS.KSHQT Vò §×nh To¹i

Líp CN Hµn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

*Chi tiết số 4:

Hỡnh 3.4:chi tit s 4
Bng 3-1: Thng kờ s lng chi tit ca mt sn phm hon chnh
TT
1
2
3
4

Tờn chi tit
Miệng thùng
Chm cu trên
Thõn thựng
Chm cu dới

S
lng
02
02
02
02

Loi phụi s chn
Phôi đúc chiu dy 10mm
Phụi tm ,chiu dy 10mm
Phụi tm ,chiu dy 10mm
Phụi tm ,chiu dy 10mm

3.2. Khai triển phôi cho các chi tiết hàn
Bng 3-2: Dng c khai trin phụi gm:
STT

Tờn dng c

Tác giả: Vn Hu Bo

Mc ớch s dng

22

Ghi chỳ

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

1

Thớc vuông

Dùng để đo độ vuông góc

2

Mũi vạch

Dùng để vạch dấu

3

Dây gai

Dùng để căng và lấy dấu

4

Thớc cuộn 20 m

Dùng để đo kích thớc

5

Thớc lá:

Dùng để đo kích thớc

Khai triển Chi tiết số 1.
Đối với chi tiết số 1,ta dùng phôi đúc nên ta không cần khai triển
Khai triển Chi tiết số 2,4:đối với chi tiết chỉ khác nhau ở chỗ chi tiết 2

+1

+1

có khoét lỗ 200 còn lại ta khai triển giống nhau.

+2
+2

+1

hình 3.1 chi tiết số 2
Khai triển chi tiết 2,4:
H=400 mm
Bán kính chõm cầu R=510 mm
Tác giả: Vn Hu Bo

23

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

Gọi S 2 là diện tích của chỏm cầu, S 2 đợc tính theo công thức sau:
S 2 = 2..R.h = 2.3,14.510.400 = 1281120mm

Số lơng là 2.
Để lựa chọn phôi ta áp dụng phơng pháp diện tích .
Diện tích của miếng phôi bằng diện tích của chi tiết .gọi D la đờng kings
của phôi ta có:
.D 2 / 4 = 1281120 D 2 = 1270mm

Nh vậy sau khi khai triển ta có hình dạng tấm phôi sau:

Hình 3.2 chi tiết số 2,4 khai triển
Khai triển chi tiết số 3:

Tác giả: Vn Hu Bo

24

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin


Đồ án : Công Nghệ Hàn Nóng Chảy

THS.KSHQT Vũ Đình Toại

Phơng pháp khai triển chi tiết số 3 :
Chi tiết thân bình có các kích thớt cơ bản :
D=1020mm
L=1000mm
-Hình khai triển của nó là phôi tấm hình chữ nhật : gọi A*B
A=L=1000mm
Cân bằng diện tích hai hình ta có :
S1 = S 2 .D1.L = A.B

B = .D = 3,14. ( 1020 + 10 / 2 ) = 3220 ( mm )

Để chế tạo phôi hàn trên ta chọn phôi tấm cuộn có :
b.s=3220.10
Với S=10mm

Tra bảng 4 trang 19[2] ta có trị số mạch nối a=5mm

Tác giả: Vn Hu Bo

25

Lớp CN Hàn K1 _Vinashin