Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị di chuyển đầu hàn để hàn hồ quang chìm dưới lớp thuốc

ii ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN VIẾT DUẨN Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị di chuyển đầu hàn để hàn hồ quang chìm lớp thuốc THÁI NGUYÊN 2016 iii LỜI CAM ĐOAN Họ tên: Nguyễn Viết Duẩn Học viên lớp cao học: K16 Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Nơi công tác: Trường Trung cấp nghề Hà Tĩnh Đề tài luận văn Thạc sỹ: “Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị di chuyển đầu hàn để hàn hồ quang chìm lớp thuốc” Chuyên ngành: Kỹ thuật khí Mã số: 60520103 Sau hai năm học tập, nghiên cứu, em lựa chọn đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị di chuyển đầu hàn để hàn hồ quang chìm lớp thuốc” để thực luận văn tốt nghiệp, với giúp đỡ, hướng dẫn tận tình PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn nổ lực thân, đề tài hoàn thành, nội dung đề tài đáp ứng yêu cầu đặt chuyên ngành kỹ thuật khí Em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân em Các số liệu, kết có đề tài nghiên cứu trung thực chưa công bố tạp chí hay cơng trình nghiên cứu khoa học nào, trừ cơng bố tác giả./ Thái Nguyên, ngày 05 tháng 05 năm 2016 Học viên Nguyễn Viết Duẩn iv LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập nghiên cứu Trường Đại học công nghiệp Thái Nguyên, suốt trình thực đề tài, em hướng dẫn, dạy tận tình tập thể sư phạm Nhà trường, trực tiếp tập thể giáo viên khoa khí, q thầy giáo bạn bè đồng nghiệp Lời em xin trân trọng cảm ơn đến Ban giám hiệu Nhà trường, tổ đào tạo sau đại học – Phòng đào tạo Trường Đại học cơng nghiệp Thái Nguyên, quý thầy cô giáo thuộc môn tham gia giảng dạy hướng dẫn đề tài, quý thầy cô giáo quản lý, hường dẫn thuộc trung tâm thí nghiệm vật liệu Trường Đại học cơng nghiệp Thái Nguyên Em xin trân trọng cảm ơn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn người tận tình trao đổi, dạy, hướng dẫn để em thực tốt nội dung đề tài khoa học Cuối em xin chân thành cảm ơn tập thể sư phạm, Ban giám hiệu Nhà trường, khoa khí bạn bè đồng nghiệp Trường trung cấp nghề Hà Tĩnh, nơi em công tác Đã tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất, trang thiết bị thời gian suốt thời gian em tham gia học tập nghiên cứu đề tài Trong trình học tập nghiên cứu đề tài , thân cố gắng, song du kinh nghiệm nghiên cứu khoa học hạn chế, kinh nghiệm chun mơn chưa sâu nội dung đề tài không tránh khỏi hạn chế, thiếu sót, mong trao đổi, đóng góp ý kiến quý thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp để đề tài ngày hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Học viên v MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ x LỜI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HÀN HỒ QUANG 1.1 Sự phát triển ngành hàn vai trò cơng nghiệp 1.1.1 Lịch sử phát triển ngành hàn 1.1.2 Vai trò cơng nghệ hàn ngành công nghiệp 1.2 Phân loại phương pháp hàn 1.2.1 Theo trạng thái hàn 1.2.2 Theo lượng sử dụng .5 1.2.3 Theo mức độ tự động hóa .5 1.3 Phương pháp hàn nóng chảy 1.3.1 Hàn hồ quang tay 1.3.2 Hàn điện xỉ 1.3.3 Hàn hồ quang điện cực nóng chảy (MIG/MAG) mơi trường khí bảo vệ 1.3.4 Hàn hồ quang điện cực khơng nóng chảy mơi trường khí trơ (hàn TIG) 1.3.5 Hàn hồ quang tự động bán tự động 10 1.3.6 Hàn hồ quang chìm lớp thuốc bảo vệ (Submerged Arc Welding - SAW) 11 1.4 Tình hình nghiên cứu hàn SAW 12 1.4.1 Trong nước 12 1.4.2 Ngoài nước 14 1.5 Vấn đền nghiên cứu 14 1.5.1 Lý chọn đề tài 14 1.5.2 Mục tiêu nghiên cứu .16 NÓI 1.5.3 Dự kiến kết đạt 17 1.5.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 17 1.5.5 Phương pháp phương pháp luận .17 1.6 Kết luận chương 18 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ HÀN MAG VÀ HÀN HỒ QUANG CHÌM DƯỚI LỚP THUỐC .19 2.1 Quá trình hàn MIG/MAG .19 2.1.1 Bản chất .19 2.1.2 Đặc điểm, ứng dụng hàn MAG .20 2.1.3 Thiết bị, vật liệu 21 2.1.4 Công nghệ hàn MAG 25 2.2 Quá trình hàn hồ quang chìm lớp thuốc bảo vệ (SAW) .28 2.2.1 Bản chất .28 2.2.2 Khả ứng dụng 29 2.3.4 Kích thước lớp thuốc phủ 34 2.3.5 Loại dòng cực tính .34 2.2.6 Vật liệu hàn hồ quang lớp thuốc 35 2.2.7 Hình dạng kích thước mối hàn 40 2.2.8 Ảnh hưởng yếu tố công nghệ 44 2.2.9 Ảnh hưởng yếu tố kết cấu .45 2.2.10 Xác định chế độ hàn 46 2.2.11 Liên kết hàn chuẩn bị liên kết trước hàn 49 2.2.12 Kỹ thuật hàn 51 2.2.13 Kỹ thuật hàn tự động phẳng .52 2.2.14 Các loại khuyết tật mối hàn .53 2.3 Kết luận chương 55 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CẢI TIẾN HỆ THỐNG THIẾT BỊ .56 3.1 Thiết bị hàn MAG trước cải tiến .56 3.2 Thiết bị hàn sau thiết kế cải tiến .56 3.2 Xe hàn 58 3.2.2 Mỏ hàn 59 3.2.3 Cơ cấu cấp dây hàn 60 3.2.4 Bộ phận điều chỉnh chế độ hàn điều khiển trình hàn .61 3.2.5 Bộ phận cấp chứa thuốc hàn 62 3.2.6 Cơ cấu điều chỉnh đầu hàn (mỏ hàn) 63 3.2.7 Cơ cấu định vị biên dạng R 64 3.3 Quy trình kỹ thuật vận hành hàn hồ quang chìm dười lớp thuốc thiết bị cải tiến 65 3.3.1 Cơng tác an tồn vận hành thiết bị 65 3.3.2 Kiểm tra tình trạng thiết bị 66 3.3.3 Quy trình vận hành thiết bị 66 3.4 Kết luận chương 67 CHƯƠNG 4.THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ .68 4.1 Thực nghiệm 68 4.1.1 Kiểm tra ngoại dạng mối hàn MAG 68 4.1.2 Kiểm tra ngoại dạng mối hàn SAW 71 4.1.3 Cấu trúc tế vi mối hàn MAG mối hàn SAW 75 4.2 Kết luận chương 81 Kết luận chung 83 Hướng nghiên cứu 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký Đơn vị Giải nghĩa hiệu Dd mm A Đường kính dây hàn (điện cực hàn) Ih Cường độ dòng điện hàn Uh V Vh (mm/phút) Pco2 (lít/phút) Lưu lượng khí CO2 Le mm Tầm với điện cực Vd Kg/phút Khối lượng thuốc bảo vệ A/mm2 J Điện áp hàn Vận tốc hàn Mật độ dòng điện hàn Fd mm Tổng diện tích tiết diện ngang kim loại đắp mối hàn Fx mm Diện tích tiết diện ngang kim loại đắp toàn lớp hàn từ lớp thứ hai trở Fd1 mm Diện tích tiết diện ngang kim loại đắp lớp thứ n Số lớp hàn n = Fx/ Fn h1 mm Chiều sâu chảy lớp thứ với phía hàn thứ Ký hiệu Giải nghĩa Ar (He) Khí argon khí heli Ar + 1% O2 Khí argon chứa 1% khí ơxy Khí Ar + 2% O2 argon chứa 2% khí ơxy Khí Ar + 5% O2 argon chứa 5% khí ơxy Khí Ar + 20% CO2 argon chứa 20% khí ơxy Ar + 15% CO2+ 5% O2 Khí argon chứa 5% khí ơxy 15% khí CO2 Khí carbonic MAG Hàn hồ quang điện cực nóng chảy mơi trường khí hoạt tính MIG Hàn hồ quang điện cực nóng chảy mơi trường khí trơ SAW Hàn hồ quang chìm lớp thuốc bảo vệ TIG Hàn hồ quang điện cực khơng nóng chảy mơi trường khí trơ n = b/h Hệ số hình dạng bên m=b/c Hệ số hình dạng bên ngồi j Mật độ dòng điện hàn ix Fd Diện tích tiết diện ngang lớp đắp f Chiều sâu vát mép  Góc mép hàn (1/2 góc rãnh hàn) H Chiều cao toàn mối hàn a Khe hở đáy b Chiều rộng mối hàn 1F Hàn góc chữ T vị trí 2F Hàn góc chữ T vị trí ngang 2FR Hàn góc chữ T vị trí ngang có bán kính cong Hàn 1G giáp mối vị trí 2G Hàn giáp mối vị trí ngang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1: Các phương pháp hàn Hình1 – 2:Nguyên lý hàn hồ quang tay Hình – 3:Phân loại hàn mơi trường khí bảo vệ Hình1 – 4:Sơ đồ hàn hồ quang điện cực nóng chảy mơi trường khí bảo vệ Hình 1- 5:Sơ đồnguyên lý hàn hồ quang điện cực khơng nóng chảy mơi trường khí trơ Hình 1- 6: Vùng hồ quang vũng hàn hồ quang nóng chảy 10 mơi trường khí trơ 10 Hình 1-7:Sơ đồ hàn lớp thuốc bảo vệ 11 Hình 1- 8: Máy hàn lớp thuốc bảo vệ 12 Hình1 - 9: Kết cấu hàn vị trí 2FR 16 Hình – 1: Sơ đồ nguyên lý hàn hồ quang nóng chảy .19 môi trường khí bảo vệ 19 Hình – 2: Hệ thống thiết bị hàn 21 Hình – 3: Bộ cấp dây hàn MAG 21 Hình – 4: Mỏ hàn MAG 22 Hình – 5: Đồng hồ, van giảm áp sấy khí CO2 22 Hình – 6: Dây hàn MAG .23 Hình – 7: Khí bảo vệ hàn MAG 24 Hình 2-8 Liên kết trước hàn 25 Hình – 9:a) Tầm với điện cự; b) quan hệ tầm với điện cực dòng điện 26 Hình 2-10: Lưu lượng khí CO2 27 Hình -11: Phương pháp hàn lớp thuốc SAW 28 Hình – 13: Thể ảnh hưởng đường kính điện cực 30 tới hình dáng kích thước mối 30 Hình – 14: Hình vẽ mơ tả ảnh hưởng điện áp đến hình dáng, 30 tiết diện bề mặt mối hàn .30 Hình – 15: Hình vẽ mơ tả vết nứt tăng điện áp hàn 31 Hình - 16: Thể cường độ dòng điện hàn ảnh hưởng .32 tới hình dáng kích thước mối 32 Hình 2- 17: Thể ảnh hưởng vận tốc hàn đến 32 hình dáng kích thước mối hàn 32 Hình 2- 18: Thể ảnh hưởng vận tốc đến mức độ 33 khuyết cạnh mối hàn .33 Hình 2- 19: Thể tầm với điện cực 33 Hình – 20: Cực tính dương DC+đựơc sử dụng 34 Hình 2– 21: Các kích thước đặc trưng mối hàn 40 Hình 2– 22: Sự thay đổi hình dạng mối hàn theo cường độ dòng điện hàn 41 Hình 2– 23: Sự thay đổi hình dạng mối hàn mức 41 tiêu thụ thuốc hàn theo điện áp hàn 41 Hình 2– 24: Sự thay đổi hình dạng 42 mối hàn theo tiết diện điện cực 42 Hình 2– 25: Ảnh hưởng tốc độ hàn lên phân bố lực hồ quang a), hình dạng mối hàn b), mức độ tiêu thụ thuốc hàn c) .43 Hình 2- 26: Góc nghiêng dây hàn ảnh hưởng góc 43 nghiêng phía trước lên hình dạng mối hàn 43 Hình 2– 27: Góc nghiêng vật hàn hình dạng mối hàn .44 Hình – 28: Vị trí dây hàn hàn mối hàn vòng 45 đường kính nhỏ cường độ dòng điện hàn tối đa .45 Hình – 29: Ảnh hưởng góc rãnh hàn 45 khe đáy lên hình dạng mối hàn 45 Hình 2– 30: Kích thước mối hàn giáp 47 mối có vát mép hàn từ hai phía 47 Hình 2– 31: Kích thước mối hàn giáp mối 48 có rãnh hàn, hàn nhiều lớp 48 Hình 2– 32: u cầu độ xác lắp ráp 49 hàn lớp thuốc .49 Hình 2– 33: Bản dẫn để bắt đầu kết thúc .50 mối hàn đường thẳng .50 Hình 2–34: Các kỹ thuật lót đáy 50 Hình 2– 35:Hình ảnh gây hồ quang phoi thép 51 Hình 2– 36:Hình ảnh gây hồ quang phương pháp 51 a) Kiểm tra ngoại dạng mối hàn mẫu số 01a Hình -5: Hình mối hàn số 01a Thiết bị Chế độ hàn Mối hàn thực Dd = 1.2 (mm) máy Autowel –DRAGON Ih = 170 (A) MIG/MAG 350 Uh = 28 (V) Vh = 280 mm/phút Pco2 = lít/phút Le = 10 (mm) Nhận xét Quan sát mắt thường ta nhận thấy Mối hàn có bề mặt gồ ghề, có kim loại bắn tóe xung quanh, có tượng chảy sệ, khuyết cạnh b) Kiểm tra ngoại dạng mối hàn mẫu số 02a Hình - 6: Hình mối hàn số 02a Thiết bị Chế độ hàn Nhận xét Mối hàn thực Dd = 1.2 (mm) Quan sát mắt thường ta máy DRAGON Ih = 180 (A) nhận thấy.Bề mặt mối hàn gồ MIG/MAG 350 Uh = 30 (V) ghề, so với mẫu số 01a Vh = 280 (mm/phút) mẫu số 02a kim loại bắn Pco2 = (lít/phút) tóe xung quanh Le = 10 (mm) hơn, mối hàn có tượng khuyết chân c) Kiểm tra ngoại dạng mối hàn mẫu số 03a Hình - 7: Hình mối hàn số 03a Thiết bị Chế độ hàn Nhận xét Mối hàn thực Dd = 1.2 (mm) Quan sát mắt Ih = 190 (A) thường ta nhận thấy.Bề Uh = 32 (V) mặt mối hàn gồ ghề, so Vh = 280 (mm/phút) với mẫu số 01a mẫu số Pco2 = (lít/phút) 02a kim loại văng máy DRAGON MIG/MAG 350 Le = 10 (mm) tóe xung quanh hơn, mối hàn có tượng khuyết chân sâu mẫu số 01a mẫu số 02a 4.1.2 Kiểm tra ngoại dạng mối hàn SAW Thí nghiệm hàn với hồ quang chìm (có lớp thuốc bảo vệ): Các thông số ban đầu - Kim loại CT3: - Chiều dày (mm), + Thành phần hóa học: 0,16%C, 0,5%Mn, P,S < 0,04% , Ni = 0,3% - Kim loại dây hàn ER70S: - Đường kính dây 1.2 (mm) + Thành phần hóa học: 0,06%C, 1,0-1,6%Mn, P,S < 0,04 - Thuốc hàn MF38 - Các thông số công nghệ máy hàn: Biến áp hàn DRAGON 350, thiết bị tự hành thiết kế cải tiến mới, dây hàn Dd = 1.2, điện áp hàn DC+ - Căn để chọn chế độ hàn: Với kết cấu hàn góc, vị trí hàn 2F, vật liệu thép CT3 chiều dày mm đường kính điện cực hàn 1.2 mm, để so sánh chất lượng mối hàn hàn thiết bị di chuyển đầu hàn cơng nghệ hàn hồ quang chìm lớp thuốc bảo vệ ta chọn chế độ hàn cho cặp mẫu 72 ( 01a – 01b; 02a – 02b; 03a – 03b) * Một số hình ảnh thí nghiệm hàn SAW Hình – Hình ảnh chuẩn bị phơi hàn Hình – Hình ảnh chuẩn bị kết cấu hàn 73 Hình – 10: Hình ảnh chuẩn bị kết cấu hàn số liệu đầu vào Hình – 11: Hình ảnh mối hàn chưa bóc xỉ hàn Hình – 12: Hình ảnh mẫu 01a, 02a, 03a sau hàn hoàn a) Kiểm tra ngoại dạng mối hàn mẫu số 01b 74 Hình - 13: Hình mối hàn số 01b Thiết bị Chế độ hàn Nhận xét Mối hàn hàn Quan sát mắt thường ta thiết bị gồm: Biến áp hàn Dd = 1.2 (mm) DRAGON 350 kết hợp với thiết Ih = 170 (A) Uh nhận thấy Cùng thông bị di chuyển đầu hàn = 28 V) thiết kế chế tạo mới, ứng dụng Vh = 280 (mm/phút) trường bảo vệ có số đầu vào, khác mơi khác rõ rệt, đoạn hàn hồ quang chìm lớp V = 1.5 (kg/phút) T thuốc bảo vệ, loại thuốc dạng Le = 10 (mm) hạt, cỡ hạt đầu 01b chân phía 1.2x0.65mm, xuất xứ Hàn mối hàn tương đối đồng đều, Quốc khơng có tượng kim loại mối hàn chưa ngấu Nhưng xét tổng thể bề mặt bắn tóe so với mẫu số 01a b) Kiểm tra ngoại dạng mối hàn mẫu số 02b Hình - 14: Hình mối hàn số 02b Thiết bị Chế độ hàn Nhận xét Mối hàn hàn Quan sát mắt thường ta nhận thiết bị gồm: Dd = 1.2 (mm) thấy Cùng thông số đầu vào (chỉ Biến áp hàn DRAGON Ih = 180 (A) Uh 350 kết hợp với thiết = 30 (V) khác môi trường bảo vệ mối hàn bị di chuyển đầu hàn Vh = 280 (mm/phút) thiết kế chế tạo V = 1.5 (kg/phút) T mới, ứng dụng hàn hồ Le = 10 (mm) quang chìm lớp theo trục đường hàn) mẫu số phương pháp di chuyển mỏ hàn dọc 02b có chất lượng ngoại dạng tốt nhiều so với mẫu số 02a Mối hàn thẳng từ đầu đến cuối, bề mặt mối hàn nhấp nhơ, hai chân không 75 thuốc bảo vệ, loại khuyết cạnh, đặc biệt không thấy thuốc dạng hạt, cỡ hạt tượng kim loai văng tóe ngồi đường 1.2x0.65mm, xuất xứ hàn Đây điều mong muốn Hàn Quốc tất công nghệ hàn c) Kiểm tra ngoại dạng mối hàn mẫu số 03b Hình - 15: Hình mối hàn số 03b Thiết bị Chế độ hàn Nhận xét Mối hàn hàn Quan sát mắt thường ta thiết bị gồm: Biến áp hàn Dd = 1.2 (mm) nhận thấy Cùng thông số đầu DRAGON 350 kết hợp với Ih = 190 (A) Uh thiết bị di chuyển đầu hàn = 32 (V) vào mẫu số 03b có chất thiết kế chế tạo mới, Vh = 280 (mm/phút) ứng dụng hàn hồ quang V = 1.5 (kg/phút) T chìm lớp thuốc bảo vệ, Le = 10 (mm) loại thuốc dạng hạt, cỡ hạt với mẫu số 03a Mối hàn thẳng 1.2x0.65mm, xuất xứ Hàn muốn tất công nghệ Quốc hàn lượng ngoại dạng tốt nhiều so từ đầu đến cuối, bề mặt mối hàn nhấp nhô, hai chân không khuyết cạnh Đây điều mong 4.1.3 Cấu trúc tế vi mối hàn MAG mối hàn SAW a) Kiểm tra cấu trúc tế vi cặp mẫu số 01a 01b Mẫu số 01b Mẫu số 01a Mối hàn hàn thiết bị gồm: Mối hàn thực máy Biến áp hàn DRAGON 350 kết hợp với DRAGON MIG/MAG 350 thiết bị di chuyển đầu hàn thiết kế chế tạo mới, ứng dụng hàn hồ quang chìm lớp thuốc bảo vệ, loại thuốc dạng hạt, cỡ hạt 1.2x0.65mm, xuất xứ Hàn Quốc Dd = 1.2 (mm) Dd = 1.2 (mm) Ih = 170 (A) Ih = 170 (A) Uh = 28 (V) Uh = 28 (V) Vh = 280 mm/phút Vh = 280 (mm/phút) VT = 1.5 kg/phút Pco2 = (lít/phút) Le = 10 (mm) Le = 10 (mm) Kết Kết Mối hàn thực công nghệ Tổ chức mối hàn không đồng Do hàn hồ quang chìm có tổ chức hạt đồng mối hàn bảo vệ không tốt nên kim loại mối đều, không lẫn tạp chất, khơng nứt, mối hàn bị oxy hóa xỉ thâm nhập vào mối hàn hàn bảo vệ lớp thuốc hàn nên Tổ chức kim loại mối hàn khơng đồng nguội chậm làm cho kích thước hạt nhỏ Chất lượng mối hàn không cao ổn định, điều mong muốn cơng nghệ hàn nói chung Kết luận Cùng biến áp hàn, thông số đầu vào giống Chỉ khác môi trường bảo vệ mối hàn phương pháp dịch chuyển mỏ hàn, kết lại khác hồn tồn Qua hình ảnh cấu trúc tế vi hai mẫu 01a 01b nhận thấy Mẫu mối hàn (02b) thực công nghệ hàn hồ quang chìm thiết bị di chuyển đầu hàn thiết kế cải tiến từ thiết bị hàn MAG/MIG 350 cho chất lượng mối hàn tốt so với mối hàn thực thiết bị hàn MAG với khí bảo vệ mối hàn CO2 b) Kiểm tra cấu trúc tế vi cặp mẫu số 02a 02b Mẫu số 02b Mẫu số 02a Mối hàn hàn thiết bị gồm: Mối hàn thực máy Biến áp hàn DRAGON 350 kết hợp với DRAGON MIG/MAG 350 thiết bị di chuyển đầu hàn thiết kế chế tạo mới, ứng dụng hàn hồ quang chìm lớp thuốc bảo vệ, loại thuốc dạng hạt, cỡ hạt 1.2x0.65mm, xuất xứ Hàn Quốc Dd = 1.2 (mm) Dd = 1.2 (mm) Ih = 180 (A) Ih = 180 (A) Uh = 30 (V) Uh = 30 (V) Vh = 280 (mm/phút) Vh = 280 mm/phút VT = 1.5 (kg/phút) Pco2 = (8 lít/phút) Le = 10 (mm) Le = 10 (mm) Kết Kết Mối hàn thực công nghệ hàn Tổ chức mối hàn không đồng Do hồ quang chìm có tổ chức hạt đồng đều, mối hàn bảo vệ không tốt nên kim loại mối không lẫn tạp chất, không nứt, mối hàn hàn bị oxy hóa, xỉ tạp chất thâm nhập bảo vệ thuốc hàn nên nguội chậm vào mối hàn, mối hàn bị nứt Tổ chức kim làm cho kích thước hạt nhỏ ổn định loại mối hàn không đồng Chất lượng mối hàn khơng cao Kết luận Cùng biến áp hàn thông số đầu vào tương đối giống Chỉ khác môi trường bảo vệ mối hàn phương pháp dịch chuyển mỏ hàn, kết lại khác hồn tồn Qua hình ảnh cấu trúc tế vi hai mẫu 02a 02b nhận thấy Mẫu mối hàn (02b) thực công nghệ hàn hồ quang chìm thiết bị di chuyển đầu hàn thiết kế cải tiến từ thiết bị hàn MAG/MIG 350 cho chất lượng mối hàn tốt so với mối hàn thực thiết bị hàn MAG với khí bảo vệ mối hàn CO2 c) Kiểm tra cấu trúc tế vi cặp mẫu số 03a 03b Mẫu số 03b Mẫu số 03a Mối hàn hàn thiết bị Mối hàn thực máy gồm: Biến áp hàn DRAGON 350 kết hợp DRAGON MIG/MAG 350 với thiết bị di chuyển đầu hàn thiết kế chế tạo mới, ứng dụng hàn hồ quang chìm lớp thuốc bảo vệ, loại thuốc dạng hạt, cỡ hạt 1.2x0.65mm, xuất xứ Hàn Quốc Dd = 1.2 (mm) Dd = 1.2 (mm) Ih = 190 (A) Ih = 190 (A) Uh = 32 (V) Uh = 32 (V) Vh = (280 mm/phút) Vh = 280 (mm/phút) VT = (1.5 kg/phút) Pco2 = (lít/phút) Le = 10 (mm) Le = 10 (mm) Kết Kết Tổ chức hạt vùng tâm mối hàn Mối Tổ chức mối hàn không đồng So với hàn bảo vệ nên xỉ không thâm nhập mẫu mối hàn 01a 02a mối hành vào tổ chức mối hàn 03a khơng bị oxy hóa xỉ thâm nhập vào mối Mối hàn thực công nghệ hàn Tổ chức kim loại mối hàn đồng hàn hồ quang chìm có tổ chức hạt đồng Vì vậy, chất lượng mối hàn tốt đều, không lẫn tạp chất, không nứt, mối hàn bảo vệ lớp thuốc hàn nên nguội chậm làm cho kích thước hạt nhỏ ổn định, điều mong muốn cơng nghệ hàn nói chung Kết luận Cùng biến áp hàn, thông số đầu vào giống Chỉ khác môi trường bảo vệ mối hàn phương pháp dịch chuyển mỏ hàn, kết lại khác hồn tồn Qua hình ảnh cấu trúc tế vi hai mẫu 03a 03b nhận thấy Mẫu mối hàn (03b) thực công nghệ hàn hồ quang chìm thiết bị di chuyển đầu hàn thiết kế cải tiến từ thiết bị hàn MAG/MIG 350 cho chất lượng mối hàn tốt so với mối hàn thực thiết bị hàn MAG với khí bảo vệ mối hàn CO2 Từ kết nhận thấy việc ứng dụng cơng nghệ hàn hồ quang chìm lớp thuốc không mang lại suất lao động, hiệu kinh tế, điều kiện làm việc cho công nhân ngày tốt mà nâng cao chất lượng mối hàn Bảng – 2: Bảng so sánh kết ngoại dạng mối hàn cặp mẫu Công nghệ hàn TT Cặp mẫu 01a – 01b MAG SAW (chỉ số a) (chỉ số b) Dd = 1.2 (mm) Dd = 1.2 (mm) Ih = 170 (A) Ih Uh = 28 (V) Uh = 28 (V) Vh = 280 (mm/phút) Vh = 280 mm/phút Pco2 = (lít/phút) VT = 1.5 kg/phút Le = 10 (mm) Le = 10 (mm) Mẫu hàn MAG 01a 02a – 02b 03a – 03b Mẫu hàn SAW 01b Dd = 1.2 (mm) Dd = 1.2 (mm) Ih = 180 (A) Ih = 180 (A) Uh = 30 (V) Uh = 30 (V) Vh = 280 mm/phút Vh = 280 (mm/phút) Pco2 = (8 lít/phút) VT = 1.5 (kg/phút) Le = 10 (mm) Le = 10 (mm) Mẫu hàn MAG 02a = 170 (A) Mẫu hàn SAW 02b Dd = 1.2 (mm) Dd = 1.2 (mm) Ih = 190 (A) Ih = 190 (A) Uh = 32 (V) Uh = 32 (V) Vh = 280 (mm/phút) Vh = (280 mm/phút) Pco2 = (lít/phút) VT = (1.5 kg/phút) Le = 10 (mm) Le = 10 (mm) Mẫu hàn MAG 03a Mẫu hàn SAW 03b Bảng – 3: Bảng so sánh kết cấu trúc tế vi mối hàn cặp mẫu Công nghệ hàn TT Cặp mẫu 01a – 01b 02a – 02b 03a – 03b MAG SAW (chỉ số a) (chỉ số b) Dd = 1.2 (mm) Dd = 1.2 (mm) Ih Ih = 170 (A) = 170 (A) Uh = 28 (V) Uh = 28 (V) Vh = 280 (mm/phút) Vh = 280 mm/phút Pco2 = (lít/phút) VT = 1.5 kg/phút Le = 10 (mm) Le = 10 (mm) Tổ chức tế vi mẫu hàn MAG Tổ chức tế vi mẫu hàn SAW 01a 01b Dd = 1.2 (mm) Dd = 1.2 (mm) Ih = 180 (A) Ih = 180 (A) Uh = 30 (V) Uh = 30 (V) Vh = 280 mm/phút Vh = 280 (mm/phút) Pco2 = (8 lít/phút) VT = 1.5 (kg/phút) Le = 10 (mm) Le = 10 (mm) Tổ chức tế vi mẫu hàn Tổ chức tế vi mẫu hàn MAG 02a SAW 02b Dd = 1.2 (mm) Dd = 1.2 (mm) Ih = 190 (A) Ih = 190 (A) Uh = 32 (V) Uh = 32 (V) Vh = 280 (mm/phút) Vh = (280 mm/phút) Pco2 = (lít/phút) VT = (1.5 kg/phút) Le = 10 (mm) Le = 10 (mm) Tổ chức tế vi mẫu hàn Tổ chức tế vi mẫu hàn SAW MAG 03a 03b 4.2 Kết luận chương Từ kết phân tích tổ chức tế vi ngoại dạng mối hàn đưa kết luận sau: - Thiết bị thiết kế cải tiến đạt tiêu đề Các thông số công nghệ phù hợp với yêu cầu đặt + Thiết bị di chuyển đầu hàn sau đưa vào vận hành thực nghiệm để hàn mối hàn giáp mối vị trí 1G kết cấu hàn góc vị trí hàn 1F, 2F, 2FR, thực cách thuận tiên hiệu quả, mối hàn đạt tiêu thẩm mỹ chất lượng đặt - Về chế độ hàn hợp lý để hàn cho kết cấu góc khơng vát mép vị trí 1F, 2F với thơng số đầu vào: + Kết cấu hàn góc; + Chiều dày vật liệu (mm); + Hàn mặt, lớp; + Đường kính dây hàn Dd = 1.2 (mm) + Chế độ hàn hợp lý nên áp dụng: * Ih = 190 (A); * Uh = 32 (V); * Vh = 280 mm/phút; * VT = 1.5 kg/phút * Le = 10 (mm) - Về chất lượng mối hàn hàn thiết bị di chuyển đầu hàn cơng nghệ hồ quang chìm lớp thuốc bảo vệ so với mối hàn hàn thiết bị hàn DRAGON 350 cơng nghệ hàn MAG chất lượng mối hàn hàn thiết bị tự hành có điểm bật sau: + So sánh cặp mẫu (01a – 01b; 02a – 02b; 03a – 03b) ta nhận thấy Mối hàn hàn thiết bị tự hành ln có ngoại dạng tốt hơn, khơng có tượng kim loại bắn tóe kim loại, khơng có tượng tạp chất loại khí có hại xâm nhập vào mối hàn, tổ chức kim loại ổn định đồng đều, kích thước hạt gần với kích thước hạt kim loại (kim loại bản) + Môi trường làm việc người thợ vận hành thiết bị di chuyển đầu hàn để hàn công nghệ hồ quang chìm lớp thuốc khơng bị nhiểm hồ quang hàn, khơng phải trực tiếp hít phải khí CO2 loại khí độc phát sinh trình hàn Trên điểm bật thiết bị di chuyển đầu hàn để hàn hồ quang chìm lớp thuốc mà đề tài nghiên cứu mang lại KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Kết luận chung Kết nghiên cứu đề tài sau: - Đánh giá vị trí, vai trò, tầm quan trọng cơng nghệ hàn nói chung cơng nghệ hàn SAW ngành khí nói riêng, ảnh hưởng thuốc bảo vệ công nghệ hàn SAW tới chất lượng mối hàn - Hệ thống vấn đề lý thuyết công nghệ hàn SAW hàn MAG chất, đặc điểm, ứng dụng, thiết bị, công nghệ chế độ hàn - Cải tiến máy hàn MAG thành thiết bị di chuyển đầu hàn áp dụng công nghệ hàn SAW để hàn kết cấu giáp mối vị trí 1G kết cấu góc vị trí 1F, 2F, 2FR (R > m) Trên mặt phẳng 2D theo quỹ đạo đường thẳng đường cong có bán kính lớn mét - Các mẫu 01b, 02b, 03b hàn thiết bị tự hành thiết kế có ngoại dạng tổ chức tế vi tốt mẫu 01a, 02a, 03a hàn công nghệ hàn MAG - Xác định chế độ hàn hợp lý máy hàn thiết kế hàn thép CT3 chiều dày 8(mm); đường kính dây hàn 1.2 (mm); hàn mặt, lớp; kết cấu hàn góc; vị trí hàn 1F, 2F Cụ thể, chế độ hàn hợp lý nên áp dụng: * Ih = 190 (A); * Uh = 32 (V); * Vh = 280 mm/phút; * VT = 1.5 kg/phút; * Le = 10 (mm) Hướng nghiên cứu - Xác định chế độ hàn tối ưu thiết bị di chuyển đầu hàn để hàn hồ quang chìm lớp thuốc mác thép độ dầy khác - Trên sở đề tài cần hoàn thiện cấu cấp dây điều chỉnh góc độ mỏ hàn (đầu hàn) cách linh động để làm tăng suất hàn - Thiết kế chế tạo thiết bị di chuyển đầu hàn trình để hàn kết cấu giáp mối vị trí 2G với tất kiểu mép vát để hàn đường chu vi vỏ tàu, vỏ bồn chứa công nghệ hàn hồ quang chìm lớp thuốc./ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Đức Tuấn (2009), Nghiên cứu cải tiến máy hàn bán tự động MIG/MAG thành máy hàn tự động lớp thuốc (công suất nhỏ) Luận án thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Tp HCM, TP Hồ Chí Minh [2] Tạ Văn Bách (2014) Xác định chế độ công nghệ hàn hợp lý dùng máy hàn MIG – MAG TTC 500 để thực hàn hồ quang tự động lớp thuốc hàn thép CT3 với chi tiết dạng ống, Luận văn Thạc sĩ công nghệ chế tạo máy, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Thái Nguyên [3] PGS TS Hồng Tùng; PGS.TS.Nguyễn Thúc Hà; TS Ngơ Lê Thơng; KS.Chu Văn Khang (2007) Sổ tay hàn (Công nghệ, thiết bị định mức lượng, vật liệu hàn).NXB KHKT, Hà Nội [4] La Ngọc Tuấn (2009) Tối ưu hóa chế độ công nghệ hàn hồ quang tự động cho rô bốt hàn AX – C, Luận văn Thạc sĩ công nghệ chế tạo máy, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, Thái Nguyên [5] Trần Văn Niên - Trần Thế San (2001) Thực hành kỹ thuật Hàn - Gò, NXB Đà Nẵng [6] TS Ngơ Lê Thơng (2007) Cơng nghệ hàn điện nóng chảy – Tập 2, NXB KHKT Hà Nội [7] Dr R.S Parmar (2005) Welding Processes and Technology, Khanna Publishers, 2005 [8] O P Khanna (1999) A text book of Welding Technology, Dhanpat Rai Publications [9] Welding processes and equipment, 2005, International Welding Engineer (IWE),2005 SLV Duisburg - Branch of GSI mbH [10] Nguyễn Bá An Sổ tay thợ hàn, NXB Xây Dựng, Hà Nội ... tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị di chuyển đầu hàn để hàn hồ quang chìm lớp thuốc 1.5.2 Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị di chuyển đầu hàn; + Thiết kế chế tạo. .. thuốc Mục tiêu nghiên cứu Thiết kế chế tạo thành công thiết bị di chuyển đầu hàn để hàn hồ quang chìm lớp thuốc Xác định chế độ hàn hồ quang chìm lớp thuốc hợp lý để hàn thép CT3 vị trí 2FR có bán... đào tạo nghề Trước yêu cầu thiết nêu xuất phát từ ý tưởng nghiên cứu em chọn đề tài Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị di chuyển đầu hàn để hàn hồ quang chìm lớp thuốc Mục tiêu nghiên cứu Thiết