Giáo trình Hàn Tàu Vỏ Kim Loại - Nghề Công Nghệ Chế Tạo Vỏ Tàu Thủy (Trung Cấp)

Giáo trình Hàn Tàu Vỏ Kim Loại hệ Trung Cấp Nghề. Cung cấp đầy đủ kiến thức lý thuyết và kỹ năng thực hành hàn chuyên nghiệp trong đóng tàu.

• Trường học: Trường Cao Đẳng Hàng Hải II
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Vỏ Tàu Thủy
• Đề tài: Hàn Tàu Vỏ Kim Loại
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 20.
• Địa điểm: Thành Phố HCM

Mục lục chi tiết

• CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN HÀN KIM LOẠI
• MỤC TIÊU MÔ ĐUN
• NỘI DUNG MÔ ĐUN
• 1. Cơ bản về hàn vỏ tàu thuỷ
• 2. Gá lắp kết cấu hàn vỏ tàu
• 3. Hàn điện hồ quang tay ở vị trí 1G-2G.
• 4. Hàn MIG- MAG ở vị trí 1G- 2G.
• Bài 1: CƠ BẢN VỀ HÀN VỎ TÀU THUỶ
• Bài 2: GÁ LẮP KẾT CẤU HÀN VỎ TÀU
• 5.1. Mèi hµn ngang
• 5.2. Mèi hµn xiªn
• 5.3. Mèi hµn däc
• 5.4. Mèi hµn hçn hîp
• 5. Mèi hµn gãc
• Bài 3: Hàn điện hồ quang tay ở vị trí 1G-2G.

Tóm tắt

I. Tổng quan Giáo trình Hàn Tàu Vỏ Kim Loại Trung Cấp Nghề

Giáo trình hàn tàu vỏ kim loại hệ trung cấp nghề là tài liệu quan trọng cho việc đào tạo thợ hàn chuyên nghiệp trong ngành công nghệ chế tạo vỏ tàu thủy. Giáo trình này cung cấp kiến thức nền tảng và kỹ năng thực hành cần thiết để hàn các kết cấu vỏ tàu kim loại một cách an toàn và hiệu quả. Nội dung bao gồm từ lý thuyết cơ bản về hàn, các phương pháp hàn khác nhau (hàn hồ quang tay, hàn MAG/MIG, hàn TIG), đến quy trình gá lắp, kiểm tra chất lượng mối hàn và an toàn lao động. Mục tiêu của giáo trình là trang bị cho học viên khả năng sử dụng thành thạo các thiết bị hàn, thực hiện các mối hàn đạt tiêu chuẩn kỹ thuật và tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn. Giáo trình này đặc biệt phù hợp với chương trình đào tạo trung cấp nghề hàn tàu, giúp học viên có nền tảng vững chắc để phát triển sự nghiệp trong lĩnh vực đóng tàu và sửa chữa tàu thủy. Giáo trình cũng đề cập đến các tiêu chuẩn hàn tàu và các biện pháp phòng ngừa biến dạng hàn, ứng suất hàn. Một số kỹ năng quan trọng là đọc bản vẽ kỹ thuật tàu thủy và lựa chọn vật liệu hàn tàu phù hợp.

1.1. Giới thiệu nghề Công nghệ chế tạo vỏ tàu thủy

Nghề công nghệ chế tạo vỏ tàu thủy đóng vai trò then chốt trong ngành công nghiệp đóng tàu. Nó bao gồm các công đoạn gia công, lắp ráp và hàn các tấm kim loại để tạo thành khung xương và vỏ ngoài của con tàu. Đây là một nghề đòi hỏi kỹ năng tay nghề cao, sự tỉ mỉ và kiến thức chuyên môn sâu rộng về kỹ thuật hàn tàu và vật liệu.

Thợ hàn trong lĩnh vực này phải có khả năng làm việc với nhiều loại vật liệu khác nhau, từ thép cácbon thông thường đến thép hợp kim và nhôm. Họ cũng phải thành thạo các phương pháp hàn khác nhau để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của từng bộ phận và kết cấu tàu. Ngoài ra, họ cần am hiểu về các tiêu chuẩn hàn tàu và quy trình kiểm tra chất lượng để đảm bảo độ bền và an toàn của con tàu.

Nghề này đòi hỏi sự cẩn thận, tỉ mỉ và tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn lao động, đặc biệt là trong môi trường làm việc trên cao và trong không gian hạn chế của khoang tàu.

1.2. Mục tiêu đào tạo trung cấp nghề hàn tàu

Chương trình đào tạo trung cấp nghề hàn tàu hướng đến mục tiêu trang bị cho học viên những kiến thức và kỹ năng cần thiết để trở thành thợ hàn chuyên nghiệp trong ngành đóng tàu. Cụ thể, sau khi hoàn thành khóa học, học viên có khả năng:

• Đọc hiểu bản vẽ kỹ thuật tàu thủy và các tài liệu liên quan đến công nghệ hàn.
• Lựa chọn và sử dụng thành thạo các loại vật liệu hàn tàu phù hợp với từng loại kết cấu.
• Thực hiện các phương pháp hàn cơ bản như hàn hồ quang tay, hàn MAG/MIG, hàn TIG trên các vị trí hàn khác nhau.
• Kiểm tra và đánh giá chất lượng mối hàn theo các tiêu chuẩn hàn tàu hiện hành.
• Thực hiện các biện pháp an toàn lao động trong quá trình hàn.
• Gá lắp và chuẩn bị phôi hàn theo đúng quy trình kỹ thuật.
• Sửa chữa các khuyết tật hàn thường gặp trong quá trình chế tạo vỏ tàu.

Ngoài ra, chương trình còn chú trọng phát triển các kỹ năng mềm như làm việc nhóm, giải quyết vấn đề và tự học để học viên có thể thích ứng với sự thay đổi của công nghệ và yêu cầu của thị trường lao động.

II. Cách giảm ứng suất hàn biến dạng Giải pháp kết cấu công nghệ

Trong quá trình hàn tàu vỏ kim loại, ứng suất dư và biến dạng là những vấn đề thường gặp, ảnh hưởng đến độ bền và chất lượng của kết cấu. Việc kiểm soát và giảm thiểu ứng suất hàn và biến dạng hàn là vô cùng quan trọng. Có hai nhóm giải pháp chính: giải pháp kết cấu và giải pháp công nghệ. Giải pháp kết cấu tập trung vào việc thiết kế kết cấu hợp lý để phân bố đều ứng suất, tránh tập trung ứng suất tại các mối hàn. Giải pháp công nghệ tập trung vào việc lựa chọn phương pháp hàn, trình tự hàn và các biện pháp xử lý nhiệt để giảm thiểu tác động của nhiệt lên vật liệu. Bên cạnh đó, việc sử dụng đồ gá hàn cũng là một biện pháp hiệu quả để kiểm soát biến dạng hàn.

2.1. Các biện pháp kết cấu giảm biến dạng hàn

Giải pháp kết cấu nhằm mục đích giảm ứng suất hàn và biến dạng hàn bằng cách tối ưu hóa thiết kế của kết cấu hàn. Các biện pháp này bao gồm:

• Loại bỏ hàn: Ưu tiên sử dụng các phương pháp tạo hình tấm (biến dạng tạo hình) hoặc các chi tiết cán, ép chảy để giảm thiểu số lượng mối hàn.
• Đặt mối hàn xung quanh trục trọng tâm: Bố trí các mối hàn sao cho chúng cân đối xung quanh trục trọng tâm của kết cấu để giảm biến dạng tổng thể.
• Giảm khối lượng kim loại mối hàn: Sử dụng các mối hàn một lượt thay vì nhiều lượt để giảm lượng nhiệt sinh ra và biến dạng.
• Hàn cân đối: Thực hiện hàn đối xứng trên cả hai phía của kết cấu để cân bằng ứng suất và giảm biến dạng góc.

2.2. Biện pháp công nghệ giảm ứng suất dư sau hàn

Giải pháp công nghệ giảm ứng suất dư tập trung vào việc điều chỉnh quy trình hàn và xử lý sau hàn để giảm thiểu tác động của nhiệt lên vật liệu. Các biện pháp này bao gồm:

• Ram cao toàn phần trong lò: Nung nóng kết cấu đến nhiệt độ 600-650°C và giữ ở nhiệt độ này trong khoảng thời gian nhất định (3 phút/1mm chiều dày), sau đó để nguội tự do trong lò. Phương pháp này giúp giảm đáng kể ứng suất dư trong toàn bộ kết cấu.
• Ram cục bộ: Nung nóng cục bộ vùng quanh mối hàn đến 600°C bằng phương pháp nung cao tần hoặc mỏ nung khí cháy. Phương pháp này không loại bỏ hoàn toàn ứng suất dư nhưng giúp giảm đáng kể trong vùng lân cận mối hàn.
• Khử ứng suất bằng phương pháp cơ học: Kéo kết cấu đến giới hạn chảy hoặc sử dụng rung động để phân bố lại ứng suất dư.

2.3. Giảm biến dạng hàn trong khi hàn Lắp đối lưng hàn đính

Trong quá trình hàn, cần áp dụng các biện pháp để hạn chế tối đa sự biến dạng của vật liệu. Các biện pháp công nghệ bao gồm:

• Lắp đối lưng: Khi hàn hai chi tiết giống nhau, lắp chúng đối lưng vào nhau để khống chế biến dạng.
• Hàn đính trước khi hàn: Thực hiện hàn đính các điểm cách đều nhau trước khi hàn chính thức để giữ hình dạng ban đầu của kết cấu.
• Sử dụng nêm: Sử dụng nêm để giữ các chi tiết ở vị trí cố định trong quá trình hàn, đặc biệt với các chi tiết dễ bị biến dạng khi tách ra sau khi hàn.
• Hàn phân đoạn nghịch: Chia mối hàn thành nhiều đoạn nhỏ và hàn theo trình tự ngược lại để giảm tích tụ nhiệt và biến dạng.

III. Quy trình Hàn Tàu Vỏ Kim Loại Gá Lắp Tính Ứng Suất

Để đảm bảo chất lượng mối hàn và độ bền của kết cấu vỏ tàu, quy trình gá lắp và tính toán ứng suất đóng vai trò quan trọng. Quy trình gá lắp bao gồm việc chuẩn bị các chi tiết hàn, định vị và cố định chúng bằng các dụng cụ gá lắp chuyên dụng. Việc tính toán ứng suất giúp xác định kích thước mối hàn, lựa chọn phương pháp hàn và trình tự hàn phù hợp. Việc tuân thủ đúng quy trình gá lắp và tính toán ứng suất giúp giảm thiểu nguy cơ phát sinh khuyết tật hàn và đảm bảo an toàn cho kết cấu.

3.1. Các kiểu mối hàn trong kết cấu vỏ tàu thủy

Tùy theo hình dạng kết cấu, có các kiểu mối hàn chính sau:

• Mối hàn giáp mối: Các chi tiết được đặt sát nhau và hàn trực tiếp.
• Mối hàn chồng: Các chi tiết được đặt chồng lên nhau và hàn dọc theo mép.

Việc lựa chọn kiểu mối hàn phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu về độ bền, độ kín và tính thẩm mỹ của kết cấu.

3.2. Tính ứng suất cho phép của mối hàn chịu tải trọng tĩnh

Các mối ghép hàn được tính theo ứng suất cho phép. Trị số các ứng suất cho phép của mối hàn chịu tải trọng tĩnh được quy định trong bảng 1 (tham khảo tài liệu gốc). Cần chú ý rằng các số liệu này chỉ dùng cho các chi tiết làm bằng thép ít và vừa các bon hoặc thép ít hợp kim và trong trường hợp chất lượng mối hàn đạt các yêu cầu kỹ thuật.

3.3. Tính toán và thiết kế mối hàn giáp mối và mối hàn chồng

Việc tính toán và thiết kế mối hàn cần dựa trên các tiêu chuẩn và quy phạm kỹ thuật hiện hành. Các yếu tố cần xem xét bao gồm:

• Tải trọng tác dụng lên mối hàn.
• Vật liệu của chi tiết hàn.
• Phương pháp hàn được sử dụng.

Mục tiêu của việc tính toán và thiết kế là đảm bảo mối hàn có đủ độ bền để chịu được tải trọng trong quá trình vận hành.

IV. Kỹ thuật Hàn Điện Hồ Quang Tay Vị Trí 1G 2G An Toàn

Hàn điện hồ quang tay là phương pháp hàn phổ biến, đặc biệt hữu ích trong sửa chữa và bảo trì vỏ tàu. Kỹ thuật hàn này đòi hỏi người thợ phải có tay nghề cao, kinh nghiệm thực tế và tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn lao động. Vị trí hàn 1G và 2G là những vị trí cơ bản, thường được sử dụng trong đào tạo và kiểm tra tay nghề thợ hàn. Việc nắm vững kỹ thuật hàn ở các vị trí này là nền tảng để thực hiện các mối hàn phức tạp hơn trên vỏ tàu.

4.1. Thực chất và đặc điểm của hàn hồ quang tay

Hàn hồ quang tay là quá trình hàn nóng chảy, trong đó nhiệt được tạo ra từ hồ quang điện giữa điện cực (que hàn) và vật hàn. Người thợ hàn điều khiển hồ quang và di chuyển que hàn dọc theo mối hàn để tạo ra sự liên kết giữa các chi tiết. Ưu điểm của phương pháp này là tính linh hoạt, dễ dàng thực hiện ở nhiều vị trí và điều kiện khác nhau. Tuy nhiên, nó cũng đòi hỏi kỹ năng cao và có năng suất thấp hơn so với các phương pháp hàn tự động.

4.2. Kỹ thuật hàn hồ quang tay vị trí 1G và 2G

• Vị trí 1G: Vị trí hàn bằng, thường được sử dụng để hàn các tấm kim loại đặt nằm ngang. Que hàn được di chuyển theo phương ngang, tạo thành mối hàn thẳng và đều.
• Vị trí 2G: Vị trí hàn đứng, các tấm kim loại được đặt thẳng đứng. Que hàn được di chuyển từ dưới lên trên hoặc từ trên xuống dưới, đòi hỏi kỹ năng kiểm soát hồ quang và kim loại nóng chảy tốt hơn.

4.3. Các biện pháp đảm bảo an toàn hàn điện

An toàn hàn điện là yếu tố quan trọng hàng đầu trong quá trình hàn. Các biện pháp an toàn bao gồm:

• Sử dụng trang bị bảo hộ cá nhân (PPE) đầy đủ: Kính hàn, mặt nạ hàn, găng tay da, quần áo bảo hộ.
• Đảm bảo hệ thống thông gió tốt để loại bỏ khói và khí độc.
• Kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ các thiết bị hàn.
• Tuân thủ các quy trình an toàn điện để tránh nguy cơ điện giật.

V. Hàn MIG MAG Vỏ Tàu Vị Trí 1G 2G Khí Bảo Vệ CO2

Hàn MIG/MAG là phương pháp hàn bán tự động, sử dụng dây hàn liên tục và khí bảo vệ để tạo ra mối hàn. Phương pháp này có năng suất cao, chất lượng mối hàn tốt và dễ dàng thực hiện trên nhiều loại vật liệu khác nhau. Khí bảo vệ thường được sử dụng là CO2, Ar hoặc hỗn hợp của cả hai. Việc lựa chọn khí bảo vệ phù hợp phụ thuộc vào loại vật liệu hàn và yêu cầu kỹ thuật của mối hàn.

5.1. Ứng dụng hàn MIG MAG trong chế tạo vỏ tàu

Hàn MIG/MAG được sử dụng rộng rãi trong chế tạo vỏ tàu, đặc biệt là trong hàn các tấm thép lớn và các kết cấu phức tạp. Phương pháp này cho phép tạo ra các mối hàn dài, liên tục với tốc độ cao, giúp tăng năng suất và giảm chi phí sản xuất.

5.2. Kỹ thuật hàn MIG MAG vị trí 1G và 2G

Tương tự như hàn hồ quang tay, kỹ thuật hàn MIG/MAG ở vị trí 1G và 2G là cơ bản và quan trọng. Tuy nhiên, do sử dụng dây hàn liên tục và khí bảo vệ, kỹ thuật này đòi hỏi người thợ phải điều chỉnh các thông số hàn phù hợp để đảm bảo chất lượng mối hàn.

5.3. Sử dụng khí bảo vệ CO2 trong hàn MIG MAG Ưu điểm

Sử dụng khí bảo vệ CO2 trong hàn MIG/MAG có nhiều ưu điểm:

• Giá thành rẻ, dễ kiếm.
• Mối hàn ổn định, độ ngấu sâu.
• Tốc độ hàn cao.

Tuy nhiên, khi hàn trong khí CO2 cần chú ý đến hiện tượng bắn tóe kim loại lỏng.

VI. Hàn TIG Vỏ Tàu Kỹ Thuật Cao Thép Hợp Kim Kim Loại Màu

Hàn TIG là phương pháp hàn cao cấp, sử dụng điện cực volfram không nóng chảy và khí bảo vệ trơ để tạo ra mối hàn. Phương pháp này cho phép kiểm soát nhiệt tốt, tạo ra các mối hàn chất lượng cao với độ chính xác cao, thường được sử dụng để hàn các loại thép hợp kim, kim loại màu và các chi tiết đòi hỏi độ bền và tính thẩm mỹ cao trên vỏ tàu.

6.1. Ưu điểm của hàn TIG so với các phương pháp hàn khác

Hàn TIG có nhiều ưu điểm so với các phương pháp hàn khác:

• Kiểm soát nhiệt tốt, giảm thiểu biến dạng.
• Mối hàn chất lượng cao, độ chính xác cao.
• Thích hợp để hàn các loại vật liệu khó hàn.
• Mối hàn không cần làm sạch sau khi hàn.

6.2. Ứng dụng hàn TIG trong sửa chữa và bảo trì vỏ tàu

Hàn TIG được sử dụng trong sửa chữa và bảo trì vỏ tàu để hàn các chi tiết bị hư hỏng, các mối hàn bị nứt hoặc các chi tiết đòi hỏi độ bền và tính thẩm mỹ cao. Phương pháp này đặc biệt hữu ích trong hàn các loại thép không gỉ và nhôm.

6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn TIG

Chất lượng mối hàn TIG phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

• Loại khí bảo vệ.
• Dòng điện hàn.
• Điện áp hàn.
• Tốc độ hàn.
• Kỹ năng của thợ hàn.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Hàn tàu vỏ kim loại (Mã mô đun: MĐ 13) là tài liệu đào tạo chuyên môn bắt buộc do Khoa Cơ khí – Trường Cao đẳng Hàng hải II biên soạn, phục vụ cho nghề Công nghệ chế tạo vỏ tàu thủy thuộc hệ đào tạo Trung cấp nghề. Trong cấu trúc chương trình đào tạo, mô đun được bố trí giảng dạy vào học kỳ II của năm thứ nhất, đóng vai trò là môn học cơ sở nghề cốt lõi nhằm hình thành các kỹ năng hàn phục vụ trực tiếp cho quá trình gia công và lắp ráp phân đoạn, tổng đoạn vỏ tàu thủy.

Tổng thời lượng thực hiện mô đun là 90 giờ, được phân bổ gồm 14 giờ giảng dạy lý thuyết; 72 giờ dành cho thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập; và 04 giờ kiểm tra định kỳ. Tỷ trọng thời gian thực hành chiếm tới 80% tổng thời lượng, phản ánh định hướng đào tạo kỹ năng nghề nghiệp gắn liền với thao tác thực tế.

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định cụ thể:

• Vận hành và sử dụng đúng quy chuẩn các thiết bị, dụng cụ trong hàn hồ quang tay (SMAW), hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ (MIG/MAG), hàn hồ quang chìm (SAW) và hàn hồ quang điện cực không nóng chảy (TIG/GTAW).
• Thực hiện được các mối hàn đính trên mọi vị trí không gian và thi công các mối hàn kết cấu ở các tư thế 1G, 2G, 2F, 3F và hàn ống (5G) đạt yêu cầu kỹ thuật.
• Tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn lao động và an toàn phòng chống cháy nổ trong xưởng cơ khí đóng tàu.

Điểm đặc thù của giáo trình là sự kết hợp giữa cơ học kết cấu hàn (tính toán ứng suất mỏi, kiểm soát biến dạng nhiệt) và công nghệ hàn thực nghiệm, tích hợp hệ thống bảng tra cứu thông số công nghệ theo tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế (AWS, ISO).

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

flowchart TD
    M1["Bài 1: Cơ bản về hàn vỏ tàu thủy<br/>(7h: 2 LT - 4 TH - 1 KT)<br/>• Khống chế ứng suất dư & biến dạng<br/>• Nhiệt luyện & nắn nhiệt kết cấu"] --> M2["Bài 2: Gá lắp kết cấu hàn vỏ tàu<br/>(21h: 3 LT - 17 TH - 1 KT)<br/>• Tính toán sức bền chịu tải tĩnh & mỏi<br/>• Kiểm tra mối hàn giáp mối, chồng, góc"]
    M2 --> M3["Bài 3: Hàn điện hồ quang tay (1G-2G)<br/>(32h: 4 LT - 27 TH - 1 KT)<br/>• Công nghệ hàn hồ quang chìm (SAW)<br/>• Thiết bị tự động & kỹ thuật lót đáy"]
    M3 --> M4["Bài 4: Hàn MIG-MAG & TIG (1G-2G)<br/>(30h: 5 LT - 24 TH - 1 KT)<br/>• GMAW/MAG khí CO2 & dây AWS ER70S<br/>• GTAW/TIG xung, điện cực W & hàn ống"]

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giáo trình được cấu trúc thành 4 bài học chính với tiến trình phát triển từ lý thuyết cơ sở đến quy trình công nghệ chuyên sâu:

• Bài 1: Cơ bản về hàn vỏ tàu thuỷ (07 giờ: 2 LT, 4 TH, 1 KT): Trình bày các quy luật sinh ứng suất dư và biến dạng trong quá trình gia công nhiệt. Phân tích các giải pháp kết cấu (lựa chọn vật liệu cơ bản, giảm mối hàn giao nhau, ưu tiên mối hàn giáp mối vát mép, hàn phân khối riêng biệt) và giải pháp công nghệ (tăng năng lượng đường với thép dễ tôi, hàn nhiều lớp, hàn phân đoạn nghịch, gá nêm đối lưng). Đưa ra quy trình nhiệt luyện khử ứng suất sau hàn: ram cao toàn phần ở $600 \div 650^\circ\text{C}$ (thời gian giữ nhiệt $3\text{ phút/1mm}$ chiều dày) và ram cục bộ bằng ngọn lửa khí cháy/nung cao tần, kết hợp các phương pháp nung nắn cục bộ dạng điểm, dạng nêm, dạng đường.
• Bài 2: Gá lắp kết cấu hàn vỏ tàu (21 giờ: 3 LT, 17 TH, 1 KT): Cung cấp phương pháp tính toán sức bền mối nối hàn chịu tải trọng tĩnh và tải trọng chu trình mỏi. Xác định hệ số giảm ứng suất cho phép $\gamma$ dựa trên hệ số chu trình $r = \sigma_{\min}/\sigma_{\max}$, hệ số tập trung ứng suất $k$ và hệ số vật liệu $a, b$. Trình bày công thức kiểm nghiệm bền cho các dạng liên kết: mối hàn giáp mối chịu kéo/nén/uốn ($\sigma = N/(bs) \le [\sigma]$), mối hàn xiên ($N\sin\alpha/(bs) \le [\sigma]$), mối hàn chồng ngang/xiên/dọc (giới hạn chiều dài $l \le 50K$), mối hàn hỗn hợp và mối hàn góc liên kết chữ T dạng chữ K hoặc hàn hai bên ($\sigma = N/(2b) \pm M_u/(2W) \le [\sigma]$).
• Bài 3: Hàn điện hồ quang tay ở vị trí 1G-2G (32 giờ: 4 LT, 27 TH, 1 KT): Trọng tâm phân tích bản chất công nghệ hàn tự động và bán tự động dưới lớp thuốc bảo vệ (SAW - Submerged Arc Welding). Mô tả cấu tạo thiết bị xe hàn, đầu cấp dây, cơ cấu cấp/thu hồi thuốc hàn, yêu cầu dây hàn có hàm lượng carbon $C \le 0,12%$, đường kính $1,6 \div 6\text{ mm}$ (tự động) và $0,8 \div 2\text{ mm}$ (bán tự động). Hướng dẫn kỹ thuật lót đáy chống chảy thủng: đệm thép cố định, đệm đồng, đệm thuốc ép bằng ống đàn hồi, đệm amiăng và kỹ thuật hàn lòng thuyền cho liên kết góc chữ T.
• Bài 4: Hàn MIG-MAG ở vị trí 1G-2G (30 giờ: 5 LT, 24 TH, 1 KT): Phân tích quá trình hàn hồ quang điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ (GMAW). Trình bày cơ chế truyền kim loại qua hồ quang (dạng cầu, dạng phun, dạng ngắn mạch/nhỏ giọt); lựa chọn khí bảo vệ ($CO_2$, hỗn hợp $\text{Ar} + \text{CO}_2$, $\text{Ar} + \text{O}_2$); tiêu chuẩn hóa dây hàn thép carbon AWS (ER70S-2 đến ER70S-7) và thép hợp kim thấp (ER80S-02). Phần mở rộng của bài học đi sâu vào công nghệ hàn TIG (GTAW), phân loại điện cực Vonfram (EWP, EWTh-1, EWTh-2, EWCe-2, EWZr), chu trình hàn TIG xung (Pulsed TIG) và quy trình thi công hàn ống nhiều lớp ở các vị trí 1G, 2G, 5G.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập khối kiến thức nền tảng gồm ba trụ cột:

1. Lý thuyết sức bền liên kết hàn: Mô hình hóa toán học trạng thái ứng suất phẳng và tập trung ứng suất tại mép mối hàn dưới tác động của lực dọc trục $N$ và mômen uốn trong mặt phẳng $M_u$.
2. Luyện kim hàn và nhiệt luyện: Sự hình thành pha tinh thể trong vũng hàn, cơ chế bảo vệ của xỉ/khí ngăn chặn tác động của $\text{O}_2$ và $\text{N}_2$ trong không khí, cũng như quy trình ram ủ triệt tiêu ứng suất dư.
3. Đặc tính nguồn điện và hồ quang hàn: Bản chất đặc tính ngoài dốc (nguồn TIG, hồ quang tay) và đặc tính ngoài cứng (nguồn GMAW bán tự động với tốc độ cấp dây cố định), cùng hiện tượng tự nắn dòng điện khi hàn nguồn xoay chiều AC.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật: Gia công vát mép liên kết ($45^\circ \div 60^\circ$ cho GMAW, $37,5^\circ$ cho hàn ống TIG); hiệu chỉnh các thông số chế độ hàn gồm dòng điện $I_h$, điện áp hồ quang $U_h$, tốc độ hàn $v_h$, lưu lượng khí bảo vệ và tầm với điện cực.
• Kỹ năng phân tích: Đọc bản vẽ kết cấu gá lắp; tính toán kiểm tra điều kiện bền của mối hàn theo ứng suất cho phép; nhận diện và phân tích nguyên nhân các khuyết tật hàn như rỗ khí, không thấu chân mồi, nứt nóng, bắn tóe.
• Năng lực thực hành nghề nghiệp: Thao tác mỏ hàn ở góc nghiêng $10^\circ \div 20^\circ$ hoặc $75^\circ$; vận hành các hệ thống thiết bị công nghiệp (máy hàn WIM TG 160, Kemppi 2500, xe hàn SAW tự động); thi công mối hàn trên tấm vỏ và ống tàu thủy đạt độ ngấu ở các tư thế phẳng, ngang, góc và đứng.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình đào tạo theo năng lực thực hiện (Competency-Based Training). Cấu trúc thời lượng 90 giờ được thiết kế theo tỷ lệ 14 giờ lý thuyết (15,5%) và 76 giờ thực hành/kiểm tra (84,5%), lấy việc rèn luyện kỹ năng thao tác và giải quyết tình huống kỹ thuật tại xưởng làm trung tâm.

flowchart LR
    A["Lý thuyết công nghệ<br/>(14 giờ)"] --> B["Thực hành xưởng & Bài tập<br/>(72 giờ)"]
    B --> C["Kiểm tra định kỳ 4 bài<br/>(04 giờ)"]
    C --> D["Năng lực thực hiện nghề<br/>(Chuẩn kỹ thuật đóng tàu)"]

• Bài tập và tình huống kỹ thuật (Case Studies): Giáo trình lồng ghép các bài tập tính toán cơ học liên kết hàn thực tế. Học viên phải vận dụng công thức tính tiết diện nguy hiểm để xác định chiều dài đường hàn dọc $l_d$ khi biết trước kích thước đường hàn ngang $l_n$ và cạnh mối hàn $K$. Các tình huống công nghệ bao gồm: xử lý liên kết thép góc không đối xứng ($e_1 l_2 = e_2 l_1$), lựa chọn phương án lót đáy bằng amiăng, đệm đồng kết hợp thuốc hàn khi thi công tấm mỏng hoặc ống rỗng.
• Nội dung thực hành: Học viên trực tiếp thực hiện quy trình chuẩn bị mép hàn (làm sạch $30 \div 60\text{ mm}$ về hai phía), gá nêm cố định liên kết, vận hành xe hàn tự động dưới lớp thuốc và điều chỉnh súng hàn GMAW theo các bộ thông số tra cứu. Trong phần hàn TIG, thực hành tập trung vào kỹ thuật gây hồ quang cao tần (không tiếp xúc ở khoảng cách $3\text{ mm}$), kiểm soát vũng hàn đáy hình nêm và kỹ thuật dao động mỏ hàn điền đầy khi hàn ống cố định (5G).
• Phương pháp đánh giá: Gồm 04 bài kiểm tra định kỳ (mỗi bài 01 giờ) được tích hợp trực tiếp sau mỗi bài học. Đánh giá kết hợp giữa bài kiểm tra trắc nghiệm/tự luận về tính toán thông số công nghệ và bài kiểm tra tay nghề thực hành (đánh giá kích thước hình học, độ ngấu, độ đồng đều bề mặt mối hàn và mức độ khuyết tật).
• Hướng dẫn tự học: Học viên chủ động tra cứu các bảng chế độ hàn (Bảng 3-4, 3-5, 3-6) để thiết lập thông số tương ứng với từng chiều dày tấm ($0,4\text{ mm} \div 25\text{ mm}$), đối chiếu quy chuẩn dây hàn và điện cực theo tiêu chuẩn AWS trước khi tiến hành bài tập xưởng.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

Nội dung giáo trình phản ánh các tiêu chuẩn kỹ thuật công nghiệp và công nghệ hàn ứng dụng trong lĩnh vực đóng tàu:

graph TD
    A["Điểm nổi bật của giáo trình"] --> B["Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế<br/>• AWS A5.18: ER70S-2 đến ER70S-7<br/>• AWS A5.12: Điện cực Vonfram mã màu<br/>• ISO/R564: Que hàn phụ"]
    A --> C["Công nghệ hàn hiện đại<br/>• TIG xung (Pulsed TIG) hàn mỏng < 1mm<br/>• Nguồn AC sóng vuông hạn chế lẫn W<br/>• Hàn hồ quang chìm (SAW) tự động hóa"]
    A --> D["Ứng dụng thực tế ngành tàu thủy<br/>• Khống chế co ngót & biến dạng nhiệt<br/>• Bảo vệ khí Ar mặt trong ống bằng túi phồng<br/>• Dữ liệu máy công nghiệp WIM TG 160, Kemppi 2500"]

• Chuẩn hóa hệ thống vật liệu theo tiêu chuẩn quốc tế: Giáo trình cập nhật hệ thống phân loại dây hàn thép carbon theo tiêu chuẩn AWS (Hiệp hội Hàn Hoa Kỳ) từ ER70S-2 đến ER70S-7 (giới hạn bền kéo tối thiểu $72.000\text{ psi}$, giới hạn chảy $60.000\text{ psi}$, độ giãn dài $\ge 22%$), đồng thời phân loại điện cực Vonfram theo tiêu chuẩn AWS A5.12 thông qua mã màu nhận diện (EWP màu xanh lá cây, EWCe-2 màu da cam, EWLa-1 màu đen, EWTh-1 màu vàng, EWTh-2 màu đỏ, EWZr màu nâu, EWG màu xám) và quy cách que hàn phụ theo chuẩn ISO/R564.
• Tích hợp các quy trình công nghệ tiên tiến: Giáo trình đưa vào phương pháp hàn TIG xung (Pulsed TIG) với chu trình điều chỉnh độc lập giữa dòng đỉnh và dòng chân, cho phép giảm tích lũy nhiệt để thi công các tấm mỏng dưới $1\text{ mm}$ và hàn ống thành mỏng. Tài liệu cũng phân tích ưu thế của nguồn điện xoay chiều sóng vuông so với nguồn sóng hình sin cổ điển trong việc duy trì hồ quang và tránh nhiễm bẩn Vonfram khi hàn hợp kim nhôm đóng tàu.
• Gắn liền giải pháp hiện trường đóng tàu vỏ thép: Cung cấp các biện pháp công nghệ đặc thù như: phương pháp đặt túi chất dẻo bơm phồng bên trong ống để duy trì áp lực khí trơ bảo vệ ($> 1\text{ at}$) cho mặt trái mối hàn ống hàng hải; kỹ thuật đệm thuốc hàn ép bằng ống đàn hồi khi hàn lòng thuyền liên kết chữ T.
• Dữ liệu thiết bị thực tế: Cung cấp các thông số kỹ thuật và chế độ vận hành dựa trên các dòng máy hàn công nghiệp đang được sử dụng phổ biến tại các nhà máy đóng tàu Việt Nam, tiêu biểu như máy WIM TG 160 và Kemppi 2500.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

Nhóm đối tượng	Yêu cầu tiên quyết (Prerequisites)	Mục đích & Phương thức sử dụng
Sinh viên / Học viên • Hệ Trung cấp / Cao đẳng nghề • Ngành Công nghệ chế tạo vỏ tàu thủy • Ngành Hàn kết cấu kim loại / Cơ khí tàu thủy	• Vẽ kỹ thuật cơ khí & Đọc bản vẽ tàu thủy • Dung sai lắp ghép & Đo lường kỹ thuật • Vật liệu học kim loại (thép đóng tàu, hợp kim màu) • An toàn lao động cơ khí - nhiệt	Sử dụng làm tài liệu học tập chính khóa trên lớp và xưởng thực hành; tra cứu bảng chế độ dòng điện, điện áp, tốc độ hàn; thực hành thao tác các tư thế 1G, 2G, 2F, 3F và hàn ống.
Giảng viên chuyên ngành • Giảng viên Khoa Cơ khí / Đóng tàu • Giáo viên hướng dẫn thực hành xưởng	• Nắm vững tiêu chuẩn phân cấp tàu thủy • Chứng chỉ sư phạm nghề & Kỹ năng nghề hàn	Sử dụng làm giáo trình chuẩn để biên soạn giáo án lý thuyết, lập phiếu hướng dẫn luyện tập thực hành và xây dựng thang tiêu chí đánh giá kiểm tra 4 bài học.
Kỹ thuật viên & Thợ hàn • Công nhân đóng mới & sửa chữa tàu • Cán bộ kiểm tra chất lượng (QC)	• Kiến thức cơ sở về gia công kim loại tấm • Kinh nghiệm vận hành máy hàn hồ quang	Làm tài liệu tham khảo kỹ thuật tại xưởng: tra cứu công thức tính bền liên kết chịu tải mỏi, quy trình ram khử ứng suất và hướng dẫn chọn mác dây/khí bảo vệ AWS.

---

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng người học nào?

Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho học viên hệ Trung cấp nghề và sinh viên Cao đẳng chuyên ngành Công nghệ chế tạo vỏ tàu thủy, Hàn cơ khí và Công nghệ kỹ thuật đóng tàu. Nội dung cũng phù hợp cho công nhân kỹ thuật cần nâng cao tay nghề hàn vỏ tàu.

2. Cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Người học cần hoàn thành các môn học cơ sở: Vẽ kỹ thuật cơ khí (đọc hiểu bản vẽ khai triển kết cấu vỏ tàu), Vật liệu học cơ khí (thành phần và tính chất của thép carbon, thép hợp kim, nhôm), Dung sai lắp ghép và quy định an toàn lao động trong môi trường gia công cơ khí.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các giáo trình hàn đại cương là gì?

Giáo trình tập trung chuyên biệt vào các bài toán kỹ thuật của ngành đóng tàu: giải quyết vấn đề co ngót và biến dạng trên các tấm vỏ thép lớn, tính toán sức bền liên kết chịu tải trọng chu trình mỏi của sóng biển, kỹ thuật hàn lòng thuyền có đệm lót thuốc/đồng và kỹ thuật hàn ống dẫn hàng hải được bảo vệ khí trơ mặt sau bằng túi chất dẻo.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao?

Người học nên nghiên cứu phần lý thuyết cơ học và biến dạng ở Bài 1 và Bài 2 trước khi vào xưởng; khi thực hành, cần đối chiếu trực tiếp chiều dày phôi với các bảng tra cứu chế độ hàn (Bảng 3-4, 3-5, 3-6); quan sát kỹ hình thái vũng hàn đáy (hình nêm) theo mô tả kỹ thuật ở Bài 4 để kiểm soát độ ngấu.

5. Giáo trình có cung cấp tài liệu bổ trợ hoặc bảng tra kỹ thuật nào không?

Giáo trình đính kèm hệ thống bảng tra cứu kỹ thuật hoàn chỉnh:

• Bảng 1: Trị số ứng suất cho phép của mối hàn chịu tải tĩnh ($[\sigma]_k, [\sigma]_n, [\sigma]_c$).
• Bảng 2 & 3: Hệ số vật liệu $a, b$ và hệ số tập trung ứng suất $k$.
• Bảng 2-1: Chiều dày chi tiết tương ứng với các loại mối hàn SAW.
• Bảng 2-2 & 2-3: Thành phần hóa học, cơ tính dây hàn AWS ER70S và bảng lựa chọn khí bảo vệ.
• Bảng 2-7 & 2-8: Thành phần hóa học và mã màu nhận diện điện cực Vonfram theo AWS A5.12.
• Bảng 3-4, 3-5, 3-6: Thông số chế độ hàn giáp mối và mối hàn góc trong môi trường khí bảo vệ $\text{CO}_2$.

---

Kết luận

Giáo trình Hàn tàu vỏ kim loại (MĐ 13) cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện và có tính chuẩn hóa cao về công nghệ liên kết kim loại trong ngành đóng tàu thủy. Điểm cốt lõi của tài liệu là sự kết nối chặt chẽ giữa lý thuyết tính toán sức bền mối ghép chịu tải trọng tĩnh/mỏi, các biện pháp kiểm soát ứng suất - biến dạng nhiệt và kỹ năng thực hành vận hành các phương pháp hàn hiện đại (SAW, GMAW, GTAW).

Lộ trình học tập đề xuất:

1. Nắm vững nguyên lý ứng suất - biến dạng nhiệt và các biện pháp nắn nhiệt/ram cao (Bài 1).
2. Thực hiện tính toán kiểm tra bền cho từng dạng liên kết hàn giáp mối, hàn chồng, hàn góc (Bài 2).
3. Luyện tập kỹ năng vận hành hệ thống hàn hồ quang chìm và kỹ thuật lót đáy kết cấu tấm dày (Bài 3).
4. Hoàn thiện kỹ năng điều khiển súng hàn GMAW/MAG và mỏ hàn TIG trên các liên kết tấm và ống ở các tư thế 1G, 2G, 5G (Bài 4).

Tài liệu tham khảo bổ sung đề xuất: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép, các tiêu chuẩn quốc tế AWS D1.1 (Structural Welding Code - Steel), AWS A5.18, AWS A5.12 và tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của nhà sản xuất thiết bị hàn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Giáo trình: HÀN TÀU VỎ KIM LOẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II KHOA CƠ KHÍ GIÁO TRÌNH MĐ13 HÀN TÀU VỎ KIM LOẠI NGHỀ: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VỎ TÀU THỦY HỆ : TRUNG CẤP NGHỀ (Lưu hành nội bộ) THÀNH PHỐ HCM - 20. Hệ đào tạo: Trung cấp Trang 1/41 Giáo trình: HÀN TÀU VỎ KIM LOẠI CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN HÀN KIM LOẠI Tên mô đun: Hàn vỏ tàu kim loại Mã mô đun: MĐ 13 Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ; (Lý thuyết: 14 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 72 giờ; Kiểm tra: 04 giờ) I. VỊ TRÍ TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN: - Vị trí: + Là mô đun thuộc khối kỹ năng nghề, được bố trí học ở kì hai năm thứ nhất - Tính chất: + Là mô đun cơ cở nghề bắt buộc, mô đun này hình thành kỹ năng hàn làm cơ sở cho việc gia công lắp ráp vỏ tàu thuỷ. MỤC TIÊU MÔ ĐUN : - Sử dụng được các thiết bị, dụng cụ trong hàn hồ quang tay, hàn MIG, MAG.

- Hàn được các mối hàn đính trên mọi vị trí trong không gian và hàn được các mối hàn ở tư thế hàn ở vị trí 1G-2G,2F-3F. đạt yêu cầu kỹ thuật. - Thực hiện đúng các quy định về an toàn lao động. NỘI DUNG MÔ ĐUN : 1.

Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Thời gian Số Tên các bài trong mô đun Thực Kiểm tra* TT Tổng số Lý thuyết hành 1 Cơ bản về hàn vỏ tàu thuỷ 7 2 4 1 2 Gá lắp kết cấu hàn vỏ tàu 21 3 17 1 Hàn điện hồ quang tay ở vị trí 3 32 4 27 1 1G-2G. Hàn MIG- MAG ở vị trí 1G- 30 5 24 1 4 2G. Cộng 90 14 72 4 Hệ đào tạo: Trung cấp Trang 2/41 Giáo trình: HÀN TÀU VỎ KIM LOẠI Bài 1: CƠ BẢN VỀ HÀN VỎ TÀU THUỶ Các biện pháp kết cấu để giảm ứng suất khi hàn: Lựa chọn kim loại cơ bản và vật liệu hàn cho kết cấu. Không nên để các mối hàn giao nhau nhiều Số lượng và kích thước mối hàn chỉ nên vừa đủ.

Nên ưu tiên sử dụng các mối hàn giáp mối. Khi hàn giáp mối các tấm có chiều dày khác nhau, cần vát tấm dày hơn. Hàn các khối riêng rẽ, sau đó mới hàn thành kết cấu hoàn chỉnh (làm giảm ràng buộc lên co ngang mối hàn và giảm trạng thái ứng suất phẳng). · Cần tính đến khả năng bảo đảm việc dễ dàng việc cơ giới hoá công việc hàn (thông qua bố trí các mối hàn).

· Cần tăng cường sử dụng đồ gá hàn để đảm bảo chính xác trong lắp ghép và thực hiện đúng trình tự hàn. · Các biện pháp công nghệ giảm ứng suất, thực hiện trong quá trình hàn: Tăng năng lượng đường khi hàn các chi tiết không kẹp và thép dễ tôi nhằm tránh nứt (làm tăng thể tích vùng kim loại được nung, giảm tốc độ nguội). · Giảm chế độ nhiệt khi hàn các chi tiết được kẹp chặt nhằm tránh nứt. · Với các chi tiết được kẹp chặt và có chiều dày lớn, nên hàn nhiều lớp.

Kim loại đắp nên có tính dẻo cao. · Trình tự hàn nên đảm bảo cho các chi tiết ở trạng thái tự do, đặc biệt với các mối hàn giáp mối( có giá trị co ngang lớn). Trước tiên hàn các mối hàn giáp mối, sau đó mới đến các mối hàn góc. Với các vật hàn có dạng trụ rỗng, trước hết hàn các mối hàn dọc trước, sau đó đến các mối hàn theo chu vi · Không bố trí các mối hàn đính tại chỗ các mối hàn giao nhau.

· Để giảm ảnh hưởng của co ngang, cần giảm khe đáy của các mối hàn giáp mối và hàn ngấu chân mối hàn. · Cần hàn nhanh để đảm bảo kim loại nguội đều theo chiều dày và chiều dài mối hàn (hàn tự động và bán tự động). Các biện pháp công nghệ giảm ứng suất, thực hiện sau khi hàn: · Với các kết cấu quan trọng, để tăng khả năng làm việc của chúng, người ta thường tiến hành khử ứng suất dư sau khi hàn, đặc biệt khi đó là thép hợp kim hay thép có hàm lượng cacbon trung bình. – Ram cao toàn phần trong lò.

Nhiệt độ ram 600÷650oC. Thời gian giữ ở nhiệt độ ram 3min/1mm chiều dày. Sau đó chi tiết được để nguội tự do trong lò. – Ram cục bộ tới 600oC vùng quanh mối hàn bằng phương pháp nung cao tần hoặc mỏ nung khí cháy.

Phương pháp này không loại bỏ hoàn toàn nhung làm giảm ứng suất dư. · Khử ứng suất dư bằng phương pháp cơ học như kéo kết cấu tới giới hạn chảy, hoặc dùng rung động để phân bố lại ứng suất dư. Các biện pháp kết cấu giảm biến dạng hàn: Loại bỏ hàn bằng cách: a) biến dạng tạo hình tấm; b) dùng các chi tiết cán hoặc ép chảy Giảm biến dạng bằng cách đặt các mối hàn xung quanh trục trọng tâm Giảm biến dạng góc và co ngang thông qua: a) giảm khối lượng kim loại mối hàn; b) dùng mối hàn một lượt Hàn cân đối làm giảm mức độ biến dạng góc Các biện pháp công nghệ giảm biến dạng trong khi hàn: Lắp đối lưng để khống chế biến dạng Hệ đào tạo: Trung cấp Trang 3/41 Giáo trình: HÀN TÀU VỎ KIM LOẠI khi hàn hai chi tiết giống nhau a) hàn đính trước khi hàn b) dùng nêm đối với các chi tiết sẽ biến dạng khi tách ra sau khi hàn Các biện pháp công nghệ giảm biến dạng trong khi hàn: Các gân dọc ngăn uốn cong trong các liên kết tấm mỏng giáp mối Dùng hướng hàn để khống chế biến dạng a) Hàn phân đoạn nghịch b) Hàn gián đoạn Tạo trước biến dạng ngược các chi tiết để chúng có vị trí đúng sau khi hàn Uốn sơ bộ với các tấm đáy cứng và nêm, để điều tiết biến dạng góc tấm mỏng Dùng máy ép để nắn liên kết hàn chữ T bị uốn cong Nung cục bộ để nắn biến dạng Nung theo hình nêm để nắn thẳng tấm Nung theo điểm để nắn oằn Nung theo đường thẳng để nắn biến dạng góc mối hàn góc Hệ đào tạo: Trung cấp Trang 4/41 Giáo trình: HÀN TÀU VỎ KIM LOẠI Bài 2: GÁ LẮP KẾT CẤU HÀN VỎ TÀU Tïy theo h×nh d¹ng kÕt cÊu ta cã c¸c kiÓu mèi hµn: - Mèi hµn gi¸p mèi. - Mèi hµn chång.

C¸c mèi hµn cã thÓ tÝnh theo hai tr- êng hîp sau ®©y: C¨n cø theo t¶i träng t¸c dông lªn mèi hµn ®Ó t×m chiÒu dµi mèi hµn cÇn thiÕt, tõ ®ã thiÕt kÕ kÕt cÊu hµn. Khi thiÕt kÕ ph¶i xuÊt ph¸t tõ ®iÒu kiÖn søc bÒn ®Òu gi÷a mèi hµn vµ c¸c chi tiÕt ®- îc ghÐp. C¨n cø theo kÕt cÊu ®Ó ®Þnh kÝch th- íc mèi hµn råi nghiÖm l¹i theo øng suÊt. Trong tÝnh tÝnh to¸n søc bÒn ta gi¶ thiÕt r»ng chÊt l- îng c¸c mèi hµn ®¹t c¸c yªu cÇu kü thuËt.

øng suÊt cho phÐp C¸c mèi ghÐp hµn ®- îc tÝnh theo øng suÊt cho phÐp. TrÞ sè c¸c øng suÊt cho phÐp cña mèi hµn chÞu t¶i träng tÜnh cho trong B¶ng 1. Chó ý c¸c sè liÖu cho trong b¶ng nµy chØ dïng cho c¸c chi tiÕt lµm b»ng thÐp Ýt vµ võa c¸c bon hoÆc thÐp Ýt hîp kim vµ trong tr- êng hîp chÊt l- îng mèi hµn ®¹t c¸c yªu cÇu kü thuËt. Trong tr- êng hîp kÕt cÊu chÞu t¶i träng thay ®æi, c¸c trÞ sè øng cho phÐp lÊy trong B¶ng 1 ph¶i nh©n víi hÖ sè gi¶m øng cho phÐp    Ö sè  ®- îc x¸c ®Þnh nh- sau: 1 = (5.1) (ak  b) − (ak  b)r Trong ®ã: a vµ b - hÖ sè, lÊy theo b¶ng 2 k - hÖ sè tËp trung øng suÊt, lÊy theo b¶ng 3 r - hÖ sè tÝnh chÊt chu tr×nh  min r=  max  max ,  min - øng suÊt lín nhÊt vµ nhá nhÊt trong chi tiÕt cã kÓ ®Õn dÊu.

Trong c«ng thøc (1) c¸c dÊu ë phÝa trªn cña mÉu sè dïng khi øng suÊt lín nhÊt lµ kÐo, c¸c dÊu phÝa d- íi dïng khi øng suÊt lín nhÊt lµ nÐn. B¶ng 1 TrÞ sè øng suÊt cho phÐp cña mèi hµn chÞu t¶i träng tÜnh Hệ đào tạo: Trung cấp Trang 5/41 Giáo trình: HÀN TÀU VỎ KIM LOẠI Ph- ¬ng ph¸p hµn øng suÊt cho phÐp cña mèi hµn KÐo [  ],k NÐn [  ],n C¾t [  ], - Hµn hå quang tay, dïng que hµn  42 vµ  50 0,9[  ]k [  ]k 0,6[  ]k - Hµn khÝ - Hµn hå quang tù ®éng d- íi líp thuèc, hµn hå quang tay dïng que hµn  42 A [  ]k [  ]k 0,65[  ]k vµ  50 A - Hµn tiÕp xóc gi¸p mèi Hµn tiÕp xóc ®iÓm - - 0,6[  ]k Trong B¶ng 1, [  ]k - øng suÊt kÐo cho phÐp cña kim lo¹i ®- îc hµn khi chÞ t¶i träng tÜnh. B¶ng 2 HÖ sè a vµ b VËt liÖu a b ThÐp cacbon 0,75 0,3 ThÐp hîp kim thÊp 0,8 0,3 B¶ng 3 HÖ sè øng suÊt tËp trung k Lo¹i mèi hµn ThÐp cacbon ThÐp hîp kim thÊp Mèi hµn gi¸p mèi, khi hµn tù ®éng 1,0 1,0 Mèi hµn gi¸p mèi, khi hµn tay 1,2 1,4 Mèi hµn gãc, khi hµn tù ®éng 1,7 2,4 Mèi hµn gãc, khi hµn tay 2,3 3,2 Mèi hµn chång 3,4 4,3 Hệ đào tạo: Trung cấp Trang 6/41 Giáo trình: HÀN TÀU VỎ KIM LOẠI CÇn chó ý r»ng ph- ¬ng ph¸p chÝnh ®Ó chèng l¹i hiÖn t- îng mái trong mèi ghÐp hµn lµ c¸c biÖn ph¸p kÕt cÊu nh»m gi¶m øng suÊt tËp trung ë miÖng mèi hµn. NÕu trÞ sè  t×m ®- îc theo c«ng thøc (1) lín h¬n 1 th× lÊy  =   §iÒu nµy x¶y ra khi t¶i träng thay ®æi trÞ sè nh- ng kh«ng thay ®æi chiÒu (r  ) vµ còng chøng tá r»ng trong tr- êng hîp ®ã søc bÒn tÜnh cã t¸c dông quyÕt ®Þnh ®Õn mèi hµn.2 TÝnh mèi ghÐp hµn 5.

Mèi hµn gi¸p mèi (H×nh 5.1) Tr- êng hîp mèi hµn chÞu kÐo (nÐn) ta cã ®iÒu kiÖn bÒn: N N b N =  [  ], (5. Mèi hµn gi¸p mèi Trong ®ã: b vµ s - chiÒu dµi mèi hµn vµ chiÒu dµy tÊm ghÐp ( khi hµn c¸c tÊm cã chiÒu dµy kh¸c nhau th× s lÊy theo chiÒu dµy nhá). [  ], - øng suÊt kÐo nÐn cho phÐp cña mèi ghÐp (B¸ng 1) Khi cÇn t¨ng søc bÒn cña mèi ghÐp, cã thÓ dïng mèi hµn xiªn N N b (h×nh 5. §iÒu kiÖn bÒn cña  mèi hµn xiªn x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: H×nh 5.

Mèi hµn xiªn N sin  =  [  ], (5.3) bs Trong tr- êng hîp mèi hµn chÞu m« men uèn trong mÆt ph¼ng cña tÊm ghÐp ta cã ®iÒu kiÖn bÒn: Mu =  [  ], (5.