Đang tải... (xem toàn văn)
liên kết trong kết cấu thép, dành cho sinh viên các chuyên ngành cơ khí chế tạo, các trường đại hocjc ao dăng cách ghép mối thép, Liên kết trong kết cấu thép , tài liệu hay, không thế thiesu cho dân cơ khí chế tạo
1 CHƯƠNG 2. LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU THÉP A. LIÊN KẾT HÀN B. LIÊN KẾT BULÔNG 2 CHƯƠNG 2. LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU THÉP Các loại liên kết : Liên kết hàn: ƯĐ: Đơn giản, tốn ít công chế tạo, giảm khối lượng kim loại, kinh tế, liên kết kín,… NĐ: Do ảnh hưởng của nhiệt độ cao trong quá trình hàn nên dễ bị biến hình hàn và ứng suất hàn; làm tăng tính giòn của vật liệu; Khó kiểm tra chất lượng đường hàn. Khả năng chịu tải trọng động kém; Liên kết bulông: ƯĐ: Không bị biến hình hàn; Chịu được tải trọng động tốt; thuận tiện khi lắp dựng và tháo lắp. NĐ: Liên kết phức tạp; Tốn vật liệu và công chế tạo hơn so với liên kết hàn. Liên kết đinh tán: Phức tạp hơn liên kết bulông. Chịu tải trọng động rất tốt. 3 A. LIÊN KẾT HÀN §2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN TRONG KẾT CẤU THÉP §2.2 CÁC LOẠI ĐƯỜNG HÀN VÀ CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CỦA ĐƯỜNG HÀN §2.3 TÍNH TOÁN CÁC LIÊN KẾT HÀN 4 A. LIÊN KẾT HÀN 1. Hàn hồ quang điện §2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN TRONG KẾT CẤU THÉP a) Nguyên lý: Các thép cơ bản và thép lõi que hàn chảy lỏng và dính với nhau do lực hút điện từ. Độ sâu nóng chảy của thép cơ bản khoảng 1,5 ~ 2 mm. Kim loại đường hàn là hỗn hợp của kim loại các thép cơ bản và kim loại lõi que hàn. Sử dụng nguồn điện 1 chiều để tạo hồ quang điện xuất hiện tại vị trí cần nối các thanh thép cơ bản với que hàn. Máy hàn ĐN: Hàn là quá trình dùng nguồn nhiệt để làm nóng chảy 2 kim loại cần hàn cộng với một kim loại thứ 3 (kim loại que hàn) được bù vào; 3 kim loại này hoà lẫn vào nhau rồi cứng lại để tạo thành đường hàn. 5 1. Hàn hồ quang điện b) Các yếu tố ảnh hưởng Chất lượng đường hàn Khoảng cách giữa đầu que hàn và vị trí cần hàn: Khoảng cách được duy trì không đổi => hồ quang điện ổn định. Nguồn điện: Nguồn điện ổn định => hồ quang ổn định. Cách li kim loại lỏng với không khí: Để kim loại lỏng không tiếp xúc với không khí (tiếp xúc với O2 và N) => que hàn cần phải được bọc thuốc (chứa khoảng 80% CaCO3 đối với hàn hồ quang điện bằng tay). Lớp thuốc bọc que hàn cháy tạo thành xỉ nổi trên bề mặt để tránh thép lỏng tiếp xúc với không khí. Chất lượng của lớp thuốc bọc que hàn: Lớp thuốc bọc que hàn chứa bột của một số hợp kim như Mn, Ti,… Khi cháy sẽ hoà vào thép lỏng để làm tăng chất lượng đường hàn (tăng độ bền của đường hàn). Trình độ của người hàn: hàn bằng tay hay hàn bằng máy. (tiếp 2/3) 6 1. Hàn hồ quang điện c) Que hàn (theo TCVN 3223-1994): Chiều dài que hàn 200 ~ 450 mm ; đường kính lõi kim loại que hàn 1,6 ~ 6 mm; lớp thuốc bọc dầy 1 ~ 1,5 mm. Loại que hàn : được phân theo cường độ tức thời của kim loại đường hàn; Ví dụ: N42 có cường độ kéo đứt tiêu chuẩn daN/cm2. Loại que hàn sử dụng phải phù hợp với mác của thép cơ bản: - có độ bền kéo đứt tức thời của kim loại que hàn lớn hơn của thép cơ bản; - có các tính chất cơ lý của kim loại que hàn và kim loại thép cơ bản là tương tự nhau => giảm bớt khối lượng thép nóng chảy, giảm bớt ứng suất hàn và biến hình hàn. CCT34, CCT38, CCT42, CCT52 N42, N46 9Mn2, 14Mn2, 9Mn2Si, 10Mn2Si1 N46, N50 4100 = wun f Mác thép Loại que hàn (tiếp 3/3) 7 2. Hàn hồ quang điện tự động và nửa tự động: Nguyên lý cơ bản giống như hàn bằng tay, chỉ khác : - Sử dụng cuộn dây hàn không bọc thuốc, đường kính dây hàn 2 ~ 5 mm. - Phễu đựng thuốc hàn được gắn với máy hàn. - Thuốc hàn được rải trước thành lớp dầy trên rãnh hàn; dây hàn được nhả tự động dần dần theo tốc độ di chuyển đều của máy hàn. ! " #$%&" " '( &% ")&&" Ray cố định máy hàn 8 2. Hàn hồ quang điện tự động và nửa tự động: ƯĐ: - Do nguồn điện ổn định, khoảng cách giữa đầu que hàn và vị trí cần hàn luôn được duy trì không thay đổi, tốc độ hàn được duy trì ổn định => Hồ quang điện luôn ổn định. - Đưòng hàn luôn nằm sâu trong lớp thuốc bọc => kim loại nóng nguội từ từ, tạo điều kiện cho bọt khí thoát ra ngoài. ⇒ chất lượng đường hàn tốt hơn hàn bằng tay. NĐ: - Chỉ thực hiện được cho các đường hàn thẳng hoặc tròn. Không hàn được cho các đường hàn gấp khúc, đứng, ngược, ở vị trí chật hẹp,… => Khắc phục bằng cách hàn bán thủ công, máy hàn được kết hợp di chuyển bằng tay. 9 3. Hàn hồ quang điện trong lớp khí bảo vệ: Lớp khí bảo vệ được phun ra trong khi hàn; Kim loại lỏng được bảo vệ bởi môi trường khí, bị ngăn cản tiếp xúc với không khí. Có 2 phương pháp hay được dùng: - Phương pháp MIG (metal inert gas) : sử dụng khí trơ (như argon hay helium); => sử dụng được cho mọi kim loại, nhưng giá thành cao. - Phương pháp MAG (metal active gas) : sử dụng khí cacbonic hoặc hỗn hợp với khí trơ; => sử dụng cho các loại thép thông thường. 4. Hàn hơi Sử dụng mỏ hàn để tạo ra ngọn lửa axêtylen, là hỗn hợp cháy của khí oxy và axetylen. Nhiệt độ nóng chảy có thể đến 3200oC. Chất lượng đường hàn kém. Thực hiện ở những nơi không có điện. Thường dùng để hàn những tấm kim loại mỏng, hoặc để cắt thép. 10 5. Các yêu cầu chính khi hàn và phương pháp kiểm tra đường hàn [...]... địa điểm chế tạo: Đường hàn trong nhà máy Đường hàn ngoài công trường d) Theo tính chất liên tục của đường hàn: Đường hàn liên tục: Đường hàn không liên tục Ngoài công trường Trong nhà máy a a a a a ≤ 15tmin đối với cấu kiện chịu nén a a a a 23 a ≤ 30t min đối với cấu kiện chịu kéo §2.3 TÍNH TOÁN CÁC LIÊN KẾT HÀN 1 Liên kết đối đầu Gia công đầu bản thép 24 1 TÍNH TOÁN LIÊN KẾT ĐỐI ĐẦU Tiết diện đường... TÍNH TOÁN LIÊN KẾT GHÉP CHỒNG b Liên kết ghép chồng bản thép – thép góc chịu N lw1 e1 N1 = k ⋅ N N 2 = (1 − k ) ⋅ N e2 với: k = e1 + e2 Trong thực hành tính toán, để đơn giản k được tra bảng phụ thuộc vào loại thép góc và cách bố trí chúng trong liên kết N1 e2 Trong tính toán xem lực tác dụng vào các đường hàn tỉ lệ nghịch với khoảng cách từ trọng tâm đặt lực đến các đường hàn: N2 α Loại thép góc N... hàn đối đầu dùng để liên kết trực tiếp 2 cấu kiện cùng nằm trong 1 mặt phẳng Đường hàn có thể thẳng góc hoặc xiên góc với trục của cấu kiện Khi hàn, cần phải đảm bảo sự nóng chảy trên suốt bề dầy của bản thép Khi bề dầy của các bản thép liên kết lớn, cần phải gia công đầu các bản thép 11 nối Qui cách gia công được qui định trong tiêu chuẩn thiết kế t Qui cách gia công đầu các bản thép nối : Khi t 5 tmin t2 Tiết diện 1-1: (theo vật liệu của đường hàn) h f 31 2 TÍNH TOÁN LIÊN KẾT GHÉP CHỒNG t1 t2 a LK ghép chồng 2 bản thép chịu N (tiếp) Các đường hàn trong liên kết đều phải thoả mãn đồng thời cả 2 điều kiện bền ứng với Tiết diện 1-1 và 2-2 : với: ∑l w N N ≤ ( β ⋅ f w ) min ⋅ γ c ( β ⋅ f w ) min a>5 tmin = Min{β f... dụng, nhằm để giảm ứng suất tập trung trong đường hàn N lw N l N h f 1,5h f Đường hàn thoải có cạnh lớn nằm dọc theo phương lực tác dụng 17 2 ĐƯỜNG HÀN GÓC b Sự làm việc của đường hàn góc A N A -A B -B N A σ B τ 1 2 σ 1 τ Đường truyền lực trong liên kết thay đổi phức tạp, bị uốn cong, bị chèn ép, không đều nhau 2 B Ứng suất pháp phân bố không đều theo chiều rộng của bản thép và có giá trị thay đổi giữa . 1 CHƯƠNG 2. LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU THÉP A. LIÊN KẾT HÀN B. LIÊN KẾT BULÔNG 2 CHƯƠNG 2. LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU THÉP Các loại liên kết : Liên kết hàn: ƯĐ: Đơn giản, tốn ít công. tạo hơn so với liên kết hàn. Liên kết đinh tán: Phức tạp hơn liên kết bulông. Chịu tải trọng động rất tốt. 3 A. LIÊN KẾT HÀN §2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN TRONG KẾT CẤU THÉP §2.2 CÁC LOẠI ĐƯỜNG HÀN. CÁC LIÊN KẾT HÀN 4 A. LIÊN KẾT HÀN 1. Hàn hồ quang điện §2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN TRONG KẾT CẤU THÉP a) Nguyên lý: Các thép