Thiết lập bộ thông số công nghệ hàn phù hợp với liên kết hàn giáp mối một phía nối tổng đoạn vỏ tàu bằng quá trình hàn Auto-FCAW

Header Page of 258 M U Mc ớch ca lun ỏn Nghiờn cu nh hng ca cỏc thụng s ch hn chớnh Auto-FCAW n hỡnh dng v kớch thc ca mi hn giỏp mi mt phớa ni tng on v tu Nghiờn cu nh hng ca v trớ hn n hỡnh dng, kớch thc v kh nng hỡnh thnh mi hn giỏp mi mt phớa ni tng on v tu bng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW Nghiờn cu kho sỏt ng sut, bin dng v t chc t vi kim loi liờn kt hn giỏp mi mt phớa ni tng on v tu Thit lp b thụng s cụng ngh hn phự hp vi liờn kt hn giỏp mi mt phớa ni tng on v tu bng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW i tng v phm vi nghiờn cu ca lun ỏn i tng nghiờn cu: Lun ỏn trung nghiờn cu liờn kt hn giỏp mi mt phớa ni tng on v tu (gi tt l liờn kt hn tng on) Phm vi nghiờn cu: Liờn kt hn giỏp mi mt phớa ni tng on thõn tu ti trng trung bỡnh S dng quỏ trỡnh hn t ng h quang dõy lừi thuc (Auto-FCAW) Vt liu c bn l thộp ch to v tu cp A, mỏc A36, phm vi chiu dy t 10 n 25 mm Quy mụ nghiờn cu ca lun ỏn c xỏc nh phm vi phũng thớ nghim Phng phỏp nghiờn cu thc hin c mc ớch nghiờn cu ca lun ỏn, tỏc gi s dng cỏc phng phỏp nghiờn cu sau: - Thu thp, phõn tớch v tng hp cỏc cụng trỡnh nghiờn cu v ngoi nc liờn quan n ti nghiờn cu v cụng ngh hn giỏp mi mt phớa bng phng phỏp hn FCAW; cỏc bn ngh quyt, quyt nh ca ng v Nh nc v chin lc phỏt trin cụng nghip úng tu Vit Nam; cỏc ti liu v cụng ngh úng tu; T ú xỏc nh rừ nhng gỡ ó c cụng b v tỡm nhng ni dung mi m lun ỏn cn phi gii quyt - Phõn tớch v h thng húa cỏc kin thc lý thuyt v cụng ngh úng tu theo tng on; cỏc quỏ trỡnh cụng ngh hn ng dng ch to v tu; c im cụng ngh hn giỏp mi mt phớa; thit b, vt liu, cỏc thụng s cụng ngh, phng thc dch chuyn kim loi quỏ trỡnh hn h quang dõy lừi thuc (FCAW) lm c s lý thuyt cho ti - Kho sỏt hin trng ti cỏc c s úng tu nc, ú s dng cỏc k thut quan sỏt trc tip, ghi chộp, hi ý kin chuyờn gia, chp nh tỡm hiu v cụng ngh úng tu, lp rỏp phõn on, tng on (Block); cụng ngh hn ni phõn on v tng on v tu T ú lm sỏng t cỏc thụng tin v i tng nghiờn cu, lm c s cho vic xõy dng mụ hỡnh thc nghim - S dng phng phỏp quy hoch thc nghim xõy dng mi quan h gia cỏc thụng s ch hn t ng h quang dõy lừi thuc v v trớ hn vi hỡnh dng v kớch thc mi hn giỏp mi mt phớa ni tng on v tu Bao gm vic phõn tớch, la chn v xỏc nh cỏc yu t nh hng chớnh; lp k hoch, tin hnh thc nghim v thu nhn thụng tin Xõy dng v kim nh mụ hỡnh bng phng phỏp bỡnh phng nh nht v phõn tớch hi quy, phõn tớch phng sai xỏc nh giỏ tr ca cỏc h s mụ hỡnh hi qui a thc Kim tra mụ hỡnh theo tng thớch v kh nng lm vic - S dng k thut tớnh toỏn trng nhit hn; kho sỏt quỏ trỡnh truyn nhit; phõn tớch phõn b ng sut, bin dng v t chc kim loi, ca liờn kt hn giỏp mi mt phớa ni tng on v tu trờn phn mm chuyờn dng SYSWELD Footer Page of 258 Header Page of 258 - S dng cỏc trang thit b sn cú phự hp vi iu kin thc nghim ch to liờn kt hn ni tng on v tu; tin hnh o bin dng thc, kim tra c tớnh v phõn tớch t chc t vi ca kim loi liờn kt hn tng on phm vi phũng thớ nghim í ngha khoa hc v tớnh thc tin ca lun ỏn í ngha khoa hc ca lun ỏn: ó phõn tớch v h thng húa kin thc cụng ngh, thit b, vt liu hn, cỏc thụng s cụng ngh, phng thc dch chuyn kim loi, c im hỡnh thnh mi hn cỏc v trớ hn khỏc khụng gian vi quỏ trỡnh hn h quang dõy lừi thuc FCAW lm c s khoa hc cho vic xõy dng mụ hỡnh thc nghim hn giỏp mi mt phớa Bng quy hoch thc nghim ó thit lp mi quan h gia cỏc thụng s ch hn AutoFCAW (cng dũng in hn Ih, tc hn Vh, tn s dao ng u hn fh, thi gian dng dao ng u hn ẳ v ắ chu k td) vi hỡnh dng v kớch thc ng hn ỏy ca mi hn giỏp mi mt phớa ni tng on v tu thộp cp A36 ó xng cỏc th v ỏnh giỏ mc nh hng c lp v ng thi ca cỏc thụng s ch hn n hỡnh dng v kớch thc ca mi hn T ú xỏc nh c b thụng s ch hn phự hp vi phm vi kớch thc ca ng hn ỏy liờn kt hn giỏp mi mt phớa thộp cp A v trớ hn ng Bng phng phỏp quy hoch thc nghim ó thit lp mi quan h toỏn hc v ỏnh giỏ mc nh hng ca v trớ hn (gúc nghiờng trc ng hn thay i theo gúc t 2.09 radian) n hỡnh dng v kớch thc ca mi hn giỏp mi mt phớa thộp v tu cp A36 bng quỏ trỡnh hn t ng h quang dõy lừi thuc Auto-FCAW Kt hp phng phỏp mụ phng s vi thc nghim nhm nõng cao hiu qu nghiờn cu ng sut, bin dng v bin i t chc kim loi ca liờn kt hn giỏp mi mt phớa ni tng on v tu thộp cp A36 bng quỏ trỡnh hn FCAW Kt qu nghiờn cu ny cng cú th c ỏp dng vo nghiờn cu ng sut, bin dng v bin i t chc kim loi liờn kt hn tng on v tu vi cỏc cp thộp khỏc í ngha thc tin ca lun ỏn: Kt qu nghiờn cu ca ti ó xỏc nh c b thụng s cụng ngh hn v quy trỡnh hn giỏp mi tng on v tu thộp bng quỏ trỡnh hn t ng h quang dõy lừi thuc Kt qu v phng phỏp nghiờn cu ca ti cú th dng vo thc tin ch to v lp ghộp phõn on, tng on nhm nõng cao nng sut v cht lng v tu ti Vit Nam Ngoi ra, cỏc kt qu nghiờn cu ny cú th ng dng hn giỏp mi cỏc kt cu c ln khỏc nh: kho ni, gin khoan, bn b, v.v Cỏc úng gúp mi ca lun ỏn Thụng qua quỏ trỡnh nghiờn cu lý thuyt, thc nghim v mụ phng s theo cỏc nhim v nghiờn cu ó ra, lun ỏn ny cú nhng úng gúp mi sau õy: Bng phng phỏp quy hoch thc nghim hai mc yu t c lp kho sỏt, ó thit lp c mụ hỡnh toỏn hc biu din mi quan h gia cỏc thụng s ch hn (Ih, Vh, fd, td) vi kớch thc ca ng hn (hd, bd, bd1) liờn kt hn giỏp mi tng on v tu thộp A36 T ú xỏc nh c b thụng s ch hn theo kớch thc cho trc ca ng hn ỏy Bng thc nghim ó thit lp c mi quan h gia v trớ hn khụng gian vi hỡnh dng v kớch thc ca mi hn giỏp mi tng on v tu thộp cp A bng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW Kt qu thc nghim cho thy rng: Khi hn ng hn ỏy v trớ hn trn bng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW thỡ khụng cn phi lút ỏy mi hn bng gm B thụng s cụng ngh hn ó xỏc nh khụng thớch hp hn ng hn ỏy v trớ trn Vỡ vy cn thit phi s dng quỏ trỡnh hn SMAW hoc GMAW hn ng hn ỏy, cỏc lp hn tip theo c hn bng quỏ trỡnh hn FCAW 4- ó phõn tớch v la chn c mụ hỡnh ngun nhit Double ellipsoid phự hp vi quỏ trỡnh hn FCAW Footer Page of 258 hn giỏp mi tng on v tu thộp cp A ng thi cng ó xõy dng Header Page of 258 c module mó lnh mụ t dao ng m hn kiu rng ca nhỳng vo phn mm Sysweld thc hin bi toỏn mụ phng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW 5- ó tớnh toỏn mụ phng v xỏc nh c trng nhit hn, chu trỡnh nhit, quỏ trỡnh bin i t chc kim loi mi hn, ng sut d v bin dng ca liờn kt hn giỏp mi tng on v tu Kim chng cỏc kt qu mụ phng vi kt qu thc nghim cho thy mụ hỡnh v cỏc iu kin tớnh toỏn mụ phng s l phự hp vi mụ hỡnh thc nghim Da trờn cỏc kt qu nghiờn cu lý thuyt, mụ phng s v thc nghim, lun ỏn ó xỏc nh c b thụng s cụng ngh hn hp lý hn ni tng on v tu thộp cp A bng quỏ trỡnh hn t ng h quang dõy lừi thuc Auto-FCAW Cu trỳc ca lun ỏn Lun ỏn gm phn m u, phn ni dung, cỏc kt lun cui mi phn ni dung v kt lun chung, danh mc cỏc cụng trỡnh ó cụng b, danh mc ti liu tham kho v phn ph lc CHNG TNG QUAN 1.1 Cụng ngh úng tu 1.1.1 S lc v tỡnh hỡnh phỏt trin cụng ngh úng tu Hin nay, trung tõm úng tu ca th gii ang ụng vi ba nc Nht Bn, Hn Quc v Trung Quc chim n 85% tng sn lng, EU ch cú 11% Cỏc nc cũn li chim hn 4% Tuy nhiờn, xột v giỏ tr, EU li l khu vc chim mt t l doanh thu ln nht (gn 30%) h trung vo nhng loi tu cao cp nh: tu ch khớ lng v tu ch khỏch Trong ú, Hn Quc chim lnh cỏc loi tu ch container, tu ch du Nht Bn trung vo tu ch hng khụ, tu ch khớ lng Cũn Trung Quc ang c gng chim lnh tt c nhng gỡ cú th n nm 2015, mc tiờu ca Hn Quc l dn u hnh trỡnh thiờn niờn k, chim 40% th phn Cũn mc tiờu ca Trung Quc dn u th gii, vi 35% th phn Nht Bn thỡ trung vo cỏc loi tu cú cụng ngh cao, siờu trng EU dn u nhng phõn on th trng cao cp vi doanh thu 40 t USD, gp ln hin Nu ỳng theo cỏc mc tiờu ny thỡ ú, nng lc sn xut ton cu s ln hn nhu cu ớt nht t 10% - 20% 1.1.2 Cụng nghip tu thy Vit Nam Vi tỡnh hỡnh thc t Vit Nam hin nay, cỏch hiu qu hn c l Vit Nam nờn u t trung vo cỏc cm cụng nghip úng tu cú sn li th, ng thi la chn ngnh cụng nghip ph tr phự hp xõy dng v phỏt trin nh: ngnh thộp, t ng hoỏ, hn, Hn na, ngoi vic thnh lp cỏc liờn doanh, cng cn m ca cho nc ngoi (nht l Hn Quc v Nht Bn) thnh lp cỏc doanh nghip 100% ca h v khuyn khớch khu vc kinh t t nhõn tham gia vo ngnh cụng nghip úng tu Mc dự tri qua nhiu khú khn, nhng cho n ngnh úng tu Vit Nam ó cú nhng bc phỏt trin mnh, nhiu nh mỏy úng tu ó bc u ỏp dng cụng ngh úng tu tiờn tiờn nh cụng ngh úng tu theo tng on (Modules) úng thnh cụng cỏc tu cú ti trng nh v trung bỡnh 1.1.3 Cụng nghip tu thy nc ngoi Chng trỡnh nghiờn cu NSRP, MANTECH ó tin hnh nghiờn cu v mc cụng ngh úng tu hin ang c s dng ti cỏc nh mỏy úng tu cnh tranh nht chõu v phõn mc cụng ngh Cỏc nh mỏy úng tu hin i nht mc (l mc cụng ngh hin i nht) c th hin qua mt s nột nh: Cú mc t ng húa v ngi mỏy húa tt c cỏc cụng on; cú kh nng lm vic hiu qu v ỏp dng h thng iu hnh sn xut sut tớch hp cú s tr giỳp ca mỏy tớnh CAD/CAM/CIM (Computer Integrated Manufacturing) Thit k v ch to v tu theo modules; kh nng qun lý vt t hiu qu nh mỏy tớnh v cú h thng m bo cht lng hon cn chnh hiu qu, 1.1.4 Cụng ngh úng tu theo phng phỏp tng on Phng phỏp úng tu theo tng on (Modules) l phng phỏp phõn chia thõn tu thnh nhng tng on hp lý dc theo thõn tu thun li cho cụng on ch to v lp t sn cỏcPage trang thit b mc ti a ti cỏc phõn xng chuyờn dng trc u Footer of 258 Header Page of 258 1.2 Tỡnh hỡnh ng dng cụng ngh hn mt phớa ch to v tu thy Cụng ngh hn mt phớa c thc hin bng nhiu phng phỏp hn khỏc ph thuc vo tng trng hp c th; hn h quang tay (MAW), hn t ụng di lp thuc (SAW), hn t ng v bỏn t ng mụi trng khớ bo v (GMAW), hn in cc khụng núng chy mụi trng khớ bo vờ (GTAW), hn h quang vi dõy lừi thuc (FCAW), hn in khớ (EGW),v.v Hỡnh 1.1 minh mc ng dng ca cỏc quỏ trỡnh hn úng tu cng nh cỏc lnh vc cụng nghip khỏc Hỡnh 1 Mc tiờu th vt liu hn cụng nghip ch to 1.2.1 Cụng ngh hn mt phớa ni tng on v tu nc Núi chung cỏc ti nghiờn cu nc ó t c nhiu kt qu tt vic a cỏc gii phỏp cụng ngh v thit k ch to h thng thit b hn t ng ng dng vo quỏ trỡnh hn ni phõn on, tng on v tu Vit Nam Tuy nhiờn cỏc ti ny cha trung nghiờn cu y v cụng ngh hn giỏp mi mt phớa ni tng on v tu bng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW 1.2.2 Cụng ngh hn mt phớa ni tng on v tu nc ngoi nc ngoi ó nghiờn cu phỏt trin v ỏp dng nhiu cụng ngh hn tiờn tin vo úng tu: Cụng ngh hn t ng vi cỏc quỏ trỡnh hn GMAW, FCAW; hn in khớ EGW; gn õy l cụng ngh hn lai ghộp Hybird Laser-MIG; Tuy nhiờn cỏc thụng tin v cụng ngh hn mt phớa ni tng on v tu thy bng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW khụng y v khú ỏp dng vo iu kin úng tu Vit Nam Kt lun chng 1 Ngnh cụng nghip úng tu úng mt vai trũ then cht chin lc phỏt trin kinh t xó hi v an ninh quc phũng ca t nc Chin lc phỏt trin ngnh cụng nghip úng tu Vit Nam ln mnh khu vc v trờn th gii l rt cp bỏch Vic nghiờn cu phỏt trin v ỏp dng cụng ngh úng tu hin i, tiờn tin c trin khai mnh m Vit Nam nhm nõng cao nng sut, cht lng v h giỏ thnh ch to thõn tu gúp phn nõng cao hiu qu kinh t xó hi Trong lnh vc úng tu, cụng ngh hn úng vai trũ ch o v chim mt t trng ln tng lng cụng vic ch to v tu; c bit l cụng ngh hn mt phớa ch to v lp rỏp phõn on, tng on ca thõn tu; cht lng liờn kt hn ni tng on thõn tu u l mt nhng yu t quyt nh n cht lng ca thõn tu Cỏc nghiờn cu nc cho n ó a cỏc gii phỏp cụng ngh hn t ng; thit k v ch to cỏc h thng hn t ng ng dng úng tu Tuy nhiờn cỏc ti ny cha nghiờn cu c th v cụng ngh hn mt phớa ni tng on v tu bng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW Footer Page of 258 Header Page of 258 nc ngoi ó nghiờn cu v ng dng mnh quỏ trỡnh hn Auto-FCAW vo hn v tu Tuy nhiờn cho n nay, cỏc thụng tin v cụng ngh hn mt phớa ni tng on v tu thy bng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW khụng y v khú ỏp dng vo iu kin úng tu Vit Nam CHNG CễNG NGH HN MT PHA TRONG ểNG TU 2.1 c im cụng ngh hn giỏp mi mt phớa úng tu Cụng ngh hn giỏp mi mt phớa l quỏ trỡnh hn ch tip cn hn t mt phớa, dựng hn ni ng thộp cú ng kớnh trung bỡnh v nh, bn b cha chu ỏp lc, cỏc kt cu ln hn ch xoay lt, c bit l hn ni cỏc phõn on v tng on v tu, Cụng ngh hn mt phớa c th hin mt s c im: iu kin thc hin; iu kin cụng ngh; k nng ngi th; v trớ hn, quỏ trỡnh hn, liờn kt hn v c im ng dng ca cỏc quỏ trỡnh hn mt phớa úng tu, 2.2 Thộp ch to v tu Theo tiờu chun Vit Nam, thộp dựng ch to v tu l thộp hp kim thp bn cao c chia lm cỏc cp sau õy: A32, D32, E 32, A 36, D36, E 36, A 40, D 40, E 40, F32, F36, F40 Gii hn b chy nh nht tng ng vi thộp cp A32 l 315 MPa v gii hn b nh nht l 450 MPa 2.3 Cụng ngh hn FCAW úng tu Hn FCAW c chia thnh hai phng phỏp: Phng phỏp hn dõy lừi thuc cú khớ bo v (FCAW-G) v phng phỏp hn dõy lừi thuc t bo v (FCAW-S) Hn FCAW kt hp c nhng u im tt v khc phc c nhng nhc im ca quỏ trỡnh hn SMAW v hn GMAW 2.3.1 Vt liu hn FCAW ng dng úng tu Cỏc loi dõy thụng dng nht, thng cha khong 75 - 85% thộp tng lng v khong 75% tit din ngang ca dõy Thnh phn lừi thuc cú vai trũ to lp x mng bo v kim loi lừng vng hn v sinh khớ bo v vựng h quang hn; cung cp cỏc cht kh ễ xi v ngn chn cỏc phn ng cú hi vng hn; cung cp cỏc nguyờn t cn thit cho quỏ trỡnh luyn kim v nõng cao c tớnh kim loi mi hn; n nh h quang hn, 2.3.2 Thit b hn FCAW V c bn thit b hn FCAW ging nh thit b hn GMAW Hu ht cỏc hóng ch to thit b hn u thit k h thng thit b hn GMAW cú th dựng cho c quỏ trỡnh hn FCAW 2.3.3 Cỏc thụng s cụng ngh hn FCAW Cỏc thụng s c bn ca quỏ trỡnh hn FCAW nh: Dũng in hn, in ỏp hn, tc cp dõy hn, tc hn, tm vi in cc, lu lng khớ bo v, gúc m hn, 2.3.4 Cỏc phng thc dch chuyn kim loi hn FCAW Quỏ trỡnh hn FCAW cú phng thc dch chuyn ch yu l dch chuyn git ln (cu), cũn dch chuyn tia (phun) ch to c hn vi khớ trn v dũng in xung tn s cao 2.3.5 c im hỡnh thnh mi hn cỏc v trớ hn khỏc c im dch chuyn kim loi lng t u dõy in cc vo vng hn ph thuc vo cỏc lc tỏc dng lờn git kim loi lng u mỳt dõy in cc (trng lc, sc cng b mt, lc in trng, lc in tnh, lc tỏc dng ca cỏc hi, ) v v trớ hn khụng gian Khi hn cỏc v trớ hn khỏc nhau, hng dch chuyn git kim loi lng cựng chiu hoc ngc chiu vi cỏc lc tỏc dng lờn nú, cng nh cỏc lc tỏc dng lờn kim loi lng vng hn m iu kin hỡnh thnh mi hn s thun li hoc khú khn Kt lun chng Phn ny ó phõn tớch c im cụng ngh hn giỏp mi mt phớa; c im cụng ngh hn h quang dõy lừi thuc FCAW, cỏc thụng s cụng ngh c bn ca quỏ trỡnh, cỏc yu t nh hng n phng thc v c ch dch chuyn kim lng quỏ trỡnh hn, cng nh c Footer Page of 258 Header Page of 258 im hỡnh thnh mi hn cỏc v trớ hn khụng gian khỏc vi quỏ trỡnh hn FCAW, õy l nhng c s lý thuyt quan trng xỏc nh cỏc thụng s cụng ngh hn FCAW v xõy dng mụ hỡnh thc nghim nghiờn cu cụng ngh hn giỏp mi mt phớa ng dng ch to tu thy, nhm xỏc nh b cỏc thụng s ch hn v xõy dng quy trỡnh cụng ngh hn ni tng on v tu v trớ hn ng nh theo phm vi nghiờn cu ca ti CHNG NH HNG CA CC THễNG S CH HN N HèNH DNG V KCH THC MI HN TNG ON Mc ớch Chng ny tin hnh nghiờn cu nh hng cỏc thụng s ch hn chớnh (Cng dũng in hn Ih, tc hn Vh (tc di chuyn m hn), tn s dao ng u hn fhz v thi gian dng mộp liờn kt hn td) ca quỏ trỡnh hn Auto-FCAW n hỡnh dng v kớch thc ca mi hn giỏp mi mt phớa ni tng on v tu 3.1 Mụ hỡnh thc nghim xỏc nh nh hng ca cỏc thụng s ch hn n hỡnh dng v kớch thc ca mi hn 3.1.1 Cỏc thụng s cụng ngh ca mụ hỡnh thc nghim 250 13 Cỏc thụng s c trng cho hỡnh dng v kớch thc ca ng hn ỏy gm b rng mt trờn bd, b rng mt ỏy b1, chiu cao ng hn hd nh Hỡnh 3.1 v kớch thc mi ghộp nh Hỡnh 3.2 Sứ lót đ-ờng hàn đáy Vật hàn bd1 150 13 hd 13 bd Hỡnh Kớch thc ng hn ỏy Hỡnh Mi ghộp TN 3.1.2 Cỏc thụng s c bn ca h thng thc nghim Bao gm cỏc thụng s k thut c bn nh: kim loi c bn, vt liu hn, b gỏ hn MAC PS-1F, liờn kt hn, lút ỏy mi hn, gúc m hn, thit b hn thc nghim, 3.2 Quy hoch thc nghim xỏc nh mi quan h gia cỏc thụng s ch hn vi hỡnh dng v kớch thc ca mi hn 3.2.1 Xõy dng mi quan h toỏn hc Cỏc thụng s ch hn chớnh c la chn cho nghiờn cu gm: Ih [A], Vh [cm/phỳt], tn s dao ng u hn fd [Hz], thi gian dng hai mộp hn td [s] l cỏc thụng s u vo Cỏc thụng s c trng cho hỡnh dng v kớch thc ca ng hn ỏy (hd, bd, bd1) l cỏc thụng s u ca bi toỏn quy hoch thc nghim - Quy c ký hiu cỏc thụng s ch hn chớnh (u vo) nh sau:: x1 - cng dũng in hn Ih [A] x2 - tc hn (tc di chuyn m hn) Vh [cm/ph] x3 - tn s dao ng u hn fd [Hz] x4 - thi gian dng 1/4 chu k v 3/4 chu k td [s] Footer Page of 258 Header Page of 258 - Quy c ký hiu cỏc thụng s u c trng cho hỡnh dng v kớch thc ca ng hn ỏy nh sau: y1 - l chiu cao ca ng hn ỏy (hd) [mm] y2 - b rng mt trờn ca ng hn ỏy (bd) [mm] y3- b rng mt ỏy ca ng hn ỏy (bd1) [mm] Theo kt qu ca mt s nghiờn cu c cụng b v cỏc ti liu liờn quan, s tiờn nghim bng kinh nghim, kt hp thc nghim s b cho thy cỏc thụng s kớch thc ca ng hn ph thuc tuyn tớnh v qua li vo cỏc thụng s ch hn, hm s tng ng l: k yi a0 a j x j aij xi x j (1 i j k) (3- 1) j 3.2.2 Khoanh vựng cỏc thụng s ch hn Da trờn c s lý thuyt, kinh nghim v thc nghim s b xỏc nh c khong bin thiờn ca cỏc thụng s ch hn nh bng di õy: Bng 3- Giỏ tr v khong bin thiờn ca cỏc thụng s u vo Cỏc thụng s u vo Mc thay i Ih (A) Vh (Cm/phỳt) fh (Hz) td (s) x1 x2 x3 x4 Mc trờn (Zi=+1) 135 28 2,8 0,8 Mc c bn (Zi=0) 130 25 3,0 0,6 Mc di (Zi=-1) 125 22 3,2 0,4 0,2 0,2 Khong bin thiờn xi Mụ hỡnh cú dng tuyn tớnh nờn ta b trớ s im thc nghim theo quy hoch thc nghim ton phn N 2k 24 16 , vi k l s bin cn kho sỏt tng tớnh chớnh xỏc ca mụ hỡnh ta chn thờm thc nghim ti tõm, nh vy s thc nghim n = 17 Thit lp bng ma trn k hoch thc nghim thu c kt qu tin cy v chớnh xỏc thỡ ti mi im thc nghim ta s tin hnh hn thc nghim ln Nh vy s thc hin lụ thc nghim, mi lụ gm 17 liờn kt hn, tng s liờn kt hn ti thiu cn chun b l 51 3.3 Quy trỡnh thc nghim Bao gm cỏc nguyờn cụng chớnh: chun b mi ghộp, tin hnh hn, x lý ly mu v kho sỏt kt qu 3.4 Kt qu thc nghim v tho lun 3.4.1 Kt qu thc nghim Bng 3- Kt qu thc nghim Kớch thc mi hn tng ng (mm) Thụng s cụng ngh hn TT 10 Ih [A] 125 135 125 135 125 135 125 135 125 135 Vh [Cm/ph] 22 22 28 28 22 22 28 28 22 22 fh [Hz] 3,2 3,2 3,2 3,2 2,8 2,8 2,8 2,8 3,2 3,2 td [s] 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,8 0,8 Footer Page of 258 hd bd bd1 10,1 9,4 9,5 9,2 9,3 7,9 7,8 7,7 10,4 10,1 12,8 11,7 11,8 11,6 11,5 11,2 11,0 10,9 13,2 12,6 8,2 10 9,7 9,9 8,6 11,3 11,1 11,2 7,5 8,6 Ghi chỳ Header Page of 258 11 125 28 3,2 0,8 9,5 12,0 9,5 12 135 28 3,2 0,8 9,0 11,0 10,2 13 125 22 2,8 0,8 10,3 13,1 7,9 14 135 22 2,8 0,8 10,0 12,6 9,5 15 125 28 2,8 0,8 9,0 11,3 9,7 16 135 28 2,8 0,8 8,7 11,1 10,8 Bng 3- Kt qu thc nghim tõm Thụng s cụng ngh hn Kớch thc mi hn tõm (mm) TT Ih Vh fh td hd bd bd1 [A] [Cm/ph] [Hz] [s] 130 25 3,0 0,6 9,0 10,8 10,3 130 25 3,0 0,6 9,5 11,2 9,9 130 25 3,0 0,6 10,1 12,0 9,2 Giỏ tr trung bỡnh m ln o) 9,4 11,8 9,8 T nhng kt qu thc nghim thu c Bng 3- 2, s dng phn mm x lý s liu thc nghim tỡm c cỏc h s ca phng trỡnh hi quy Kim nh s cú ngha cỏc h s ca phng trỡnh hi quy, loi cỏc h s khụng cú ngha ta thit lp c cỏc phng trỡnh hi quy biu din s nh hng ca cỏc thụng s cụng ngh Ih (x1), Vh (x2), fh (x3), td (x4) n thụng s kớch thc ca mi hn hd (y1), bd (y2), bd1 (y3): hd 9,262 0,243x1 0,443x2 0,406 x3 0,381x4 0,281x3 x4 (3-2) (3-3) bd 11,835 0,250 x1 0,500 x2 0,250 x3 0,275x4 0,262 x2 x4 (3-4) bd 9,617 0,581x1 0,656 x2 0,406 x3 0,393x4 0,318x1 x2 Kim nh lch chun R v tớnh tng thớch ca cỏc phng trỡnh hi quy Q nhn c R > [R = 0,95] v Q > [Q = 0,7] Nh vy cỏc phng trỡnh hi quy trờn tng thớch vi thc nghiờm T phng trỡnh hi quy trờn tin hnh dng thi xỏc nhn kt qu thc nghim 3.4.2 nh hng ca cng dũng in hn n hỡnh dng v kớch thc ca ng hn ỏy Hỡnh 3 nh hng ca cng dũng in hn n kớch thc ca ng hn ỏy Footer Page of 258 Header Page of 258 3.4.3 nh hng ca tc hn n hỡnh dng v kớch thc ca ng hn ỏy Hỡnh nh hng ca tc hn n kớch thc ca ng hn ỏy 3.4.4 nh hng ca tn s dao ng u hn n hỡnh dng v kớch thc ca ng hn ỏy Hỡnh nh hng ca fh n kớch thc ca ng hn ỏy 3.4.5 nh hng ca thi gian dng dao ng u hn n hỡnh dng v kớch thc ca ng hn ỏy Footer Page of 258 Hỡnh 3.6 nh hng ca td n kớch thc ca ng hn ỏy Header Page 10 of 258 3.4.6 nh hng ng thi gia Ih v Vh n hỡnh dng v kớch thc ca ng hn ỏy Hỡnh nh hng ng thi ca Ih v Vh n hỡnh dng v kớch thc ca ng hn ỏy 3.4.7 nh hng ng thi gia Vh v td n hỡnh dng v kớch thc ca ng hn ỏy Hỡnh 3.8 nh hng ng thi gia Vh v td n n hỡnh dng v kớch thc ca ng hn Footer Page 10 of 258 10 Header Page 11 of 258 3.5 Xỏc nh b thụng s ch hn theo kớch thc mong mun ca ng hn ỏy Theo tiờu chun GL (2008) Part 3, Section Welding of Hull Structures, Page 114 hng dn v vic kim tra Macro v ỏnh giỏ kt qu kim tra: Cỏc mu thc nghim v cỏc mu kim tra Macro c ỏnh giỏ theo tiờu chun ISO 5817, mc B xỏc nh cỏc thụng s kớch thc mong mun ca ng hn ỏy Bng 3- Phm vi kớch thc mong mun ca ng hn ỏy Chiu cao ng hn hd (mm) B rng mt trờn bd (mm) B rng mt ỏy bd1 (mm) 10 10 12 11 S dng cụng c Optimizer ca phn mm Modde 5.0 tỡm b thụng s ch hn theo vi kớch thc mong mun ca ng hn ỏy nh Bng 3- Bng 3- B thụng s ch hn theo kớch thc mong mun ca ng hn ỏy Kt lun chng Da vo c s khoa hc c phõn tớch, h thng húa chng v chng ó xõy dng c mụ mỡnh thc nghim hn giỏp mi tng on v tu thộp cp A36 bng quỏ trỡnh hn t ng h quang dõy lừi thuc (Auto-FCAW) Bng phng phỏp quy hoch thc nghim hai mc yu t c lp kho sỏt, ó thit lp c mụ hỡnh toỏn hc biu din mi quan h gia cỏc thụng s ch hn (Ih, Vh, fd, td) vi kớch thc ca ng hn (hd, bd, bd1) Nh cụng c Optimizer ca phn mm Modde 5.0 xỏc nh c b thụng s ch hn theo kớch thc cho trc ca ng hn ỏy ó xõy dng c cỏc th biu din mi quan h v ỏnh giỏ c mc nh hng ca cỏc thụng s ch hn (Ih, Vh, fd, td) n hỡnh dng v kớch thc ca ng hn ỏy (hd, bd, bd1) mi hn giỏp mi tng on v tu CHNG NGHIấN CU NH HNG CA V TR HN N HèNH DNG V KCH THC MI HN TNG ON Mc ớch cú c s d liu xõy dng quy trỡnh hn ni tng on v tu bng cụng ngh hn AutoFCAW phn ny ca lun ỏn s nghiờn cu nh hng ca v trớ hn n hỡnh dng, kớch thc v kh nng hỡnh thnh mi hn giỏp mi mt phớa ni tng on v tu Footer Page 11 of 258 11 Header Page 12 of 258 4.1 Mụ hỡnh v ch thc nghim Mụ hỡnh thc nghim phi m bo c cỏc yờu cu: tng thớch theo thc t, thu thp c kt qu nghiờn cu chớnh xỏc v tin cy, tớnh kh thi, d thc hin theo iu kin trang thit b hin cú, Robot hn phi cú kh nng thc hin hn c tt c cỏc liờn kt hn mi cung trờn mụ hỡnh thc nghim, Bn v mi ghộp hn tng ng vi mi cung trờn mụ hỡnh thc nghim Hỡnh 4.1 130 180 180 30 3h 4h 50 =3 R 5h 6h Hỡnh 4.1 Mụ hỡnh thc nghim v trớ hn thay i b h h1 bl Hỡnh Cỏc thụng s kớch thc mi hn 13 130 13 180 Hỡnh Liờn kt hn thc nghim Da trờn c s cỏc kt qu nghiờn cu thu c phn ca ti v c s lý thuyt cụng ngh hn FCAW, thit lp bng thụng s cụng ngh hn cn thit tng ng vi mi lp hn lm thc nghim 4.2 Quy hoch thc nghim xỏc nh nh hng ca v trớ hn n hỡnh dng v kớch thc ca mi hn 4.2.1 Xõy dng mi quan h toỏn hc gia cỏc thụng s Xỏc nh cỏc thụng s u vo v cỏc thụng s u ca bi toỏn quy hoch thc nghim - Thụng s u vo x: l i lng c trng cho s thay i ca v trớ hn tng ng vi mi cung: 1: v trớ hn trn (4G), tng ng gúc radian = 2: v trớ hn cung 6h 5h, tng ng gúc radian = 0.523599 3: v trớ hn cung 5h 4h, tng ng gúc radian = 1.047198 4: v trớ hn cung 4h 3h, tng ng gúc radian = 1.570797 5: v trớ hn ng (3G), tng ng gúc radian = 2.094396 - Cỏc thụng s u c trng cho kớch thc ca mi hn nh Hỡnh y1: l chiu cao mt mi hn (h), y2: l chiu cao mt ỏy mi hn (h1), y3: l b rng mt mi hn (b), y4: l b rng mt ỏy mi hn (b1), p dng phng trỡnh hi quy bc ba mt bin mụ t mi quan h tuyn tớnh nh hng ca vi trớ hn n hỡnh dng v kớch thc ca mi hn cú dng nh sau: yi a0 a1 x a11x a12 x (4- 1) Footer Page 12 of 258 12 Header Page 13 of 258 Cỏc h s ca phng trỡnh hi quy c xỏc nh bng phng phỏp BPNN, vi s thc nghim N 2k 21 (k =1 hm ch ph thuc vo mt bin u vo) Tuy nhiờn thu c kt qu trung, chớnh xỏc v tin cy thỡ s ln lm thc nghim ti thiu ti mi im l ln Tng ng vi mi v trớ hn mi cung (1 n 5) nh Hỡnh 4.1 s hn thc nghim liờn kt hn, nh vy v trớ hn s hn ớt nht 15 liờn kt hn Bng 4- Ma trn u vo Giỏ tr u vo xi0 xi xi xi Cung (radian) Cung (radian) Cung (radian) Cung (radian) Cung (radian) Bng 4- Ma trn u y1 1 1 0.523599 1.047198 1.570797 2.094396 0.274156 1.096624 2.467403 4.386495 0.143548 1.148382 3.87579 9.187057 y2 y3 y4 b h 4.2.2 Quy trỡnh thc nghim b1 h1 Bc 1: Ch to liờn kt hn theo bn v nh Hỡnh 3, Bc 2: Ch to gỏ hn theo bn v nh hỡnh Hỡnh 4.1, Bc 3: Ghỏ lp cỏc liờn kt hn lờn gỏ, Bc 4: Dỏn s lút ỏy, Bc 5: Lp t mụ hỡnh vo v trớ lm vic Bc 6: Lp chng trỡnh hn ng hn ỏy cỏc v trớ hn t cung n cung 5, Bc 7: Kim tra v hiu chnh chng trỡnh hn lp ỏy, Bc 8: Hn lp ỏy, Bc 9: Lm sch v kim tra lp hn ỏy, Bc 10: Lp chng trỡnh hn ng hn ph cỏc v trớ hn t cung n cung 5, Bc 11: Kim tra v hiu chnh chng trỡnh hn lp ph, Bc 12: Hn lp hn ph, Bc 13: Lm sch v kim tra mi hn, Bc 14: Thỏo cỏc mi hn gỏ, Bc 15: Ly mu o, v kho sỏt hỡnh dng, kớch thc ca mi hn Hỡnh 4 Liờn kt hn thc nghim Hỡnh V trớ hn trờn mi cung Footer Page 13 of 258 13 Header Page 14 of 258 4.3 Kt qu thc nghim v tho lun 4.3.1 Kt qu thc nghim Bng 4- Thụng s kớch thc ca mi hn tng ng v trớ mi hn mi cung TT Kớch thc mi hn b h b1 h1 Gúc radian V trớ mi hn (mm) (mm) (mm) (mm) 0.0 16,2 0,0 8,0 - 3,2 Mi hn cung (hn trn) 0.523599 17,0 2,8 11,0 - 2,8 Mi hn cung (6h - 5h) 1.047198 18,5 2,7 12,0 0,0 Mi hn cung (5h - 4h) 1.570797 18,8 2,6 12,0 0,5 Mi hn cung (4h - 3h) Mi hn cung (hn ng) 2.094396 19,5 2,5 13,0 2,2 Hỡnh Mi hn cung Hỡnh Mi hn v trớ trn (1) Hỡnh Mi hn cung Hỡnh Mi hn cung Hỡnh 10 Mi hn ng 4.3.2 nh hng ca v trớ hn n hỡnh dng v kớch thc ca mi hn tng on v tu T cỏc kt qu thc nghim thu c trờn Bng 4- 3, tin hnh xõy dng thut toỏn v lp trỡnh chy trờn phn mm xỏc nh cỏc h s (a0, a1, a11, a12) ca hm s (4-1) Phõn tớch hi quy v phõn tớch phng sai kim nghim s cú ngha ca cỏc h s; ỏnh giỏ lch chun R, tớnh tng thớch ca mụ hỡnh thc nghim Q v thit lp cỏc hm hi quy tng vi thc nghim: b 16.150 1.958x (4- 2) h 8.051x 6.800 x 1.684 x (4- 3) b1 7.986 8.935x 6.774 x 1.742 x (4- 4) h1 3.340 0.668x 2.371x 0.697 x (4- 5) T cỏc phng trỡnh hi quy trờn dng th xỏc nhn kt qu thc nghim nh hng ca v trớ hn n hỡnh dng kớch thc ca mi hn ni tng on Footer Page 14 of 258 14 Header Page 15 of 258 Hỡnh 4.11 nh hng ca v trớ hn n kớch thc mi hn Bng 4- Giỏ tr u tớnh theo cỏc hm hi quy Kớch thc mi hn b h h1 b1 V trớ hn y1 y2 y3 y4 16.15 0.041 7.98 -3.34 Mi hn trn (1) 17.20 2.63 11.05 -2.44 Mi hn 6h-5h (2) 18.20 2.94 11.91 -0.24 Mi hn 5h-4h (3) 19.00 2.43 12.05 0.85 Mi hn 4h-3h (4) 19.45 2.54 12.98 2.05 Mi hn ng (5) Theo tiờu chun GL (2008) Part 3, Section Welding of Hull Structures, Page 114 hng dn v vic kim tra Macro v ỏnh giỏ kt qu kim tra: Cỏc mu thc nghim v cỏc mu kim tra Macro c ỏnh giỏ theo tiờu chun ISO 5817, mc B Ta xỏc nh v ỏnh giỏ hỡnh dng, kớch thc, ngu v s kt tinh ca kim loi mi hn cựng mt iu kin v cỏc thụng s cụng ngh cho thy rng: - Mi hn cung (hn trn): Hỡnh dng, kớch thc v ngu khụng t cht lng - Mi hn cung (6h-5h): cao v b rng mt mi hn t tiờu chun; nhiờn mt ỏy mi hn b lừm nờn mi hn khụng t ngu - Mi hn cung (5h-4h): Hỡnh dng, kớch thc v ngu ca mi hn t tiờu chun cht lng - Mi hn cung (4h-3h): Hỡnh dng, kớch thc v ngu ca mi hn t tiờu chun cht lng - Mi hn cung (v trớ ng): Hỡnh dng, kớch thc v ngu ca mi hn t tiờu Hỡnh 12 Phm vi gúc quay trc ng hn chun cht lng Footer Page 15 of 258 15 Header Page 16 of 258 Kt lun chng ó xõy dng c mụ hỡnh thc nghim biu din cỏc v trớ hn khỏc ng vi cung (1, 2, 3, v 5) theo mỳi gi ng h (6h, 6h 5h, 5h 4h, 4h 3h v 3h) nm trờn gúc chuyn tip t ỏy lờn mn tu ca liờn kt hn tng on v tu thộp cp A36 phc v nghiờn cu nh hng ca v trớ hn n hỡnh dng v kớch thc ca mi hn tng on Bng phng phỏp quy hoch thc nghim ó xõy dng c cỏc hm hi quy biu din mi quan h gia v trớ hn (1, 2, 3, v 5) n kớch thc ca mi hn ni tng on v tu thộp A36 bng phng phỏp hn t ng h quang dõy lừi thuc E71T-1 ng kớnh 1,2 mm (b rng mt trờn b, chiu cao phn nhụ mt trờn h, b rng mt ỏy b1, chiu cao phn nhụ mt ỏy h1): b 16.150 1.958x h 8.051x 6.800 x 1.684 x b1 7.986 8.935x 6.774 x 1.742 x h1 3.340 0.668x 2.371x 0.697 x 3 Kt qu thc nghim cho thy rng: Khi hn ng hn ỏy v trớ hn trn bng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW thỡ khụng cn phi lút ỏy mi hn bng gm B thụng s cụng ngh hn ó xỏc nh khụng thớch hp hn ng hn ỏy v trớ trn Vỡ vy cn thit phi s dng quỏ trỡnh hn SMAW hoc GMAW hn ng hn ỏy, cỏc lp hn tip theo c hn bng quỏ trỡnh hn FCAW CHNG NGHIấN CU NG SUT, BIN DNG V T CHC T VI LIấN KT HN TNG ON V TU 5.1 Nghiờn cu quỏ trỡnh truyn nhit, bin i t chc kim loi, ng sut v bin dng hn bng phng phỏp phn t hu hn 5.1.1 Lý thuyt PTHH ca bi toỏn nhit - n hi - 5.1.1.1 Bi toỏn truyn nhit hn * Mụ hỡnh ngun nhit rỳt gn c xut bi Goldak cho cỏc quỏ trỡnh hn h quang GMAW, FCAW, (5 - 1) i tng nghiờn cu mụ phng õy l liờn kt hn giỏp mi tng on v tu thy Vt liu c bn l thộp A36 dy 13 mm; vt liu hn l E71T-1, 1.2 mm Cỏc thụng s ca mụ hỡnh nghiờn cu c mụ t trờn Hỡnh 5.1 di õy A 300 10 150 13 250 500 800 Hỡnh 5.1 Mụ hỡnh mi ghộp hn tng on v tu Footer Page 16 of 258 16 Header Page 17 of 258 * Phỏt trin mụ hỡnh li ca mụ hỡnh hỡnh hc Hỡnh Mụ hỡnh PTHH ca vựng mi hn v v trớ ca cỏc nỳt kho sỏt 5.1.3 Cỏc iu kin tớnh toỏn - iu kin biờn c hc c xỏc nh bi s kp cht, nh l s ngm cng c minh hỡnh 5.3 Hỡnh Ngm cht hai u liờn kt hn tng on - Cỏc thụng s v ngun nhit u vo c xỏc nh bng thc nghim 5.1.4 Phõn b trng nhit v chu trỡnh nhit hn liờn kt tng on Trng nhit phõn b tit din ngang ca liờn kt hn nh Hỡnh 5.4, vựng mu th hin kớch thc ca vựng núng chy Hỡnh 5.4 Trng nhit tc thi lp hn ỏy v lp hn ph Trng nhit phõn b liờn kt hn c minh trờn Hỡnh 5.5 Da vo kớch thc di phõn b mu ta cú th d oỏn trc rng ch hn ó chn l phự hp vi liờn kt hn ny bi vỡ b rng ca vng hn va bng b rng ca mi hn yờu cu, ngha l mi hn s khụng cú nguy c b chỏy thng, chỏy cnh, hoc khụng ngu Hỡnh 5.5 Trng nhit tc thi phõn b trờn ton mụ hỡnh Footer Page 17 of 258 17 Header Page 18 of 258 Chu trỡnh nhit chớnh xỏc ti mt im no ú liờn kt hn, giỳp chỳng ta ỏnh giỏ c cỏc kh nng chuyn bin pha, xut hin cỏc ng sut nhit hoc cỏc loi khuyt tt hn khỏc, cho phộp ỏnh giỏ v tỡm cỏc thụng s cụng ngh hn hp lý trc ch to tht 5.1.5 Bin i t chc kim loi liờn kt hn tng on Hỡnh 6b l kt qu tớnh toỏn s phõn b ca t chc martensite Da vo mu sc ca cỏc ng ng mc v thang o, cho thy rng liờn kt hn trng hp ny gn nh khụng xut hin t chc martensite (hm lng martensite ti a ch l 0,19%) Kt qu tớnh toỏn hm lng t chc bainite th hin trờn Hỡnh 6c cng rt nh (ti a l 0,44%) Tng t, hm lng austenite d gn nh khụng cũn tn ti sau kt thỳc quỏ trỡnh chuyn bin pha nh trờn Hỡnh 6d Nh vy, cú th kt lun rng liờn kt hn nghiờn cu khụng xut hin cỏc t chc martensite, bainite hay austenite d m t chc kim loi nhn c ch l hn hp ferrite - pearlite a) Phõn b t chc Ferrite Pearlite b) Phõn b t chc Martensite c) Phõn b t chc Bainite d) Phõn b t chc Austenite d Hỡnh Phõn b t chc kim loi liờn kt hn ti thi im 6500 [giõy] Footer Page 18 of 258 Hỡnh Chu trỡnh nhit & th chuyn bin pha ti nỳt 8636 18 Header Page 19 of 258 Sysweld cũn cú th tớnh toỏn v th hin kt qu mt cỏch nh lng s bin i t chc kim loi mi hn ti bt k mt im no ú vựng mi hn di dng cỏc th nh Hỡnh 5.7 di õy 5.1.6.ng sut d v bin dng gúc ca liờn kt hn tng on Phn mm Sysweld tớnh toỏn trng phõn b ng sut cng nh bin dng ca mụ hỡnh liờn kt hn tng on Cỏc kt qu c th hin trờn cỏc hỡnh v i th di õy - Giỏ tr ng sut theo phng ngang ln nht liờn kt hn l x = 375,59 Mpa th hiờn trờn Hỡnh 5.8 - Giỏ tr ng sut phỏp theo phng dc y-y (y, 22) ln nht y = 238 MPa nm ti vựng thuc KLCB v sỏt vi vựng HAZ th hiờn trờn Hỡnh 5.9 Hỡnh ng sut phỏp theo phng ngang (x-x) Hỡnh ng sut phỏp theo phng dc (y-y) - Trờn Hỡnh 10 l trng phõn b ng sut d tng (ng sut tng ng e, equivalent stress) giỏ tr ng sut d tng ng ln nht liờn kt hn l 276,44 Mpa Hỡnh 10 Phõn b ng sut d tng (Seqv) liờn kt hn Hỡnh 11 th ng sut phỏp, ng sut d tng (Seqv) ti mt ct ngang gia mi hn Footer Page 19 of 258 19 Header Page 20 of 258 - th biu din s thay i ca ng sut phỏp theo cỏc phng (x, y, z) v ng sut d tng (Seqv) ti mt ct ngang gia liờn kt hn tng on c th hin trờn Hỡnh 5.11 - Trờn Hỡnh 5.12 biu din kt qu bin dng gúc Uz ca liờn kt hn theo chiu dc ca mi hn (ng mu ) Ti v trớ u mi hn, bin dng gúc cú giỏ tr nh nht Uz = 0,08 mm, iu ny cng phn ỏnh ỳng vi lý thuyt ti v trớ u nhit lng truyn vo liờn kt hn khụng ln Bin dng gúc Uz tng dn i t u mi hn n cui mi hn v t giỏ tr ln nht ti v trớ cỏch im cui ng hn khong 16 mm vi giỏ tr Uz = 0,76 mm, iu ny cng phn ỏnh ỳng vi lý thuyt ti v trớ cui nhit lng truyn vo liờn kt hn ln nht Hỡnh 12 Bin dng gúc, ng sut phỏp, ng sut d tng (Seqv) ti mt ct dc gia mi hn 5.2 Thc nghim ch to liờn kt hn tng on v tu thy Ch to gỏ chụng bin dng co gúc hn mi hn lp gúc gia sn vi tm v nh Hỡnh 13 Gỏ lp to liờn kt hn tng on ỳng theo mụ hỡnh thc nghim v r mt phng bng bn mỏt nh Hỡnh 14 trc hn ni tng on Hỡnh 13 Hn sn vi tỏm v Hỡnh 14 Mi ghộp tng on Ch to gỏ ngm hai u bng ấ tụ kp cht hai u ca liờn kt hn tng on nhm chng co ngang hn giỏp mi mt phớa ni tng on v tu nh Hỡnh 15 Footer Page 20 of 258 20 Header Page 21 of 258 Hỡnh 15 Hn ni tng on Hỡnh 16 Mt ỏy mi hn Kt qu 07 liờn kt hn tng on ó c ch to thnh cụng nh Hỡnh 16 5.3 o bin dng gúc thc ca liờn kt hn tng on Kho sỏt bin dng gúc trờn mụ hỡnh thc nghim tht s 02, 05 v 07; phng phỏp o bng u o ta lp trờn mỏy CNC trc DMU 50 Vựng kho sỏt bin dng gúc mi hn l vựng gia hai sn ca liờn kt hn tng on Hỡnh 5.17 o bin dng gúc bng u o 3D Giỏ tr co gúc trung bỡnh trờn trờn mu kho sỏt (mu 02, 07, 05) l So sỏnh kt qu bin dng gúc xỏc nh bng mụ phng SYSWELD v o trờn mụ hỡnh tht nh Bng 5- Bng 5- Kt qu chuyn v v co gúc liờn kt hn tng on Bin dng gúc Mụ phng bng SYSWELD o trờn mụ hỡnh tht Chuyn v theo trc z (mm) 0,76 mm 0,857 mm co gúc tb (0) 0,37 0,413 T kt qu nh trờn cho thy rng hn ni tng on vi cựng mt b thụng s cụng ngh hn tng ng vi ng hn ỏy v ng hn ph ó c nghiờn cu v xỏc nh to bin dng gúc nh, nm phm vi cho phộp ca quy phm ng kim v tu 5.4 Kim tra c tớnh ca liờn kt hn tng on - Kt qu th kộo: C mu th u t vựng kim loi c bn tip giỏp vi vựng HAZ ca liờn kt hn Kt qu ny trng hp vi kt qu tớnh toỏn mụ phng s ng sut trờn phn mm Sysweld - Cỏc mu un mt v un chõn mi hn u c un cong n gúc ln hn 1500, nhng mt v chõn mi hn khụng b nt, góy Hỡnh 18 Un mt mi hn Hỡnh 19 Mu sau th kộo Footer Page 21 of 258 21 Header Page 22 of 258 5.5 Phõn tớch cu trỳc kim loi liờn kt hn tng on 5.5.1 Cu trỳc thụ i ca liờn kt hn tng on Hỡnh 20 Cỏc vựng kho sỏt ca mi hn tng on 5.5.2 Cu trỳc t vi ca liờn kt hn tng on t Cu trỳc t vi vựng c trng ca mi hn c th hin trờn Hỡnh 5.20 Trong ú vựng D1, D2, D3 thuc vựng ỏy ca mi hn; vựng G1, G2, G3 thuc vựng gia mi hn; vựng T1, T2, T3 thuc vựng trờn ca mi hn Kt qu phõn tớch kim tng hc ti vựng ny cho thy rng kim loi liờn kt hn ch cú t chc ferrite pearlite vi hỡnh dng v c ht khỏc 5.6 B thụng s cụng ngh hn Auto-FCAW hp lý B thụng s cụng ngh hn hp lý hn giỏp mi mt phớa nhiu lp cú lút ỏy, thộp cỏc bon thp hoc thộp hp kim thp A36, dy 13 mm Bng 5- B thụng s cụng ngh hn ng hn ỏy TT Thụng s Giỏ tr Dung sai Ghi chỳ Vt liu c bn: Thộp ch to v tu cp A Dõy hn: E 71T-1, ng kớnh 1,2 mm Cỏc thụng s mi ghộp a Gúc rónh hn 450 10 Khe h mi ghộp a mm -1 Phm vi chiu dy t 10 11 12 10 25 mm Gúc m hn 750 Gúc di chuyn m hn Gúc lm vic m hn 900 V trớ hn Hn ng t di lờn (3G-u) Dao ng u hn Dao ng u hn theo kiu rng ca Tn s dao ng fh Thi gian dng hai biờn td Biờn dao ng u hn ah Khớ bo v CO2 Lu lng khớ lớt/phỳt Tm vi in cc (mm) Dũng in hn Cc tớnh dũng in hn Dũng in hn Ih in ỏp hn Uh Vn tc di chuyn u hn Vh Lút ỏy mi hn bng gm - 50 10 2,8 Hz 0,6 s 0,2 + 0,2 mm 0.1 10 (lớt/phỳt) 25 (mm) + 2, - DCEP (DC+) 125 (A) 22 (V) 25 (cm/phỳt) x 1,2 mm Footer Page 22 of 258 22 +5 +1 Header Page 23 of 258 10 11 Tn s dao ng fh Thi gian dng hai biờn td Biờn dao ng u hn ah Khớ bo v CO2 Lu lng khớ lớt/phỳt Tm vi in cc (mm) 2,0 Hz 0,8 s mm - 0,2 + 0,2 +0,5 12 (lớt/phỳt) 25 (mm) + 2, - -5 Dũng in hn Cc tớnh dũng in hn Dũng in hn Ih in ỏp hn Uh Vn tc hn di chuyn u Vh DCEP (DC+) 140 (A) 23 (V) 25(cm/phỳt) +5 +1 Ghi chỳ t Bng 5- B thụng s cụng ngh hn ng hn ph (lp ph) TT Thụng s Giỏ tr Dung sai Vt liu c bn: Thộp ch to v tu cp A Dõy hn: E 71T-1, ng kớnh 1,2 mm Cỏc thụng s ca mi ghộp Gúc rónh hn 450 10 Khe h mi ghộp a mm -1 Phm vi chiu dy t 10 25 mm Gúc m hn 800 - 50 Gúc di chuyn m hn Gúc lm vic m hn 900 10 V trớ hn Hn ng t di lờn (3G-u) Dao ng u hn Dao ng u hn theo kiu rng ca a Kt lun chng 1- ó phõn tớch v la chn c mụ hỡnh ngun nhit Double ellipsoid phự hp vi quỏ trỡnh hn FCAW hn giỏp mi tng on v tu thộp cp A ng thi cng ó xõy dng c module mó lnh mụ t dao ng m hn kiu rng ca nhỳng vo phn mm Sysweld thc hin bi toỏn mụ phng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW 2- ó tớnh toỏn mụ phng v xỏc nh trng nhit hn, chu trỡnh nhit, quỏ trỡnh bin i t chc kim loi, ng sut v bin dng ca liờn kt hn tng on v tu Kim chng cỏc kt qu mụ phng vi kt qu thc nghim v bin dng gúc v bin i t chc kim loi mi hn cho thy rng mụ hỡnh v cỏc iu kin tớnh toỏn mụ phng s l phự hp vi mụ hỡnh thc nghim KT LUN CHUNG CA LUN N ti ó t c mc tiờu v cỏc kt qu chớnh nh sau: 1- Bng phng phỏp quy hoch thc nghim hai mc yu t c lp kho sỏt, ó xõy dng c mụ hỡnh toỏn hc mụ t mi quan h gia cỏc thụng s chớnh ca ch hn (Ih, Vh, fd, td) vi kớch thc ca ng hn ỏy (hd, bd, bd1) liờn kt hn giỏp mi mt phớa ni tng on v tu thộp A36 hd 9,262 0,243x1 0,443x2 0,406 x3 0,381x4 0,281x3 x4 bd 11,835 0,250 x1 0,500 x2 0,250 x3 0,275x4 0,262 x2 x4 bd 9,617 0,581x1 0,656 x2 0,406 x3 0,393x4 0,318x1 x2 Footer Page 23 of 258 23 Header Page 24 of 258 Mt khỏc bng phn mm Modde 5.0 xỏc nh c b thụng s ch hn theo kớch thc cho trc ca ng hn ỏy 2- Bng thc nghim ó thit lp c mi quan h gia v trớ hn khụng gian vi hỡnh dng v kớch thc ca mi hn tng on v tu bng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW nh sau: b 16.150 1.958x h 8.051x 6.800 x 1.684 x b1 7.986 8.935x 6.774 x 1.742 x h1 3.340 0.668x 2.371x 0.697 x 3- Kt qu thc nghim cho thy rng: Khi hn ng hn ỏy v trớ hn trn bng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW thỡ khụng cn phi lút ỏy mi hn bng gm B thụng s cụng ngh hn ó xỏc nh khụng thớch hp hn ng hn ỏy v trớ trn Vỡ vy cn thit phi s dng quỏ trỡnh hn SMAW hoc GMAW hn ng hn ỏy, cỏc lp hn tip theo hn bng quỏ trỡnh hn FCAW 4- ó phõn tớch v la chn c mụ hỡnh ngun nhit Double ellipsoid phự hp vi quỏ trỡnh hn FCAW hn giỏp mi tng on v tu thộp cp A ng thi cng ó xõy dng c module mó lnh mụ t dao ng m hn kiu rng ca nhỳng vo phn mm Sysweld thc hin bi toỏn mụ phng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW 5- ó tớnh toỏn mụ phng v xỏc nh c trng nhit hn, chu trỡnh nhit, quỏ trỡnh bin i t chc kim loi mi hn, ng sut d v bin dng ca liờn kt hn giỏp mi tng on v tu Kim chng cỏc kt qu mụ phng vi kt qu thc nghim cho thy mụ hỡnh v cỏc iu kin tớnh toỏn mụ phng s l phự hp vi mụ hỡnh thc nghim 6- Kt qu nghiờn cu ca ti ó xỏc nh c b thụng s cụng ngh hn v quy trỡnh hn giỏp mi tng on v tu thộp bng quỏ trỡnh hn t ng h quang dõy lừi thuc Kt qu v phng phỏp nghiờn cu ca ti cú th dng vo thc tin ch to v lp ghộp phõn on, tng on nhm nõng cao nng sut v cht lng v tu ti Vit Nam Ngoi ra, cỏc kt qu nghiờn cu ny cú th ng dng hn giỏp mi cỏc kt cu c ln khỏc nh: kho ni, gin khoan, bn b, v.v KIN NGH tip tc phỏt trin v hon thin cỏc kt qu nghiờn cu v ỏp dng mt cỏch cú hiu qu vo thc tin sn sut, tỏc gi kin ngh mt s ni dung nghiờn cu tip sau õy: Nghiờn cu xõy dng ngõn hng d liu cỏc thụng s ch hn t ng iu khin quỏ trỡnh hn Auto-FCAW theo yu t nh hng ln nht n cht lng ca mi hn giỏp mi mt phớa cỏc v trớ hn khụng gian PH LC Ph lc 1: Quy hoch thc nghim nh hng ca cỏc thụng s ch hn n hỡnh dng v kớch thc mi hn tng on Ph lc 2: Quy hoch thc nghim nh hng ca v trớ hn n hỡnh dng v kớch thc mi hn tng on Ph lc 2: Module chng trỡnh dao ng u hn theo kiu rng ca Footer Page 24 of 258 24 ... mi hn giỏp mi tng on v tu thộp cp A bng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW Kt qu thc nghim cho thy rng: Khi hn ng hn ỏy v trớ hn trn bng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW thỡ khụng cn phi lút ỏy mi hn bng gm B thụng... cụng ngh hn mt phớa ni tng on v tu bng quỏ trỡnh hn Auto-FCAW Footer Page of 258 Header Page of 258 nc ngoi ó nghiờn cu v ng dng mnh quỏ trỡnh hn Auto-FCAW vo hn v tu Tuy nhiờn cho n nay, cỏc thụng... b rng mt ỏy b1, chiu cao ng hn hd nh Hỡnh 3.1 v kớch thc mi ghộp nh Hỡnh 3.2 Sứ lót đ-ờng hàn đáy Vật hàn bd1 150 13 hd 13 bd Hỡnh Kớch thc ng hn ỏy Hỡnh Mi ghộp TN 3.1.2 Cỏc thụng s c bn ca