Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều sâu ngấu tới biến dạng trong liên kết hàn dạng chữ t

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan viết luận văn tìm hiểu nghiên cứu thân Mọi kết nghiên cứu ý tưởng tác giả khác sử dụng trích dẫn đầy đủ Luận văn chưa bảo vệ hội đồng bảo vệ luận văn Thạc sỹ nước quốc tế Nội dung luận văn chưa công bố phương tiện thông tin đại chúng Tôi xin cam đoan điều nêu thật Tác giả: Nguyễn Khánh Toàn Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới: Thầy hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Tiến Dƣơng tận tình bảo,hướng dẫn để giúp hoàn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn tới tất thầy giáo,cô giáo môn Hàn CNKL – Viện Cơ khí – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, anh chị thành viên lớp CNH2013B quan tâm giúp đỡ ,cho lời nhận xét quý báu để hoàn thiện luận văn Xin gửi lời cảm ơn tới thành viên gia đình luôn động viên giúp đỡ để yên tâm học tập nghiên cứu hoàn thành luận văn quan trọng Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN LỜI NÓI ĐẦU: CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HÀN MAG VÀ LIÊN KẾT HÀN CHỮ T 1.1 Tổng quan hàn MAG 1.1.1 Nguyên lý hàn MAG 1.1.2 Ưu điểm, nhược điểm ứng dụng trình hàn MAG 1.1.3 Thiết bị hàn MAG 1.2 Ứng dụng liên kết hàn chữ T thực tế 1.3 Tính cấp thiết phạm vi nghiên cứu đề tài CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG CỦA LIÊN KẾT HÀN CHỮ T 12 2.1 Khái niệm ứng suất biến dạng hàn 12 2.2 Phương pháp tính biến dạng theo lực ảo 14 2.2.1 Cơ sở tính toán định biến dạng 14 2.2.2 Xác định vùng ứng suất tác động 20 2.2.3 Áp dụng tính toán trường hợp hàn liên kết chữ T 24 2.3 Phương pháp tính theo lý thuyết tổng quát ứng suất biến dạng 26 2.3.1 Cơ sở lý thuyết xác định biến dạng 26 2.3.2 Xác định giá trị biến dạng 27 2.4 Ảnh hưởng chiều sâu ngấu đến biến dạng liên kết chữ T 29 Kết luận chƣơng 35 CHƢƠNG XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN KHI HÀN LIÊN KẾT CHỮ T 36 3.1 Cơ sở lý thuyết để xác định chế độ hàn MAG: 36 3.1.1 Kích thước mối hàn 37 3.1.2 Đường kính dây hàn 38 3.1.3 Cường độ dòng điện hàn( Ih) 39 3.1.4 Điện áp hàn (Uh) 41 3.1.5 Tốc độ hàn (Vh) 42 3.1.6 Góc độ mỏ hàn 43 Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ 3.1.7 Tầm với điện cực 45 3.1.8 Khí bảo vệ 45 3.2 Xác định chế độ hàn cho liên kết hàn thực nghiệm : 45 Kết luận chƣơng 50 CHƢƠNG XÁC ĐỊNH BIẾN DẠNG CỦA LIÊN KẾT HÀN CHỮ T 51 4.1 Biến dạng liên kết chữ T sử dụng thông số TS1 để hàn 52 4.2 Biến dạng liên kết chữ T sử dụng thông số TS2 để hàn 53 4.3 Biến dạng liên kết chữ T sử dụng thông số TS3 để hàn 55 4.4 Biến dạng liên kết chữ T sử dụng thông số TS4 để hàn 56 4.5 Biến dạng liên kết chữ T sử dụng thông số TS5 để hàn 58 4.6 Nhận xét 59 Kết luận chương 61 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH BIẾN DẠNG HÀN LIÊN KẾT CHỮ T 62 5.1 Vật tư, thiết bị dụng cụ thực nghiệm 62 5.1.1 Vật tư sử dụng trình thực nghiệm 62 5.1.2 Thiết bị dụng cụ thực nghiệm 64 5.2 Sơ đồ đo quy trình thực nghiệm 666 5.2.1 Sơ đồ đo cách xác định biến dạng 666 5.2.2 Quy trình thực nghiệm 70 5.3 Kết hàn thực nghiệm thông số chế độ hàn 70 5.3.1 Biến dạng phôi sử dụng TS1 để hàn 70 5.3.2 Biến dạng phôi sử dụng TS2 để hàn 71 5.3.3 Biến dạng phôi sử dụng TS3 để hàn 71 5.3.4 Biến dạng phôi sử dụng TS4 để hàn 72 5.3.5 Biến dạng phôi sử dụng TS5 để hàn 72 5.4 Nhận xét thảo luận 73 KẾT LUẬN CHUNG 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1.Thành phần hóa học dây hàn theo tiêu chuẩn AWS A5.18-79: 38 Bảng 3.2.Cơ tính mối hàn theo tiêu chuẩn AWS A5.18-79: 38 Bảng 3.3.Chế độ hàn hàn mối hàn góc nằm ngang sấp 40 Bảng 3.4 Chế độ hàn góc tự động bán tự động môi trường khí bảo vệ CO2 40 Bảng 3.5.Thứ tự ưu tiên thông số hàn cần điều chỉnh kích thước mối hàn 46 Bảng 3.6.Bảng thông số dòng hàn vận tốc chế độ hàn 48 Bảng 3.7.Các thông số chế độ hàn sử dụng hàn thực nghiệm 49 Bảng 5.1 Thành phần hóa học thép CT38 62 Bảng 5.2 Độ bền tính thép CT38 63 Bảng 5.3 Thành phần hóa học dây hàn: 63 Bảng 5.4 Bảng tính mối hàn 64 Bảng 5.5 Kết biến dạng thực nghiệm hàn với TS1 70 Bảng 5.6 Kết biến dạng thực nghiệm hàn với TS2 71 Bảng 5.7.Kết biến dạng thực nghiệm hàn với TS3 71 Bảng 5.8 Kết biến dạng thực nghiệm hàn với TS4 72 Bảng 5.9 Kết biến dạng thực nghiệm hàn với TS5 72 Bảng 5.10 Bảng tổng hợp ảnh hưởng độ ngấu tới biến dạng 73 Bảng 5.11.Biến dạng góc thực nghiệm vách biên 78 Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ DANH MỤC HÌNH Hình 1.1.Sơ đồ nguyên lý phương pháp hàn MAG Hình 1.2 Các lĩnh vực ứng dụng đa dạng hàn MAG Hình 1.3 Các chi tiết súng hàn Hình 1.4.Cơ cấu cấp dây Hình 1.5 Nguồn hàn Bộ điều khiển Hình 1.6 Van giảm áp Hình 1.7.Các dầm hàn cấu kiện hàn có mặt cắt dạng chữ I, chữ T Hình 1.8.Chế tạo thiết bị máy nâng chuyển sử dụng liên kết chữ T Hình1.9.Liên kết chữ T thường sử dụng kết cấu dạng khung vỏ tàu ,ca-nô,tàu ngầm…vv Hình 1.10.Ứng suất biến dạng co dọc liên kết hàn chữ T Hình 1.11.Biến dạng góc co ngang liên kết hàn chữ T Hình 1.12.Sử dụng phương pháp áp lực nắn lại dầm biến dạng Hình 1.13 Sử dụng máy nắn dầm nhà máy 10 Hình 1.14 Một nghiên cứu biến dạng dầm chữ T mối hàn phía 10 Hình 2.1 Phương pháp tạo biến dạng ngược để hạn chế biến dạng sau hàn 13 Hình 2.2.Một số loại biến dạng thường gặp 14 Hình 2.2.Vị trí Vùng tác động phản kháng 14 Hình 2.3.Liên kết giả tạo nghiên cứu 15 Hình 2.4.Trường hợp hàn đắp lên mép 15 Hình 2.5.Biến dạng biểu đồ ứng suất hàn đắp lên mép 16 Hình 2.6.Các biểu đồ ứng suất trường hợp hàn đắp lên mép 17 Hình 2.7 Sự thay đổi kích thước cắt dọc giới hạn vùng 19 Hình 2.8 Độ võng hàn chiều dài lớn 19 Hình 2.9.Vị trí vùng liên kết hàn giáp mối 20 Hình 2.10 Cách tính tổng chiều dày truyền nhiệt cho dạng liên kết 21 Hình 2.11.Biểu đồ xác định giá trị 22 Hình 2.12.Vùng ứng suất tác động điểm đặt lực ảo 24 Hình 2.13 Các trường hợp biến dạng uốn biên gây 27 Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ Hình 2.14 Ảnh hưởng co ngót kim loại tới biến dạng góc 28 Hình 2.15.Các thông số hình dạng mối hàn góc chữ T 29 Hình 2.16 Phân tích ảnh hưởng ngấu tới biến dạng 30 Hình 2.17 Đồ thị quan hệ (s/ ) k 33 Hình 2.18 Biểu thị quan hệ m= s/ 34 Hình 3.1 Các hình dạng mối hàn 37 Hình 3.2 Kích thước mối hàn góc 37 Hình 3.3 Hai kiểu ghi kích thước mối hàn góc 37 Hình 3.4 Ảnh hưởng cường độ dòng điện tới hình dạng mối hàn 39 Hình 3.5 Ảnh hưởng điện áp tới hình dạng mối hàn 41 Hình 3.6 Ảnh hưởng vận tốc hàn tới hình dạng mối hàn 42 Hình 3.7 Ảnh hưởng hướng hàn tới hình dạng mối hàn giáp mối 43 Hình 3.8 Mỏ hàn hướng phía trước 43 Hình 3.9 Mỏ hàn hướng thẳng đứng 44 Hình 3.10 Mỏ hàn hướng phía sau 44 Hình 3.11 Ảnh hưởng tầm với điện cực đến chiều sâu ngấu 45 Hình 3.12 Ảnh hưởng khí bảo vệ đến chiều sâu ngấu 45 Hình 3.13 Hình dạng liên kết (đơn vị mm) 47 Hình 4.1 Vị trí trọng tâm khoảng cách Z’ liên kết 52 Hình 4.2.Mối hàn TS1 53 Hình 4.3.Mối hàn TS2 54 Hình 4.4 Mối hàn TS3 56 Hình 4.5 Mối hàn TS4 57 Hình 4.6 Mối hàn TS5 59 Hình 4.7 Biểu đồ biểu diễn biến dạng góc s thay đổi 60 Hình 5.1.Các liên kết hàn thực nghiệm 62 Hình 5.2 Robot hàn ALMEGA AX - MV6 64 Hình 5.3 Robot hàn ALMEGA AX - MV6 thực mối hàn 65 Hình 5.4.Đồng hồ so 65 Hình 5.5 Sơ đồ đo vị trí đồng hồ 66 Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ Hình 5.6.Đo mẫu trước hàn sau hàn 66 Hình 5.7 Vị trí đồng hồ đo xác định độ võng 67 Hình 5.8.Cách xác định độ võng f liên kết 67 Hình 5.9 Biến dạng góc sau hàn 68 Hình 5.10 Cách xác định biến dạng góc liên kết 68 Hình 5.11 Vị trí đồng hồ nhìn từ phía trước 69 Hình 5.12 Ly độ điểm trước sau hàn 69 Hình 5.13 Ảnh hưởng chiều sâu ngấu tới biến dạng co dọc 73 Hình 5.14 Các điểm thực nghiệm hàm mô tả ảnh hưởng chiều sâu ngâu tới biến dạng co dọc theo đa thức y = 0,118 + -0,131 x + 0,273 x^2 -0,068 x^3 với hệ số tương quan r=0,995 74 Hình 5.15 Các điểm thực nghiệm hàm mô tả ảnh hưởng chiều sâu ngâu tới biến dạng co dọc theo tuyến tính số y = 0,004 + 0,199.x với hệ số tương quan r=0,992 75 Hình 5.16.Độ võng liên kết đặt lên 75 Hình 5.17 Sự biến thiên s f 76 Hình 5.18 Các điểm thực nghiệm hàm nội suy phụ thuộc cua s f 76 y = 0,091 + 0,178.x với r=0,992 76 Hình 5.19.Chênh lệch biến dạng góc hai liên kết với chế độ hàn khác 77 Hình 5.20 Sự biến thiên s biến dạng góc 77 Hình 5.21 Biểu đồ so sánh độ biến dạng vách biên chế độ hàn 78 Hình 5.22 Biến dạng góc thực tế hàn TS5 79 Hình 5.23.Sai lệch biến dạng góc thực tế biến dạng góc lý thuyết 79 Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ LỜI NÓI ĐẦU: Trong công đổi xây dựng đất nước ngành công nghiệp Việt Nam dần khởi sắc với thành tựu đáng kể Đóng vai trò then chốt công ngành khí Bởi muốn trở thành nước công nghiệp hóa đại hóa ngành khí phải đóng vai trò xương sống, đầu tàu.Các ngành khí chế tạo, khí xây dựng muốn phát triển yêu cầu phải có cải tiến mạnh mẽ công cụ sản xuất quy trình sản xuất tối ưu suất nhiều Ngày dầm thép hình cán đúc dầm hàn đóng vai trò quan trọng ngành khí xây dựng, chế tạo Chúng có ưu điểm khả chịu lực cao giảm khối lượng vật liệu.Chúng đóng vai trò cấu kiện khung nhà thép tiền chế Zamil, ngành chế tạo thiết bị nâng chuyển Chủ yếu các dầm thép hình kích thước lớn chế tạo phương pháp hàn.Nếu quy trình công nghệ không hợp lý tạo ứng suất dư biến dạng dư lớn.Chúng làm thay đổi hình dạng kích thước dầm, ảnh hưởng đến trình chế tạo chất lượng kết cấu.Vì việc nghiên cứu ứng suất biến dạng trình chế tạo dầm hàn yêu cầu quan trọng thiết Tại Bộ môn hàn & CNKL - Trường đại học Bách khoa Hà Nội, nôi đào tạo kỹ sư hàn tiếng nước có nghiên cứu vấn đề này.Trong trình học Cao học tiếp cận nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng chiều sâu ngấu tới biến dạng liên kết hàn dạng chữ T.Một nghiên cứu theo cần thiết vỏ tàu biển liên kết sử dụng nhiều biến dạng gây ảnh hưởng nhiều đến chất lượng, độ xác việc chế tạo tàu.Và kết đạt nghiên cứu xin góp phần giúp tìm thông số chuẩn,các biện pháp công nghệ để biến dạng hàn chữ liên kết dạng chữ T có hạn chế tới mức Các kết ứng dụng vào ngành khác xây dựng chế tạo Để nâng cao suất chất lượng dầm hàn chữ T thực tế người ta thường sử dụng phương pháp hàn tự động để thực mối hàn.Có thể sử dụng hàn SAW hàn MAG Trong khuôn khổ nội dung luận văn sử dụng phương pháp hàn MAG thực tế sản xuất phương pháp ngày ứng dụng rộng rãi ưu điểm độ bền mối hàn,có thể dễ dàng khí hóa mà vật liệu hàn có giá thành cạnh tranh, sẵn có thị trường Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HÀN MAG VÀ LIÊN KẾT HÀN CHỮ T 1.1 Tổng quan hàn MAG 1.1.1 Nguyên lý hàn MAG Là phương pháp hàn hồ quang điện cực nóng chảy bán tự động có sử dụng khí bảo vệ khí hoạt tính ( ) Trong trình hàn hồ quang đầu điện cực dạng dây hàn vật hàn liên tục nung chảy điện cực mép hàn Dây hàn cấp vào vùng hồ quang cấu cấp dây với tốc độ tốc độ chảy dây hàn (với điều kiện chiều dài hồ quang không đổi) Phần kim loại điện cực nóng chảy chuyển dịch vào vũng hàn theo chế dịch chuyển kim loại vào vũng hàn phụ thuộc vào cường độ dòng điện hàn, đường kính điện cực, chiều dài hồ quang, nguồn điện hàn loại khí bảo vệ Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý phương pháp hàn MAG 1.1.2 Ưu điểm, nhược điểm ứng dụng trình hàn MAG 1) Ưu điểm -Mật độ dòng hàn cao,bảo đảm vùng ảnh hưởng nhiệt hẹp - Mối hàn có chất lượng cao giảm thiểu nguy khuyết tật, mối hàn có tính tốt -Có thể thay đổi dễ dàng thành phần hóa học mối hàn thông qua thay đổi thay đổi thành phần hóa học dây hàn khí bảo vệ Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ *Cách xác định biến dạng góc thực nghiệm = + Biến dạng góc thực tế biến dạng góc vách biến dạng biên Hình 5.9 Biến dạng góc sau hàn Ta bố trí đồng hồ hai vị trí để đo biến dạng góc Sau hàn đính mẫu ta đưa mẫu lên giá đo đồng hồ vị trí giá trị ban đầu (vị trí hình 5.10) Hình 5.10 Cách xác định biến dạng góc liên kết Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ 68 Hình 5.11 Vị trí đồng hồ nhìn từ phía trước Sau hàn xong vách biên bị biến dạng quay tới vị trí hình 5.10 lúc đồng hồ giãn khoảng AB (hình 5.12) đồng hồ vị trí bị nén khoảng OC’ bị biến dạng đầu biên quay đến điểm C tỳ vào mũi định vị giá đỡ.Giá trị góc quay xác định theo công thức sau: - = arctg - = arctg ( 5.1) = arctg ( 5.2) Giá trị AB OC’ xác định ly độ hai đồng hồ so giá trị OA,OD kích thước phôi Hình 5.12 Ly độ điểm trước sau hàn Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ 69 5.2.2 Quy trình thực nghiệm 1) Chuẩn bị phôi kích thước nắn phẳng tấm,làm gỉ 2) Hàn đính hai lại cho mối đính nhỏ nằm phía với mối hàn để không làm sai lệch biến dạng thực tế 3) Vạch dấu vào điểm cần đo đặt lên giá đo xác định kích thước ban đầu trước hàn.Mỗi mẫu đo lần.Ghi lại thông số ban đầu 4) Thực hàn theo chế độ hàn tính toán 5) Sau mẫu nguội hoàn toàn kiểm tra ngoại dạng đo biến dạng sau hàn điểm đặt đồng hồ so.Mỗi mẫu đo lần.Ghi lại giá trị đo 6) Cắt ngang mẫu sử dụng dung dịch HNO3 loãng để kiểm tra đo độ ngấu.Chụp hình ghi chép lại 5.3 Kết hàn thực nghiệm thông số chế độ hàn 5.3.1 Biến dạng phôi sử dụng TS1 để hàn Bảng 5.5 Kết biến dạng thực nghiệm hàn với TS1 Mẫu TN Mẫu 1: Ih =130 A; Vh =33,94 cm/phút Mục Thông số Độ ngấu S S/ Co dọc l Độ võng f Biến dạng Góc Thực nghiệm 0,5 mm 0,125 -0.11 mm -0,183mm 2,32 Tính toán 0,5 mm 0,125 -0,198mm -0,3mm 2,64 0% 44,4% 39% 12,1% Sai lệch Nguyễn Khánh Toàn 0% LUẬN VĂN THẠC SỸ 70 5.3.2 Biến dạng phôi sử dụng TS2 để hàn Bảng 5.6 Kết biến dạng thực nghiệm hàn với TS2 Mẫu TN Mẫu 2: Ih =140 A; Vh =36,55 cm/phút Mục Thông số Độ ngấu S S/ Co dọc l Độ võng f Biến dạng Góc Thực nghiệm 0,9 mm 0,225 -0.177mm -0,26mm 2,7 Tính toán 0,9 mm 0,225 -0,198mm -0,3mm 2,865 Sai lệch 0% 0% 10,6% 13,3% 5,7% 5.3.3 Biến dạng phôi sử dụng TS3 để hàn Bảng 5.7 Kết biến dạng thực nghiệm hàn với TS3 Mẫu TN Mẫu 3: Ih =150 A; Vh =39,16 cm/phút Mục Thông số Độ ngấu S S/ Co dọc l Thực nghiệm 1,4, mm 0,35 -0.264 mm -0,32mm 3,1 Tính toán 1,4, mm 0,35 -0,198mm -0,3mm 3,28 Sai lệch 0% 0% 33,3% 6,7% 5,5% Nguyễn Khánh Toàn Độ võng f LUẬN VĂN THẠC SỸ Biến dạng Góc 71 5.3.4 Biến dạng phôi sử dụng TS4 để hàn Bảng 5.8 Kết biến dạng thực nghiệm hàn với TS4 Mẫu TN Mẫu 4: Ih =160 A; Vh =41,77 cm/phút Mục Thông số Độ ngấu S S/ Co dọc l Độ võng f Biến dạng Góc Thực nghiệm 1,6 mm 0,4 -0,343mm -0,37mm 3,51 Tính toán 1,6 mm 0,4 -0,198mm -0,3mm 3,385 23,3% 3,7% Sai lệch 0% 0% 73% 5.3.5 Biến dạng phôi sử dụng TS5 để hàn Bảng 5.9 Kết biến dạng thực nghiệm hàn với TS5 Mẫu TN Mẫu 5: Ih =170 A; Vh =44,38 cm/phút Mục Thông số Độ ngấu S S/ Co dọc l Độ võng f Biến dạng Góc Thực nghiệm mm 0,5 -0.36 mm -0,46mm 3,7 Tính toán mm 0,5 -0,198mm -0,3mm 3,52 Sai lệch 0% 0% 81,8% 53,3% 5,1% Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ 72 5.4 Nhận xét thảo luận Từ kết tính toán thực nghiệm ta có bảng sau: Bảng 5.10 Bảng tổng hợp ảnh hưởng độ ngấu tới biến dạng Mục Độ ngấu S (mm) Độ võng f (mm) TN LT -0,183 -0,3 Chế độ hàn TS1 TN 0,5 TN 0,11 TN 2,32 LT 2,64 TS2 0,9 -0,177 -0,198 -0,26 -0,3 2,7 2,856 TS3 1,4 -0,264 -0,198 -0,32 -0,3 3,1 3,28 TS4 1,6 -0,343 -0,198 -0,37 -0,3 3,51 3,385 TS5 -0,36 -0,198 -0,46 -0,3 3,7 3,52 Co dọc l (mm) LT 0,198 Biến dạng Góc a) Về biến dạng co dọc: Biến dạng co dọc liên kết bị thay đổi chiều sâu ngấu thay đổi.Cụ thể với thông số chế độ hàn TS1 cho chiều sâu ngấu 0,5mm biến dạng -0,11mm thông số TS5 chiều sâu ngấu tăng lên 2mm lượng co dọc -0,36 mm Nhìn vào biều đồ hình 5.13 ta nhận thấy chiều sâu ngấu tăng nhanh lượng biến dạng co dọc tăng chậm Hình 5.13 Ảnh hưởng chiều sâu ngấu tới biến dạng co dọc Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ 73 So với biến dạng lý thuyết -0,198mm Sự sai khác đến từ sai số đo sai lệch vị trí điểm đặt phôi kết làm tròn Cách thức tiến hành đo thủ công.Tuy điểm đo lấy giá trị nhiều lần không tránh khỏi sai số Khi biểu diễn phụ thuộc biến dạng co dọc vào chiều sâu ngấu ( đồ thị hình 5.14 ) ta có hàm số biểu thị mối quan hệ hai đại lượng y = 0,118 + -0,131 x + 0,273 x^2 -0,068 x^3 với hệ số tương quan r = 0,995 Hình 5.14 Các điểm thực nghiệm hàm mô tả ảnh hưởng chiều sâu ngâu tới biến dạng co dọc theo đa thức Hoặc biểu thị quan hệ tuyến tính bậc ta có hàm số y = 0,004 + 0,199.x với hệ số tương quan r=0,992 (hình 5.15) Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ 74 Hình 5.15 Các điểm thực nghiệm hàm mô tả ảnh hưởng chiều sâu ngâu tới biến dạng co dọc theo tuyến tính số y = 0,004 + 0,199.x với hệ số tương quan r=0,992 b)Về độ võng: Qua biến dạng độ võng tìm bảng ta nhận thấy chiều sâu ngấu tăng độ võng tăng cụ thể chiều sâu ngấu thay đổi từ 0,5 đến 2mm độ võng biến đổi từ -0,183 đến -0,46mm tương ứng với thay đổi chế độ hàn Hình 5.16 Độ võng liên kết đặt lên Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ 75 Hình 5.17 Sự biến thiên s f Hình 5.17 thể thay đổi hai đại lượng Hai đại lượng biến thiên tương đồng với có qua hệ tuyến tính.Tuy nhiên theo lý thuyết biến dạng góc không phụ thuộc chiều sâu ngấu s giống với chế độ hàn có lượng đường giống Vì nên kết thực nghiệm lý thuyết sai khác lớn lên tới 53% Sai khác đến đo đạc tính toán Hình 5.18 Các điểm thực nghiệm hàm nội suy phụ thuộc cua s f y = 0,091 + 0,178.x với r=0,992 Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ 76 c)Biến dạng góc Biến dạng góc bị ảnh hưởng chiều sâu ngấu ảnh hưởng xác định công thức tính toán 2.54.Thực nghiệm cho thấy chế độ hàn thay đổi từ TS1 đến TS5 biến dạng góc thay đổi từ 2,32 đến 3,7 Hình 5.19 cho thấy biến thiên Hình 5.19 Chênh lệch biến dạng góc hai liên kết với chế độ hàn khác Với quan hệ phụ thuộc ta biểu thị đồ thị hình 5.20 Hình 5.20 Sự biến thiên s biến dạng góc Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ 77 Nhìn hình 5.20 ta nhận thấy biến dạng góc biến dạng mạnh tăng chiều sâu ngấu tăng Đặc biệt s/ = 0,5 > 0,47 biến dạng góc biến thiên nhiều lúc hệ số k = nên góc uốn biên biến thiên lớn Bảng 5.11 Biến dạng góc thực nghiệm vách biên Bộ TS TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 1,76 1,85 2,04 1,94 2,24 0,56 0,8 1,06 1,57 1,46 2.32 2,7 3,1 3,51 3,7 Biến dạng góc Góc biến dạng Hình 5.21 Biểu đồ so sánh độ biến dạng vách biên chế độ hàn Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ 78 Hình 5.22 Biến dạng góc thực tế hàn TS5 Hình 5.23 Sai lệch biến dạng góc thực tế biến dạng góc lý thuyết Biến dạng góc thực tế biến dạng góc lý thuyết sai khác không nhiều lớn khoảng 12,1%.Chủ yếu sai số đến trình đặt mẫu đo sai khác vị trí với lúc đo ban đầu, đo nhiều lần xử lý triệt để Các đại lượng thông số tính toán thực tế trình hàn biến đổi nguyên nhân dẫn đến sai khác này.Biểu đồ 5.23 cho ta thấy sai khác biến dạng thực tế tính toán Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ 79 KẾT LUẬN CHUNG 1) Những kết được: Trong trình thực đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng chiều sâu ngấu tới biến dạng liên kết hàn dạng chữ T” Tác giả sử dụng lý thuyết Okerblom N.O xác định biến dạng góc ảnh hưởng chiều sâu ngấu biên tới biến dạng Trong liên kết hàn chữ T phía, biến dạng góc tổng lý thuyết đưa phải là: = + Bằng cách thay đổi cường độ dòng điện vận tốc hàn, tác giả thay đổi chiều sâu ngấu mà lượng đường giữ nguyên Từ giá trị chiều sâu ngấu có tính toán biến dạng góc theo lý thyết so sánh với biến dạng đo thực nghiệm để rút kết luận Những kết đạt cho thấy biến dạng co dọc, độ võng, biến dạng góc thay đổi chiều sâu ngấu thay đổi: -Biến dạng co dọc tăng từ -0,11mm tới -0,36 mm chiều sâu ngấu tăng từ 0,5mm tới 2mm Biến dạng lớn kích thước chiều dài liên kết tăng lên.Với liên kết có chiều dày tương tự kích thước chiều dài dầm 10m sử dụng TS5 để hàn dầm bị co ngắn đoạn lên tới 9mm Biến dạng lớn kích thước dầm lớn Nó gây ảnh hưởng đến độ xác chế tạo kết cấu Biến dạng cần xử lý kéo sơ không gây ảnh hưởng đến chất lượng kết cấu, gây khó khăn chế tạo, lắp ráp - Độ võng kết cấu thay đổi có ảnh hưởng chiều sâu ngấu Khi tăng chiều sâu ngấu làm độ võng tăng lên Liên kết bị cong lên lượng -0,183mm chiều sâu ngấu 0,5mm biến dạng -0,46mm chiều sâu ngấu tăng lên 2mm Với tiêu chuẩn chế tạo dầm độ võng quan tâm ảnh hưởng đến khả làm việc chịu tải kết cấu Nhất với dầm có chiều dài lớn Những dầm có độ võng vượt tiêu chuẩn cho phép bị loại Vì xác định ảnh hưởng chiều sâu ngấu tới độ võng kết cấu giúp tiên liệu trước biến dạng xảy đưa biện pháp khắc phục chế tạo Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ 80 -Biến dạng góc tăng chiều sâu ngấu tăng Khi ta tăng chiều sâu ngấu biến dạng góc tăng theo Các biến dạng góc gồm biến dạng co ngót kim loại mối hàn biến dạng biên bị ngấu Khi biến dạng, biên vách bị quay góc làm ảnh hưởng đến độ xác khả chịu tải kết cấu Trong biến dạng góc thực tạo hai biên vách biến dạng góc vách lớn biến dạng biên giá trị nêu bảng 5.10 Sở dĩ có điều mối hàn thực phía vách dễ dàng bị kéo lệch phía có mối hàn lượng co ngót kim loại Tấm biên bị ngấu biến dạng ngấu biến dạng không lớn nên biên bị biến dạng Tấm vách có góc biến dạng lớn đo 2,24 biên 1,57 Tóm lại chiều sâu ngấu ảnh hưởng đến biến dạng co dọc, độ võng biến dạng góc lượng đường không đổi Với chiều dài phôi thực nghiệm 40mm biến dạng thực nghiệm lớn biến dạng là: co dọc = -0,36mm, độ võng = -0,46mm biến dạng góc 3,7 Các biến dạng lớn chiều dài dầm lên tới hàng chục nghìn mm Chúng ảnh hưởng đến độ xác, khả chịu tải gây khó khăn chế tạo hoàn thiện kết cấu Điều cho thấy tầm quan trọng việc chọn yếu tố công nghệ trình hàn phải dựa tiêu chí phù hợp.Tính toán yếu tố công nghệ cho độ ngấu cho phù hợp hạn chế biến dạng Độ ngấu biên phải cần đem xem xét tính toán.Vì tăng độ ngấu làm ảnh hưởng đến biến dạng gây ảnh hưởng đến chất lượng Các kết đạt nghiên cứu cho phép đưa số liệu để xử lý sơ trước hàn để hạn chế biến dạng kéo sơ bộ,uốn sơ tạo biến dạng ngược cho 2) Đề nghị hướng nghiên cứu phát triển -Nghiên cứu biến dạng liên kết chữ T với nhiều lượt hàn hàn liên kết chữ T hàn phía -Phát triển lên để nghiên cứu hạn chế biến dạng cho liên kết chữ I Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]- Avesta welding AB(2004), Avesta welding manual, P.O Box 501, SE-774 27 Avesta, Sweden [2] -Bộ môn Hàn CNKL,Giáo trình Ứng suất biến dạng hàn, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội [3]- Công ty TNHH Tân Thế Kỷ (2006), Hướng dẫn vận hành máy hàn Digital Inverter M-350 M-500, Hà Nội [4] -PGS.TS Nguyễn Tiến Dương, “Tính toán biến dạng liên kết hàn dầm chữ T phía”, Hội nghị học toàn quốc lần thứ IX, Hà Nội 8-9/12/2012 [5]- Okerblom N.O (1958), The calculations of deformations of welded metal structures, Department of Scientific and Industrial research, London, Her Majesty’s stationery Office [6]- SVL Duisburg – Branch of GSI mbH (2005), International Welding Engineer (IWE) [7] -TS Ngô Lê Thông (2004), Công nghệ hàn điện nóng chảy (tập1&2) NXB Khoa học Kỹ thuật , Hà Nội [8] -TS Hoàng Tùng, TS Nguyễn Thúc Hà, TS Ngô Lê Thông, KS Chu Văn Khang (2007), Cẩm nang hàn, NXB Khoa học Kỹ thuật , Hà Nội Nguyễn Khánh Toàn LUẬN VĂN THẠC SỸ 82 ... tiếp cận nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng chiều sâu ngấu tới biến dạng liên kết hàn dạng chữ T.Một nghiên cứu theo cần thiết vỏ tàu biển liên kết sử dụng nhiều biến dạng gây ảnh hưởng nhiều... dạng: Biến dạng dọc biến dạng song sog với trục đường hàn (trong liên kết chữ T độ võng liên kết) , biến dạng ngang biến dạng vuông góc với trục đường hàn (trong liên kết hàn chữ T biến dạng góc... Nghiên cứu ảnh hƣởng chiều sâu ngấu đến biến dạng liên kết hàn dạng chữ T Việc kết hợp nghiên cứu biến dạng liên kết hàn chữ T đề tài ý nghĩa có tính ứng dụng cao Nó làm cho chất lượng độ xác kết