Ảnh hưởng của mã răng lược đến biến dạng góc khi hàn tấm tôn bao vỏ tàu thủy

Bài báo này công bố kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của mã răng lược đến biến dạng góc do quá trình hàn gây ra khi hàn nối tấm tôn bao tàu thủy. Nghiên cứu được thực hiện theo quy trình hàn R-31/PA với các phôi hàn có chiều dài khác nhau và thực tế trên sản phẩm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của mã răng lược đến biến dạng góc khi hàn tấm tôn bao vỏ tàu thủyTạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sảnSố 1/2015THOÂNG BAÙO KHOA HOÏCẢNH HƯỞNG CỦA MÃ RĂNG LƯỢC ĐẾN BIẾN DẠNG GÓCKHI HÀN TẤM TÔN BAO VỎ TÀU THỦYEFFECT OF CARLING TO AN ANGULAR DISTORTIONWHILE WELDING OF SHIP HULLBùi Văn Nghiệp1Ngày nhận bài: 01/12/2014; Ngày phản biện thông qua: 22/12/2014; Ngày duyệt đăng: 10/2/2015TÓM TẮTBài báo này công bố kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của mã răng lược đến biến dạng góc do quá trình hàn gây ra khihàn nối tấm tôn bao tàu thủy. Nghiên cứu được thực hiện theo quy trình hàn R-31/PA với các phôi hàn có chiều dài khácnhau và thực tế trên sản phẩm. Kết quả nghiên cứu cho thấy tại vị trí gắn mã răng lược có biến dạng góc bằng không vàđộ lớn biến dạng góc tăng dần về hai đầu tự do của phôi. Biến dạng góc và biến dạng dọc xảy ra đồng thời và độ lớn củachúng tỉ lệ thuận với chiều dài mối hàn làm cho phôi hàn bị cong ngược như hình parabol theo trục mối hàn. Trong khi đótrên sản phẩm thực tế thì biến dạng góc và biến dạng dọc chỉ xảy ra cục bộ trong khoảng giữa hai mã răng lược với độ lớnnhỏ hơn nhiều so với các trường hợp hàn trên phôi mẫu.Từ khóa: biến dạng góc, biến dạng dọc, mã răng lượcABSTRACTThis paper performs results of study on effects between the carling and an angular distortion while welding of shiphull. The experiments were conducted on the R-31/PA welding proceduce and specifications with different lengths of buttedweld and actual product. The result shows that: at the carling position, the angular distortions are zero and they go uptowards the free ends of the butted weld. The angular and longitudinal distortions happen simultaneously and directlyproportional to the lenghth of butted weld that make the butted plate are changed shape like the parabol. Beside that onthe actual product: angular and longitudinal distortions only happen partial between two carling and they are less thanon the samples.Keywords: angular distortion, longitudinal distortion, carlingI. ĐẶT VẤN ĐỀNgày nay, các nhà máy đóng tàu thủy hiện đạiáp dụng phương pháp đóng tàu theo phân tổngđoạn. Phương pháp này cho phép thực hiện chếtạo con tàu từ các chi tiết nhỏ nhất đến cụm chi tiết,đến phân đoạn, đến tổng đoạn và ghép nối thànhtàu. Theo quá trình này, công việc chế tạo tàu sẽnhanh hơn, dễ thực hiện hơn và đặc biệt là có thểcẩu lật liên tục để chuyển các mối hàn về tư thế hànbằng để áp dụng các phương pháp hàn tự động,nâng cao năng suất, giảm độc hại cho con ngườivà môi trường.Tuy nhiên, theo kết quả nghiên cứu [9], chodù áp dụng phương pháp hàn nóng chảy nào thì1biến dạng do nhiệt cũng xảy ra. Các nghiên cứutrước [1,2,3,4,5,6,9] cũng khẳng định rằng vấn đềứng suất và biến dạng trong và sau khi hàn là vấnđề rất phức tạp trong ngành kỹ thuật tàu thủy. Đặcbiệt khi hàn nối các tấm tôn bao vỏ tàu với nhau,nhiều kiểu biến dạng xảy ra đồng thời, trong đó biếndạng góc có giá trị lớn nhất [9], gây ảnh hưởng lớnđến chất lượng mối hàn và kết cấu hàn.Để hạn chế biến dạng góc khi hàn nối tấm tônbao tàu thủy, tăng cường độ cứng vững của mối hànđính và làm phẳng bề mặt mối ghép, các nhà máyđóng tàu thủy sử dụng mã răng lược nằm vuônggóc hoặc xiên 450 với đường hàn gia cường vàomối ghép. Sau khi hàn, mã răng lược được tháo dỡ.ThS. Bùi Văn Nghiệp: Khoa Kỹ thuật giao thông - Trường Đại học Nha TrangTRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 35Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sảnSố 1/2015Hình 1. Ví dụ ứng dụng của mã răng lược khi ghép nối phân tổng đoạn tàu thủyảnh hưởng giữa mã răng lược và biến dạng góc khihàn tấm tôn bao vỏ tàu thủy. Kết quả nghiên cứu nàycó thể làm cơ sở dữ liệu để thực hiện mô phỏng sốquá trình hàn nhằm giảm thiểu chi phí thực nghiệm.Theo lý thuyết và thực tế trong khi hàn, biếndạng xảy ra là do sự giãn nở và co ngót không đềucủa vật liệu. Điều đó sinh ra ứng suất dư và hìnhthành nên biến dạng dư. Nói cách khác ứng suấtgây ra biến dạng và nếu sau khi hàn biến dạng xảyra tự do thì không còn ứng suất dư và ngược lại nếubiến dạng không xảy ra thì sẽ tồn tại ứng suất dưbên trong kết cấu hàn.Như vậy, việc các nhà máy đóng tàu sử dụngmã răng lược để hạn chế biến dạng góc có hợp lýhay không và nên bố trí mã răng lược nằm ở vị trínào thì phù hợp là vấn đề cần phải làm rõ.Đã có rất nhiều nhà khoa học quan tâm nghiêncứu vấn đề ứng suất và biến dạng trong quá trìnhhàn nhưng chưa có nghiên cứu nào đề cập đến vấnđề ảnh hưởng của mã răng lược. Bên cạnh việcnghiên cứu các yếu tố khác ảnh hưởng đến biếndạng góc khi hàn tấm tôn bao vỏ tàu thủy, bằngcác nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệmtrên phôi mẫu, tác giả đã tìm được mối quan hệII. ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁPNGHIÊN CỨU1. Đối tượng nghiên cứuNghiên cứu sự ảnh hưởng của mã răng lượcđến biến dạng góc khi hàn tấm tôn bao vỏ tàu thủyđược thực hiện với mối ghép giáp mối, tư thế hànbằng do quá trình hàn hồ quang tay gây ra. Quytrình hàn lựa chọn n ...