Hcmute nghiên cứu các tính chất cơ học cho mối hàn hợp kim thấp độ bền cao, xây dựng bài thí nghiệm kiểm tra độ dai va đập môn hàn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ÐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ÐIỂM NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT CƠ HỌC CHO MỐI HÀN HỢP KIM THẤP ĐỘ BỀN CAO, XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM KIỂM TRA ĐỘ DAI VA ĐẬP MỐI HÀN DÙNG CHO MÔN HỌC CÔNG NGHỆ KIM LOẠI Mã số: T2013 - 092 Chủ nhiệm đề tài: GV NGUYỄN MINH CHÍNH SKC0053602 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2013 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT CƠ HỌC CHO MỐI HÀN HỢP KIM THẤP ĐỘ BỀN CAO, XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM KIỂM TRA ĐỘ DAI VA ĐẬP MỐI HÀN DÙNG CHO MÔN HỌC CÔNG NGHỆ KIM LOẠI Mã số: T2013-092 Chủ nhiệm đề tài: GV.Nguyễn Minh Chính TP HCM, Tháng 12 năm 2013 Luan van TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐƠN VỊ CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT CƠ HỌC CHO MỐI HÀN HỢP KIM THẤP ĐỘ BỀN CAO, XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM KIỂM TRA ĐỘ DAI VA ĐẬP MỐI HÀN DÙNG CHO MÔN HỌC CÔNG NGHỆ KIM LOẠI Mã số: T2013-092 Chủ nhiệm đề tài: GV.Nguyễn Minh Chính Thành viên đề tài: TP HCM, Tháng 12 năm 2013 Luan van THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu tính chất học cho mối hàn hợp kim thấp độ bền cao, xây dựng thí nghiệm kiểm tra độ dai va đập mối hàn dùng cho môn học công nghệ kim loại - Mã số: T2013 - 92 - Chủ nhiệm: GV.Nguyễn Minh Chính - Cơ quan chủ trì: Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 01/2013 – 12/2013 Mục tiêu: - Xây dựng thí nghiệm kiểm tra độ dai va đập mối hàn dùng cho mơn học cơng nghệ kim loại Tính sáng tạo: - Phục vụ chƣơng trình đào tạo Kết nghiên cứu: - Qui trình kiểm tra độ dai va đập mối hàn hợp kim thấp độ bền cao Sản phẩm: - Bản thuyết minh - Bài học xây dựng thí nghiệm kiểm tra độ dai va đập mối hàn dùng cho môn học công nghệ kim loại Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: - Tận dụng trang thiết bị có với cụm thiết bị đƣợc xây dựng phục vụ sản xuất thực tế - Chuyển giao kết nghiên cứu thiết kế, hợp tác chế tạo ứng dụng vào thực tiễ n sản xuất Trƣởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) (ký, họ tên) Trang i Luan van MỤC LỤC Trang MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG BIỂU .iii DANH MỤC HÌNH iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv MỞ ĐẦU 1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vục đề tài ngồi nƣớc Tính cấp thiết : Mục tiêu: Cách tiếp cận: Phƣơng pháp nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu: Nội dung nghiên cứu : CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng q uan thép hợp kim thấp độ bền cao 1.2 Các tiêu tính dƣới tải trọng tĩnh 1.3 Biến dạng tính vật liệu 1.4 Chỉ tiêu tính dƣới tải trọng động - Độ dai va đập ak 23 CHƢƠNG XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM KIỂM TRA ĐỘ DAI VA ĐẬP MỐI HÀN 31 2.1 Mục đích yêu cầu 31 2.2 Cơ sở lý thuyết 31 2.3 Trình tự thí nghiệm 35 2.4 Báo cáo kết 39 KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 Trang ii Luan van DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Ký hiệu nguyên tố hợp kim tương đương giữa tiêu chuẩn TCVN và tiêu chuẩn ΓΟCT Bảng 1.2 Thành phần hóa học số mác thép theo tiêu chuẩn TCVN3104-79 Bảng 1.3 Một sớ mác thép hợp kim thấp có độ bền cao theo tiêu chuẩn Nga Bảng 3.4 thành phần hóa học mác thép A558 theo tiêu chuẩn ASTM Bảng 1.5: Thành phần hóa học tính sớ mác thép HSLA theo SAE Bảng 1.6: Thành phần hóa học số mác thép theo tiêu chuẩn ASTM A572 -88C Bảng 1.7: Cơ tính mác thép theo tiêu chuẩn ASTM A572-88C Bảng 1.8: Thành phần hóa học số mác thép theo tiêu chuẩn ASTM A573 -89 Bảng 1.9: Cơ tính sớ mác thép theo tiêu chuẩn ASTM A573 -89 Bảng 1.10: Thành phần hóa họccủa sớ mác thép ASTM A633 -90 Bảng 3.11: Cơ tính sớ mác thép theo tiêu chuẩn ASTM A633-90 Bảng 1.12: Thành phần hóa học (%) mác thép theo JIS G319 -88 Bảng 1.13: Cơ tính sớ mác thép theo tiêu chuẩn JIS G319 -88 Bảng 1.14: Thành phần hóa học (%) mác thép theo JIS G3128 -87 Bảng 1.15: Thành phần hóa học sớ mác thép theo tiêu chuẩn GB 1591- 94 Bảng 1.16: Cơ tính số mác thép theo tiêu chuẩn GB1591- 94 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tổ chức tế vi HSLA-100 trạng thái bản vùng hàn Hình 1.2 Tổ chức tế vi HSLA-100 vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) Hình 1.3 Tổ chức tế vi thép HSLA a.As-rolled; b tempered at 200°C; c tempered at 400°C; d tempered at 600°C; e tempered at 700°C Hình 1.4 Tổ chức tế vi thép HSLA-340 ram Hình 1.5 Tổ chức tế vi thép HSLA cán nguội, Trang iii Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 093 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT SMAW : Shielded metal arc welding GTAW : Gas–tungsten arc welding Trang iv Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 093 MỞ ĐẦU Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vục đề tài nƣớc Phá hủy kết cấu hàn đƣợc quan tâm từ lâu Đánh giá độ bền độ ổn định kết cấu hàn định kỳ sau thời gian sử dụng yêu cầu quan trọng, nhằm phát huy tối đa hiệu sử dụng kết cấu hàn Thực tế Việt Nam, Công ty Chế tạo thiết bị dầu khí; Cơng ty Doosan – KCN Dung Quất; Tổng Công ty Rƣợu, bia nƣớc giải khát Sài Gịn; Nhà máy nhiệt điện tuabin khí,… trình phá hủy chi tiết, cụm chi tiết có mối ghép hàn điều đáng lo ngại Tính cấp thiết : - Xây dựng Thí nghiệm phục vụ cho công tác đào tạo Bộ mơn Cơng nghệ Kim loại, Khoa Cơ Khí Máy, Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TPHCM tƣơng lai gần Mục tiêu: - Nghiên cứu tính chất học mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao - Xây dựng thí nghiệm kiểm tra độ dai va đập mối hàn dùng cho môn học công nghệ kim loại Cách tiếp cận: - Tìm hiểu nhu cầu thực tế tính khả thi đề tài Phƣơng pháp nghiên cứu - Khảo sát thực tế - Nghiên cứu tài liệu - Thực nghiệm Đối tƣợng nghiên cứu: - Mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao - Chỉ tiêu tính độ dai va đập Phạm vi nghiên cứu: - Một số tính chất học mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao - Xây dựng thí nghiệm kiểm tra độ dai va đập mối hàn dùng cho môn học công nghệ kim loại Nội dung nghiên cứu : - Khái niệm chung thép hợp kim thấp độ bền cao - Các tiêu tính dƣới tải trọng tĩnh tải trọng động Trang Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 093 - Xây dựng thí nghiệm kiểm tra độ dai va đập mối hàn dùng cho môn học công nghệ kim loại Trang Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 093 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng q uan thép hợp kim thấp độ bền cao 1.1.1 Khái niệm chung Thép hợp kim thấp có độ bền cao (Thép HSLA: High Strength Low Alloy Steel) nhóm thép hợp kim có hàm lƣợng cacbon thấp hàm lƣợng nhỏ nguyên tố hợp kim chẳng hạn nhƣ: Mangan, Silic, nhôm, vanadi, titan, molipden, đồng, … Do đặt điểm nhƣ nên chúng có đặc tính chất nhƣ: độ bền độ dai va đập cao, có tính hàn tốt Độ bền cao đƣợc sinh chúng đƣợc thêm vào lƣợng nhỏ nguyên tố hợp kim có hàm lƣợng nhỏ 0.1% Giới hạn chảy chúng lớn Nhờ nhóm thép có thơng số u cầu độ dẻo, độ dai, tính hàn tính chống ăn mịn tốt Hàm lƣợng thành phần nguyên tố hợp kim đƣợc điều chình tùy vào yêu cầu làm việc loại thép Thép HSLA đƣợc chia thành sáu loại sau: - Thép hợp kim thấp Ferite – Pearlite: có chứa bổ sung nhỏ (bé 0,1%) cacbite mạnh hay carbonitride hình thành nhƣ Nb, V, Ti, để tăng cƣờng độ bền, làm mịn hạt - Thép cán Pearlite: bao gồm thép C - Mn nhƣng bổ sung lƣợng nhỏ nguyên tố hợp kim khác để tăng cƣờng độ bền, dẻo dai tính hàn - Thép Ferrite hình kim: (cacbon thấp bainite) cacbon thấp (ít 0,05% C) đ ộ bền cao, (690 MPa) khả hàn tính dẻo dai tốt - Thép song pha:trong có cấu trúc tinh thể mactenxit phân tán ma trận Ferite tạo hợp chất có độ dẻo độ bền kéo cao - Thép tạo hình: bổ sung thêm nguyên tố hợp kim Ca, Zr, Ti để cải thiện tính dẻo dai thép 1.1.2 Thành phần hóa học Cơ tính theo tiên chuẩn số Quốc gia  Tiêu chuẩn Viê ̣t Nam TCVN 1659 – 75 quy đinh Ký hiệu mác thép ̣ phƣơng pháp biể u thi ma ̣ ́ c thé p HSLA gồ m hai phầ n : chƣ̃ số đƣ́ng đ ầu biểu thị hàm lƣợng cacbon trung bình theo phầ n va ̣n và ký hiê ̣u chỉ nguyên tố hơ ̣p kim đƣ́ng sau thƣờng là Mn , Cr, Si, Ni,… Nế u hàm lƣợng hợp kim khoảng 1% sau ngun tố hợp kim khơng có chữ số , nế u vƣơ ̣t q 1.5% thêm sớ Ví dụ: thép 12MnSi – thép chứa cacbon trung bình 0.12%, hàm lƣợng Mn khoảng 1% hàm lƣợng Si khoảng 1%  Tiêu chuẩn Nga (Liên Xô cũ) Tiêu chuẩ n Viê ̣t Nam biể u thi ma (tiêu chuẩ n ̣ ́ c thé p gầ n giố ng tiêu chuẩ n của Nga ΓΟCT) Sau là bảng biể u thi tên ̣ nguyên tố hơ ̣p kim tƣơng đƣơng giƣ̃a tiêu chuẩ n TCVN và tiêu chuẩ n ΓΟCT (Trang 130 Sổ tay mác thép giới) Trang Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 092 Đối với phƣơng pháp kiểm tra Charpy mối quan hệ “tải trọng – thời gian” không đƣợc xem xét Phƣơng pháp kiểm tra cho phép xác định đƣợc mối quan hệ “tải trọng – thời gian” cách đặt thêm thiết bị đo biến dạng mà chi phí kiểm tra thấp, mẫu thử nhỏ thƣc dễ dàng 4.1.3.2 Phương pháp thực hiện Hình 4.10 Mẫu Charpy giá đỡ với thiết bị đo đạc bổ sung Thiết bị để tạo va đập búa đƣợc gắn cảm biến lực để đo nén lại búa suốt trình va chạm với mẫu liệu đƣợc ghi nhận lại cách liên tục Búa đƣợc trang bị chắn để ảnh hƣởng lực ma sát không xuất liệu đọc Hình 4.11 Mơ hình thử nghiệm phƣơng pháp “Instrumented Charpy” Luan van Trang 28 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 092 Sử dụng định luật II Newton, ta có gia tốc khối lƣợng rơi: Trong đó: - M: khối lƣợng búa rơi, - g: gia tốc trọng trƣờng Tại thời điểm t = thời điểm bắt đầu va đập, đó: v(t) = V t=0 x(t) = t=0 Tại thời điểm t vận tốc v(t) vị trí x(t) búa rơi đƣợc xác định nhƣ sau: dịch chuyển mẫu thử thời điểm t Máy tính sẽ ghi nhận thông số: P(t), M.g – P(t), a(t), v(t) x(t) Sau lƣợng mà mẫu hấp thu q trình va đập đƣợc tính theo cơng thức: Qua công thức ta thấy hay mẫu bị phá hủy hồn tồn lƣợng hấp thụ khơng tăng thêm Lúc lƣợng hấp thụ đạt đến giá trị tối đa hay lƣợng hấp thụ tổng Hình 4.12 Năng lƣợng hấp thụ vật liệu dòn vật liệu dẻo Đối với phƣơng pháp thử này, dùng để kiểm tra độ dai va đập với mẫu Charpy làm từ thép hợp kim hay nhơm mà cịn kiểm tra mẫu làm từ polyme nhƣ polycarbonate, polyethylene, polyvinyl chloride, acrilonitrile-butadienestyrene (ABS), copolymer epoxy… Luan van Trang 29 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 092 Hình 4.13 Máy thử độ dai va đập với mẫu vật liệu Polyme Hình 4.14 Mẫu thử làm vật liệu Polyme Luan van Trang 30 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 092 CHƢƠNG XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM KIỂM TRA ĐỘ DAI VA ĐẬP MỐI HÀN 2.1 Mục đích yêu cầu 2.1.1 Kiến thức cần nắm vững - Các đại lƣợng đánh giá chất lƣợng mối hàn - Ý nghĩa độ dai va đập đánh giá tính vật liệu chất lƣợng mối hàn - Phƣơng pháp xác định độ dai va đập vật liệu kim loại mối ghép hàn - Cấu tạo phƣơng pháp vận hành máy đo độ dai va đập - Vị trí lấy mẫu kiểm tra mối ghép hàn 2.1.2 Kỹ thực hiện - Gá đặt mẫu kiểm tra máy, hiệu chỉnh vận hành máy đo độ dai va đập, ghi nhận kết đo - Xử lý, phân tích bề mặt gãy mẫu kiểm tra 2.2 Cơ sở lý thuyết Để nghiên cứu độ dai va đập vật liệu kim loại, kể mối ghép hàn, áp dụng hai phƣơng pháp, Charpy Izod Trong đó, phƣơng pháp Izod đƣợc sử dụng chủ yếu Bắc Mỹ, Charpy đƣợc dùng rộng rãi châu Âu nƣớc lại, kể Việt Nam Độ dai va đập đƣợc định nghĩa lƣợng tiêu thụ tối thiểu phá hủy đơn vị tiết diện mẫu thử Kiểm tra đặc biệt hữu ích, xác định giảm tính dẻo độ dai va đập vật liệu mối ghép hàn điều kiện lực tác dụng thay đổi đột ngột Ngày nay, độ dai va đập trở nên quan trọng, liên quan chặt chẽ với tham số độ dai phá hủy vật liệu kim loại, hầu hết thành phần kết cấu, kể mối ghép hàn, chứa vết nứt tế vi, có khả lan truyền nhanh đến phá hủy Độ dai phá hủy đại lƣợng quan trọng đánh giá tính khả phá hủy vật liệu, kết cấu, mối ghép II.1 Phương pháp kiểm tra độ dai va đập Luan van Trang 31 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 092 Kiểm tra xác định khả vật liệu chống lại phá hủy có rãnh sắc bề mặt Các giá trị độ dai va đập tối thiểu đƣợc quy định nhiều tiêu chuẩn, nhiều vật liệu bị phá hủy dịn, kể chúng có tính chất đạt yêu cầu đƣợc xác định từ phƣơng pháp kiểm tra kéo tâm Sự phá hủy đặc biệt nghiêm trọng vật liệu có rãnh vết khía bề mặt Điều kiện có vết nứt gồm ứng suất biến dạng theo chiều vng góc với ứng suất chính, ứng suất đa trục, ứng suất tập trung Các giá trị lƣợng xác định từ kiểm tra độ dai va đập đƣợc dùng kiểm tra chất lƣợng vật liệu nhằm so sánh dự đoán khả chịu lực vật liệu q trình làm việc Hiện có nhiều phƣơng pháp kiểm tra va đập, gồm Charpy – V, Charpy – lỗ, Izod Kiểm tra Charpy – V đƣợc sử dụng rộng rãi dễ kiểm tra mẫu thử với khoảng nhiệt độ tƣơng đối rộng Sơ đồ máy đo độ dai va đập, mẫu Charpy – V mẫu Izod đƣợc nêu Hình Để thực kiểm tra, mẫu đƣợc kẹp chặt ngàm kẹp máy, với đáy rãnh V hƣớng lên Con lắc trọng lƣợng, dao động ổ lăn, đƣợc nâng lên độ cao tiêu chuẩn, tháo chốt để lắc va đập vào mẫu thử theo phía rãnh V Năng lƣợng va đập, phần đƣợc hấp thụ để phá hủy mẫu, đƣợc kim đo ghi lại thang đo hình cung Giá trị kiểm tra giá trị lƣợng, tinh theo đơn vị Joule (J), đơn vị tiết diện mẫu kiểm tra, tính theo cm2 Hình Sơ đồ nguyên lý máy đo độ dai va đập, mẫu Izod mẫu Charpy II.2 Kiểm tra tồn mới hàn Luan van Trang 32 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 092 Kim loại toàn mối hàn đƣợc hiểu phần mối hàn không bị pha với kim loại Trong kiểm tra này, mẫu đƣợc chuẩn bị để tiết diện chịu kiểm tra phải kim loại mối hàn không pha lẫn kim loại Quy trình kiểm tra theo tiêu chuẩn ISO 2560-1975 (E) Bộ mẫu đƣợc chuẩn bị, Hình 2, dạng mối ghép đâu mí hai dày 20 mm với rãnh V, lót dày 10 mm, khe đáy rộng 16 mm Tấm lót đƣợc hàn vào mẫu nhằm loại bỏ ảnh hƣởng kim loại Hình Vị trí lấy mẫu kiểm tra theo ISO 2560 Mẫu thử va đập kiểu Charpy – V Từ mẫu, lấy mẫu để kiểm tra Trục dọc chúng vng góc với đƣờng tâm mối hàn Rãnh V mối hàn đƣợc cắt bề mặt mẫu thử, vng góc với bề mặt Kích thƣớc mẫu đƣợc nêu Hình Nhiệt độ kiểm tra phải khoảng 20 – 25 0C Mức lƣợng phá hủy loại mối hàn phải khơng nhỏ 28 J/cm2 Hình Mẫu kiểm tra va đập theo ISO 2560 Giá trị độ dai va đập đƣợc đánh giá theo phƣơng pháp sau: Loạt mẫu thử thứ Luan van Trang 33 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 092 Giá trị trung bình X6 mẫu loạt thứ nhất: - Nếu X6  16 J/cm2, mối hàn không đạt yêu cầu - Nếu X6  35 J/cm2, mối hàn đạt yêu cầu - Nếu 16 < X6 < 35 J/cm2, cần chuẩn bị mẫu thứ hai (Hình 2) gồm 12 mẫu Loạt mẫu thử thứ hai Giá trị trung bình X18 kết từ 12 mẫu loạt thứ hai mẫu loạt thứ nhất: - Nếu X18 > 28 J/cm2, mối hàn đạt yêu cầu - Nếu X18 < 28 J/cm2, không đạt yêu cầu Nếu mẫu thử loạt có giá trị trung bình khơng đáp ứng u cầu nêu trên, có nghĩa khuyết tật mối hàn ảnh hƣởng đến kết kiểm tra, laoi5 bỏ mẫu thay mẫu khác, khơng cần loại bỏ mẫu cịn lại Quy trình kiểm tra theo tiêu chuẩn BS 639:1976 Quy trình kiểm tra tƣơng tự tiêu chuẩn ISO 2560, nhƣng có thêm điều kiện: - Tấm sử dụng cho mẫu phải thép C có độ bền kéo đến 500 MPa - Nhiệt độ mẫu khoảng 10 – 30 0C trƣớc hàn đƣờng hàn thứ - Mỗi đƣờng hàn phài dày – mm - Khong đƣợc làm nguội nƣớc sau đƣờng hàn - Có thể cắt phần chứa kim loại mối hàn khỏi mẫu khí oxy – acethylene, nhƣng phải cách chân mối hàn không dƣới 20 mm II.3 Kiểm tra mối hàn theo chiều ngang Xác định độ dai va đập theo chiều ngang thƣờng đƣợc dùng kiểm tra chất lƣợng kiểm tra điện cực hàn Khác với kiểm tra kim loại toàn mối hàn, kiểm tra đƣợc thực với mối hàn đâu mí, kim loại mối hàn có pha với kim loại không ủ mối hàn để khử hydro Luan van Trang 34 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 092 Các vị trí lấy mẫu đƣợc nêu Hình 4, hai dày 15 – 20 mm, rộng 100 mm, đƣợc hàn với nhau, biên vát theo góc 700, mặt đáy mm, khe hở đáy cực đại mm Sau hàn nhiều hành trình, cắt rãnh đáy mặt lƣng đến chiều sâu mm, Hình Hàn rãnh điện cực cỡ mm; sau cƣa gia cơng mẫu theo kích thƣớc u cầu, Hình Đƣợc phép cắt mẫu khí oxy – acethylene lƣợng dƣ gia công tối thiểu mm Tất mẫu này, bề mặt dƣới mối hàn phải đƣợc giũa, mài, gia công, phẳng với bề mặt hàn Kích thƣớc mẫu thử va đập Charpy đƣợc nêu Hình Phƣơng pháp kiểm tra độ dai va đập đánh giá kết tuog7 tự kiểm tra va đập tồn mối hàn Hình Phương pháp chuẩn bị mẫu kiểm tra theo chiều ngang, vng góc với đường hàn Hình Tạo rãnh để thực hiện đường hàn làm kín Hình Phương pháp chuẩn bị mẫu Charpy 2.3 Trình tự thí nghiệm 2.3.1 Điều kiện ban đầu: - Thép SAE 942X theo tiêu chuẩn SAE (Mỹ) 2.3.2 Mẫu: - Kích thƣớc mối hàn: Luan van Trang 35 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 092 e s g c b Hình 2.1: Chuẩn bị mới hàn Kích thƣớc (mm) Giá trị tính toán S cb e g FH (mm2) mH (kg/m) 10 212 20 0,510,,55 55,8 0,435   270  30 2.3.3 Chế độ hàn: - Bản vẽ mẫu hàn : - Que hàn: Chọn loại que hàn có  3.2 : E 512 (TCVN 3223- 2000) - Máy hàn : Chọn máy hãng Lincoln : Weldanpower 175p / Weldanpower 175D ( Petrol) KA 1030 (diesel) KA1031 - Cƣờng độ dòng điện hàn : Ih = 126 (A) - Điện áp hàn : U = 20  26 V - Thao tác hàn : Khi hàn góc nghiêng que hàn so với mặt vật hàn thƣờng từ 75 đến 85 0, que hàn đƣợc dịch chuyển dọc trục để trì chiều dài cột hồ quang, đồng thời chuyển động ngang mối hàn để tạo bề rộng mối hàn di chuyển dọc đƣờng hàn theo tốc độ hàn cần thiết Trong q trình hàn, mối hàn có bề rộng bé, que hàn đƣợc dịch chuyển dọc đƣờng hàn, khơng có chuyển động ngang Khi mối hàn có bề rộng lớn, dịc h chuyển que hàn thực theo nhiều cách để đảm bảo chiều rộng mối hàn 10mm Thông thƣờng chuyển động que hàn theo đƣờng zigzag Luan van Trang 36 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 092 2.3.4 Thử độ dai va đập  Mục đích thử Để xác đinh ̣ mƣ́c lƣơ ̣ng hấ p thu ̣ mẫu thƣ̉ chuẩ n hóa bi ̣ phá gãy Thƣờng có mô ̣t nhóm mẫu thƣ̉ nhằ m tránh kế t quả bi lê ̣ ̣ch Phải quy định nhiệt độ thử Kế t quả thƣ̉ đƣơ ̣c thể hiê ̣n bằ ng J (joule) Mẫu thƣ̉ dai hấ p thu ̣ nhiề u lƣơ ̣ng mẫu thƣ̉ giòn Hình 4.5: Biểu đồ thử lƣợng va đập  Mẫu kiểm tra Hình 4.6: Mẫu thử độ dai va đập - Mẫu có tiế t diê ̣n đầ y đủ : 10x8 [mm2 ]; Cịn có loại mẫu có tiết diện rút gọn : 10x7,5 10x5 - Mẫu thử ( tiêu biểu): Luan van Trang 37 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 092 Hình 4.7: Mẫu thử độ dai va đập tiêu biểu  Phƣơng pháp thử o Mẫu thử đƣợc giữ vài phút bể cách nhiệt có nhiệt độ nhiệt độ thử Sau đƣợc đặt nhanh vào đe máy thử o Búa lắc đƣợc nâng lên đỉnh đầu thả nhanh Năng lƣợng mà mẫu hấp thụ búa làm gẫy mẫu (thể thang đo) Hình 4.8: Sơ đồ thử độ dai va đập  Tiêu chí chấp nhận o Mỗi kế t quả đƣơ ̣c ghi la ̣i o Giá trị trung bình kết mẫu thƣ̉ đƣơ ̣c tiń h và ghi la ̣i o Các giá trị đƣợc so sánh với quy định tiêu chuẩn ứng dụng tiêu chuẩ n của khách hàng để xem có đạt yêu cầu hay không o Sau đó xem xé t vế t gãy để tìm thơng tin bở sung (có thể đƣa vào báo cáo kiểm tra) Luan van Trang 38 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 092  Năng lƣợng hấp thụ [J] Nhiệt độ - 200C Nhiệt độ bên 197 49 191 53 186 51 Trung bình = 191 Trung bình = 51 Nhiê ̣t ̣ càng cao , mẫu thƣ̉ càng hấ p thu ̣ nhiề u lƣơ ̣ng , vâ ̣t liê ̣u mẫu càng dai Hình 4.9: Kết thực nghiệm đo độ dai va đập 2.4 Báo cáo kết o Vị trí hƣớng vết cắt khía (so với mớ i hàn mẫu hàn ) o Nhiê ̣t đô ̣ thƣ̉ o Mƣ́c lƣơ ̣ng hấ p thu ̣ [J] o Mô tả vế t gãy (phá hủy giịn hay dẻo ) o Vị trí khuyết tật , nế u có o Các kích thƣớc mẫu thử Luan van Trang 39 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 092 KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ Đề tài “Nghiên cứu tính chất học cho mối hàn hợp kim thấp độ bền cao, xây dựng thí nghiệm kiểm tra độ dai va đập mối hàn dùng cho môn học công nghệ kim loại” nghiên cứu thành công tổng quan thép hợp kim thấp độ bền cao, tiến hành xây dựng thí nghiệm kiểm tra độ dai va đập mối hàn dùng cho môn học công nghệ kim loại thành cơng Tuy nhiên kinh phí sở vật chất có hạn để tài dừng lại việc xây dựng mà chƣa tổ chức thực việc thực tập để đánh giá tính khả thi thực Với tảng đó, mơn dần triển khai điều chỉnh lại cho phù hợp với sở vật chất Luan van Trang 40 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 092 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô Lê Thông, Công nghệ hàn điện nóng chảy, Tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 [3] Trần Hữu Tƣờng – Đinh Ngọc Mễ - Nguyễn Văn Xiêm - Lê Viết Ngƣu – Vũ Công Luận, Kim loại học - Luyện kim – Đúc, Đại học Trung học chuyên nghiệp – 1971 Luan van Trang 41 S K L 0 Luan van ... VỊ CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT CƠ HỌC CHO MỐI HÀN HỢP KIM THẤP ĐỘ BỀN CAO, XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM KIỂM TRA ĐỘ DAI VA ĐẬP MỐI HÀN DÙNG CHO. .. tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu tính chất học cho mối hàn hợp kim thấp độ bền cao, xây dựng thí nghiệm kiểm tra độ dai va đập mối hàn dùng cho môn học công nghệ kim loại - Mã số: T2013 -... Phạm vi nghiên cứu: - Một số tính chất học mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao - Xây dựng thí nghiệm kiểm tra độ dai va đập mối hàn dùng cho môn học công nghệ kim loại Nội dung nghiên cứu : -