SLIDE BAO VE mạnh BS HC

Nhiệm vụ:- Phân tích, lựa chọn nền tạo xỉ và các chất đưa vào thành phần thuốc hàn với chỉ số bazơ hợp lý và sử dụng tối đa nguồn nguyên vật liệu trong nước.. - Nghiên cứu ảnh hưởng của

LỄ BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ HÀN

Người HDKH: TS VŨ HUY LÂN

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

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,

- Nhu cầu về thuốc hàn thiêu để hàn tự động các kết cấu thép cacbon có chất lượng cao ở trong nước rất lớn (khoảng 10.000 tấn – số liệu năm 2010).

- Tuy nhiên, ở Việt Nam việc sản xuất loại thuốc hàn chủ yếu còn trong giai đoạn thử nghiệm và nguyên liệu phải nhập phần lớn từ nước ngoài

Nhiệm vụ:

- Phân tích, lựa chọn nền tạo xỉ và các chất đưa vào thành phần thuốc hàn với chỉ số bazơ hợp lý và sử dụng tối đa nguồn nguyên vật liệu trong nước

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất tạo xỉ chủ yếu trong thành phần thuốc hàn đến tính công nghệ hàn của thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ trung bình F7A(P)2 theo tiêu chuẩn AWS A5.17 – 80.

- Xác định được hàm lượng các chất tạo xỉ chủ yếu trong thành phần thuốc hàn đảm bảo các chỉ tiêu công nghệ hàn khi chế tạo thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ F7A(P)2 theo tiêu chuẩn AWS A5.17-80.

KẾT CẤU CỦA LUẬN VĂN

Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục, danh mục các tài liệu tham khảo và danh mục các bảng biểu luận văn gồm có 5 chương và 16 tiết.

Hàn tự động dưới lớp thuốc

Hàn tự động dưới lớp thuốc

Thuốc hàn tự động dưới lớp thuốc

Giá thành

Thành phần hoá học

Tính ổn định hồ quang hàn

Tính bong

xỉ hàn

Chiều rộng mối hàn Chiều cao mối hàn Chiều sâu ngấu

Hệ số hình dạng mối hàn

Sơ đồ nghiên cứu đề tài

Tính ổn định hồ quang hàn

Thay đổi hàm lượng các chất chủ yếu

(MgO, Al2O3, CaF2, TiO2)

Hàm mục tiêu Dây hàn & thuốc hàn

Các chỉ tiêu đặc tính công nghệ hàn của thuốc hàn

Sự hình thành mối hàn

Tính bong

xỉ hàn

Chiều rộng mối hàn Chiều cao mối hàn Chiều sâu ngấu

Hệ số hình dạng mối hàn

Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần

thuốc hàn đến tính công nghệ hàn

Nền tạo xỉ hàn

- MnO – SiO 2 – CaO – (MgO) Nền tạo xỉ này có MnO tạo ra nhiều bụi gây ô nhiễm đến môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe của người công nhân.

- MnO – SiO 2 – FeO Nền tạo xỉ này sẽ làm giảm chất lượng kim loại mối hàn, do % O 2 còn lại trong kim

loại mối hàn (dạng hòa tan FeO) lớn.

- CaO – CaF 2 – TiO 2 Nền tạo xỉ này thích hợp cho hàn thép không gỉ, các thép cacbon kết cấu độ bền cao.

- CaO – CaF 2 – Al 2 O 3 Nền tạo xỉ này dùng để hàn đắp thép hợp kim trung bình và hợp kim cao.

Nguyên tắc chọn Nền tạo xỉ hàn

Nhiệt độ nóng chảy của xỉ hàn

Giản đồ trạng thái nhiệt độ của hệ xỉ hàn, °C

Độ nhớt của xỉ hàn

Độ sệt của xỉ ở nhiệt độ 1600°C, Pa.s

Sức căng bề mặt của hệ xỉ hàn ở 1600°C, J/m2

Sức căng bề mặt của xỉ hàn

Nền tạo xỉ được lựa chọn :

+ (CaO + MgO) chiếm khoảng 25%

+ Al 2 O 3 chiếm khoảng 30%

+ CaF 2 chiếm khoảng 15%

+ TiO 2 chiếm khoảng 30%

(CaO + MgO) – Al 2 O 3 – CaF 2 – TiO 2

Tỷ lệ và thành phần sơ bộ:

Các biến số

Biến thực, % (không thứ nguyên) Biến mã hoá

MgO,

Z1

Alumin (Al2O3),

Z2

Huỳnh thạch (CaF2),

Z3

Rutil (TiO2),

Ứng dụng quy hoạch thức nghiêêm

yi = b0 + b1x1 + + bixi + b12x1x2 + … + b11x1 2 +….+ biixi 2

- yi – là các hàm mục tiêu (chiều dài hồ quang, chiều rộng, chiều cao và chiều sâu nóng chảy và hệ số hình dạng mối hàn), mm.

- xi – là các biến đầu vào (% MgO, Al2O3, CaF2, TiO2 trong

mẻ liệu thuốc hàn), %.

Hàm mục tiêu

y i = f (x i )

Cụ thể: (Lhq, b, c, h, Ψmh) = f(MgO, Al2O3, CaF2, TiO2)

Mô hình đa thức bậc 2 (dạng phi tuyến)

Giá trị các biến số Hàm mục tiêu

MgO Alumin (Al

2O3)

Huỳnh thạch (CaF2) Rutil (TiO2)

Các chất còn lại

Chiều dài hồ quang tới hạn

l, mm

Chiều rộng mối hàn b, mm

Chiều cao mối hàn c, mm

Chiều sâu ngấu mối hàn h, mm

Hệ số hình dạng mối hàn

Ψmh

Công bong xỉ hàn bx, N/mm2

CHƯƠNG 3: NÔÔI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

của hãng Dosun DZ1000

CHƯƠNG 4: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM

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

MgO Alumin (Al

2O3) Huỳnh thạch (CaF2) Rutil (TiO2)chất còn Các

lại

Chiều dài hồ quang tới hạn

l, mm

Chiều rộng mối hàn b, mm

Chiều cao mối hàn c, mm

Chiều sâu ngấu mối hàn h, mm

Hệ số hình dạng mối hàn

Ψmh

Công bong xỉ hàn bx, N/mm2 ,

Biểu diễn các đường đăêc trưng

15.60 15.80 16.00 16.20 16.40

0.170 0.180 0.190 0.200 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250 0.260 0.270

15.60 15.70 15.80 15.90 16.00 16.10 16.20

Sự phụ thuộc của chiều dài hồ quang vào hàm lượng MgO, Al2O3, CaF2

với TiO2 = 25% trong mẻ liệu thuốc hàn

16.30 16.40 16.50 16.60

0.200 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250 0.260 0.270 0.280 0.290 0.300

M g O

16.30 16.40 16.50 16.60 16.70

0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250

16.30 16.40 16.50 16.60 16.70 16.80 16.90

C a F 2

16.50 17.00 17.50 18.00

Sự phụ thuộc của bề rộng mối hàn vào hàm lượng MgO, Al2O3, CaF2

với TiO =25% trong mẻ liệu thuốc hàn

3.850 3.900 3.950 4.000 4.050

M g O

3.850 3.900 3.950 4.000 4.050

A l2 O 3

3.80 3.90 4.00

C a F 2

3.800 3.850 3.900 3.950 4.000 4.050

T iO 2

Sự phụ thuộc của chiều cao mối hàn vào hàm lượng MgO, Al2O3, CaF2

với TiO2 = 25% trong mẻ liệu thuốc hàn

1.90 2.00 2.10 2.20 2.30

M g O

2.280 2.300 2.320 2.340 2.360 2.380 2.400 2.420

A l 2 O 3

2.310 2.320 2.330 2.340 2.350 2.360 2.370

C a F 2

2.300 2.350 2.400 2.450

0.200 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250 0.260 0.270 0.280 0.290 0.300

T iO 2

Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào hàm lượng MgO, Al2O3 ,CaF2

với TiO = 25% trong mẻ liệu thuốc hàn

Ảnh hưởng của các chất tạo xỉ đến hệ số

hình dạng mối hàn

4.10 4.20 4.30 4.40 4.50

0.170 0.180 0.190 0.200 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250 0.260 0.270

A l2 O 3

4.20 4.30 4.40 4.50 4.60

T i O 2

Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào hàm lượng MgO, Al2O3, CaF2

với TiO2 = 25% trong mẻ liệu thuốc hàn

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

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.

MgO Al2O3 CaF2 TiO2 X5 Lhq b c h Dmh iter log(D)

Hàm lượng các chất trong mẻ liệu thuốc hàn, %

Kết quả hàn kiểm nghiệm thuốc hàn có nền tạo xỉ nghiên cứu

KẾT LUẬN

- Xác định được hàm lượng các chất chủ yếu trong thành phần mẻ liệu

thuốc hàn thuộc nhóm đảm bảo tính công nghệ của thuốc.

- Ứng dụng quy hoạch thực nghiệm, xây dựng được các phương trình toán học mô tả ảnh hưởng của các chất chủ yếu trong thành phần mẻ liệu thuốc hàn khi hàn tự động đến tính ổn định của hồ quang, chiều rộng mối hàn, chiều cao mối hàn, chiều sâu ngấu, hệ số hình dạng mối hàn.

- 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

- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để thiết kế hoàn chỉnh thành phần

mẻ liệu thuốc hàn cần nghiên cứu.

- Các kết quả tìm được đã dùng để chế tạo thử nghiệm thuốc hàn F7A2-BK cho hồ quang cháy ổn định, hình thành mối hàn tốt, bề mặt sáng, vẩy hàn đều, xỉ hàn rất dễ bong, khuyết tật hàn trong phạm vi cho phép.

- Các kết quả và phương pháp nghiên cứu trong đề tài này có ý nghĩa quan trọng về lý thuyết và thực tiễn trong lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất vật liệu hàn

- Các kết quả nghiên cứu mới chỉ khảo sát ảnh

hưởng của các chất tạo xỉ chủ yếu trong mẻ liệu thuốc hàn đến các chỉ tiêu tính công nghệ hàn

- Để thiết kế hoàn chỉnh mẻ liệu thuốc hàn cần tiếp tục nghiên cứu các chất ảnh hưởng đến chỉ tiêu cơ tính, thành phần hóa học kim loại mối hàn và hàm lượng hiđrô trong mối hàn.

KIẾN NGHỊ