HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ MÔN HỌC CÔNG NGHỆ HÀN ĐIỆN NÓNG CHẢY

trờng đại học bách khoa hà nội
khoa chế tạo máy
bộ môn công nghệ kim loại
Tác giả: nguyễn nh tự

Hớng dẫn thiết k môn học

công nghệ hàn điện nóng chảy

xuất bản - 1984

Lời nói đầu


Cũng nh nhiều ngành khác trong các trờng Đại học kỹ
thuật, sau khi học xong phần lý thuyết Công nghệ hàn điện
nóng chảy, học sinh bớc sang giai đoạn thiết kế đồ án môn
học. Vì là lần đầu tiên bắt tay vào công việc mới mẻ: Vận dụng
lý thuyết đã học để giải quyết những vấn đề có liên quan
mật thiết với thực té sản xuất - thiết kế ra phơng ấn công
nghệ hợp lý, trong một chừng mực nhất định thoả mãn các yếu
tố về kinh tế, kỹ thuật và các yêu cầu khác, cho nên học sinh
thờng có nhiều bỡ ngỡ lúng túng. Trong khi cha có đầy đủ, các
sách hớng dẫn thiết kế đồ án môn học hiện nay lại rất ít, đặc
biệt là các tài liệu in trong nớc lại hầu nh không có, do ngành
hàn ở nớc ta mới mở: Xuất phát từ đó chúng tôi biên soạn tập
sách này, trớc hết là để giúp đỡ học sinh khi làm đồ án môn
học Công nghệ hàn điện nóng chảy. Ngoài ra, sách có thể
dùng làm tài liệu tham khảo cho học sinh chuyên ngành hàn khi
làm các đồ án môn học khá, làm đồ án tốt nghiệp hoạc các cán
bộ kỹ thuật làm công tác thiết kế công nghệ hàn.

Tài liệu này trình bày các vấn đề cơ bản nhất về các
chuẩn bị phôi (chi tiết hàn), cách chọn kiểu liên kết hàn và mối
hàn, cách chọn phơng pháp hàn cũng nh cách xác định các
thông số của chế độ hàn, cơ tính của mối hàn v.v ...
Để thuận tiện cho bạn đọc khi sử dụng, chúng tôi có giới
thiệu một số bảng và đồ thị có chọn lọc trong các mục tiêu và
phần phụ lục.
Mặc dù chúng tôi đã cố gắng tham khảo nhiều tài liệu và
phản ánh những kinh nghiệm giảng dạy của bản thân, song vì
trình độ và khả năng có hạn, mặt khác đây là tài liệu biên
soạn lần đầu, chắc cuốn sách còn có nhiều thiếu sót. Chúng
tôi thành thực mong các bạn đọc góp nhiều ý kiến phê bình.
Những ý kiến đóng góp xin gửi theo địa chỉ Bộ môn công
nghệ kim loại, trờng đại học Bách khoa Hà Nội.
Chúng tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các
đồng chí trong bộ môn công nghệ kim loại, trờng đại học Bách


khoa Hà Nội đã đọc bản thảo và góp nhiều ý kiến quí báu cho
cuốn sách.
Tháng 4 năm 1980
Tác giả

Nhiệm vụ thiế kế
Đầu đề: Thiết kế qui trình công nghệ hàn để chế tạo
kết cấu:
Số: .................
Vật Liệu..................
Số lợng kết cấu chế tạo ...............................
Nhiệm vụ:

I. Vẽ
1. Vẽ bản vẽ chung của kết cấu hàn
2. Vẽ bản vẽ tách các chi tiết hàn
3. Vẽ bản vẽ khai triển phôi hàn
4. Vẽ bản vẽ gá lắp - hàn
Trên bản vẽ gá lắp, hàn qui định chi tiết vẽ bằng bút chì
màu. Tất cả các bản vẽ qui định vẽ trên khổ giấy A3.
II. Thuyết minh
Bản thuyết minh yêu cầu có đầy đủ các phần nội dung
sau đây:
1. Lời nói đầu.
2. Chọn vật liệu cơ bản và lập qui trình công nghệ chuẩn
bị các chi tiết hàn.
3. Chọn phơng án hàn


4. Chọn kiểu liên kết và mối hàn thực hiện
5. Tính toán các kích thớc cơ bản của mối hàn và xác
định chế độ hàn.
6. Tính toán thành phần hoá học của mối hàn.
7. Xác định cơ tính của mối hàn.
8. Chọn thiết bị hàn, chọn (hay thiết kế) gá lắp - hàn.
9. Chọn phơng án và phơng pháp kiểm tra chất lợng kết
cấu hàn.
10. Lập quy trình công nghệ lắp ghép - hàn.
11. Tài liệu tham khảo.
12. Mục lục.
Thuyết minh qui trình việc một mặt trên khổ giấy:
Qui ớc ký hiệu mối hàn
-::Đ1. Cách biểu diễn và ký hiệu mối hàn trên bản vẽ

Vì hiện nay nớc ta cha có đầy đủ các tiêu chuẩn ca
chính thức về ngành hàn, nên chúng tôi tạm thời qui định một
số qui ớc về cách biểu diễn và ký hiệu mối hàn trên bản vẽ sau
đây, nhằm phục vụ trớc hết cho học sinh có tài liệu để thiết
kế đồ án môn học Công nghệ hàn điện nóng chảy, và cũng
có thể làm tài liệu tham khảo khi thiết kế các đồ án môn học
khác có liên quan.
I.1 Cách biểu diễn mối hàn trên bản vẽ
1. Không phụ thuộc vào phơng pháp hàn, các mối hàn trên
bản vẽ đợc qui ớc biểu diễn nh sau:
Nhìn thấy - đợc điểm biểu diễn bằng nét liền cơ bản
(hình 1.3)
Không nhìn thấy (khuất) - đợc biểu diễn bằng nét đứt


a

a a

b
b b

a

b
Hì
nh 1

hì
nh 2

hì
nh 3

2. Để chỉ mối hàn, qui ớc dùng một đờng dóng và nét
gạch ngang của đờng dóng. Nét gạch ngang này đợc kẻ song
song với đờng bằng của bản vẽ, tận cùng của đờng dóng có một
nửa mũi tên chỉ vào vị trí của mối hàn
3. Để biểu diễn mối hàn nhiều lớp, qui ớc dùng các đờng
viền riêng và các chữ số La mã để chỉ thứ tự các lớp hàn
(hình 4)


I

II

III
hì
nh 4

hì
nh 5

4. Đối với các mối hàn phi tiêu chuẩn (do ngời thiết kế qui
định) cần phải chỉ dânc kích thớc các phần tử kết cấu của
chúng trên bản vẽ (hình 5).
5. Giới hạn của mối hàn qui ớc biểu thị bằng nét liền cơ
bản, còn giới hạn các phần tử kết cấu của mối hàn biểu thị
bằng nét liền mảnh.

I.2 Qui ớc ký hiệu mối hàn trên bản vẽ
1. Cấu trúc qui ớc ký hiệu mối hàn tiêu chuẩn chỉ dẫn trên
hình 6.
2. Cấu trúc qui định ký hiệu mối hàn phi tiêu chuẩn chỉ
dẫn trên hình 7. Phơng pháp hàn sử dụng phải chỉ rõ trong
điều kiện kỹ thuật của bản vẽ.
3. Những ký hiệu phụ đợc giới thiệu trong bảng 1
Ký
hiệ
u
phụ

Vị trí ký hiệu phụ
ý nghĩa của ký hiệu phụ

1

2

Phía chính*: Phía
phụ*
3

4


Phần lỗi của mối hàn đợc cắt đi
cho bằng với mặt kim loại cơ bản
Mối hàn đợc gia công để có sự
chuyên típ từ kim loại mối hàn

đến kim loại cơ bản
Mối hàn đợc thực hiện khi lắp ráp

Mối hàn gián đoạn phân bố theo
kiểu mắt xích.
Góc nghiêng của ký hiệu so với
nét gạch ngang của đờng đón
chỉ vị trí hàn là 600
Z

Mối hàn gián đoạn hay các điểm
hàn phân bố so le

O

Mối hàn đợc thực hiện theo đờng
chu vi kín.
Đờng kính của ký hiệu d = 3 ữ 4
mm.
Mối hàn đợc thực hiện theo đờng
chu vi hở.
Ký hiệu này chỉ dùng đối với mối
hàn nhìn thấy.
Kích thớc của kí hiệu qui định:
Cao từ 3 ữ 5 mm
Dài từ 6 ữ 10 mm

4. Qui ớc ký hiệu mối hàn đối với phía chính ghi trên
(hình 8a và đối với phía phụ ghi ở dói (hình 8b) nét gạch
ngang của đờng đóng chỉ vị trí hàn.

Ký hiệu phụ của mối hàn thực hiện theo đờng chu vi kín
và mối hàn lắp ráp.

Ký hiệu phụ
Chiều dài phần hàn của
mối hàn gián đ
oạn, ký
hiệu"/" hay "Z" và b ớ c
hàn.

Ký hiệu và kích th ớ c cạnh mối hàn của
liên kết hàn chữT và liên kết hàn góc
Ký hiệu kiểu mối hàn, liên kết hàn chuẩn bịvà mối hàn
chuẩn bịđợ c thực hiện.
Ký hiệu ph ơng pháp hàn, dạng hàn tự đ
ộng và bán tự đ
ộng.

Hình 6

Ký hiệu phụ của mối hàn thực hiện
theo đờng chu vi kín và mối hàn lắ
p ráp

Ký hiệu phụ
Chiều dài của phần hàn của mối hàn gián
đoạn, ký hiệu " / " hay "Z", và b ớ c
hàn.

Hình 7


Ký hiệu mối hàn

Ký hiệu mối hàn

a)

b)
Hình 8
A: Chú thích:
Phía chính và phía phụ ở đây đợc qui ớc nh sau:

1/ Đối với mối hàn, hàn cả hai phía nhng không đối xứng
thì phía chính là phía mà mối hàn có chiều sâu lớn hơn.
2/ Đối với mối hàn, hàn một phía chính là phía đợc thực
hiện hàn.
3/ Đối với hàn, hàn cả hai phía đối xứng thì phía chính
hay phía phụ là phía bất kỳ, tức là phía này là chính là phía
đối diện là phụ.
5. Độ nhẵn bề mặt gia công của mối hàn có thể ghi ở
phía trên hay phía dới nét gạch ngang của đờng dóng chỉ vị
trí hàn và đợc đặt sau ký hiệu mối hàn (hình 9) hoặc cũng
có thể chỉ dẫn trong điều kiện kỹ thuật trên bản vẽ mà không
cần ghi ký hiệu.
6. Nếu mối hàn có qui định kiểm tra thì ký hiệu này đợc
ghi ở phía dới đờng dóng chỉ vị trí hàn (hình 10).

Ký hiệu mối hàn

Ký hiệu mối hàn

Hình 9

Ký hiệu mối hàn

Ký hiệu kiểm tra

Hình 10
7. Nêu trên bản vẽ có các mối hàn giống nhau ** thì chỉ
cần ghi số lợng và số hiệu của chúng. Ký hiệu này có thể ghi ở
phía trên nét gạch ngang của đờng dóng chỉ vị trí hàn néu ở
đó không ghi ký hiệu mối hàn hoặc ghi ở phía đờng dóng chỉ
vị trí hàn nếu ở phía trên mét gạch ngang của đờng này có
ghi ký hiệu mối hàn


Ký hiệu mối hàn

N1

25N
1

N1

N1

N1

Hình 11
8. Vật liệu hàn (que hàn, dây hàn, thuốc hàn, thuốc bọc
v.v ...) có thể chỉ dẫn trong điều kiện kỹ thuật trên bản vẽ
hoặc có thể không cần chỉ dẫn.
**/ Chú thích: Các mối hàn xem là giống nhau, nêu:
1/ Kiều kích thớc các phần tử kết cấu của chúng trong tiết
diện ngang là nh nhau.
2/ Chúng đều có yêu cầu kỹ thuật giống nhau.
3/ Chúng đều có cùng một ký hiệu.
Quy ớc về ký hiệu một số phơng pháp cơ bản cũng nh
kiểu kiên kết hàn đợc sử dụng trong bài tập nh sau:
a) Dùng chữ cái (viết in) có thể không có hoặc có chỉ số
là các chữ (viết thờng) để ký hiệu phơng pháp hàn và dạng
hàn:
T - Hàn hồ quang tay
Đ - Hàn tự động dới lớp thuốc, không dùng tấm lót, đệm
thuốc hay hàn dính trớc.
Đt - Hàn tự động dới lớp thuốc dùng tấm lót bằng thép


Đđt - Hàn tự động dới lớp thuốc dùng đệm lót đồng - thuốc
liên hợp.
Đđ - Hàn tự động dới lớp thuốc dùng đệm thuốc.
Đh - Hàn tự động dới lớp thuốc có hàn đính trớc
Đbv Hàn tự động trong môi trơng khí bảo vệ.
B - Hàn bán tự động dói lớp thuốc, không dùng tấm lót,
đệm thuốc hay hàn đính trớc.

Bt - Hàn bán tự động dới lớp thuốc dùng tấm lót bằng thép.
Bđt - Hàn bán tự động dới lớp thuốc dùng đệm lót đồng thuốc liên hợp.
Bđ - Hàn bán tự động dới lớp thuốc dùng đệm thuốc.
Bh - Hàn bán tự động dới lớp thuốc có hàn đính trớc
Bbv - Hàn bán tự động trong mô trờng khí bảo vệ.
b) Dùng các chữ (viết thờng) sau đây, có kèm theo các
chữ số để chỉ kiểu liên kết hàn:
m - Liên kết hàn giáp mối
t - Liên kết hàn chữ T
g - Liên kết hàn góc
c - Liên kết hàn chồng
đ - Liên kết hàn tán đinh.
9. Tất cả các ký hiệu phụ, các chữ số cũng nh các chữ (trừ
các chỉ số) trong ký hiệu mối hàn, qui định có chiều cao băng
nhau (3 ữ 5 mm) và đợc biểu thị bằng nét liền mảnh.
10. Một số ví dụ về cách ghi ký hiệu mối hàn giới thiệu
trong bảng 26.
11. Các kiểu liên kết hàn cơ bản khi hàn hồ quang tay giới
thiệu trong bảng 27. Kích thớc các phân tử kết cấu của liên kết
hàn và mối hàn đợc thực hiện giới thiệu từ bảng 28 đến bảng
48.


12. Các kiểu liên kết hàn cơ bản khi hàn tự động và bán
tự động dới lớp thuốc và trong môi trờng khí bảo vệ giới thiệu
trong bảng 49. Kích thớc các phần tử kết cấu của liên kết hàn
và mối hàn đợc thực hiện giới thiệu từ bảng 50 đến bảng 78.
13. Các kiểu liên kết hàn cơ bản khi hàn xỉ điện giới
thiệu trong bảng 79. Kích thớc các phần tử của liên kết hàn và
mối hàn đợc thực hiện giới thiệu từ bảng 80 đến bảng 86.

I.3 Dơn giản hoá ký hiệu mối hàn.
1. Nêu tất cả các mối hàn trên bản vẽ cũng đợc thực hiện
theo một tiêu chuẩn hay một qui định nào đó thì chỉ cần
chỉ dẫn trong điều kiện kỹ thuật mà không cần ghi ký hiệu.
2. Nêu tất cả các mối hàn trên bản vẽ đều giống nhau và
cũng đợc ký hiệu về một phía (trên hoặc dới) nét gạch ngang
của đờng đóng chỉ vị trí hàn trí hàn thì không cần ghi số lợng và số hiệu của chúng mà chỉ cần biểu thị bằng đờng
dóng chỉ vị trí hàn nh hình 12.

Hình 12
3. Nếu các mối hàn phân bố trên hai phần đối xứng của
kết cấu hàn giống nhau thì chỉ cần ghi ký hiệu mối hàn trên
một phần đối xứng là đủ.


4. Nêu kết cấu hàn có nhiều bộ phận mà các bộ phận đó
đều giống nhau, đồng thời trên các bộ phận ấy đợc hàn bằng
các mối hàn nh nhau chỉ cần ghi ký hiệu cho một bộ phận nào
đó là đủ.
5. Nêy các mối hàn trên bản vẽ chỉ cần xác định riêng về
vị trí hàn trong không gian, phơng pháp hàn hay kiểu liên kết
hàn v.v .... thì cho phép không cần ghi ký hiệu mà chỉ cần
chỉ dẫn trong điều kiện kỹ thuật.
6. Nêu tất cả các mối hàn hay nhóm mối hàn nào đó đều
có yêu cầu kỹ thuật giống nhau thì chỉ cần m dẫn một lần
trong điều kiện kỹ thuật trên bản vẽ.
I.4 Một số qui ớc bổ sung
I.4.1 Đối với hàn hồ quang tay và hàn khí
1.Khi hàn các tấm có chiều dài khác nhau thì hiệu số
chiều dày lớn nhất cho phép giữa hai tấm (S 1 - S)max đợc chọn

theo chiều dày của tấm mỏng hơn S (bảng 2).
Nếu hiệu số (S1 - S) nhỏ hơn hoặc bằng trị số cho trong
bảng thì việc chuẩn bị liên kết hàn tiến hành giống nh trờng
hợp hai tấm có chiều dày bằng nhau.
Nếu hiệu số (S1 - S) lớn hơn trị số cho trong bảng thì ở
tấm dày hơn phải có sự chuyển tiếp, tức là phải vát một đoạn
có chiều dài L để chọn chiều dày của hai tấm ở chỗ hàn bằng
nhau. Trị số chiều dài L đợc qui định nh sau:
Bảng 2
Chiều dày tấm mỏng S (mm)

<3

Hiệu số chiều dài lớn nhất (S 1- 0,7S
S)max mm

4-8

9
11

0,6S

0,4S

L = 5 (S1 - S) - Khi vát một phía (hình 13)

- 12
25

- >
25

5

7


S

Si

L

Hình 13

S

S1

L

Hình 14
Các phần tử kết cấu của liên kết hàn và kích thớc của mối
hàn đợc chọn theo tấm dày S1
2. Sai lệch khe hở hàn cho phép không lớn hơn:
0,5 mm - đối với các tấm có chiều dày S < 4 mm.


1,0 mm - đối với các tấm có chiều dày S = 4 ữ 10 mm.

0,1S mm - (nhng không lớn hơn 3 mm) đối với các tấm có
chiều dày S > 10 mm.
3. Đối với mối hàn ngang và mối hàn trần, góc vát mép cho
phép [ ] = 220 30, khe hở hàn cho phép [ a] = 4 1 mm.
4. Đối với liên kết chữ T, liên kết hàn góc, liên kết hàn
chồng v.v ... cạnh mối hàn K qui định là cạnh nhỏ nhất của tam
giác vuông (hình 15) hay cạnh bên của tam giác vuông cân
(hình 16 và hình 17) trong tiết diện ngang của kim loại đắp.
Nói chung, độ lồi của mối hàn C qui định không lớn hơn
2 mm đối với mối hàn thực hiện ở vị trí hàn sấp và không lớn 3
mm đối với mối hàn thực hiện ở vị trí khác nhau sấp.

Hình 15
hình 17

K

K

K

C

Riêng mối hàn đứng, mối hàn ngang và mối hàn trần có
thể cho phép tăng độ lồi của mối hàn lên 1mm đối với các tấm
có chiều dày S 26 mm đối với tấm có chiều dày S > 26 mm.

Hình 16

Độ lõm của mối hàn qui định không lớn hơn 3 mm đối
với tất cả các mối hàn thực hiện ở vị trí không gian.
5. Đối với các mối hàn, hàn cả hai phía (chính và phụ) thì
khi hàn phía chính cho phép hàn ngân cả chân mối hàn.
I.4.2 Đối với hàn tự động và bán tự động.
1. Khi hàn các tấm có chiều dày khách nhau thì hiệu số
chiều dày lớn nhất cho phép giữa hai tấm (S 1-S)max đợc số chiều
dài lớn nhất cho phép giữa hai tấm mỏng S (bảng 3)
Bảng 3
Chiều dày tấm mỏng S (mm)

2-3

430

3240

> 40

1

2

4

6

Hiệu số chiều dày lớn nhất (S1S)max mm

Nên hiệu số chiều dày (S1-S) nhỏ hơn hoặc bằng số cho

trong bảng thì việc chuẩn bị liên kết hàn tiến hành giống nh
trờng hợp hàn hai tấm có chiều dày bằng nhau.
Nếu hiệu số chiều dày (S1-S) lớn hơn trị số cho trong bảng
thì ở tấm dày S1 phải có sự chuyển tiếp, tức là phải vát đi một
đoạn có chiều dài L để cho chiều dày của hai tấm ở chỗ hàn
bằng nhau. Trị số chiều dài L đợc xác định nh đối với trờng hợp
hàn hồ quang tay.
2. Sai lệnh khe hở hàn qui định giống nh hồ
Đối với liên kết hàn chữ T, liên kết hàn góc, liên kết bàn
chồng v.v .... cạnh mối hàn K cũng qui định nh đối với hàn
hồ quang tay.
Độ lồi của mối hàn c cho phép:
1 mm - khi cạnh mối hàn K 5 mm
2 mm - khi cạnh mối mối hàn K 5 - 10 mm
3 mm - khi cạnh mối hàn K > 10 mm
Độ lõm của mối hàn qui định không lớn hơn 3 mm
Dung sai của cạnh mối hàn K cho phép


1 mm - khi K < 6 mm
2 mm - khi K 6 mm
Hớng dẫn thiết kế
Khi thiết kế môn học Công nghệ hàn điện nóng chảy
học sinh có thể tiến hành theo trình tự sau đây:
1. Nghiên cứu, tìm hiểu cấu tạo chung và điều kiện làm
việc của kết cấu, xác định vị trí và hình dạng của từng chi
tiết trong kết cấu trên bản vẽ, sau đó xem có cần phải sửa đổi
lại các chi tiết hay không. Nếu thấy cần phải thay đổi lại cho
kết cấu có tính công nghệ tốt hơn, tức là cho phép sử dụng
vật liệu, phơng pháp chuẩn bị các chi tiết và liên kết hàn cũng

nh cho phép sử dụng các phơng pháp hàn và dạng hàn, phơng
pháp kiểm tra chất lợng mối hàn hợp lý và có năng suất cao
v.v ... mà vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của kết cấu thì sau
khi đợc giáo viên hớng dẫn thông qua, học sinh tiến hành vẽ lại
bản vẽ kết cấu chung và bản vẽ các chi tiết đã sửa đổi.
2.Chọn vật liệu cơ bản, lập qui trình công nghệ chuẩn bị
phôi và các chi tiết hàn.
3. Chọn phơng pháp hàn.
4. Chọn kiểu liên kết và mối hàn thực hiện.
5. Tính toán kích thớc cơ bản của mối hàn và xác định
chế độ hàn:
6. Chọn vạt liệu và tính toán thành phần hoá học của mối
hàn.
7. Xác định cơ tính của mối hàn. Trờng hợp không đạt yêu
cầu (nhỏ hơn cơ tính của kim loại cơ bản cho phép) thì phải
chọn lại các yếu tố công nghệ (vật liệu, vật liệu hàn v.v ... rồi
tiến hành tính toán lại.
8. Chọn thiết bị, chọn (hay thiết kế) gá lắp - hàn.
9. Xác định phơng án và chọn phơng pháp kiểm tra chất
lợng cấu hàn.


10. Lập qui trình công nghệ lắp ghép - hàn.
Vì trong thực tế sử dụng rất nhiều loại kết cấu hàn mà
một kết cấu nào đó lại có thể chế tạo bằng nhiều phơng án
khác nhau. Do đó, ở đây chúng tôi chỉ hớng dẫn những điểm
cơ bản nhất, còn tùy từng trờng hợp cụ thể, học sinh phải tự
nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu và vận dụng những kiến thức đã
học, để giải quyết toàn bộ các vấn đề mà nội dung bản đồ án
yêu cầu.

Đ1. Chọn vật liệu cơ bản và chuẩn bị các chi tiết
hàn.
Nh chúng ta đièu biết, kết cấu hàn là một tổ hợp của
nhiều chi tiết mà trong đó mối chi tiết có chức năng và điều
kiện làm việc không giống nhau. Do đó phải căn cứ yêu cầu kỹ
thuật của kết cấu, điều kiện làm việc của từng chi tiết để
chọn loại vật liệu cơ bản hợp lý, tức là vừa đảm bảo chất lợng
tốt vừa đảm bảo chế tạo có năng suất cao; nói một cách khác
vật liệu đó đảm bảo đồng thời cả hai chỉ tiêu kinh tế và kỹ
thuật. Mặc dù các chi tiết hàn có kích thớc và hình thức rất
khác nhau, song nói chung có thể chia chúng thành hai loại
chính: loại các chi tiết không chế tạo từ vật liệu tấm và loại các
chi tiết đợc chế tạo từ vật liệu tấm.
Trong hai loại đó thực tế cho thấy loại các chi tiết chế tạo
từ vật liệu tấm đợc sử dụng phổ biến và chiếm một khối lợng
rất lớn.
Loại các chi tiết không chế tạo từ vật liệu tấm, phôi của
chúng thờng là phôi đúc, phôi rèn. Các phơng pháp chế tạo loại
phôi này và gia công thành chi tiết hoàn chỉnh đã giới thiệu kỹ
trong môn học chế tạo từ vật liệu và môn học công Công
nghệ chế tạo máy, ở đây chúng tôi không nhắc lại mà chỉ hớng dẫn cách chuẩn bị các chi tiết hàn từ vật liệu tấm mà thôi.
Qui trình công nghệ chuẩn bị các chi tiết hàn từ vật liệu
tầm thờng bao gồm các nguyên công cơ bản sau đây:
1/ Khai triển phôi.


Khai triển phôi là trải qua chi tiết từ dạng hình không
gian ra hình phẳng, sau đó tính toán, xác định các yếu tố
công nghệ nh: lợng d gia công cơ, dung sai, độ biến dạng của
kim loại v.v ... rồi cắt ra các kích thớc và hình dạng cần thiết

để từ đó đem tạo hình thành các chi tiết yêu cầu. Trong thực
tế có thể triển khai phôi theo ba phơng pháp: phơng pháp
diện tích, phơng pháp thể tích,phơng pháp khối lợng, trong
đó phơng pháp diện tích thờng đợc dùng hơn cả. Theo phơng
pháp này có thể triển khai phôi theo kích thớc trong hay ngoài
các chi tiết khi chi tiết đó có chiều dày S 0,5 mm; còn đối
với các chi tiết có chiều dày S > 0,5 mm thì phải triển khai
theo đờng trung bình. Sau đó khai triển song chú ý bố trí
phôi trên tấm thép để cắt hợp lý, tức là phải bố trí thế nào
đó để đảm bảo hệ số sử dụng vật liệu lớn nhất mà không ảnh
hởng đến chất lợng phôi cắt ra. Điều này có ý nghĩa về kinh
tế rất lớn trong sản xuất, đặc biệt là đối với dạng sản xuất loạt
lớn hay hàng khối , bởi vì trong tổng giá thành của một chi tiết
nào đó thì giá thành vật liệu có thể chiếm tới 60 ữ 70%, đối
với các vật liệu cúi có thể lớn hơn.
Trong sản xuất cũng nh trong kỹ thuật, ngời ta thờng dùng
hệ số để đánh giá mức độ sử dụng vật liệu. Hệ số này có thể
tính theo công thức sau:
=

F0
.100%
F

(1-1)

hay =

n.f
.100%

F

(2-2)

Trong đó:
F0: Tổng diện tích các phôi bố trí trên mặt cắt.
F: Diện tích tấm cắt
f: Diện tích của mỗi chi tiết (phôi) bố trí trên tấm cắt.
n: Số lợng phôi (chi tiết)
Trong thực tế sản xuất để chọn phơng án căt hợp lý ngời
ta dùng giấy cứng (bìa hay cát tông ... ) cắt thành nhiều mẫu,


rồi dùng những mẫu này xếp lên tấm thép để cắt, so sánh các
phơng án xếp và chọn lấy phơng án tối u, tức là phơng án có
hệ số sử dụng vật liệu lớn nhất.
Khi xếp phôi cần chú ý tới mạch nối (khoảng cách giữa các
phôi và mép phôi với cạnh tấm cắt). Khoảng cách này cần phải
đảm bảo sao cho khi cắt không có hiện tợng uốn (gấp) theo
phôi để tránh hiện tợng kẹt hay có thể vỡ khuôn khi tạo hình.
Trị số mạch nối phụ thuộc vào chiều dày, tính chất của vật
liệu, hình dạnh của phôi v.v ... Trị số nhỏ nhất của mạch nối có
thể lấy theo bảng 4

Bảng 4
Chiều dày
của phôi
(mm)

Trị số mạch

nối (mm)
a

b

0,3

1,4

2,3

0,5

1,0

1,0

Chiều dày của
phôi (mm)

Trị số mạch
nối (mm)
a

b

4

2,5

3,5

1,8

5

3,0

4,0

1,2

2,0

6

3,5

4,5

1,5

1,4

2,2

7

4,0

5,0

2,0

1,6

2,5

8

4,5

5,5

2,5

1,8

2,8

8

5,0

6,0

3

2,0

3,0

19

5,0

6,0

3,5

2,2

3,2

10

5,5

6,5

Chú thích:
a: Mạch nối khi cắt các phôi nhỏ có hình dạng đơn giản.
b: Mạch nối khi cắt các phôi lớn có hình dạng phức tạp.
2. Nắn
Việc nắn phẳng các tấm thép phổ biến nhất là bằng phơng pháp cơ khí và đợc thực hiện trên các máy nắn vạn năng
hay chuyên dùng. Đối với các tấm thép cacbon có chiều dày S


10 mm thờng tiến hành nắn ở trạng thái cácbon có chiều dày S
> 10 mm và các tấm hợp kim phải tiến hành nắn ở trạng thái

nóng. Dù nắn trên bất kỳ thiết bị nào, ở trạng thái nóng hay
trạng thái nguội, sau khi nắn xong, yêu cầu độ không phẳng
của tâm không quá lớn hơn 1 mm mét chiều dài của tâm.
3. Lấy dấu và đánh dấu
Tấm thép sau khi đợc nắn xong, tiến hành xép phôi lên
đó để chọn lấy phơng án tối u. Khi đã chọn phơng án tối u
rồi, tiến hành lấy dấu và đánh dấu phôi. Lấy dấu dù là vi việc
cần thiết vì không những đảm bảo độ chính xác kích thớc và
hình dạng của phôi khi cắt mà còn tạo điều kiện dễ dàng cho
quá trình cắt. Khi lấy dấu cần chú ý một điểm cơ bản là phải
tính đến lợng gia công cơ tiếp theo và độ co của kim loại sau
khi hàn.
Để tránh sự nhầm lẫn trong các nguyên công tiếp theo
đặc biệt là nguyên công lắp ghép - hàn và để dễ kiểm tra
khi mất mát, sau khi lấy dấu xong cần phải đánh dấu các phôi.
Tuy nhiê, việc này chỉ cần thiết đối với trờng hợp sản xuất đơn
chiếc hay loại nhỏ mà thôi, còn đối với dạng sản xuất hàng loạt
lớn hàng khối có thể không cần thiết, bởi vì trong trơng hợp
này, khi chuyển sang từ nguyên công từ nguyên công này sang
nguyên công khác, Các phôi thờng đợc chứa trong các thùng
riêng, do dó ít xảy ra hiện tợng nhẫm lẫn và mất mát, đồng
thời nâng cao đợc năng suất lao động.
4. Cắt
Cắt các phôi từ vật liệu tấm dùng phổ biến nhất là phơng
pháp cơ khí và ngọn lửa hàn khí. Cắt bằng cơ khi thờng tiến
hành trên các máy, máy bào v.v ... Phơng pháp này có u điểm
là phôi cắt ra có độ chính xác cao, mép cắt phằng, vùng kim
loại thay đổi tính chất cơ lý ở gần mép cơ lý ở gần mép cắt
nhỏ v.v ... Nhng có khuyết điểm là khó hay không cắt đợc các
tấm có chiều dày lớn và nói chung để cắt đờng thăng, ít khi

có thể hiện bằng tay hay bằng máy. Phơng pháp này có u
điểm có u điểm là cắt đợc cả các tấm mỏng và các tấm có


chiều dày lớn ; cắt đợc cắt đợc cả đờng thẳng và đờng cong
phức tạp; nhng có khuyết điểm là mép cắt không thẳng và
không phẳng, vùng kim loại thay đổi tính chất cơ lý (vùng ảnh
hởng nhiệt) lớn; độ chính xác kích thớc và hình dạng hình học
thấp. Sau khi cắt xong, phôi thờng phải đợc đa qua gia công
cơ thêm.
Tuỳ theo mức độ yêu cầu, ngời ta thờng chia độ chính
xác kích thớc của phôi (chi tiết) cắt bằng khí ra ba loại sau
đây:
Loại 1: Cắt ra các phôi (chi tiết) để hàn với nhau, dung sai
cho phép là (0,5 - 1,5) mm
Loại 2: Cắt ra các phôi (chi tiết) để nối với hay đối với các
chi tiết khác bằng bu lông, định tán hay hàn chồng, dung sai
cho phép là (1,5 - 2,5) mm
Loại 3: Cắt ra các phôi (chi tiết) riêng biệt tức là không nối
với nhau hay với các chi tiết khác nh (căn, đệm, nắp, mặt
bích) v.v ... dung sai cho phép đến ữ 5 mm
5. Tạo hình
Việc tạo hình các chi tiết hàn có thể thực hiện trong
nhiều loại thiết bị khác nhau (máy cán, máy uốn, máy dập
v.v ..). Tuỳ theo chiều dày và hình dạng của chi tiết có thể tiến
hành ở trạng thái nóng hay trạng thái nguội. Khi tạo hình cần
phải đặc biệt chú ý đến bán kính uốn để sao cho tránh đợc
hiện tợng nứt sinh ra trong quá trình uốn. Đối với những chi tiết
có cùng chiều dày và tính chất vật liệu uốn ở trạng thái nóng,
bán kính uốn cho phép lấy nhỏ hơn uốn ở trạng thái nguội. Trị

số bán kính uốn nhỏ nhất rmin đối với trờng hợp uốn ở trạng thái
nguội thờng lấy nh sau:
rmin = 25 S, trong đó S - chiều dày của chi tiết.
Mỗi một chi tiết hàn có nhiều cách chuẩn bị khác nhau do
đó, sau khi đã chọn đợc phôi rồi cần phải phác thảo ra một số
phơng án qui trình công nghệ để từ đó chọn lấy một qui
trình tối u. Một qui trình tối u là qui trình cho phép thực hiện


các nguyên công dễ dàng, số lợng nguyên công ít nhất v.v ... mà
vẫn đảm bảo độ chính xác của chi tiết yêu cầu, nói một cách
khác nó vừa đảm bảo tính kinh tế và vừa bảo đảm tính kỹ
thuật. Sau đó tiến hành lập phiếu công nghệ theo mẫu đã cho
ở phần phụ lục I để hớng dẫn ngời công nhân thực hiện.
Đ2. Chọn phơng pháp hàn
Việc chọn phơng pháp hàn để chọn một liên kết nào đó
phụ thuộc vào nhiều yếu tố công nghệ: chiều dày chi tiết,
tính chất kim loại cơ bản và của vật liệu hàn, vị trí của mối
hàn trong không gian, chất lợng của mối hàn yêu cầu, dạng sản
xuất v.v ... Do đó phải căn cứ vào từng trờng hợp cụ thể để
chọn cho thích hợp. ví dụ; khi chế tạo một kết cấu hàn hay một
liên kết hàn bằng vật liệu có tính hàn tốt, chiều dày của chi
tiết không lớn lắm, dạng sản xuất là đơn chiếc hay loại nhỏ,
chất lợng của mối hàn yêu cầu không cao, mối hàn phải thực
hiện ở vị trí hàn đứng, hàn trần là chủ yếu v.v ... thì trờng
hợp này chọn phơng pháp liên kết hàn hồ quang tay là hợp lý
hơn. Ngợc lại, nếu kết cấu hay liên kết hàn chế tạo bằng vật
liệu có tính hàn xấu, chất lợng mối hàn yêu cầu cao, chiều dày
chi tiết hàn tơng đối lớn, dạng sản xuất là loạt lớn hay hàng
khối, các mối hàn chủ yếu thực hiện ở vị trí hàn sấp v.v ....

thì lại nên chọn phơng pháp hàn tự động, bán tự động hay
hàn xỉ điện.
Đ 3. Chọn kiểu liên kết và mốt hàn thực hiện
Trớc hết chúng ta cần phân biệt mối hàn và liên kết hàn.
Mối hàn: Là phần kim loại đã kết tinh mà trong quá trình
hàn nó ở trạng thái lỏng.
Liên kết hàn: Là phần kết cấu mà trong đó các phần tử
riêng biệt của nó đợc nối với nhau bằng hàn. Liên kết hàn bao
gồm mối hàn và vùng ảnh hởng nhiệt (vùng kim loại cơ bản thay
đổi tổ chức và tính chất do tác dụng của nguồn nhiệt hàn).
Theo hình dạng tiết diện ngang, mối hàn đợc chi ra hai
loại: mối hàn giáp mối và mối hàn góc.


Theo kiển liên kết các chi tiết với nhau, liên kết hàn đợc
chia ra nhiều kiểu khác nhau: liên kết giáp mối liên kết góc,
liên kết chữ T liên kết chồng v.v ...
Đối với từng phơng pháp hàn, các kiểu liên kết và mối hàn
thực hiện đã đợc tiêu chuẩn hoá. Do đó khi thiế kế qui trình
công nghệ hàn, tuỳ theo chiều dày của chi tiết mà chọn kiểu
liên kết và mối hàn cho phù hợp.
Đ 4. Xác định chế độ hàn hồ quang tay
Hà điện nóng chảy nói chung và hàn hò quang nói riêng,
đa số các mối hàn đợc thực hiện bằng điện cực nóng chảy,
còn điện không nóng chảy sử dụng ít hơn. Chế độ hàn đối
với trờng hợp hàn bằng điện cực khôn nóng chảy thờng cho
trong các sổ tay về hàn, ít khi xác định bằng phơng pháp
tính toán. Do đó trong tài liẹu này chúng tôi chỉ giới thiệu cácg
xác định (tính toán) chế độ hàn đối với trờng hợp hàn bằng
điện cực nóng chảy mà thôi.

Các thống số cơ bản của chế độ hàn hồ quang tay bao
gồm: đờng kính que hàn, cờng độ dòng điện hàn, điện áp
hàn, tốc độ hàn, số lớp hàn, thời gian hàn, năng lợng đờng
v.v ...
I. Chế độ hàn mối hàn giáp mối
1. Đờng kinh que hàn.
Đờng kính que hàn là một trong những thông số chủ yếu
của chế độ hàn vì nó có tính chất quyết định đến nhiều
thông số khác. Khi hàn mối hàn ghép mối, đờng kính que hàn
có thể tính toán hay chọn theo chiều dài của chi tiết hàn.
Trong sản xuất có thể tính toán đờng kinh que hàn theo công
thức sau:
d=

S
ữ 1 (mm)
2

(4 - 1)

Trong đó:
d - đờng kính que hàn (mm)