Chương 7: Ứng suất và biến dạng
khi hàn
1) Nguyên nhân gây ra ứng suất và biến dạng
Khi hàn, vật hàn bị nung nóng cục bộ trong khoảng thời gian
rất ngắn và đạt đến nhiệt độ rất cao. Sự phân bố nhiệt theo phương
thẳng góc với trục mối hàn rất khác nhau, nên sự thay đổi thể tích
ở v
ùng lân cận mối hàn cũng khác nhau. Kết quả làm cho trong vật
hàn sinh ra ứng suất.
Ứng suất v
à biến dạng sinh ra trong quá trình hàn là do các
nguyên nhân sau:
a) Do nung nóng và làm nguội không đều kim loại vật hàn
Sự phân bố nhiệt độ trên vật hàn không đều làm vật hàn dãn
n
ở không đều, do vậy làm cho mối hàn và vùng lân cận mối hàn
t
ồn tại ứng suất. Ứng suất này làm cho vật hàn bị biến dạng hoặc
có thể bị nứt.
b) Do sự co ngót của kim loại lỏng trong vũng hàn khi kết
tinh
Khi đông đặc kim loại lỏng bị giảm thể tích, do vậy sinh ra
ứng suất trong li
ên kết hàn. Sự giảm thể tích của kim loại lỏng khi
đông đặc gọi là độ co ngót.
Độ co ngót phụ thuộc v
ào:
- Tính ch
ất của kim loại vật hàn.
Các kim loại khác nhau có độ co ngót khác nhau.
+ Độ co ngót của thép cacbon là 2%.

chảy tập trung nhiều ở vát mép, nên khi kết tinh sinh ra biến dạng
góc.
Hình 2-7. Biến dạng góc mối hàn vát mép chữ V do ứng
suất co ngót
Sự co ngót góc hoặc sự biến dạng góc phụ thuộc vào dạng
mối hàn, phương pháp công nghệ, chiều dày vật hàn.
Để chống lại lực co ngót góc, cần phải tác dụng một lực P
Ứng suất tồn tại trong liên kết hàn kết hợp với ứng suất do
ngoại lực tác dụng sẽ tạo ra khả năng xuất hiện vết nứt và làm phá
h
ủy liên kết hàn khi làm việc.
Bảng 2-2. Lực do co ngót
Chiều dày tấm [mm] Tổng số lớp hàn Lực [N]
8
10
12
15
3
4
4
6
4160
6800
12300
19300
2) Các loại ứng suất và biến dạng
a) Ứng suất và biến dạng dọc
Ứng suất tác dụng song song với trục mối hàn - ứng suất dọc.
Ứng suất dọc xuất hiện do sự co dọc mối h
àn. Trị số của ứng suất

àn. Biến dạng góc là sự quay tương đối
giữa tấm này với tấm kia một góc nào đó.
Biến dạng góc thường xuất hiện khi hàn các mối hàn giáp
m
ối vát “V”, mối hàn góc, chữ T.
Khi hàn mối hàn liên kết chữ T, biến dạng góc làm cong
vênh t
ấm cánh (tấm biên) tạo thành hình “nấm”. Góc di chuyển
tấm cánh khi tạo thành hình nấm phụ thuộc vào chiều dày tấm
cánh và tiết diện ngang của mối hàn liên kết giữa chúng.
Biến dạng góc khi hàn phụ thuộc vào:
- Chi
ều dày vật hàn.
V
ật hàn có chiều dày càng lớn thì biến dạng góc khi hàn càng
l
ớn.
- Phương pháp hàn và dạng liên kết hàn.
Hàn các liên k
ết hàn khác nhau bằng các phương pháp hàn
khác nhau thì biến dạng góc cũng khác nhau.
Hình 2-8. Biến dạng khi
hàn.
a) Biến dạng dọc của tấm khi
hàn trên mép tấm
b) Biến dạng góc khi hàn
1) Liên kết giáp mối
2) Liên kết chữ T

,