Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ hàn plasma đến chất lượng mối hàn thép không gỉ SUS 304 dạng tấm.
BỘ CÔNG THƯƠNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ ĐỖ HẢI TĨNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ HÀN PLASMA ĐẾN CHẤT LƯỢNG MỐI HÀN THÉP KHÔNG GỈ SUS 304 DẠNG TẤM TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Mã số: 9520103 Hà Nội, 2023 Cơng trình hồn thành tại: Viện Nghiên cứu Cơ khí - Bộ Công Thương Người hướng dẫn khoa học: Người hướng dẫn 1: PGS.TS Đào Duy Trung Người hướng dẫn 2: PGS.TS Lê Thu Quý Phản biện 1: PGS.TS Vũ Ngọc Pi Phản biện 2: PGS.TS Trần Ngọc Hiền Phản biện 3: PGS.TS Hoàng Văn Gợt Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Viện Họp tại: Viện Nghiên cứu Cơ khí - Bộ Cơng Thương Tịa nhà trụ sở chính: số đường Phạm Văn Đồng, quận Cầu Giấy, TP Hà Nội Vào hồi ……… ………, ngày …… tháng …… năm …… Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam Thư viện Viện Nghiên cứu Cơ khí DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN V.Anh Nguyen, H Seongming, N Huu Manh, A Murata, D Hai Tinh, L Thu Quy, S Tashiro, M Tanaka A Novel Welding Solution Technology for Stamping Processes AWS Sheet Metal Welding Conference XIX Welding Solutions for Lightweight and Electric Vehicle Production November 2-4, 2021: Conference at Laurel Manor, Livonia, Michigan, USA; Đỗ Hải Tĩnh (2019): Hàn Micro plasma ứng dụng, Tạp chí Doanh nghiệp khí & Đời sống, tháng 1/2019, trang 57-59; Đỗ Hải Tĩnh, Hà Minh Hùng, Đào Duy Trung, Nguyễn Văn Đức (2022): Nghiên cứu đặc điểm tổ chức tế vi vật liệu mối hàn plasma thép khơng gỉ mỏng SUS 304, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 293, T8/2022, trang 85-92; Ha, M.H., Do, H.T., Vu, D., Dao, D.T., Le, T.Q (2023) The Experimental Research on Plasma Welding of SUS 304 Stainless Steel Thin Plates In: Nguyen, D.C., Vu, N.P., Long, B.T., Puta, H., Sattler, KU (eds) Advances in Engineering Research and Application ICERA 2022 Lecture Notes in Networks and Systems, Vol 602 Springer, Cham https://doi.org/10.1007/978-3-031-22200-9_100 (SCOPUS Q4); Minh Hung Ha, Duong Vu, Hai Tinh Do: Experimetal Design in Plasma Welding of SUS 304 Stainless Steel Thin Plates, SPEKTA, Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat: Tecnologi dan Aplikasi, Universitas Ahmad Dahlan (UAD), 2023, Vol.4, No.1, pp 51-62; Minh Hung Ha, Quan Hoang Nguyen*, Quy Huy Trieu, Hai Tinh Do, Duy Trung Dao, Thu Quy Le (2023): A Predictive Model for Tensile Strength of Plasma-Welded Joints in SUS 304 Stainless Steel Thin Sheets, 6th International Conference on Engineering and Research Application 2023 (ICERA 2023), Thai Nguyen City, December, 1-2, 2023, Code IP: 7430 MỤC LỤC GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu luận án 1.2 Mục đích nghiên cứu luận án ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu đề tài 2.2 Nội dung nghiên cứu 2.3 Phương pháp nghiên cứu BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN KẾT LUẬN 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu luận án Trên giới, việc nghiên cứu công nghệ hàn tiên tiến đẩy mạnh ứng dụng nhiều nước công nghiệp phát triển (G7, G20) từ năm 1970 trở lại Ở Việt Nam nay, ngành cơng nghiệp khí chế tạo ngày đầu tư đổi với trang thiết bị, công nghệ tiên tiến nhập từ nước Định hướng nghiên cứu luận án sở tổng hợp, phân tích số cơng bố điển hình vài chục năm gần giới Việt Nam, từ kết đưa phương án khả thi cho việc nghiên cứu thực nghiệm tìm chế độ hàn plasma tốt phù hợp với tính thiết bị hàn plasma tiên tiến LINCOLN C3-MATIC 32-33 1.2 Mục đích nghiên cứu luận án Khảo sát, nghiên cứu ảnh hưởng số thơng số quy trình cơng nghệ hàn plasma cho vật liệu thép không gỉ dạng - thông qua đánh giá thành phần, tổ chức tế vi đặc tính bền mối liên kết hàn nhằm nâng cao chất lượng suất mối hàn Bằng thực nghiệm sử dụng thiết bị hàn tiên tiến hãng LINCOLN ELECTRIC (Mỹ) để khảo sát, nghiên cứu ảnh hưởng số thông số công nghệ hàn plasma ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu luận án: liên kết hàn giáp mối thép không gỉ SUS 304 dạng vị trí hàn Hàn plasma sử dụng thiết bị hàn tiên tiến LINCOLN C3- MATIC, mô đen 450+/Plasma – SP7 Turnmatic TT để tạo phôi liên kết hàn plasma thép SUS 304 cho thí nghiệm luận án; Hàn giáp mối vị trí hàn bằng, khí bảo vệ Ar, khí tạo plasma Ar + 5% H2, liên kết hàn giáp mối với khe hở không; Khảo sát ảnh hưởng thông số chế độ công nghệ hàn (Ih, Ib, vh, vcd) tiêu đánh giá chất lượng hàn thông qua tiêu chí: đặc tính –lý trạng thái tĩnh, đặc tính kim tương học liên kết hàn 2.2 Nội dung nghiên cứu Trong thí nghiệm thăm dị định hướng cơng nghệ hàn plasma (TNĐ 1) sử dụng phôi hàn với loại chiều dày phôi hàn thép không gỉ SUS 304: δ01 = 1,5 mm δ02 = mm dây hàn sử dụng mác 308L đường kính 1mm Trong thí nghiệm mơ TNĐ nghiên cứu loại chiều dày phôi hàn δ02 = mm; Ứng dụng công nghệ hàn plasma sử dụng dây hàn phù hợp với phôi thép hàn thép không gỉ SUS 304 thiết bị plasma tiên tiến LINCOLN C3-MATIC 32-33, mô-đen 450+/Plasma–SP7 Turnmatic TT, thiết bị dùng cho sản xuất công nghiệp để tạo phơi; Xây dựng mơ hình tốn học mơ dự báo đặc tính bền học vật liệu liên kết hàn plasma thép SUS 304 miền điều chỉnh thích hợp sau xử lý kết thăm dị định hướng cơng nghệ, đảm bảo chất lượng liên kết hàn hoàn toàn đạt mức yêu cầu người sử dụng 2.3 Phương pháp nghiên cứu Kết hợp nghiên cứu tổng hợp tài liệu tham khảo với nghiên cứu thực nghiệm thiết bị hàn plasma đại thông số công nghệ hàn plasma là: cường độ dòng plasma mức (Ih, A); cường độ dòng plasma mức (Ib, A) tốc độ hàn (vh, cm/ph) Các đặc tính khác liên kết hàn plasma thép khơng gỉ SUS 304 như: kích thước hình học mối hàn plasma; biến dạng trung bình (fNt.B) – kết ảnh hưởng nhiệt tích lũy trình hàn; độ cứng tế vi (HV0,2) tổng hợp thể biểu đồ 2D BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN Gồm chương Nội dung luận án gồm chương phần sau LỜI MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HÀN PLASMA 1.1 Phân loại công nghệ hàn tiên tiến Trong kỷ 19, bước đột phá lớn hàn thực Việc sử dụng lửa mở (axetylen) cột mốc quan trọng lịch sử hàn lửa mở, cho phép sản xuất công cụ kim loại phức tạp thiết bị Anh Edmund Davy phát acetylene năm 1836 axetylen sớm sử dụng ngành công nghiệp hàn Một số phát triển gần ngành công nghiệp bao gồm hàn ma sát trình hàn phát triển Nga, hàn laser phát triển Mỹ, Đức, Trung Quốc Laser phát triển phịng thí nghiệm Bell Telephone sử dụng cho loại cơng việc hàn Hàn plasma phương pháp hàn hồ quang biến thể Về chất khoa học, phương pháp hàn hàn hồ quang, lợi dụng nhiệt hồ quang (phần lõi) để làm nóng chảy kim loại cần hàn Ta dùng thiết bị để tập trung dòng vào lõi hồ quang (plasma) vào dịng nhỏ có nhiệt độ cao Hình 1.1 Nguyên lý hàn hồ quang plasma (a) mở rộng khu vực hàn lỗ khóa (b) Phương pháp hàn plasma có tính chất đặc biệt nhờ thiết kế đầu hàn Theo đường kính lỗ vịi phun, cường độ dịng điện hàn lưu lượng khí tạo plasma, đưa ba phương pháp hàn hồ quang plasma: + Phương pháp hàn microplasma sử dụng với dịng hàn khoảng 0,1÷15 A So với hàn hồ quang điện cực khơng nóng chảy mơi trường khí bảo vệ dải cường độ thấp, chiều dài hồ quang microplasma dài nhiều + Phương pháp hàn plasma sử dụng với dòng hàn trung bình khoảng 15÷100A Tương tự hàn hồ quang điện cực khơng nóng chảy bình thường Tuy tăng lưu lượng khí tạo plasma để tăng chiều sâu chảy khơng khí lẫn vào hồ quang dịng chảy rối khí bảo vệ + Phương pháp hàn plasma lỗ khóa sử dụng với dịng hàn 100A Hình thành tăng cường độ dịng điện hàn lưu lượng khí tạo plasma Hồ quang plasma có cơng suất lớn, tương tự tia laser Khi hàn, hồ quang plasma xuyên thủng vật liệu, tạo lỗ khóa với kim loại nóng chảy vũng hàn bao quanh lỗ khóa để tạo kim loại mối hàn 1.2 Tổng quan cơng nghệ hàn plasma 1.2.1 Tình hình nghiên cứu phát triển, ứng dụng hàn plasma nước Ở nước công nghiệp phát triển giới, nhiều cải tiến lĩnh vực công nghệ hàn tiên tiến, có hàn lượng plasma (PAW) hàn microplasma (MPAW) nhiều nhà khoa học tiến hành nghiên cứu chuyên sâu Lấy ví dụ tác giả cơng trình năm 2014 đưa tổng quan hệ thống hóa 297 cơng trình báo cáo báo khoa học công bố giai đoạn từ năm 1960 đến năm 2002 Từ năm 2002 đến năm 2005 có báo khoa học vấn đề: Nghiên cứu giám sát trực tuyến trình hàn plasma; Nghiên cứu giám sát bề mặt mối hàn sử dụng cảm biến thu tín hiệu khơng chuyển dịch dịng plasma,… 1.2.2 Tình hình nghiên cứu cơng nghệ hàn plasma Việt Nam Để góp phần nghiên cứu bước đầu tìm hiểu cơng nghệ hàn tiên tiến, có hàn plasma, microplasma, nhằm mục đích nâng cao chất lượng sản phẩm kết cấu hàn, năm 2008 có đề tài nghiên cứu khoa học cấp - Bộ Công Thương (mã số 321.08.RD/HĐ-KHCN) vấn đề: “Nghiên cứu công nghệ hàn plasma microplasma chế tạo chi tiết máy thành mỏng vật liệu đặc biệt”, Viện Nghiên cứu Cơ khí chủ trì thực Đối tượng nghiên cứu là: hàn vật liệu thép đặc biệt hợp kim đồng Kết đề tài dừng lại mức đề xuất quy trình cơng nghệ hàn plasma, microplasma nói chung, chưa sâu vào vấn đề cụ thể để tối ưu hóa thơng số đầu vào lưu lượng khí, cường độ dịng điện hàn, tốc độ hàn, v.v 1.3 Cơ sở lý thuyết công nghệ hàn plasma Hàn plasma (PAW) trình hàn liên kết vật liệu kim loại dòng xung hồ quang thu hẹp điện cực dây hàn nóng chảy phơi hàn điện cực khơng nóng chảy, tương tự q trình GTAW, hồ quang PAW phun qua lỗ nhỏ chụp thu hẹp hồ quang làm mát nước, áp dụng kết cấu hàn có lỗ khóa 1.4 Xác định nội dung nghiên cứu luận án Các nội dung nghiên cứu sau đây: 1) Nghiên cứu tài liệu tham khảo, tổng hợp, phân tích đánh giá kết nghiên cứu sở lý thuyết, thực nghiệm triển khai ứng dụng số nhà khoa học chuyên ngành nước nước để lựa chọn miền giới hạn nội dung trọng tâm cần nghiên cứu luận án; 2) Lựa chọn vật liệu, thiết bị thí nghiệm, phương pháp nghiên cứu, phù hợp với tính lực thực tế thiết bị hàn tiên tiến LINCOLN C3MATIC 32-33 3) Tiến hành thí nghiệm sàng lọc thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm đầy đủ nêu phương pháp thí nghiệm nêu 4) Đưa giới hạn phạm vi miền lựa chọn thông số công nghệ đầu vào; dự kiến hàm mục tiêu đầu ra; chọn điều kiện biên phù hợp tính thiết bị hàn plasma cho bước tiến hành thí nghiệm thăm dị định hướng cơng nghệ (L9 - Taguchi) 6) Tổng kết đóng góp mặt khoa học luận án đưa khuyến cáo lựa chọn chế độ hàn plasma hợp lý kết cấu giáp mối thép không gỉ SUS 304 cho nhà sản xuất nước Kết luận chương 1) Việc hệ thống hóa số vấn đề sở thực tiễn kỹ thuật hàn plasma, microplasma qua tham khảo số tài liệu công bố ngồi nước nước gần cho thấy nghiên cứu đưa vào ứng dụng thực tiễn sản xuất cho hiệu tốt cho nhà doanh nghiệp sản xuất mặt hàng khí từ vật liệu thép không gỉ cho ngành kinh tế - kỹ thuật Việt Nam; 2) Các nghiên cứu phát triển công nghệ thiết bị hàn plasma, microplasma nói chung nhà khoa học giới theo nhiều hướng sở khoa học cho lựa chọn nội dung nghiên cứu luận án; 3) Đưa định hướng sơ số nội dung nghiên cứu cụ thể luận án gắn liền với lực trang thiết bị thí nghiệm có doanh nghiệp sản xuất sản phẩm khí từ vật liệu thép khơng gỉ thép hợp kim khác Chương 2: VẬT LIỆU, THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu thí nghiệm Để thực với yêu cầu đầu luận án liên quan đến thép không gỉ, Tập thể người hướng dẫn nghiên cứu sinh lựa chọn SUS304 với số lý sau: Khả chịu nhiệt tốt; Khả chống chịu ăn mòn cao; Khả gia cơng tạo hình tốt 2.2 Thiết bị phương pháp thí nghiệm Một số hình ảnh hệ thống thiết bị hàn tiên tiến LINCOLN C3MATIC 32-33 có Cơng ty Cổ phần ERESSON Việt Nam Đây hệ thống thiết bị hàn tiên tiến hãng LINCOLN ELECTRIC cung cấp, biến thể dùng cho sản xuất quy mô công nghiệp, đảm bảo công cụ đại chủ lực với đặc điểm - Phôi hàn gồm thép không gỉ SUS 304 mua sẵn thị trường Việt Nam Phơi thép hàn kiểm tra thành phần hóa học trước cắt thành mảnh ghép giáp mối quy định phần trên; Ảnh tổ chức tế vi SEM vật liệu liên kết hàn plasma thép không gỉ SUS 304 mẫu số N6 sơ đồ vị trí phân tích EDX Kết luận chương 1) Chất lượng liên kết hàn plasma thép không gỉ SUS 304 sử dụng thiết bị hàn tự động LINCOLN C3-MATIC 32-3 2) Trên hầu hết mẫu thí nghiệm thăm dị định hướng cơng nghệ hàn plasma thép khơng gỉ (chiều dày mm 1,5 mm) miền khảo sát 04 thông số đầu vào sơ (Ih, Ib, vh, vcd), đạt chất lượng yêu cầu, ngoại trừ có 01 mẫu hàn với vh cao (vh = 40 cm/ph) không đạt yêu cầu kỳ vọng Do cần điều chỉnh miền khảo sát chúng tiến hành thí nghiệm theo ma trận trực giao mức yếu tố Chương 4: XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐẶC TÍNH BỀN VẬT LIỆU MỐI HÀN PLASMA THÉP SUS 304 4.1 Ảnh hưởng độc lập chế độ hàn đến chất lượng mối hàn plasma thép SUS 304 Độ bền kéo 20 Các số liệu thống kê toán học thực nghiệm xử lý nhờ trợ giúp máy tính để phân tích phương sai ANOVA xem xét đơn yếu tố (Ih), (Ib), (vh), (vcd) theo cặp đơi (Ih.Ib), (Ih.vh), (Ib.vh), (vh.vcd), có mức độ ảnh hưởng đến hàm mục tiêu đầu cần tìm (ki; si; Li) Giới hạn chảy Kết phân tích phương sai ANOVA hàm mục tiêu đầu giới hạn chảy vật liệu liên kết hàn plasma thép SUS 304 trường hợp mẫu bị phá hủy vùng kim loại Các thông số đầu vào khảo sát giống trường hợp xác định hàm mục tiêu độ bền kéo vật liệu liên kết hàn plasma thép SUS 304 21 4.2 Nghiên cứu đặc tính - lý liên kết hàn plasma theo ma trận trực giao mức yếu tố Từ kết thí nghiệm thăm dị định hướng cơng nghệ (TNĐ 1) khảo sát đơn yếu tố ảnh hưởng thông số công nghệ đầu vào chưa cho phép có góc nhìn tổng qt ảnh hưởng đồng thời cặp đơi tương tác tồn ba yếu tố với Thông số tốc độ cấp dây khoảng lựa chọn ảnh hưởng đến đặc tính hình thái mối hàn đặc tính bền học liên kết hàn 4.3 Mơ hình đặc tính bền vật liệu mối hàn plasma thép SUS 304 Như trình bày chương 2, áp dụng phương pháp tính tốn hệ số ẩn hàm mục tiêu đầu cần tìm độ bền kéo vật liệu liên kết hàn plasma thép không gỉ SUS 304 theo ma trận thực nghiệm trực giao mức yếu tố phương pháp bình phương nhỏ Mơ hình giới hạn chảy theo quy hoạch mức yếu tố Tương tự mơ hình toán học hàm mục tiêu độ bền kéo liên kết hàn plasma trên, hệ số ẩn hàm mục tiêu đầu cần tìm giới hạn chảy vật liệu liên kết hàn plasma thép không gỉ SUS 304 theo ma trận thực nghiệm trực giao mức yếu tố phương pháp bình phương nhỏ 22 Mơ hình độ giãn dài tương đối theo quy hoạch trực giao mức yếu tố Các số liệu thực nghiệm cho Bảng 4.7 mục 4.2 nhập vào phần mềm tin học chun dụng Matlab Sau chạy chương trình tính tốn, ta nhận mơ hình tốn học mơ tả quy luật ảnh hưởng ba thông số độc lập đầu vào (X1 = Ih; X2 = Ib; X3 = vh) đến hàm mục tiêu đầu cần tìm y3 = Li, i = 1, 2, 3, , 27, dạng phương trình số đa thức bậc hai Kết luận chương 1) Sau có điều chỉnh giới hạn miền khảo sát thông số công nghệ đầu vào chủ yếu (Ih; Ib; vh) mức hợp lý sử dụng thiết bị máy hàn plasma LINCOLN 32-33 tiến hành hàn plasma liên kết giáp mối phơi thép khơng gỉ SUS 304 có chiều dày mm theo quy hoạch thực nghiệm đầy đủ mức yếu tố 2) Nhờ trợ giúp phần mềm đồ họa chuyên dụng, đưa đồ thị trực quan dạng 3D không gian chiều đồ thị 2D cắt lớp mức trung bình Ih, Ib, vh, khơng gian chiều ảnh hưởng đồng thời cặp đôi thông số công nghệ chủ yếu (Ih; Ib; vh) đến độ bền kéo ki, giới hạn chảy si độ giãn dài tương đối (i) vật liệu liên kết hàn plasma KẾT LUẬN Đã xác định giới hạn phạm vi, nội dung nghiên cứu trọng tâm đề xuất phương pháp thực nghiệm khoa học phù hợp với thiết bị hàn plasma tự động tiên tiến hãng LINCOLN ELECTRIC để tạo phôi kết cấu hàn; Đã làm rõ quy luật tác động ba thông số công nghệ chủ yếu (Ih; Ib; vh) q trình hàn plasma thép khơng gỉ SUS 304 có mức độ ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng hàn; Bằng phương pháp xử lý số liệu thống kê toán học thực nghiệm xây dựng mơ hình thích hợp biểu diễn quan hệ thông số công nghệ đầu vào 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Nguyễn Duy Ninh (2016) - Các q trình hàn nóng chảy, NXB Đại học Bách khoa Hà Nội; [2] Nguyễn Văn Thông (1997) - Vật liệu công nghệ hàn - NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội; [3] Ngô Lê Thông (2007) - Cơng nghệ hàn điện nóng chảy, Tập I - NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội; [4] Hoàng Tùng, Nguyễn Thúc Hà (2007) - Sổ tay hàn - NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội; [5] Nguyễn Minh Tuyển (2005) - Quy hoạch thực nghiệm - NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội; [6] Ngô Hữu Mạnh (2016) - Nghiên cứu khả chịu mài mòn lớp kim loại đắp thép bon công nghệ hàn plasma bột - Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội; [7] Trần Lâm (2018) - Nghiên cứu công nghệ lai ghép plasma- GMAW cho liên kết dày không vát mép, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội; [8] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 197:2002 (ISO 6892:1998) (2002) - Vật liệu kim loại – thử kéo, Phần 1: Phương pháp thử nhiệt độ phòng; [9] Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 197-1:2014 ( ISO 6892-1:2009) (2014): Vật liệu kim loại – thử kéo, Phần 1: Phương pháp thử nhiệt độ phòng; [10] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7472:2005 (ISO 5817: 2003) (2005): Hàn – Các liên kết nóng chảy thép, niken hợp kim chúng (trừ hàn chùm tia) mức chất lượng khuyết tật, Hà Nội; [11] Hà Minh Hùng, Hồng Văn Châu (2001) - Cơng nghệ hàn thép không gỉ, Tập giảng Chuyên đề (tham khảo tài liệu Kengo Masuda, Công ty TASETO Việt Nam), Viện Nghiên cứu Cơ khí; [12] LINCOLN ELECTRIC, Tài liệu kỹ thuật thiết bị hàn plasma LINCOLN C3 MATIC SF 32-33/PILOTPRO N450+/Plasma SP7 Turnmatic TT; 24 [13] Trung tâm chuyển giao công nghệ Việt – Đức, Tài liệu kỹ thuật máy kéo nén kỹ thuật số KM&T Hàn Quốc, Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lường Chất lượng, Bộ Khoa học Công nghệ; Tiếng Anh ngoại ngữ khác: [14] www.airliquidewelding.com; [15] Automation catalogue-eng; [16] Nasi Ahmed (2005) - New developments in advanced welding - Woodhead Publishing Limited, Cambridge England; [17] C S., Wu, L Wang, W J Ren, X Y Zhang (2014) - Plasma arc welding: Process, sensing, control and modeling, Journal of Manufacturing Processes;[18] Kondapalli Siva Prasad, Chalamalasetti Srinivasa Rao Damera Nageswara Rao (2012) - Advanced in plasma arc welding: a review, Vol 4, No.1; [19] Zhang T Wu C.S., Fen Y.H (2011) - Numerical analysis of head transfer and fluid flow in keyhole plasma arc welding, Numerical Head Transfer Part A: Applications, 60, pp 695-708; [20] Huo Y.S Wu C.S., Chen M.A (2011) - Numerical simulation of keyhole shape and transformation from partial to open states in plasma arc welding - Acta Metallurgica Sinica, 47, pp.706-712; [21] Su J H., Wu C.S., Fen Y.H (2011) - Modeling the transient heat transfer for the coltrolled pulse keyholing process in plasma arc welding, International Journal of Thermal Science, 50, pp 1664-1671; [22] Sun J H., Wu C S., Qin C.L (2011) - Numerical simulation of keyholes dynamic variation in controlled pulse PAW process, Acta Metallurgica Sinica, 47,1061-1066; [23] Liu Z M., Wu C S., Chen M A (2011) - Experimental study on PAW buttwelding process with controlled pulse key-holing strategy, Journal of Mechanical Engineering, 47, pp 45-50; [24] Zhang T., Wu C S., Chen M A (2012) - Numerical simulation of fluid flow and heat transfer in keyhole plasma arc welding, Acta Metallurgica Sinica, 48, pp 25-32; 25 [25] Wu C S., Zhang T., Fen Y H (2013) - Numerical analysis of the heat and fluid flow in a weld pool with a dynamic keyhole, Internatiunal Journal of Heat and Fluid flow, 40, pp 86-97; [26] Li Y., Feng Y H., Zhang, X X., Wu C S (2013) - An Improved simulation of heat transfer and lfluid flow in plasma arc welding with modified source model, International Journal of Thermal Science, 64, pp 93-104; [27] Patricio F Mendez, Thomas W Eagar (2001) - Welding Processes for Aeronatics, Advanced Materials & Processes; [28] Jean Marie Fortain (1986) - Plasma welding evolution & challenges, Air Liquide CTAS, Welding and Cutting Research Center, 95315 Cergy Pontoise France; [29] Kimiyuki Nishiguchi and Kazumasa Tashiro (1970) - Series Arcing in Plasma Arc Welding, Japan welding society, pp 59-69; [30] K Tsuchiya, K Kishimoto, T Matsunaga, E Nakano (1973): Plasma Arc Welding for thick plate (part-1), Japan welding society, pp 554-566; [31] Kunio Narita (1975) - Plasma arc welding of pipelines: A study to optimize welding conditions for horizontal fixed joints of mild steel pipes, Int J Pres Ves & Piping, 3, pp 233-266; [32] V I Astakhin, A S Bychkov, V A Konovalov and R M Meirov (1977) Plasma Arc Welding of Aluminium alloy cryogenic piping, Japan welding society, No.2, pp 26-28; [33] Katsunori Inoue and De-Fu He (1984) - Penetration-Self-Adaptive Free Frequency Pulsed Plasma Arc Welding: Process Controlled with Photocell Sensor, Transactions of JWRI, Vol 13, No.1: pp 7-11; [34] T S Bakerb (1985) - Fatigue crack propagation and fracture toughness of plasma arc welded Ti-6AL-4V alloy, Royal aircraft establishment, Technical report No 85066; [35] T Ishida (1987) - Interfacial phenomena of plasma arc welding of mild steel and aluminum, Journal of materials science, 22, pp 1061¬-1066; [36] S C Tam, L E Lindgren and L J Yang (1989) - Computer simulation of temperature fields in mechanized plasma arc welding, Journal of Mechanical working technology, 19: pp 23-33; 26 [37] John W, McKelliget (1990) - Numerical computation of coupled heat transfer, fluid flow and electromagnetism: The Inductivity coupled plasma torch, Advanced computational methods in heat transfer, Vol 3; [38] John W, McKelliget (1992): A mathematical model of the spheroidization of porous agglomerate particles in thermal plasma torches, Thermal Plasma Applications in Materials and Metallurgical Processing, pp 337-349; [39] Russell G Keanini (1993) - Simuataion of weld pool flow and capillary interface shapes associated with the plasma arc welding process, Finite Elements in Analysis and Design, 15, pp 83-92; [40] Russell G Keanini and Boris Rubinsky (1987) - Three dimensional simulation of the plasma arc welding process, Int J Heat Mass Transfer, Vol 36, No.13, pp 3283-3298; [41] V N Startsev (1999) - Numerical analysis of the effect of laser radiation on the plasma of a welding arc, Journal of Engineering physics and thermophysics, Vol 72, No.5, pp 920-926; [42] Ph Bertrand, M Ignatiev, G Flamant, I Smurov (2000) - Pyrometry applications in thermal plasma processing, Vacuum, 56, pp 71-76; [43] D K Zhang and J T Niu (2000) - Application of Artificial Neural Network modeling to Plasma Arc Welding of Aluminum alloys, Journal of Advanced Metallurgical Sciences, Vol 13 No 1,pp 194-200; [44] Sheng-Chai Chi and Li-Chang Hsu (2001) - A Fuzzy Radial Basis Function Neural Network for Predicting Multiple Quality Characteristics of Plasma Arc Welding, IEEE, pp 2807-2812; [45] G Ravichandran (2001) - Solidification behavior in Plasma Arc Welding, Sadana, Vol 26, parts I & II, pp 199-211; [46] Yaowen Wang, Pensheng Zhaob (2001) - Noncontact acoustic analysis monitoring of plasma arc welding, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 78, pp 43-47; [47] Takeshi Kawachi (2002)- The computational analysis of the anode using numerical method of thermal plasma, Fifth World Congress on Computational Mechanics, Vienna, Austria; 27 [48] Yaowen Wang, Qiang Chen (2002) - On-line quality monitoring in Plasma arc welding, Journal of Materials Processing Technology, 120, pp 270-274; [49] B B Nayak (2003) - Enhancement in the micro hardness of arc plasma melted tungsten carbide, Journal of materials science, 38, pp 2717-2721; [50] Shanmugavelayutham and V Selvarajan (2003) - Electrothermal efficiency, temperature and thermal conductivity of plasma jet in a DC plasma spray torch, PRAMANA journal of physics, Indian Academy of Sciences, Vol 61, No 6, pp 1109-1119; [51] Casper van der Eijk, Hans Fostervoll, Zuhair K Sallom and Odd M Akselsen (2003) - Plasma Welding of NiTi to NiTi, Stainless Steel and Hastelloy C276, ASM Materials Solutions, Conference, Pittsburgh, Pennsylvania, USA; [52] W Lu, Y M Zhang and John Emmerson (2004) - Sensing of weld pool surface using non-transferred plasma charge sensor, Meas Sci Technol, 15, pp 991-999; [53] Pavel Kotalik (2004) - Modelling of an argon plasma flow, Czechoslovak Journal of Physics, Vol 55, No 2, pp 173-188; [54] Woei-Shyan Lee, Chi-Feng Lin, Chen-Yang Liu, and Chin-Wei Cheng (2004) - The Effects of Strain Rate and Welding Current Mode on the Dynamic Impact Behavior of Plasma-Arc-Welded 304L Stainless Steel Weldments, Metallurgical and Materials Transactions, volume 35A, pp 1501-1515; [55] A Abdellah El-Hadj and N Ait-Messaoudene (2005) - Comparison between Two Turbulence Models and Analysis of the Effect of the Substrate Movement on the Flow Field of a Plasma Jet, Plasma Chemistry and Plasma Processing, Vol 25, No 6, pp 699-722; [56] T Matsumoto, T Misono, H Fujii, K Nogi (2005) - Surface tension of molten stainless steels under plasma conditions, Journal of materials science, 40: pp 2197 – 2200; [57] Jingguo Ge, Zhengqiang Zhu, Defu He, Ligong Chen (2005) - A vision-based algorithm for seam detection in a PAW process for large-diameter stainless steel pipes, Int J Adv Manuf Technol, 26, pp 1006¬-1011; [58] Kai Cheng, Xi Chen, Wenxia Pan (2006) - Comparison of Laminar and Turbulent Thermal Plasma Jet Characteristics - A Modeling Study, Plasma Chemistry and Plasma Process, 26, pp 211-235; 28 [59] J Mirapeix, A Cobo, O M Conde, C Jauregui, J M Lopez-Higuera (2006) - Real-time arc welding defect detection technique by means of plasma spectrum optical analysis, NDT&E International, 39, pp 356-¬360; [60] J Mirapeix, P B Garcia-Allende, A Cobo, O M Conde, J M LopezHiguera (2007) - Real-time arc-welding defect detection and classification with principal component analysis and artificial neural networks, NDT&E International, 40: pp 315-323; [61] J Mirapeix, A Cobo, D A Gonzalez and J M Lopez-Higuera (2007) Plasma spectroscopy analysis technique based on optimization algorithms and spectral synthesis for arc-welding quality assurance, Optical Express, Vol 15, No 4, pp 1884 -1897; [62] V Rajamani, R Anand, G S Reddy, J A Sekhar, and M A Jog (2006) Heat-Transfer Enhancement Using Weakly Ionized, Atmospheric Pressure Plasma in Metallurgical Applications, Metallurgical and Materials Transactions B, Vol 37B, pp 565-570; [63] R Bini, M Monno, M I Boulos (2006) - Effect of Cathode Nozzle Geometry and Process Parameters on the Energy Distribution for an Argon Transferred Arc, Plasma Chem Plasma Process, 27, pp 359-380; [64] A Urena, E Otero, M.V Utrilla, C.J Munez (2006) - Weldability of a 2205 duplex stainless steel using plasma arc welding, Journal of Materials Processing Technology, 182, pp 624-631; [65] A Dudek, Z Nitkiewicz (2007) - Diagnostics of plasma arc during the process of remelting of surface layer in 40Cr4 steel, International Scientific Journal, Vol 28, Issue 6, pp 369-372; [66] Lei Yu-cheng, Yuan Wei-jin, Chen Xi-zhang, Zhu Fei Cheng Xiao-nong (2007) - Insitut, weld-alloying plasma arc welding of SiCp/ A1 MMC, Trans Nonferrous Met Soc China, 17, pp 313- 17; [67] Y F Hsiao, Y S Tarng, and W J Huang (2008) - Optimization of Plasma Arc Welding Parameters by Using the Taguchi Method with the Grey Relational Analysis, Journal of Materials and Manufacturing Processes, 23, pp 51-58; [68] Emel Taban (2008) - Toughness and micro structural analysis of superduplex stainless steel joined by plasma arc welding, J Mater Sci., 43, pp 4309-4315; 29 [69] Lei Yu-cheng, Zhang Zhen, Nie Jia-jun, Chen Xi-zhang (2008) - Effect of TiAl on micro structures and mechanical properties of plasma arc in-situ welded joint of SiCp/Al MMCs, Transacations of Nonferrous Metals Society of China, 18, pp 809-813; [70] Tashiro Shinichi, Miyata Minoru, Tanaka Manabu (2009) - Numerical simulation of AC Plasma Arc Welding, Vol 27, No.2, pp 1s-3s; [71] R Sanchez-Tovar, M.T Montanes, J Garcia-Anton (2010) - Effect of different micro-plasma arc welding (MPAW) processes on the corrosion of AISI 316L SS tubes in LiBr and H3PO4 solutions under flowing conditions, Journal of Corrosion Science, 52, pp 1508-1519; [72] N M Voropai, V V Shcherbak and A A Grigorev (1971) - Pulsed Microplasma welding of thin Aluminum gaskets, Equipment Manufacturing Technology, No.11, p.19; [73] A S Sepokurov, G I Sergatskii and A P Alikin (1971) - Use of micro plasma welding in component construction, Japan welding society, No.11, pp 20; [74] W Luo (2002) - Effect of micro-plasma arc melting on the corrosion resistance of a 0Cr19Ni9 stainless steel SAW joint, Materials Letters, 55, pp 290295; [75] Karimzadeh, F Salehi, M, Saatchi A and Meratian M.(2002) - Effect of micro plasma arc welding process parameters on grain growth and porosity distribution of thin sheet Ti6Al4V alloyweldment, Materials and Manufacturing Processes, 20, pp 205 - 219; [76] F Karimzadeh, A Ebnonnasir, A Foroughi (2006) - Artificial neural network modeling for evaluating of epitaxial growth of Ti6Al4V weldment, Materials Science and Engineering, A 432, pp 184-190; [77] Pei-quan Xu, Shun Yao, Jian-ping He, Chun-wei Ma & Jiang-wei Ren (2009) - Numerical analysis for effect of process parameters of low- current micro-PAW on constricted arc, Int J Adv Manuf Technol., 44: pp 255-264; [78] Kondapalli Siva Prasad, Srinivasa Rao Ch., Nageswara Rao D (2010) Prediction of Weld Quality in Plasma Arc Welding using Statistical Approach, AIJSTPME, 3(4), pp 29-35; [79] Kondapalli Siva Prasad, Srinivasa Rao Ch., Nageswara Rao D (2011) Prediction of Weld Bead Geometry in Plasma Arc Welding using Factorial Design 30 Approach, Journal of Minerals &Materials Characterization & Engineering, Vol 10, No.10, pp 875-886; [80] Kondapalli Siva Prasad, Ch Srinivasa Rao, D Nageswara Rao (2011): Prediction of Weld Pool Geometry in Pulsed Current Micro Plasma Arc Welding of SS304L Stainless Steel Sheets, International Transaction Journal of Engineering, Management & Applied Sciences & Technologies, Vol No.3, pp 325-336; [81] Kondapalli Siva Prasad, Ch Srinivasa Rao, D Nageswara Rao (2011): A Study on Weld Quality Characteristics of Pulsed Current Micro Plasma Arc Welding of SS304L Sheets, International Transaction Journal of Engineering, Management & Applied Sciences & Technologies, Vol No.3, pp 437-446; [82] Kondapalli Siva Prasad, Ch Srinivasa Rao, D Nageswara Rao (2011): Establishing Empirical Relations to Predict Grain Size and Hardness of Pulsed Current Micro Plasma Arc Welded SS 304L Sheets, American Transactions on Engineering & Applied Sciences, Vol No.1, pp 57-74; [83] Kondapalli Siva Prasad, Ch Srinivasa Rao, D Nageswara Rao (2011): Optimizing pulsed current micro plasma arc welding parameters to maximize ultimate tensile strength of Inconel 625 Nickel alloy using response surface method, International Journal of Engineering, Science and Technology, Vol 3, No 6, pp 226-236; [84] Kondapalli Siva Prasad, Ch Srinivasa Rao, D Nageswara Rao (2011): Establishing Empirical Relationships to Predict Grain Size and Hardness of Pulsed Current Micro plasma Arc Welded Inconel 625 Sheets, Journal of Materials & Metallurgical Engineering, Vol 1, Issue 3, pp.1-10; [85] B Zheng, H J Wang, Q L Wang (1998): Front image sensing of the keyhole puddle in the variable polarity PAW of aluminum alloys, Journal of Materials Processing Technology, 83: pp 286-298; [86] Zhonghua Liu, QiLong Wang, Bing Zheng (2001): Process control based on double side image sensing of the keyhole in VPPA welding, Journal of Materials Processing Technology, 115: pp.373-379; [87] S Ganguly, M E Fitzpatrick, and L Edwards (2006): Use of Neutron and Synchrotron X-Ray Diffraction for Evaluation of Residual Stresses in a 2024-T351 Aluminum Alloy Variable-Polarity Plasma-Arc Weld, Metallurgical and Materials Transactions A, Vol 37A, pp 411-420; 31 [88] Emad Saad, Huijun Wang, Radovan Kovacevic (2006): Classification of molten pool modes in variable polarity plasma arc welding based on acoustic signature, Journal of Materials Processing Technology, 174: pp 127-136; [89] H X Wang, Y.H Wei, C L Yang (2007): Numerical simulation of variable polarity vertical-up plasma arc welding process, Computational Materials Science, 38, pp 571-587; [90] B Zheng, H J Wang, Q I Wang AND R Kovacevic (2009): Control for Weld Penetration inVPPAW of Aluminum Alloys Using the Front Weld Pool Image Signal, Welding Research Supplement, pp 363 - 371; [91] Y F Hsu and B Rubinsky (1988): Two dimensional heat transfer study on the keyhole plasma arc welding process, Int J Heat Mass Transfer, Vol 31, No.7, pp 1409-1421; [92] Al-Khalidy Nehad (1995): Enthalpy Technique for solution of Stefan problems: Application to the Keyhole Plasma Arc Welding Process involving moving heat source, Int Comm Heat Mass Transfer, Vol 22, No.6, pp.779-790; [93] Jukka Martihainen (1995): Conditions for achieving high quality welds in the plasma keyhole welding of structural steels, Journal of Materials Processing Technology, 52, pp 68-75; [94] Breton E Losch and YuMing Zhang (2002): Fuzzy classification of plasma reflection for keyhole sensing and control, Proceedings of the 2002 IEEE International Conference on Control Applications, Glasgow, Scotland, UK, pp 3136; [95] Y M Zhang & B Zhang (1999): Observation of the Keyhole during Plasma Arc Welding, AWS Welding Research Supplement, pp 53-58; [96] Y M Zhang and Y Ma (2001): Stochastic modelling of plasma reflection during keyhole arc welding, Meas Sci Technol, 12: pp 1964-1975; [97] Y M Zhang, Y C Liu (2003): Modeling and control of quasi-keyhole arc welding process, Control Engineering Practice 11, pp 1401-1411; [98].W Lu, Y M Zhang, W -Y Lin (2004): Nonlinear interval model control of quasi-keyhole arc welding process, Automatica 40, pp 805 - 813; 32 [99] C S Wu, J S Sun and Y M Zhang (2004): Numerical simulation of dynamic development of keyhole in double-sided arc welding, Journal of Modelling Simul Mater Sci Eng 12, pp 423-442; [100] C S Wu, H G Wang, and Y M Zhang (2006): A New Heat Source Model for Keyhole Plasma Arc Welding in FEM, Analysis of the Temperature Profile, Welding journal, pp 284-291; [101] C S Wu, Q X Hu, J Q Gao (2009): An adaptive heat source model for finite-element analysis of keyhole plasma arc welding, Computational Materials Science 46, pp 167-172; [102] John Zhang and Bruce L Walcott (2006): Adaptive Interval Model Control of Arc Welding Process, IEEE transactions on control systems technology, Vol 14, No 6, pp 1127-1134; [103] Dong Honggang, Gao Hongming and Wu Lin (2006): Numerical simulation of fluid flow and temperature field in keyhole double¬sided arc welding process on stainless steel, Int J Numer Meth Engg 65, pp 1673-1687; [104] E.O Correa, S.C Costa, J N Santos (2008): Weldability of iron-based powder & metal materials using pulsed plasma arc welding process, journal of materials processing technology 198, pp 323-329; [105] Jia Chuan-bao, Wu Chuan-song, Zhang Yu-ming (2009): Sensing controlled pulse key-holing condition in plasma arc welding, Transactions of Nonferrous metals society of China, 19, pp 341-346; [106] Prof Pedro Vilaca (2015): Plasma Arc Welding (PAW), Materials Joining and NDT, Finland; [107] Jery Niagaj, Welding Institute (2014): Ways to improve the efficiency of welding stainless steel, Welding Technology Unit, Gliwice, Poland; [108] Geschellschaft fuer Schweisstechnik international mBh (2015): International welding engineer (IWE); [109] Касандрова О Н., Лебедев В В (1970): Обработка результатов наблюдений, Москва, Наука, 104 стр.; [110] Солонин Н С (1972): Математическая статистика в технологии машиностроения, Москва Машиностроение; 33 [111] B K Kaлоша (1982), С И Лобко, Т С Чикова: Математическая обработка результатов эксперимента, Минск, Вышеэйшая школа; 103 стр; 34