Đồ án Công nghệ Hàn điện nóng chảy NHÓM VI_K51CKCTM
LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ hàn là một trong những công nghệ gia công kim loại được ứng
dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất và xây dựng, đến nay công nghệ hàn
ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như: chế tạo máy,
xây lắp công trình công nghiệp và dân dụng, giao thông vận tải, hóa chất,… Trong
công nghệ chế tạo cơ khí, hàn là danh từ chỉ một quá trình dùng để liên kết các chi
tiết (kết cấu) hoặc đắp phủ lên bề mặt vật liệu (kim loại hoặc phi kim) để tạo nên
một lớp bề mặt có tính năng đáp ứng yêu cầu sử dụng. Hàn là công nghệ có nhiều
ưu việt như: tiết kiệm kim loại, đơn giản thiết bị, giảm chi phí lao động, rút ngắn
thời gian sản xuất.
Hàn là quá trình công nghệ để nối các chi tiết với nhau thành liên kết không
tháo rời được mang tính liên tục ở phạm vi nguyên tử hoặc phân tử, bằng cách đưa
chỗ nối tới trạng thái hàn, thông qua việc sử dụng một trong hai yếu tố là nhiệt và
áp lực, hoặc kết hợp cả hai yếu tố đó. Khi hàn, có thể sử dụng hoặc không sử dụng
vật liệu phụ bổ sung.
Hàn điện nóng chảy là công nghệ hàn dùng nhiệt do dòng điện hàn nung
nóng phần kim loại cơ bản ở chỗ cần nối, cùng kim loại phụ (bằng dây hàn…) đến
trạng thái nóng chảy để chúng hòa tan vào nhau trong vũng hàn. Mối hàn sẽ hình
thành khi kim loại vũng hàn kết tinh.
Để vận dụng các kiến thức đã học của môn “Máy và công nghệ hàn” cũng
như bổ sung thêm kiến thức về công nghệ hàn, chúng em thực hiện đồ án “Công
nghệ hàn”. Với đề tài “ Quy trình công nghệ hàn kết cấu bình xăng ô tô tải”, nhóm
chúng em đã làm việc tích cực và nghiêm túc. Đặc biệt là được sự giúp đỡ của thầy
giáo PGS.TS Đào Quang Kế mà sau một thời gian đề tài của em đã hoàn thành.
Do trình độ bản thân còn hạn chế nên trong quá trình làm không tránh khỏi
những sai sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy, cô và các bạn để
đề tài của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
1
Đồ án Công nghệ Hàn điện nóng chảy NHÓM VI_K51CKCTM

1.3 Tính cấp thiết của đề tài
Bình xăng là bộ phận cung cấp nhiên liệu cho quá trình hoạt động của động
cơ. Trong quá trình làm việc, xăng được cung cấp từ bình rồi qua các bình lọc, sau
2
Đồ án Công nghệ Hàn điện nóng chảy NHÓM VI_K51CKCTM
đó được nén với áp suất cao và được phun vào xi lanh, trộn lẫn với không khí tạo
nên quá trình làm việc của động cơ. Đây là bộ phận quan trọng của xe máy, ô tô, …
Trong quá trình động cơ làm việc, bình xăng chịu tải trọng va đập, và rất dễ
gây cháy nổ. Đây là bộ phận đòi hỏi độ an toàn, chính xác cao. Với sự phát triển
của công nghiệp hiện đại, không những yêu cầu về an toàn, chính xác mà còn phải
có tính thẩm mỹ.
Bình xăng xe máy, ô tô được chế tạo bằng phương pháp dập, hàn, đúc,…mỗi
phương pháp có những ưu, nhược điểm riêng cần được xem xét.
Với đề bài là “ Quy trình công nghệ hàn kết cấu bình xăng ô tô tải ”, dạng
sản xuất là sản xuất hàng khối. Do đó chúng em chọn công nghệ hàn hồ quang bán
tự động.
3
Đồ án Công nghệ Hàn điện nóng chảy NHÓM VI_K51CKCTM
Chương II
PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VẬT LIỆU CƠ BẢN, LOẠI QUÁ
TRÌNH HÀN VÀ VẬT LIỆU HÀN
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
Chi tiết hàn: bình xăng xe tải
Trong quá trình làm việc chi tiết chịu ăn mòn của xăng, trọng lượng của
xăng, lực va đập của xăng vào thành bình khi chuyển động.Thép C45 hoá tốt thuộc
nhóm thép trung bình. Như vậy sẽ đảm bảo sự kết hợp tốt nhất của các chỉ tiêu cơ
tính tổng hợp: độ bền, độ dẻo, độ dai.
Vậy ta chọn vật liệu là thép C45.
Mác thép: TCVN3104-79

- Tính toán thông số nhạy cảm với nứt tầng P
L
(tr.59,64 [IV])
P
CM
: hệ số đặc trưng cho sự giòn vùng ảnh hưởng nhiệt do chuyển biến
pha
H
D
: là lượng hidro khuyếch tán tính băng ml/100g kim loại đắp
H
D
= 0,78.H
IIW
– 1,4
H
IIW
: lượng hidro khuyếch tán tính bằng ml/100g kim loại đắp, đo theo
phương pháp sử dụng thủy ngân của Viện Hàn Quốc Tế.
Tra bảng (1-6) tr.57 [IV] ta được H
IIW
= 10 ml/100g kim loại đắp
=> H
D
=0,78.10 – 1,4 = 6,4
=> P
L
= 0,459 + + 5.0,04 = 0,77 < 40
=> Thép không bị nứt tầng.
- Tính toán thông số nhạy cảm với nứt do ram mối hàn P

Ta chọn d = 2 (mm)
- Tốc độ hàn
Theo công thức (6-4) [II]
v
h
=
N: hằng số tra theo bảng 10 [II]
6
Đồ án Công nghệ Hàn điện nóng chảy NHÓM VI_K51CKCTM
d = 2 (mm) => N= (8 ÷ 12).10
3
(A. m/h)
=> v
h
= 50 (m/h) = 1,39 (cm/s)
- Điện áp hàn
Theo công thức (6-5) [II]
Chọn U
h
= 30 (V)
Trên hình 21Sự phụ thuộc của ψ
n
vào cường độ dòng điện hàn (điện
xoay chiều) tr.34 [II]
2
4
6
20 30
40
50

.η = 0,24.30.200.0,75= 1080 cal/s
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
Dựa vào vật liệu cơ bản của kim loại hàn, loại quá trình hàn đã chọn ta chọn
dây hàn là EL-12
7
Đồ án Công nghệ Hàn điện nóng chảy NHÓM VI_K51CKCTM
Tiêu chuẩn Mỹ: AWS A5.17 EL12
Tiêu chuẩn đăng kiểm: TCVN 6259-6:2003
2.3.2 Thành phần hoá học của vật liệu hàn đã chọn
%C %Mn %Si %S %P
0,06 ÷ 0,12 0,35 ÷ 0,60 ≤ 0,10 ≤ 0,025 ≤ 0,025
2.3.3 Cơ tính của vật liệu đã chọn
Thuốc hàn Độ bền chảy Độ bền kéo Độ dãn dài Độ dai va đập
EL12-CM185
(F7A0)
≥390 N/mm
2
≥500 N/mm
2
≥22% ≥50J/-20
o
C
2.3.4 Các chỉ dẫn và khuyến cáo của nhà sản xuất vật liệu hàn đã chọn
Chuẩn bị đầy đủ các yếu tố an toàn lao động trước khi hàn. Nguồn điện hàn
ổn định
Tẩy sạch các chất bẩn như dầu, gỉ sét trên bề mặt vật hàn, quét sạch vùng hàn
để tránh lẫn tạp chất dị vật vào thuốc hàn. Vát mép tạo khe hở hàn đầy đủ, tiến
hành các bước hàn theo đúng quy phạm.
Vệ sinh bép hàn, ống dẫn dây, điều chỉnh các cơ cấu dẫn hướng dây hợp lý

)
Do áp suât lên thành bình như nhau nên thành bình không biến mỏng. Chọn
phôi tấm có chiều rộng l = 74 cm, chiều dài = π.d = 126 cm.
10
Đồ án Công nghệ Hàn điện nóng chảy NHÓM VI_K51CKCTM
74
Ø40
Hình 2. Chi tiết thân bình
3.1.2 Nắp bình xăng
Nắp bình xăng có dạng chỏm cầu, chiều cao của chỏm cầu là h = 3 cm,
bán kính của chỏm cầu R = 68 cm.
Gọi S
2
là diện tích của chỏm cầu, S
2
được tính theo công thức:
S
2
= 2πRh = 2 x 3,14 x 68,1 x 3 = 1283 (cm
2
)
3
Ø40
Hình 3. chi tiết nắp bình xăng
11
Đồ án Công nghệ Hàn điện nóng chảy NHÓM VI_K51CKCTM
Số lượng nắp bình xăng là 2
Để lựa chọn phôi, ta áp dụng phương pháp diện tích:
Diện tích của miếng phôi = diện tích của chi tiết. Gọi D là đường kính của
phôi. Ta có:

+ Dùng dưỡng kiểm tra để kiểm tra độ thẳng, độ phẳng của phôi
3.2.3 Nắn phôi trước khi lấy dấu cắt
Phôi nhập là phôi cuộn, việc cung cấp phôi, nắn phôi được thực hiện một
cách tự động trên máy dập.
3.2.4 Chọn thiết bị cắt phôi
a, Chi tiết số 1 ( thân bình xăng ): chọn máy cắt dao nghiêng để cắt phôi cuộn
của chi tiết 1.
b, Chi tiết 2 (nắp bình xăng): chọn máy ép thuỷ lực song động để dập - cắt
vuốt phôi hợp. Máy ép thuỷ lực có P
dn
= 160 tấn.
3.3 Tạo hình phôi
a, Với chi tiết số 1: ta cần tạo hình cho nó có dạng hình trụ tròn. Trong công
nghiệp sản xuất hàng loạt, người ta tạo hình phôi một cách tự động trên máy lốc
phôi được hình dạng của chi tiết số 1.
b, Với chi tiết số 2: sau khi cắt - vuốt phối hợp, cắt mép ta được chi tiết số 2.
3.4 Tạo mép hàn
Chiều dày của phôi hàn s = 5mm nên cần phải vát mép hàn.
14
Đồ án Công nghệ Hàn điện nóng chảy NHÓM VI_K51CKCTM
2

60°
x
Hình 7. Kích thước của mép vát
Do quá trình đốt nóng làm xuất hiện ứng suất dọc theo đường tâm trục chi
tiết. Cùng với quá trình nguội, hiện tượng co ngót xuất hiện dọc theo trục mối hàn,
đối xứng qua trọng tâm mặt cắt chi tiết khiến chiều dài chi tiết giảm đi. Biến dạng
ngang của chi tiết hàn sẽ khiến cho chiều rộng của chi tiết (theo chiều vuông góc
với đường tâm trục mối hàn) co lại, ngắn đi và chi tiết sẽ bị cong về phía khối

đòn (3), thông qua chuyển động của pit tông (4).
4.2 Kỹ thuật gá lắp, định vị và cống định phôi trên đồ gá hàn
4.2.1 Chuẩn bị kẹp và định vị phôi trên đồ gá hàn
Chuẩn được chọn trong quá trình gá đặt là chuẩn thô hàn đính chi tiết. Định
vị chi tiết trên đồ gá: hai má kẹp chữ V định vị chi tiết.
17
Đồ án Công nghệ Hàn điện nóng chảy NHÓM VI_K51CKCTM
4.2.2 Trình tự các nguên công và các bước lắp phôi lên đồ gá
Bảng 1 trình tự gá lắp phôi hàn lên đồ gá
TT
Tên nguyên
công
Bước Công việc thực hiện Hình
1 Hàn thân bình
Bước 1.1 Hàn đính thân bình 1.1
Bước 1.2 Hàn thân bình 1.2
2
Lắp các chỏm
cầu lên thân
bích
Bước 2.1 Đặt dựng đứng thân bích lên bàn gá
Bước 2.2 Đặt chòm cầu thứ nhất lên thân bình
Bước 2.3 Hàn đính chỏm cầu 1 vào thân bình 2.1
Bước 2.4
Lật ngược và đặt chỏm cầu thứ 2
lên thân bình
2.2
Bước 2.5
Hàn đính chỏm cầu thứ 2 vào thân
bình

4.3.2 Tính toán chế độ hàn đính.
* Đường kính que hàn: quyết đình các thông số khác, phụ thuộc vào
chiều dày tấm cần hàn.
Chọn theo công thức: d = s/2 +1 [ mm] trong đó s là chiều dày tấm;
s = 6 mm

⇒
d = 6/2 +1 = 4 mm
• Cường độ dòng điện hàn: cường độ mối hàn ảnh hưởng đến hình dạng
kích thước và chất lượng mốt hàn, cũng như năng suất hàn.tăng quá mức dòng điện
hàn sẽ làm que hàn bị nung núng quá mức và giảm chất lượng vỏ bọc que hàn.
Cường độ dòng điện hàn tính theo công thức:
I = (20 + 6d)d
Trong đó: d – đường kính que hàn(mm)
I – cường độ dòng điện (A)
Khi hàn ngang và hàn trần, I giảm 15
÷
20%
⇒
I = (20 + 6.4).4. 0,2 = 25,2 A
• Điện áp hàn: điện áp hàn phụ thuộc vào chiều dài cột hồ quang và vật liệu
hàn. Điện áp làm việckhi hàn tính theo công thức:
U = a + bl
hq
20
Đồ án Công nghệ Hàn điện nóng chảy NHÓM VI_K51CKCTM
Trong đó: a – hệ số đặc trưng cho sự giảm điện áp trên que hàn và phụ thuộc
vào vật liệu que hàn: a = 18
÷
20 V đối với que hàn thép; a = 35

dày, có đường kính nhỏ hơn so với hàn nối. Hồ quang được giữ ngắn( tối đa bằng
đường kính que hàn) và liên tục. xỉ phải được làm sạch khỏi mối hàn đính.
Bảng 1 nguyên công trình tự nguyên công các bước hàn đính toàn bộ kết cấu
hàn.
21
Đồ án Công nghệ Hàn điện nóng chảy NHÓM VI_K51CKCTM
4.3.4 Xử lí cơ hoá
4.3.4.1 Xác định nhu cầu làm sạch trước khi hàn
Do yêu cầu về chất lượng chế tạo tốt nên mối hàn phải được làm sạch để
giảm hư hỏng do đường hàn gây ra. Làm sạch mép hàn sau khi vát mép khoảng 1
mm tính từ mép hàn.
4.3.4.2 Phân tích lựa chọn phương án làm sạch
Làm sạch mép hàn bằng phương pháp cơ học: dùng máy mài tay để mài mép
hàn, vừa tăng năng suất vừa có độ linh hoạt cao.
22
Đồ án Công nghệ Hàn điện nóng chảy NHÓM VI_K51CKCTM
Chương V
TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ
HÀN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ HÀN PHÙ HỢP
5.1Tính toán các thông số chế độ công nghệ hàn cho từng mối hàn
5.1.1 Tính toán lựa chọn các thông số chế độ hàn chính (d, I
h
, U
h
, V
h
,, q
d
)
a, Xác định các kích thước cơ bản của mối hàn khi hàn bán tự động

hệ số hình dạng mối hàn ψ
m
= b/c (ψ
m
= 7 ÷ 10)
b, Xác định chế độ hàn
- Xác định chiều sâu chảy
h = s/2 ÷ (1 ÷ 3)mm
trong đó s là chiều dày chi tiết. s = 5 mm
→ h = 3,5 mm
-
Xác định cường độ dòng điện hàn
I
h
=
h
k
h
100
Trong đó k
h
là hệ số chọn theo đường kính dây hàn sơ bộ. theo bảng 8 [2]
chọn k
h
= 1,15.
→ I
h
=
h
k

Tốc độ hàn v
h
Theo bảng 10 [2] ta có N = (12 ÷ 16)10
3
(A.m/h)
24
Đồ án Công nghệ Hàn điện nóng chảy NHÓM VI_K51CKCTM
Tốc độ hàn được tính theo công thức:
( )
( )
5339
304
101612
3
÷=
÷
==
h
h
I
N
v
Vậy ta chọn tốc độ hàn v
h
= 50 m/h = 1,39 cm/s
-
Điện áp hàn U
h

301304

Trong đó η là hệ số hữu ích của hồ quang hàn η = 0,6 ÷ 0,8. Chọn η = 0,6
→ q = 0,24.30.304.0,6 = 1313 (cal/s)
Tính lại chiều sâu chảy theo công thức:
3
5,2.39,1
1313
0156,0
.
0156,0 ≈==
nh
v
q
h
ψ
(mm)
-
Chiều rộng mối hàn: b = ψ
n
.h = 2,5.3 = 7 (mm)
-
Tính diện tích đắp của mối hàn:
Với I
h
= 304, tra trên hình 22 [2] ta có α
d
= 14

)(12
10.50.8,7
304.14

763,0
7
===
c
b
m
ψ
25

Trích đoạn NHẬN ĐƯỢC CỦA KHUYẾT TẬT HÀN

---