CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II ---------o0o--------- GIÁO TRÌNH CHẾ TẠO KẾT CẤU HÀN NGHỀ HÀN (Ban hành theo quyết định số397./QĐ-CĐHHII, ngày 04 tháng 08 năm 2021 của Hiệu trưởng Trường Cao Đẳng Hàng Hải II) (Lưu hành nội bộ) Tp. HCM, năm 2021 2 MỤC LỤC Trang I. Lời giới thiệu II. Mục lục 2 III.
Nội dung mô đun Bài 1: Chế tạo phôi hàn bằng mỏ cắt khí cầm tay 5 Bài 2: Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm bằng máy cắt khí 69 con rùa Bài 3: Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép ống bằng bằng máy 78 cắt khí chuyên dùng Bài 4: Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm bằng máy cắt 85 CNC Bài 5: Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm bằng máy cắt 99 plasma Bài 6: Mài mép hàn, mép cùn bằng máy mài cầm tay 109 Kiểm tra kết thúc mô đun 117 IV. Tài liệu tham khảo 119 3 CHẾ TẠO PHÔI HÀN Mã số mô đun: MĐ 11 I. VỊ TRÍ, Ý NGHĨA, VAI TRÒ CỦA MÔ ĐUN: Môđun Chế tạo phôi hàn là mô đun chuyên môn nghề, được bố trí sau khi học xong các môn học kỹ thuật cơ sở và trước khi họ c các mô đun chuyên môn nghề. Là môđun có vai trò rất quan trọng, người học được trang bị những kiến thức, kỹ năng chuẩn bị, chế tạo phôi liệu trước khi hàn.
MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN: - Xác định được phương pháp chế tạo phôi hàn đảm bảo tính kinh tế và kỹ thuật với từng loại kết cấu. - Nêu được thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của một số loại máy cắt thông dụng. - Nêu được các phương pháp khai triển hình học đơn giản - Tính toán khai triển phôi chính xác, đúng kích thước bản vẽ. - Vận hành sử dụng thành thạo các loại dụng cụ, thiết bị chế tạo phôi hàn.
- Cắt, vát mép, làm sạch phôi hàn đúng yêu cầu kỹ thuật - Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp. NỘI DUNG MÔ ĐUN: IV. Thời gian đào tạo (giờ) TT Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành tra* 1 Chế tạo phôi hàn bằng mỏ cắt khí cầm 40 24 15 2 tay 2 Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm 24 2 21 2 bằng máy cắt khí con rùa 3 Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép ống 22 2 19 2 bằng máy cát khí chuyên dùng 4 Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm 28 6 21 2 bằng máy cắt CNC 5 Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm 24 5 19 2 bằng máy cắt plasma 6 Mài mép hàn, mép cùn bằng máy mài cầm 8 1 6 2 4 tay 7 Kiểm tra kết thúc mô đun 4 8 Cộng 120 25 75 20 YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN. Kiểm tra đánh giá trước khi thực hiện mô đun: - Kiến thức: Đánh giá qua kết quả bằng cách vấn đáp hoặc trắc nghiệm kiến thức đã học có liên quan của môn học vẽ kỹ thuật, an toàn lao động, dung sai.
- Kỹ năng: Được đánh giá qua kết quả thực hiện khai triển hình học trên bảng trong nội dung môn vẽ kỹ thuật 2. Kiểm tra đánh giá trong khi thực hiện mô đun: Giáo viên hướng dẫn quan sát trong quá trình hướng dẫn thường xuyên về công tác chuẩn bị, thao tác cơ bản, bố trí nơi làm việc. Ghi sổ theo dõi để kết hợp đánh giá kết quả thực hiện môđun về kiến thức, kỹ năng, thái độ. Kiểm tra sau khi kết thúc mô đun: 3.
Về kiến thức: Căn cứ vào mục tiêu môđun để đánh giá kết quả qua bài kiểm tra viết, kiểm tra vấn đáp, hoặc trắc nghiệm đạt các yêu cầu sau: - Thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của từng phương pháp cắt phôi bị cắt. - Nguyên lý hoạt động, cách sử dụng và quy định về an toàn của các thiết - Cách dựng hình học, khai triển. - Kỹ thuật an toàn khi cắt khí. Về kỹ năng: Được đánh giá bằng kiểm tra trực tiếp các thao tác trên máy, qua chất lượng của bài tập thực hành đạt các kỹ năng sau: - Phân biệt đúng các loại vật liệu chế tạo phôi.
- Vận hành, sử dụng các loại thiết bị dụng cụ chế tạo phôi hàn thành thạo đúng quy trình. - Gá phôi hàn chắc chắn đúng nguyên tắc. - Cắt phôi dạng tấm, dạng thanh, dạng ống, dạng khối trên thiết bị dụng cụ cắt thông dụng. Vết cắt ít ba-via, nhẵn, đúng kích thước bản vẽ.
- Tổ chức nơi làm việc hợp lý khoa học, an toàn.3 Về thái độ: Được đánh giá qua quan sát, qua sổ theo dõi đạt các yêu cầu sau: - Chấp hành quy định bảo hộ lao động; - Chấp hành nội quy thực tập; - Tổ chức nơi làm việc hợp lý, khoa học; - Ý thức tiết kiệm nguyên vật liệu; - Tinh thần hợp tác làm việc theo tổ, nhóm. 5 BÀI 1: CHẾ TẠO PHÔI HÀN BẰNG MỎ CẮT KHÍ CẦM TAY Mã bài: 11.1 Giới thiệu: Khi chế tạo kết cấu, vật liệu ban đầu ở dạng tấm, dạng ống, dạng định hình theo tiêu chuẩn. Để tạo thành kết cấu người thợ phải khai triển hình dạng và tách chúng thành các chi tiết có kích thước và hình dáng theo yêu cầu. Công việc quan trong ở đây là quá trình cắt, hiện nay có nhiều phương pháp khác nhau từ hiện đại tới đơn giản; cắt phôi bằng mỏ cắt khí cầm tay là phương pháp cắt mang lại hiệu quả kinh tế cao vì thiết bị đơn giản, dễ thực hiện, nguồn khí có nhiều trong tự nhiên và dễ điều chế.
Theo nguồn thống kê của tổ chức kỹ thuật lao động và viện bảo hộ lao động, hiện nay chế tạo phôi bằng mỏ cắt khí cầm tay chiếm 57,8% tổng số công việc chế tạo phôi hàn. Mục tiêu: - Liệt kê được đầy đủ các loại dụng cụ, thiết bị cắt khí bằng mỏ cắt cầm tay. - Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của mỏ cắt, van giảm áp, chai chứa khí, máy sinh khí a-xê-ty-len, bình dập lửa tạt lại, ống dẫn khí. - Lắp ráp thiết bị, dụng cụ cắt khí đảm bảo an toàn, đúng tiêu chuẩn kỹ thuật.
- Vận hành và sử dụng thành thạo mỏ cắt khí cầm tay - Khai triển, tính toán phôi đúng hình dáng và kích thước của chi tiết. - Chọn chế độ cắt(chiều cao cắt, công suất ngọn lửa, tốc độ cắt, góc nghiêng mỏ cắt) hợp lý. - Gá kẹp phôi chắc chắn, đảm bảo thoát xỉ tốt. - Cắt được đường cắt thẳng, tròn đúng kích thước và đường cắt ít ba via.
- Chỉnh sửa phôi đạt hình dáng, kích thước theo yêu cầu kỹ thuật. - Thực hiện tốt công tác an toàn, phòng chống cháy nổ và vệ sinh công nghiệp. Tính toán hiệu suất sử dụng vật liệu. a) Khai triển phôi.
Khai triển phôi là “trải qua” chi tiết từ dạng hình không gian ra hình phẳng, sau đó tính toán, xác định các yếu tố công nghệ như: lượng dư gia công cơ, dung sai, độ biến dạng của kim loại v. rồi cắt ra các kích thước và hình dạng cần thiết để từ đó đem tạo hình thành các chi tiết yêu cầu. Trong thực tế có thể triển khai phôi theo ba phương pháp: phương pháp diện tích, phương pháp thể tích, phương pháp khối lượng, trong đó phương pháp diện tích thường được dùng hơn cả. Theo phương pháp này có thể triển khai phôi theo kích thước trong hay ngoài các chi tiết khi chi tiết đó có chiều dày S ≤ 0,5 mm; còn đối với 6 các chi tiết có chiều dày S > 0,5 mm thì phải triển khai theo đường trung bình.
Sau đó khai triển song chú ý bố trí phôi trên tấm thép để cắt hợp lý, tức là phải bố trí thế nào đó để đảm bảo hệ số sử dụng vật liệu lớn nhất mà không ảnh hưởng đến chất lượng phôi cắt ra. Điều này có ý nghĩa về kinh tế rất lớn trong sản xuất, đặc biệt là đối với dạng sản xuất loạt lớn hay hàng khối, bởi vì trong tổng giá thành của một chi tiết nào đó thì giá thành vật liệu có thể chiếm tới 60 ÷ 70%, đối với các vật liệu qúy có thể lớn hơn. Trong sản xuất cũng như trong kỹ thuật, người ta thường dùng hệ số để đánh giá mức độ sử dụng vật liệu. Hệ số này có thể tính theo công thức sau: F0 .100% F T ron g đ ó: F 0: Tổng diện tích các phôi bố trí trên mặt cắt.
F: Diện tích tấm cắt f: Diện tích của mỗi chi tiết (phôi) bố trí trên tấm cắt. n: Số lượng phôi (chi tiết) Trong thực tế sản xuất để chọn phương án cắt hợp lý người ta dùng giấy cứng (bìa hay cát tông .) cắt thành nhiều mẫu, rồi dùng những mẫu này xếp lên tấm thép để cắt, so sánh các phương án xếp và chọn lấy phương án tối ưu, tức là phương án có hệ số sử dụng vật liệu lớn nhất. Khi xếp phôi cần chú ý tới mạch nối (khoảng cách giữa các phôi và mép phôi với cạnh tấm cắt). Khoảng cách này cần phải đảm bảo sao cho khi cắt không có hiện tượng uốn (gấp) theo phôi để tránh hiện tượng kẹt hay có thể vỡ khuôn khi tạo hình.
Trị số mạch nối phụ thuộc vào chiều dày, tính chất của vật liệu, hình dạnh của phôi v. Trị số nhỏ nhất của mạch nối có thể lấy theo bảng 28.9 Trị số mạch nối Trị số mạch nối Trị số mạch nối Chiều dày của Chiều dày của (mm) (mm) phôi (mm) phôi (mm) a b a b 0,3 1,4 2,3 4 2,5 3,5 0,5 1,0 1,8 5 3,0 4,0 1,0 1,2 2,0 6 3,5 4,5 1,5 1,4 2,2 7 4,0 5,0 2,0 1,6 2,5 8 4,5 5,5 2,5 1,8 2,8 8 5,0 6,0 3 2,0 3,0 19 5,0 6,0 3,5 2,2 3,2 10 5,5 6,5 Chú thích: a: Mạch nối khi cắt các phôi nhỏ có hình dạng đơn giản. b: Mạch nối khi cắt các phôi lớn có hình dạng phức tạp. b/ Nắn Việc nắn phẳng các tấm thép phổ biến nhất là bằng phương pháp cơ khí và được thực hiện trên các máy nắn vạn năng hay chuyên dùng.
Đối với các tấm thép cacbon có chiều dày S ≤ 10 mm thường tiến hành nắn ở trạng thái nguội có chiều dày S > 10 mm và các tấm hợp kim phải tiến hành nắn ở trạng thái nóng. Dù nắn trên bất kỳ thiết bị nào, ở trạng thái nóng hay trạng thái nguội, sau khi nắn xong, yêu cầu độ không phẳng của tâm không quá lớn hơn 1 mm mét chiều dài của tâm. c/ Lấy dấu và đánh dấu Tấm thép sau khi được nắn xong, tiến hành xép phôi lên đó để chọn lấy phương án tối ưu.