Trinh chieu bao cao luan van thac si KIEN(2)

đã nghiên cứu và chế tạo thử thuốc hàn gốm hệ axit AR Ôxit nhôm – Rutil Để có thể mau chóng tự sản xuất được các loại thuốc hàn chất lượng cao các thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ đáp ứng ch

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Đề tài:

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ HÀN ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH MỐI HÀN VÀ LƯỢNG THUỐC HÀN NÓNG CHẢY KHI CHẾ TẠO THUỐC HÀN THIÊU KẾT TƯƠNG ĐƯƠNG LOẠI F7A(P)2 THEO AWS A5.17- 80

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ HUY LÂN

HỌC VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN THÀNH KIÊN

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ HÀN

B¸o c¸o LUËN V¡N TH¹C SÜ kü thuËt

Trang 2

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Ở nước ta hiện nay công nghệ hàn tự động dưới lớp thuốc được ứng dụng rất rộng rãi đặc biệt là trong lĩnh vực đóng tàu và chế tạo kết cấu thép, Tuy nhiên, thuốc hàn chủ yếu còn phải nhập từ nước ngoài

trong nước như Công ty Cổ phần Que hàn điện Việt Đức, công ty sản xuất vật liệu hàn Nam Triệu, đã nghiên cứu và chế tạo thử thuốc hàn gốm hệ axit AR (Ôxit nhôm – Rutil)

Để có thể mau chóng tự sản xuất được các loại thuốc hàn chất lượng cao (các thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ) đáp ứng cho việc chế tạo các kết cấu hàn chất lượng cao bằng nguyên vật liệu trong nước để hàn tự động kết cấu thép

Nội dung cụ thể của luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu ảnh

hưởng của chế độ hàn đến sự hình thành mối hàn và lượng thuốc hàn nóng chảy khi chế tạo thuốc hàn thiêu kết tương đương loại F7A(P)2 theo AWS A5.17-80”

Trang 3

Nội dung

 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THUỐC HÀN THIÊU KẾT

 Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ THUỐC HÀN

 Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

 Chương 4: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM

 Chương 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN

HỢP LÝ

 Kết luận và kiến nghị

Trang 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THUỐC HÀN THIÊU KẾT

 Nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn trên Thế giới

Hiện nay trên thế giới sản xuất nhiều mác thuốc hàn khác

nhau, tuy nhiên theo phương pháp chế tạo và công nghệ có thể chia làm 3 loại chủ yếu: thuốc hàn nung chảy, thuốc hàn gốm

(nhiệt độ sấy ≤ 500°C) và thuốc hàn thiêu kết (nhiệt độ thiêu kết

> 500 °C) Thuốc hàn nung chảy được dùng nhiều ở Liên bang Nga, Trung Quốc Còn thuốc hàn gốm, thuốc hàn thiêu kết được dùng nhiều ở Thụy Điển, Hàn Quốc, Mỹ, Đài Loan

Trang 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THUỐC HÀN THIÊU KẾT

 Nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn ở Việt Nam

Ở việt nam chủ yếu chỉ sản xuất que hàn điện và dây

hàn, còn thuốc hàn chủ yếu phải nhập ngoại Để giải quyết

vấn đề này, một số viện nghiên cứu và cơ sở sản xuất vật liệu hàn đã tiến hành nghiên cứu và chế tạo thuốc hàn gốm Tuy nhiên, kết quả đạt được và mức độ triển khai ứng dụng thực

tế còn rất khiêm tốn VD như Công ty CP Que hàn điện Việt Đức, Bộ Công Thương đã nghiên cứu đề tài về thuốc hàn gốm mác F7-VD (hoặc AR-7) (2008), kết quả tuy đã được sản xuất thử, nhưng còn một số hạn chế nên chưa thể triển khai sản

xuất với qui mô công nghiệp và đây là loại thuốc hàn hệ axit dùng để hàn các kết cấu thép yêu cầu chất lượng thông

thường

Trang 6

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ THUỐC HÀN

Lượng thuốc hàn nóng chảy

Chiều rộng mối hàn Chiều cao mối hàn Chiều sâu ngấu mối hàn

Hệ số hình dạng mối hàn

1.Thuốc hàn F7A2 - Dây hàn EL8

Quá trình hàn SAW Hàm mục tiêu

Hình dạng và kích thước mối hàn

 Sơ đồ nghiên cứu của đề tài

Trang 7

CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Theo các số liệu lý thuyết và tiên nghiệm, mô hình có dạng đa thức bậc 2 như sau

Yi = b0 + b1X1 + + biXi + b12X1X2 + … + b11X12 +….+ biiXi2

Trong đó:

yj – là các hàm mục tiêu (hình dạng mối hàn: b, c, h; lượng thuốc nóng chảy)

xi - là các biến đầu vào (các thông số chế độ hàn (I, U,Vh))

Để xác định được mô hình thì phải xác định được các hệ số bi

và bậc của đa thức Phương pháp xác định các hệ số của các phương trình hồi quy dựa trên phương pháp bình phương bé nhất

 Lựa chọn mô hình, các biến, các hàm mục tiêu

Trang 8

Kế hoạch thực nghiệm bậc hai trực giao (với biến mã hóa )

Trang 9

Mô tả phương pháp các thí nghiệm

 Điều kiện thí nghiệm

Trong khuôn khổ của luận văn, tác giả nghiên cứu ở vị trí mối hàn điển hình 1G, chọn chế độ hàn được tính toán sơ bộ ở vị trí hàn bằng theo tiêu chuẩn AWS, với đường kính dây hàn là 4.0

mm

 Vật liệu mẫu hàn và dây hàn

Thành phần hoá học của thép hàn SM400B, (%):

0.06 ~ 0.12 0.35 ~ 0.60 0.10 max 0.025 max 0.025 max

Thành phần hoá học của dây hàn EL8, (%):

0,10 0,25÷0,60 0,07 0,030 max 0,030 max 0,35

Trang 10

Sử dụng máy hàn tự động dưới lớp thuốc của hãng

Dosun DZ1000 (Trung Quốc)

Trang 11

CHƯƠNG 4: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM

Sau khi chọn được giá trị và khoảng biến thiên của các

thông số chế độ hàn để hàn thuốc F7A2 ta có

Giá trị và khoảng biến thiên của các yếu tố

Các biến số

Cường độ dòng điện hàn I, (A)

Điện áp hàn U, (V)

Trang 12

Kế hoạch thực nghiệm thí nghiệm trực giao bậc 2

Y1

Chiều cao mối hàn,

Y2

Chiều sâu ngấu,

Y3

Hệ số hình dạng,

Y4

Lượng thuốc nóng chảy,

Trang 13

Các thông số chế độ hàn chủ yếu được tính toán và hàn kiểm tra đạt ổn định có các giá trị như sau:

+ Đường kính dây hàn: 4,0 mm (khi nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước dây hàn sẽ sử dụng thêm: d = 2,4 mm và

Trang 14

Trang 15

Chiều cao mối hàn,

Y2

Chiều sâu ngấu,

Y3

Hệ số hình dạng,

Y4

Lượng thuốc nóng chảy,

Trang 16

CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ

Sử dụng phương pháp bình phương nhỏ nhất và các nội dung phân tích hồi quy, phân tích phương sai để xác định các

hệ số của phương trình hồi quy (dạng đa thức) Ứng dụng

phần mềm xác định các hệ số của phương trình hồi quy được thực hiện theo phần mềm MODDE 5.0

Trang 17

Mô hình chiều rộng mối hàn

b Coeff SC Std Err P Conf int(±)

Trang 18

Mô hình chiều cao đắp mối hàn

Trang 19

Mô hình chiều sâu ngấu mối hàn

Trang 21

Mô hình lượng thuốc hàn nóng chảy vào chế độ hàn

Trang 22

Sự phụ thuộc của chiều rộng

mối hàn vào cường độ dòng

Trang 23

mối hàn vào điện áp hàn

 Biểu diễn các đường đặc trưng

Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào I và Vh

Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào chế độ hàn

Trang 24

mối hàn vào vận tốc hàn

Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào U và Vh

Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào chế độ hàn

Trang 25

Sự phụ thuộc của chiều cao

đắp mối hàn vào cường độ

dòng điện hàn

Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào I và U

Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào chế độ hàn

Trang 26

đắp mối hàn vào điện áp hàn

Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào I và Vh

Trang 27

đắp mối hàn vào vận tốc hàn

Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào U và Vh

Trang 28

Sự phụ thuộc của chiều sâu

ngấu mối hàn vào cường độ

dòng điện hàn

Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào I và U

Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào chế độ hàn

Trang 29

ngấu mối hàn vào điện áp hàn

Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào I và Vh

Trang 30

ngấu mối hàn vào vận tốc hàn

Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào U và Vh

Trang 31

Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào chế độ hàn

Trang 32

Sự phụ thuộc của hệ số hình

dạng mối hàn vào điện áp hàn

Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào I và Vh

Trang 33

Sự phụ thuộc của hệ số hình

dạng mối hàn vào vận tốc hàn

Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào U và Vh

Trang 34

Sự phụ thuộc của lượng thuốc

nóng chảy vào cường độ dòng

điện hàn

Sự phụ thuộc của lượng thuốc nóng chảy vào I và U hàn

Sự phụ thuộc của lượng thuốc hàn nóng chảy vào chế độ hàn

Trang 35

nóng chảy vào điện áp hàn

Sự phụ thuộc của lượng thuốc nóng chảy vào I và Vh hàn

Sự phụ thuộc của lượng thuốc hàn nóng chảy vào chế độ hàn

Trang 36

nóng chảy vào vận tốc hàn

Sự phụ thuộc của lượng thuốc nóng chảy vào U và

Trang 37

bazơ thấp (B ≈ 1,1) lên sự hình thành mối hàn và các kích

thước cơ bản của mối hàn

+ Các đồ thị cho ta thấy khi hiệu điện thế tăng thì khối lượng thuốc hàn tiêu thụ sẽ tăng, cường độ dòng điện hàn tăng thì khối lượng thuốc hàn tiêu thụ sẽ tăng và vận tốc hàn tăng thì khối lượng thuốc hàn tiêu thụ sẽ giảm

 Kết luận

Trang 38

Trong các bài toán này việc giải bài toán là tìm ra được các giá trị của các biến đầu vào thỏa mãn giá trị hàm mục tiêu cho trước.Xác định các thông số chế độ hàn hợp lý, trên cơ sở các ràng buộc.+ Tường minh: 550 ≤ I ≤ 850 ;

24 ≤ U ≤ 40 ;

12 ≤ Vh ≤ 36 ;

+ Ẩn: đối với hàn tự động dưới lớp thuốc, yêu cầu hệ số hình dạng mối hàn thường ψmh = 7 ÷ 10, tuy nhiên đối với thuốc hàn bazơ thì khả năng hình thành mối hàn có giảm, nên thường lựa chọn hệ số hình dạng mối hàn thấp hơn

Ở đây ta chọn hàm mục tiêu để tối ưu:

6,0 ≤ ψmh = b/c (Y4) ≤ 10

Và lượng thuốc hàn tiêu hao (lượng thuốc hàn nóng chảy trên

lượng kim loại dây hàn (kim loại đắp)

0,7 ≤ Gx ≤ 1,3

Vậy ta chọn các thông số chế độ hàn thỏa mãn 2 tiêu chí trên

Trang 39

 Xây dựng bản hướng dẫn sử dụng thuốc hàn thiêu kết F7A2

Khoảng giá trị của các thông số chế độ hàn hợp lý cho dây hàn d = 4,0mm

cường độ dòng điện thấp có thể xảy ra rỗ xỉ

- Trước khi hàn cần sấy thuốc hàn ở nhiệt độ từ 300°C ÷ 350°C trong thời gian 1÷ 1,5 giờ để tránh rỗ khí

Trang 40

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

 Kết luận:

Đề tài đã nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố chế độ hàn đến sự hình thành mối hàn và lượng thuốc nóng chảy Kết quả và ý nghĩa khoa học và thực tiễn có thể tóm tắt một số điểm chủ yếu sau đây:

- Ảnh hưởng của các thông số chế độ hàn đến sự hình thành mối hàn

và lượng thuốc nóng chảy.

- Ứng dụng quy hoạch thực nghiệm, xây dựng được các phương trình toán học mô tả ảnh hưởng của các thông số chế độ hàn chủ yếu khi

hàn tự động dưới lớp thuốc đến các kích thước mối hàn và lượng thuốc nóng chảy với sự tương thích cao

- Sự mô tả dạng 2D và 3D các quan hệ toán học nghiên cứu được

phản ánh trực quan các kết quả nghiên cứu và cho thấy phù hợp với lý thuyết

- Xây dựng được bảng hướng dẫn sử dụng loại thuốc hàn nghiên cứu được đảm bảo chất lượng hình thành mối hàn với lượng tiêu hao thuốc hàn hợp lý.

- Các kết quả nghiên cứu của đề tài vừa có ý nghĩa khoa học, tính

mới, vừa có giá trị thực tiễn cao

Trang 41

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

 Kiến nghị:

- Các kết quả nghiên cứu mới chỉ khảo sát cho phương

pháp hàn tự động dưới lớp thuốc ở tư thế hàn bằng và liên kết hàn giáp mối, để mở rộng phạm vi ứng dụng nên nghiên cứu cho tư thế hàn khác và liên kết hàn góc

- Để mở rộng phạm vi ứng dụng nên nghiên cứu với các

đường kính dây hàn khác, khi đó sẽ có bộ số liệu đầy đủ hơn

Trang 42

42

Định dạng
Số trang	42
Dung lượng	11,57 MB