Nghiên cứu thiết kế quy trình công nghệ hàn tự động sử dụng trong chế tạo tàu vỏ thép, chương 15

Chia sẻ: Nguyen Van Luong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

361
lượt xem 148
download

Nghiên cứu thiết kế quy trình công nghệ hàn tự động sử dụng trong chế tạo tàu vỏ thép, chương 15

Mô tả tài liệu

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Quy trình hàn tự động dưới lớp thuốc được thành lập dựa trên cơ sở lý thuyết các tiêu chuẩn về hàn của hiệp hội hàn Mỹ (AWS D1.1) và TCVN 6259- 6: 2003. Vì đặc điểm của phương pháp hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc là phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ của thiết bị (máy hàn) và vật liệu hàn (dây hàn và thuốc hàn) nên bên cạnh cơ sở lý thuyết thì các số liệu có được từ thực tế là yếu tố gốp phần quyết định các thông số của quy trình. Quy...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu thiết kế quy trình công nghệ hàn tự động sử dụng trong chế tạo tàu vỏ thép, chương 15

CHƯƠNG 15 THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC 3.1 CƠ SỞ CỦA VIỆC THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HÀN Quy trình hàn tự động dưới lớp thuốc được thành lập dựa trên cơ sở lý thuyết các tiêu chuẩn về hàn của hiệp hội hàn Mỹ (AWS D1.1) và TCVN 6259- 6: 2003. Vì đặc điểm của phương pháp hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc là phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ của thiết bị (máy hàn) và vật liệu hàn (dây hàn và thuốc hàn) nên bên cạnh cơ sở lý thuyết thì các số liệu có được từ thực tế là yếu tố gốp phần quyết định các thông số của quy trình. Quy trình hàn sẽ được tiến hành theo sơ đồ sau:
Quy trình cần kiểm tra Thợ hàn thực hiện trên phôi hàn Không đạt Kiểm tra cơ tính của mối hàn Đạt Chấp nhận quy trình 3.2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA QUY TRÌNH HÀN. 3.2.1 Kim loại hàn Là nguyên liệu và cũng là kết quả sản phẩm lao động của người thợ hàn. Vật liệu sẽ quyết định đến thông số của quy trình hàn cũng như đánh giá được quy trình hàn có đạt yêu cầu của Đăng kiểm hay không. Thép là hợp kim của sắt (Fe) và cacbon (C) trong đó hàm lượng cacbon dưới 2% . Theo yêu cầu của chủ tàu thì vật liệu chính của tàu là thép thường “A”. Thép được sự chấp nhận của Đăng kiểm ABS.
Các yêu cầu về vật liệu hàn rất cao cần có chứng nhận của tổ chức Đăng kiểm về thành phần hoá học có trong thép và các lực kéo và uốn giới hạn của loại vật liệu này. Ta có bảng thông số về thành phần thép “A” : Hình 3-1. Bảng thông số thành phần thép ABA 3.2.2 Tính toán chế độ hàn Trong quy trình này mối hàn tự động sử dụng đệm lót là mối hàn lót bằng phương pháp hàn CO2, chiều cao mối của mối hàn lót bằng chiều cao khe hở đáy. Ta tính chế độ hàn cho các lớp hàn tự động tiếp theo như sau:
Hình 3-2. Kích thước và thứ tự các lớp hàn Diện tích tiết diện ngang kim loại đắp của toàn bộ mối hàn xác định theo công thức: Fd  h 2 .tg  / 2   a.s  0,75.b.c Trong đó: - h: chiều cao mối hàn, h = s – p = 20 – 2 = 18 (mm) - a: chiều rộng khe hàn, a = 6 (mm) - b: chiều rộng mối hàn, có thể tính gần đúng b = a + 2h.tg(/2) + 2 = 24 (mm) - c: chiều cao mối hàn, c = b/m = 24/10 = 2,4 (mm), m = (7 ÷ 10) là hệ số hình dáng mối hàn. - : góc vát mép:  = 50o Các thông số a, p,  chọn theo tiêu chuẩn.  Fd  18 2.tg 50 / 2   6.18  0,75.24.2,4  302 (mm2) Cụ thể tính toán như sau: Tính chế độ hàn cho lớp thứ nhất. 1. Chọn đường kính dây hàn theo tiêu chuẩn, d = 4 (mm)
2. Theo đường kính dây hàn đã chọn, tính I và U theo công thức đã biết sau: U = 20 + 50.I.10-3/d0,5  1 (1) n =k’.(19 – 0,01.I).d.(U/I) (2) Khi hàn bằng dòng xoay chiều k’ = 1 n – Hệ số ngấu có giá trị tối ưu từ (1,3 ÷ 2,0), chọn n = 2 Thay các giá trị vào và giải hệ hai phương trình (1) và (2) ta được: I = 453 (A) và U = 31 (V) 3. Tính tốc độ hàn. Để bảo đảm điều kiện kết tinh tốt của vũng hàn, tỷ số giữa chiều dài và chiều rộng của vũng hàn phải không đổi. Theo lý thuyết truyền nhiệt, ta sẽ có: v.I = A = const. Tức là v = A/I (m/h) d [mm] 1,6 2 3 4 5 6 A[.103A.m/h] 5÷8 8 ÷ 12 12 ÷ 16 ÷ 20 ÷ 25 ÷ 16 20 25 30 Với d = 4 [mm], chọn A = 16.103[A.m/h]  v = 16000/453 = 35 (m/h) 4. Xác định chiều sâu chảy theo cường độ dòng điện. I = (80 ÷ 100).h  h = I/80 = 453/80 = 5,7 (mm) 5. Xác định chiều rộng mối hàn. b = h.n = 5,7.2 = 11,4 (mm)
6. Xác định chiều đắp lớp thứ nhất co. Diện tích đắp lớp thứ nhất có thể xem là diện tích hình thang cân có đáy lớn là chiều rộng lớp hàn thứ nhất, đáy nhỏ là chiều rộng khe đáy và chiều cao là co, co = b’/tg(/2), b’ là cạnh của tam giác vuông giới hạn bởi một nửa góc vát mép. b’ = (b – a)/2 = (11,4 - 6)/2 = 2,7 (mm)  co = 2,7/tg(50/2) = 5,8 (mm) Như vậy diện tích kim loại đắp lớp thứ nhất F1’ = (a + b).co/2 = (6 + 11,4).5,8/2 = 50,5 (mm2) 7. Xác định số lớp hàn. Xem diện tích các lớp hàn bằng nhau thì số lớp hàn n = Fd/F1 = 302/50,5 = 5,98  Chọn số lớp hàn bằng 6. Trong thực tế việc chọn số lớp hàn cần phải đảm bảo mối hàn có hình dáng và cơ tính tốt nhất và mang lại tính kinh tế trong sản xuất. Do vậy có thể thay đổi số lớp hàn khác với giá trị tính toán để đáp ứng được yêu cầu đề ra. Tính toán chế độ hàn cho các lớp tiếp theo tương tự như trường hợp tính cho lớp thứ nhất. Đối với hàn nhiều lớp thì mối hàn sẽ ngấu hoàn toàn do vậy hệ số ngấu n > 2, lớn hơn so với mối hàn một lớp. Đặc biệt, đối với lớp hàn phủ chiều rộng mối hàn lớn do vậy để đáp ứng giá trị của hệ số ngấu đã chọn thì chiều sâu
ngấu h phải lớn. Khi chiều sâu ngấu h lớn thì cường độ dòng điện phải tăng để đáp ứng được chiều sâu ngấu h. Theo lý thuyết ở chương 2, mục ảnh hưởng của điện áp hàn đối với hình dạng và kích thước mối hàn, khi điện áp hàn tăng sẽ làm tăng chiều rộng mối hàn. Do đó, có thể tăng điện áp hàn trên cơ sở giá trị đã tính đối với lớp hàn thứ nhất. Tính toán chế độ hàn cho lớp cuối cùng (lớp phủ) như sau: 1. Xác định chiều sâu ngấu h. Chọn n = 3, từ chiều rộng mối hàn b = 24 (mm), (đã tính ở trên)  h = b/n = 24/3 = 8 (mm) 2. Xác định cường độ dòng điện. I = 80.h = 80.8 = 640 (A) 3. Xác định tốc độ hàn v = A/I = 20.10-3/640 = 31 (m/h) 4. Xác định điện áp hàn. U = 20 + 50.I.10-3/d0,5  1 = 20 + 50.640.10-3/2 = 36 (V) Giá trị các thông số của chế độ các lớp trung gian lấy trong giới hạn lớp thứ nhất và lớp cuối cùng. Các giá trị thông số của chế độ hàn đã tính ở trên sẽ được đề cập trong nội dung chi tiết của quy trình. Các thông số trong quy trình sẽ biến thiên trong phạm vi hẹp cho phụ hợp với điều kiện
thực tế để mang lại mối hàn chất lượng cao và hiệu quả kinh tế tốt nhất.