Trinh chieu bao cao luan van thac si KIEN24 10

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI B¸o c¸o LUËN V¡N TH¹C SÜ kü thuËt Đề tài: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ HÀN ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH MỐI HÀN VÀ LƯỢNG THUỐC HÀN NÓNG CHẢY KHI CHẾ TẠO THUỐC HÀN THIÊU KẾT TƯƠNG ĐƯƠNG LOẠI F7A(P)2 THEO AWS A5.17- 80 Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ HÀN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ HUY LÂN HỌC VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN THÀNH KIÊN LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ở nước ta công nghệ hàn tự động lớp thuốc ứng dụng rộng rãi trong nước Công ty Cổ phần Que hàn điện Việt Đức, công ty sản xuất vật liệu hàn Nam Triệu, nghiên cứu chế tạo thử thuốc hàn gốm hệ axit AR (Ôxit nhôm – Rutil) Để mau chóng tự sản xuất loại thuốc hàn chất lượng cao (các thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ) đáp ứng cho việc chế tạo kết cấu hàn chất lượng cao nguyên vật liệu nước để hàn tự động kết cấu thép Nội dung cụ thể luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ hàn đến hình thành mối hàn lượng thuốc hàn nóng chảy chế tạo thuốc hàn thiêu kết tương đương loại F7A(P)2 theo AWS A5.17-80” CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Nội dung  Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THUỐC HÀN THIÊU KẾT  Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ THUỐC HÀN  Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Chương 4: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM  Chương 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ  Kết luận kiến nghị CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THUỐC HÀN THIÊU KẾT  Nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn Thế giới Hiện giới sản xuất nhiều mác thuốc hàn khác nhau, nhiên theo phương pháp chế tạo công nghệ chia làm loại chủ yếu: thuốc hàn nung chảy, thuốc hàn gốm (nhiệt độ sấy ≤ 500°C) thuốc hàn thiêu kết (nhiệt độ thiêu kết > 500 °C) Thuốc hàn nung chảy dùng nhiều Liên bang Nga, Trung Quốc Còn thuốc hàn gốm, thuốc hàn thiêu kết dùng nhiều Thụy Điển, Hàn Quốc, Mỹ, Đài Loan CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THUỐC HÀN THIÊU KẾT  Nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn ở Việt Nam Ở việt nam chủ yếu sản xuất que hàn điện dây hàn, thuốc hàn chủ yếu phải nhập ngoại Để giải vấn đề này, số viện nghiên cứu sở sản xuất vật liệu hàn tiến hành nghiên cứu chế tạo thuốc hàn gốm Tuy nhiên, kết đạt mức độ triển khai ứng dụng thực tế khiêm tốn Ví dụ Công ty CP Que hàn điện Việt Đức, Bộ Công Thương nghiên cứu đề tài thuốc hàn gốm mác F7-VD (hoặc AR-7) (2008), kết sản xuất thử, số hạn chế nên chưa thể triển khai sản xuất với qui mô công nghiệp loại thuốc hàn hệ axit dùng để hàn kết cấu thép yêu cầu chất lượng thông thường CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ THUỐC HÀN  Sơ đồ nghiên cứu đề tài 1.Thuốc hàn F7A2 - Dây hàn EL8 Các thông số chế độ hàn: I, U, Vh Quá trình hàn SAW Hàm mục tiêu Hình dạng kích thước mối hàn Lượng thuốc hàn nóng chảy Chiều rộng mối hàn Chiều cao mối hàn Chiều sâu ngấu mối hàn Hệ số hình dạng mối hàn CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Lựa chọn mô hình, biến, hàm mục tiêu Theo số liệu lý thuyết tiên nghiệm, mô hình có dạng đa thức bậc sau Yi = b0 + b1X1 + + biXi + b12X1X2 + … + b11X12 +….+ biiXi2 Trong đó: yj – hàm mục tiêu (hình dạng mối hàn: b, c, h; lượng thuốc nóng chảy) xi - biến đầu vào (các thông số chế độ hàn (I, U,Vh)) Để xác định mô hình phải xác định hệ số b i bậc đa thức Phương pháp xác định hệ số phương trình hồi quy dựa phương pháp bình phương bé CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Kế hoạch thực nghiệm bậc hai trực giao (với biến mã hóa ) Giá trị biến mã hóa Giá trị hàm mục tiêu Số thứ tự thí nghiệm X0 X1 X2 X3 Yi +1 –1 –1 –1 Yi1 +1 +1 –1 –1 Yi2 +1 –1 +1 –1 Yi3 +1 +1 +1 –1 Yi4 +1 –1 –1 +1 Yi5 +1 +1 –1 +1 Yi6 +1 –1 +1 +1 Yi7 +1 +1 +1 +1 Yi8 +1 –α 0 Yi9 10 +1 +α 0 Yi10 11 +1 –α Yi11 12 +1 +α Yi12 13 +1 0 –α Yi13 14 +1 0 +α Yi14 CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Mô tả phương pháp thí nghiệm  Điều kiện thí nghiệm Trong khuôn khổ luận văn, tác giả nghiên cứu vị trí mối hàn điển hình 1G, chọn chế độ hàn tính toán sơ vị trí hàn theo tiêu chuẩn AWS, với đường kính dây hàn 4.0 mm  Vật liệu mẫu hàn dây hàn Thành phần hoá học thép hàn SM400B, (%): C Mn Si S 0.06 ~ 0.12 0.35 ~ 0.60 0.10 max P 0.025 max 0.025 max Thành phần hoá học dây hàn EL8, (%): C Mn Si S P Cu 0,10 0,25÷0,60 0,07 0,030 max 0,030 max 0,35 CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Thiết bị hàn Sử dụng máy hàn tự động lớp thuốc hãng Dosun DZ1000 (Trung Quốc)  Biểu diễn các đường đặc trưng Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào chế độ hàn h 3.50 3.00 h 2.50 2.00 1.50 1.00 600 700 800 I Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào cường độ dòng điện hàn Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào I U  Biểu diễn các đường đặc trưng Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào chế độ hàn h 2.40 h 2.30 2.20 2.10 2.00 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 U Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào điện áp hàn Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào I Vh  Biểu diễn các đường đặc trưng Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào chế độ hàn h 2.100 2.080 h 2.060 2.040 2.020 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Vh Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào vận tốc hàn Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào U Vh  Biểu diễn các đường đặc trưng Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào chế độ hàn Dmh 7.00 Dmh 6.50 6.00 5.50 600 700 800 I Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào cường độ dòng điện hàn Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào I U hàn  Biểu diễn các đường đặc trưng Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào chế độ hàn Dmh 7.00 Dmh 6.50 6.00 5.50 5.00 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 U Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào điện áp hàn Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào I Vh  Biểu diễn các đường đặc trưng Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào chế độ hàn Dmh 6.50 6.40 6.30 Dmh 6.20 6.10 6.00 5.90 5.80 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Vh Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào vận tốc hàn Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào U Vh  Biểu diễn các đường đặc trưng Sự phụ thuộc lượng thuốc hàn nóng chảy vào chế độ hàn Gx 0.950 0.900 Gx 0.850 0.800 0.750 0.700 500 600 700 800 900 I Sự phụ thuộc lượng thuốc nóng chảy vào cường độ dòng điện hàn Sự phụ thuộc lượng thuốc nóng chảy vào I U hàn  Biểu diễn các đường đặc trưng Sự phụ thuộc lượng thuốc hàn nóng chảy vào chế độ hàn Gx 1.40 1.20 Gx 1.00 0.80 0.60 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 U Sự phụ thuộc lượng thuốc nóng chảy vào điện áp hàn Sự phụ thuộc lượng thuốc nóng chảy vào I Vh hàn  Biểu diễn các đường đặc trưng Sự phụ thuộc lượng thuốc hàn nóng chảy vào chế độ hàn Gx 1.000 Gx 0.950 0.900 0.850 10 20 30 40 Vh Sự phụ thuộc lượng thuốc nóng chảy vào vận tốc hàn Sự phụ thuộc lượng thuốc nóng chảy vào U Vh hàn CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ  Kết luận + Mức độ tương thích phương trình hồi qui cao, với hệ số tương quan R2 = 0,855 ÷ 0,992 + Đặc tính biểu đồ phù hợp cao với lý thuyết, phản ánh tính chất vật lý thuốc hàn – xỉ hàn thiêu kết hệ bazơ thấp (B ≈ 1,1) lên hình thành mối hàn kích thước mối hàn + Các đồ thị cho ta thấy hiệu điện tăng khối lượng thuốc hàn tiêu thụ tăng, cường độ dòng điện hàn tăng khối lượng thuốc hàn tiêu thụ tăng vận tốc hàn tăng khối lượng thuốc hàn tiêu thụ giảm CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ  Xác định thông số chế độ hàn hợp lý hợp lý Trong toán việc giải toán tìm giá trị biến đầu vào thỏa mãn giá trị hàm mục tiêu cho trước Xác định thông số chế độ hàn hợp lý, sở ràng buộc + Tường minh: 550 ≤ I ≤ 850 ; 24 ≤ U ≤ 40 ; 12 ≤ Vh ≤ 36 ; + Ẩn: hàn tự động lớp thuốc, yêu cầu hệ số hình dạng mối hàn thường ψmh = ÷ 10, nhiên thuốc hàn bazơ khả hình thành mối hàn có giảm, nên thường lựa chọn hệ số hình dạng mối hàn thấp Ở ta chọn hàm mục tiêu để tối ưu: 6,0 ≤ ψmh = b/c (Y4) ≤ 10 Và lượng thuốc hàn tiêu hao (lượng thuốc hàn nóng chảy lượng kim loại dây hàn (kim loại đắp) 0,7 ≤ Gx ≤ 1,3 Vậy ta chọn thông số chế độ hàn thỏa mãn tiêu chí CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ  Xây dựng hướng dẫn sử dụng thuốc hàn thiêu kết F7A2 Khoảng giá trị thông số chế độ hàn hợp lý cho dây hàn d = 4,0mm Đường kính dây hàn (d), mm I, (A) U, (V) Vh, (ipm) Dmh 4,0 600 – 750 29 – 35 15 – 34 5,5 – 7,2 Gx 0,95 – 1,05 Kết luận: - Với khoảng giá trị thông số chế độ hàn nêu cho chất lượng hình thành mối hàn tốt, khuyết tật, bề mặt mối hàn đẹp, xỉ hàn dễ bong - Tuy nhiên, cần ý phối hợp đặc biệt điện áp hàn vận tố hàn Nếu điện áp hàn lớn với tố độ hàn cao, mà cường độ dòng điện thấp xảy rỗ xỉ - Trước hàn cần sấy thuốc hàn nhiệt độ từ 300°C ÷ 350°C thời gian 1÷ 1,5 để tránh rỗ khí KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Kết luận: - Ảnh hưởng thông số chế độ hàn đến hình thành mối hàn lượng thuốc nóng chảy - Ứng dụng quy hoạch thực nghiệm, xây dựng phương trình toán học mô tả ảnh hưởng thông số chế độ hàn chủ yếu hàn tự động lớp thuốc đến kích thước mối hàn lượng thuốc nóng chảy với tương thích cao - Sự mô tả dạng 2D 3D quan hệ toán học nghiên cứu phản ánh trực quan kết nghiên cứu cho thấy phù hợp với lý thuyết - Xây dựng bảng hướng dẫn sử dụng loại thuốc hàn nghiên cứu đảm bảo chất lượng hình thành mối hàn với lượng tiêu hao thuốc hàn hợp lý - Các kết nghiên cứu đề tài vừa có ý nghĩa khoa học, tính mới, vừa có giá trị thực tiễn cao KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Kiến nghị: - Các kết nghiên cứu khảo sát cho phương pháp hàn tự động lớp thuốc tư hàn liên kết hàn giáp mối, để mở rộng phạm vi ứng dụng nên nghiên cứu cho tư hàn khác liên kết hàn góc - Để mở rộng phạm vi ứng dụng nên nghiên cứu với đường kính dây hàn khác, có số liệu đầy đủ 46 [...]... diễn các đường đặc trưng Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào chế độ hàn c 2.620 2. 610 c 2.600 2.590 2.580 2.570 600 700 800 I Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào cường độ dòng điện hàn Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào I và U  Biểu diễn các đường đặc trưng Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào chế độ hàn c 3 .10 3.00 2.90 2.80 c 2.70 2.60 2.50 2.40 2.30 24 25 26... của chiều cao đắp mối hàn vào điện áp hàn Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào I và Vh  Biểu diễn các đường đặc trưng Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào chế độ hàn c 3.80 3.60 3.40 c 3.20 3.00 2.80 2.60 2.40 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Vh Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào vận tốc hàn Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối... Constant 16.7542 0.346275 4.21514e- 010 0.81882 X1 2.39321 0.179722 3.15339e-006 0.424979 X2 1.82181 0.179722 1.95593e-005 0.42498 X3 -4.04927 0.179722 8.58691e-008 0.42498 X1*X1 -0.487849 0.219699 0.0618285 0.519512 X2*X2 -0.690837 0.219699 0.0162772 0.519512 X3*X3 1.13981 0.219699 0.00126958 0.519512 X1*X2 0 .106 394 0.173983 0.560181 0.411409 X1*X3 -0.604202 0.173983 0. 0103 671 0.41141 X2*X3 -0.782471 0.173983... 4.5816 DF = 7 R2 = 0.992 Y-miss = 0 R2 Adj = 0.981 RSD = 0.7189 Conf lev = 0.95 Comp.=4 b = 16.754 + 2.393x1 + 1.821x2 - 4.049x3 + 0 .106 x1x2 - 0.604x1x3 0.782x2x3 – 0.487x12 – 0.690x22 + 1.139x32 Hệ số tương quan R2 = 0,992  Xây dựng các phương trình hồi quy Mô hình chiều cao đắp mối hàn c Coeff SC Std Err P Conf int(±) Constant 2.5644 0.23661 1.25558e-005 0.5595 X1 -0.0162295 0.122804 0.898578 0.290389... Conf lev = 0.95 h = 2.009 +1.074x1 - 0.092x2 - 0.0004x3 + 0.012x1x2 - 6.437x1x3+ 0.349x2x3 + 0.210x12 + 0.204x22 + 0.063x32 Hệ số tương quan R2 = 0,897  Xây dựng các phương trình hồi quy Mô hình hệ số hình dạng mối hàn Dmh Coeff SC Std Err P Conf int(±) Constant 6.49479 0.364997 4.36809e-007 0.863092 X1 0.7 6109 0.189439 0.00507503 0.447957 X2 1.09454 0.189439 0.000678775 0.447958 X3 -0.235963 0.189439... 1.0 4.6 0.86 10 882.25 32 24 + 1,215 0 0 19.4 2.7 4.0 7.2 0.75 11 700 22.28 24 0 – 1,215 0 12.6 3.3 2.1 3.8 0.57 12 700 41.72 24 0 +1,215 0 17.2 2.4 3.0 7.2 1.29 13 700 32 9.42 0 0 – 1,215 26.2 5.2 2.0 5.0 1.06 14 700 32 38.58 0 0 +1,215 13 2.1 2.4 6.2 0.90 15 700 32 24 0 0 0 16.4 2.5 2.0 6.6 0.85 16 700 32 24 0 0 0 16.8 2.7 2.1 7.6 0.89 17 700 32 24 0 0 0 16.6 2.3 1.9 5.9 0.81 Chiều cao mối hàn, Y2... –1 +1 7 550 40 36 –1 +1 +1 8 850 40 36 +1 +1 +1 9 517.75 32 24 – 1,215 0 0 10 882.25 32 24 + 1,215 0 0 11 700 22.28 24 0 – 1,215 0 12 700 41.72 24 0 + 1,215 0 13 700 32 9.42 0 0 – 1,215 14 700 32 38.58 0 0 + 1,215 15 700 32 24 0 0 0 16 700 32 24 0 0 0 17 700 32 24 0 0 0 Giá trị các hàm mục tiêu Chiều rộng mối hàn, Y1 Chiều cao mối hàn, Y2 Chiều sâu ngấu, Y3 Hệ số hình dạng, Y4 Lượng thuốc nóng chảy,... thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào chế độ hàn h 2.40 h 2.30 2.20 2 .10 2.00 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 U Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào điện áp hàn Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào I và Vh  Biểu diễn các đường đặc trưng Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào chế độ hàn h 2 .100 2.080 h 2.060 2.040 2.020 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23... Std Err P Conf int(±) Constant 2.00939 0.290032 0.000225557 0.685826 X1 1.07439 0.150531 0.000187423 0.355954 X2 -0.0921713 0.150531 0.559691 0.355954 X3 -0.000469857 0.150531 0.997615 0.355954 X1*X1 0. 2102 39 0.184015 0.290811 0.435132 X2*X2 0.2042 0.184015 0.303794 0.435132 X3*X3 0.0630836 0.184015 0.7418 0.435132 X1*X2 0.0128258 0.145724 0.93233 0.344588 X1*X3 -6.43744e-005 0.145724 1 0.344588 X2*X3 ... phần hoá học thép hàn SM400B, (%): C Mn Si S 0.06 ~ 0.12 0.35 ~ 0.60 0 .10 max P 0.025 max 0.025 max Thành phần hoá học dây hàn EL8, (%): C Mn Si S P Cu 0 ,10 0,25÷0,60 0,07 0,030 max 0,030 max 0,35... thuộc chiều cao đắp mối hàn vào chế độ hàn c 2.620 2. 610 c 2.600 2.590 2.580 2.570 600 700 800 I Sự phụ thuộc chiều cao đắp mối hàn vào cường độ dòng điện hàn Sự phụ thuộc chiều cao đắp mối hàn... Sự phụ thuộc chiều cao đắp mối hàn vào chế độ hàn c 3 .10 3.00 2.90 2.80 c 2.70 2.60 2.50 2.40 2.30 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 U Sự phụ thuộc chiều cao đắp mối hàn vào