Đồ án: Công Nghệ Hàn Điện Nóng Chảy Hướng dẫn: PGS.TS:ĐÀO QUANG
KẾ
Trêng ®¹i häc NÔNG NGHIỆP hµ néi
KHOA CƠ ĐIỆN
Bộ môn Công nghệ Cơ Khí
o0o
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ HÀN ĐIỆN NÓNG CHẢY
§Ò tµi:
“Thiết kế quy trình công nghệ hàn để chế tạo kết cấu dầm gối đỡ cầu trục”
Thực hiện : Đinh Công Lịch
Bạch Sỹ Thành
Lê Văn Trúc

Lớp : K51CKCTM
Hướng dẫn : PGS.TS.Đào Quang Kế
Sinh viên : Nhóm VII Lớp : CKCTM – K51
1
Đồ án: Công Nghệ Hàn Điện Nóng Chảy Hướng dẫn: PGS.TS:ĐÀO QUANG
KẾ
Hà nội, 2010
LỜI NÓI ĐẦU
Trong nghành công nghiệp hiện nay có nhiều phương pháp chế tạo một sản phẩm
như: đúc, cán kéo, dập, hàn… .Trong đó hàn có một vai trò quan trọng trong việc hành
thành nên một sản phẩm.Tại các nước công nghiệp phát triển, tỷ trọng các sản phẩm gia
công từ hàn chiểm một tỷ lệ lớn 30 – 35 % tổng sản phẩm cơ khí và xu hướng phát càng
tăng.
Máy móc thiết bị phục vụ cho ngành gia công hàn không ngừng được cải tiến, hoàn
thiện hơn và ngày càng đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc chế tạo sản phẩm cơ
khí nói chung, góp phần lớn trong công hóa hiện đại hóa đất nước. Với sự áp dụng ngày
càng nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật, công nghệ thông tin mới hiện đại, công nghệ

cơ cấu nâng. Dầm cầu có thể chạy trên các đường ray đặt trên cao dọc các nhà xưởng
còn xe con có thể đặt dọc theo các dầm cầu. Vì vậy mà cầu trục có thể nâng hạ và vận
chuyển hàng theo yêu cầu tại bất cứ điểm nào trong không gian nhà xưởng. Cầu trục
được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân với các thiết bị mang tải
rất đa dạng như móc treo, thiết bị cặp tải, nam châm điện, gầu ngoạm…Đặc biệt, cầu
trục được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp chế tạo máy và luyện kim với các
thiết bị mang tải chuyên dùng.
Cầu trục được chế tạo với sức nâng từ 1-500 tấn, khẩu độ dầm cầu đến 32m, chiều
cao nâng đến 16m, tốc độ nâng vật từ 240m/ph, tốc độ di chuyển xe con đến 60m/ph và
tốc độ di chuyển cầu trục đến 125m/ph.
2.2.2. Cấu tạo
Cầu trục được cấu tạo bởi 2 bộ phận chính: Cơ cấu di chuyển và xe con của cầu trục.
- Cơ cấu di chuyển: cơ cấu di chuyển có thể thực hiện theo 2 phương án là dẫn
động chung và dẫn động riêng.Trong phương án dẫn động chung, động cơ dẫn
động thường đặt ở giữa dầm cầu và truyền chuyển động tới các bánh xe chủ động
ở 2 bên ray nhờ các trục truyền có thể quay chậm, quay nhanh và quay trung bình.
Sinh viên : Nhóm VII Lớp : CKCTM – K51
3
Đồ án: Công Nghệ Hàn Điện Nóng Chảy Hướng dẫn: PGS.TS:ĐÀO QUANG
KẾ
Ở phương án dẫn động riêng mỗi bánh xe hoặc cụm bánh xe chủ động được trang
bị 1 cơ cấu dẫn động.
- Xe con của cầu trục: Xe con cầu trục thực hiện di chuyển trên dầm cầu để móc và
nâng hàng. Trên xe con của cầu trục có các cơ cấu nâng vật và cơ cấu di chuyển
xe con. Xe con có thể liên kết với bộ phận mang tải bằng móc treo hay gầu
ngoạm.
Sinh viên : Nhóm VII Lớp : CKCTM – K51
4
Đồ án: Công Nghệ Hàn Điện Nóng Chảy Hướng dẫn: PGS.TS:ĐÀO QUANG
KẾ

Tiêu chuẩn : GOST, JIS, Q, BS, KS, TCVN
Chiều cao thân : 100 - 900mm
Chiều rộng cánh : 50 - 400mm
Chiều dài : 6000 - 18000mm
Bảng vẽ kỹ thuật
Sinh viên : Nhóm VII Lớp : CKCTM – K51
8
Đồ án: Công Nghệ Hàn Điện Nóng Chảy Hướng dẫn: PGS.TS:ĐÀO QUANG
KẾ

Từ bảng số liệu chộn kích thước ba chiều của dầm như sau: H = 160 mm ;
B = 81 mm ; t
1
=5 mm; t
2
=7.8 mm; chọn chiều dài dâm L = 10 m.
Sinh viên : Nhóm VII Lớp : CKCTM – K51
9
Đồ án: Công Nghệ Hàn Điện Nóng Chảy Hướng dẫn: PGS.TS:ĐÀO QUANG
KẾ
CHƯƠNG II – PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VẬT LIỆU CƠ BẢN, LOẠI QUÁ
TRÌNH HÀN
2.1. Chọn vật liệu làm dầm
2.1.1. Phân tích lựa chọn vật liệu cơ bản
Gối tựa dầm cầu trục làm việc trong môi trương chịu ma sát và độ mài mòn lớn, tải
trọng tác động lớn. Vì vậy vật liệu chế tạo chi tiết này phải đảm bảo cơ tính làm việc của
nó.
Từ những đặc điểm trên ta chọn vật liệu chế tạo gối tựa dầm cầu trục là thép cacbon
CT3
Theo TCVN 1695 – 75 (Tr. 62;65 ) [1]

++
=
+++
+++
VMoCrMn
NiSi
PS
HCS = 10.9
Theo (Tr. 54) [3] Kết luận thép dễ bị nứt nóng
Sinh viên : Nhóm VII Lớp : CKCTM – K51
10
Đồ án: Công Nghệ Hàn Điện Nóng Chảy Hướng dẫn: PGS.TS:ĐÀO QUANG
KẾ
- Tính toán các thông số với nứt nguội thông qua đương lượng cacbon theo cách tính của
viện hàn Quốc tế II W
C
E
= C +
1556
CuNiVMoMnMn +
+
++
+

C
E
= 0.2 +
38.0
5
5.0

– 1.4 CT (Tr.59) [3]
H
D
= 2 ÷ 12 ml/ 100g kim loại đắp mẫu theo taken
⇒
chọn H
D
= 10 ml/ 100g
K = rt ( r = 690, t < 150 mm)
⇒
K = 690 .100 = 69.10
3
Theo CT (Tr 60) [3].
Vậy thông số nhạy cảm với nứt tầng là:
P
L
= P
CM
+
4
10.40
60
K
H
D
+
= 0.22 +
4
3
10.40

• Độ bền, độ cứng tương đối thấp
• Muốn nâng cao độ bền độ cứng phải thông qua thấm cacbon
• Tính hàn và khả năng dập sâu của thép phụ thuộc nhiều vào hàm lượng
cacbon, thép càng ít cacbon càng dễ hàn chảy và dễ dập.
• Thép càng cứng càng khó cắt gọt, thép quá mềm và dẻo cũng khó cắt
• Tính đúc của thép không cao
2.2. Phân tích, lựa chọn các loại quá trình hàn sẽ sử dụng để chế tạo kêt cấu
2.2.1. Phân tích, lựa chọn các loại quá trình hàn sẽ sử dụng
Việc chọn một phương pháp hàn để tạo một liên kết nào đó phụ thuộc vào nhiều
yếu tố công nghệ: chiều dày chi tiết, tính chất kim loại cơ bản và của vật hàn cơ bản, vị
trí của mối hàn trong không gian, chất lượng của mối hàn yêu cầu, dạng sản suất….Do
kết cấu hàn được chế tạo bằng vật liệu có tính hàn xấu, chất lượng mối hàn yêu cầu cao,
chiều dày chi tiêt hàn tương đối lớn, dạng sản suất là loạt lớn và hàng khối, các mối hàn
chủ yếu ở vị trí sấp…. Vì vậy ta chọn phương pháp hàn bán tự động.
Hàn hồ quang nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ là một quá trình hàn nóng
chảy, trong đó nguồn nhiệt được cung cấp bởi hồ quang tạo ra giữa điện cực nóng chảy
(dây hàn) và vật hàn.
Hồ quang và kim loại nóng chảy được bảo vệ khỏi tác dụng của oxy và nitơ trong
môi trương xung quanh. Bởi khí oxy hoạt tính (CO
2,
CO
2
+ O
2
).
Tiếng anh gọi là phương pháp hàn MAG (metal Active Gas) và phương pháp hàn
MAG sử dụng khí CO
2
được sử dụng rất rộng rãi vì có nhiều ưu điểm.
- CO

2 200 ÷ 600 23 ÷ 48 15 ÷ 60
Chế độ hàn góc, bán tự động trong môi trường khí bảo vệ CO
2
( Tr.202) [1].
Chiều dày
chi tiết
(mm)
Đường
kính dây
(mm)
Cạnh mối
hàn (mm)
Dòng điện
hàn (A)
Điện thế
hàn (V)
Tốc độ
hàn (m/h)
10 2 9 ÷ 11 320 ÷ 380 30 ÷ 38 24 ÷ 28
- Chế độ hàn bán tự động mối hàn giáp mối ( Tr.202)[1]
- Một số tính chất của khí CO
2
bảo vệ trong hàn ( Tr. 167) [2]
Khí Điện áp kích
thích sơ cấp
(eV)
Điện thế ion
hóa Ui (eV)
Năng
lượng

2.2.3. Các thông số bổ sung cho quá trình hàn
Quá trình hàn MAG được thực hiện trên cơ sở đã chọn ta xác định được bảng thông
kê các thông số bổ sung : khi chiều dày chi tiết là
(Tr.158)[6] ta có bảng sau:
Quá
trình
hàn
Chiều
dài chi
tiết(mm)
Chiều
dài hồ
quang
tương
ứng(mm)
Khe
hở lắp
ráp
Góc
vát
cạnh
Số lớp
hàn
Đặc
tính
dòng
điện
Tiêu
hao
CO

được mối hàn không khuyết tật.
- Nguồn điện hàn 1 chiều có đặc tính thoải. Que hàn được đấu vào cực âm; que hàn
phải sạch, tránh han rỉ lẫn vào kim loại nóng chảy trong quá trình hàn.
Sinh viên : Nhóm VII Lớp : CKCTM – K51
14
Đồ án: Công Nghệ Hàn Điện Nóng Chảy Hướng dẫn: PGS.TS:ĐÀO QUANG
KẾ
Tùy thuộc vào chiều dầy chi tiết hàn, khi hàn ở tư thế hàn bằng, dùng que hàn đường
kinh 2 mm. Hàn những chi tiết hàn có chiều dầy dưới 6mm, chỉ dùng que hàn 1.6mm
thậm chí 0.8mm. hàn ở những tư thế bắt buộc, nên sử dụng que hàn có đường kính nhỏ
hơn, không quá 1.6mm.
- Trước khi hàn 20-30 Giây, mở van khí CO
2
và điều chỉnh cho dòng khi thổi sạch bụi
lẫn trong súng hàn và trên bề mặt chi tiết hàn.
- Đầu que hàn lộ ra khỏi súng hàn phải luôn luôn được duy trì chiều dài nhất định cùng
với khoảng cách của đầu súng hàn tới chi tiết hàn trong suốt thời gian hồ quang hoạt
động. nếu không, tạp chất có thể vượt vùng khí bảo vệ thâm nhập vào kim loại nóng
chảy của mỗi mối hàn. Duy trì hồ quang hàn ngắn. Với cường độ điện hàn 200-400A,
chiều dài hồ quang tương ứng 1.5-4mm.
- Khoảng cánh từ đầu súng đến chi tiết hàn chứng từ 15-25mm.
- Đường tâm que hàn nghiêng với phương thẳng đứng 1 góc 5-15 (độ) về chiều mối hàn
phát triển.
- Trong quá trình hàn, duy trì 2 quỹ đạo di chuyển của que hàn, đồng thời với di chuyển
que hàn theo chiều dọc của mối nối, di chuyển que hàn dao động ngang vuông góc với
đường tâm dọc mối nối.
2.3. Phân tích, lựa chọn các loại vật liệu sẽ sử dụng để chế tạo kết cấu
2.3.1. Phân tích, lựa chọn các loại vật liệu sẽ sử dụng.
Với vật liệu đã chọn là thép CT-3 ta chọn vật liệu hàn theo tiêu chuẩn AWS A5.18 –
79

TT Tên chi tiết Số lượng Loại phôi sẽ chọn
1 Tấm ngang 2 Phôi tấm 81x10000, dày 5 mm
2 Tấm dọc 1 Phôi tấm 150x10000, dày 7.8 mm
Bảng 9: Thống kê số lượng các chi tiết của một sảm phẩm hoàn chỉnh
Sinh viên : Nhóm VII Lớp : CKCTM – K51
17
Đồ án: Công Nghệ Hàn Điện Nóng Chảy Hướng dẫn: PGS.TS:ĐÀO QUANG
KẾ
3.2. Lựa chọn phôi, kiểm tra và nắn phôi cắt
3.2.1. Lựa chọn phôi nhập
Từ các kích thước của chi tiết đã được trình bày ở mục 3.1 ta nhập phôi tấm có từ
các nhà máy cán thép.
Kích thước phôi tấm 1000x2400 mm, chiều dày S = 5 mm, S = 7.8 mm. Mác thép
CT3.
Tùy thuộc vào số lượng chi tiết cần sản xuất từ đó tính toán để chọn số lượng phôi
tấm cho phù hợp để tránh sự lãng phí.
3.2.2. Yêu cầu về chất lượng và phương pháp kiểm tra phôi nhập
Yêu cầu kỹ thật: Phôi phải đúng kích thước yêu cầu, bề mặt nhẵn và sạch, các mép
phải vuông vắn.
Phương pháp kiểm tra: Bằng thước, tay, mắt.
3.3.3. Nắn phôi trước khi lấy dấu và cắt
Nắn thẳng nhằm loại bỏ biến dạng của thép cán bị biến dạng. Thép tấm được nắn
thẳng hoặc bằng thủ công hoặc trên máy nắn tấm. Nắn thủ công bao gồm việc sử dụng
các tấm khuôn nắn dày bằng gang hoặc thép, có sử dụng búa hoặc cơ cấu ép bằng vít.
Thép hình được nắn trên máy nắn(máy ép). Kim loại bị biến dạng mạnh cần được nắn ở
trạng thái nóng.
Sinh viên : Nhóm VII Lớp : CKCTM – K51
18
Đồ án: Công Nghệ Hàn Điện Nóng Chảy Hướng dẫn: PGS.TS:ĐÀO QUANG
KẾ

4
) ra khỏi vết cắt nhừ luồng
khí cắt oxy.
3.5.2. Lựa chọn máy ( thiết bị) cắt phôi phù hợp
Dùng mỏ cắt để cắt; mỏ cắt gồm 2 phần: phần đốt và phần cắt(hình vẽ). Phần đốt
được cấu tạo giống mỏ hàn có nhiệm vụ nung nóng kim loại đến nhiệt độ bắt đầu cháy.
Sinh viên : Nhóm VII Lớp : CKCTM – K51
20
Đồ án: Công Nghệ Hàn Điện Nóng Chảy Hướng dẫn: PGS.TS:ĐÀO QUANG
KẾ
Phần cắt có ống dẫn oxy làm nhiệm vụ đốt cháy kim loại khi cắt và thổi xỉ lỏng ra khỏi
vết cắt.
3.6. Tạo mép hàn (vát mép hàn)
Hàn góc thường được thực hiện đối với các liên kết hàn chữ T hay chữ I. Khi hàn,
có thể vát mép hoặc không, có thể hàn 1 lớp hoặc nhiều lớp. Nguyên lý chung khi chuẩn
bị mép hàn là vát mép để tạo ra số lớp hàn ít nhất và biến dạng của
Trong đồ án này, ta thực hiện vát mép với tấm có kích thước 10000x150mm. Chọn
kiểu vát mép là kiểu 16, Tr.151,[1].
Sinh viên : Nhóm VII Lớp : CKCTM – K51
21
Đồ án: Công Nghệ Hàn Điện Nóng Chảy Hướng dẫn: PGS.TS:ĐÀO QUANG
KẾ
Kiểu t(mm)
α
(độ) b(mm) c(mm)
16 5-20 45-60 0-1 1-4
t=7.8mm;
α
=60(độ); b=0; c=3mm.
Vát mép bằng cách dùng ngọn lửa oxy- axetylen.