Xác định chế độ hàn nổ thích hợp để chế tạo vật liệu trimetal thép CT.3 – nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083

- 1- - 2- Cơ sở lựa chọn đề tài luận án Vật liệu tổ hợp lớp kim loại (bimetal), lớp (trimetal) dạng tấm, ống, hình prophin với lớp bề mặt làm nhôm, hợp kim nhôm độ bền cao có tính chống gỉ, chịu mài mòn, chịu nhiệt cao, lớp kim loại chịu tải trọng nén (kéo) phù hợp với điều kiện làm việc chi tiết kết cấu Trong ngành công nghiệp hàng không, đóng sửa chữa tầu thủy nay, vật liệu trimetal thép CT.3 – nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083, tương đương vật liệu thép CT.3 – nhôm AД1 – hợp kim nhôm AMг5 Nga, có chiều dày lớp nhôm + hợp kim nhôm đến (5 + 5) mm, thép có chiều dày đến 30  40 mm sử dụng phổ biến Vật liệu có tính đặc biệt cần thiết cho việc hàn kết cấu thép với hợp kim nhôm biến dạng, đảm bảo độ bền mối hàn cao hạn chế hình thành lớp màng liên kim loại thép – hợp kim nhôm mức thấp nhất, nên sử dụng rộng rãi nước công nghiệp G8 Những vật liệu tùy theo chiều dày lớp phủ, chế tạo công nghệ đúc cán luyện kim truyền thống, hàn khuếch tán, hàn đắp công nghệ hàn hàn nổ Mặc dù có giá thành chế tạo cao so với thép đóng tầu, sử dụng vật liệu kết cấu hợp kim nhôm tầu thuỷ nhanh chóng hoàn vốn nhờ có nhiều ưu điểm thép như: mật độ thấp nên vật liệu hợp kim nhôm nhẹ, không bị nhiễm từ tính, khả chống gỉ cao độ bền đủ cứng vững Hợp kim nhôm đóng tầu dùng phổ biến để chế tạo bồn chức nước, hộp cácter, tầu chở khách cánh ngầm, tầu tốc độ cao cỡ nhỏ Kết cấu tầu thuỷ hợp kim nhôm hàn với vỏ thép thường cụm thiết bị boong tầu, ống khói, hệ thống quạt thông gió, cabin buồng lái, phòng ngủ thuỷ cho thủ, cấu kiện trang trí nội thất Ở Việt Nam nhu cầu sử dụng vật liệu trimetal nói ngành sửa chữa đóng tầu thủy, có tầu quân số nhà máy quân đội hàng năm cần lượng vật liệu đáng kể, hoàn toàn phải nhập ngoại 1, 3 Một số nghiên cứu chế tạo vật liệu hợp kim nhiều lớp 3, 5, 711 công bố gần Việt Nam gần đây, chưa đề cập sâu thông tin kỹ thuật công nghệ truy cập mạng Internet mang tính chất chào bán công nghệ, chưa đủ sở khoa học để lựa chọn vật liệu bimetal trimetal đắn có hiệu Hàn nổ công nghệ tiên tiến, có ưu điểm trội không đòi hỏi phải đầu tư thiết bị tạo áp lực cao để hàn dính lớp kim loại với nhau, phù hợp với điều kiện thực tiễn nước ta, nên nghiên cứu sinh lựa chọn để chế tạo vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm độ bền cao Vì thế, việc nghiên cứu hệ thống hóa sở lý thuyết kết thực nghiệm theo hướng ứng dụng công nghệ hàn nổ nước ta để sản xuất vật liệu trimetal thép - nhôm - hợp kim nhôm độ bền cao, sử dụng cho hàn kết cấu công nghiệp đóng tầu thủy cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao Mục đích nghiên cứu Xác định chế độ hàn nổ thích hợp để chế tạo vật liệu trimetal thép CT.3 – nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083, sử dụng nguyên vật liệu đầu vào sẵn có thị trường vật liệu nổ Việt Nam tự sản xuất nhằm làm chủ công nghệ, đồng thời xác lập sở khoa học để tiến tới việc nghiên cứu phát triển để tạo phôi vật liệu trimetal có kích thước lớn Đối tượng nghiên cứu Vật liệu trimetal thép CT.3 – nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083, sử dụng làm chi tiết trung gian để hàn kết cấu ngành công nghiệp đóng tầu thủy xây dựng công trình công nghiệp Nhiệm vụ nghiên cứu Chứng minh tính khả thi mặt công nghệ sở lý thuyết kết thực nghiệm hàn nổ tạo phôi vật liệu trimetal thép CT.3 – nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083 quy mô mẫu thí nghiệm điều kiện Việt Nam, đảm bảo mức chất lượng tương đương sản phẩm nhập ngoại Phương pháp nghiên cứu Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm: - Trên sở nghiên cứu tài liệu tham khảo cập nhật số công nghệ hàn nhôm, hợp kim nhôm với thép khác (hàn ma sát, hàn đắp, cán dính, hàn nổ,…) để xác lập sở khoa học cho việc lựa chọn công nghệ, giới hạn phạm vi nghiên cứu đề tài luận án phù hợp với điều kiện trang thiết bị thí nghiệm có nước - Xác định điều kiện thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm kiểu mức N = 33, sử dụng trang thiết bị đo tốc độ nổ tiêu tính mẫu thí nghiệm đại; - Sử dụng phương pháp tiên tiến để tính toán xây dựng mô hình toán học đoán độ bền bám dính lớp vật liệu thép với nhôm hợp kim nhôm độ bền cao dùng ngành đóng tầu thủy, đồng - 3- - 4- thời với nghiên cứu khảo sát tổ chức tế vi biên giới liên kết lớp kim loại hàn nổ để có đánh giá tổng hợp chất lượng vật liệu trimetal hàn nổ Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Luận án Ý nghĩa khoa học: - Nghiên cứu thành công công nghệ chế tạo vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm phương pháp hàn nổ, xác định thông số công nghệ r, h, C ảnh hưởng đến độ bền bám dính bd lớp vật liệu nhôm AA1050 – thép CT.3, nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083, giải thích phương pháp kim tương học (hiển vi quang học, hiển vi điện tử quét SEM) phương pháp phân tích thành phần hóa học (EDX); - Nghiên cứu khảo sát cấu trúc kim loại lớp thép CT.3, nhôm AA1050 hợp kim nhôm AA5083 làm rõ chế khả hình thành liên kết kim loại vật liệu có lý tính khác định hướng lựa chọn miền biến thiên thông số công nghệ hàn nổ (r, h, C), hạn chế đến mức tối thiểu lớp màng liên kim loại hệ Fe – Al, xác định thành phần lớp màng mỏng liên kim loại mối hàn; - Xây dựng mô hình toán học phản ánh mối quan hệ thông số công nghệ ảnh hưởng tới chất lượng độ bền bám dính (bd) hai lớp kim loại hàn nổ: thép CT.3 – (nhôm + hợp kim nhôm) thông qua thông số công nghệ hàn nổ ban đầu (r, h, C) từ lựa chọn miền điều chỉnh phù hợp, đảm bảo chất lượng tổng hợp vật liệu trimetal sau hàn nổ tốt Ý nghĩa thực tiễn: - Lần triển khai ứng dụng công nghệ hàn nổ điều kiện Việt Nam quy mô phòng thí nghiệm có kết khả quan, không phụ thuộc vào bí công nghệ nước ngoài, lĩnh vực chế tạo vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm độ bền cao; - Lập tiền đề cho việc nghiên cứu sử dụng vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm làm chi tiết trung gian công nghệ hàn kết cấu thép với hợp kim nhôm độ bền cao, công nghiệp đóng sửa chữa tầu thủy Việt Nam; - Góp phần nâng cao lực Khoa học công nghệ nội sinh, tiếp cận với công nghệ tiên tiến giới để chế tạo loại vật liệu nhiều lớp (bimetal, trimetal), vật liệu composite có tính đặc biệt phục vụ nhiều ngành kinh tế như: công nghiệp chế tạo máy, khai thác chế biến dầu khí, công nghiệp khai thác mỏ luyện kim, công nghiệp hoá học, xây dựng công trình biển làm việc điều kiện ăn mòn hoá học cao, công nghiệp sản xuất điện, công nghiệp vật liệu hàng không vũ trụ kỹ thuật quân Kết cấu Luận án Bao gồm phần Mở đầu, Kết luận chương: - Chương 1: Tổng quan vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm dùng công nghiệp đóng tầu thủy; - Chương 2: Nghiên cứu sở lý thuyết hàn nổ kim loại dạng tấm; - Chương 3: Vật liệu, thiết bị thí nghiệm, phương pháp nghiên cứu; - Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm hàn nổ tạo phôi vật liệu trimetal thép CT.3 – nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083; - Chương 5: Nghiên cứu tổ chức tế vi, cấu trúc màng mỏng, liên kim loại vật liệu trimetal sau hàn nổ biên giới thép – nhôm nhôm – hợp kim nhôm - Kết luận chung luận án; - Danh mục tài liệu tham khảo; - Phụ lục luận án Chương TỔNG QUAN VẬT LIỆU TRIMETAL THÉP – NHÔM – HỢP KIM NHÔM DÙNG TRONG CÔNG NGHIỆP ĐÓNG TẦU THỦY 1.1 Khái quát số công nghệ chế tạo vật liệu bimetal Kỹ thuật khí Phân tích đặc điểm công nghệ chế tạo vật liệu bimetal, trimetal nói chung lưu ý đến điều kiện thực tiễn Việt Nam có đầu tư lớn cho việc trang bị máy cán chuyên dụng công suất lớn đủ điều kiện kỹ thuật - công nghệ cho sản xuất vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm độ bền cao với chiều dày lớp phủ lớn, sử dụng làm chi tiết trung gian công nghiệp đóng tầu thủy hàn kết cấu công trình công nghiệp Phạm vi nghiên cứu đề tài luận án giới hạn việc tìm hiểu số đặc điểm hàn thép với nhôm hợp kim nhôm cập nhật qua tài liệu tham khảo công bố nước, đồng thời với phát triển thêm bước dựa kết thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm hàn nổ tạo phôi bimetal thép – hợp kim nhôm kiểm định mẫu vật liệu thép CT.3 – nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083 1.2 Tổng quan công nghệ chế tạo vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm độ bền cao - 5- - 6- - Hàn ma sát áp lực - Hàn kết cấu thép với hợp kim nhôm độ bền cao thông qua chi tiết trung gian trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm - Hàn lượng nổ 1.3 Nghiên cứu phạm vi sử dụng vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm hàn kết cấu tầu thuỷ - Sơ lược lịch sử ứng dụng hợp kim nhôm giới - Ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng hợp kim nhôm công nghiệp đóng tầu thủy - Tổng hợp số mác vật liệu hợp kim nhôm dùng công nghiệp đóng tầu thủy Nga - Hợp kim nhôm công nghiệp đóng tầu nước khác giới - Cơ tính hợp kim nhôm đóng tầu thủy Nga 1.4 Nghiên cứu hàn ghép nối vật liệu kết cấu thép với hợp kim nhôm Khi hàn chi tiết kết cấu thép với cấu kiện hợp kim nhôm thường gặp công nghiệp đóng toa xe lửa, tầu thuỷ Phương pháp hàn qua chi tiết trung giam làm vật liệu bimetal thép – hợp kim nhôm sử dụng để hàn ghép phẳng chi tiết ống thép với ống hợp kim nhôm 1.5 Nghiên cứu tương tác nhôm hợp kim nhôm với thép hàn Vấn đề cấp thiết kỹ thuật công nghệ đại phải giảm thiểu khối lượng kết cấu kim loại máy móc thiết bị, đồng thời với tăng đặc tính kỹ thuật độ bền lâu điều kiện làm việc thực tế chúng Điều dẫn tới cần thiết phải sử dụng nhiều loại vật liệu tổ hợp thép – hợp kim mầu khác toàn chi tiết kết cấu mà phần chúng trực tiếp chịu tác động tải trọng, nhiệt độ, môi trường làm việc định Vì thế, loại vật liệu kết cấu bimetal thép – nhôm (thép – hợp kim nhôm) ngày ứng dụng rông rãi thúc đẩy phát triển ngành chế tạo tên lửa, máy bay, ô tô, đóng tầu biển số ngành công nghiệp trọng điểm kinh tế giới 1.6 Ứng dụng hàn nổ tạo vật liệu bimetal thép – hợp kim nhôm Việt Nam Nghiên cứu Việt Nam vật liệu bimetal thép 08Kп – hợp kim nhôm ACM; thép 08Kп – hợp kim nhôm AO9-1 chịu mòn nhóm nghiên cứu Viện Nghiên cứu máy (nay Viện Nghiên cứu Cơ khí - Bộ Công Thương) thực phương pháp cán dính kết hợp với công nghệ hàn nổ Vật liệu bimetal thép – hợp kim nhôm chịu mòn nói dùng để chế tạo thử bạc trượt động ô tô DESOTO-P354 (Mỹ); IFA-W50 (Đức); bạc trượt động diesel D9 & D12 YANMAR (Nhật Bản); D22 (Việt Nam) tham khảo để chọn cận cận vùng hàn nổ Kết luận chương 1) Đưa sở khoa học để lựa chọn chế độ hàn nổ tạo phôi vật liệu bimetal trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm có nhiều ưu điểm dùng làm vật liệu ngành công nghiệp đóng tàu mà vật liệu khác được; Sử dụng vật liệu nhôm AA1050 hợp kim nhôm AA5083 để thí nghiệm hàn nổ với lớp thép bon CT.3 có đầy đủ thành phần hóa học, lý tính tương đương với mác vật liệu nhập ngoại điều kiện Việt Nam phù hợp; 2) Qua nghiên cứu thực nghiệm ứng dụng công nghệ hàn nổ Việt Nam, nghiên cứu sinh giới hạn thông số hàn nổ quan trọng ban đầu: tỷ lệ khối lượng thuốc nổ khối lượng kim loại hàn (r); tỷ lệ khe hở hàn với chiều dày kim loại hàn (h) thông số đặc trưng cho tốc độ nổ thuốc nổ sử dụng (C) Chương NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT HÀN NỔ KIM LOẠI DẠNG TẤM 2.1 Đặc điểm trình hàn nổ Hàn nổ trình nhận liên kết kim loại hợp kim tác động lượng sinh kích nổ chất nổ Năng lượng hóa thuốc nổ chuyển thành (động năng), nhiệt Trong trình hàn nổ, tốc độ va đập kim loại với kim loại đạt đến 1.500 m/s Tốc độ di chuyển vùng hàn theo hướng nổ đạt giá trị 1.000 m/s, phụ thuộc vào góc va đập trượng hợp hàn cụ thể Tại điểm va đập, nhiệt độ lên tới hàng nghìn độ C, xuất tia kim loại cục có định hướng hạt kim loại, làm lớp màng ôxit bề mặt tiếp xúc hai kim loại chuyển động với tốc độ cao khe hở hàn tạo bề mặt liên kết dạng sóng âm hai kim loại hàn Dưới tác động áp suất nhiệt độ cao, điểm va đập hai kim loại bị - 7- - 8- biến dạng dẻo, xâm nhập vào cách chặt chẽ, tạo liên kết kim loại toàn diện tích bề mặt mối hàn 2.2 Nguyên lý hình thành liên kết lớp kim loại hàn nổ Sự va đập kim loại hàn nổ tạo liên kết bền vững điểm va đập, cần phải đảm bảo cho thời gian tồn áp lực va đập lớn thời gian kết tinh lại hỗn hợp kim loại hàn kim loại nóng chảy Cơ chế hình thành mối hàn nổ kim loại thường có biên dạng sóng âm (hình 2.1) hàn (RZ); nhiệt độ kim loại hàn (T1, T2); kích thước đặc tính kim loại hàn (độ bền, độ cứng, độ dai…) 4) Nhóm thông số lượng gồm có: động riêng kim loại hàn (W1); động riêng kim loại (W2) 2.4 Ảnh hưởng liên kim loại hệ Fe – Al đến chất lượng vật liệu bimetal Cặp vật liệu thép - nhôm thép - hợp kim nhôm vật liệu khó hàn với Chất lượng mối hàn đạt tương đối chế độ hàn nổ (hoặc phương pháp hàn khác) hẹp Sự cản trở nhận độ bền bám dính hai lớp cao cặp vật liệu thép nhôm nhôm (Al) có khả tạo thành với sắt (Fe) liên kim cứng giòn dạng FeAl, FeAl3, Fe2Al5 Độ cứng liên kim đạt đến 740  900 HV, chiều rộng vùng liên kim, tuỳ thuộc vào chế độ hàn nổ, thay đổi khoảng vài micrông đếnảng 240 m Sự phá huỷ liên kết kim loại hai lớp bimetal thường xẩy biên giới phân cách kim loại thành phần, vùng liên kim loại quan sát thấy có vết nứt Liên kim dạng FeAl xuất nhiệt luyện bimetal nhiệt độ 450  600 OC mà sau hàn nổ không quan sát thấy liên kim hình thành Nung nóng bimetal nhiệt độ 300  400 OC thời gian đến 250 làm giảm độ bền bám dính hai lớp từ 100 MPa xuống 32 MPa Ở nhiệt độ 450  600 OC xuất liên kim loại dạng FeAl - độ bền bám dính hai lớp bimetal giảm xuống đến 10 - 20 MPa Khi sử dụng lớp lót công nghệ trung gian hợp kim AÄ-1, Al + 5,6 % Si, Al + % Fe, Al + 4,5 % Cu, Al + 4,6 % Ni độ bền bám dính hai lớp thép  hợp kim nhôm công nghiệp tăng lên đến mức hợp kim nhôm trạng thái biến cứng Kết luận Chương 1) Phân tích chất trình hình thành liên kết hai lớp kim loại hàn nổ, đặc điểm công nghệ trình hàn nổ, chế hình thành liên kết, thông số động học, vật lý, công nghệ ảnh hưởng đến trình hàn nổ; 2) Lưa chọn các thông số chế độ công nghệ ảnh hưởng tới độ bền tới độ bền bám dính hai lớp kim loại vật liệu trimetal thép – nhôm - hợp kim nhôm hàn nổ Đề xuất thông số chế độ hàn nổ tạo vật liệu bimetal thép CT.3  hợp kim nhôm AA5083 (tương đương hợp kim AMг6) dự kiến cho thí nghiệm đề tài luận án (r, h, C) cho quy hoạch thực nghiệm a) b) c) d) e) f) g) h) i) Hình 2.1 Sơ đồ hình thành bề mặt sóng liên kết hàn nổ kim loại khác 2.3 Các thông số chủ yếu trình hàn nổ Phân biệt thông số chủ yếu đặc trưng cho trình hàn nổ hai kim loại sau đây: động học, vật lý, công nghệ lượng 1) Nhóm thông số động học gồm có: tốc độ bay kim loại hàn va đập vào kim loại (vP), tốc độ điểm tiếp xúc hai kim loại (vK), góc va đập (), góc uốn động (); 2) Nhóm thông số vật lý gồm có: áp suất điểm tiếp xúc va đập (pK), thời gian va đập (t), nhiệt độ điểm va đập (T); 3) Nhóm thông số công nghệ: tốc độ nổ (D) - đặc trưng loại thuốc nổ; thông số khồn đơn vị (r) – tỷ lệ khối lượng thuốc nổ khối lượng kim loại hàn; khe hở hàn (hO) – khoảng cách ban đầu kim loại hàn; độ nhám bề mặt tiếp xúc - 9- - 10- VẬT LIỆU, THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Điều kiện thí nghiệm - Vật liệu thí nghiệm: sử dụng thép CT.3, nhôm AA1050 hợp kim nhôm dễ mua thị trường Việt Nam Thuốc nổ AD1 phụ gia tự chế tạo nước - Đế nổ sử dụng kết cấu thép – bê tông; máy kich nổ thiết bị đo tốc độ nổ kỹ thuật số chuyên dụng; phần mềm chuyên dụng xử lý số liệu đo tốc độ nổ; trang bị, vật tư thí nghiệm phụ trợ khác 3.2 Phương pháp tiến hành thí nghiệm - Chọn kích thước hình học mẫu thí nghiệm hàn nổ theo quy hoạch thực nghiệm N = 33 = 27 để tạo phôi vật liệu trimetal thép CT.3 – nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083: 1) Lớp thép CT.3 có chiều dày 20  35 mm, chiều rộng 100 mm, chiều dài 300  400 mm, bề mặt lớp thép CT.3 có chiều dày 20 mm có phủ lớp niken (Ni) với chiều dày khoảng 10 m, lớp thép CT.3 có chiều dày 35 mm lớp phủ Ni mà thực phương án hàn trực tiếp lớp nhôm AA1050; 2) Lớp nhôm trực tiếp hàn với lớp thép CT.3 có chiều dày mm, chiều rộng 110 mm, chiều dài 320 mm; 3) Lớp hợp kim nhôm AA5083 có kích thước hình học giống lớp nhôm AA105 - Phương pháp hàn nổ: làm bề mặt tiếp xúc hàn; xếp pakét kim loại; rải thuốc nổ; kích nổ - Phương pháp đo tốc độ nổ hỗn hợp thuốc nổ sử dụng để xác định tỷ lệ phụ gia hợp lý - Thiết bị để nắn phẳng nhiệt luyện phôi bimetal sau hàn nổ - Chọn đồ gá, thiết bị, vị trí lấy mẫu thử độ bền bám dính hai lớp bimetal thép – nhôm; - Chọn phương pháp đánh giá chất lượng tổng hợp mối hàn nổ 3.3 Phương pháp xác định độ bền bám dính hai lớp vật liệu bimetal 1) Đánh giá chất lượng định tính định lượng chất lượng liên kết lớp kim loại hàn nổ: phương pháp tin cậy có độ xác đánh giá định tính nhờ trợ giúp thiết bị phân tích kiểm tra siêu âm Tuy nhiên, bề mặt lớp hợp kim nhôm sau hàn nổ thường bị biến dạng dẻo mạnh, có độ nhấp nho lớn, nên trường hợp không sử dụng; 2) Phương pháp xác định tính chất định lượng: dựa sở thử phá huỷ mẫu chuyên dụng để xác định độ bền bám dính hai lớp kim loại vật liệu bimetal, kết hợp thực đồng thời nghiên cứu khảo sát cấu trúc tế vi vật liệu vị trí lấy mẫu tương ứng quy định để xác định tính chất đặc trưng cấu trúc tế vi cấp độ hạt vùng khác thể tích lớp khuếch tán liên kim loại (intermetalid); 3) Phương pháp xác định độ cứng tải trọng nhỏ (tế vi) cách đo vết ấn lõm, để nhận biết tính chất vật liệu bimetal biên giới lớp kim loại hàn nổ 3.4 Phương pháp nghiên cứu cấu trúc kim loại biên giới hai lớp bimetal Để nghiên cứu cấu trúc kim loại vùng biên giới liên kết lớp vật liệu trimetal thép CT.3 – nhôm AA 1050 – hợp kim nhôm AA 5083 sau hàn nổ, sử dụng kính hiển vi quang học có Viện Nghiên cứu Cơ khí; Viện Khoa học vật liệu (Viện KH&CN Việt Nam) Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Việc nghiên cứu cấu trúc màng mỏng liên kim loại biên giới lớp CT.3 – nhôm AA 1050 (ở chế độ nổ khác nhau) thực phương pháp hiển vi điện tử phân tích quang phổ phát xạ (EDX) mẫu thí nghiệm khảo sát cấu trúc thô đại cấu trúc tế vi vùng biên giới lớp sau hàn nổ tương ứng với mẫu thử phá hủy Từ xác định ảnh hưởng chế độ nổ đến đặc tính sóng âm liên kết, cấu trúc tế vi hai lớp kim loại hàn nổ (màng mỏng, liên kim loại cục bộ), đồng thời có so sánh với ứng xử độ bền bám dính hai lớp điểm nút quy hoạch thực nghiệm khảo sát 3.5 Phương pháp xử lý số liệu thống kê thực nghiệm Xuất phát từ mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu đề tài luận án, phương pháp tính toán kết thí nghiệm gồm: xử lý số liệu thí nghiệm phương pháp thống kê toán học thực nghiệm Điều cho phép nghiên cứu ảnh hưởng thông số hàn nổ ban đầu (r, h, C) khác đến độ bền bám dính hai lớp vật liệu trimetal thép – (nhôm + hợp kim nhôm) cách thử phá huỷ kéo dứt mẫu thử dạng tròn lấy từ trí khác bimetal sau hàn nổ Kết tính toán cho phép làm rõ ảnh hưởng riêng biệt đồng thời cặp đôi thông số r, h, C tới chất lượng bám dính lớp kim loại hàn nổ Chương - 11- - 12- 3.6 Phương pháp tính toán mô hình toán học thực nghiệm hàn nổ Chọn điều kiện quy hoạch thực nghiệm hàn nổ với mức thay đổi ba thông số công nghệ là: r, h, C dạng mã số hóa để điều chỉnh theo lô thí nghiệm (bảng 3.4) Bảng 3.4 Mã hoá thông số công nghệ theo quy hoạch thực nghiệm 33 Các yếu tố khảo sát X2(Mức 0) X2(Mức 1) X2(Mức 2) X1(Mức 0) 000 010 020 X3(Mức 0) X1(Mức 1) 100 110 120 X1(Mức 2) 200 210 220 X1(Mức 0) 001 011 021 X3(Mức 1) X1(Mức 1) 101 111 121 X1(Mức 2) 201 211 221 X1(Mức 0) 002 012 022 X3(Mức 2) X1(Mức 1) 102 112 122 X1(Mức 2) 202 212 222 tính, cấu trúc, độ bền bám dính lớp) cao Đây điểm mặt khoa học công trình nghiên cứu Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HÀN NỔ TẠO PHÔI VẬT LIỆU TRIMETAL THÉP CT.3 – NHÔM AA1050 – HỢP KIM NHÔM AA5083 4.1 Xác định tốc độ nổ miền điều chỉnh phù hợp - Điều chỉnh giảm tốc độ nổ thuốc nổ AD1 Kết đo tốc độ nổ điều chỉnh mật độ rải tỷ lệ pha trộn hợp lý thiết bị đo kỹ thuật số cho hình 4.4 hình 4.4 MicroTrap VOD Data MicroTrap VOD Data 0.95 5.0 0.90 4.5 0.85 2904.7 m/s 4.0 0.80 3.5 D ista n c e(m ) D ista n c e(m ) 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 Kết luận Chương 1) Chọn vật liệu, trang thiết bị sử dụng phương pháp thí nghiệm hàn nổ tạo phôi trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm Đã xác định mức biến thiên miền lựa chọn chế độ quy hoạch thực nghiệm hàn nổ N = 33 = 27 kích thước hình học, thành phần hoá học tính vật liệu mẫu thí nghiệm hàn nổ phù hợp để tìm chế độ công nghệ thích hợp; 2) Việc đánh giá chất lượng tổng hợp vật liệu trimetal sau hàn nổ thực cách: xác định độ bền bám dính lớp theo phương pháp kéo dứt; khảo sát cấu trúc biên giới liên kết lớp kim loại thành phần phương pháp kim tương học phân tích EDX; đo độ cứng tế vi lớp trimetal; 3) Chọn phương pháp xử lý số liệu thống kê toán học thực nghiệm để tính toán xây dựng mô hình toán học đoán chất lượng vật liệu trimetal sau hàn nổ thông qua hàm mục tiêu độ bền bám dính lớp phụ thuộc vào thông số hàn nổ chủ yếu miền khảo sát (r, h, C) cách tiếp cận đại; 4) Việc phân tích đánh giá ảnh hưởng riêng biệt thông số công nghệ, ảnh hưởng cặp đôi đồng thời với thông số khác xác lập thứ tự mức ảnh hưởng chúng tới hàm mục tiêu chất lượng mô hình toán học nhằm giới hạn vùng điều chỉnh thích hợp thông số r, h, C để đảm bảo tính chất tổng hợp (cơ lý 3.0 3869.1 m/s 2.5 2.0 1.5 0.50 1.0 0.45 0.5 0.40 0.0 0.050 0.075 0.100 0.125 Time (ms) 0.150 0.175 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 -0.0 Ti me (ms) 0.1 0.2 0.3 0.4 Hình 4.1 Kết đo tốc độ nổ thuốc Hình 4.3 Kết đo tốc độ nổ thuốc nổ hỗn hợp AD1 + NH4NO3 trường nổ hỗn hợp AD1 + NH4NO3 trường hợp C = 0,7; H = mức 01: hợp C = 0,7; H = mức 03: max (D01 = 2904,7 m/s) (D03 = 3869,1 m/s) 4.2 Thực nghiệm hàn nổ nhôm hợp kim nhôm với lớp thép 1) Hàn nổ trực tiếp lớp nhôm AA1050 với lớp thép CT.3 Sau tiến hành hàn nổ lớp hợp kim nhôm AA5083 với bề mặt lớp nhôm AA1050 Mẫu vật liệu trimetal sau hàn nổ cho hình 4.5; 2) Hàn nổ lớp nhôm AA1050 với lớp thép CT.3 thông qua lớp phủ Ni có chiều dày khoảng 10 m bề mặt lớp thép CT.3 Sau tiến hành hàn nổ lớp hợp kim nhôm AA5083 với bề mặt lớp nhôm AA1050 (hình 4.6) 4.3 Xác định độ bền bám dính lớp thép CT.3 – (nhôm AA1050 + hợp kim nhôm AA5083) mẫu vật liệu trimetal sau hàn nổ Độ bền bám dính lớp thép CT.3 lớp phủ Ni – (nhôm AA1050 + hợp kim nhôm AA5083) cho bảng 4.1 (xem luận án).Từ số liệu thực nghiệm cho bảng 4.1 xây dựng đồ thị cho hình 4.10, 4.11, 4.12 Từ ta nhận thấy độ bền bám dính lớp thép CT.3 – nhôm (AA1050 + AA5083) b.d (MPa) có xu - 13- - 14- hướng tăng tỷ lệ thuận với chiều tăng Wp, pk, vp đến giá trị cự đại chế độ hàn nổ tối ưu, sau giảm dần Điều minh chứng rõ kết khảo sát chụp ảnh tổ chức tế vi mẫu điển hình tương ứng cho hình 5.4 (Chương 5) Kết thí nghiệm hàn nổ lớp thép CT.3 có lớp phủ Ni với lớp (nhôm AA1050 + hợp kim nhôm AA5083) thể ảnh chụp mẫu vật liệu trimetal sau hàn nổ cho hình 4.13 Kết thử phá hủy số mẫu điển hình để xác định độ bền bám dính hai lớp thép (CT.3 + Ni) – nhôm (AA1050 + 5083) cho bảng 4.2 đây: Bảng 4.2 Độ bền bám dính lớp thép (CT.3+Ni) – hợp kim nhôm (AA1050 + AA5083) 5 Mặt nhôm AA1050 Mặt bên thép CT.3 – nhôm AA1050 Hình 4.5 Mẫu vật liệu thép CT.3 – nhôm AA1050 có kích thước hình học (5 + 35) x 100 x 200 mm (không có lớp lót trung gian Ni ) Wp, MJ/m2 Hình 4.10 Sự ảnh hưởng lượng va đập đến độ bền bám dính lớp Mặt nhôm AA1050 Mặt thép CT.3 + Ni Hình 4.6 Mẫu vật liệu trimetal thép (CT.3 + Ni) – nhôm (AA1050 + AA5083) sau hàn nổ có kích thước hình học (5 + 25) x 100 x 400 mm (thép CT.3 phủ lớp lót Ni ) pk, MPa Hình 4.11 Sự ảnh hưởng áp suất va đập đến độ bền bám dính lớp vp, m/s Hình 4.12 Sự ảnh hưởng tốc độ va đập đến độ bền bám dính lớp Hình 4.13 Mẫu thí nghiệm hàn nổ vật liệu tổ hợp lớp thép CT.3 – nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083 chế độ khác Mã số Độ bền bám dính lớp kéo dứt, MPa Mẫu Sai lệch Phương QH2 số BPTB, S sai, S Lần 1,  Lần 2,  Lần 3,  TB:   b.d TN 002 62,5 63,0 63,5 62,8333 0,56333 0,75055 012 67,8 66,8 67,5 67,3666 0,26333 0,51315 10 11 12 13 14 022 100 101 102 112 122 202 212 222 210 211 212 68,8 71,7 77,5 79,0 80,5 84,0 86,0 88,5 87,5 93,0 96,6 94,5 70,6 72,4 79,5 81,0 81,5 85,5 87,5 89,5 85,5 93,0 98,5 95,5 69,8 73,8 78,4 79,5 82,0 85,0 87,5 89,5 86,5 94,5 97,0 95,5 69,7333 72,6333 78,4666 79,8333 81,3333 84,8333 87,0000 89,1666 86,3333 93,5000 97,3666 95,1666 0,81331 1,14332 1,00333 1,08332 0,62499 0,58333 0,75000 0,33333 1,04166 0,75000 1,00333 0,33333 0,90183 1,06926 1,00166 1,04083 0,79056 0,76376 0,86602 0,57734 1,02061 0,86602 1,00166 0,57734 4.4 Mô hình hóa toán học độ bền bám dính lớp thép CT.3 – (nhôm AA1050 + hợp kim nhôm AA5083) sau hàn nổ Mô hình toán học cần tính toán xây dựng cho dạng đa thức với ba thông số chủ yếu cần khảo sát r, h C Thông số đặc trưng cho chất lượng làm bề mặt hàn nổ giới hạn mức tốt (Rz = +1) Các hệ số ẩn mô hình toán học phải xác định phương pháp bình phương nhỏ thuật toán tính toán theo ma trận trực giao tham khảo công trình 20 Kết tính toán cho biểu thức (4.1) Đồ thị mô ảnh hưởng cặp thông số đầu vào r, h; C r; h C tới độ bền bám dính lớp thép – (nhôm + hợp kim nhôm) bd cho hình 4.15, 4.16 4.17 tương ứng - 15- - 16- Hàm hồi quy tìm sau: b.d (r, h, C) = 5,538 + 8,1 r –14,5 C – 26,02 r.h + 20,26 r.C + 15,42 h.C – 67,4.r.h.C + 15,2 r2.C + 16,12 r.h2 – 61,82 h.C2 + 31,5 r2.h + 14,0.h2.C + 73,52 r.C2 – 65,11 r3 – 12,09 h3 – 36,01.C3 (4.1) c) a) b) c) d) e) f) Hình 4.15 Đồ thị mô phụ thuộc độ bám dính lớp thép – nhôm vào thông số nổ ban đầu r; h khi: a, b) C = 0,8; c, d) C = 0,9; e, f) C = 1,0 a) b) d) e) f) Hình 4.16 Đồ thị mô phụ thuộc độ bám dính lớp thép – nhôm vào thông số nổ ban đầu C, r khi: a, b) h = 0,7; c, d) h = 0,85; e, f) h = 1,0 a) b) c) d) e) f) Hình 4.17 Đồ thị mô phụ thuộc độ bám dính lớp thép – nhôm vào thông số nổ ban đầu h, C khi: a, b) r = 1,5; c, d) r = 1,6; e, f) r = 1,7 - 17- Kết luận Chương 1) Sau tiến hành thực nghiệm hàn nổ vật liệu tổ hợp lớp thép CT3 – nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083 xác định yếu đầu vào miền điều chỉnh thích hợp là: - Tỷ lệ khối lượng thuốc nổ/khối lượng vật liệu hàn r = 1.5 ÷ 1,7; - Tỷ lệ khe hở hàn trước nổ với chiều dày kim loại hàn h = 0,7 ÷ 1,0; - Tốc độ nổ thuốc nổ D = 2900  3.900 m/s, với sai số 0,18  0,2 %, hàm lượng amônít C = 08 ÷ 1,0 2) Qua việc thực 02 loạt thí nghiệm song song: - Hàn nổ trực tiếp lớp nhôm AA1050 với thép CT.3 không qua lớp màng mỏng công nghệ chống khuyếch tán; - Hàn nổ lớp nhôm AA1050 với lớp thép CT.3 có lớp phủ Ni với chiều dày khoảng 10 m bề mặt lớp thép CT.3 Kết cho thấy loạt sản phẩm hàn nổ có lớp phủ Ni bề mặt lớp thép CT.3 cho độ bền bám dính tốt Điều hoàn toàn phù hợp với kết nhà nghiên cứu Nga dẫn phần sở lý thuyết Tuy nhiên giá thành chế tạo vật liệu trimetal đắt hơn; 3) Đã xây dựng mô hình toán học thực nghiệm (4.1) bậc ba đồ thị biểu diễn mức độ ảnh hưởng cặp đôi yếu tố đầu vào (r & h; C & r; h & C) đến độ bền bám dính lớp thép CT.3 – nhôm (AA1050 + 5083) (b.d,) xác định vùng biến thiên yếu tố đầu vào thay đổi; 4) Từ mô hình toán học (4.1) đánh giá ảnh hưởng cặp đôi chúng đến độ bền bám dính thông qua mô hình hình học 3D cho hình 4.15, 4.16 4.17 cách rõ nét Chương NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC TẾ VI, CẤU TRÚC MÀNG MỎNG, LIÊN KIM LOẠI VẬT LIỆU TRIMETAL SAU HÀN NỔ TRÊN BIÊN GIỚI THÉP – NHÔM VÀ NHÔM – HỢP KIM NHÔM 5.1 Tổ chức tế vi biên giới lớp thép CT.3 – (nhôm AA1050 + hợp kim nhôm AA5083) có lớp phủ Ni Trên hình 5.4 a,b,c ảnh chụp tổ chức tế vi biên giới lớp nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083, hình 5.4 c,d,e – biên giới lớp thép CT.3 – nhôm AA1050 - 18- a) Al – H.K.Al, x200 (Mẫu 06) b) Al – H.K.Al, x200 (Mẫu 09) c) Al – H.K.Al, x200 (Mẫu 14) d) Fe - Al, x100 (Mẫu 06) e) Fe – Al, x200 (Mẫu 09) f) Fe - Al, x200 (Mẫu 14) Hình 5.2  5.4.Tổ chức tế vi biên giới lớp: nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083 (a, b,c); thép (CT.3 + Ni) – nhôm AA1050 (d, e, f) Tổ chức tế vi biên giới lớp nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083 số mẫu thí nghiệm hàn nổ điển hình (lớp thép CT.3 lớp phủ lót Ni) cho hình 5.5  5.9 Ta thấy rằng: biên độ sóng âm liên kết lớp nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083 thép CT.3 – nhôm (AA1050 + 5083) có xu hướng tăng theo chiều tăng thông số nổ r, h, C - 19- a) Biên giới Al1 – Al2, x50 c) Biên giới Fe – (Al1+Al2), x200 Hình 5.5 Tổ chức tế vi biên giới lớp AA1050 – AA5083 (a); CT.3 – AA1050 (c) mẫu vật liệu trimetal sau hàn nổ (Mẫu số 01; r = 1,5; h = 0,7; C = 0,8; vk = 2900 m/s; vp = 870 m/s) - 20- a)- Biên giới Al1 – Al2, x50 c)- Biên giới Fe – (Al1+Al2), x200 Hình 5.9 Tổ chức tế vi biên giới lớp AA1050 – AA5083 (a); CT.3 – AA1050 (c): Mẫu số 27 sau hàn nổ (r = 1,7; h = 1,0; C = 1,0; vk = 3900 m/s; vp = 1259,35 m/s) 5.2 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc lớp màng mỏng liên kim loại biên giới hai lớp thép CCT.3 – nhôm AA1050 phương pháp EDX a) Biên giới Al1 – Al2, x50 c) Biên giới Fe – (Al1+Al2), x200 Hình 5.6 Tổ chức tế vi biên giới lớp AA1050 – AA5083 (a); CT.3 – AA1050 (c): Mẫu số 05 sau hàn nổ (r = 1,6; h = 0,85; C = 0,8; vk = 2900 m/s; vp = 1059,848 m/s) a) Biên giới Al1 – Al2, x50 b) Biên giới Fe – (Al1+Al2), x200 Hình 5.7 Tổ chức tế vi biên giới lớp AA1050 – AA5083 (a); CT.3 – AA1050 (b): Mẫu số 15 sau hàn nổ (r = 1,7; h = 0,85;C = 0,9; vk = 3400 m/s; vp = 1097,8945 m/s) a)- Biên giới Al1 – Al2, x50 c)- Biên giới Fe – (Al1+Al2), x200 Hình 5.8 Tổ chức tế vi biên giới lớp AA1050 – AA5083 (a); CT.3 – AA1050 (c) : Mẫu số 17 sau hàn nổ (r = 1,7; h = 1,0; C = 0,9; vk = 3400 m/s; vp = 1097,8945 m/s) Kết phân tích EDX thiết bị JSSM 6400-JED 2300 (JEOL, Nhật Bản) vùng cục lớp nhôm AA1050, hợp kim nhôm AA5083 lớp thép CT.3 gần biên giới liên kết kim loại chúng cho bảng 5.1 luận án Ở có khuếch tán vào nguyên tố Al Fe, làm giảm hàm lượng chúng Đối với lớp màng mỏng cấu trúc vùng liên kim loại cục biên giới lớp thép (CT.3 + Ni) – nhôm AA1050 khảo sát số chế độ hàn nổ điển hình có ảnh chụp tổ chức tế vi kính hiển vi điện tử (SEM) kết phân tích thành phần hợp chất khác Kết cụ thể cho hình 14  5.20 Để làm sáng tỏ ảnh hưởng lớp cấu trúc màng mỏng hợp chất liên kim loại cục bề mặt liên kết kim loại lớp thép CT.3 lớp nhôm AA1050 + hợp kim nhôm AA5083 sau hàn nổ (bề mặt thử phá hủy mẫu xác định độ bền bám dính lớp vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm) tiến hành thí nghiệm đo kích thước hình học chúng mẫu kim tương vùng có đặc điểm trội nhất: có lớp màng mỏng liên tục đoạn liên kim loại lớn Các mẫu vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm khảo sát chọn số chế độ hàn nổ theo QHTN QHTN với độ bền bám dính lớp tương ứng trình bày Chương Kết thí nghiệm cho hình 5.21  5.26 - 21- Hình 5.15 Ảnh hiển vi điện tử chụp lớp màng mỏng biên giới lớp thép (CT.3 + Ni) nhôm AA1050 (a); Kết qủa phân tích EDX vùng 002 (b) - 22- Hình 5.25 Mẫu số 12, MS:201, QHTN Hình 5.27 Mẫu số 14, MS: 111, QHTN Hình 5.28 Mẫu số 15, MS: 211, QHTN Hình 5.30 Mẫu số 23, MS: 112, QHTN Hình 5.16 Ảnh hiển vi điện tử chụp lớp màng mỏng biên giới lớp thép (CT.3 + Ni) nhôm AA1050 (a); Kết qủa phân tích EDX vùng 003 (b) Hình 5.17 Ảnh hiển vi điện tử chụp lớp màng mỏng biên giới lớp thép CT.3 (có phủ Ni) nhôm AA1050 (a); Kết qủa phân tích EDX vùng 004 (b) Hình 5.31 Mẫu số 24, MS: 212, QHTN Hình 5.19 Ảnh hiển vi điện tử chụp lớp màng mỏng biên giới lớp thép CT.3 (có phủ Ni) nhôm AA1050 (a); Kết qủa phân tích EDX vùng 006 (b) Hình 5.20 Ảnh hiển vi điện tử chụp lớp màng mỏng biên giới lớp thép (CT.3 + Ni) nhôm AA1050 (a); Kết qủa phân tích EDX vùng 007 (b) Hình 5.33 Mẫu số 26, MS: 122, QHTN - Kết thí nghiệm cho thấy: chiều dày lớp màng mỏng mẫu có liên kết lớp tốt khoảng mg=  5,1724 m, mẫu không tốt - mg= 4,8275  26,8965m, không ảnh hưởng lớn tới b.d.; - Chiều dày đoạn liên kim loại cục biên giới lớp thép (CT.3 + Ni) – nhôm AA1050 có giá trị khoảng:  l.k.= 3,5165 52,9206 m không gây ảnh hưởng đáng kể tới chất lượng độ bền bám dính lớp mẫu vật liệu trimetal khảo sát Độ cứng lớp thép: 149  270HV; lớp nhôm AA1050: 45  126HV đo khoảng cách đến 200m cách biên giới Tại biên giới đạt: 156  276 HV (thép CT.3); 47 126 (nhôm AA1050) - 23- Hình 5.34 Ảnh chụp vết đo độ cứng tế vi mẫu vật liệu trimetal thép CT.3 – nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083 sau hàn nổ, x 200: Mẫu số 24, MS:212, QHTN Kết luận Chương 1) Đặc điểm tổ chức tế vi kim loại vùng biên giới hàn nổ lớp nhôm AA1050 – thép CT.3, AA1050 – AA5083 tiêu chí đánh giá chất lượng vật liệu qua việc xác định hình thái trạng cấu trúc lớp vật liệu sau hàn nổ dạng “liên kết kim loại sạch” chiếm phần lớn, đảm bảo độ bền bám dính cao Do đặc thù công nghệ hàn nổ mà sản xuất công nghiệp người ta cho phép sử dụng vật liệu trimetal, bimetal có số lượng khuyết tật cục mức độ tới hạn tùy thuộc vào mục đích sử dụng điều kiện tải trọng làm việc chúng; 2) Kích thước hình học lớp màng mỏng cấu trúc, đoạn liên kim loại cục vùng biên giới liên kết hai lớp vật liệu AA1050 – thép CT.3, nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083 mẫu thí nghiệm điển hình nhận công trình chứng tỏ đảm bảo yêu cầu tính chất mối hànở mức cao Mặc dù biên giới liên kết lớp thép CT.3 với lớp nhôm AA1050 có số đoạn màng mỏng hợp chất liên kim loại hệ Fe – Al cục với kích thước hình học nhỏ, nên không làm suy giảm độ bền bám dính lớp; 3) Đối chiếu kết nghiên cứu khảo sát tổ chức tế vi vùng biên giới liên kết hai lớp AA1050 – thép CT.3, nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083 mẫu thí nghiệm điển hình so với ảnh chụp tổ chức tế vi kim loại biên giới liên kết lớp mẫu hãng Merrem & la Porte BV“TRICLAD Aluminium Steel Transitionjoints” biên giới lớp vật liệu tương ứng: nhôm EN AW1050A – hợp kim nhôm EN AW5086 nhôm EN AW1050A – thép ASTM A516-55, cho thấy chất lượng mẫu thí nghiệm nhận Việt Nam tốt, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật để sử dụng làm vật liệu trung gian hàn kết cấu công nghiệp đóng tầu thủy - 24- KẾT LUẬN CHUNG LUẬN ÁN 1) Lần ứng dụng công nghệ hàn nổ điều kiện Việt Nam quy mô phòng thí nghiệm cho kết khả quan việc chế tạo vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm làm chi tiết trung gian công nghệ hàn kết cấu thép với hợp kim nhôm độ bền cao, triển khai ứng dụng vào sản suất vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm công nghiệp đóng sửa chữa tầu thủy Việt Nam; 2) Xác định thông số: (r) tỉ lệ khối lượng thuốc nổ/khối lượng vật hàn r = O H /11, (h) tỉ lệ khoảng cách khe hở/chiều dày vật liệu hàn h = hO / 1, (C) thông số đặc trưng cho tốc độ nổ thuốc nổ (D); có thông số động học, vật lý: tốc độ va đập (vP), lượng va đập (Wp), áp suất va đập (pk) định tới công nghệ hàn nổ Trong đó, sử dụng thiết bị đo kỹ thuật số để đo trực tiếp tốc độ nổ với độ xác cao thay cho phương pháp sử dụng tài liệu tính toán kết công thức; 3) Trên sở qui hoạch thực nghiệm kiểu N = 33 xây dựng phương trình hồi qui phản ánh mối quan hệ tổng hợp thông số công nghệ ảnh hưởng tới chất lượng độ bền bám dính lớp hàn nổ CT.3 - nhôm, CT.3 - (nhôm hợp kim nhôm), từ tìm miền tối ưu thể vùng có giá trị cực đại gần điểm sau: Với r = 1,5; h = 1,0; C = 0,9 bd = 84,55 MPa; Với r = 1,6; h = 0,85; C = 0,9 bd = 93,12 MPa; Với r = 1,7; h = 0,7; C = 1,0 bd = 87,87 MPa Tùy theo mục đích sử dụng vật liệu mà chọn miền cho phù hợp; 4) Qua việc phân tích, xác định cấu trúc lớp hàn, phân bố số lượng tạp chất mối hàn phản ánh chất lượng độ bền bám dính vật liệu hàn Sự hình thành lớp liên kết bề mặt tiếp xúc có dạng sóng tạp chất yếu tố định đến chất lượng mối hàn; 5) Từ kết thực nghiệm qua việc phân tích yếu tố điều chỉnh thông số đầu vào ta thực mẫu thí nghiệm có kích thước lớn hơn, đảm bảo ứng dụng tốt vào điều kiện thực tế