Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần thuốc hàn đến tính công

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THÀNH HƢNG Nghiên cứu ảnh hƣởng thành phần thuốc hàn đến tính công nghệ hàn thuốc hàn thiêu kết tƣơng đƣơng với F7A(P)4 theo AWS A5.17-80 Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ HÀN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS VŨ HUY LÂN Hà Nội -2013 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Mục Lục MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỞ ĐẦU 11 CHƢƠNG 13 TỔNG QUAN VỀ THUỐC HÀN THIÊU KẾT 13 1.1 Sơ lược hàn tự động lớp thuốc hàn 13 111 ng 112 i r 113 h n n ng h n ộng i ng h ại h h 13 h n 17 h n h hư ng h hế tạo 18 1.2 Tình hình nghiên cứu sản xuất thuốc hàn 19 Nghi n v n h h n r n Thế gi i 19 2 Nghi n v n h h n i i 3 Nội 20 nội d ng nghi n ứ 22 Ng n ng 132 M i N n i n h h n i N 23 nghi n 25 ng nghi n 25 CHƢƠNG 26 GIỚI THIỆU VỀ THUỐC HÀN VÀ LỰA CHỌN XỈ HÀN 26 h i 211 h i 2.1.2 C h i ản h ố hàn 26 h ng a thu c hàn 26 ng ngh h n 26 213 ỹ h ậ h ng hi Thành h n h n l i 221 222 nh h n h ại v Sơ lượ ề Kh i ni 232 ự ế hi h hi h h n 26 h ố hàn 27 r ng h nh h n i h h n 27 h n 29 hàn 35 v h n 35 nh h h n 35 h n 241 L X h n hàn nh họn n n n ộ thành ph n mẻ li u thuốc hàn 46 46 định hàm nội dung nghiên cứu 51 251 nghiên c u tổng quát 51 252 nghiên c u c tài 52 CHƢƠNG 55 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 55 nh hư ng 3.1.1 C h i 312 nghi n 3.1.3 T nh n nh hấ h ng ngh h n nh hư ng ộ h nh h n đ n nh ng ngh hàn 55 a thu c hàn 55 h n h n h h n ến nh ng ngh h n 55 i 56 Học viên: Nguyễn Thành Hưng CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ hương h 321 ng nghi n ứ 58 ng 322 X Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội h h h nghi ịnh h n ượng ch ả hương h 58 m b o thành ph n tính công ngh thu c hàn 68 h nghi 69 331 h n ị v h ịnh ộ ổn ịnh h 332 h n ị v h ịnh h hư 333 h n ị v h ịnh ng ng h n 72 h nh ạng ng i h n 74 h n 75 CHƢƠNG TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA THÀNH PHẦN THUỐC HÀN ĐẾN CHỈ TIÊU C NG NGHỆ HÀN 77 41 X ng ế h h h nghi 77 4.2 Loại kế hoạch th c nghi m 77 h 4.2.1 h hự nghi 4.3 Ti n hành h nghi CHƢƠNG X 5.1 X 77 định h i nh ng ngh hàn 79 L SỐ LIỆU VÀ CÁC KẾT LU N KHOA HỌC 81 dựng hương nh h i 81 5.1.1 chiều dài h quang tới h n 81 5.1.2 chiều rộng mối hàn 82 5.2.3 chiều cao mối hàn 82 5.2.4 chiều cao mối hàn 83 52 521 i i n i 2 Kế Kế i n ường ường rưng v ế ận h họ 84 rưng 84 ận 96 ịnh h ượng h r ng h nh h n h h n 99 PHỤ LỤC 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 Học viên: Nguyễn Thành Hưng CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC K HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT AC Alternating Curent AWS American Welding Society ASTM American Society for Testing of Materials ASME American Society of Machine Engineers DC Direct Current DCEN, DC - Direct Current Electrode Negative DCEP, DC + Direct Current Electrode Positive DT Destructive Testing EN European Standards HAZ Heat affected zone IIW International Institute Welding ISO International Standard Organization JIS Japanese Industrial Standards KLCB Kim loại NDT Nondestructive Testing PWHT Post Weld Heat Treatment SAW Submerged Arc Welding SMAW Shielded Metal Arc Welding TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam VAHN Vùng ảnh hưởng nhiệt WPS Welding Procedure Specification WPQR Welding Procedure Qualiffication Recode ak Độ dai va đập σch Giới hạn chảy σk Độ bền kéo δ Độ dãn dài tương đối Ψmh Hệ số hình dạng mối hàn Ψn Hệ số ngấu mối hàn Học viên: Nguyễn Thành Hưng CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Học viên: Nguyễn Thành Hưng Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC BẢNG Số Tên bảng Trang Bảng 1.1 Các nguồn nguyên liệu nước dự kiến sử dụng [1] 23 Bảng 2.1 Phân loại kí hiệu thuốc hàn theo IIW – 545 –78 30 Bảng 2.2 Yêu cầu tính kim loại mối hàn theo AWS A5.17 – 80 Bảng 2.3 Công thử độ dai va đập kim loại mối hàn Bảng 2.4 Thành phần hoá học số thông số chủ yếu dây 33 hàn tự động lớp thuốc theo AWS A5.17 – 80 Bảng 2.5 33 Các loại xỉ hàn theo thành phần hoá học chất theo IIW 34 45 Bảng 2.6 Thành phần sơ mẻ liệu thuốc hàn (mẻ liệu khô) 50 Bảng 2.7 Quy đổi thành phần mẻ liệu có tính đến nước thủy tinh 51 Bảng 3.1 Giá trị khoảng biến thiên yếu tố đầu vào 62 Bảng 3.2 Kế hoạch thực nghiệm bậc hai trực giao (với biến mã hóa) 63 Bảng 3.3 Thành phần hoá học thép mác SM400B, (%): 70 Bảng 3.4 Thành phần hoá học dây hàn EM12K, (%): 70 Bảng 3.5 Các tiêu tính dây hàn: 70 Bảng 4.1 Kế hoạch thực nghiệm bậc hai trực giao 78 Bảng 4.2 Giá trị khoảng biến thiên yếu tố 79 Bảng 4.3 Kế hoạch thực nghiệm F7A4 -1 79 Học viên: Nguyễn Thành Hưng CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Tên hình vẽ Hình số Trang Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý trình hàn tự động lớp thuốc 14 Hình 1.2 Một số thiết bị hàn hồ quang tự động lớp thuốc 14 Hình 1.3 Một số hình ảnh hàn hồ quang tự động lớp thuốc 15 Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý hàn hồ quang lớp thuốc điện cực băng 15 Hình 1.5 Hàn hồ quang lớp thuốc điện cực băng 16 Hình 1.6 Dạng thuốc hàn 17 Hình 2.1 Sơ đồ kí hiệu thuốc hàn – dây hàn AWS A5.17 - 80 32 Hình 2.2 Hàm lượng oxi kim loại đắp phụ thuộc vào hệ số hoạt tính hoá học thuốc-xỉ hàn hàn chế độ hàn trung 38 bình thép bon thép hợp kim thấp Hình 2.3 Độ sệt xỉ nhiệt độ 1400°C, poa 40 Hình 2.4 Sự thay đổi độ nhớt xỉ phụ thuộc vào nhiệt độ 42 Hình 2.5 Giản đồ trạng thái nhiệt độ hệ xỉ hàn, °C 47 Hình 2.6 Độ sệt xỉ nhiệt độ 1600°C, Pa.s 48 Hình 2.7 Sức căng bề mặt hệ xỉ hàn 1600°C, J/m2 48 Hình 2.8 Sơ đồ nghiên cứu tổng quát thuốc hàn 52 Hình 2.9 Sơ đồ nghiên cứu đề tài 53 Hình 3.1 Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng thàn phần thuốc hàn đến tính công nghệ hàn 55 Hình 3.2 Máy hàn tự động Dosun DZ1000 71 Hình 3.3 Mẫu phối hàn xác định độ ổn định hồ quang 73 Hình 3.4 Thí nghiệm đo chiều dài hồ quang tới hạn 73 Hình 3.5 Kích thước mẫu hàn xác định hình dạng, kích thước mối hàn Hình 3.6 Kích thước mẫu hàn xác định tính ổn định hồ quang Học viên: Nguyễn Thành Hưng 74 74 CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 3.7 Các kích thước mối hàn 75 Hình 3.8 Đo chiều sâu ngấu mối hàn 75 Hình 3.9 Kích thước mẫu thử tính bong xỉ 75 Hình 3.10 Thí nghiệm đo công bong xỉ 76 Hình 5.1 Sự phụ thuộc chiều dài hồ quang vào hàm lượng MgO mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.2 Sự phụ thuộc chiều cao mối hàn vào hàm lượng Al2O3 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.3 Sự phụ thuộc chiều cao mối hàn vào hàm lượng AF2 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.4 Sự phụ thuộc chiều cao mối hàn vào hàm lượng TiO2 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.5 Sự phụ thuộc chiều dài hồ quang vào hàm lượng MgO, Al2O3 ,CaF2,TiO2 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.6 Sự phụ thuộc bề rộng mối hàn vào hàm lượng MgO mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.7 Sự phụ thuộc bề rộng mối hàn vào hàm lượng Al2O3 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.8 Sự phụ thuộc bề rộng mối hàn vào hàm lượng CaF2 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.9 Sự phụ thuộc bề rộng mối hàn vào hàm lượng ,TiO2 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.10 Sự phụ thuộc bề rộng mối hàn vào hàm lượng MgO, Al2O3, CaF2, TiO2 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.11 Sự phụ thuộc chiều cao mối hàn vào hàm lượng MgO mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.12 Sự phụ thuộc chiều cao mối hàn vào hàm lượng Al2O3 mẻ liệu thuốc hàn Học viên: Nguyễn Thành Hưng 84 85 85 86 86 87 87 88 88 89 89 90 CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 5.13 Sự phụ thuộc chiều cao mối hàn vào hàm lượng CaF2 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.14 Sự phụ thuộc chiều cao mối hàn vào hàm lượng TiO2 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.15 Sự phụ thuộc chiều cao mối hàn vào hàm lượng MgO, Al2O3 ,CaF2,TiO2 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.16 Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào hàm lượng MgO mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.17 Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào hàm lượng Al2O3 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.18 Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào hàm lượng CaF2 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.19 Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào hàm lượng TiO2 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.20 Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào hàm lượng MgO, Al2O3 ,CaF2,TiO2 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.21 Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào hàm lượng MgO mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.22 Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào hàm lượng AlO3 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.23 Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào hàm lượng CaF3 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.24 Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào hàm lượng TiO2 mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.25 Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào hàm lượng MgO, Al2O3 ,CaF2,TiO2 mẻ liệu thuốc hàn Học viên: Nguyễn Thành Hưng 90 91 91 92 92 93 93 94 94 95 95 96 96 CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Tôi Nguyễn Thành Hưng, học viên lớp Cao học Công nghệ hàn – Khoá 2011, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, thực đề tài: “Nghiên cứu ảnh hƣởng thành phần thuốc hàn đến tính công nghệ hàn thuốc hàn thiêu kết (F7A(P)4) theo AWS A5.17-80” Tác giả 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 Tác giả xin cam đoan rằng: Ngoại trừ số liệu, bảng biểu, đồ thị,… trích dẫn từ tài liệu tham khảo số liệu, nội dung lại công bố Luận văn tác giả nhóm tác giả tham gia Đề tài đưa Nếu sai xin hoàn toàn chịu trách nhiệm H Nội ng 28 tháng nă 2013 Học viên Nguyễn Thành Hƣng Học viên: Nguyễn Thành Hưng CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Sự phụ thuộc bề rộng mối hàn vào MgO 16.60 b 16.50 16.40 16.30 0.200 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250 0.260 0.270 0.280 0.290 0.300 MgO Hình 5.6 h h ộ rộng i ih nv h h ượng MgO r ng h n - Sự phụ thuộc bề rộng mối hàn vào Al2O3 16.70 16.60 b 16.50 16.40 16.30 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 0.210 0.220 ih nv h 0.230 0.240 0.250 Al2O3 Hình 5.7 h h ộ rộng i Học viên: Nguyễn Thành Hưng h 87 ượng Al2O3 r ng h n CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Sự phụ thuộc bề rộng mối hàn vào CaF2 16.90 16.80 b 16.70 16.60 16.50 16.40 16.30 0.100 0.110 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 CaF2 Hình 5.8 h h ộ rộng i ih nv h h ượng CaF2 r ng h n - Sự phụ thuộc bề rộng mối hàn vào TiO2 18.00 b 17.50 17.00 16.50 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 0.210 0.220 TiO2 Hình 5.9 h h ộ rộng i Học viên: Nguyễn Thành Hưng ih nv h 88 h ượng ,TiO2 r ng h n CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Sự phụ thuộc bề rộng mối hàn vào MgO, Al2O3, CaF2, TiO2 Hình 5.10 h h ộ rộng ih nv CaF2, TiO2 r ng i h ượng MgO, Al2O3, h h n 0.270 0.280 - Sự phụ thuộc chiều cao mối hàn vào MgO 2.640 c 2.620 2.600 2.580 2.560 0.200 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250 0.260 0.290 0.300 MgO Hình 5.11 h h ộ hi ih n v i Học viên: Nguyễn Thành Hưng h 89 h ượng MgO h n CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Sự phụ thuộc chiều cao mối hàn vào Al2O3 2.5750 2.5740 2.5730 c 2.5720 2.5710 2.5700 2.5690 2.5680 2.5670 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250 Al2O3 Hình 5.12 h h ộ hi i hàn v i h h ượng Al2O3 h n - Sự phụ thuộc chiều cao mối hàn vào CaF2 2.620 c 2.600 2.580 2.560 2.540 0.100 0.110 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 CaF2 Hình 5.13 h h ộ hi ih n v i Học viên: Nguyễn Thành Hưng h 90 h ượng CaF2 h n CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Sự phụ thuộc chiều cao mối hàn vào TiO2 c 2.80 2.70 2.60 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 0.210 0.220 TiO2 Hình 5.14 h h ộ hi ih n v i h h ượng TiO2 h n - Sự phụ thuộc chiều cao mối hàn vào MgO, Al2O3, CaF2, TiO2 Hình 5.15 h h ộ hi ,CaF2,TiO2 Học viên: Nguyễn Thành Hưng ih n v r ng 91 i h h ượng MgO, Al2O3 h n CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào vào MgO 6.20 h 6.10 6.00 5.90 0.200 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250 0.260 0.270 0.280 0.290 0.300 MgO h Hình 5.16 h ộ hi ng r ng i ih n v h h ượng MgO h n - Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào vào Al2O3 , 5.90 h 5.80 5.70 5.60 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250 Al2O3 Hình 5.17 h h ộ Học viên: Nguyễn Thành Hưng hi ng r ng i 92 i h n vào h h ượng Al2O3 h n CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào vào ,CaF2 6.00 h 5.80 5.60 5.40 5.20 0.100 0.110 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 CaF2 Hình 5.18 h h ộ hi ng r ng ih n v i h h ượng CaF2 h n - Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào vào TiO2 6.50 6.40 h 6.30 6.20 6.10 6.00 5.90 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 0.210 0.220 TiO2 Hình 5.19 h h ộ hi ng i Học viên: Nguyễn Thành Hưng h ih n v h ượng TiO2 h n 93 CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Sự phụ thuộc chiều sâu ngấu mối hàn vào vào MgO, Al2O3 ,CaF2,TiO2 Hình 5.20 h h ộ hi ng Al2O3 ,CaF2,TiO2 ih n v h i h n h ượng MgO, - Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào MgO 6.320 Dmh 6.310 6.300 6.290 6.280 0.200 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250 0.260 0.270 0.280 0.290 0.300 MgO Hình 5.21 h h ộ h r ng Học viên: Nguyễn Thành Hưng h nh ạng i 94 h ih nv h ượng MgO h n CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào Al2O3 6.500 Dmh 6.450 6.400 6.350 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250 Al2O3 Hình 5.22 h h ộ h h nh ạng r ng i ih nv h h ượng AlO3 h n - Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào ,CaF2 6.60 Dmh 6.50 6.40 6.30 0.100 0.110 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 CaF2 Hình 5.23 h h ộ h r ng Học viên: Nguyễn Thành Hưng h nh ạng i 95 h ih nv h ượng CaF3 h n CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào TiO2 6.60 Dmh 6.50 6.40 6.30 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 0.210 0.220 TiO2 Hình 5.24 h h ộ h r ng h nh ạng i ih nv h h ượng TiO2 h n - Sự phụ thuộc hệ số hình dạng mối hàn vào MgO, Al2O3 ,CaF2,TiO2 Hình 5.25 h h ộ h h nh ạng Al2O3 ,CaF2,TiO2 ih n v i h h ượng MgO, h n 5.2.2 Kết lu n Học viên: Nguyễn Thành Hưng 96 CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Qua kết thu từ phương trình hồi qui đường đặc trưng cho phép rút kết luận quan trọng sau đây: - Mức độ tương thích phương trình hồi qui cao, với hệ số tương quan R2 = 0,414 ÷ 0,733 - Các đường đặc trưng biểu diễn phụ thuộc chiều dài hồ quang, chiều rộng mối hàn, chều cao mối hàn hệ số hình dạng mối hàn vào MgO, Al2O3, CaF2 TiO2 thành phần mẻ liệu thuốc hàn F7AP4 rõ ràng thông qua biểu đồ dạng 2D 3D - Đặc tính biểu đồ phù hợp cao với lý thuyết, phản ánh tính chất vật lý mức độ hoạt tính hóa học thuốc hàn – xỉ hàn thiêu kết hệ bazơ trung bình (B ≈ 1,1) chiều dài hồ quang hệ số mối hàn thông qua nguyên tố hợp kim khả khử, hợp kim hóa kim loại mối hàn qua thuốc hàn - Các đồ thị cho ta thấy hàm lượng ferô Fe-Mn tăng hàm lượng Mn kim loại mối hàn tăng, tương tự hàm lượng ferô Fe-Si tăng hàm lượng Si kim loại mối hàn tăng Tuy nhiên, với hàm lượng ferô Fe-Si đưa vào thấp (đoạn đầu đường đặc tính (Si = f(Fe-Si)) hàm lượng Si kim loại mối hàn cao Điều giải thích mức độ hoàn nguyên Si từ hợp chất dạng SiO2 cao, nên bổ sung Si vào kim loại mối hàn - Qua đồ thị cho thấy chiêu dài hồ quang tới hạn tăng tỷ lệ thuận với lượng chất MgO, Al2O3 tỷ lệ nghịch với hàm lượng chất CaF2, TiO2 thành phần mẻ liệ thuốc hàn - Các kết nghiên cứu sở để xác định hàm lượng chất MgO, Al2O3, CaF2, TiO2 đưa vào mẻ liệu thuốc hàn F7AP4 đảm bảo thành phần hóa học, tính, kim loại mối hàn, đặc tính công nghệ hàn, hàm lượng H2 giá thành thuốc hàn 5.3 Xác định hàm lượng chất thành phần thuốc hàn 5.3.1 Giới thiệu phương pháp xác định Học viên: Nguyễn Thành Hưng 97 CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Xác định giá trị hợp lý (tối ưu) yếu tố (biến số) từ mô hình xây dựng đảm bảo tiêu chí kinh tế - Công nghệ Do vậy, việc giải toán phải đáp ứng điều kiện ràng buộc Bài toán quy hoạch đa mục tiêu trường hợp tổng quát với n biến, m buộc, p mục tiêu mô tả dạng tổng quát sau: Max(min) j k ( x1 , x2 , , x n ), k  1,2, , p  g ( x1 , x2 , ,xn )  bi  x j  i = 1,2,…,m; j = 1,2,…,n Ta ký hiệu miền buộc miền D Trong toán việc giải toán tìm giá trị biến đầu vào thỏa mãn giá trị hàm mục tiêu cho trước - Xác định hàm lượng MgO, Al2O3, CaF2, TiO2 chất khác hợp lý mẻ liệu thuốc hàn đảm bảo thành phần hóa học tính mối hàn, đặc tính công nghệ hàn, hàn lượng hiđrô sở ràng buộc - Các ràng buộc: + Các ràng buộc tường minh (các gới hạn biên) biến số: 0,2% ≤ MgO ≤ 3,3% ; 0,15% ≤ Al2O3 ≤ 0,25% ; 0,1% ≤ CaF2 ≤ 0,2% ; 0,12% ≤ TiO2 ≤ 0,22% ; + Các ràng buộc ẩn: cặp thuốc hàn – dây hàn (F7A2 – EL8), yêu cầu hàm lượng nguyên tố hợp kim chủ yếu thành phần hóa học kim loại mối hàn sau: lhq ≤ 18(mm) mh ≤ (mm) - Xác định giá trị biến (MgO, Al2O3, CaF2, TiO2 ) thỏa mãn điều kiện hàm mục tiêu sau: 15,5 ≤ lhq ≤ 18 (mm) 6,5 ≤ mh ≤ 7(mm) Học viên: Nguyễn Thành Hưng 98 CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 5.3.2 Kết xác định hàm lượng chất thành phần thuốc hàn Giải toán tối ưu xác định hàm lượng hợp lý chất chủ yếu đảm bảo tiêu công nghệ hàn: MgO Al2O3 CaF2 TiO2 X5 Free Free Free Free Constant Lhq b c h Dmh 0.2 0.15 0.1 0.12 0.3 0.25 0.2 0.22 0.2 Target Exclude Exclude Exclude Target 16.5 18 20 6.5 10 MgO 0.2912 Al2O3 0.1737 CaF2 0.1169 TiO2 0.2182 X5 0.2 Lhq 18.1838 b 17.2629 c 2.3887 h 5.0651 Dmh 7.1959 iter 33 0.2917 0.1663 0.1249 0.2171 0.2 18.0844 17.1683 2.3901 5.1102 7.1515 0.2462 0.2329 0.1027 0.2182 0.2 17.8086 17.8399 2.6565 5.3249 6.757 23 0.227 0.25 0.1999 0.1231 0.2 19.1787 17.532 2.5608 6.2417 6.9096 108 0.27 0.2 0.11 0.22 0.2 18.1446 17.4458 2.4938 5.2404 7.0076 30 0.21 0.25 0.2 0.14 0.2 18.4839 16.8577 2.4845 6.0986 6.8029 0.3 0.18 0.1 0.22 0.2 18.4124 17.5543 2.3538 4.7995 7.4079 0.3 0.15 0.13 0.22 0.2 17.8218 17.3114 2.352 4.9652 7.3075 log(D) 2.1969 2.6645 0.8989 0.7212 2.5822 0.9707 1.5156 1.9099 Với hàm lượng chất MgO, Al2O3, CaF2, TiO2 tìm hàn thử nghiệm với dây hàn EL8 mẫu hàn tiến hành phân tích thành phần hóa học kim loại mối hàn, thử tính, đặc tính công nghệ hàn hàm lượng hiđrô ta kết sau đây: Thuôc hàn-dây hàn F48 MgO Al2O3 29 17 Hàm lượng chất mẻ liệu thuốc hàn, % CaF2 Rutil CaCO3 Trường Cao Fe-Mn thạch lanh 13 21 5 Học viên: Nguyễn Thành Hưng 99 Fe-Si CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội PHỤ LỤC Phụ lục Danh sách nguyên vật liệu để sản xuất thuốc hàn Việt Nam Phụ lục Các tiêu kỹ thuật nguyên vật liệu sản xuất thuốc hàn STT Tên nguyên liệu Kí hiệu Thành phần hoá học Độ hạt Dây hàn Fe - Mn EM12K C :  0,1 Mn : 0,35 - 0,6 Si :  0,03 P :  0,03 S :  0,03 Mn : 78 - 85 C :1 Si :  1,5 P :  0,2 S :  0,03 SiO2 : 63 - 67 Al2O3 : 14 - 19 Fenspat Fe2O3 : 0,1 - 0,5 K2O : - 12 P :  0,03 S :  0,03 SiO2 : 50 - 56 Al2O3 : 28 - 35 Cao lanh Học viên: Nguyễn Thành Hưng Fe2O3 : max P :  0,03 S :  0,03 100 CH11BCNH.KH Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] - TS Vũ Huy Lân, TS Bùi Văn Hạnh, Gi r nh ậ i h n, NXB Bách Khoa Hà Nội, 2010 [2] - TS Ngô Lê Thông, ng ngh h n i n n ng h (Tậ 1&2), NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2004 [3] Bùi Minh Trí (1980), hư ng h nh n iư h T1 T2 [4] Quách Tuần Ngọc (1996), Giáo trình pascal, ĐHBK Hà Nội nv [5] - TCVN 3223 : 2000, Que hàn thé hợ i h [6] - TCVN 2362 : 1978, Dây thép hàn [7] - TCVN 3909 : 2000, Q hợ i h - hư ng h h n i n ùng h n h v [8] - Петров Г Л Сварочные материалы Машиностроение, Ленинград 1972 [9] - Пoтaпова Н Н Сварочные материалы для дуговой сварки Машиностроение, Москва 1989 [10] - Cпецэлектрод Covered electrodes for manual arc welding, depositing and cutting (Catalô que hàn hãng Spetselektrode, 2000) [11] - AWS Welding Handbook, 9th Edition, 2001 [12]- AWS D1.1/D1.1M (2006), Structural Welding Code - Steel [13] - Esab Welding Consumables, Esab Welding Co., LTD., 2006 [14] - Huyndai Welding Consumables, Huyndai Welding Co., LTD., Korea 2004 [15] - Kobelco Welding Handbook , Kobe Steel LTD., Japan 2004 [16] - Lincoln Welding Handbook , Lincoln Welding Co., LTD., USA 2005 Học viên: Nguyễn Thành Hưng 101 CH11BCNH.KH ... xỉ chất đưa vào thành phần thuốc hàn với số bazơ hợp lý sử dụng tối đa nguồn nguyên vật liệu nước + Nghiên cứu ảnh hưởng thành phần chủ yếu thuốc hàn đến tính công nghệ hàn thuốc hàn thiêu kết... theo yêu cầu 2.2 Thành phần ph n lo i kí hiệu thuốc hàn 2.2.1 C c nh m chất chủ yếu thành phần m liệu thuốc hàn Trong thành phần mẻ liệu thuốc hàn gồm nhóm chất có công dụng thành phần chủ yếu sau:... Hưng, học viên lớp Cao học Công nghệ hàn – Khoá 2011, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, thực đề tài: Nghiên cứu ảnh hƣởng thành phần thuốc hàn đến tính công nghệ hàn thuốc hàn thiêu kết (F7A(P)4)