LV phong in 17 10

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Tran g Trang phụ bìa Lời cam đoan Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU Chương 11 13 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ HÀM LƯỢNG CỦA HIĐRÔ TRONG KIM LOẠI MỐI HÀN KHI CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG THUỐC HÀN THIÊU KẾT TƯƠNG ĐƯƠNG VỚI LOẠI F7A(P)4 THEO AWS A5.17-80 1.1 1.2 Tổng quan hàn tự động lớp thuốc 13 Ảnh hưởng hiđrô kim loại mối hàn hàn lớp 16 1.3 thuốc bảo vệ Tổng quan nghiên cứu hàm lượng hiđrô kim loại 17 1.4 mối hàn chế tạo sử dụng thuốc hàn bazơ giới Việc nghiên cứu hàm lượng hiđrô kim loại mối hàn 20 chế tạo sử dụng thuốc hàn bazơ trung bình Việt Nam 1.5 Việc nghiên cứu hàm lượng hiđrô kim loại mối hàn 21 chế tạo sử dụng thuốc hàn thiêu kết tương đương với loại F7A(P)4 theo AWS A5.17-80 Chương NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HIĐRÔ TRONG KIM 23 LOẠI MỐI HÀN 2.1 Nguồn gốc hiđrô 2.1.1 Nguồn hiđrô từ môi trường xung quanh 2.1.2 Nguồn hiđrô từ vật hàn vật liệu hàn 2.1.3 Nguồn hiđrô tồn thuốc hàn GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân 23 23 23 23 Học viên: Đào Văn Phong LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 Chương Cơ chế ảnh hưởng 24 Nghiên cứu giải pháp chủ yếu giảm hàm lượng hiđrô 30 kim loại mối hàn chế tạo thuốc hàn Chuẩn bị vật liệu hàn Sử dụng CaF2 thành phần thuốc hàn Chế độ sấy sơ thiêu kết chế tạo thuốc hàn Chế độ sấy trước sử dụng thuốc hàn GIỚI THIỆU VỀ THÀNH PHẦN THUỐC HÀN THIÊU KẾT 30 31 31 32 33 VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA HUỲNH THẠCH ĐẾN HÀM LƯỢNG HIĐRÔ TRONG KIM LOẠI MỐI HÀN 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.2 3.2.1 Giới thiệu thành phần mẻ liệu thuốc hàn bazơ trung bình Nhóm tạo khí Nhóm tạo xỉ Nhóm chất khử, hợp kim hóa biến tính kim loại mối hàn Nhóm ổn định hồ quang Nhóm chất tạo hình Nhóm chất dính kết Ảnh hưởng huỳnh thạch đến hàm lượng hiđrô kim 33 33 33 33 34 34 34 34 loại mối hàn với tạo xỉ Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng hiđrô kim loại 34 mối hàn 3.2.2 Ảnh hưởng huỳnh thạch Chương TOÁN SƠ BỘ THÀNH PHẦN MẺ LIỆU THUỐC HÀN 35 36 BAZƠ TRUNG BÌNH 4.1 Giới thiệu sơ lược xỉ hàn lựa chọn tạo xỉ hàn 4.1.1 Khái niệm xỉ hàn 4.1.2 Đặc tính xỉ hàn 4.1.2.1 Tính axit( bazơ) xỉ hàn 4.1.2.2 Hoạt tính hóa học xỉ hàn 4.1.2.3 Độ nhớt 4.1.3 Một số đặc tính khác xỉ hàn 4.1.3.1 Sức căng bề mặt phân pha kim loại - xỉ hàn 4.1.3.2 Độ thẩm thấu khí xỉ hàn 4.1.4 Phân loại xỉ hàn 4.1.4.1 Phân theo tính axit hay bazơ GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân 36 36 36 36 37 38 40 40 40 40 40 Học viên: Đào Văn Phong LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 4.2 4.1.4.2 Phân loại theo độ hoạt tính 41 4.1.4.3 Phân loại theo thay đổi độ nhớt 41 Cơ sở lựa chọn tạo xỉ cho mẻ liệu thuốc hàn bazơ trung 41 bình Yêu cầu tạo xỉ Một số tạo xỉ thông dụng Chọn tạo xỉ cho thuốc hàn bazơ thiêu kết F7A(P)4 Lựa chọn nguyên liệu cho mẻ liệu thuốc hàn Sơ lược nguồn nguyên liệu khoáng chất nước Lựa chọn sơ thành phần mẻ liệu thuốc hàn bazơ trung bình Tính toán thành phần mẻ liệu thuốc hàn Giới thiệu thành phần hoá học tính thép làm dây hàn 41 42 42 45 45 46 49 49 EM-12K 4.4.2 Tính toán lượng ôxy sinh 4.4.3 Tính toán lượng chất khử cần dùng 4.4.4 Tính toán hàm lượng chất hợp kim hoá 4.4.5 Tính toán chất xỉ hàn 4.4.5.1 Hàm lượng TiO2 4.4.5.2 Từ Đá vôi (98% CaCO3, 1% SiO2, 1% Al2O3) 4.4.5.3 Từ quặng Bôxit (52% Al2O3, 5% SiO2) 4.4.5.4 Từ cao lanh (52% SiO2, 35% Al2O3, 1,25% Fe2O3) 4.4.5.5 Từ Fero – Si (75% Si ) 4.4.5.6 Từ Fero – Mn (80% Mn) 4.4.5.7 Từ trường thạch (Fenspat) (51,1%SiO 2, 31%Al2O3, 50 51 52 53 53 54 54 54 55 55 55 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.3 4.3.1 4.3.2 4.4 4.4.1 4,3%K2O+Na2O) 56 4.4.5.8 Từ Huỳnh thạch (96% CaF2, 2% SiO2, 2%CaCO3) 56 4.4.5.9 Từ nước thủy tinh (25% SiO2, 11% K2O) Chương QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO THUỐC HÀN BAZƠ 58 TRUNG BÌNH 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 Sơ đồ nguyên lý quy trình công nghệ chế tạo thuốc hàn bazơ 58 trung bình Các bước chế tạo thuốc hàn hệ bazơ trung bình Tuyển chọn nguyên vật liệu Nghiền, sàng, chuẩn bị nguyên liệu Xử lý nguyên liệu Phối liệu thành phần mẻ liệu thuốc hàn Trộn nguyên liệu GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân 59 59 59 60 60 60 Học viên: Đào Văn Phong LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 5.2.5.1 Trộn khô 5.2.5.2 Trộn ướt 5.2.6 Tạo hạt 5.2.7 Sấy thuốc hàn (sấy sơ bộ, thiêu kết) 5.2.8 Sàng tuyển hạt, kiểm tra kích thích thước hạt, độ ẩm 5.2.9 Bao gói, kiểm tra thành phẩm nhập kho Chương XÂY DỰNG KẾ HOẠCH THỰC NGHIỆM, TIẾN HÀNH 61 61 62 62 62 62 63 THÍ NGHIỆM VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 6.1 Lựa chọn mô hình lập trình 6.1.1 Lựa chọn mô hình biến đầu vào, hàm mục tiêu 6.1.2 Xây dựng kế hoạch thực nghiệm phương pháp giải 6.1.2.1 Loại kế hoạch thực nghiệm 6.1.2.2 Xây dựng kế hoạch thực nghiệm cho trường hợp 63 63 66 66 67 nghiên cứu 6.1.3 Lập trình phần mềm xác định hệ số phương trình hồi quy 6.1.3.1 Phương pháp xác định hệ số mô hình 6.1.3.2 Phần mềm lập trình xác định hệ số mô hình 6.2 Xây dựng kế hoạch thực nghiệm tiến hành thí nghiệm 6.2.1 Mô tả phương pháp thí nghiệm 6.2.2 Tiến hành thí nghiệm kết 6.3 Xử lý kết thực nghiệm 6.3.1 Kết xử lý số liệu 6.3.2 Biểu diễn đường đặc tính kết luận khoa học 6.3.3 Xác định giá trị biến đầu vào đảm bảo hàm lượng hiđrô yêu 68 68 72 72 72 77 78 78 79 84 cầu KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Ký hiệu Đơn vị ý nghĩa H2 - Hiđrô PH Mpa Áp suất hyđrô phân tử pha khí GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KH2 , H - Hằng số cân hỗn hợp hyđrô phân tử nguyên tử m [g] Khối lượng Tncxi o C Nhiệt độ nóng chảy xỉ o C Nhiệt độ nóng chảy kim loại Tnc kimloai H - Hoạt tính hóa học Ha - Hoạt tính hóa học của ôxit axit Hb - Hoạt tính hoá học ôxit bazơ η kl - Độ nhớt kim loại nóng chảy η xi - Độ nhớt xỉ R - Hệ số tương quan mô hình [R] - Hệ số tương quan cho phép DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng số Tên Bảng Trang 2.1 Hàm lượng giới hạn hiđrô kim loại đắp kim loại mối hàn 28 4.1 Thành phần hóa học chủ yếu xỉ hàn sử dụng thuốc hàn ESAB 45 4.2 Thành phần hóa học vật liệu dùng để sản xuất thuốc hàn 46 4.3 Giá trị khoảng biến thiên yếu tố 49 GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 4.4 Thành phần hóa học dây hàn EM-12K 49 4.5 Các tiêu tính dây hàn 49 4.6 Thành phần sơ mẻ liệu thuốc hàn Bazơ 53 4.7 Quy đổi thành phần mẻ liệu kể thành phần khô nước thủy tinh 53 4.8 Hàm lượng (%) chất mẻ liệu thuốc hàn 56 6.1 Kế hoạch thực nghiệm bậc trực giao 66 6.2 Giá trị khoảng biến thiên yếu tố 67 6.3 Kế hoạch thực nghiệm kết thí nghiệm 67 6.4 Giá trị tổng quát 68 6.5 Kích thước đệm mẫu kiểm tra 73 6.6 Kế hoạch thực nghiệm kết thí nghiệm 77 6.7 Kết tối ưu biến đầu vào hàm lượng hiđrô 86 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình số Tên hình Trang 1.1 Hàn lớp thuốc bảo vệ 13 1.2 Hình dạng phận cấu hàn máy hàn tự động lớp thuốc 14 1.3 Hàn dầm chữ I phương pháp hàn tự động lớp thuốc bảo vệ 16 1.4 Phân bố hiđrô thép 18 1.5 Các trường hợp nứt kim loại mối hàn 19 2.1 Mức độ phân ly hiđrô phân tử phụ thuộc vào nhiệt độ 25 2.2 Độ hòa tan hiđrô sắt phụ thuộc vào nhiệt độ áp suất pha khí ≤ 1kg/cm2 26 GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ, áp suất hiđrô pha khí đến độ hòa tan sắt lỏng 27 2.4 Hàm lượng hiđrô kim loại mối hàn phụ thuộc vào hàm lượng thuốc hàn 29 2.5 Máy sấy sơ 32 4.1 Sự phụ thuộc độ nhớt xỉ hàn vào nhiệt độ 39 4.2 Giản đồ trạng thái nhiệt độ hệ xỉ hàn 43 4.3 Độ sệt xỉ nhiệt độ 16000C 43 4.4 Sức căng bề mặt hệ xỉ 16000C 44 5.1 Thuốc hàn 62 6.1 Sơ đồ thuật toán tính hệ số phương trình hồi quy 71 6.2 Hình ảnh cân sai số 72 6.3 Hình dạng kích thước mẫu thí nghiệm 73 6.4 Hình ảnh mẫu thử hiđrô máy điều nhiệt 74 6.5 Hình ảnh máy điều nhiệt 74 6.6 Ảnh thí nghiệm đo hiđrô theo phương pháp glixerin 75 6.7 Tiến hành hàn mẫu kiểm tra 75 6.8 Mẫu hàn xong ngâm nước đá 76 6.9 Mẫu thử hiđrô ngâm glixerin 76 6.10 Hàm lượng hiđrô mối hàn phụ thuộc vào hàm lượng huỳnh thạch CaF2 % thành phần thuốc hàn 79 6.11 Hàm lượng hiđrô mối hàn phụ thuộc vào nhiệt độ sấy thiêu kết 0C 79 6.12 Hàm lượng hiđrô mối hàn phụ thuộc vào thời gian sấy thiêu kết (phút) 80 6.13 Hàm lượng hiđrô mối hàn phụ thuộc vào hàm lượng huỳnh 80 GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP thạch CaF2 nhiệt độ sấy thiêu kết 6.14 Hàm lượng hiđrô mối hàn phụ thuộc vào hàm lượng huỳnh thạch CaF2 thời gian sấy thiêu kết 81 6.15 Hàm lượng hiđrô mối hàn phụ thuộc vào nhiệt độ thời gian sấy thiêu kết 81 6.16 Giản đồ đẳng mức hàm lượng hiđrô mối hàn phụ thuộc hàm 82 lượng huỳnh thạch CaF2 nhiệt độ sấy thiêu kết tg = 90 phút 6.17 Giản đồ đẳng mức hàm lượng hiđrô mối hàn phụ thuộc hàm lượng huỳnh thạch CaF2 thời gian sấy thiêu kết T=500 82 6.18 Giản đồ đẳng mức hàm lượng hiđrô mối hàn phụ thuộc hàm lượng huỳnh thạch CaF2 thời gian sấy thiêu kết T=700 83 6.19 Giản đồ đẳng mức hàm lượng hiđrô mối hàn phụ thuộc hàm lượng huỳnh thạch CaF2 thời gian sấy thiêu kết T=850 83 6.20 Giản đồ đẳng mức hàm lượng hiđrô mối hàn phụ thuộc vào nhiệt độ thời gian sấy thiêu kết 84 LỜI CAM ĐOAN Tôi Đào văn Phong, học viên lớp Cao học Công nghệ hàn – Khoá 2011B, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trong thời gian học tập nghiên cứu, giúp đỡ thầy cô giáo, công ty Que hàn điện Việt Đức đặc biệt giúp đỡ thầy TS VŨ HUY LÂN tham gia đề tài Khoa học Công nghệ Trọng điểm cấp Nhà nước mã số KC.02.04/11-15 TS Vũ Huy Lân làm chủ nhiệm đề tài hoàn thành luận văn với đề tài: “Nghiên cứu hàm lượng hiđô mối hàn chế tạo thuốc hàn thiêu kết tương đương với loại f7a(p)4 theo aws a5.17-80” Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn TS VŨ HUY LÂN tham khảo tài liệu liệt kê, ngoại trừ số liệu, bảng biểu, đồ thị, công thức trích dẫn tài liệu tham khảo, nội dung GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP công bố lại luận văn tác giả đưa Nếu sai, tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 15 tháng 10 năm 2013 Học viên ĐÀO VĂN PHONG MỞ ĐẦU Đất nước giai đoạn cuối trình phát triển hoàn thành nghiệp công nghiệp hóa – đại hóa đất nước ngành công nghệ hàn không ngừng phát triển bề rộng đặc biệt chiều sâu để tạo công nghệ hàn đa dạng giải pháp nâng cao suất chất lượng hàn Với ưu điểm ngành hàn ngày ứng dụng rộng rãi, số công nghệ hàn tự động lớp thuốc ứng dụng phổ biến giới Ở Việt Nam công nghệ ngày ứng dụng rộng rãi, đặc biệt lĩnh vực chế tạo kết cấu thép đóng tàu, Tuy nhiên, thuốc hàn chủ yếu phải nhập từ nước ngoài, để khắc phục tình trạng số sở sản xuất vật liệu hàn lớn nước Công ty sản xuất que hàn Việt Đức, công ty sản xuất vật liệu hàn Nam Triệu, nghiên cứu chế tạo thử Nhưng việc ứng dụng hạn chế, chưa nghiên cứu đầy đủ tiêu cần thiết để nâng cao GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP chất lượng thuốc hàn Trong số tiêu quan trọng này, hàm lượng hiđrô kim loại mối hàn giải pháp để giảm thiểu Nội dung cụ thể luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu hàm lượng hiđrô mối hàn chế tạo thuốc hàn thiêu kết tương đương với loại F7A(P)4 theo AWS A5.17-80 Có vấn đề cần giải sau: Giới thiệu tổng quan việc nghiên cứu giới Việt Nam ảnh hưởng hiđrô kim loại mối hàn hàn tự động lớp thuốc hàn thiêu kết giải pháp điều chỉnh hàm lượng hiđrô chế tạo thuốc hàn Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố chủ yếu đến hàm lượng hiđrô kim loại mối hàn chế tạo thuốc hàn hệ bazơ trung bình - Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến hàm lượng hiđrô kim loại mối hàn - Nghiên cứu xác định giá trị yếu tố đảm bảo hàm lượng hiđrô kim loại mối hàn theo yêu cầu đề Trên sở cho phép ứng dụng để tính toán xác định thành phần mẻ liệu thuốc hàn đảm bảo hàm lượng hiđrô cho phép kim loại mối hàn Thực thí nghiệm, sơ đồ thực thực nghiệm sử lý kết để xác định thành phần đơn thuốc hàn Kết nghiên cứu đề tài trợ giúp hiệu cho việc xác định thành phần đơn thuốc hàn sản xuất nguyên vật liệu nước, nhằm nâng cao chất lượng kim loại mối hàn Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình giảng viên TS Vũ Huy Lân, Ban lãnh đạo, phòng kỹ thuật cán Công ty Que hàn điện Việt Đức,… việc hoàn thành luận văn tốt nghiệp này! Hà nội, ngày 15 tháng 10 năm 2013 Học viên GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 10 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP H2 Hình 6.20 Giản đồ đẳng mức hàm lượng hiđrô mối hàn phụ thuộc vào nhiệt độ thời gian sấy thiêu kết Nhận xét: Trên sở quan hệ đường đặc tính cho phép rút số kết luận quan đây: - Từ phương trình hồi quy cho phép xây dựng đường đặc tính phản ánh phụ thuộc hàm lượng hiđrô mối hàn vào hàm lượng huỳnh thạch (CaF 2) mẻ liệu thuốc hàn, nhiệt độ sấy thiêu kết thời gian thiêu kết - Đặc tính đường biểu diễn phản ánh rõ ảnh hưởng yếu tố đến hàm lượng hiđrô kim loại mối hàn vùng ảnh hưởng nhiệt, cho thấy tác dụng yếu tố - Mức độ ảnh hưởng yếu tố có khác nhau, hàm lượng huỳnh thạch (CaF 2) mẻ liệu thuốc hàn nhiệt độ sấy thiêu kết ảnh hưởng mạnh đến hàm lượng hiđrô mối hàn Cũng mức độ ảnh hưởng thời gian thiêu kết yếu yếu tố - Khi yếu tố đạt đến giá trị tới hạn, mức độ ảnh hưởng thay đổi Các kết phù hợp với lý thuyết GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 83 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6.3.3 Xác định giá trị biến đầu vào đảm bảo hàm lượng hiđrô yêu cầu Nguyên tắc xác định giá trị yếu tố hợp lý: Xác định giá trị yếu tố hợp lý (tối ưu) từ mô hình đảm bảo hàm lượng hiđrô theo yêu cầu – tức đảm bảo tiêu chí kinh tế - kỹ thuật Do vậy, việc giải toán phải đáp ứng điều kiện ràng buộc Bài toán quy hoạch đa mục tiêu trường hợp tổng quỏt với n biến, m buộc, p mục tiêu là: Max(min) j k ( x1 , x , , x n ), k = 1,2, , p  g ( x1 , x , , x n ) ≤ bi  x j ≥ i = 1,2,…,m; j = 1,2,…,n Ta ký hiệu miền buộc miền D Trong toán tối ưu mục tiêu, việc giải toán tìm giá trị biến đầu vào thỏa mãn giá trị hàm mục tiêu cho trước 1) Các ràng buộc biến đầu vào: Là giới hạn biến đầu vào: 10 ≤ X1≤ 20; 550 ≤ X2 ≤850; 60 ≤ X3≤ 120 2) Xác định hàm mục tiêu cần tối ưu: Trong trường hợp hàm mục tiêu hàm lượng hiđrô mối hàn, nhiên phụ thuộc vào tiêu tính, mà chủ yếu tiêu độ dai va đập độ giãn dài tương đối kim loại mối hàn mà lựa chọn hàm lượng hiđrô thấp đến mức độ yêu cầu (rất thấp, thấp, trung bình,…) theo giới hạn Trong trường hợp nguyên tắc tối ưu vừa đảm bảo tính kỹ thuật (hàm lượng hiđrô thấp ≤ cm 3/100g) tính kinh tế: Y ≤ cm3/100g; Và nhiệt độ thiêu kết thời gian sấy thiêu kết tối thiểu Xác định giá trị yếu tố hợp lý: GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 84 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Sau chạy chương trình tối ưu xác định kết sau: CaF2 T tg Free Free Free H2 10 550 60 Target CaF2 17.1297 10 11.7408 15.2086 15 10 20 10 T 755.557 850 755.557 836.251 700 850 850 850 tg 70.4445 60 102.778 76.7501 90 60 60 120 20 850 120 3.5 H2 3.3304 3.9117 3.3685 3.0362 4.1924 3.9117 3.1638 3.0227 iter 23 23 23 0 0 log(D) -1.8931 -1.5668 -2.1146 -1.0195 -1.1152 -1.5668 -1.2989 -0.9946 Bảng 6.7 Kết tối ưu biến đầu vào hàm lượng hiđrô Thời gian sấy thiêu kết, (phút) X3 102 Hàm lượng huỳnh Nhiệt độ sấy, (°C) thạch, (%) X1 X2 11,7 755 Hàm lượng hiđrô mối hàn, cm3/100g 3,36 Với giá trị yếu tố đầu vào tìm tiến hành thí nghiệm kiểm tra, kết kiểm tra cho thấy giá trị tính toán hàm lượng hiđrô mối hàn so với thực nghiệm đủ xác, sai lệch 5% GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 85 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố gồm có thành phần thuốc hàn chế độ sấy thiêu kết đến hàm lượng hiđrô mối hàn vùng ảnh hưởng nhiệt chế tạo thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ để hàn tự động lớp thuốc kết cấu thép cacbon thấp Trên sở kết tính toán thí nghiệm tiên nghiệm chọn cấu tử chủ yếu thành phần mẻ liệu thuốc hàn Sau đó giữ cố định cấu tử chuyển sang nghiên cứu thay đổi huỳnh thạch thông số chế độ thiêu kết ảnh hưởng đến hàm lượng hiđrô mối hàn Trong trình nghiên cứu ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để xây dựng mô hình, xác lập mối quan hệ yếu tố đầu vào hàm lượng hiđrô mối hàn Từ phương trình hồi quy xây dựng được, cho phép xác định giá trị tối ưu biến đầu vào đảm bảo hàm lượng hiđrô theo yêu cầu có xét đến tiêu kinh tế Kết chủ yếu đề tài gồm nội dung sau đây: - Đề tài nêu rõ nguồn gốc hiđrô mối hàn dạng tồn nước chứa vật liệu hàn điều kiện nhiệt độ sấy, nhiệt độ thiêu kết cần thiết khử nước (độ ẩm) trong loại thuốc hàn khác Trên sở lựa chọn khoảng nhiệt độ đầu vào cần thiết công đoạn sấy thiêu kết chế tạo thuốc hàn hệ bazơ trung bình - Đề tài tính toán lựa chọn tạo xỉ hợp lý cho thuốc hàn tương đương với loại OK Flux10.71 theo tiêu chuẩn hãng ESAB 1904-2004 (Thụy Điển) với hệ số bazơ B = 1,6 - Đề tài ứng dụng quy hoạch thực nghiệm, xác lập quan hệ hàm lượng hiđrô mối hàn phụ thuộc vào hàm lượng huỳnh thạch mẻ liệu thuốc hàn chế độ sấy thiêu kết Kết ý nghĩa khoa học cao tính mới, mà có giá trị thực tiễn việc sản xuất thuốc hàn vật liệu nước - Các biểu đồ xây dựng từ phương trình toán học, phản ánh rõ ảnh hưởng huỳnh thạch thành phần thuốc hàn chế độ sấy thiêu kết đến hàm GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 86 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP lượng hiđrô, đồng thời giúp cho chuyên gia kỹ thuật ứng dụng thuận tiện vào việc tính toán điều chỉnh thành phần huỳnh thạch chế độ thiêu kết yêu cầu hàm lượng hiđrô thay đổi Kết nghiên cứu đề tài áp dụng với hệ xỉ bazơ trung bình B = 1,6, có điều kiện nên nghiên cứu mở rộng cho số loại thuốc hàn với hệ số bazơ phổ biến, để giúp cho sở sản xuất vật liệu hàn có đầy đủ tài liệu tham khảo GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 87 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1] - TS.Vũ Huy Lân, TS Bùi Văn Hạnh, Giáo trình Vật liệu hàn, NXB Bách Khoa Hà Nội, 2010 [2] - TS Ngô Lê Thông, Công nghệ hàn điện nóng chảy (Tập 1&2), NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2004 [3] - TCVN 3223 : 2000, Que hàn thép cacbon thép hợp kim thấp [4] - Петров Г Л Сварочные материалы Машиностроение, Ленинград 1972 [5] - Пoтaпова Н Н Сварочные материалы для дуговой сварки Машиностроение, Москва 1989 [6] - Cпецэлектрод Covered electrodes for manual arc welding, depositing and cutting (Catalụ que hàn hãng Spetselektrode, 2000) [7] - AWS Welding Handbook, 9th Edition, 2001 [8] - Kobelco Welding Handbook , Kobe Steel LTD., Japan 2004 [9] - Huyndai Welding Consumables, Huyndai Welding Co., LTD., Korea 2004 GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 88 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP PHỤ LỤC Phần mềm xác địch hệ số hệ phương trình hồi quy PROGRAM TTQHTN; uses crt; type matran = array[1 25,1 25] of real; var mt:matran; a:matran; b:matran; X: matran; Y: matran; cv1:matran; d:matran; d1:matran; d2:matran; yi:matran; ytb:matran; c,max:real; t:boolean; ck:char; m,n,i,j,k,q,l,a1,b1,k1: integer; f:file of matran; procedure matranX_Y;{ lap ma tran Y va X_ma tran thong tin } begin writeln(' Ma tran Y '); writeln; for i:=1 to m begin Y[i,1]:=mt[i,n]; write(Y[i,1]:8:2);writeln; end; writeln; Writeln(' Ma tran thong tin X'); writeln; for i:=1 to m d[i,1]:=1; for i:=1 to m for j:=1 to n d[i,j+1]:=mt[i,j]; for i:=1 to m GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 89 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP begin for j:=1 to n write(d[i,j]:8:2); writeln; end; end; (*******************************************************) Procedure matran_chuyenvi;{thanh lap ma tran chuyen vi X' } begin for i:=1 to n for j:=1 to m cv1[i,j]:=d[j,i]; writeln(' Ma tran chuyen vi '); writeln; for i:=1 to n begin for j:=1 to m write(cv1[i,j]:8:2); writeln; end; end; (*******************************************************) procedure tinh_tich_hai_ma_tran(a1,b1,b2:matran; var d1,d2:matran); { nhan ma tran A=X'.X va B=X'.Y } begin for i:=1 to n for k:=1 to begin d1[i,j]:=0; for j:=1 to m d1[i,k]:=d1[i,k]+a1[i,j]*b1[j,k]; end; writeln; Writeln(' Ma tran B '); writeln; for i:=1 to n begin for k:=1 to write(d1[i,k]:8:4); writeln; end; writeln; for i:=1 to n for k:=1 to n GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 90 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP begin d2[i,j]:=0; for j:=1 to m d2[i,k]:=d2[i,k]+a1[i,j]*b2[j,k]; end; writeln; writeln(' Ma tran A '); writeln; for i:=1 to n begin for k:=1 to n write(d2[i,k]:10:4); writeln; end; writeln; end; (******************************************************) procedure Gauss(a,b:matran;var x:matran);{ giai pt chinh tac =pp Gauss } begin t:=true; i:=1; while t begin if a[i,i]=0 then begin max:=0; m:=i ; for k:=i+1 to n if max< abs(a[k,i]) then begin m:=k; max:=abs(a[k,i]); end; if mi then begin for j:=i to n for l:=1 to begin c:=a[i,j]; a[i,j]:=a[m,j]; a[m,j]:=c; end; c:=b[i,l]; GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 91 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP b[i,l]:=b[m,l]; b[m,l]:=c; end; if m=i then begin t:=false; writeln(' Ma tran A suy bien '); exit; end; end; if a[i,i]0 then begin c:=1/a[i,i]; for j:=i+1 to n for l:=1 to a[i,j]:=a[i,j]*c; b[i,l]:=b[i,l]*c; for k:=i+1 to n begin for j:=i+1 to n for l:=1 to a[k,j]:=a[k,j]-a[i,j]*a[k,i]; b[k,l]:=b[k,l]-b[i,l]*a[k,i]; end; writeln; i:=i+1; if i=n+1 then t:=false; end; if i=n+1 then begin for i:=n-1 downto for j:=i+1 to n for l:= to b[i,l]:=b[i,l]-a[i,j]*b[j,l]; writeln(' Ma tran nghiem X '); writeln; GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 92 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP for i:=1 to n for l:=1 to begin x[i,l]:=b[i,l]; writeln(x[i,l]:8:4);writeln; end; end; end; end; (**********************************************************) procedure tinh_tich_ma_tran(ai,bi:matran; var yi:matran); {tinh gia tri cua ham so theo cong thuc thuc nghiem } begin for i:=1 to m for k:=1 to n begin yi[i,j]:=0; for j:=1 to n yi[i,k]:=yi[i,k]+ai[i,j]*bi[j,k]; end; writeln; Writeln(' Gia tri cua ham so theo cong thuc thuc nghiem '); writeln; for i:=1 to m begin for k:=1 to writeln(yi[i,k]:8:4); writeln end; writeln; end; procedure he_so_tuong_quan_R; var R1,s1,s2,s3:real; begin s1:=0; for i:=1 to m for j:=1 to s1:=s1+Y[i,j]; ytb[i,j]:=s1/m; writeln( 'Ytb=',ytb[i,j]:8:4); writeln; s2:=0; s3:=0; GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 93 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP for i:=1 to m for j:=1 to begin s2:= s2+ sqr(yi[i,j]- ytb[i,j]); s3:= s3+ sqr(Y[i,j]-ytb[i,j]); R1:=sqrt(s2/s3); end; Writeln('R=',R1:8:4); writeln; if (R1>=0) and(1>=R1) then Writeln('==> Thoa man ') else Writeln ( '==> Khong thoa man '); end; Begin {Chuong trinh chinh} clrscr; assign(f,'matran.dat'); rewrite(f); Write('Cho so hang cua bang so lieu:');readln(m); t:=true; while t begin Write('Cho bac k cua da thuc:'); readln(k1); if k1=1 then begin n:=4 ; write(' So cot cua bang so lieu:',n); t:=false; end; if k1=2 then begin n:=10; write('So cot cua bang so lieu:',n); t:=false; end; if k1=3 then begin n:=20; write('So cot cua bang so lieu:',n); t:=false; end; if (k11) and(k12) and(k13) then GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 94 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP begin t:=false; Write('So cot cua bang so lieu :');readln(n); end; end; writeln; for i:=1 to m for j:=1 to n begin write('a[',i,',',j,']='); readln(mt[i,j]); end; repeat begin writeln('Ban co muon sua bang so lieu vua nhap ko?'); writeln; Writeln('Co thi nhan y or Y, Ko thi nhan phim bat ki'); readln(ck); if ((ck='y')or(ck='Y')) then begin write(' Can sua hang:');readln(a1); write(' Can sua cot:' );readln(b1); write('a[',a1,',',b1,']='); readln(mt[a1,b1]); end; end; until (ck'y')and(ck'Y'); write(f,mt); close(f); assign(f,'matran.dat'); reset (f); read(f,mt); writeln('*********** Bang so lieu ************'); writeln; for i:=1 to m begin for j:=1 to n write(mt[i,j]:8:2); writeln; end; writeln; matranX_Y;readln; GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP writeln; matran_chuyenvi; readln; writeln; tinh_tich_hai_ma_tran(cv1,Y,d,d1,d2);readln; writeln; Gauss(d2,d1,x);readln; writeln; tinh_tich_ma_tran(d,x,yi);readln; writeln; he_so_tuong_quan_R; close(f); readln; end Phần mềm tối ưu hoá program toiuu; var i,j,k:integer; Y,x1,x2,x3,x1kq,x2kq,x3kq:real; Ykq:real; begin Y:=6; for i:=1 to 100 for j:=1 to 100 for k:=1 to 100 begin x1:=6+0.1*i; x2:=500+0.1*j; x3:=40+0.1*k; if (x1[...]... khí argon GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 27 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP [H],cm³ /100 g 16 12 8 4 0 2 6 10 14 18 (H)th,cm³ /100 g Hình 2.4 Hàm lượng hiđrô trong kim loại mối hàn phụ thuộc vào hàm lượng của nó trong thuốc hàn Ở nhiệt độ cao hiđrô nguyên tử rất linh hoạt, còn trong quá trình nguội của kim loại lỏng, đặc biệt ở giai đoạn kết tinh, do bão hoà hiđrô sẽ dẫn đến phản ứng: 2 [ H ] = H2... tuyệt đối T và áp suất hơi p H 2 trong khoảng nhiệt độ đến 2300oC có thể dùng công thức sau: lg V = 0,5 lg p H 2 - 174 5 / T + 0,888 cm 3 / 100 g GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 25 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP [H2],cm³ /100 g 50 40 PH 30 2 =76 ²) cm / g 1k m.( c g mH m 0 380 20 190 76 10 38 Hg PH =7,6 mm cm 2 0 1600 1800 2000 2200 T,ºC Hình 2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất hơi của hiđrô trong... tính rỗ trong kim loại mối hàn: Vì ở nhiệt độ trên 200oC hiđrô tồn tại xen kẽ trong mạng tinh thể kim loại ở nguyên tử hiđrô, dưới 200 oC hiđrô khuếch tán ra khỏi mạng tinh thể gây ra hiện tượng rỗ Hình 1.4 Phân bố của hiđrô trong thép - Tăng tính nứt của kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt trong quá trình kết tinh của mối hàn “nứt là khuyết tật không cho phép đối với mối hàn” Nứt nguội (cold crack):... thuốc hàn gốm, thuốc hàn thiêu kết được dùng nhiều ở Thụy Điển, Hàn Quốc, Mỹ, Đài Loan, Ucraina, Thuốc hàn thiêu kết ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên thế giới do có nhiều ưu điểm như: Khả năng tinh luyện các tạp chất có hại và hợp kim hóa kim loại mối hàn GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 18 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP cao, thành phần thuốc hàn dễ điều chỉnh để đạt được thành phần hóa...LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đào Văn Phong CHƯƠNG I TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ HÀM LƯỢNG CỦA HIĐRÔ TRONG KIM LOẠI MỐI HÀN KHI CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG THUỐC HÀN THIÊU KẾT TƯƠNG ĐƯƠNG VỚI LOẠI F7A(P)4 THEO AWS A5 .17- 80 1.1 Tổng quan về hàn dưới lớp thuốc bảo vệ Hàn hồ quang dưới lớp thuốc bảo vệ còn gọi là hàn hồ quang chìm, tên tiếng anh là: Submerged Are Welding (viết tắt là: SAW) là quá trình hàn nóng... Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 11 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Hình 1.1 Hàn dưới lớp thuốc bảo vệ a) Sơ đồ nguyên lý; b) Cắt dọc theo trục mối hàn GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 12 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Hình 1.2 Hình dạng bộ phận cơ cấu hàn của máy hàn tự dộng dưới lớp thuốc Theo độ dịch chuyển của nguồn nhiệt (hồ quang) mà kim loại vũng hàn sẽ nguội và kết tinh tạo thành mối hàn (Hình... Do hiđrô phân tử không hoà tan trong kim loại, sự tiết ra của nó từ kim loại kết tinh có thể là một trong những nguyên nhân chủ yếu làm xuất hiện và phát triển rỗ khí trong kim loại mối hàn Theo số liệu của nhiều nhà nghiên cứu lượng hoà tan tới hạn của hiđrô ở 20 0C và áp suất hơi p H 2 = 0,1 MPa vào khoảng 10 3 cm3 / 100 g , như vậy trong một số quá trình hàn mức độ quá bão hoà của hiđrô có thể vượt... vi cho phép để người sử dụng tham khảo Trong số những loại thuốc hàn gốm hoặc thiêu kết phổ biến trên thế giới và Việt Nam, thì loại thuốc hàn ký hiệu F7A(P)4 (theo AWS A5 .17- 80) kết hợp với dây hàn EL-8 hoặc EM-12K (theo AWS A5 .17- 80), tạo thành bộ thuốc hàn và dây hàn F7A(P)4 – EL-8 hoặc (EM-12K) được sử dụng nhiều hơn cả để hàn các kết cấu thép từ thép cacbon thấp và thép hợp kim thấp chịu tải trọng... trọng cao, như trong ngành đóng tàu hoặc các kết cấu thép quan trọng, ở các nhà máy thủy điện, nhiệt điện, … tương đương với thuốc hàn OK Flux GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 19 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 10. 71 của ESAB (theo ESAB 1904-2004) hoặc tương đương với thuốc hàn S-707 của Công ty hàn Hyundai Trên thế giới đó nghiên cứu sâu và sản xuất nhiều thuốc hàn thiêu kết, còn ở Việt Nam nhu... động dưới lớp thuốc hàn thiêu kết tương đương với loại f7a(p)4 theo aws a5 .17- 80 sẽ là cơ sở dự liệu khoa học giúp cho các doanh nghiệp sản xuất vật liệu hàn có thể sản xuất được thuốc thiêu kết hệ bazơ trung bình và thuốc hàn gốm bằng nguồn nguyên vật liệu hàn sẵn có trong nước GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 20 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HIĐRÔ TRONG ... lg p H - 174 5 / T + 0,888 cm / 100 g GV hướng dẫn: TS Vũ Huy Lân Học viên: Đào Văn Phong 25 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP [H2],cm³ /100 g 50 40 PH 30 =76 ²) cm / g 1k m.( c g mH m 380 20 190 76 10 38 Hg... Đào Văn Phong 27 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP [H],cm³ /100 g 16 12 10 14 18 (H)th,cm³ /100 g Hình 2.4 Hàm lượng hiđrô kim loại mối hàn phụ thuộc vào hàm lượng thuốc hàn Ở nhiệt độ cao hiđrô nguyên tử linh hoạt,... Học viên: Đào Văn Phong LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP công bố lại luận văn tác giả đưa Nếu sai, tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 15 tháng 10 năm 2013 Học viên ĐÀO VĂN PHONG MỞ ĐẦU Đất