Nghiên cứu hàn đắp thép dụng cụ bằng công nghệ hàn tigv

THUẬT NGỮ SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN A Diện tích vũng hàn a Độ dẫn nhiệt c Nhiệt dung riêng C.R Tốc độ nguội qđ Năng lượng đường h Hiệu suất hồ quang Hm-Hc Gia số Enthalpy k Hệ số dẫn nhiệt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

- Bùi Thị Tuyết Nhung

NGHIÊN CỨU HÀN ĐẮP THÉP DỤNG CỤ BẰNG CÔNG NGHỆ

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những kết quả trong luận văn là do bản thân tôi thực hiện dựa trên sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn khoa học và các tài liệu tham khảo trích dẫn

Học viên

Bùi Thị Tuyết Nhung

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Hoàng Tùng đã tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu trong quá trình nghiên cứu và làm luận văn Tiến sĩ đã giành nhiều thời gian, công sức giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn này

Tác giả xin chân thành cảm ơn tới các Thầy giáo trong Bộ môn Hàn và Công nghệ kim loại – Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, các Thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Hàn – Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định cùng bạn bè và đồng nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn cũng như toàn bộ khóa học

Học viên

Bùi Thị Tuyết Nhung

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

MỤC LỤC 3

THUẬT NGỮ SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN 11

CÁC CHỮ VIẾT TẮT 13

LỜI NÓI ĐẦU 14

Chương I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 15

1.1.Tình hình nghiên cứu hàn TIG dùng để hàn nói chung và dùng để hàn thép dụng cụ nói riêng ở trong nước và ngoài nước 15

1.1.1 Tổng quan về hàn và hàn TIG 15

1.1.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng hàn TIG ở Việt Nam 16

1.1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng hàn TIG ở nước ngoài 17

1.2 Mục đích nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu hàn đắp thép dụng cụ, thép kết cấu bằng công nghệ hàn TIG có bù bằng dây hàn lõi bột” 18

1.3 Nội dung nghiên cứu đề tài 19

1.4 Phương pháp nghiên cứu đề tài 19

Chương 2: LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ CÔNG NGHỆ HÀN TIG 20

2.1 Nguyên lý hàn TIG, đặc điểm 20

2.1.1 Nguyên lý hàn TIG 20

2.1.2 Đặc điểm 21

2.2 Nguồn nhiệt hàn TIG 21

2.2.1 Các nguồn nhiệt hàn theo quan điểm truyền nhiệt 21

2.2.2 Nguồn nhiệt hàn TIG 22

2.4.3 Ảnh hưởng của kỹ thuật hàn 30

Chương 3: TRƯỜNG NHIỆT ĐỘ KHI HÀN ĐẮP BẰNG HÀN TIG 32

3.1 Nguyên tắc chung khi tính toán nhiệt độ khi hàn đắp các bề mặt khuôn bằng công nghệ hàn TIG 32

3.3.1 Nguồn nhiệt khối cầu trên tấm dày có kích thước hữu hạn 40

3.3.2 1 Tính chất vật lí của vật liệu 44

3.3.2.2 Chọn phương pháp hàn 45

3.3.4 Mẫu và vật liệu thí nghiệm 46

3.3.5 Mô phỏng hình dạng vũng hàn 47

3.3.5.1 Ảnh hưởng các thông số nguồn nhiệt tới hình dạng hình học vũng hàn 47

3.3.5.2 Nguồn nhiệt khối elipsoid kép trong vật bán vô hạn 47

3.3.5.3 Nguồn nhiệt khối elipsoid kép trong tấm dày hữu hạn 49

3.3.6 Phân bố trường nhiệt độ 51

3.3.7 So sánh kết quả tính toán và thực nghiệm hình dạng vũng hàn 54

3.3.8 Kết luận 55

Chương 4: CÔNG NGHỆ HÀN ĐẮP THÉP DỤNG CỤ 56

4.1 Khái niệm về thép dụng cụ 56

4.2 Phân loại và công dụng thép dụng cụ 57

4.3.Thép dụng cụ chế tạo khuôn mẫu 61

4.3.1 Yêu cầu thép làm khuôn 61

4.3.2 Thép chế tạo khuôn dập nguội 62

4.3.3 Thép chế tạo khuôn dập nóng 63

4.3.4 Thép dụng cụ chế tạo khuôn mẫu ở Việt Nam 64

4.3.4.1 Bảng 4.5 thành phần hóa học thép dụng cụ 9XC 65

4.3.4.2 Bảng cơ tính của thép 9XC 65

4.3.4.3 Vai trò của nguyên tố hợp kim trong thép 9XC 66

4.4 Tính hàn của thép dụng cụ chế tạo khuôn mẫu 67

4.4.1 Tính hàn của thép hợp kim 68

4.4.1.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến tính hàn 68

4.4.1.2 Qui trình tổng quát để xác định tính hàn và yêu cầu nung sơ bộ 70

4.4.1.3 Nung sơ bộ để cải thiện tính hàn của thép: 73

4.4.1.4 Cácbit trong thép làm khuôn dập nóng và đặc tính của chúng 73

4.4.2 Tính hàn của thép dụng cụ 9XC 75

4.5 Công nghệ hàn đắp thép dụng cụ bằng hàn TIG 77

4.5.1 Khái niệm về hàn đắp 77

4.5.2 Công nghệ hàn đắp thép dụng cụ bằng hàn TIG 77

4.5.3 Các tính chất yêu cầu của mối hàn đắp 79

4.5.3.1 Độ cứng và tính chống mài mòn 79

4.5.3.2 Độ bền và độ dai va đập 80

Chương 5: THỰC NGHIỆM HÀN ĐẮP THÉP DỤNG CỤBẰNG HÀN TIG QUE HÀN LÕI BỘT 82

5.1 Mục đích thực nghiệm 82

5.2 Nội dung thực nghiệm 82

5.2.1 Lựa chọn vật liệu cơ bản 82

5.2.2 Mẫu thí nghiệm 85

5.2.3 Thiết bị thí nghiệm 87

5.2.3.1 Nguồn hàn TIG 87

5.2.3.2 Thiết bị kéo 89

5.2.3.3 Thiết bị đo 90

5.2.4.1 Que hàn lõi bột 91

5.2.4.2 Que hàn lót 92

5.2.5 Lựa chọn điện cực không nóng chảy 92

5.2.7.5 Hình ảnh quá trình thực hiện hàn 99

5.3 Kết quả đo các thí nghiệm 100

5.3.1 Đo hình dáng mối hàn 100

5.3.2 Kiểm tra độ bám dính của lớp đắp 101

5.3.3 Đo độ cứng thô đại 104

5.4.1 Phương pháp hàn phục hồi 115

5.4.2 Hàn phục hồi khuôn 115

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 11920

TÓM TĂT LUẬN VĂN 1202

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Bảng 1.2 Sử dụng hàn TIG dùng trong hàn phục hồi nói riêng 17

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi trường khí trơ – (TIG) 20

Hình 2.2 Một số hình ảnh về mối hàn bằng phương pháp hàn TIG 21

Hình 2.3 Đầu điện cực khi hàn 23

Hình 2.4 a) Màng oxit nhôm không bị phá b) Màng oxit nhôm bị phá vỡ 23

Hình 2.5 Phương thức thực hiện bằng tay cung cấp kim loại điền đầy vào trong vũng hàn (GTAW) 25

Hình 2.6 Ảnh hưởng của chủng loại khí bảo vệ đến độ ngấu mối hàn 28

Hình 2.7 Một số điện cực dùng trong hàn TIG 28

Hình 2.8 Ảnh hưởng điện cực trong quá trình hàn 30

Hình 3.1.Nguồn nhiệt điểm di động thì sự phân bố nhiệt trên trục x – x 34

Hình 3.2 Sơ đồ tính toán phân bố nhiệt khi hàn nguồn nhiệt hàn hồ quang TIG 35

Hình 3.3 Phân bố chu trình nhiệt theo thời gian 39

Hình 3.4 Đồ thị các đường đẳng nhiệt 39

Hình 3.5 Đường đẳng nhiệt T = 15000C; T =6000C; T =3000C 39

Hình 3.6 : Mặt cắt đường đẳng nhiệt vuông góc 40

Hình 3.7 Sơ đồ tính toán nguồn nhiệt điểm di động trong tấm bán vô hạn 41

Hình 3.8 Ảnh hưởng của ah tới hình dạng hình học của vũng hàn 48

Hình 3.9 Ảnh hưởng của chf tới hình dạng hình học của vũng hàn 49

Hình 3.10 Ảnh hưởng của η tới hình dạng hình học của vũng hàn 49

Hình 3.11 Ảnh hưởng của ah tới hình dạng hình học của vũng hàn 50

Hình 4.1 Thép dụng cụ dạng thanh chế tạo dao cắt 56

Hình 4.2 Thép dụng cụ dạng thanh tròn 57

Hình 4.3 Khuôn đùn ép khung nhôm vật liệu 9XCCông ty cơ khí Đông Anh 57

Hình 4.4 Sơ đồ tính bề dày tương đương (CJT) các kết cấu hàn 71

Hình 4.5 Xác định chỉ số tính hàn của kết cấu dựa trên bề dày tương đương CJT 71

Hình 4.6 Xác định nhiệt độ nung sơ bộ khi hàn với điện cực thấm hyđrô EXX16, EXX28, EXX48 hoặc khi hàn bằng các phương pháp bán tự động 72

Hình 4.7 Xác định nhiệt độ nung sơ bộ khi dùng điện cực nóng chảy 72

Hình 5.1 Thiết bị ARL 3460 OES phân tích thành phần hóa họcViện Công nghệ - Bộ Công Thương 83

Hình 5.2 Mẫu hàn thử hình thành mối hàn 85

Hình 5.3 Chi tiết hàn 85

Hình 5.4 Chi tiết trục 86

Hình 5.5 Kích thước mẫu 86

Hình 5.6 Mẫu đo hình dạng kich thước mối hàn 87

Hình 5.7 Máy hàn TIG Pi200E của hãng Migatronic – Đan Mạch 88

Hình 5.8 Máy thử kéo vạn năng ZDM – 50T của Đức 89

Hình 5.9 Mẫu 2 đo độ cứng thô đại 90

Hình 5.10 Máy đo độ cứng tế vi 90

Hình 5.11 Que hàn lõi bột UTP AFDUR 350 trong hộp đựng 91

Hình 5.12 Một số điện cực dùng trong hàn TIG 92

Hình 5.13 Làm sạch phôi hàn 93

Hình 5.14 Nhóm các mẫu hàn 94

Hình 5.15 Cường độ dòng điện khi hàn lớp 1 97

Hình 5.16 Mẫu 1 trước khi đo 97

Hình 5.17 Mẫu hàn sau khi hàn lớp 2 98

Hình 5.18 Mẫu sau khi hàn đắp 3 lớp 98

Hình 5.19 Mẫu 2 sau khi hàn đắp 3 lớp 99

Hình 5.20 Mẫu trước khi đo 99

Hình 5.21 Gây hồ quang 99

Hình 5.22 Mẫu 3 khi hàn đắp xong 3 lớp 100

Hình 5.23 Hình dạng hình học của vũng hàn thực nghiệm 100

Hình 5.24 Máy thử kéo vạn năng ZDM – 50T của Đức 102

Hình 5.25 Gá kẹp phôi 102

Hình 5.26 Mẫu đã được kẹp chặt 102

Hình 5.27 Lực kéo phá hủy 102

Hình 5.28 Mẫu khi đang đo 103

Hình 5.29 Mẫu sau khi thử kéo 103

Hình 5.30 Đồ thị thử kéo mối hàn 104

Hình 5.31 Máy đo độ cứng thô đại 105

Hình 5.32 Mẫu 1 đo thô đại 105

Hình 5.33 Mẫu 1 đo tế vi 106

Hình 5.34 Đo độ cứng tế vi 107

Hình 5.35 Mẫu 1V1 x500 107

Hình 5.36 Mẫu 2V1 x500 108

Hình 5.37 Mẫu 3V1 x500 108

Hình 5.38 Mẫu 1V2 x500 109

Hình 5.39 Mẫu 2V2 x500 109

Hình 5.40 Mẫu 3V2 x500 110

Hình 5.41 Mẫu 1V2B x500 111

Hình 5.42 Mẫu 2V2B x500 111

Hình 5.43 Mẫu 3V2B x500 112

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Tập hợp các cơ sở sản xuất sử dụng công nghệ hàn TIG nói chung 17

Bảng 2.1 Nguồn nhiệt hồ quang ảnh hưởng đến hình dáng vũng hàn 24

Bảng 3.1 Các số liệu t ính toán 36

Bảng 3.2 Số liệu tính toán 38

Bảng 3.3 Tính chất lý hóa của một số kim loại và hợp kim, 44

Bảng 3.4 Một số tính chất chất cơ bản của các phương pháp hàn 44

Bảng 4.1 Một số loại thép dụng cụ chính của Mỹ (tiêu chuẩn SAE/AISI) 59

Bảng 4.2 Các mác thép phổ biến: 63

Bảng 4.3 Các mác thép phổ biến 63

Bảng 4.4 Tổng hợp một số loại khuôn mẫu dùng thép dụng cụ của một số công ty sản xuất 64

Bảng 4.5 Thành phần hóa học của thép dụng cụ 9XC 65

Bảng 5.1 Đặc tính kỹ thuật 89

Bảng 5.2 Tính chất cơ học của lớp lót UTP A80N theo 92

Bảng 5.3 Thành phần hóa học lớp đắp 92

Bảng 5.4 Thống kê các thông số chung của chế độ hàn TIG: 95

Bảng 5.5 Chế độ hàn lựa chọn cho các lớp hàn 95

Bảng 5.6 Đo độ cứng thô đại 106

Bảng 5.7 Đo độ cứng tế vi 112

THUẬT NGỮ SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

A Diện tích vũng hàn

a Độ dẫn nhiệt

c Nhiệt dung riêng

C.R Tốc độ nguội

qđ Năng lượng đường

h Hiệu suất hồ quang

Hm-Hc Gia số Enthalpy

k Hệ số dẫn nhiệt

Q Nhiệt lượng tỏa ra

q0 Công suất hồ quang

x

R= + + Khoảng cách từ điểm khảo sát tới tâm nguồn nhiệt – 3D

ρ Khối lượng riêng

S Chiều dày tấm hàn

T Nhiệt độ tại thời điểm khảo sát

v Vận tốc hàn

x Tọa độ theo phương x

y Tọa độ theo phương y

z Tọa độ theo phương z

F Diện tích tiết diện

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

GMAW: Gas Metal Arc Welding

GTAW: Gas Tungsten Arc Welding

SMAW: Shielded Metal Arc Welding

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ hàn xuất hiện từ mối liên kết hàn đầu tiên vào năm 1881 từ bác học người Nga tên là N.N Benrardos đã sử dụng nguồn nhiệt hồ quang điện thực hiện hàn Sau hơn một thế kỷ, công nghệ hàn đã phát triển rất nhanh và đạt được nhiều thành quả về khoa học, công nghệ và hiệu quả kinh tế trong công nghiệp

Trong giai đoạn xây dựng cơ sở hạ tầng của quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa của Việt Nam hiện nay, công nghệ hàn đang được quan tâm, và được ứng dụng rộng rãi như trong xây dựng, giao thông đường biển, giao thông đường bộ, đường hàng không, trong cơ khí chế tạo máy, trong lĩnh vực năng lượng điện (nhiệt điện, thủy điện), ngoài ra Công nghệ hàn còn được ứng dụng trong công nghiệp hóa chất, công nghiệp dầu mỏ…

Hàn hồ quang trong môi trường khí trơ bằng điện cực không nóng chảy mà phổ biến là điện cực vonfram xuất hiện từ khi có nhu cầu về hàn kim loại và hợp kim màu, thép hợp kim cao được ứng dụng nhiều trong công nghiệp chế tạo máy và hóa chất Người ta đã nghiên cứu và sử dụng các điện cực W có pha thêm hợp chất của Th, Zr, La v v., đã cho phép tiết kiệm chi phí về vật liệu hàn

Sự phát triển công nghiệp cơ khí chế tạo máy hiện nay ở Việt Nam sử dụng rất nhiều loại thép, trong đó thép dụng cụ được sư dụng nhiều để chế tạo các dụng

cụ công nghiệp (như dao cắt) trong sản xuất vật liệu kim loại ( dùng chế tạo khuôn, khuôn dập, khuôn ép….)

Thống kê số liệu khuôn trong công nghệ chế tạo phôi, chế tạo sản phẩm dạng tấm, công nghệ khuôn ép v v Vật liệu thép dụng cụ dùng với khối lượng rất lớn Nghiên cứu hàn đắp thép dụng cụ bằng công nghệ hàn TIG ở Việt Nam chưa được nghiên cứu và ứng dụng nhiều Vì vậy cần có nghiên cứu hoàn thiện công nghệ này để đưa vào phục hồi các loại khuôn ở Việt Nam hiên nay là yêu cầu cấp bách đem lại hiệu quả kinh tế cao Đồng thời đây là xu hướng tạo ra các sản phẩm (khuôn, dụng cụ) từ những vật liệu cơ bản thông thường mà trên bề mặt làm việc của nó tạo ra những lớp đắp từ công nghệ hàn TIG bù từ dây hàn lõi bột

Chương I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1.Tình hình nghiên cứu hàn TIG dùng để hàn nói chung và dùng để hàn thép dụng cụ nói riêng ở trong nước và ngoài nước

1.1.1 Tổng quan về hàn và hàn TIG

Hàn là công nghệ dùng để nối hai hay nhiều phần tử (chủ yếu là kim loại) thành một liên kết liền khối (không thể tháo rời) Việc kết nối này được thực hiện hoặc bằng nguồn nhiệt hoặc bằng áp lực hoặc bằng cả hai điều kiện trên Trong trường hợp sử dụng nguồn nhiệt, kim loại chỗ cần hàn được nung đến trạng thái nóng chảy, sau khi kết tinh sẽ hình thành mối hàn Tham gia vào quá trình hàn có thể có hoặc không có kim loại bồi Ngày nay người ta thường sử dụng nguồn nhiệt

hồ quang để hàn

Hồ quang hàn là một loại nguồn nhiệt được sử dụng rộng rãi trong hàn để nối các chi tiết lại với nhau như là trong ngành công nghiệp đóng tàu thủy, cầu, và các kết cấu xây dựng đặc biệt trong ngành công nghiệp chế tạo ô tô và trong các lò phản ứng hạt nhân Và một số ngành công nghiệp mới.Yêu cầu nguồn điện hàn là dòng một chiều hoặc dòng xoay chiều đảm bảo cung cấp dòng điện hàn đủ lớn để làm nóng chảy kim loại cơ bản và vật liệu hàn

Quá trình hàn hồ quang liên quan đến nguồn nhiệt lớn và điều này làm sinh ra ứng suất và biến dạng hàn Do đó làm giảm khả năng làm việc của kết cấu

Hàn TIG hay còn gọi là hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ (GTAW) Hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi

không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ có thể hàn được hầu hết các kim loại

và cho mối hàn có chất lượng tốt Tuy nhiên tốc độ hàn chậm hơn các quy trình hàn khác

1.1.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng hàn TIG ở Việt Nam

Theo báo cáo tổng kết ứng dụng công nghệ hàn trong tập đoàn vinashin (Báo cáo tổng kết ứng dụng công nghệ hàn trong ngành đóng tàu giai đoạn 2004- 2009 tại Hội nghị khoa học Vinashin tháng 10 năm 2009)

Hàn TIG được sử dụng với tỷ lệ còn thấy trong lĩnh vực hàn nói chung (chiếm 10%) chủ yếu hàn và hàn sửa chữa một số đường ống nhỏ chịu áp lực trong tàu thủy, hàn một số kết cấu thép không gỉ

Báo cáo ứng dụng khoa học công nghệ mới của tổng hội cơ khí Việt Nam

2008 (báo cáo ứng dụng khoa học công nghệ mới trong lĩnh vực hàn hội nghị khoa học công nghệ của tổng hội Cơ khí Việt Nam tháng 8 năm 2008 ) cho biết công nghệ hàn TIG ở VN có xu hướng phát triển từ năm 2007 trong nhiều nghành công nghệ chế tạo kết cấu hàn như: Trong tập đoàn điện năng dùng ở các nhà máy nhiệt điện, thủy điện.Trong hóa chất, chế tạo các thùng chứa, các bình trưng cất, các thiết

bị sản xuất hóa chất v v trong dầu khí và đặc biệt trong quốc phòng

Bảng 1 1 Tập hợp các cơ sở sản xuất sử dụng công nghệ hàn TIG nói chung

stt Tên cơ sở sản xuất ứng dụng

1 Công ty cổ phần thiết bị Công

nghiệp Hàn việt

2 Công ty cơ khí đóng tàu chế tạo, sửa chũa, lắp ráp

dùng trong cơ khí đóng tàu

3 Công ty An hòa Sử dụng hàn TIG để chế tạo, sửa chũa,

lắp ráp các thiết bị có chất lượng kỹ thuật và hình thức mỹ thuật cao

4 Công ty Cổ phần Nam Hà Việt Sử dụng hàn TIG để, sửa chũa, lắp ráp

các thiết bị có chất lượng

5 Công ty CP Hà Yến Hà Nội

Bảng 1 2 Sử dụng hàn TIG dùng trong hàn phục hồi nói riêng

stt Tên cơ sở sản xuất

1 Nhà máy ĐIEZEN Sông Công

2 Công ty cơ khí Đông Anh

3 Công ty TNHH XD và TM Nội Lực

cực, vật hàn nối với cực dương) Và có kim loại phụ (được gọi là hàn TIG có bù) MIG là phương pháp hàn bằng điện cực nóng chảy (dây kim loại), nối thuận hay nghịch tùy vào mục đích (hàn hoặc đắp) Trong những năm gần đây để tiết kiệm kim loại và nân cao chất lượng làm việc của bề mặt (độ cứng, tính chống mài mòn)

đã có nhiều công trình nghiên cứu hàn TIG có bù với dây hàn lõi bột

Theo tài liệu KATAΠOΓ của Nga ta có các phương pháp hàn có sử dụng dây hàn lõi bột sau

- TEXHOЛOΓИЯ CBAPКИ A – TIG CTAЛEЙ БEЗ PAЗДEЛКИ КPOMOК

C BOЗMOЖHЬIM PИMEHHEHИEM CПEЦИAЛЬHOЙ ABTOOПPECCOBКИ

- TEXHOЛOΓИЯ MHOΓOCЛOЙHOЙ APΓOHOДУΓOBOЙ CBAPКЙ HEAУCTEHИTHЬIMИ ПPOBOЛOКAMИ ЬEЗ ПOДOΓPEBA И TEPMИЧEКOЙ OЬPAЬOTКИ

- TEXHOЛOΓИЯ APΓOHOДУΓOBOΓO УПPOЧHEHИЯ HAПЛABКOЙ PEЖУЩEΓO КPAЯ ДИCКOBOЙ БOPOHЬI

- HAПЛABКA ИЗHOCOCTOЙКИX БИMETAЛЛИЧECКИX ЛИCTOB

- ПOPOШКOBЬIE ПPOBOЛOКИ ДЛЯ HAПЛABКИ

1.2 Mục đích nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu hàn đắp thép dụng cụ, thép kết cấu bằng công nghệ hàn TIG có bù bằng dây hàn lõi bột”

- Thiết lập được quy trình hàn hợp lý để tạo được lớp đắp có chất lượng trên

bề mặt thép dụng cụ và thép kết cấu

- Kết quả đạt được của lớp đắp là khả năng chống mài mòn và chịu nhiệt tốt

- Tạo cơ sở chế tạo các khuôn có nền cơ sở là thép dụng cụ, thép kết cấu mà

bề mặt có lớp đắp có chất lượng cao nhằm tiết kiệm kim loại nền qúi hiếm

Mục đích là sau khi nghiên cứu tối ưu chế độ hàn TIG cho thép dụng cụ để ứng dụng vào phục hồi các loại khuôn dập Nâng cao hiệu quả và mở rộng phạm vi ứng dụng công nghệ này vào thực tế sản xuất Xây dựng được chế độ CNH và chất lượng liên kết hàn phù hợp với điều kiện Việt Nam, tạo cơ sở KH – CN bảo đảm

cho việc áp dụng CNH TIG vào thực tế sản xuất tạo ra sản phẩm có chất lượng đạt yêu cầu kỹ thuật và mang lại hiệu quả kinh tế thiết thực và tiết kiệm các loại vật liệu dụng cụ đắt tiền

1.3 Nội dung nghiên cứu đề tài

Để đạt được mục tiêu đó chúng ta cần triển khai các nội dung nghiên cứu sau đây :

- Nghiên cứu tổng quan về lý thuyết, xác định phạm vi và đối tượng nghiên cứu

- Nghiên cứu trường nhiệt độ khi hàn TIG

- Nghiên cứu tính hàn của vật liệu dụng cụ lựa chọn

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số chế độ hàn thông qua mô hình nguồn nhiệt khối để mô phỏng sự hình thành vũng hàn và chất lượng trên nền thép dụng cụ tấm dày

- Nghiên cứu thực nghiệm, sử lý số liệu, đưa ra chế độ hàn đắp tối ưu

1.4 Phương pháp nghiên cứu đề tài

Phương pháp nghiên cứu tổng thể là: Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm cụ thể:

Dựa vào bản chất công nghệ hàn TIG với cơ sở lý thuyết về trường nhiệt tính hàn kết hợp quy hoạch thực nghiệm, xử lý số liệu và đề xuất ứng dụng ra được những sản phẩm có khả năng chống mài mòn và chịu nhiệt tốt

Chương 2: LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ CÔNG NGHỆ HÀN TIG 2.1 Nguyên lý hàn TIG, đặc điểm

2.1.1 Nguyên lý hàn TIG

Hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong khí trơ bảo vệ (GTAW) “Là phương pháp hàn hồ quang sử dụng hồ quang giữa một điện cực Tungsten (không nóng chảy) và bể hàn (hình 2.2) Phương pháp này được sử dụng cùng với khí bảo

vệ và không dùng áp lực Kim loại điền đầy có thể được dùng hoặc không cần

dùng”

Phương pháp này đã được phát triển từ những năm 1930 bằng hồ quang heli hoặc hàn hồ quang khí trơ, và được dùng để hàn các kim loại không có chứa sắt, đặc biệt mangan và nhôm, và các mối ghép kim loại khó hàn TIG đúng nghĩa là hàn

điện cực không nóng chảy trong khí trơ tungsten inert gas welding và theo Châu âu

nó được gọi là WIG welding (dùng từ Wonfram)

Hình 2 1 Sơ đồ nguyên lý hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi

trường khí trơ – (TIG)

2.1.2 Đặc điểm

- Hồ quang tập trung, có nhiệt độ cao (60000C)

- Kim loại mối hàn có thể không cần kim loại phụ khi hàn gấp mép giáp mối không khe hở các chi tiết mỏng

- Mối hàn có chất lượng cao đối với hầu hết kim loại và hợp kim

- Mối hàn không phải làm sạch sau khi hàn

- Hồ quang và vũng hàn có thể quan sát được trong khi hàn

- Không có kim loại bắn toé

- Có thể hàn ở mọi vị trí trong không gian

- Nhiệt tập trung cho phép tăng tốc độ hàn, giảm biến dạng liên kết hàn

Hình 2 2 Một số hình ảnh về mối hàn bằng phương pháp hàn TIG

2.2 Nguồn nhiệt hàn TIG

2.2.1 Các nguồn nhiệt hàn theo quan điểm truyền nhiệt

Tương quan giữa nhiệt độ của vật hàn và thời gian hàn có thể được biểu diễn

về mặt lý thuyết thông qua phân tích truyền nhiệt trong hàn Sự truyền nhiệt hàn bao

Hồ quang hàn với các giá trị dòng hàn thấp được coi là nguồn nhiệt điểm di động Các nguồn nhiệt hàn công suất lớn tạo thành vũng hàn hình lỗ khóa (hàn tia điện tử, hàn plasma, ) được coi là nguồn nhiệt đường Các nguồn nhiệt tác động một vùng rộng (hàn oxy – axetylen) được coi là nguồn nhiệt mặt

Các nguồn nhiệt điểm, hàn nổ, hàn cấy vít,…có tỏa nhiệt tại vị trí cố định khi hàn đều được coi là nguồn nhiệt điểm tức thời Tuy nhiên, khi duy trì nguồn nhiệt trong thời gian dài, ví dụ khi hàn hồ quang hoặc hàn khí thì phải coi các nguồn nhiệt tương ứng là những nguồn nhiệt hàn liên tục

Các nguồn nhiệt chu kỳ là những nguồn nhiệt được sử dụng khi hàn hồ quang xung hoặc hàn đường trong hàn điện tiếp xúc với chế độ đóng ngắt mạch liên tục Với đa số các quá trình hàn sử dụng khi hàn tấm dày, dòng nhiệt truyền trong tấm dày mang tính chất 3 chiều không gian (3D) Để mô phỏng truyền nhiệt 3D, cần sử dụng các mô hình nguồn nhiệt 3D, ví dụ các nguồn nhiệt có mật độ phân bố theo dạng khối cầu hoặc dạng elipsoid, đã được TS Nguyễn Thế Ninh và các đồng nghiệp công bố trước đây Trong trường hợp hàn tấm tương đối mỏng, khi có thể hàn ngấu toàn bộ chiều dày tấm chỉ bằng một đường hàn duy nhất, có thể dùng các phương trình dòng nhiệt hai chiều (2D) để phân tích, trên cơ sở sử dụng mô hình nguồn nhiệt 2D Với những nguồn nhiệt công suất lớn di chuyển nhanh, dòng nhiệt theo hướng di chuyển của nguồn nhiệt có thể được bỏ qua, do đó có thể coi như đây

là dòng nhiệt một chiều

Nghiệm của phương trình dẫn nhiệt dựa trên cơ sở khái niệm nguồn nhiệt tức thời trong các phương trình các phân tích truyền nhiệt đã gặp

2.2.2 Nguồn nhiệt hàn TIG

Hàn TIG sử dụng nhiệt của hồ quang, mặt khác khi hàn TIG hồ quang hàn thường dùng các giá trị dòng hàn thấp Vì vậy được coi là nguồn nhiệt di động Để khảo sát nguồn nhiệt hàn TIG, ta cần khảo sát các đặc điểm của hồ quang hàn TIG tới quá trình hàn và chất lượng hàn sau đây:

Hình 2 3 Đầu điện cực khi hàn

- Hồ quang tại các cực tính khác nhau ảnh hưởng đến chất lượng hình thành mối hàn Hình 2.6

Bảng 2.1 Nguồn nhiệt hồ quang ảnh hưởng đến hình dáng vũng hàn

2.3 Sự hình thành mối hàn trong hàn TIG

Phương pháp hàn GTAW sử dụng nhiệt của hồ quang giữa điện cực tungsten không nóng chảy và kim loại nền Hồ quang phát triển tập chung có cường độ nhiệt rất lớn, khoảng chừng 110000F (61000C), khi đó làm nóng chảy bề mặt của kim loại

cơ bản tạo thành vũng hàn

Kim loại điền đầy không cần sử dụng khi các vật liệu mỏng, các mối hàn ghép

bẻ gờ và các mối ghép gấp mép, được dùng để hàn Đối với các vật liệu có chiều dày lớn hơn, dây hàn thường được sử dụng và được cung cấp vào theo ống dẫn từ bên ngoài hoặc que hàn điền đầy đơn lẻ Kim loại điền đầy không chuyển dịch ngang qua cột hồ quang nhưng được làm nóng chảy bởi hồ quang Vùng hồ quang được bảo vệ khỏi khí quyển bởi khí trơ bảo vệ, phun ra từ ống phun khí của kìm hàn Khí bảo vệ đẩy không khí cũng như oxy và nitơ của không khí, không cho tiếp xúc với kim loại nóng chảy hoặc điện cực tungsten nóng Khi kim loại nóng chảy nguội dần đi, sự liên kết xuất hiện và các phần kim loại đã được đúc (tạo nên mối hàn) Bể hàn nhỏ, không bị bắn toé và không có khói Mối hàn mịn, đều Để điền kim loại phụ vào mối hàn, trước hết phải tạo ra một vũng kim loại nóng chảy tại

điểm bắt đầu mối hàn đến khi đạt độ ngấu thích hợp Tiếp theo dịch chuyển hồ quang về phía sau vũng hàn Khi hồ quang đã rời đi, bắt đầu nhúng đầu thanh kim loại phụ vào vũng kim loại nóng chảy Trong suốt toàn bộ quá trình hàn, không được dùng hồ quang làm nóng chảy trực tiếp thanh kim loại phụ vì như vậy sẽ hình thành các cục kim loại ở phía trước vũng hàn chỉ được phép làm nóng chảy kim loại phụ bằng cách nhúng nó vào trong vũng lim loại nóng chảy, khi đó thanh kim loại sẽ nóng chảy đủ để tạo ra một mối hàn đẹp Khi mối hàn đã đạt được kích thước yêu cầu, rút que hàn ra, dịch chuyển mỏ hàn về phía trước làm nóng chảy các phần kim loại kế bên dọc theo đường hàn

Lặp lại toàn bộ qui trình trên cho tới khi hàn hết chiều dài đường hàn Khi đã kết thúc đường hàn, ngắt hồ quang và tắt thiết bị như đã nêu ở các mục trước Phải tiến hành hàn các đường hàn một cách thuần thục trước khi bắt đầu chuyển sang hàn các mối nối

Kỹ thuật đối với hàn GTAW bằng tay và thêm kim loại điền đầy vào trong vũng hàn được trình bày như trong hình 2.7.Thứ nhất hồ quang được thành lập giữa điện cực tungsten và vật hàn

Mỏ hàn dao động theo hình tròn nhỏ cho đến khi thành lập được một vũng hàn Khi đó kìm hàn nghiêng về đằng sau một góc 750 và dao động về đằng sau một chút không đáng kể trong khi đủ để kim loại điền đầy nhúng vào trong bể hàn Dây hàn điền đầy được kéo về và kìm hàn dao động và điều khiển điện cực di chuyển tiếp tục lăn chảy kim loại điền đầy vừa đưa thêm vào, đồng thời tiến về phía trước bể hàn

Tại điểm này sự nối tiếp của hoạt động kìm hàn giật về phía sau và thêm vào kim loại điền đầy được lặp lại cho đến khi tới điểm kết thúc Thợ hàn phải thể hiện được kỹ thuật duy trì không đổi chiều dài hồ quang và điện áp hồ quang Mức độ của dây kim loại điền đầy được cung cấp vào vũng hàn sẽ không được dao động ra ngoài sự bảo vệ của khí từ kìm hàn Việc này ngăn cản kết thúc không tốt do oxi hoá và rồi sau đó làm hư hại vũng hàn khi nó được nhúng chìm vào trong

Tại điểm kết thúc của mối hàn dòng điện hồ quang cần phải được giảm đi từ từ tới khi tránh được hình thành dạng hố và hiện tượng nứt tại điểm kết thúc Nếu có thể cần thiết cho thêm vào một số lượng nhỏ vừa đủ kim loại điền đầy trước khi giảm dòng điện hồ quang

Khí trơ được hỗ trợ dùng cho cả hai phương pháp hàn bằng tay và hàn tự động GTAW nhằm mục đích ngăn cản quá trình oxi hoá của gốc mối hàn cho phép kim loại nóng chảy thấm ướt và dòng chảy liên tục thích hợp và ngăn cản sự nhiễm bẩn của mối hàn cùng với oxit

2.4 Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn TIG

Chất lượng của mối hàn GTAW được xếp vào loại có chất lượng cao hơn chất lượng của bất cứ phương pháp hàn hồ quang nào khác Mức độ cao của chất lượng đạt được khi tất cả những công việc cần thiết đã nắm vững và được chuẩn bị trước

2.4.1 Ảnh hưởng của cường độ dòng điện hàn

- Cường độ dòng điện ảnh hưởng đến nhiệt độ của hồ quang, độ ngấu sâu của mối hàn Dòng điện hàn lớn chiều sâu ngấu lớn

- Phụ thuộc vào vật liệu, tư thế hàn, dạng mối ghép, loại dòng điện

- Khi nhiệt cung cấp quá thấp, điều đó có thể xảy ra từ một dòng điện hàn quá thấp hoặc tốc độ hàn quá nhanh, đường hàn nhỏ cao là hiển nhiên và độ ngấu nhỏ

- Khi dòng điện hàn quá thấp, đường hàn sẽ cao, độ ngấu sâu kém, và có khả năng của chồng lấp ở rìa đường hàn

- Khi tốc độ hàn quá nhanh, đường hàn cũng nhỏ và độ ngấu sâu kém

- Khi nhiệt cung cấp quá lớn, điều đó có thể xảy ra từ một dòng điện hàn quá cao hoặc tốc độ hàn quá chậm, đường hàn trở nên vô cùng rộng, thường rộng và bằng Điều đó làm cho độ ngấu cũng nhiều và có thể bị bắn toé

- Khi kìm hàn để quá xa với vật hàn, xuất hiện một hồ quang dài, khả năng của khí bảo vệ bị giảm bớt và thành quả là chất lượng mối hàn kém, đặc biệt là trong hàn nhôm

2.4.2 Ảnh hưởng của vật liệu hàn

2.4.2.1 Ảnh hưởng của khí bảo vệ

Các mối hàn bị bẩn, đặc biệt trên nhôm, có thể kết quả từ vấn đề trong hệ thống cung cấp khí, chỗ đó có thể bị rò rỉ trong ống kết nối, khí bảo vệ chất lượng kém, ống phun khí quá lớn, khoảng cách từ miệng ống phun khí tới vật hàn quá xa, luồng khí không có hiệu quả hoặc bất cứ việc gì khác nữa góp phần tới sự bảo vệ kém của khu vực hồ quang

Khí bảo vệ được sử dụng trong hàn TIG là Ar, He hoặc Ar + He Khí bảo vệ

Hình 2 6 Ảnh hưởng của chủng loại khí bảo vệ đến độ ngấu mối hàn

Trong thực tế thường sử dụng hỗn hợp 69%He + 30%Ar để hàn kim loại và hợp kim màu, 69%Ar + 30%He cho hàn thép đạt hiệu quả cao

2.4.2.2 Ảnh hưởng của điện cực W

Điện cực dùng trong hàn TIG là loại điện cực không nóng chảy Vonfram hoặc Vonfram có pha thêm ThO2, La2O3, ZrO2 ,… Trong quá trình hàn, điện cực có tác dụng mồi và duy trì hồ quang cháy ổn định

Hình 2 7 Một số điện cực dùng trong hàn TIG Vonfram được dùng làm điện cực hàn do có tính chịu nhiệt cao (nhiệt độ nóng chảy là 34100C), phát xạ điện tử tương đối tốt, dễ ion hóa hồ quang và duy trì tính

ổn định hồ quang Các điện cực Vonfram có đường kính từ 1,0 – 4,0 mm, với chiều dài từ 75 – 175mm được dùng rộng rãi

Vấn đề chất lượng mối hàn bao gồm cả điện cực Tungsten bị nằm trong kim loại mối hàn đông đặc, điều đó có thể được phát hiện ra bằng phương pháp chụp

ảnh phóng xạ Trước đây được gọi là sự nổ mìn nhỏ tungsten và là cơ sở dựa trên

dòng điện quá cao so với kích thước hoặc loại của điện cực tungsten

Vấn đề nghiêm trọng khác là thay đổi hồ quang, điều đó thông thường là kết quả của việc làm hư hỏng hoặc bẩn điện cực Điện cực sẽ trở thành bị oxy hoá nếu khí trơ không liên tục bảo vệ nó trong khi nóng Đây là lý do đối với các chế độ điều khiển ống đếm lưu lượng khí trên hầu hết các máy hàn GTAW

Kim loại điền đầy cùng với lớp phủ ngoài bị oxit quá mức có thể cũng tạo nên mối hàn bị bẩn Hơi ẩm sẽ tập chung trong lớp oxit này Dây kim loại điền đầy cần phải được làm sạch bằng giấy nhám

Hàn trên kim loại bẩn, vật liệu thấm dầu mỡ hoặc cố gắng sửa chữa các vết

nứt trong các bộ phận chi tiết máy đòi hỏi loại bỏ hết các khuyết tật vật liệu, làm sạch triệt để, và gia nhiệt giúp cho loại trừ sự hấp thụ dầu, dầu mỡ, hơi ẩm và các thứ khác

Các sự rỏ rỉ nước trong kìm hàn có thể thường được phát hiện ra bởi màu của

bề mặt mối hàn Sự ngưng hơi có thể xảy ra ở bên trong của ống dẫn khí và hơi nước trong hồ quang sẽ là nguyên nhân tungsten trở thành bị nhiễm bẩn

Nói tóm lại, các mối hàn có chất lượng tốt đòi hỏi tất cả các điều kiện chính xác, các vật liệu được dùng có đặc điểm kỹ thuật chính xác và tính sạch sẽ Các máy móc thiết bị có tính chất minh họa

Hình 2 8 Ảnh hưởng điện cực trong quá trình hàn

2.4.3 Ảnh hưởng của kỹ thuật hàn

Mối hàn TIG có bù bằng dây lõi bột chất lượng có các đặc trưng sau:

- Tiết diện ngang mối hàn lồi cao

- Bề mặt hàn phẳng đều

- Vảy hàn phẳng đều

- Biên hàn nóng chảy tốt và không bị khuyết

Điện cực phải chuẩn bị, chọn chủng loại, kích cỡ phù hợp với ứng dụng:

- Để hàn với dòng một chiều (DCEN) đầu điện cực phải mài đúng qui cách dạng côn, góc côn từ 30 đến 60°

- Để hàn với dòng xoay chiều (AC) hoặc một chiều (DCEP) đầu điện cực được định hình có dạng bán cầu

Chiều dài từ đầu contact tip đến mũi điện cực: tốt nhất nên để mũi điện cực

nhô ra khỏi mỏ phun khoảng 1 lần đường kính điện cực Trong trường hợp hàn góc cho phép nhô ra nhiều hơn để bảo đảm hồ quang quét qua được cạnh đáy của góc hàn (tất nhiên khi đó phải chọn điện cực có cở lớn hơn để tránh điện cực quá nóng )

Bảo vệ vùng hàn: phải bảo đảm vùng hàn được bảo vệ tốt bằng dòng khí bằng

cách chọn cỡ mỏ phun và lưu lượng khí hợp lý Mỏ có đường kính lớn phun khí nhiều, bảo vệ tốt hơn song khó quan sát và đưa vũng chảy sâu vào rãnh hàn nếu không kéo dài phần nhô ra ra của điện cực Trong trường hợp như thế điện cực sẽ quá nóng và dễ hỏng Trường hợp dùng cỡ mỏ phun bé cần hiệu chỉnh lưu lượng phun khí thích ứng không tạo nên dòng chảy rối khiến cho việc bảo vệ vũng chảy kém hiệu quả và điện cực dễ bị oxy hóa làm cho hỏng

- Khi hàn ống đường kính nhỏ cần thiết phải thổi khí bảo vệ mặt trong của ống

- Khi hàn các ống đường kính lớn thì chế tạo các nút chặn , có cơ cấu nạp và thoát khí để bảo vệ Có thể dùng các băng dán chuyên dụng để bảo vệ mặt lưng mối

Chương 3: TRƯỜNG NHIỆT ĐỘ KHI HÀN ĐẮP BẰNG HÀN TIG

Bất kỳ một quá trình hàn nào cũng đều liên quan đến nguồn nhiệt, đặc biệt là quá trình hàn hồ quang nóng chảy Nguồn nhiệt hàn hồ quang liên quan đến tổng nhiệt độ của kim loại hàn là vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu Vì chính hồ quang liên quan đến chất lượng hàn và năng suất hàn Ở phần này tác giả muốn đề cập đến việc tính toán trường nhiệt độ khi hàn TIG các đường hàn thông qua phương pháp tính toán giải tích để xác định sự phân bố nhiệt và ảnh hưởng của chúng đến chất lượng mối hàn trên đường hàn

3.1 Nguyên tắc chung khi tính toán nhiệt độ khi hàn đắp các bề mặt khuôn bằng công nghệ hàn TIG

Theo lý thuyết chung về trường nhiệt của các nhà khoa học thì quá trình nung nóng kim loại khi hàn TIG các bề mặt khuôn có thể coi như quá trình tác dụng của nguồn nhiệt lên vật thể bán vô hạn

Trường nhiệt ở trạng thái giới hạn tức là ở thời điểm trường nhiệt độ đạt được các giá trị cân bằng cùng với sự tồn tại nguồn nhiệt, được xác định theo công thức tổng quát

0 2 / 3 ,,

,, 2

/

) 4 (

2 ,

,

,

at

R a

t v t

dt a

vx a

c

Q t

Q x

e = 2,718

R: Là khoảng cách từ gốc tọa độ nguồn nhiệt đến điểm cần tính nhiệt độ

Trong trường hợp nếu nguồn nhiệt hồ quang cung cấp cho bề mặt các khuôn dập là hồ quang TIG được coi là nguồn nhiệt điểm Xác định Q không đổi, khi đó

Xét với điểm x > 0 và R = x thì phương trình có dạng

vR

e R

Q x

R

πλ

2 , (3.4)

Khi nguồn nhiệt điểm di động thì sự phân bố nhiệt trên trục x – x được thể hiện trên hình 3.1

U= 26 (V); I = 180 (A); η = 0,6; λ = 0,1 (cal/cmS 0C); a = 0,1 (cm2/s)

Hình 3.1 Nguồn nhiệt điểm di động thì sự phân bố nhiệt trên trục x – x

Sự phân bố nhiệt theo trục y – y (theo đường thẳng vuông góc với hướng hàn) trong mặt phẳng xoy và trục oz Với bề mặt khuôn có kích thước bán vô hạn (coi x

= 0) ta có:

Rv

e R

e− tức là sự giảm nhiệt độ theo trục oy và oz xảy ra chậm hơn

so với nửa trục dương ox

Trên cơ sở qui luật phân bố nhiệt độ theo các trục tọa độ đã phân tích ta có thể tính toán sự biến đổi nhiệt độ theo thời gian đối với bất kỳ điểm nào trên bề mặt khuôn dập khi được nung nóng bằng nguồn nhiệt hồ quang TIG

3.2 Tính toán Trường nhiệt độ khi hàn đắp hồ quang TIG

- Nguồn nhiệt chuyển động với v không đổi

- Tiết diện của mối hàn không đổi

Với các điều kiện như vậy, có thể tính toán sự biến đổi của nhiệt độ theo thời gian của các điểm nằm trên trục x – x (khi y = 0; z = 0) và trên mặt phẳng xoy (tức

( ) ( ) ( )

1 , 0 2 1 , 0 )

( 5 , 0

2 7452 2 , 718 2 , 7 2

v

R

e R

Các số liệu tính toán được thể hiện trên Bảng 3.1

Bảng 3.1 Các số liệu tính toán

Từ các số liệu tính toán trên bảng 3.1 ta xây dựng được sự phân bố chu trình nhiệt theo thời gian tại trục x –x (y = 0) đường thẳng y = 1 và y = 2 trên bề mặt khuôn hàn (hình 3.3)

Tương tự ta tính nhiệt độ tại các tọa độ khác nhau trên cùng một mặt cắt vuông góc với trục x – x Các điểm này có cùng tọa độ x tức là tại cùng một thời điểm tính toán như nhau, được thể hiện trên bảng 3.2 Từ đó ta có thể thiết lập được đường đẳng nhiệt thể hiện trên hình 3.5 ứng với các thời gian yêu cầu nguồn nhiệt chạy qua là – 1s, 2s, 4s, 8s, 16s, 20s

Mặt khác để xây dựng đồ thị các đường đẳng nhiệt (15000C; 6000C; 3000C) ta căn cứ vào hình 3.4 ta hoàn toàn có thể nhận được tại tọa độ y nhiệt độ tại các mặt cắt x = 0,5; -1; -2; -4; -8; -10 trong mặt phẳng xoy (z = 0)

Tương tự căn cứ vào hình 3.3 ta cũng hoàn toàn xác định được tọa độ x đối với nhiệt độ bất kỳ trên đường thẳng y = 0; y = 1; y = 2

Do đó có thể xác định được các đường đẳng nhiệt T = 15000C; T =6000C; T

=3000C thể hiện trên hình 3.5

Từ đồ thị hình 3.5 xét ở một mặt cắt nào đó (như mặt cắt A -A) ta sẽ có mặt cắt đẳng nhiệt vuông góc được thể hiện trên hình 3.6

Bảng 3.2 Số liệu tính toán