Đề bài: Tính toán chế độ hàn và lập quy trình hàn cho kết cấu trên boong sàn khoang máy của tàu hàng khô có các kích thước cơ bản sau: Chiều dài tàu: L=161,7 m Chiều rộng tàu: B= 26 m Chiều cao mạn: D=15 m Chiều chìm tàu: d=10,3 m Hệ số béo: C b =0,77 Vận tốc tàu: v=13,7 hl/h Phần 1: Kết Cấu Phân Đoạn 1. Kết cấu • Boong sàn kết cấu hệ thống ngang bao gồm: xà ngang boong sàn thường, sống dọc, xà ngang boong sàn khỏe. - Khoảng cách xà ngang boong sàn là 700 mm, sống ngang boong sàn là 2100 mm. - Khoảng cách sống dọc boong sàn là 3850 mm. 3500 16100 4200 18278 143938503850 8400x7700 R1000 2100 700 8442 DT 2.Quy cách chi tiết - Tôn boong sàn : t = 10 mm -Xà ngang boong sàn : Thép mỏ có quy cách B.F 140x8 -Xà ngang boong khỏe : Cơ cấu chữ T có quy cách : T (100x10)/(500x10) -Xà ngang làm thanh quây miệng khoang máy chọn thép có quy cách như hình dưới 10 400 BF180x8 800 10 400x10 770 400 -Sống dọc ngoài miệng khoang máy : cơ cấu chữ T có quy cách : T (100x10)/(500x10) -Sống dọc làm thanh quây miệng khoang máy chọn quy cách như hình vẽ : 10 400 BF180x8 800 12 400x12 840 400 3. Các loại đường hàn - Đường hàn tôn sàn với tôn sàn - Xà ngang boong sàn với tôn boong sàn (F4) - Thành miệng khoang với tôn boong (F2) - Xà ngang boong khỏe với tôn boong sàn (F3) - Sống dọc boong sàn với tôn boong sàn (F3)Phần 2: Chuẩn bị mép hàn và tính toán chế độ hàn 1.Chuẩn bị mép hàn Chọn theo tiêu chuẩn IACS Rec47 -Chuẩn bị mép hàn với mối hàn giáp mối Sử dụng mối hàn giáp mối để hàn tôn sàn với tôn sàn,với tôn sàn có chiều dày t=8mm ta chọn kiểu mép hàn vát mép một phía Mép hàn với mối hàn giáp mối -Chuẩn bị mối hàn góc +Xà ngang boong với tôn sàn ( Thép mỏ có quy cách B.F 140x8 với tôn sàn) +Xà ngang boong khỏe với tôn sàn (Cơ cấu chữ T có quy cách : T (100x10)/(500x10) với tôn sàn) + Xà ngang làm thanh quây với tôn sàn + Sống dọc ngoài miệng khoang máy với tôn sàn (Cơ cấu chữ T có quy cách T (100x10)/(500x10) với tôn sàn) + Sống dọc làm thanh quây miệng khoang máy với tôn sàn 2.Xác định bộ thông số hàn 2.1 Tính toán chế độ hàn giáp mối 2.1.1. Điện cực hàn Điện cực hàn có thể là dây hàn hoặc que hàn.Đường kính điện cực thông thường được xác định theo chiều dày vật hàn theo công thức: d= t/2 +1 =10/2+1=6 mm (t=10mm) 2.1.2. Mật độ dòng điện Mật độ dòng điện j là cường độ đi qua 1mm 2 tiết diện dây hàn J= I/S d = 4.I/π.d 2 (A/mm 2 ) Mật độ dòng điện phụ thuộc vào đường kính dây hàn,nó nằm trong khoảng từ 20-320 (A/mm 2 ) Với dây hàn có đường kính d=6 mm ta chọn j= 30-40 (A/mm 2 ) 2.1.3.Cường độ dòng điện hàn Chọn phương pháp hàn bán tự động  I h = j.π.d 2 /4 Với j = 40 đến 45 (A/mm 2 ) => I h = (3,14.6 2 .40)/4= 1130,4 A đến (3,14.6 2 .45)/4= 1271,7 Khi hàn ngang,hàn trần, I h giảm 15-20% Ta chọn I h trong khoảng từ 900 A đến 1100 A 2.1.4. Điện áp hàn Điện áp hàn phụ thuộc vào chiều dài cột hồ quang và vật liệu hàn.Nó thay đổi trong phạm vi hẹp Hàn hồ quang bán tự động,điện áp hàn được tính theo công thức: U h = 20 + I h .(50.10 -3 )/d 0,5 Với I h trong khoảng từ 900 A đến 1100 A => U h = 20+900.50.10 -3 /6 0,5 = 38,5V đến 20+1100.50.10 -3 /6 0,5 = 42,5V 2.1.5. Tốc độ hàn Tốc độ hàn được xác định theo công thức: V h = N/I h Thực tế thông qua thực nghiệm để nhận được mối hàn có hình dạng theo đúng yêu cầu và có chất lượng tốt,hằng số N có thể lấy theo Bảng giá trị hằng số xác định tốc độ hàn Với d = 6 mm, N = (25-30).10 -3 (A.m/h), Chọn N= 30.10 -3 (A.m/h) = > V h = 30.10 -3 .900 = 27 (m/h) đến 30.10 -3 .1100 = 33 (m/h) Hay V h = 0,75cm/s đến 0,92 cm/s 2.1.6. Hệ số đắp (α d ) Hệ số đắp được xác định bằng đồ thị với dòng điện xoay chiều Dựa vào đồ hị trên với I h = 900 A đến 1100 A=> α d = 14,8 (g/A.h) đến 16 (g/A.h) 2.1.7. Hệ số ngấu ψ ng Hệ số ngấu ψ ng = f(U,I) có thể xác định theo công thức thực nghiệm sau: ψ ng = k’.(19-0,01.I h ).d.U h /I h Với hàn hàn xoay chiều k’=1 I h =( 900-1100) A, U h = (38,5-42,5) V = > ψ ng = 1.(19-0,01.1100).6.42,5/1100 = 1,8 đến 1.(19-0,01.900).6.38,5/900 = 2,5 2.1.8. Năng lượng đường q d Năng lượng đường là tỉ số giữa công suất nhiệt hiệu dụng của nguồn nhiệt hàn (hồ quang) và tốc độ hàn (tốc độ dịch chuyển của nguồn nhiệt hàn đó) v h (cm/s).Đây là đại lượng quan trọng của chế độ hàn để đánh giá chu trình nhiệt hàn với kim loại cơ bản và kim loại đắp. q d = q/v h = 0,24.U h .I h .η /v h q d : Năng lượng đường (cal/cm) q: công suất hiệu dụng của hồ quang hàn (cal/s) v h : tốc độ hàn (cm/s) U h : điện áp hàn (V) I h : cường độ dòng điện hàn (A) η : hệ số hữu ích của nguồn nhiệt (với hàn điện cực nóng chảy có thuốc bọc lấy η=0,6) = > q d = 0,24.38,5.900.0,6 /0,75 = 6652,8(cal/cm) đến 0,24.42,5.1100.0,6 /0,92=7317,4(cal/cm) 2.1.9. Các thông số mối hàn a. Chiều sâu ngấu h = 2. . . . . . . d d max ng ng A q c q Te π γ ψ ψ = Với thép cacbon thấp và thép hợp kim thấp A=0,156 6652,8 0,156. 8 2,5 h = = mm (với I h =900A) đến 7317,4 0,156. 9,5 1,8 = mm(với I h =1100A) b.Chiều rộng mối hàn b = ψ ng .h = 1,8.9,5 = 17,1mm (với I h =1100A) đến 2,5.8=20 mm (với I h =900A) c.Chiều cao đắp c = F d / (μ.b) trong đó: μ= 0,73 (hệ số hình dáng bề mặt) F d : diện tích kim loại hàn đắp của mối hàn F d = α d .I h / (100.γ.v h )= 14,8.900/(100.7,85.27)=0,63 (cm 2 )=63(mm 2 ) đến 16.1100/(100.7,85.33)=0,68(cm 2 )=68(mm 2 ) = > c = 63/(0,73.20)=4,3 mm (với I h =900A) đến 68/(0,73.17,1)=5,4 mm (với I h =1100A) d.Chiều cao toàn bộ mối hàn H = h+c = 8+4,3= 12,3mm (với I h =900A) đến 9,5+5,4=14,9 mm (với I h =1100A) Hệ số ngấu của mối hàn được xác định lại ψ ng = b/H = 17,1/14,9 =1,15 (với I h =1100A) đến 20/12,3=1,63 (với I h =900A) ψ m-h = b/c = 17,1/5,4= 3,2 (với I h =1100A) 20/4,3=4,7 (với I h =900A) đến Bảng 1-Bộ thông số công nghệ hàn tính cho hàn dưới lớp thuốc Lớp Đường kính dây hàn (mm) Tốc độ hàn (m/h) Dòng điện (A) Điện áp (V) Cực tính 1 6 27-33 900-1100 38,5-42,5 Cực thuận (AC) 2.2.Tính toán chế độ hàn góc 2.2.1. Điện cực hàn Khi hàn góc,đường kính điện cực được tính theo công thức: d = K /2 + 2 (mm) trong đó: d – đường kính điện cực (mm) K – Cạnh mối hàn (mm) Với chiều dày cơ cấu t=10mm = > K = 6mm = > d = 6/2 + 2 = 5mm 2.2.2.Mật độ dòng hàn Tra Bảng giá trị mật độ dòng điện mối hàn góc với d = 5mm = > J = 30-40 (A/mm 2 ) 2.2.3.Cường độ dòng điện I h = J.π.d 2 /4 = 30.3,14.5 2 /4 = 588,75 A đến 40.3,14.5 2 /4 = 785 A Ta chọn I h = 750 A [...]... cường độ dòng điện hàn tương ứng với tốc độ hàn, bảo đảm nhận được mối hàn phẳng được gọi là cường độ dòng điện hàn tới hạn Ith được biểu diễn bằng phương trình sau: Ith = I0 + m.Vh Trong đó: I0 = 350 A (hàn tự động và bán tự động) m : hệ số,Tra bảng với d=5mm = > m = 10 2.2.4 Điện áp hàn Điện áp hàn phụ thuộc vào chiều dài cột hồ quang và vật liệu hàn. Nó thay đổi trong phạm vi hẹp Hàn hồ quang bán tự động,điện... sau: ψng= k’.(19-0,01.Ih).d.Uh/Ih Với hàn hàn xoay chiều k’=1 Ih = 750A, Uh = 35V = > ψng= 1.(19-0,01.750).5.35/750 = 2,45 2.2.8 Năng lượng đường qd Năng lượng đường là tỉ số giữa công suất nhiệt hiệu dụng của nguồn nhiệt hàn (hồ quang) và tốc độ hàn (tốc độ dịch chuyển của nguồn nhiệt hàn đó) vh (cm/s).Đây là đại lượng quan trọng của chế độ hàn để đánh giá chu trình nhiệt hàn với kim loại cơ bản và. .. (cal/cm) q: công suất hiệu dụng của hồ quang hàn (cal/s) vh: tốc độ hàn (cm/s) Uh: điện áp hàn (V) Ih: cường độ dòng điện hàn (A) η : hệ số hữu ích của nguồn nhiệt (với hàn điện cực nóng chảy có thuốc bọc lấy η=0,65) = > qd = 0,24.35.750.0,6 5/0,35 = 11700(cal/cm) 2.2.9 Các thông số mối hàn a Chiều sâu ngấu 2 qd q = A d π c.γ e.Tmax ψ ng ψ ng h= Với thép cacbon thấp và thép hợp kim thấp A=0,156 h =... động,điện áp hàn được tính theo công thức: Uh = 20 + Ih.(50.10-3)/d0,5 Với Ih trong khoảng từ 590 A đến 780 A => Uh = 20+590.50.10-3/60,5 = 32V đến 20+780.50.10-3/60,5 = 36 V Ta chọn Uh= 35V 2.2.5 Tốc độ hàn Tốc độ hàn được xác định theo công thức: Vh = N/Ih Thực tế thông qua thực nghiệm để nhận được mối hàn có hình dạng theo đúng yêu cầu và có chất lượng tốt,hằng số N có thể lấy theo Bảng giá trị... 15,1mm Hệ số ngấu của mối hàn được xác định lại ψng = b/H = 26,4/15,1 =1,75 ψm-h = b/c = 26,4/4,3= 6,2 2.2.4.Số lớp hàn Vì K= 6mm < 8mm nên ta chỉ hàn 1 lớp Bảng 2-Bộ thông số công nghệ hàn tính cho hàn dưới lớp thuốc Lớp Đường kính dây hàn (mm) Tốc độ hàn (m/h) Dòng điện (A) Điện áp (V) Cực tính 1 5 11,8-15,6 590-780 32-36 Cực thuận (AC) ... 11700 = 10,8 2,45 mm) b.Chiều rộng mối hàn b = ψng h = 2,45.10,8 = 26,4mm c.Chiều cao đắp c = Fd/ (μ.b) trong đó: μ= 0,73 (hệ số hình dáng bề mặt) Fd: diện tích kim loại hàn đắp của mối hàn Fd= αd.Ih / (100.γ.vh)= 13,5.750/(100.7,85.15,5)=0,83 (cm2)=83(mm2) = > c = 83/(0,73.26,4)=4,3 mm d.Chiều cao toàn bộ mối hàn H = h+c = 10,8+4,3= 15,1mm Hệ số ngấu của mối hàn được xác định lại ψng = b/H = 26,4/15,1... định tốc độ hàn Với d = 5 mm, N = (20-25).10-3 (A.m/h), Chọn N= 20.10-3 (A.m/h) = > Vh = 20.10-3.590 = 11,8 (m/h) đến 20.10-3.780 = 15,6 (m/h) Hay Vh = 0,33cm/s đến 0,433 cm/s Ta chọn Vh = 0,35 cm/s 2.2.6 Hệ số đắp (αd) Hệ số đắp được xác định bằng đồ thị với dòng điện xoay chiều Dựa vào đồ thị trên với d=5mm và Ih = 750 A => αd = 13,5 (g/A.h) 2.2.7 Hệ số ngấu ψng Hệ số ngấu ψng = f(U,I) có thể xác . Đề bài: Tính toán chế độ hàn và lập quy trình hàn cho kết cấu trên boong sàn khoang máy của tàu hàng khô có các kích thước cơ bản sau: Chiều dài tàu: L=161,7 m Chiều rộng tàu: B= 26 m Chiều. khoang với tôn boong (F2) - Xà ngang boong khỏe với tôn boong sàn (F3) - Sống dọc boong sàn với tôn boong sàn (F3)Phần 2: Chuẩn bị mép hàn và tính toán chế độ hàn 1.Chuẩn bị mép hàn Chọn theo. nhiệt hàn (hồ quang) và tốc độ hàn (tốc độ dịch chuyển của nguồn nhiệt hàn đó) v h (cm/s).Đây là đại lượng quan trọng của chế độ hàn để đánh giá chu trình nhiệt hàn với kim loại cơ bản và kim