Đồ án tốt nghiệp
8
GIẢI THÍCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ĐÃ SỬ DỤNG TRONG
ĐỒ ÁN
Bảng gải thích các cụm từ viết tắt trong đồ án
Viết tắt Ý nghĩa
CNHNC Công nghệ hàn nóng chảy
CLH Chất lượng hàn
pWPS Bản quy trình hàn sơ bộ
Bảng gải thích các ký hiện đã sử dụng trong đồ án
Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa
Ih [ A] Dòng điện hàn
Uh [ V] Điện thế hàn
d mm Đường kính dây hàn
LỜI NÓI ĐẦU
Dù ở bất kỳ quốc gia, vùng lãnh thổ nào thì sự phát triển của một đất nước luôn
gắn liền với thành tựu khoa học của đất nước đó. Nước ta cũng không nằm ngoài quy luật
đó. Mặc dù đất nước còn nhiều khó khăn nhưng Đảng, Nhà nước luôn xác định phát triển
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
1
Đồ án tốt nghiệp
khoa học công nghệ là mục tiêu hàng đầu. Điều này hoàn toàn đúng đắn vì khoa học kỹ
thuật có phát triển thì mới chế tạo ra nhiều máy móc phục vụ lợi ích con người. Máy móc
đã và đang có vai trò rất quan trọng trong đời sống con người. Nó có thể làm việc bền bỉ
và làm được những công việc nặng nhọc mà con người không thể thực hiện được. Để chế
tạo được nó có rất nhiều biện pháp như hàn, bulong, đinh tán trong đó hàn là nguyên
công không thể thiếu.
Để giúp sinh viên có đầy đủ kiến thức và ký năng cần thiết sau khi tốt nghiệp, đòi
hỏi sinh viên phải hoàn thành một số đồ án trong đó đồ án công nghệ hàn nóng chảy đặc

Lê Văn Giang
3
2a
12000
Đồ án tốt nghiệp
Do phần bán cầu có kích thước lớn nên coi như bình chịu ứng suất như
hình vẽ:
Thân thùng chứa khí
Ta có: ρ
K
= ∞, ρ
V
= a. Theo phương trình Laplace ta có:
+ =
 σ
V
= (1)
Trong đó: - σ
K
: là ứng suất kinh tuyến.
- σ
V
: là ứng suất vĩ tuyến
- ρ
K
: là bán kính kinh tuyến.
- ρ
K
: là bán kính vĩ tuyến.
- 2a : là đường kính thành ống (a = 1250mm).

2
.
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
4
Đồ án tốt nghiệp
σ
V
= 153 N/mm
2
.
Ta thấy ứng suất lớn nhất của chi tiết là: 184 (N/mm
2
). Để kết cấu làm
viêc an toàn ta nhân thêm hệ số an toàn:
σ
max
= 1,5.153 = 229,5 N/mm
2
Theo ASTM A 36/A 36M-03a ta chọn được thép (có hàm lượng các nguyên tố và
cơ tính gần giống CT38 theo TCVN 1765-75), thép này không chỉ đảm bảo khả năng làm
việc (vì đây là thép có hàm lượng cacbon thấp, tính hàn tốt,> σ
max
)nên sẽ đảm bảo chất
lượng mối hàn từ đó đảm bảo yêu cầu về độ kín cao,dễ uốn do hàm lượng C thấp tính dẻo
cao mà còn rất kinh tế được sử dụng nhiều trong chế tạo bồn bể hiện nay.
2.1.2. Thành phần hóa học của vật liệu cơ bản
3.1 B. Chemical Composition of Carbon steels for Structural Steel Plates:
Stadard

Tensile Strength
( N/mm
2
or Mpa) Elongation (%)
ASTM A
36/A 36M-
03a
K02595 250 400-550 25
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
5
Đồ án tốt nghiệp
2.1.4. Các chú ý khi hàn chủng loại vật liệu đã chọn.
 Tính toán các thông số nhạy cảm với nứt nóng:
Thông số độ nhạy cảm với nứt nóng HCS dùng để đánh giá nứt nóng thiên tích ở
vùng ảnh hưởng nhiệt của thép các bon và thép hợp kim thấp. (theo [2]-Tr.54)
Dựa vào bảng thành phần hóa học ở phần trên ta có
HRC=1000.0,25. =22,1
Nhận thấy HCS lớn hơn 4 nên thép dễ bị nứt nóng
Để phòng chống nứt nóng, ngoài các biện pháp luyện kim như chọn thành phần
hoá học kim loại mối hàn và loại vật liệu hàn thích hợp, còn có thể dùng các biên pháp
kết cấu và chế độ hàn thuận lợi để tạo điều kiện kết tinh tốt nhất cho kim loại mối hàn.(ví
dụ chọn hệ số ngấu trong khoảng 1,3-2 khi hàn dưới lớp thuốc).
 Tính toán các thông số nhạy cảm với nứt nguội:
Có thể dùng thử mẫu hoặc tính toán để đánh giá mức độ nhạy cảm của thép với
nứt nguội. Cách đánh giá đơn giản nhất là thông qua đương lượng cacbon theo cách tính
của Viện Hàn Quốc tế IIW
+ Tính đương lượng cacbon tương đương (theo [2]-tr 59):
C

các mối hàn ở thân (nối tôn, nối thân bồn theo đường sinh và nối thân bồn với chỏm
cầu) bồn áp lực thường đơn giản và dài nên ta chọn phương pháp hàn tự động dưới lớp
thuốc cho năng suất chất lượng cao.
• Các vị trí đấu nối ở cuối các đường hàn tự động dưới lớp thuốc, hàn ống dẫn ra hoặc hàn
sửa chữa ta dùng phương pháp hàn trong môi trường khí bảo vệ hoặc hàn que hàn hồ
quang tay.
2.2.2. Các thông số chế độ hàn chính của các quá trình hàn đã chọn
Các thông số cơ bản của hàn tự động và bán tự động ảnh hưởng chử yếu đến kích
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
7
Đồ án tốt nghiệp
thước cơ bản và hình dạng mối hàn là:
• Cường độ dòng điện hàn: I
h
• Điện áp hàn: U
h
• Tốc độ hàn: V
h
• Đường kính điện cực: d
2.2.3. Các thông số kỹ thuật bổ sung của các quá trình hàn đã chọn
Các thông số kỹ thuật bổ sung của các quá trình hàn bao gồm: Hệ số ngấu, năng
lượng đường, mật độ dòng điện trong điện cực, kích thước bép tiếp điện
2.2.4. Các kỹ thuật hàn của các quá trình hàn đã chọn
-Khi hàn tự động tấm phẳng, việc chuẩn bị mép hàn cần đơn giản nhất. Do đặc
điểm của quá trình hàn có thể hàn tự động không vát mép tới chiều dày 20mm.
-Khi mối hàn lồi quá mức do dòng điện hàn cao có thể tăng độ lớn khe đáy trong
khoảng từ 0-5 mm.
-Khi hàn tự động mối hàn vòng được thực hiện tương tự như mối hàn giáp mối tấm

loại cơ bản. Sự đồng đều về độ bền của liên kết hàn thường được đảm bảo bằng cách kết
hợp một cách thích hợp thuốc hàn và dây hàn, chọn chế độ hàn và kỹ thuật hàn.
 Dây - thuốc cho hàn tự động
Theo tiêu chuẩn Mỹ:
AWS A5.17: F7A (P)4 -EL8, F7A(P)2 - EL8, F7A(P)4-EH14 (điện cự thép
cacbon và thuốc hàn).
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
9
Đồ án tốt nghiệp
AWS A5.23: F8A(P)4 -EA3 –G (điện cự thép hợp kim và thuốc hàn)
Theo tiêu chuẩn AWS A5.17EH14 ta chọn loại dây hàn EH14 với đặc điểm và
ứng dụng:
·EH -14 là loại dây hàn có hàm lượng Carbon, Silic thấp, hàm lượng Mangan cao,
tạp chất Lưu huỳnh, Photpho vô cùng nhỏ tạo ra mối hàn với nền kim loại tốt, có thể kết
hợp với nhiều loại thuốc hàn khác nhau tạo ra những mối hàn có chỉ tiêu cơ lý cao theo
mong muốn.
·EH -14 được chế tạo có độ chính xác cao, hướng dây đều, được bao phủ một lớp
đồng mạ tinh khiết kéo bóng, điều đó làm cho quá trình bảo quản và tiếp xúc điện khi hàn
rất ổn định.
·EH -14 được hàn theo công nghệ tự động hồ quang chìm dưới lớp thuốc bảo vệ
tạo ra mối hàn ổn định, đường hàn nhuyễn sáng. Tuỳ theo chủng loại thuốc mà tiêu biểu
là loại thuốc CM122 ( F7A4 ) mà chỉ tiêu cơ lý đạt được như bảng dưới đây.
EH -14 thích hợp sử dụng cho hàn các kết cấu thép Cácbon thấp và hợp kim trung
bình Mangan cao chịu va đập cao như: Bồn áp lực, đường ống, kết cấu thép chịu tải trọng
siêu nặng, cầu lớn, ô tô tải trọng nặng, tàu thuyền lớn có thể tới vùng bắc hoặc nam cực.
 Que hàn hồ quang.
Chọn que hàn cho quá trình hàn ống dẫn ra vào thân bình.Chọn que hàn E6013 theo
tiêu chuẩn AWS A5.1 (được trình bày ở phần 4.3.1).

dây hàn được nạp dẫn ổn định. Hệ thống dẫn hướng hàn chắc chắn, không để dây hàn bị
rối, bị gấp khúc biến dạng.
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
11
Trade
mark
\Compo
sition
Welding wire chemical Composition (%)
C Mn Si P
S
Mo Ni Cu Cr
H08A (EH14)
≤ 0,10 0.30-0.55 ≤0.03 ≤0.030 ≤0.030

≤0.3 ≤0.2 ≤0.2
Symbol
Chemical Composition (%)
SiO
2
+ TiO
2
Cao +MgO Al
2
O
3
+ MnO CaF
2

SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
12
Đồ án tốt nghiệp
3.1.2. Khai triển phôi cho các chi tiết hàn
Trong sản phẩm có các chi tiết được chế tạo từ phôi tấm là: nắp, thân bình nên ta
sẽ khai triển các chi tiết đó thành dạng tấm phẳng.
Lựa chọn phương pháp khai triển phôi theo phương pháp diện tích: diện tích của
phôi bằng diện tích của chi tiết. Thân có dạng hình tròn xoay với chiều dày 12mm nên
phôi khai triển sẽ là hình chữ nhật. Ta tính toán chiều dài phôi thép đường kính trung
bình.
*Khai triển thân bình:
Do thân bình có dạng hình trụ tròn xoay được lốc tròn . Có kích thước như hình vẽ
:
Do thân bình được ghép được chế tạo từ 3 chi tiết giống nhau có dạng hình trụ
tròn xoay nên ta chỉ cần xét 1 chi tiết
Vậy sau khi khai triển hình chữ nhật có 1 chiều là
L
1
= π.D = π.2500 = 7850
±0,5
mm
Chiều còn lại là L
2
= 3000 mm
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
13
Đồ án tốt nghiệp

Lê Văn Giang
15
Đồ án tốt nghiệp
dụng phần mềm solidshape để khai triển hình gò đạt được độ chính xác khá cao:
1412
300
300
305
305
315
320
315
305
300
305
315
320
315
450
300
- Ống dẫn ra lắp vào bán cầu: kích thước ống dẫn ra như hình vẽ
3.2. Lựa chọn phôi. Kiểm tra và nắn phôi cắt
3.2.1. Lựa chọn phôi nhập
Hiện nay trên thị trường có nhiều loại thép tấm với kích thước khác nhau : Thép
tấm SS400 8,0 x 1500 x 6000mm, 10 x 1500 x 6000mm, 12 x 2000 x 6000mm, 14 x
1500 x 6000mm Do hình dạng kích thước của các chi tiết là khá lớn, kích thước được
tính toán lớn hơn kích thước thép tấm trên thị trường nên phôi cần được chế tạo và đặt
chế tạo tại các nhà máy chế tạo thép tấm dựa theo các kích thước đã tính toán ở mục
3.1.2. Dựa vào kích thước phôi đã khai triển và yêu cầu về kích thước phôi ta lựa chọn
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh

SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
17
Đồ án tốt nghiệp
Trong chế tạo phôi thép có kích thước và quá trình vận chuyển phôi thép có hiện
tượng cong vênh do trọng lượng phôi thép lớn, điều kiện vận chuyển không thuận lợi vì
thế cần có các phương pháp để nắn phôi đảm bảo yêu cầu về hình dạng, kích thước yêu
cầu. Nguyên công chuẩn bị đối với những phôi dài, phôi cuộn có dạng tròn xoay, dạng
băng hoặc định hình trước khi đưa vào gia công cắt gọt, hoặc những phôi sau khi đã gia
công phá, những nửa thành phẩm sau khi nhiệt luyện chuẩn bị đưa vào gia công tinh
nhằm mục đích giảm độ cong trục, làm cho lượng dư gia công đồng đều, từ đó giảm sai
số in dập khi gia công, đảm bảo đẩy phôi dễ, kẹp chặt tốt.
Đối với phôi bằng thép thanh có thể nắn thẳng ở trạng thái nguội bằng nhiều
phương pháp khác nhau (bằng búa tay, trên máy ép trục vít, máy ép thuỷ lực, máy nắn
thẳng chuyên dùng, vv.). Những phôi rèn dập có đường kính và chiều dài lớn thường
được nắn thẳng ở trạng thái đã nung nóng trên máy búa. Độ chính xác và năng suất nắn
thẳng phụ thuộc vào phương pháp thực hiện. Nếu nắn thẳng trên máy chuyên dùng, độ
thẳng đạt từ 0,1 - 0,2/m chiều dài, năng suất đạt 0,8 - 1,6 m chiều dài/phút.
Nắn phẳng phôi đối với các phôi có kích thước lớn ta có thể sử dụng các loại máy
nắn phôi chuyên dùng để đảm bảo độ phẳng đồng đều.

Máy nắn phôi chuyên dùng
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
18
Đồ án tốt nghiệp
3.3. Lấy dấu và đánh dấu phôi
3.3.1. Lấy dấu và vạch dấu trên tấm phôi để cắt
Dụng cụ lấy dấu và vạch dấu phôi gồm có : thước lá, compa, vạch dấu, thước

1 Thân bình
T.CT01
T.CT02
T.CT03
T.CT04
Thân.Chi tiết số1
Thân.Chi tiết số2
Thân.Chi tiết số3
Thân.Chi tiết số4
2 Bán cầu 1 BC01
3 Bán cầu 2 BC02
4 ống dẫn ra CT01;CT02;CT03
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
20
Đồ án tốt nghiệp
3.4. Cắt phôi .
3.4.1. Phân tích, lựa chọn phương pháp cắt phôi
Việc chuẩn bị trước khi cắt có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng và năng
suất cắt. Khi cắt bằng máy cắt khí O
2
– C
2
H
2
phải đảm bảo sạch không gỉ, không
lẫn dầu mỡ. Trước khi cắt cần tấy gỉ bằng ngọn lửa khí mạnh . Đối với thép có
dạng tấm chiều dày lớn (12x2000x8000) ta có thể sử dụng cắt bằng khí có hệ
điều khiển CNC. Khi cắt bằng máy cắt khí O

Đồ án tốt nghiệp
Cỡ đầu trong 2
Tốc độ cắt (mm/p) 440-450
Chiều rộng cắt (mm) 3,5

Sau khi cắt ta tiến hành gia công để đạt được kich thước như bản vẽ.
3.4.3. Lựa chọn máy (thiết bị) cắt phôi phù hợp
Đối với phôi có chiều dày và kích thước lớn ta có thể sử dụng các thiết bị
cắt khí tự động hoặc bán tự động. Hiện nay có nhiều thiết bị cắt khí tự động sử
dụng hệ thống điều khiển CNC đảm bảo chất lượng mép cắt và năng suất cắt cao.
Đối với phôi thép dạng tấm 12x2000x8000m ta sử dụng máy cắt khí tự động có hệ
điều khiển CNC, khí cắt là khí O
2
– C
2
H
2
.Khi hình dạng và chiều dài cắt của sản
phẩm đã được lập trình trong máy CNC, thép được gắn trên giá cố định song giàn máy di
chuyển dọc trên hệ thống băng tải. Đối với phôi thép dạng tấm tròn ta sử dụng máy cắt
khí bán tự động sử dụng các đường ray có quỹ đạo tròn có các thông số chế độ cắt đã
chọn.
3.5. Tạo hình phôi
3.5.1. Phân tích, lựa chọn phương pháp tạo hình phôi
* Thân bình : thân bình có dạng hình trụ tròn xoay gồm 3 chi tiết, các chi tiết được lốc
tròn và được ghép với nhau bằng hàn giáp mối. Các chi tiết có kích thước và yêu cầu như nhau
nên có cùng chế độ và thông số. Do kích thước các chi tiết lớn nên sử dụng máy lốc tôn tấm cỡ
lớn.
* Nắp bình và đáy bình : chi tiết có dạng hình bán cầu, phôi có dạng tròn. Do đường kính
của bán cầu khá lớn ( 2500mm) chi tiết được chế tạo bằng phương pháp miết ( lăn miết ). Công

3

* Chn thit b ch to np v ỏy bỡnh
GVHD : Nguyn Quc Mnh
SVTH : V Vn Hin
Lờ Vn Giang
23
Đồ án tốt nghiệp
Do yêu cầu chế tạo bằng phương pháp lăn miết ta cần lựa chọn thiết bị lăn miết
phù hợp với yêu cầu kỹ thuật. Trên thị trường có nhiều loại máy sử dụng phương pháp
lăn miết. Máy vê chỏm cầu là thiết bị được dùng phổ biến sử dụng phương pháp lăn miết.
Thiết bị cho phép chế tạo kết cầu dạng chỏm cầu có đường vê: 1m- 12m,
độ dầy tôn : 6mm- 100mm.
3.6. Tạo mép hàn (vát mép hàn).
3.6.1. Yêu cầu về hình dáng, kích thước và chất lượng mép hàn của các mối
Yêu cầu hình dáng, kích thước và chất lượng mép hàn:
 Đảm bảo hình dáng yêu cầu
 Kích thước góc vát ,kích thước phần không vát phải đảm bảo trong phạm vi dung sai
cho phép.
 Yêu cầu mép hàn phải nhẵn,sáng bóng và không có các bavia sót lại trong quá trình
cắt.
 Mép hàn phải sạch (làm sạch ít nhất khoảng 30mm về mỗi phía)
3.6.2. Lựa chọn phương pháp và thiết bị tạo mép hàn
Với phôi tấm và phôi thép ống ta có thể sử dụng phương pháp cắt bằng khí để tạo mép
hàn. Trong sản xuất hiện nay trong các nhà máy phương pháp cắt bằng khí là phương pháp
phổ biến, nó không chỉ đảm bảo về hình dáng kích thước chất lượng mép cắt mà còn đảm bảo
tính kinh tế do dây là phương pháp tạo mép hàn rất nhanh.
Sử dụng thiết bị cắt khí bằng tay,bán tự động hoặc máy cắt khí tự động điều khiển
bằng CNC cho độ chính xác cao
3.6.3. Cắt/sửa lại phôi/mép hàn sau khi tạo hình

GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Vũ Văn Hiền
Lê Văn Giang
25