BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
NGÔ HÙNG
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CHẾ ĐỘ HÀN ĐẾN ĐỘ
BỀN MỐI HÀN GIÁP MỐI CỦA KẾT CẤU TẤM VỎ
TÀU THÉP BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN TỰ ĐỘNG
DƯỚI LỚP THUỐC LUẬN VĂN THẠC SĨ Khánh Hòa - 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG



LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả ghi trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.

Tác giả
Ngô Hùng

ii

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô Trường Đại Học Nha Trang.
Xin chân thành cám ơn TS.Huỳnh Văn Vũ, giảng viên Khoa Kỹ thuật giao
thông của Trường Đại Học Nha Trang là người hướng dẫn tôi thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cám ơn:
- Viện Nghiên cứu chế tạo tàu thủy - Trường Đại Học Nha Trang.
- Trường Trung cấp nghề Ninh Hòa - Khánh Hòa.
- Công ty Hyundai - Vinashin tỉnh Khánh Hòa.
Đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi để hoàn thành mục tiêu và nội dung đặt ra
cho đề tài.
Người thực hiên
1.3. Phân loại các phương pháp hàn 5
1.4. Giới thiệu phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc 7
1.5. Thực tế áp dụng công nghệ hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc trong điều
kiện Việt Nam hiện nay: 9
1.6. Đối tượng nghiên cứu 10
1.7. Mục đích, phương pháp nghiên cứu 10
1.8. Giới hạn nội dung nghiên cứu 11
Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP
THUỐC 12
2.1. Khái niệm chung 12
2.2. Thiết bị và vật liệu hàn tự động dưới lớp thuốc 13
2.2.1. Thiết bị hàn hồ quang dưới lớp thuốc 13
2.2.2. Vật liệu dùng trong hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc 13
2.2.2.1. Bản chất của thuốc hàn 13
2.2.2.2. Các dây điện cực 14
2.3. Chế độ hàn 14

iv

2.3.1. Dòng điện hàn 14
2.3.2. Điện áp hồ quang 15
2.3.3. Tốc độ hành trình hồ quang 15
2.3.4. Kích cỡ điện cực 15
2.3.5. Khoảng đầu điện cực 16
2.3.6.Tốc độ cấp nhiệt 16
2.4.Các phương pháp kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn 17
2.4.1. Phương pháp kiểm tra mối hàn 17
2.4.2. Đánh giá chất lượng mối hàn 17
Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 19
3.1. Kết quả nghiên cứu lý thuyết 19

3.4. Kết quả nghiên cứu mô phỏng bằng Abaqus 60
3.4.1. Giới thiệu phần mềm Abaqus 60
3.4.2. Phân tích nhiệt trong abaqus 62
3.4.3 Bài toán mô phỏng biến dạng nhiệt 62
3.4.3.1 Trình tự mô phỏng trong Abaqus 63

v

3.4.3.2. Thông số của bài toán mô phỏng bằng Abaqus 63
3.4.3.3 Kết quả biến dạng hàn 65
3.4.4 Bài toán mô phỏng sự truyền nhiệt 69
3.4.4.1 Chọn kích thước phần tử, kiểu phần tử và chia lưới 69
3.4.4.2 Thông số nhập vào 71
3.4.4.3. Kết quả ứng suất nhiệt sinh ra trong và sau khi hàn 72
Chương 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73
4.1. Kết luận 73
4.1.1. Với loạt mẫu thứ nhất (X
1
) 73
4.1.2. Với loạt mẫu thứ hai (X
2
) 73
4.1.3. Với loạt mẫu thứ ba (X
3
) 73
4.1.4. Với loạt mẫu thứ tư (X
4
) 74
4.1.5. Với loạt mẫu thứ năm (X
5

1
33
Bảng 3.11. Thông số giá trị độ bền uốn của mẫu X
1
34
Bảng 3.12. So sánh giá trị độ bền giữa kim loại cơ bản và mẫu thử X
1
35
Bảng 3.13. Thông số giá trị độ bền kéo của mẫu X
2
37
Bảng 3.14. Thông số giá trị độ bền uốn của mẫu X
2
38
Bảng 3.15. So sánh giá trị độ bền giữa kim loại cơ bản và mẫu thử X
2
39
Bảng 3.16. Kết quả thông số độ bền kéo của mẫu X
3
41
Bảng 3.17. Thông số giá trị độ bền uốn của mẫu X
3
42
Bảng 3.18. So sánh giá trị độ bền giữa kim loại cơ bản và mẫu thử X
3
43
Bảng 3.19. Thông số giá trị độ bền kéo của mẫu X
4
45
Bảng 3.20. Thông số giá trị độ bền uốn của mẫu X

7
58
Bảng 3.30. So sánh giá trị độ bền giữa kim loại cơ bản và mẫu thử X
7
59
Bảng 3.31. Kết quả so sánh biến dạng giữa kết quả thực nghiệm và mô phỏng Abaqus 68
Bảng 4.1. Tổng hợp kết quả của các mẫu thí nghiệm 75

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

1. Hình vẽ
Hình 1.1. Cơ chế hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc 12
Hình 2.1. Thiết bị hàn hồ quang dưới lớp thuốc. 13
Hình 3.1. Mẫu thí nghiệm 22
Hình 3.2. Thiết bị hàn DW-S43G (KOBELCO) 23
Hình 3.3. Dây hàn thép cácbon, ký hiệu AWS- A5.17 - EH14 đường kính φ 4.0mm 23
Hình 3.4. Thuốc bảo vệ AN-348-A 24
Hình 3.5. Kết quả thử kéo trên phôi mẫu cơ bản 26
Hình 3.6. Kết quả thử uốn phôi mẫu cơ bản 28
Hình 3.7. Kết quả hàn thực nghiệm trên mẫu X
1
32
Hình 3.8. Biến dạng của mẫu X
1
thực nghiệm 32
Hình 3.9. Vị trí cắt các mẫu thử trên phôi hàn [10] 33
Hình 3.10. Kết quả hàn thực nghiệm trên mẫu X
2

56
Hình 3.21. Biến dạng của mẫu X
7
thực nghiệm 57
Hình 3.22. Phần tử 3D Stress - C3D8R 62
Hình 3.23. Biểu tượng khởi động phần mềm Abaqus 63
Hình 3.24. Giao diện ABAQUS/CAE 63
Hình 3.25. Biến dạng tấm X
1
được mô phỏng bằng phần mềm Abaqus 65
Hình 3.26. Biến dạng tấm X
2
được mô phỏng bằng phần mềm Abaqus 65
Hình 3.27. Biến dạng tấm X
3
được mô phỏng bằng phần mềm Abaqus 66

ix

Hình 3.28. Biến dạng tấm X
4
được mô phỏng bằng phần mềm Abaqus 66
Hình 3.29. Biến dạng tấm X
5
được mô phỏng bằng phần mềm Abaqus 67
Hình 3.30. Biến dạng tấm X
6
được mô phỏng bằng phần mềm Abaqus 67
Hình 3.31. Kết quả biến dạng mô phỏng bằng phần mềm Abaqus của mẫu X
7

46
Đồ thị 3.10. Giá trị độ bền uốn của mẫu hàn X
4
(đường số 1) 47
Đồ thị 3.11. Giá trị độ bền kéo của mẫu hàn X
5
50
Đồ thị 3.12. Giá trị độ bền uốn của mẫu hàn X
5
51
Đồ thị 3.13. Giá trị độ bền kéo của mẫu hàn X
6
54
Đồ thị 3.14. Giá trị độ bền uốn của mẫu hàn X
6
55
Đồ thị 3.15. Giá trị độ bền kéo của mẫu hàn X
7
58
Đồ thị 3.16. Giá trị độ bền uốn của mẫu hàn X
7
59
Đồ thị 4.1. Mối tương quan giữa U, V với các thông số hình học r, h, A 76
Đồ thị 4.2. Mối tương quan giữa U, I, V với các thông số độ bền Rm, Re, Fm 76
x
R
m
: Độ bền kéo.
R
eL
: Giới hạn chảy dưới.
R
eH
: Giới hạn chảy trên.
D : Chiều dày uốn. 1

LỜI NÓI ĐẦU
Những năm gần đây, kỹ thuật hàn có những bước phát triển rất mạnh để đáp
ứng những yêu cầu về công nghệ chế tạo chi tiết và phục hồi các chi tiết máy. Sự xuất
hiện của các phương pháp hàn mới và được áp dụng rộng rãi trong sản xuất. Do đó các
công nghệ hàn cũ ngày càng trở nên lạc hậu. Các công nghệ hàn mới đáp ứng được
yêu cầu về năng suất chất lượng cao, chính vì thế đã giảm giá thành sản phẩm, mang
lại hiệu quả kinh tế cao.
Công nghệ hàn là một trong các lĩnh vực phức tạp, cần phải có sự phối hợp của
các lĩnh vực khoa học khác như: Vật lý, hoá học, luyện kim, cơ khí, tự động hóa, kỹ
thuật điện và điện tử. Chính vì thế chất lượng mối hàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố
khách quan, chủ quan, trong khi chế tạo các sản phẩm bằng phương pháp hàn. Trong
các phương pháp hàn khác nhau, các yếu tố công nghệ cũng có những ảnh hưởng rất
khác nhau. Công nghệ hàn hồ quang dưới lớp thuốc hay còn gọi là hàn hồ quang chìm
(SAW Submerged-Arc Welding) là phương pháp hàn dây điện cực nóng chảy dưới lớp
thuốc bảo vệ đã được sử dụng rất rộng rãi.
Tuy nhiên ở Việt Nam nói chung và trong các nhà máy đóng tàu nói riêng và

luận về việc lựa chọn các thông số cơ bản của công nghệ hàn hồ quang dưới lớp thuốc
(SAW) một cách tối ưu, để đảm bảo chất lượng mối hàn tốt nhất áp dụng trong đào tạo
và sản xuất tại Việt Nam.
Do lĩnh vực nghiên cứu còn khá mới mẽ, điều kiện thiết bị thực nghiệm cho đề
tài tại khoa Cơ Khí Trường Trung cấp Nghề Ninh Hòa cũng mới trang bị, mặt khác
thời gian có hạn, nên việc nghiên cứu gặp nhiều khó khăn. Mặc dầu vậy, đến nay tác
giả cũng đã hoàn thành cơ bản nội dung của luận văn này.
Nội dung luận văn bao gồm bốn chương:
Chương 1: Tổng quan.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết của công nghệ hàn tự động dưới lớp thuốc (SAW).
Chương 3: Kết quả nghiên cứu.
Chương 4: Kết luận và kiến nghị.
Nhân đây, cũng xin tỏ lòng cám ơn Thầy
TS. HUỲNH VĂN VŨ
cùng các đồng
nghiệp, các cơ sở trong và ngoài trường đã giúp đỡ trong thời gian qua.
Dù đã có nhiều cố gắng, nhưng vì điều kiện thời gian, trình độ bản thân có hạn
nên chắc chắn luận văn có nhiều thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp, chỉ bảo của
thầy cô và đồng nghiệp cùng quan tâm đến vấn đề này.
Xin chân thành cảm ơn!
Nha trang, ngày tháng năm 2013
Ngô Hùng
3


nhôm
. Hàn
Exothermic
. Hàn ma sát
(Friction
welding)
. Hàn siêu âm
(Utrasonic
welding)
. Hàn ma sát
xoáy (Friction
strỉing welding)
. Hàn rèn
(Forge
welding)
. Hàn điện trở
(Resistance
welding)
. Hàn điện xỉ
(Electroslag
welding)
. Hàn hồ quang
(Arc welding)
. Hàn điện khí
(Electrogas
welding)
. Hàn plasma
(Plasma arc
welding)
. Hàn tia

+ Cách thứ nhất là nung nóng chảy hai bề mặt đối tiếp, thêm vào đó một lượng
kim loại nóng chảy khác sau đó chờ chúng đong rắn lại để hình thành nên mối hàn.
+ Cách thứ hai là tạo khả năng khếch tán của các nguyên tử giữa hai bề mặt đối
tiếp. Để thực hiện được việc này, đầu tiên chúng ta phải làm nóng cục bộ vùng bề mặt
cần hàn, có thể bằng nung nóng, bằng hiệu ứng nhiệt Jun của dòng điện khi đi qua bề
mặt tiếp xúc, bằng dòng cảm ứng … Hoặc bằng năng lượng nhiệt sinh ra do ma sát,
biến dạng … Tất nhiên là nhiệt độ vùng bị nung nóng phải đạt tới trị số giới hạn nào đó.
Thông thường, nhiệt độ này ở vào khoảng từ 0,3-0,4 nhiệt độ nóng chảy của
kim loại cần hàn, ở nhiệt độ này trong cấu trúc kim loại có sự sắp xếp lại, còn gọi là
nhiệt độ kết tinh lại. Nhiệt độ, áp lực nén giữa hai bề mặt cần hàn và thời gian là ba
thông số cơ bản trong công nghệ hàn có áp lực.
Đối với quá trình hàn vảy thì sự thể hiện diễn ra khác đi chút ít, sự khuếch tán
bây giờ chỉ được thực hiện từ phía vảy hàn bị nóng chảy vào kim loại rắn và nhiều
trường hợp phải nhờ cậy đến chất trợ dung (còn gọi là thuốc hàn- Flux). Thuốc hàn
như đảm nhiệm các nhiệm vụ như tẩy sạch lớp oxyt bề mặt dễ khuếch tán vảy hàn

5

nóng chảy. Khi các nguyên tử của kim loại nóng chảy xâm nhập được vào bề mặt rắn
của kim loại hàn, chúng hình thành pha kim loại trung gian liên kết giữa vảy hàn và
kim loại hàn. Vảy hàn đông rắn và mối hàn được thực hiện.
Nếu gọi: - T
h
là nhiệt độ hàn.
- T
ch
là nhiệt độ chảy của kim loại hàn.
- T
R
là nhiệt độ kết tinh lại.


1.3. Phân loại các phương pháp hàn
Theo công bố của AWS (Amercan Welding Sociate), thì các phương pháp hàn
được phân loại theo bảng 1.1 dưới đây.

6

Bảng1.1. Phân loại các phương pháp hàn
HÀN HỒ QUANG
Hàn nguyên tử hydrogen
Hàn hồ quang trần
Hàn hồ quang carbon
- Có khí bảo vệ
- Bảo vệ bằng thuốc bọc

- Hồ quang gián tiếp
AHW
BMAW
CAW
CAW-G
CAW-S
CAW-T

Hàn dây thuốc
Hàn điện khí
Hàn MIG-MAG
- Hàn dòng xung
- Hàn chuyển dịch
ngắn mạch
-Hàn TIG

Hàn ma sát FRW
Hàn khí nóng áp lực HPW
Hàn cán ROW
Hàn siêu âm
UWS

HÀN VẢY
Hàn vảy hồ quang AE
Hàn vảy toàn khối BE
Hàn vảy HQ carton CAE
Hàn vảy khuếch tán DFB
Hàn vảy nhúng DB
Hàn vảy dòng nhiệt FLB
Hàn vảy trong lò FB
Hàn vảy cảm ứng IB

HÀN VẢY MỀM
Hàn nhúng DS
Hàn trong lò FS
Hàn cảm ứng IS
Hàn hồng ngoại IRS
Hàn bằng mỏ hàn INS
Hàn điện trở RS
Hàn bằng ngọn lửa TS
Hàn b
ằng sóng điện từ
WS

PHƯƠNG PHÁP HÀN KHÁC
Hàn tia lửa điện EBW

Phun bằng ngọn lửa FLSP
Phun b
ằng plasma
PSP

Cắt bằng thuốc FOC
Cắt bằng bột sắt POW
Cắt bằng ngọn lửa OFC
-Oxy acetylen OFC-A
-Oxy hydrogen OFC-H
-Oxy natural gas OFC-N
-Oxy propane OFC-P
Cắt hồ quang –Oxy AOC
Dùi bằng Oxy LOC
KEO DÁN ABD
(Adhsive bonding)

Cắt bằng carbon không khí
AAC

Cắt bằng điện cực carbon CAC
Cắt hồ quang kim loại khí GMAC
Cắt hồ quang tungsten khíGTAW
Cắt bằng que hàn SMAC
Cắt plasma PAC
Cắt bằng hồ quang kim loại MAC

PHƯƠNG PHÁP CẮT KHÁC
Cắt bằng tia laser LBC
Cắt bằng tia electron EBC

quang tay, hàn tự động và bán tự động. Hiện nay các ngành công nghiệp chế tạo máy,
giao thông vận tải, xây dựng, dầu khí và nhất là trong công nghệ đóng tàu sử dụng các
phương pháp hàn hồ quang truyền thống và tiên tiến. Các công nghệ hàn hiện đại như
TIG, MIG-MAG, hàn có thuốc bảo vệ… cho phép nâng cao chất lượng mối ghép, đáp
ứng được yêu cầu kỹ thuật khắt khe của các kết cấu, công trình.
Đặc biệt, hàn tự động dưới lớp thuốc cho chất lượng tốt nhất, ít phụ thuộc vào
tay nghề công nhân. Thật sự hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc là quá trình hàn hồ
quang kín trong đó hồ quang cháy giữa mút dây điện cực và vật hàn được bảo vệ khỏi
sự xâm nhập của không khí nhờ lớp vật liệu hạt (thuốc hàn). Một phần thuốc hàn nóng
chảy do tác dụng của nhiệt hồ quang tạo thành màng xỉ lỏng bảo vệ vùng hồ quang và
bể kim loại lỏng.
Khi hồ quang hàn di chuyển, dây hàn, các mép vật hàn (kim loại cơ bản) và các
phần thuốc mới nóng chảy. Khi nguồn nhiệt giảm, bể kim loại đông đặc tạo thành mối
hàn, thuốc lỏng đông đặc tạo thành lớp xỉ bảo vệ kim loại mối hàn khỏi oxy hóa và
nitơ hóa.
Hàn tự đông dưới lớp thuốc là quá trình hàn trong đó đã tự động hóa cả hai
khâu đẩy dây điện cực vào vùng hồ quang và chuyển động hồ quang theo khe hở.
Hàn tự động dưới lớp thuốc thường được ứng dụng ở tư thế hàn bằng trong các
nhà máy và công trường, với kim loại có chiều dày lớn.
Thủ công Bán tự động Hàn tự động Robotic Synertic

8

Ở các tư thế hàn ngang hoặc hàn đứng vẫn có thể áp dụng phương pháp này với
các đồ gá hỗ trợ cần thiết. Tuy nhiên năng suất không cao so với các phương pháp hàn khác.
Hàn dưới lớp thuốc có thể ứng dụng dòng xoay chiều hay một chiều. Khi hàn tự
động dưới lớp thuốc dùng dây hàn đường kính (1,8-6)mm, cường độ dòng điện
(150÷1500)A và điện thế (26÷46)V.
 Một số đặc điểm của phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc.
• Nhiệt lượng hồ quang tập trung và nhiệt độ rất cao, cho phép hàn với tốc độ lớn.

1.5. Thực tế áp dụng công nghệ hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc trong điều
kiện Việt Nam hiện nay:
Với yêu cầu của thị trường lao động hiện nay, đòi hỏi phải đào tạo được đội ngũ
công nhân có trình độ tay nghề chất lượng cao, có thể sử dụng được các máy móc thiết
bị hiện đại, đặc biệt trong trường hợp đào tạo công nhân hàn chất lượng cao, thì việc
nâng cao chất lượng các loại sản phẩm hàn cao cấp dùng kim loại màu là nhu cầu cấp
thiết và nóng bỏng hiện nay.
Chính vì thế nên công nghệ hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc được sử dụng
rất nhiều trong các xưởng chế tạo các thiết bị và bồn chứa đắt tiền như: Bồn chứa hóa
chất, tàu chở hóa chất và các hầm ướp lạnh hải sản
So với các công nghệ hàn hồ quang thông thường thì hàn hồ quang tự động
dưới lớp thuốc vượt trội hơn, cụ thể như:
- Tăng thời gian hàn, tăng năng suất và giảm sự mệt mỏi của người thợ.
- Sau khi hàn không cần gõ xỉ, khu vực làm sạch sẽ.
- Thuốc hàn

là loại khí dễ kiếm, dễ sản xuất và giá thành thấp.
- Năng suất hàn

cao, gấp hơn 17 lần so với hàn hồ quang tay.
- Chất lượng hàn cao. Sản phẩm hàn ít bị cong vênh do tốc độ hàn cao, nguồn
nhiệt tập trung, hiệu suất sử dụng nhiệt lớn, vùng ảnh hưởng nhiệt hẹp.
- Điều kiện lao động tốt hơn so với hàn hồ quang tay và trong quá trình hàn
không phát sinh khí độc.
- Đào tạo kỹ năng hàn dễ dàng.
Trong điều kiện công nghiệp đang phát triển ở Việt Nam, công nghệ hàn tự
động dưới lớp thuốc chiếm một vị trí rất quan trọng. Nó không những hàn các loại
thép kết cấu thông thường, mà còn có thể hàn thép không rĩ, thép chiệu nhiệt, thép bền
nóng, các hợp kim đặc biệt, các hợp kim nhôm, magiê, niken, đồng, các hợp kim có ái
lực mạnh với ôxy.

của 3 thông số cơ bản ảnh hưởng tới chất lượng mối hàn xảy ra trong khi hàn hồ quang
tự động dưới lớp thuốc.
- Nghiên cứu thực nghiệm: lựa chọn 21 mẫu hàn thực nghiệm theo kích thước
quy định của Đăng kiểm ABS, lần lượt thay đổi các giá trị của 3 thông số U(V), I(A),
V(m/h) trên máy hàn tự động dưới lớp thuốc KOBECO DW-S43G. Sau đó cắt các
mẫu thử tại các vị trí quy định để đánh giá chất lượng mối hàn thông qua phương pháp
kiểm tra phá hủy (độ bền kéo, uốn, độ giãn dài) và không phá hủy (hình dạng mối hàn,
biến dạng hàn, khuyết tật bên ngoài) tại Viện Nghiên cứu và Chế tạo tàu thủy - Trường
Đại học Nha Trang.

11

- Nghiên cứu mô phỏng: sử dụng phần mềm thương mại Abaqus để mô phỏng
quy trình hàn giáp mối rồi so sánh kết quả với mẫu thực nghiệm. Từ đó xác định được
các giá trị ứng suất nhiệt, biến dạng nhiệt, sự truyền nhiệt, … mà trong thực nghiệm
không kiểm tra được.
1.8. Giới hạn nội dung nghiên cứu
Để giải quyết những vấn đề cho mục đích đặt ra, luận văn chỉ nghiên cứu các
yếu tố cơ bản U(V), I(A), V(m/h) ảnh hưởng tới sự hình thành mối hàn của công nghệ
hàn hồ quang dưới lớp thuốc. Khảo sát thực tế ở những nhà máy đóng tàu cũng như
đào tạo công nhân hàn tại Trường Trung Cấp nghề Ninh Hòa đã sử dụng công nghệ
hàn hồ quang dưới lớp thuốc, nhận dạng phân tích những khuyết tật và nguyên nhân từ
đó tiến hành thực nghiệm, kiểm tra đối chiếu, so sánh để đề xuất chế độ hàn hợp lý nhất.
Do một số điều kiện nhất định, luận văn này chỉ tập trung nghiên cứu mối hàn
giáp mối (đấu đầu) ở vị trí hàn bằng, đó cũng chính là vị trí phổ biến và được ứng
dụng nhiều nhất trong kết cấu vỏ tàu. Vật liệu dùng để nghiên cứu là thép các bon có
độ bền cao AH36, loại vật liệu thường dùng nhiều nhất hiện nay trong đóng tàu.

cao hơn, sẽ kết tinh trước khi lớp xỉ đông đặc ở phía trên. Xỉ đông đặc sẽ tiếp tục bảo
vệ mối hàn còn nóng. [11]
Quy trình SAW tự động dòng điện từ biến áp hàn, máy phát hoặc bộ chỉnh lưu
đi qua ống tiếp điểm đến dây điện cực. Dây này được nạp liên tục qua ống tiếp điểm
và qua lớp trợ dung đến mối ghép bằng con lăn dẫn hướng. Dây được cuộn trên tang
hoặc trống quay. Chất trợ dung tập trung trên mối ghép phía trước hồ quang từ phểu
qua ống phân phối chất trợ dung. Sau khi kim loại hàn kết tinh, chất trợ dung không
nóng chảy được loại bỏ bằng tay hoặc bằng hệ thống hút chân không, có thể được sàng
lọc và tái sử dụng. Tấm lót mối hàn được sử dụng để chạy dọc đường hàn, các cữ chặn
cho phép tránh các khuyết tật có thể xảy ra khi bắt đầu và kết thúc đường hàn.

Hình 1.1. Cơ chế hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc

13

2.2. Thiết bị và vật liệu hàn tự động dưới lớp thuốc
2.2.1. Thiết bị hàn hồ quang dưới lớp thuốc
• Bộ phận nạp dây điện cực, truyền động điện đến các chi tiết gia công qua
ống tiếp điểm của mỏ hàn hoặc đầu hàn.
• Nguồn điện cung cấp dòng điện cho điện cực qua tiếp điểm.
• Hệ thống nạp chất trợ dung phía trước hồ quang.
• Cơ cấu truyền động dọc và ngang đường hàn.

Hình 2.1. Thiết bị hàn hồ quang dưới lớp thuốc.
Trong thiết bị tự động, tốc độ nạp dây và chiều dài hồ quang được điều khiển tự
động, hành trình hồ quang với tốc độ mong muốn dọc theo đường hàn cũng được điều
khiển tự động.
2.2.2. Vật liệu dùng trong hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc
Thuốc hàn và dây hàn là hai vật liệu chính của quá trình hàn tự động dưới lớp thuốc.
2.2.2.1. Bản chất của thuốc hàn