Giáo Trình Hàn Tàu - CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG HÀN

Chia sẻ: Nguyen Trong Phi | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

136
lượt xem 26
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khi chế tạo các kết cấu kim loại bằng phương pháp hàn ta thường gặp hiện tượng biến dạng kết cấu do hàn gây ra. Nguyên nhân chủ yếu là do kết cấu bị đốt nóng không đồng đều và nơi bị đốt lại không giãn nở tự do. Biến dạng hàn có thể phân ra làm biến dạng chung và biến dạng cụ bộ. Biến dạng chung là loại biến dạng gây thay đổi kích thước và hình dạng toàn bộ kết cấu, còn biến dạng cục bộ chỉ gây biến đổi hình dáng của từng...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo Trình Hàn Tàu - CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG HÀN

Ch¬ng 4. BiÕn d¹ng hµn vµ biÖn ph¸p gi¶m biÕn d¹ng hµn Khi chÕ t¹o c¸c kÕt cÊu kim lo¹i b»ng ph¬ng ph¸p hµn ta thêng gÆp hiÖn tîng biÕn d¹ng kÕt cÊu do hµn g©y ra. Nguyªn nh©n chñ yÕu lµ do kÕt cÊu bÞ ®èt nãng kh«ng ®ång ®Òu vµ n¬i bÞ ®èt l¹i kh«ng gi∙n në tù do. BiÕn d¹ng hµn cã thÓ ph©n ra lµm biÕn d¹ng chung vµ biÕn d¹ng cô bé. BiÕn d¹ng chung lµ lo¹i biÕn d¹ng g©y thay ®æi kÝch thíc vµ h×nh d¹ng toµn bé kÕt cÊu, cßn biÕn d¹ng côc bé chØ g©y biÕn ®æi h×nh d¸ng cña tõng chi tiÕt (bé phËn) riªng biÖt trªn toµn bé kÕt cÊu. BiÕn d¹ng chung thêng biÓu hiÖn ë d¹ng co ngang, co däc vµ uèn. BiÕn d¹ng côc bé thêng biÓu hiÖn ë d¹ng gÊp gãc, mÊt æn ®Þnh tÊm máng. C¸c biÕn d¹ng hµn g©y nhiÒu khã kh¨n trong c«ng t¸c chÕ t¹o, l¾p r¸p ph©n ®o¹n, tæng ®o¹n trªn triÒn ®µ ®ång thêi cßn gi¶m søc bÒn th©n tµu vµ mét sè ®Æc tÝnh sö dông cña tµu. §Ó gi¶m biÕn d¹ng do hµn, ®¶m b¶o c¸c chi tiÕt kÕt cÊu cã kÝch thíc h×nh d¸ng ®óng yªu cÇu thiÕt kÕ quy ®Þnh, cã thÓ dïng nhiÒu biÖn ph¸p kh¸c nhau. ß4.1. Nh÷ng biÖn ph¸p kÕt cÊu 1. §Ó gi¶m biÕn d¹ng chung vµ biÕt d¹ng côc bé ngay tõ khi thiÕt kÕ ph¶i lu ý sao cho t¹i c¸c mèi 61
hµn cã thÓ tÝch náng ch¶y ®¾p thªm ph¶i nhá nhÊt. muèn thÐ ta cÇn ph¶i. thay c¸c kiÓu v¸t mÐp ch÷ kiÓu V b»ng v¸t mÐp kiÓu ch÷ X ( thay nh thÕ sÏ gi¶m 50% biÕn d¹ng) nÕu chiÒu dµy vËt liÖu lín cho phÐp. Nªn dïng mèi hµn liªn tôc thay cho mèi hµn gi¸n ®o¹n (ë c¸c mèi hµn gãc) v× ®èi víi mèi hµn liªn tôc vµ mèi hµn kh«ng liªn tôc th× mèi hµn liªn tôc cã biÕn d¹ng nhá h¬n. §èi víi c¸c mèi hµn gãc kh«ng tÝnh ®Õn sù chÞu ®ùng mµ chØ x¸c ®Þnh trÞ sè tèi thiÓu cña mèi hµn th× nªn dïng mèi hµn gi¸n ®o¹n. T¹i c¸c mèi hµn gãc tÊm máng (2mm 5 mm) nªn dïng ph¬ng ph¸p hµn ®iÓm. 2. Th«ng thêng ®é co däc trªn cïng mét ®¬n vÞ chiÒu dµi, nhá h¬n chiÒu so víi ®é co ngang, cho nªn khi ph©n chia th©n tµu thµnh c¸c ph©n ®o¹n, côm chi tiÕt ta cÇn ®Æt nèi hµn song song víi híng mµ ta cÇn biÕn d¹ng chung nhá. 3. §Ó tr¸nh c¸c tÊm máng khái bÞ mÊt æn ®Þnh, khi thiÕt kÕ ph¶i t¨ng chiÒu dµy tÊm hoÆc gi¶m kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c khung x¬ng hoÆc t¨ng gia cè phô. §èi víi c¸c máng (2mm 5 mm) nªn x¾p xÕp khung x¬ng song song theo mét híng vµ c¸c mèi hµn ®Æt song song víi híng ®ã vµ nªn bè trÝ gÇn khung x¬ng ®Ó tr¸nh ®é uèn. 4. Khi thiÕt kÕ cè g¾ng rót bít sè lîng chung mèi hµn trong kÕt cÊu b»ng c¸ch dïng tÊm kÝch thíc lín vµ thay c¸c khung x¬ng b»ng kÕt cÊu giËp g©n. 62
§Ó tr¸nh øng suÊt ph¼ng vµ øng suÊt khèi, kh«ng nªn thiÕt c¸c mèi hµn tËp trung giao nhau (nhÊt lµ khi c¸c kÕt cÊu ®ã chÞu t¶i träng ®éng) Kh«ng nªn thiÕt kÕ c¸c mèi ghÐp cã kÝch thíc nhá (vÝ dô c¸c miÕng v¸) v× nã ph¸t sinh øng suÊt ph¼ng lín. Khi hµn gi¸p mèi nÕu chiÒu dµy hai tÊm kh«ng b»ng nhau th× cÇn v¸t bít chiÒu dµy tÇm dµy h¬n (h×nh 4.1). l a l≥3a a>3) ( ( a) (b) ( óng a) § ( b) Sai H×nh 4.1. Hµn gi¸p mèi hai tÊm chiÒu dµy kh¸c nhau 5. §Ó gi¶m uèn chung, c¸c mèi hµn cÇn ph¶i bè trÝ ®èi xøng víi trôc cña mÆt c¾t ngang vµ c¾t däc cña kÕt cÊu. 6. Khi thiÕt kÕ th©n tµu cÇn chia th©n tµu thµnh c¸c ph©n ®o¹n vµ tæng ®o¹n sao cho khi l¾p r¸p chung khèi lîng hµn nhá nhÊt. 7. §Æt c¸c nÑp cøng phô t¹m thêi vµ hµn vµo t«n bao b»ng c¸c mèi hµn cì nhá sÏ cã thÓ gi¶m biÕn d¹ng cña tÊm. ß4.2. BiÖn ph¸p c«ng nghÖ Khi hµn c¸c vËt dµy, c¸c lo¹i thÐp dÔ bÞ t«i th× cÇn ph¶i tiÕn hµnh ®èt nãng tríc, ®ång thêi cÇn 63
ph¶i gi¶m bít cêng ®é dßng ®iÖn hµn hoÆc c«ng suÊt ngän löa hµn ®Ó tr¸nh hiÖn tîng nøt nÎ. ChÕ ®é hµn cÇn chän sao cho vïng øng suÊt t¸c dông cã thÓ tÝch nhá. T¨ng mËt ®é dßng ®iÖn ®Ó t¨ng ®é ngÊu, san b»ng co ngang theo chiÒui dµy gi¶m biÕn d¹ng gãc. Trong trêng hîp khi hµn mèi hµn thø hai ®èi xøng víi mèi hµn thø nhÊt, th× nªn t¨ng chÕ ®é hµn (Ih) ®Ó t¨ng vïng øng suÊt t¸c dông, nh vËy cã thÓ khö toµn bé ®é uèn do mèi hµn thø nhÊt g©y nªn. Hµn theo ph ¬ng ph¸p ph©n ®o¹n nghÞch th× sÏ gi¶m biÕn d¹ng v× néi lùc sinh ra chØ ë tõng khu vùc nhá vµ híng vÒ vïng l©n cËn ®èi diÖn. Khi hµn nªn lµm nguéi b»ng tÊm ®Öm hoÆc b»ng níc ®Ó gi¶m vïng øng suÊt t¸c dông vµ co däc hoÆc lµm nguéi chÊmau khi hµn. §Ó khö uèn ng êi ta tiÕn hµnh uèn tríc hoÆc tríc khi hµn ®Æt vËt ngîc víi chiÒu bÞ uèn sau khi hµn, nh vËy sÏ gi¶m ®îc øng suÊt vµ biÕn d¹ng d. H×nh 4.2. C¸ch khö biÕn d¹ng khi hµn gi¸p mèi §Ó gi¶m biÕn d¹ng chung khi v¹ch tr×nh tù l¾p r¸p vµ hµn ph¶i ®¶m b¶o sao cho c¸c chi tiÕt cã thÓ d∙n në tù do kh«ng nªn gia cè qu¸ møc c¸c mèi hµn. C¸c ph©n ®o¹n vµ tæng ®o¹n nªn ® îc l¾p r¸p vµ hµn tõ c¸c côm chi tiÕt ®∙ ®îc gia c«ng tríc. §Ó tr¸nh biÕn d¹ng gãc còng nh ®é uèn c¸c chi tiÕt khi hµn r¸p víi nhau cã thÓ t¹o ph¶n biÕn d¹ng (H×nh vÏ 4.2) ®Ó sau khi hµn, cã kÝch thíc h×nh d¸ng yªu cÇu. 64
Sö dông hµn tù ®éng vµ b¸n tù ®éng v× vïng nhiÖt t¸c ®éng nhá nhÊt. §Ó gi¶m biÕn d¹ng g¸c khi hµn nhiÒu líp ta dïng bóa khÝ nÐn gâ vµo mèi hµn tríc khi hµn chång mèi sau. sau khi hµn líp cuèi kh«ng gâ n÷a. Khi hµn mèi hµn X gi¸p mèi nhiÒu líp cÇn ph¶i hµn ®èi xøng hai phÝa vµ víi tr×nh tù hµn sao cho kh«ng biÕn d¹ng gãc qu¸ lín. §Ó gi¶m biÕn d¹ng cña c¸c ph©n ®o¹n tÊm máng (díi 5mm), tríc khi hµn khung x¬ng vµo cÇn hµn ®Ýnh ®êng bao cña tÊm vµo bÖ l¾p r¸p. sau khi hµn song ta cÇn lµm ph¼ng b»ng c¸c co l¨n nÆng råi dòi c¸c mèi hµn ®Ýnh ®i. §Ó gi¶m biÕn d¹ng chung cña kÕt cÊu, khi l¾p r¸p cÇn ®Æc biÖt lu ý tíi khe hë ch©n mèi hµn, ph¸i ®¶m b¶o c¸c khe hë ®ã n»m trong ph¹m vi cho phÐp. Dïng c¸c bÖ l¾p r¸p cøng còng khèng chÕ ®ùc biÕn d¹ng kÕt cÊu. Tuy cã thÓ dïng mäi biÖn ph¸p phßng chèng biÕn d¹ng hµn nhng trong thùc tÕ kh«ng thÓ lo¹i trõ ®îc hoµn toµn biÕn d¹ng ®ã cho nªn khi chÕ t¹o ph¶i dïng ®Õn lîng d ®Ó bï ®¾p l¹i nh÷ng nh÷ng ®é co däc, co ngang tÝch tô l¹i trong qu¸ tr×nh hµn. Cßn ®èi víi biÕn d¹ng gãc thêng ®îc bï ®¾p l¹i b»ng lîng ph¶n biÕn d¹ng. §èi víi ph©n ®o¹n khèi hoÆc tæng ®o¹n viÖc t¹o ph¶n biÕn d¹ng t¬ng ®èi phøc t¹p, ®ßi hái ph¶i tÝnh to¸n kü lìng vµ x¸c lËp ngay tõ khi lËp dìng mÉu. 65
ß4.3. C¸c biÖn ph¸p c«ng nghÖ sau khi hµn Th«ng thêng sau khi hµn vËt hµn vÉn tån t¹i øng suÊt d vµ bÞ biÕn d¹ng. §Ó kh¾c phôc nh÷ng øng suÊt d vµ biÕn d¹ng nµy nh»m n©ng cao chÊt lîng cña kÕt cÊu hµn, ngêi ta thêng dïng nh÷ng biÖn ph¸p sau ®©y: 1. BiÖn ph¸p ñ §èi víi nh÷ng kÕt cÊu hµn há cã thÓ ®ªm ñ toµn bé kÕt cÊu trong lß nhiÖt luyÖn víi nhiÖt ®é nung kho¶ng 600 650oC vµ gi÷ ë nhiÖt ®é ®ã trong thêi gian 3 ph/(mm chiÒu dµi). Cã thÓ tiÕn hµnh ñ côc bé b»ng c¸ch ®em nung nãng vïng c¹nh mèi hµn kho¶ng 600oC. 2. BiÖn ph¸p n¾n nguéi Chñ yÕu lµ t¸c ®éng lùc kÐo vµo nh÷ng phÇn bÞ co ®Ó ®¹t ®îc kÝch thíc vµ h×nh d¸ng nh thiÕt kÕ. Song nã sinh ra biÕn cøng vµ t¨3ng øng suÊt d lµm cho vËt hµn bÞ nøt nÎ, thËm trÝ cã khi bÞ gÉy. Ngoµi ra, n¾n nguéi lµ mét c«ng nghÖ phøc t¹p nªn nãi chung Ýt dïng. 3. BiÖn ph¸p n¾n nãng Lµ biÖn ph¸p ®îc dïng réng r∙i v× nã ®¬n gi¶n vµ kinh tÕ nhÊt. Ngêi ta tiÕn hµnh nung nãng b»ng ngän löa khÝ hoÆc b»ng ®iÖn, môc ®Ých lµm co nh÷ng khu vùc mµ chiÒu dµy cña chóng lín h¬n vïng øng suÊt t¸c dông cña mèi hµn trong kÕt cÊu. Chän khu vùc nung vµ chÕ ®é nung vµ chÕ ®é nung kh«ng hîp lý cã thÓ l¹i lµm cho biÕn d¹ng thªm phøc t¹p. C¬ së lý thuyÕt cña n¾n nãng lµ: 66
X¸c ®Þnh mÆt ph¼ng uèn vµ m« men uèn g©y ra do néi lùc t¸c dông. X¸c ®Þnh tiÕt diÖn, khèi lîng vµ h×nh d¸ng hîp lý cña vïng øng suÊt t¸c dông ë khu vùc nung nãng, b¶o ®¶m t¹o ra néi øng lùc lµm biÕn d¹ng kÕt cÊu theo híng ngîc l¹i. Chän chÕ ®é nung hîp lý. m m m m H×nh 4.3. Khö ®é uèn d khi hµn kÕt cÊu ch÷ T. VÝ dô ®Ó khö ®é uèn d cña kÕt cÊu nh h×nh 4.3 cÇn ph¶i t¹o ra m« men uèn theo chiÒu ngîc l¹i. Do ®ã hoÆc ph¶i nung nãng theo ®êng mm (co däc) hoÆc nung nãng theo h×nh d¶i qu¹t (co ngang). 67