bao cao luan van phong BS

Do trong hiđrô còn tồn tại ở dạng các tinh thể ngậm nước ở dạng liên kết hóa học chứa gốc - OH do khi tạo hạt thuốc hàn hoặc trong môi trường có độ ẩm cao mà bằng phương pháp sấy khô thô

LỄ BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ở nước ta hiện nay công nghệ hàn tự động dưới lớp thuốc được ứng dụng rất rộng tuy nhiên thuốc hàn chủ yếu phải nhập

Một số cơ sở sản xuất chế tạo thử nhưng còn hạn chế, do chưa nghiên cứu đầy đủ các chỉ tiêu cơ bản cần thiết để nâng cao chất lượng thuốc hàn Một trong số các chỉ tiêu quan trọng này là hàm

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Do vậy luận văn đi sâu Nghiên cứu hàm lượng hiđrô trong mối hàn khi chế tạo thuốc hàn thiêu kết tương đương với loại F7A(P)4 theo AWS A5.17-80 và giải pháp để giảm thiểu hàm lượng

hiđrô

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 6 chương.

Sự phân bố của hiđrô trong thép

 Ảnh hưởng của hiđrô trong kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt khi hàn tự động dưới lớp thuốc bảo vệ

Nứt nguội trong kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt

Như vậy những ảnh hưởng có hại của hiđrô trong kim loại mối hàn:

- Giảm tính dẻo, tăng tính dòn của kim loại mối hàn và vùng gần mối hàn tạo nên “hiện tượng dòn hiđrô”;

- Tăng tính rỗ trong kim loại mối hàn;

- Tăng tính nứt của kim loại mối hàn trong quá trình kết tinh của mối hàn;

- Giảm độ dai va đập, bền mỏi của mối hàn và liên kết hàn

 Các giải pháp giảm thiểu hàm lượng hiđrô

 Làm sạch bề mặt vật hàn;

 Sấy khô thuốc hàn, dây hàn;

 Sử lý nhiệt sau khi hàn;

 Đưa vào trong thành phần thuốc hàn hợp chất có khả năng liên kết với hiđrô tạo thành hợp chất bền hơn và đi vào pha xỉ (điều chỉnh thành phần mẻ liệu thuốc hàn) Đó là huỳnh thạch (CaF2)

 Khi chế tạo: sấy khô kiệt

Vì hiđrô có trong hơi nước được liên kết bởi CaF2 theo phản ứng:

CaF2 + H2O → CaO + 2HF

Do trong hiđrô còn tồn tại ở dạng các tinh thể ngậm nước (ở dạng liên kết hóa học chứa gốc - OH) do khi tạo hạt thuốc hàn hoặc trong môi trường có độ ẩm cao mà bằng phương pháp sấy khô thông thường không loại bỏ hết.

Vi vậy khi nghiên cứu tạo đơn thuốc hàn có thành phần: CaF 2 , chế

độ sấy thuốc hàn, thời gian sấy là các thông số được điều chỉnh bằng các phương án thực nghiệm và thí nghiệm

Trên cơ sở nghiên cứu các nền tạo xỉ cho thuốc hàn từ đó đưa

ra cơ sở lựa chọn nền tạo xỉ cho thành phần mẻ liệu thuốc hàn bazơ là:

(CaO+MgO) – Al 2 O 3 – CaF 2 – TiO 2

Trong đó: + (CaO+MgO) chiếm khoảng 30%

+ Al 2 O 3 chiếm khoảng 30%

+ CaF 2 chiếm khoảng 15%

+ TiO 2 chiếm khoảng 25%

Thành phần hóa học chủ yếu của xỉ hàn,%

Hoạt tính (Hệ số Ba

zơ B) SiO 2 +TiO 2 CaO+MgO Al 3 O 2 +MnO CaF 2

F7A(P)4 OK Flux

10.71 20 ÷ 30 25÷35 25÷35 10÷20

Bazơ (B=1,6)

Đồng thời tham khảo thành phần theo tiêu chuẩn Hiệp hội hàn Mỹ AWS và hãng vật liệu hàn và thiết bị hàn ESAB (Thụy Điển)

Cân TP mẻ liệu

yes Kiểm tra Bao gói & bảo quản Loại No

 Sơ đồ nghiên cứu tổng quát

 Sơ đồ nghiên cứu của đề tài

Hàm lượng Hiđrô trong mối hàn và VAHN

Hàm lượng huỳnh thạch trong mẻ liệu thuốc hàn (CaF2)

Chế độ sấy thiêu kết thuốc hàn:

- Nhiệt độ thiêu kết.

- Thời gian thiêu kết

- Hàm lượng hiđrô trong kim loại mối hàn là hàm mục tiêu cần nghiên cứu – hàm số y.

- Sử dụng huỳnh thạch trong thuốc hàn để điều chỉnh hàm lượng hiđrô trong mối hàn: (CaF2) – x1

- Nhiệt độ thiêu kết thuốc hàn – x2

- Thời gian thiêu kết – x3.

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

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

Kế hoạch thực nghiệm trực giao bậc hai

Các biến số

Biến thực (không thứ nguyên) Biến mã hoá

Hàm lượng huỳnh thạch,

(%)

Z 1

Nhiệt độ sấy, (°C)

Z 2

Thời gian sấy thiêu kết, (phút)

Giá trị và khoảng biến thiên của các biến số

Mô tả phương pháp thí nghiệm

- Phương pháp đo:Xác định hàm lượng hiđrô trong kim loại mối hàn bằng phương pháp Glixerin tại phòng kỹ thuật nhà máy que hàn Việt Đức

Mẫu thí nghiệm được cân trước khi hàn là G1

Mô tả phương pháp thí nghiệm

Phôi thí nghiệm được cắt có kích thước như hình vẽ

Tiến hành hàn mẫu thí nghiệm từ thuốc hàn bazơ được chế tạo

thử nghiệm

Bắt đầu hàn và kết thúc từ vị trí cách đầu tấm đệm khoảng 20mm với dòng hàn 600A, điện áp hàn 30V, tốc độ hàn 60cm/phút, dây hàn dùng để hàn cho mẫu thử nghiệm, dây hàn là loại (EM12K) loại có đường kính φ 4

Mẫu sau khi hàn được nhúng trong dung dịch glixerin và đưa vào máy điều nhiệt ở nhiệt độ 450C trong thời gian 72 giờ Dùng bình đo khí để xác định thể tích khí hiđrô có trong 100g kim loại mối hàn

Mẫu thí

nghiệm được cân sau khi

đo thể tích là G2

Thể tích khí đo sau khi ngâm Glixerin

là V

Kế hoạch thực nghiệm và kết quả thí nghiệm

№ thí

nghiệm

Giá trị các biến thực Giá trị các mã hóa

Giá trị hàm mục tiêu – hàm lượng hiđrô trong mối hàn,

Thể tích khí hiđrô thu được trong ống nghiệm sau 72 giờ là V Vậy hàm lượng hiđrô trong 100(g) kim loại mối hàn được tính theo công thức.

Xử lý kết quả thực nghiệm

Các kết quả thực nghiệm được tiến hành xử lý theo phần mềm chuẩn đã trình bày ở trên cho kết quả phương trình hồi quy mô tả ảnh hưởng của các biến đầu vào đến hàm lượng hiđrô trong mối hàn như sau

Y1 = 4,192 – 0,3073X1 – 2,844X2 – 0,2302X3 + 0,011X1X3 – 0,102X2X3 + 0,717X12 + 1,477X22 + 0,063X32

Hệ số tương quan R2 = 0.998 cho thấy mô hình được mô tả chính xác cao

Vx85,85

+1,73

G -G H=

0,79

Biểu diễn các đường đặc tính và các kết luận khoa học

Hàm lượng hiđrô trong mối hàn phụ thuộc

vào hàm lượng huỳnh thạch CaF 2, % trong

Hàm lượng hiđrô trong mối hàn phụ thuộc

vào nhiệt độ sấy thiêu kết, °C

Hàm lượng hiđrô trong mối hàn phụ thuộc vào hàm lượng huỳnh thạch CaF 2 và thời gian sấy thiêu kết

Hàm lượng hiđrô trong mối hàn phụ thuộc

vào thời gian sấy thiêu kết, phút Hàm lượng hiđrô trong mối hàn phụ thuộc vào nhiệt độ

và thời gian sấy thiêu kết

Hàm lượng hiđrô trong mối hàn phụ thuộc vào hàm lượng huỳnh thạch và thời gian sấy ở nhiệt độ sấy thiêu kết

H 2

T = 550°C

Hàm lượng hiđrô trong mối hàn phụ thuộc vào hàm lượng huỳnh thạch và thời gian sấy ở nhiệt độ sấy thiêu kết

T = 700°C

H 2

Hàm lượng hiđrô trong mối hàn phụ thuộc vào hàm lượng huỳnh thạch và thời gian sấy ở nhiệt độ sấy thiêu kết

T = 850°C

H 2

Với các giá trị của các yếu tố đầu vào tìm được đã tiến hành thí nghiệm kiểm tra, kết quả kiểm tra cho thấy giá trị tính toán về hàm lượng hiđrô trong mối hàn so với thực nghiệm là đủ chính xác, sai lệch dưới 5%

Kết quả tối ưu của các biến đầu vào và hàm lượng hiđrô

Hàm lượng

huỳnh thạch,

(%) X1

Nhiệt độ sấy, (°C) X2

Thời gian sấy thiêu kết, (phút)

X3

Hàm lượng hiđrô trong mối hàn, cm3/100g

Hàm mục tiêu chính là hàm lượng hiđrô trong mối hàn Trong

trường hợp này nguyên tắc tối ưu là vừa đảm bảo tính kỹ thuật

(hàm lượng hiđrô thấp ≤ 4 cm3/100g) và tính kinh tế:

Y ≤ 4 cm3/100g;

và nhiệt độ thiêu kết, thời gian sấy thiêu kết tối thiểu

KẾT LUẬN

- Luận văn nghiên cứu một cách có hệ thống các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng hiđrô trong kim loại mối hàn và đề xuất giải pháp giảm thiểu hàm lượng hiđrô khi chế tạo thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ

- Xây dựng được các phương trình hồi quy mô tả ảnh hưởng của huỳnh thạch, chế độ sấy thiêu kết đến hàm lượng hiđrô trong mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt.

- Biểu diễn các đặc tính ảnh hưởng này qua đồ thị

- Xác định được hàm lượng huỳnh thạch và chế độ sấy thiêu kết hợp lý đảm bảo hàm lượng hiđrô trong mối hàn theo yêu cầu khi chế tạo thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ

- Các kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Kiến nghị: Kết quả nghiên cứu của đề tài mới chỉ là áp dụng với hệ xỉ bazơ trung bình B = 1,6, nếu có điều kiện nên nghiên cứu mở rộng cho một số loại thuốc hàn với hệ số bazơ phổ biến, để giúp cho các cơ sở sản

xuất vật liệu hàn có đầy đủ tài liệu tham khảo.