ứng suất v độ cong vênh khi hn

Quyển sách này nói về điều gì!

ở bến tàu, con tàu đợc cập bến. Nó vợt qua thử nghiệm thành công
và bắt đầu cuộc sống trên biển. Sáng rất sớm, Biển hoàn toàn yên tĩnh. Một
sự im lặng sâu lắng. Bỗng nhiên vang lên một âm thanh lớn bất ngờ giống
nh một tiếng nổ, con tầu bị gãy ra làm đôi. Cái đó xảy ra với con tàu của
Mỹ SKENEKTEDI trong thế chiến thứ hai. Nguyên nhân gây ra tai hoạ là
gì? Có thể con tàu bị tấn công bởi thuỷ lôi của tàu ngầm đối phơng hoặc bị
nổ do bom của kẻ thù đợc bí mật gài vào hoặc là cuối cùng nó bị quá tải?
Không phải điều thứ nhất, thứ hai, thứ ba. Sự phá vỡ con tàu tự xảy ra tự nó
không có nguyên nhân rõ rệt nào.
Từ tháng hai 1942 đến hết tháng 4 1946 ở Mỹ đã chế tạo 4694 các
con tàu vận tải bằng kim loại LIBERTI. Trong số đó có 970 con tàu có
1442 vết nứt. Trong số đó có 127 con bị hỏng hoàn toàn, một phần bị gãy
làm đôi, phần lớn xảy ra giống với con tàu SKENEKTEDI, tự nó xảy ra chỉ
nhận thấy rõ nhất là vào mùa đông thờng xảy ra từ tháng 11 và hết tháng 3.
Ngày 19-1-1937 ở Bỉ gần thành phố Khaccelta xây dựng xong một
chiếc cầu cho đờng ôtô có kết cấu hàn với chiều dài nhịp 73,5 m qua kênh
Albert. cầu đợc thử nghiệm thành công và đa vào vận hành. Sau 14 tháng,
ngày 14-3-1938 đột nhiên nó đổ sập xuống, mặc dù trên đó không hề cho
vận chuyển gì. Trớc đó đã nhận thấy trời trở lạnh đột ngột.
Rõ ràng là trờng hợp thứ hai tự phá hỏng kết cấu hàn. Trong quá khứ
nguyên nhân chính của sự phá huỷ kết cấu hàn là do ứng suất mà nó luôn
xuất hiện trong các kết cấu sau khi hàn, và đợc gọi là ứng suất hàn. Ngời
ta cho rằng chúng làm giảm độ bền và dẫn đến phá hỏng. Từ đó đa ra kết
luận là việc hàn còn đợc sử dụng một cách thận trọng không đợc hàn
những kết cấu quan trọng tốt hơn là chế tạo chúng nhờ cách tán rivê. Nhng
tại sao khi mà hàng ngàn hàng vạn kết cấu hàn làm việc trong những điều

khuyên thực tế cũng nh chuẩn bị tài liệu cần thiết cho họ đọc về biến dạng
và ứng suất hàn.
ứng suất và biến dạng là gì và chúng có quan hệ nh thế nào
các công trình cũng nh các máy móc khác nhau, các phần riêng rẽ
của chúng trãi qua những tác dụng tải trọng muôn hiònh muôn vẽ (lực). Dây
thép treo vật nặng đợc cần trục nâng lên nhận đợc 1 lực kéo bằng trọng
lợng của vật đó. áp lực khí (hơi) trong xi lanh của động cơ ôtô đợc truyền
qua piston, chốt piston và thanh truyền lên trục khuỷ. khí nén trong bình khí
ép vào bình nh muốn làm đứt chúng. Tên lửa bay trong không gian vũ trụ
dới tác dụng của lực hút tới các thiên thể phản lực do khí tạo nên, sản phẩm
đốt cháy của nhiên liệu tên lửa, tất cả các lực này đối với các thiên thể đợc
nhắc đến nh là lực bên ngoài.
Các lực bên ngoài tác dụng vào vật thể tạo nên áp lực bên trong, đó là
các lực tác động qua lại giữa các phần nhỏ riêng biệt của vật thể ( các
nguyên tử hoặc phân tử ). Nghiên cứu các lực bên trong dẫn đến phơng
pháp gọi là phơng pháp mặt cắt.
Hãy kéo một thanh dầm bằng lực bên ngoài P ( hình 1a ). Dới tác
dụng của lực này nó đợc cân bằng. Chúng ta tỡng tợng đã cắt thanh dầm
bằng bằng một mặt phẳng vuông góc với trục của nó. Mặt phẳng này chia
UNG SUAT VA BIEN DANG HAN
Page 2 of 41
thanh dầm thành hai phần trên và dới. Chúng ta nghĩ là vứt bỏ 1 phần đi thí
dụ là phần trên chẳng hạn. Quan sát phần dới ( hình 1 ), Có thể nói rằng nó đợc cân bằng dới tác dụng của lực bên ngoài P và
các lực bên trong n mà trong trờng hợp đó cần phân bố đều theo mặt cắt,

kg
F
p
==

2
2
2
2
625
4
2500
cmkg
cm
kg
F
p
==
2
2
3
3
500
8
4000
cmkg
cm
kg
F
p

2
ứng suất thể hiện kg/cm
2
hoặc kg/mm
2
vì 1cm
2
=100mm
2
nên trên
1mm
2
sẽ tác dụng 1 lực bên trong nhỏ hơn 100 lần. để đa vào kg/cm
2
phải
tính ứng suất lớn hơn cần chia chúng cho 100. chúng ta đợc
1
=5kg/mm
2
,

2
=6,25 kg/mm
2
,
3
=5 kg/mm
2
.
Trong trờng hợp kéo đơn ứng suất trong mỗi thanh đợc chia đều


Trong phần trên của thanh dầm ứng suất sẽ là ứng suất nén ( dấu ký
hiệu là - ) và phần dới là ứng suất kéo (ký hiệu là +) ứng suất có giá trị lớn
nhất là ở vị trí các đờng sinh dọc trên dới của thanh dầm và ở giữa chiều
cao mặt cắt thanh dầm bằng 0.
Kinh nghiệm chỉ ra rằng lực bên ngoài luôn luôn gây nên sự thay đổi
về dạng và kích thớc của vật thể tuy rằng trong phần lớn các trờng hợp các
thay đổi này rất nhỏ đến nỗi mắt thờng không nhận thấy đợc và phát hiện
dợc nhờ dụng cụ chính xác đặc biệt. Thanh dầm chịu tác dụng của các lực
kéo sẽ giãn dài ra. Khi đó các kích thớc ngang sẽ nhỏ đi (hình 6a). Ngựơc
lại khi nén chiều dài thanh dầm giảm đi trong khi đó kích thớc ngang tăng
lên (hình 6b). Thanh dầm thẳng dới tác dụng của lực ngang bị thay đổi
dạng ban đầu, bị uốn cong, tức là đờng tâm của nó là đờng cong (hình 6b).
Lấy theo bề mặt cạnh của tấm lới (hình 6,z) sau đó uốn (hình 6,).
Tất cả đờng ngang của lới khi uốn vẫn giữ thẳng. Có nghĩa là các mặt cắt
ngang của thanh dầm sau khi uốn vẫn giữ phẳng, song mắt mạng lới bị méo
đi. Từ các hình chữ nhật chúng trở thành hình thang, chúng ta thấy rằng từ
phía uốn của thanh dầm bị uốn các đờng sinh dọc bị dảm đi theo chiều dài,
và từ phía lồi của chúng bị dài ra (bị kéo). Sự thay đổi chiều dài đờng sinh
càng lớn thì chúng càng cách xa khỏi tâm của chúng. Muốn thanh dầm có
thể xẩy ra không chỉ do lực chiều ngang mà còn cả lực dọc trục nếu nh
chúng đợc đặt cách dời tâm.
UNG SUAT VA BIEN DANG HAN
Page 7 of 41

Sự thay đổi bất kỳ hoặc là kích thớc của vật thể đợc gọi là biến
dạng. kéo, nén, uốn đợc gọi là các loại khác nhau của biến dạng ngoài
chúng ra còn các kiểu biến dạng khác.
Chúng ta trở lại hình 6,b dới tác dụng của lực P thanh dầm bị cong,
võng và chiếm vị trí chỉ ra bằng đờng đứt. Nếu lực P không lớn thì sau khi

F: diện tích mặt cắt ngang của thanh dầm.
E: mô đun đàn hồi pháp
ở các vật liệu khác nhau môđun đàn hồi pháp có giá trị khác nhau. Đối
với phần lớn các loại thép có thể tính gần đúng 2000000kg/cm
2
, ở đồng vàng
giá trị môdun nhỏ hơn so với thép gỗ thấp 10 lần so với đồng vàng.
Vì =
F
P
và =
l
l
nên =
E


Vì vậy ứng suất và biến dạng liên quan chặt chẽ với nhau, ngoài ra
chúng còn cân đối lẫn nhau. Nhng sự cân đối này đợc bảo vệ cho tới khi
vật liệu đàn hồi đó là khi ứng suất không đạt tới giá trị tới hạn nào đó mà sau
đó sẽ bắt đầu biến dạng dẻo. Còn giới hạn của ứng suất mà nó đạt đợc sẽ
bắt đầu biến dạng dẻo rõ nét đợc gọi là giới hạn chảy. Giới hạn chảy đợc
ký hiệu là

. ở thép cacbon G.3 đợc sử dụng rộng rãi để chế tạo các kết
cấu khác nhau, giới hạn chảy là 2500kg/cm
2
.
Đặc trng quan trọng khác của vật liệu là ứng suất mà nó dẫn tới phá
huỷ nó. Các đặc trng này gọi là giới hạn bền hoặc là ứng suất tạm thời.

nhau của thép chữ I nguội khác nhau vì chúng có chiều dày mỏng khác nhau,
khi đó tính chất đàn hồi ở nhiệt độ cao sẽ mất đi trớc khi trở lại nh trớc
kia, nó sẽ trở nên cứng sẽ gây cản trở sự co ngót 2 phần dầm chữ I bị đông
lại lần thứ hai. Kết quả là sau khi nguội toàn bộ thép chữ I thành hai đầu xuất
hiện ứng suất kéo riêng và ở thành là ứng suất nén (hình 7. Chúng suất hiện
không nhanh mà đợc gom gộp từ từ , thay đổi giá trị của nó theo mức độ
nguội. Cuối cùng nó có dạng nh hình vẽ. ứng suất tức thời và ứng suất d sinh ra không chỉ khi tán và cán.
Chúng đợc biểu hiện hầu nh ở tất cả các thao tác công nghệ.
Tính chất quan trọng của ứng suất riêng là chúng ở bất kỳ mặt cắt nào
của vật thể đợc cân bằng lẫn nhau. Có nghĩa là nếu nh ở bất kỳ mặt cắt nào
có ứng suất kéo nhất định ở đó cũng có ứng suất nén .
Tại sao và ở điều kiện nung nào dẫn đến ứng suất riêng và biến
dạng.
ứng suất riêng có thể đợc sinh ra theo các nguyên nhân khác nhau,
nung nóng sản phẩm không đều là một trong những nguyên nhân đó.
Chúng ta hình dung có 1 thanh thép với chiều dài l đợc kẹp cứng một
phía (hình 8a). Sau đó nung nóng thanh này dãn dài ra một đoạn l nào đó.
Nếu bây giờ làm nguội thanh nh nhiệt độ ban đầu.
UNG SUAT VA BIEN DANG HAN
Page 10 of 41

Nếu không nung nóng ở nhiệt độ cao, thanh I chỉ bị đàn hồi và trong
nó không suất hiện biến dạng dẻo sau khi là nguội hoàn toàn tất cả sẽ trở lại
vị trí trớc.

Nh vậy nếu so sánh biến dạng tức thời và ứng suất của tấm thép nung
nóng và biến dạng và ứng suất d sau khi làm nguội chúng ta thấy rằng độ
võng hớng về phía đối diện sự phân bố ứng suất sẽ ngợc lại theo dấu .
Trong thực tế thờng nói rằng biến dạng xuất hiện là do các mối hàn
bị kéo, nhng thực chất lại không phải nh vậy.
Biến dạng và ứng suất khi hàn nối các tấm thép.
Để bảo đảm hàn tốt các tấm hoặc lá thép thì khe hở đợc đặt sao cho
không lớn. Nếu nh các tấm không đợc kẹp chặt trớc khi hàn.
UNG SUAT VA BIEN DANG HAN
Page 12 of 41
Sau khi hàn các tấm bị co lại hớng của chiều dọc lẫn chiều ngang
trên các phần khác nhau của tấm co ngót sẽ khác nhau độ co ngót sẽ khác
nhau.
Chúng ta nói rằng hàn nối mối hàn chữ X từ một phía gây ra biến dạng mà
nó khong cản trở gi cả. Khi hàn mối hàn từ phía thứ hai gây ra biến dạng góc
ở vị trí đối diện. Nhng phần đã hàn của mối hàn sẽ gây cản trở việc đặt
hớng biến dạng lần thứ hai này. Vì vậy theo giá trị nó sẽ nhỏ hơn và khong
có thể bù biến dạng từ phần đầu của mối hàn. Kết quả biến dạng do mối hàn
đầu tiên tuy nhỏ hơn nhng tất cả cũng sẽ có vị trí nhất định. Vì vậy nếu mối
hàn chữ X đợc hàn một vài đờng hàn trong khi hàn nên lật một vài đờng
hàn về phái này phía kia. Cái đó làm giảm biểu hiện (hiện tợng) hàn không
cùng thời gian và biến dạng góc.
Đoạn ống đợc cán (lốc) chính xác hình trụ đợc hàn nối dọc trục do
có biến dạng góc nên có hình dáng chỉ ra trên hình 12
Nh đã nói từ biến dạng về mặt phẳng tiếp theo ta sẽ nhắc đến về một
biến dạng hàn nữa sự hình thành phần lồi và phần lõm sau khi hàn các tấm
mỏng giải thích hiện tợng này sẽ chậm hơn một chút.

Phân bố ứng suất d dọc xem hình 13.. ở đây giống nh trớc chúng
ta thấy rằng vùng hoạt động (mối hàn và các phần phụ thợc kim loại chính)
sau khi hàn bị kéo. Tuyệt đại đa số các trờng hợp là nh vậy.
Biến dạng và ứng suất khi hàn thép chữ I
Dầm tiết diện chữ I (hình 14.a) đợc sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực
xây dựng và trong nghành cơ khí. Chúng gồm thành đứng và hai thành ngang
đợc bắt chặt với thành bằng các mối hàn cánh. cúng thờng đợc hàn các
gân tăng cứng giữa cánh và thành.
Khi hàn chữ I biến dạng và có đặc tính phức tạp (hình 14.). Trớc
tiên chúng ta nói về biến dạng chung.
UNG SUAT VA BIEN DANG HAN
Page 14 of 41

Chúng có ở trong ngót dọc và uốn theo hớng đứng và ngang co ngót
dọc gây nên không chỉ độ co ngót dọc của các mối hàn các cnhá mà còn độ
co ngót ngang biểu hiện chúng khi hàn gân tăng cứng hoặc khi hàn cả mối
nối tăng cứng của dầm. Uốn trong mặt phẳng ngang thờng nhỏ không đáng
kể và chúng ta sẽ không chú ý đến nữa.
Uốn trong mặt phẳng đứng thờng mới nhìn chúng ta sẽ không thể
giải thích đợc. Thật vậy có lẽ nh là tất cả các mối hàn và các vùng hoạt
động cùng với chúng nằm đối xứng tơng đối với các trục của dầm. Co nghĩa
là chúng cần kéo đối xứng chữ I. Từ đâu có sự uốn đó? Tât cả điều này đều
đúng nếu nh các mối hàn đợc hàn đồng thời. Thật ra chúng không đợc
hàn cùng một lúc. Theo mức độ đặt mối hàn độ cứng của dầm thay đổi, tức
là khả năng chống biến dạng của nó. Vì vậy vùng hoạt động của mối hàn đã
đợc hàn trớc sẽ gây nên biến dạng lớn hơn vùng hoạt động mối hàn hàn
sau. Cái đó phá vỡ sự cân đối và dẫn đến bị uốn.
Chúng ta giải thích cá điều trên trong ví dụ (hình 14.b) để đầu tiên hàn
các mối 1 và 2 của cánh thép chữ T mà tiết diện của nó ở hinh 14.b đợc
gạch chéo mặt cắt sẽ chông slại độ co ngót dọc của vùng hoạt động của

mối hàn. Kết quả dầm có hình dập nổi phức tạp đợc chỉ ra trên hình 14..
Phân bố ứng suất d trong hình I hàn xem hình 14.. Trong vùng hoạt
động giống nh đã quan sát, ứng suất kéo hoạt động ở các phần còn lại của
dầm, ứng suất nén của chúng cân bằng nhau.
Biến dạng và ứng suất khi đốt nóng điểm
Khi hàn điểm và hàn tán bằng điện chúng ta đốt một nguồn nhiệt nào
đó, ví dụ bằng mỏ đốt khí một điện tròn trong tấm thép toàn bộ chiều dày
tấm (hinh 15.a). Kim loại tròn mà chúng ta coi nh nguội sẽ cản trở mở rộng
nhiệt của điểm tròn. Kết quả trong diểm xuất hiện ứng suất nén từ các phía.
Khi đốt nóng đủ cao ứng suất đạt giá trị giới hạn chạy khi nén (nó bằng
theo giá trị giới hạn chảy khi kéo) và điểm có nén dẻo và sẽ làm cho kim loại
vòng tròn dày hơn (hình 15.). Khi nguội điểm sẽ cống gắng nhỏ đi về đờng kính tức là đờng kính
sẽ nhỏ hơn ban đầu một đại lợng nén dẻo. Nhung ngợc lại kim loại nguội
bao quanh cũng tác dụng chống lại diều đó. Kết quả của tác dụng chông slại
ấy điểm sau khi nguội thể hiện trong trạng thái kéo ra các phía (hình 15.b)
khi nung nóng đủ cao các ứng suất này sẽ bằng giới hạn chảy.
Khi đốt nóng cao hơn nữa trong điểm sau khi nguội còn biểu hiện
không những ứng suất bằng
T
mà còn biến dạng kéo dẻo. Nung nóng càng
cao giá trị biến dạng kéo dẻo càng lớn. Điểm đợc làm nguội sẽ kéo mạnh
kim loại nguội xung quanh tạo nên trong nó ứng suất kéo dọc các bán kính
ứng suất hớng kính
r
và ứng suất nén ở các hớng vuông góc với bán kính
ứng suất tiếp
T

Page 17 of 41
Ta làm một thí nghiệm đơn giản . CHúng ta lấy một thanh thép có
chiều dài lớn hơn nhiều so với kích thớc ngang ví dụ thớc kẻ chẳng hạn.
Một đầu chống lên bàn, đầu kia ta giữ tay sao cho lực nén hớng dọc theo
trục dọc của thớc kẻ (hinh 18.a). Chúng ta tăng dần lực nén P. đầu tiên khi
P nhỏ thớc sẽ lòn giữ đờng thảng, đó là thử biến dạng nén đơn giản. Khi
lực P đạt tới giá trị tới hạn nào đó, thớc sẽ cong di có hình dạng cân bằng
mợi (hinh 18.). Nh vậy dạng trớc đay ccan bằng trở thành khong vững
chắc nữa. Đay là biểu hiện mang tên sự mất mát tính ổn định (mất ổn định).
Mất ổn định có thể có vị trí cả trong các lá mỏng, chịu tác dụng của ứng suất
nén (hình 18.b). Khi hàn kim loại mỏng ở các vị trí nối xuất hiện ứng suất d nén cũng
có thể xảy ra mất tính ổn định kèm theo biểu hiện lồi hoặc lõm. Trên hình
18. cho thất sự cong vênh các tấm mỏngđợc hàn nối. Chúng ta biết rằng
ứng suất d kéo tác dụng trong mối hàn và trong vùng xung quanh mối hàn.
ứng suất nén đợc tạo nên một vài nơi cách xa mối hàn. Bởi vậy lồi và lóm
sẽ hiện ở xa mối hàn.
Nếu nh một thanh với tấm mỏng tác dụng nhiệt lên tấm sẽ giống nh
nung một điểm tròn (hình 15). Nung nóng nh vậy nh chúng ta đã biết gây
nên hiện tợng ứng suất d nên tiếp tuyến bên ngoài điểm nung nóng, ứng
suất này có thể dẫn đến biểu hiện hình sóng trong tấm giông nh đã chỉ ra ở
hình 18.
UNG SUAT VA BIEN DANG HAN
Page 18 of 41
Khi hàn kim loại mỏng luôn có thể có sự mất ổn định cục bộ. Vì vậy
cần thiết pahỉ có biện pháp chống lại các biểu hiện này. Đó là biện pháp sẽ
nói ở dới đây.
ứng suất và biến dạng hàn có ảnh hởng đến độ bền của kết cấu hàn

nhiệt của kết cấu hàn trong trờng hợp khi mà nó không có căn cứ và từ thực
tế đã chỉ ra rằng độ bền kết cấu không giảm đi tính kinh tế đạt cao hơn.
Trong tập sách mỏng phổ thông này chúng ta không có khả năng dẫn
giải lý thuyết tại làm sao ứng suất hàn không chỉ ra ảnh hởng độ bền .
Chúng ta chỉ có thể chỉ ra rằng ứng suất hàn không bằng phép đại số đơn
giản mà theo cách đặc biệt cộng lại cùng với các ứng suất do ngoại lực. Vì
trong bất kỳ mặt cắt nào ứng suất hàn cũng cân bằng nhau đó có nghĩa là
UNG SUAT VA BIEN DANG HAN
Page 19 of 41
trong nó có cả ứng suất kéo lẫn ứng suất nén. Nếu nh trong mặt cắt cho
trớc ngoại lực gây lên ứng suất kéo thì sẽ chỉ nhận đợc các bộ phận nén
của tiết diện sau khi hàn, đó là cái phần mà nó giông nh sự dự trữ phụ độ bề
chống lại sự kéo. Bắng cách áp dụng các ngoại lực có cờng độ đủ nhỏ có
thể hoàn toàn loại bỏ ứng suất hàn. Tất cả những điều nói ở trên có nghĩa
rằng ứng suất hàn không bao giờ giảm độ bền, không có thể tạo nên những
ảnh hởng không tốt khác nhau và không cần quan tâm tới ứng suất này?
Trong một vài trờng hợp ứng suất hàn có thể gây phá vỡ kết cấu. Vì vậy cần
chú ý để biết tình trạng này nh thế nào và ngăn ngừa trớc biểu hiện của
chúng.
Có thể chứng minh đợc rằng nếu nh kim loại dùng để chế tạo kết
cấu hàn và kim loại hàn là dẻo có khả năng chịu biến dạng dẻo lớn kéo tới
phá huỷ thì ứng suất hàn không làm giảm độ bền của kết cấu. Nếu nh kim
loại này ròn thì ứng suất có thể làm giảm độ bền rõ rệt.
ứng suất ở hai hớng. Điều kiện này đợc tạo ra nếu nh.
Ví dụ: Các tấm thép chiều dày không lớn đợc hàn bằng các mối hàn cắt
nhau(hình 19.). Nếu nh khối cơ bản trong kết cấu chịu ứng suất nh trên hình 19, đó
sẽ nói về trạng thái ứng suất khối. trạng thái ứng suất đó xuất hiện , ví dụ khi

xuất hiện trong tấm càng lớn. Các phản ứng suất trong tất cả tiết diện
ngang của các tấm đợc hàn có một dấu (kéo) tức là chung không cân bằng. Điều này khác với các ứng suất hàn thông thờng là cân bằng lẫn nhau
trong bất kỳ tiết diện nào. Vì vậy phản ứng suất cần đợc xem xét giống
nh ứng suất do ngoại lực. Trong trờng hợp trên ccs ngoại lực này là phản
lực R đợc tởng tợng nh lực cản mà khung gí cứng thực hiện hạn chế co
ngót ngang của các tấm hàn. Các phản ứng suất này nếu nh chúng xuất
hiện ở một vài bộ phận của kết cấu có thể không có lợi với các ứng suất do
ngoại lực sẽ làm giảm độ bền của kết cấu.
UNG SUAT VA BIEN DANG HAN
Page 21 of 41
Có thể tiến hành ví dụ sau về phản ứng suất (hình 20.) hàn tấm ốp
có mối hàn nối vào thanh chữ U. Nếu lúc đầu hàn mối 1 và 2 và tiếp theo hàn
mối 3 sự co ngót mối hàn nối sẽ bị trở ngại trong mối 3 và các bộ phận gần
tấm ốp xuất hiện phả ứng suất kéo lớn. Có thể tránh điều đó nếu thay đổi thứ
tự hàn. Đầu tiên nên hàn tấm ốp ( Tốt nhất riêng biệt trong trạng thái tự do)
và sau đó đặt lên các thanh U hàn mối 1 và 2 Ví dụ này là thực tế của một
trong các nhà máy. Sự thay đổi công nghệ so với trớc ở đây đã dẫn tới loại
bỏ các trờng hợp phá huỷ kết cấu khi hàn nối các tấm ốp bằng sự lựa chọn
hợp lý cách đặt mối hàn có thể tránh hoặc làm cho phản ứng suất sẽ nhỏ
nhất sau khi hàn.
Giống nh đã chỉ ra trong vùng mối hàn sau khi hàn xuất hiện không
chỉ ứng suất kéo bằng giới hạn chảy mà còn biến dạng dẻo kéo. Biến dạng
dẻo này thỉnh thoảng gọi là biến dạng cục bộ. Về nguyên tắc chúng có thể
ảnh hởng lớn tới độ bền còn hơn ứng suất hàn, vì thực ra là việc hao sự dự
trữ cục bộ tính dẻo của vật liệu. Nhng mà mức tiêu hao lợng dự trữ trên
bằng biến dạng cục bộ rất nhỏ. Trong tất cả các trờng hợp nhỏ hơn nhiều
khi cán rèn dập và các nguyên công tơng tự khác. Vì vậy sử dụng vật liệu

(hình 21.b) Nếu nh nó phẳng ứng suất trong tiết diện a-a đợc phân bố đều
(xem biểu đồ 1-2-3-4) Nếu nh tấm có lồi lên, phần lối này hầu nh ngừng
hoạt động ngoại lực sẽ có biểu hiện chính là bên rìa (mép) tấm thép và ứng
suất trong tiết diện a-a đợc phân bố theo biểu đồ (5-2-3-6-7) đó là mép (rìa)
của tấm sẽ chịu tải và ở giữa không chịu tải.
Khi các cấu kiện hàn bị biến dạng làm việc có thể có chỗ biểu hiện
giống nh đã đợc chỉ ra. Vì vậy do để đảm bảo độ bền kết cấu hàn cần phải
áp dụng phơng sách trớc nguy cơ phát triển lớn các biến dạng hàn. Mặt
khác trong một số trờng hợp (ở các trờng hợp náy sẽ nói ở phần sau) cần
áp dụng phơng sách đấu tranh với các ứng suất hàn.
Kỹ thuật hiện nay có sử dụng rất nhiều các biện pháp có thể và các
phơng tiện phấn đấu chống lại các biến dạng và ứng suất hàn.
Nhiều vấn đề phụ thuộc vào sự nhất trí của ngời thiết kế các nhà công nghệ
và các công nhân cải tiến.
Ngời thiết kế không chỉ cho vật liệu, hình dạng, kích thớckết cấu và
các chi tiết của nó mà còn chỉ rõ trong bản vẽ các phân bố mối hàn, kích
thớc của chúng, hình dáng vát mép và thờng thờng cả phơng pháp hàn.
Giải pháp mà nhà thiết kế áp dụng phần nhiều phụ thuộc trạng thái kết cấu
UNG SUAT VA BIEN DANG HAN
Page 23 of 41
khi hàn kích cỡ và đặc tính phân bố ứng suất và biến dạng hàn. Vì vậy ngời
thiết kế cần phải biết rõ công nghệ chế tạo kết cấu để ngăn chặn sự phát triển
lớn ứng suất và biến dạng. Mặt khác nhà công nghệ nghiên cứu trình tự lắp
ghép và hàn cho chế độ hàn, tham gia vào nghiên cứu hoàn thiện các thiết bị
hàn ghép, đó là cho tất cả phơng pháp (quá trình) công nghệ chế tạo kết cấu
(bố trí) nhiều phơng tiện điều chỉnh biến dạng và ứng suất hàn và có thể
làm đợc rất nhiều việc chống lại chúng.
Những công nhân tiên tiến nắm rất vững chuyên môn của mình, có
kinh nghiệm thực tế tốt, dám nghĩ dám làm, có nhiều sáng kiến có thể giúp
đỡ quí báu cho các nhà thiết kế và công nghệ trong việc nghiên cứu và thực

UNG SUAT VA BIEN DANG HAN
Page 24 of 41
Việc thiết kế công nghệ kết cấu của các kết cấu hàn có hớng tiến bộ
mới trong thi công (công việc) hàn mà tơng lai sẽ thuộc về nó.

Cần tính toán cái gì khi nghiên cứu bản vẽ kết cấu
Nghiên cứu bnản vẽ kết cấu hàn cần đạt đợc là không chỉ đáp ứng
hoàn toàn điều kiện làm việc mà còn khả năng công nghệ (thi công) đó là có
thể chế tạo với ít mất sức lao động nhất có năng suất cao. ở đây xuất hiện các
mâu thuẫn chứ có thể có nhiều phơng pháp hàn hiện nay sẽ tạo nên ứng suất
và biến dạng lớn. chúng ta sẽ nghiên cứu vấn đề này.
chọn các phơng pháp hàn cần nói về việc sao cho biến dạng nhỏ, ứng
suất nhỏ hơn của kết cấu mà yêu cầu đa nhiệt vào nhỏ nhất trên 1cm mối
hàn tức là đa nhiệt theo đơn vị nhỏ nhất.
Với quan điểm này hàn hơi là điều không mong muốn nhất nó tạo ra
vùng nung nóng rộng lớn và dẫn nhiệt vào sản phẩm. Hàn hồ quang tay
chiếm vị trí trung gian. Sự đa nhiệt theo đơn vị nhỏ nhất đợc đảm bảo bằng
hàn tự động dới lớp thuốc hàn, hàn hồ quang trong môi trờng khí bảo
vệ(argon, khí cacbonat)hàn tiếp xúc điện đó giông nh (đúng nh) các
phơng pháp hàn là tiên tiến nhất năng xuất và cũng dễ nhất và đảm bảo chất
lợng hàn cao. Đúng vậy cần nói rằng biến dạng hình nấm khi hàn tự động
dới lớp thuốc hàn sẽ đợc lớn hơn một ít so với hàn tay, nhng cái đó là
ngoại lệ.
Giá trị không phải ít quan trọng là lựa chọn dạng vát mép hàn. Sự tiêu
hao tính theo đơn vị kim loại que hàn điện trên 1cm mối hàn càng nhỏ. Việc
đa nhiệt vào theo đơn vị càng nhỏ. Hàng loạt trờng hợp chỉ ra rằng có thể
hàn theo cạnh không vát xiên giống nh nói là không có rãnh hàn. Cái đó
yêu cầu đa nhiết vào ít nhất. Rãnh hàn hình X và U với quan điểm này thì
tốt hơn rãnh hình V. Khe hở trong chỗ nối cần nhỏ nhất để hàn ngấu vững
chắc triệt để (đến tận gốc) mối hàn.