Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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
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
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
1
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
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
biệt quan trọng đối với sinh viên thuộc chuyên ngành hàn.

Bể nổi: Được xây dựng trên mặt đất,được sử dụng ở các kho lớn.
Bể nửa ngầm: Loại bể có ½ chiều cao bể nhô lên mặt đất, hưng hiện nay còn rất ít.
Bể ngoài khơi : (sử dụng trong ngành dầu khí): Được thiết kế nồi trên mặt nước,
có thể di chuyển từ nơi này đến nơi khác một cách dễ dàng.
So sánh hai loại bể ngầm và bể nổi:
Bể ngầm Bể nổi
-An toàn cao: Đây là lý do chính vì bảo
đảm phòng cháy tốt và nếu có rò rỉ thì dầu
cũng không lan ra xung quanh.
-Ít bay hơi: Do không có gió, ít trao đổi
nhiệt với môi trường bên ngoài
-Tạo mặt bằng thoáng
-Chi phí xây dựng thấp
-Bảo dưỡng thuận tiện:dễ dàng súc rửa,sơn
và sửa chữa bể.
-Dễ dàng phát hiện vị trí rò rỉ xăng dầu ra
bên ngoài
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
4
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
2.2. Phân loại theo áp suất
Bể cao áp: Áp suất chịu đựng trong bể lớn hơn 200mmHg.
Bể áp lực trung bình: Áp suất từ 20 dến 200mmHg thường dùng bể KO, DO
Bể áp thường: Áp suất nhỏ hơn 20mmHg thường dùng là bể dầu nhờn, FO, bể mái
phao.
2.3. Phân loại theo vật liệu xây dựng
Bể kim loại: Làm bằng thép, áp dụng cho hầu hết các bể lớn hiện nay.
Bể phi kim: Làm bằng vật liệu như: Gỗ, composite, nhưng chỉ áp dụng cho các bể

2.1. Phân tích,lựa chọn vật liệu cơ bản của các chi tiết hàn.
2.1.1. Phân tích, lựa chọn vật liệu cơ bản
Bồn được sử dụng để chứa khí hóa lỏng nên yêu cầu khi làm việc phải đảm bảo độ
kín cao nhất.
Chọn vật liệu làm bồn ngoài đảm bảo khả năng làm việc ta phải xét đến yếu tố
kinh tế, vì đối với thép hợp kim có giá thành đắt hơn nhiều so với thép cacbon thường,
công nghệ chế tạo phức tạp hơn, giá thành gia công đắt hơn nhiều, đòi hỏi tay nghề của
thợ hàn cao.
Bình chứa có dạng hình cầu nên chọn vật liệu có độ cứng hợp lý để khi uốn tròn
ống được thuận lợi.
Xét phần thân bình chứa khí
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
7
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
Do phần bán cầu có kích thước lớn nên coi như bình chịu ứng suất như
hình vẽ:
2a
12000
Thân thùng chứa khí
Ta có: ρ
K
= ∞, ρ
V
= a. Theo phương trình Laplace ta có:
+ =
 σ
V
= (1)

GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
8
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
Pπa
2
= σ
K
.2πaδ
 σ
K
= = = 76,6 N/mm
2
Vậy ứng suất bình phải chịu là:
σ
K
= 76,6N/mm
2
.
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

2.1.3. Cơ tính của vật liệu cơ bản
3.1A Mechanical Properties of Carbon Steel for Structural Steel Plates
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
9
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
Stadard
designation
Grade, class,
Type,
Symbol or
Name
UNS
Number Yield Strength
( N/mm
2
or Mpa)
Tensile Strength
( N/mm
2
or Mpa) Elongation (%)
ASTM A
36/A 36M-
03a
K02595 250 400-550 25
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)

+ =0,395
C
E
= 0,395 < 0,45 nên thép không bị nứt nguội.
2.2. Phân tích, lựa chọn các loại quá trình hàn sẽ sử dụng để chế tạo kết cấu
2.2.1. Phân tích, lựa chọn các loại quá trình hàn sẽ sử dụng
Chất lượng của mối hàn rất quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc của bồn, quá
trình vận hành và tuổi thọ của bồn. Chất lượng của mối hàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong
đó loại quá trình hàn sẽ sử dụng đặc biệt quan trọng, lựa chọn quá trình hàn hợp lý không chỉ
đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật mà còn nâng cao hiệu quả kinh tế (giảm nguyên công tăng năng
suất ).
Theo TCVN 6008-1995 Thiết bị áp lực-Mối hàn-Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp
kiểm tra, tiêu chuẩn này cho phép sử dụng mọi phương pháp hàn như hàn dưới lớp thuốc,hàn
trong môi trường khí bảo vệ, àn hồ quang tay, hàn hơi để hàn các bộ phận chịu áp lực của thiết
bị chịu áp lực.
Với chiều dài 12m, đường kính 2,5 m nếu hàn hồ quang tay thì không đảm bảo năng
suất cũng như chất lượng. Trên thực tế hiện nay phương pháp hàn dưới lớp thuốc được ứng
dụng để hàn các kết cấu lớn và không quá phức tạp. Vậy ta chọn các phương pháp hàn sau:
• Phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc:
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
11
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
Hàn dưới lớp thuốc cho năng suất hàn cao do tốc độ đắp và tốc độ hàn cao(năng
suất cao hơn từ 5-10 lần hồ quang tay).
Chất lượng mối hàn cao, bề mặt trơn và đều, vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, dễ tự
động.
Hàn được ở tư thế hàn sấp, với các đường hàn thẳng và tròn quay.
các mối hàn ở thân (nối tôn, nối thân bồn theo đường sinh và nối thân bồn với chỏm

 Bố trí dây hàn ngoài tâm quay của chi tiết. Để hạn chế xỉ và kim loại nóng chảy tràn ra
ngoài thì phải có độ lệch tâm quay (nằm trong khoảng 50-100 mm) ngược với hướng
quay của vật hàn.
 Với liên kết hàn một lớp,đầu và cuối mối hàn phải giao nhau từ 35-40 mm
 Chú ý đoạn đầu và đoạn cuối đường hàn, khới động quá trình hàn khi vật hàn đứng
yên và kết thúc quá trình hàn bằng cách ngưng quay chi tiết rồi mới tắt hồ quang,
nhằm đảm bảo điền đầy vũng hàn.
 Kỹ thuật hàn hồ quang tay
Để chống ứng suất và biến dạng khi hàn ta có các cách hàn sau:
• Cách 1: Hàn từ giữa về hai phía:

• Cách 2: Hàn phân đoạn ngược theo hướng hàn chung

• Cách 3: Hàn từ giữa ra hai bên theo phương pháp hàn phân đoạn ngược (với
chiều dài l> 1000mm).
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
13
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
2.3. Phân tích, lựa chọn các loại vật liệu hàn sẽ sử dụng để chế tạo kết cấu
2.3.1. Phân tích, lựa chọn các vật liệu hàn sẽ sử dụng
Vật liệu hàn (bao gồm dây hàn và thuốc hàn với hàn tự động dưới lớp thuốc và
que hàn đối với hàn hồ quang tay), có ảnh hưởng quyết định đến tính chất kim loại mối
hàn.
Loại dây hàn ảnh hưởng đáng kể đến thành phần hóa học của kim loại mối hàn.
Thuốc hàn cũng ảnh hưởng đến thành phần hóa học của kim loại mối hàn tùy theo mức
độ tham gia của nó vào các quá trình luyện kim khi hàn.
Lựa chọn vật liệu hàn sao cho kim loại mối hàn có thành phần gần giống với kim
loại cơ bản. Sự đồng đều về độ bền của liên kết hàn thường được đảm bảo bằng cách kết

Tiêu chuẩn Mỹ AWS A5.17 EH14
Welding wire chemical Composition (%)
Mn Si P
S
Mo Ni Cu
0.30-0.55 ≤0.03 ≤0.030 ≤0.030

≤0.3 ≤0.2
Symbol
Chemical Composition (%)
SiO
2
+ TiO
2
Cao +MgO Al
2
O
3
+ MnO CaF
2
Basicity
CM122
15÷25 20÷ 30 20÷ 30 20÷ 25
2
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
15
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
2.3.3. Chỉ tiêu cơ tính mối hàn theo điều kiện các điều kiện thuốc bảo vệ:

CHƯƠNG 3: CHẾ TẠO PHÔI HÀN
3.1. Khai triển phôi hàn
3.1.1. Xác định hình dáng, kích thước của các chi tiết hàn
Qua phần tổng quan về sản phẩm chế tạo đã phân tích về sản phẩm. Từ đó ta vẽ
được bản vẽ tách các chi tiết hàn.
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
16
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
- Thân bình: do đặc điểm của sản phẩm là dạng hình trụ và kích thước đường kính
lớn nên không có các ống dạng tiêu chuẩn để chọn, mà phải tự chế tạo bằng phương pháp
hàn. Để tạo được thân bình thì lấy từ phôi tấm cắt theo kích thước đã tính toán sẵn. Sau
đó đưa lên máy lốc để lốc thành hình ống, tiếp theo là vát mép để hàn.
- Nắp bình: nắp bình cũng chế tạo từ phôi tấm qua quá trình dập tấm. Dùng các
loại máy vê thuỷ lực ( sử dụng phương pháp miết ) để chế tạo ra nắp trên và nắp dưới
của bình.
Ta có bảng thống kê các chi tiết cho sản phẩm hoàn chỉnh:
TT Tên chi tiết hàn Số lượng Loại phôi sẽ chọn
1 Thân bình 3 Phôi tấm, chiều dày 12 mm
2 Bán cầu 1 1 Phôi tấm, chiều dày 12 mm
3 Bán cầu 2 1 Phôi tấm, chiều dày 12 mm
4 Ống dẫn ra 3 Thép định hình
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.

dư
= 1,41.
+ 3 =3702 mm
D
phôi
= 3702
±0,5
mm
Trong đó h = 150 mm
Diện tích trung bình chi tiết khai triển là F
TB
= .π =
10758271mm
2
* Khai triển đáy bình
Đáy bình có hình dạng và kích thước tương tự nắp bình.
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
19
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
*Khai triển ống dẫn ra:
- Ống dẫn ra lắp vào thân:
Với kích thước ống dẫn ra như hình vẽ, hai ống có đường kính khác nhau; ta sử
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
20
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy
dụng phần mềm solidshape để khai triển hình gò đạt được độ chính xác khá cao:

các loại cơ bản như sau :
 Phôi thép chế tạo thân bình : Thép ASTM A 36/A 36M-03a -12x3000x8000mm.
 Phôi chế tạo nắp bình và đáy bình : Thép ASTM A 36/A 36M-03a - 12xR1851mm
3.2.2. Yêu cầu về chất lượng và phương pháp kiểm tra phôi nhập
Để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, trước khi đưa vào chế tạo chi tiết cần kiểm tra
phôi nhập về độ phẳng, độ thẳng tuỳ theo yêu cầu của chi tiết cần chế tạo. Đối với kết cấu
bình không yêu cầu cao về độ phẳng cao mà chủ yếu về kích thước nên cần kiểm tra độ
thẳng chi tiết.
Để kiểm tra chất lượng phôi nhập chủ yếu sử dụng phương pháp kiểm tra siêu âm.
Phương pháp kiểm tra không phá huỷ này hiện nay được sử dụng khá phổ biến. Phương
pháp kiểm tra siêu âm sử dụng chùm sóng âm có tần số trên ngưỡng con người nghe
được (siêu âm) đập vào vùng cần kiểm tra. Nếu không có khuyết tật, chùm siêu âm sẽ đi
thẳng, còn nếu gặp khuyết tật, chùm siêu âm sẽ phản xạ trở lại. Thiết bị siêu âm có thể
giúp ta thấy được sóng âm phản hồi và từ đó có thể biết được khuyết tật năm ở đâu trong
vật kiểm tra. Dựa vào mức độ mạnh yếu của chùm âm vọng, ta cũng có thể đánh giá được
kích thước của khuyết tật. Phương pháp siêu âm là một trong 5 phương pháp được ứng
dụng rộng rãi để đo chiều dày vật liệu, đánh giá ăn mòn, phát hiện tách lớp và phát hiện
khuyết tật trong mối hàn và các kết cấu kim loại và compoosite. Do phôi chế tạo có kích
thước lớn nên các đầu dò của máy được lắp trên các hệ thộng gá có thể gá được nhiều
đầu rò với phạm vi rộng. Ưu điểm nổi bật của phương pháp là nhanh, chính xác, thiết bị
tương đối rẻ, và có thể cho ta biết cả chiều sâu của khuyết tật. Tuy nhiên, phương pháp
cũng có nhiều hạn chế như bỏ sót nhiều khuyết tật có mặt phẳng định hướng xong xong
với chùm siêu âm, kết quả kiểm tra phụ thuộc rất nhiều vào kỹ năng của kỹ thuật viên và
số liệu không lưu trữ, kiểm chứng được.
3.2.3. Nắn phôi trước khi cắt
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
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái

*Thân bình :
Chiều dài : π.D +( 3 – 2) = π.2500 + (3 – 2) = 7851
±0.5
mm
Chiều rộng : 3000 +(3 – 2) = 3001
±0.5
mm
Sau khi lấy dấu và vạch dấu ta tiến hành kiểm tra , làm sạch phôi trước khi cắt.
*Nắp bình
Lấy dấu và vạch dấu với phôi tấm có đường kính 3702 mm bằng compa và vạch
dấu. Ta xác định tâm điểm O phôi qua giao điểm của 2 đường kính phôi, sử dụng mũi đột
để đánh dấu tâm O. Sau khi xác định được tâm O ta dùng compa và vạch dấu xác định
đường tròn tâm O ( O; 1817) như hình vẽ
GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh
SVTH : Lê Thị Thanh
Lê Hồng Thái
24
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy

*Đáy bình
Lấy dấu và vạch dấu tương tự như nắp bình. Xác định vị trị và bán kính lỗ trên
nắp bình như hình vẽ :

3.3.2. Đánh mã số cho các miếng phôi/chi tiết hàn
Để thuận lợi cho việc chế tạo kết cấu ta có để đánh mã số cho các chi tiết phôi :
TT Tên chi tiết Mã số Ghi chú
1 Thân bình
T.CT01
T.CT02
T.CT03