nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ công nghệ hàn mag đến hình dạng mối hàn khi hàn kết cấu thép tấm ở tư thế 2g

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN ĐỒNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ HÀN MAG ĐẾN HÌNH DẠNG MỐI HÀN KHI HÀN KẾT CẤU THÉP TẤM Ở TƯ THẾ 2G NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN ĐỒNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ HÀN MAG ĐẾN HÌNH DẠNG MỐI HÀN KHI HÀN KẾT CẤU THÉP TẤM Ở TƯ THẾ 2G NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN ĐỒNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ HÀN MAG ĐẾN HÌNH DẠNG MỐI HÀN KHI HÀN KẾT CẤU THÉP TẤM Ở TƯ THẾ 2G NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY- 605204 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS HOÀNG TRỌNG BÁ TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2012 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Nguyễn Văn Đồng Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 15 - 07 - 1983 Nơi sinh: Thái Bình Quê quán: Thụy Trường – Thái Thụy – Thái Bình Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 292c/09 – Nội Hóa – Bình An – Dĩ An – Bình Dương Điện thoại quan: 0822158645 Điện thoại nhà riêng: Fax: E-mail: dong_nguyen37@yahoo.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ …./… đến ……/ …… Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09 / 2005 đến 07/ 2007 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Ngành học: Cơ Khí Chế Tạo Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Ứng dụng phần mềm Pro/ Engineer Wildfine 3.0 thiết kế khuôn ép phun Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: 12/2007 Người hướng dẫn: Th.s : Nguyễn Hoài Nam III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác 2007-2010 Trường cao đẳng nghề đông nam 2010 đến Trường cao đẳng công nghệ Thủ Đức Trang i Công việc đảm nhiệm Giáo viên Giảng viên LỜI CAM ĐOAN  Tôi cam đoan công trình nghiên cứu  Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 09 năm 2012… (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Văn Đồng Trang ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập nghiên cứu chương trình đào tạo sau đại học trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM, em tiếp thu đúc kết nhiều kiến thức bổ ích cho chuyên môn Với đề tài nghiên cứu hình thức luận văn thạc sỹ, em vận dụng kiến thức học để giải vấn đề thực tế Đề tài em nghiên cứu tìm hiểu ảnh hưởng thông số chế độ công nghệ hàn MAG ảnh hưởng đến hình dạng mối hàn hàn kết cấu thép tư 2G, lần tiếp xúc nên em gặp nhiều khó khăn Với hướng dẫn tận tình thầy hướng dẫn PGS TS Hoàng Trọng Bá với hỗ trợ gia đình, bạn bè, trường cao đẳng nghề Lilama 2, trường cao đẳng công nghệ Thủ Đức Cho đến thời điểm luận văn em củng đạt kết mong muốn Đến đây, cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Ban Giám Hiệu trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM - Thầy PGS.TS Hoàng Trọng Bá – Khoa Cơ Khí Chế tạo Máy - trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM - Thầy.TS Phan Miêng – Khoa Cơ Khí Chế tạo Máy - trường Cao đẳng giao thông vân tải TP.HCM - Quý thầy cô khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy - Trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM - Trường cao đẳng nghề Lilama - Trương cao đẳng công nghệ Thủ Đức - Gia đình, bạn bè đồng nghiệp Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, hỗ trợ động viên quý báu tất người Xin trân trọng cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2012 Học viên thực luận văn Trang iii TÓM TẮT Hàn hồ quang điện cực nóng chảy môi trường khí bảo vệ (GMAW: Gas Metal Arc Welding) trình hàn nóng chảy nguồn nhiệt hàn cung cấp hồ quang tạo điện cực nóng chảy ( dây hàn) kim loại nền, hồ quang kim loại nóng chảy bảo vệ khỏi tác động môi trường xung quanh oxy, nitơ Khi phương pháp hàn sử dụng khí hoạt tính khí CO2 làm khí bảo vệ, gọi là: MAG (Metal Active Gas) Được sử dụng rộng rãi chế tạo bồn bể áp lực, hệ thống đường ống lớn, chất lượng mối hàn tốt, suất cao Hơn nữa, dễ dàng tự động hóa không đòi hỏi tay nghề người thợ cao Để đạt hiệu suất trình hàn cao, chất lượng mối hàn tốt thông số chế độ hàn cần nghiên cứu Đề tài thực thời gian từ tháng 02/2012 đến 08/2012 trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP HCM Nội dung phương pháp nghiên cứu đề tài nghiên cứu lý thuyết công nghệ hàn MAG thực thí nghiệm trường Cao đẳng nghề Lilama dạng hàn mẫu đo kích thước mối hàn, xử lý kết đo phương pháp quy hoạch thực nghiệm Kết đạt luận văn trình bày cách đầy đủ cô đọng lý thuyết thực nghiệm “Chế độ công nghệ hàn MAG ảnh hưởng đến hình dạng mối hàn hàn kết cấu thép tư 2G” Tìm mối quan hệ cường độ dòng điện hàn với chiều rộng, chiều cao, chiều sâu ngấu mối hàn Mối quan hệ điện áp hàn với chiều rộng, chiều cao, chiều sâu ngấu mối hàn Mối quan hệ tốc độ hàn với chiều rộng, chiều cao, chiều sâu ngấu mối hàn Kết đề tài sở để chọn chế độ hàn, nhằm nâng cao chất lượng tuổi thọ cho kết cấu hàn Đồng thời phương pháp áp dụng để kiểm tra cho kết cấu hàn làm việc nhà máy, xí nghiệp phục vụ cho công tác chế tạo sửa chữa Trang iv ABSTRACT Arc welding with melting electrode in protective gas environment (GMAW: Gas Metal Arc Welding) is molten welding process in which the heat source is provided by arc created between the melting electrode (wire) and base metal, arc and molten metal is protected from the impact of the surrounding environment such as oxygen and nitrogen When welding method using reactive gases such as CO2 shielding gas, then it is called: MAG (Metal Active Gas) Widely used in the manufacture of pressure tanks, large piping systems, weld quality, high productivity Moreover, it is easy to automate and therefore does not require high-skilled workers To achieve high performance welding process, weld quality welding mode, the parameters need to be studied.Time threads are made from 02/2012 to 08/2012 Technical Pedagogical University City HCM The content and methodology of the research is the study of MAG welding technology theory and the experiment in vocational colleges attracting sample as welding and weld measuring, processing measurement results by experimental planning method The results of the thesis presents a complete and concise theoretical and empirical "MAG welding technology Mode affects the shape of the weld when welding structural steel sheet in 2G position" Find out the relationship between the welding amperage with width, height,, matured depth of the weld The relationship between welding voltage with width, height,, matured depth of the weld The relationship between the welding speed and the width and height, matured depth of the weld Results of the research is the basis for us to select welding mode, in order to improve the quality and longevity for structural welding At the same time, the method can be applied to test for structural welding work at plants and factories for the manufacture and repair Trang v MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục vi Danh sách ký hiệu ix Danh sách hình x Danh sách hình xii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Nhiệm vụ phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Giá trị thực tiễn lận văn CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Một số vấn đề lý thuyết hàn 2.1.1 Sự hình thành mối hàn 2.1.1.1 Khái niện mối hàn 2.1.1.2 Sự tạo thành bể hàn 2.1.1.3 Sự dịch chuyển kim loại lỏng từ điện cực vào bể hàn 2.1.2 Cấu trúc kim loại mối hàn 2.1.2.1 Vùng mối hàn 2.1.2.2 Vùng ảnh hưởng nhiệt yếu tố ảnh hưởng đến kích thước khu vực ảnh hưởng nhiệt 2.1.2.3 Đặc điểm 13 2.1.2.4 Phân loại hàn 13 2.2 Tổng quan phương pháp hàn môi trường khí bảo vệ 15 2.2.1 Phạm vi ứng dụng ưu điểm 16 2.2.2 Những hạn chế phương pháp 17 2.3 Công nghệ hàn hồ quang môi trường khí bảo vệ 17 2.3.1 Các nguyên lý vận hành 17 Trang vi 2.3.2 Các thông số công nghệ hàn 2.3.3 Dòng điện hàn 2.3.4 Điệp áp hồ quang 2.3.5 Tốc độ di chuyển 2.3.6 Chiều dài nhô điện cực 2.3.7 Kích cỡ điện cực 2.4 Khí bảo vệ 2.4.1 Tổng quan 2.4.2 Khí bảo vệ Argon Hêli 2.4.3 Hỗn hợp khí Argon – Điôxít cacbon – Ôxi 2.4.4 Điôxít cacbon 2.5 Sự hình thành mối hàn không gian 2.5.1 Phân loại vị trí mối hàn không gian 2.5.2 Vị trí hàn theo tiêu chuẩn AWS 2.5.3 Vị trí hàn theo tiêu chuẩn Việt Nam CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 3.1 Vật liệu mẫu 3.2 Thiết bị, vật liệu hàn, khí bảo vệ dụng cụ đo 3.2.1 Thiết bị hàn 3.2.2 Vật liệu hàn khí bảo vệ 3.2.3 Dụng cụ đo kiểm 3.3 Chế độ hàn 3.3.1 Chọn chế độ hàn dây có đường kính Ф1.2mm 3.3.2 Tính thông số hàn 3.3.3 Xác định yếu tố ảnh hưởng 3.3.4 Xác định số lượng mẫu thí nghiệm 3.4 Tiến hành hàn 3.4.1 Hàn mẫu 3.4.2 Cắt mẫu 3.4.3 Đo kích thước mối hàn phôi mẫu 3.5 Xử lý số liệu thực nghiệm 3.6 Tính hệ số bj mô hình chiều rộng mối hàn 3.7 Kết thảo luận 3.7.1 Ảnh hưởng chế độ công nghệ hàn đến chiều rộng mối hàn 3.7.2 Ảnh hưởng chế độ công nghệ hàn đến chiều cao mối hàn Trang vii 21 22 22 22 23 24 24 24 28 29 29 30 30 31 33 34 34 35 35 36 37 37 38 38 39 40 40 41 42 43 44 47 50 50 52 Sdu F   16, 75 sts Bật tử m1 = N-(K+1) = 7, Bật mẫu n0 – = Chọn mức ý nghĩa α = 0.05, tra bảng Fisher Fα = 19.3 F 0.472  18,9 0.025 ⇒ F[...]... của cường độ dòng điện đến chiều rộng mối hàn 51 Sơ đồ ảnh hưởng của hiệu điện thế hàn đến chiều rộng mối hàn 51 Sơ đồ ảnh hưởng của vận tốc hàn đến chiều rộng mối hàn 52 Sơ đồ ảnh hưởng của cường độ dòng điện đến chiều cao mối hàn 53 Sơ đồ ảnh hưởng của hiệu điện thế hàn đến chiều cao mối hàn 53 Sơ đồ ảnh hưởng của vận tốc hàn đến chiều cao mối hàn 54 Sơ đồ ảnh hưởng của cường độ dòng điện đến chiều... điện đến chiều sâu ngấu mối hàn 55 Sơ đồ ảnh hưởng của hiệu điện thế hàn đến chiều sâu ngấu mối hàn 55 Sơ đồ ảnh hưởng của vận tốc hàn đến chiều sâu ngấu mối hàn 56 Sơ đồ ảnh hưởng của cường độ dòng điện đến hệ số hình dạng mối hàn 57 Hình 3.22: Sơ đồ ảnh hưởng của hiệu điện thế hàn đến hệ số hình dạng mối hàn 68 Hình 3.23: Sơ đồ ảnh hưởng của vận tốc hàn đến hệ số hình dạng mối hàn 68 Trang x DANH SÁCH... mức độ ảnh hưởng của chế độ công nghệ hàn đến chất lượng mối hàn, thông qua hình dạng mối hàn đối với trường hợp hàn kết cấu thép ở tư thế 2G 1.4 Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Nhiệm vụ của đề tài - Tìm hiểu về tổng quan công nghệ hàn MAG, sự hình thành mối hàn, cấu trúc kim loại của mối hàn - Đặc biệt đi sâu nghiên cứu cụ thể sự ảnh hưởng của các thông số về năng Trang 2 lượng hàn, khi hàn ở tư. .. thế hàn ống vị trí xiên 450 1F : Tư thế hàn góc bằng 2F : Tư thế hàn góc ngang 3F: Tư thế hàn góc leo 4F : Tư thế hàn góc trần Trang ix DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH Hình 2.1: Hình 2.2: Hình 2.3: Hình 2.4: Hình 2.5: Hình 2.6: Hình 2.7: Hình 2.8: Hình 2.9: Hình 2.10: Hình 2.11: Hình 2.12: Hình 2.13: Hình 2.14: Hình 2.15: Hình 3.1: Hình 3.2: Hình 3.3: Hình 3.4: Hình 3.5: Hình 3.6: Hình 3.7: Hình 3.8: Hình. .. khác nhau Để có được mối hàn tư ng đối đồng đều về kích thước, hình dáng trong quá trình hàn ta phải điều chỉnh, thay đổi các thông số của quá trình hàn để đạt được hình dáng cũng như chất lượng mối hàn như mong muốn Vì vậy tác giả chọn đề tài nghiên Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ công nghệ hàn MAG đến hình dạng mối hàn khi hàn kết cấu thép tấm ở tƣ thế 2G ” 1.2 Tình hình nghiên cứu 1 K.Y Benyounis,...3.7.3 Ảnh hưởng của chế độ công nghệ hàn đến chiều sâu ngấu của mối hàn 3.7.4 Ảnh hưởng của chế độ công nghệ hàn đến hệ số hình dạng mối hàn CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận 4.2 Kiến nghị 4.3 Hướng phát triển đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang viii 54 56 60 60 61 61 62 MỘT SỐ KÝ HIỆU DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU Ih: Cường độ dòng điện hàn Uh : Hiệu điện thế hàn Vh : Tốc độ hàn c : Chiều cao mối hàn. .. khí Hàn tự động Chiều dài Chế độ hàn Chế độ hàn có ảnh hưởng lớn đến kích thước của khu vực ảnh hưởng nhiệt  Hàn với cường độ dòng điện hàn lớn hoặc hàn với ngọn lửa công suất lớn thì kích thước của khu vực ảnh hưởng nhiệt lớn  Tốc độ hàn lớn thì kích thước của khu vực ảnh hưởng nhiệt nhỏ Trang 12 Thành phần kim loại vật hàn Tính dẫn nhiệt của kim loại vật hàn càng lớn thì kích thước của khu vực ảnh. .. hệ số hình dạng của bể hàn:  = b/ l Hệ số hình dạng của bể hàn có ảnh hưởng lớn đến quá trình kết tinh, do đó ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn Nếu b/l lớn (bể hàn rộng) thì điều kiện kết tinh tốt, sau khi kết tinh nhận được mối hàn có chất lượng cao Ngược lai, nếu b/L nhỏ thì sau khi kết tinh có thể gây ra nứt ở trục mối hàn Hình 2.3 Hình dạng và kích thước của bể hàn 2.1.1.3 Sự dịch chuyển của kim... Vùng ảnh hƣởng nhiệt và các yếu tố ảnh hƣởng đến kích thƣớc của khu vực ảnh hƣởng nhiệt + Vùng ảnh hưởng nhiệt Khi hàn nóng chảy, việc tạo thành vùng ảnh hưởng nhiệt luôn xảy ra Kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt phụ thuộc vào:  Phương pháp và chế độ hàn Trang 9  Thành phần và chiều dày của kim loại vật hàn Tổ chức kim loại của kim loại ảnh hưởng nhiệt Hình 2.6 Tổ chức kim loại của khu vực ảnh hưởng. .. rộng mối hàn h : Chiều sâu ngấu của mối hàn Ψm: Hệ số hình dạng mối hàn Ψn: Hệ số ngấu của mối hàn MIG: Metal Inert Gas MAG : Metal Active Gas GMAW : Gas Metal Arc Welding ASME: Hiệp Hội Kỹ Sư Cơ Khí Hoa Kỳ AWS: Hiệp Hội Hàn Hoa Kỳ 1G : Tư thế hàn bằng (hàn sấp) 2G : Tư thế hàn ngang 3G : Tư thế hàn leo ( Hàn đứng) 4G : Tư thế hàn trấn ( Hàn ngữa) 5G: Tư thế hàn ống vị trí nằm ngang cố định 6G : Tư thế