Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển và mô phỏng hoạt động máy hàn ma sát khuấy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN HÀO NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG MÁY HÀN MA SÁT KHUẤY Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ HÀN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS BÙI VĂN HẠNH Hà Nội – 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan ngoại trừ số liệu trích dẫn từ tài liệu tham khảo nội dung cịn lại cơng trình nghiên cứu tính tốn riêng tơi Các số liệu tính tốn trung thực Nếu sai tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 20 tháng 08 năm 2019 Người cam đoan Nguyễn Văn Hào LỜI CẢM ƠN Tác giả chân thành cám ơn Thầy PGS.TS Bùi Văn Hạnh Thầy PGS.TS Nguyễn Thúc Hà tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện tài liệu động viên tác giả trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tác giả xin trân trọng cám ơn Thầy, Cô Bộ môn Hàn Công nghệ Kim loại – Viện Cơ Khí – Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi động viên tác giả trình học tập nghiên cứu thực luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Cơng nghệ giao thơng Thầy Cơ đồng nghiệp tạo điều kiện nhiệt tình giúp đỡ tác giả suốt trình học tập thực đề tài luận văn Tác giả Nguyễn Văn Hào MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ PHẦN MỞ ĐẦU 12 Lý chọn đề tài 13 Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài 13 Mục tiêu đề tài 15 Phạm vi nghiên cứu 15 Phương pháp nghiên cứu 15 Đóng góp đề tài 15 Tóm tắt đọng luận điểm đóng góp tác giả 16 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ HÀN MA SÁT KHUẤY 17 1.1 Công nghệ hàn ma sát khuấy 17 1.1.1 Khái niệm phương pháp hàn ma sát khuấy 17 1.1.2 Đặc điểm công nghệ 18 1.1.3 Phạm vi ứng dụng 19 1.2 Công nghệ hàn ma sát khuấy nhôm 25 1.2.1 Đặc điểm công nghệ hàn ma sát khuấy nhôm 1.3 Thiết bị dụng cụ hàn ma sát khuấy 25 27 1.3.1 Tình hình thiết bị hàn ma sát khuấy nước nước 27 1.3.2 Dụng cụ hàn ma sát khuấy 30 1.4 Các giai đoạn trình hàn ma sát khuấy 32 1.5 Các thông số công nghệ hàn ma sát khuấy 33 1.5.1 Các thông số công nghệ trình hàn 33 1.5.2 Lực momen trình hàn 34 1.6 Một số khuyết tật hàn ma sát khuấy 35 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DIỀU KHIỂN MÁY VÀ MÔ PHỎNG MÁY 43 2.1 Máy hàn ma sát khuấy FSW BK-01 43 2.1.1 Bản vẽ thiết kế máy (đính kèm phụ lục) 43 2.1.2 Sơ đồ động máy 43 2.1.3 Yêu cầu điều khiển cho máy 43 2.2 Nghiên cứu chọn giải pháp điều khiển 44 2.2.1 Điều khiển dùng vi xử lý 45 2.2.2 Hệ thống điều khiển dùng PLC 45 2.3 Nguyên lý hoạt động thiết kế bảng điều khiển cho máy 47 2.3.1 Nguyên lý hoạt động 47 2.3.2 Thiết kế bảng hộp điều khiển 47 2.4 Lựa chọn thiết bị hệ thống điều khiển 49 2.4.1 Lựa chọn cơng tắc hành trình cảm biến hiệu chỉnh 49 2.4.2 Lựa chọn thiết bị tủ điều khiển 51 2.5 Thiết kế hệ thống điều khiển 52 2.5.1 Thiết kế mạch điều khiển 52 2.5.2 Xây dựng thuật toán điều khiển trục quay nâng hạ đầu hàn, dịch chuyển phôi hàn 53 2.5.3 Xây dựng thuật tốn kết nối với máy tính 55 2.5.4 Xây dựng thuật toán điều khiển tay 56 2.6 Viết module phần mềm điều khiển trục quay tịnh tiến 58 2.7 Viết module phần mềm điều khiển 61 2.8 Viết phần mềm mô hoạt động thiết bị MFC phục vụ đào tạo nghiên cứu khoa học 65 2.9 Hướng dẫn sử dụng máy 66 2.9.1 Giao diện hình điều khiển 66 2.9.3 Giao diện cài đặt mũi khuấy hình điều khiển 68 2.9.4 Hộp thao tác 69 2.9.5 Các bước thao tác 70 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM HÀN MA SÁT KHUẤY LIÊN KẾT HÀN GIÁP MỐI HỢP KIM NHÔM AA5052 VÀ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ 71 3.1 Mục đích 71 3.2 Thiết bị thí nghiệm 71 3.2.1 Thiết bị hàn 71 3.2.2 Thiết bị phụ trợ 71 3.3 Mẫu thí nghiệm 76 3.3.1 Vật liệu 76 3.4 Xây dựng thí nghiệm 76 3.4.1 Các chế độ hàn quy trình thí nghiệm 76 3.5 Các liên kết hàn đạt 79 3.6 Gia cơng mẫu thí nghiệm 81 3.7 Tiến hành thử kéo mẫu thí nghiệm 82 3.8 Tiến hành quan sát cấu trúc tế vi kim loại mối hàn cho mẫu thí nghiệm 86 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 89 4.1 Ảnh hưởng chế độ hàn đến cấu trúc tế vi hợp kim nhôm AA5052 89 4.2 Ảnh hưởng chế độ hàn đến độ bền kéo liên kết hàn hợp kim nhôm AA5052 90 KẾT LUẬN 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHỤ LỤC 98 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu / Viết tắt Đơn vị Ý nghĩa FSW - Friction Stir Welding - Hàn ma sát khuấy PLC - Programmable Logic Controller TĐ - Tự Động BT - Bình thường Fx [N] Lực tác dụng theo phương ngang Fy [N] Lực tác dụng theo phương dọc trục mối hàn Fz [N] Lực ép đầu hàn CNC - MIG - TIG - TMAZ - HAZ - n Vh Computer Numerical Control - điều khiển số máy tính Metal Inert Gas - Hàn hồ quang điện cực nóng chảy mơi trường khí trơ bảo vệ Tungsteng Inert Gas - Hàn hồ quang điện cực khơng nóng chảy mơi trường khí trơ bảo vệ Thermal - Mechanic Affect Zone – Vùng ảnh hưởng nhiệt Heat Affect Zone – Vùng ảnh hưởng nhiệt [Vòng/phút] Tốc độ quay đầu khuấy [mm/phút] Vận tốc hàn FSW BK-01 - Mã số máy hàn ma sát khuấy HOME - Điểm gốc cho trục máy START - STOP - Ký hiệu bắt đầu trình hàn điều khiển máy theo chế độ tự động Dừng máy điều khiển DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các chức hộp điều khiển 49 Bảng 2.2 Các thiết bị điều khiển 51 Bảng 3.1 Thành phần hóa học tính thép SKD11 73 Bảng 3.2 Cơ tính thép SKD11 74 Bảng 3.3 Thành phần hóa học hợp kim nhôm AA5052 76 Bảng 3.4 Tính chất vật lý tính hợp kim nhơm AA5052 76 Bảng 3.5 Các khoảng giá trị khảo sát n Vh 77 Bảng 3.6 Mơ hình khảo sát ảnh hưởng thông số chế độ hàn 77 Bảng 3.7 Các chế độ hàn thí nghiệm 77 Bảng 3.8 Các thông số công nghệ chung 78 Bảng 3.9 Một số giá trị đo thử kéo mối hàn 86 Bảng 4.1 Kết cấu trúc tế vi vùng mối hàn 89 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cơng nghệ hàn ma sát khuấy 17 Hình 1.2 Cơ chế phương pháp hàn ma sát khuấy 17 Hình 1.3 - a Trước hàn, b Liên kết hàn giáp mối sau hàn 18 Hình 1.4 Mối hàn ma sát khuấy 19 Hình 1.5 Mối hàn ma sát khuấy 19 Hình 1.6 Hàn giáp mối FSW 19 Hình 1.7 Một số dạng liên kết hàn hàn phương pháp hàn ma sát khuấy 20 Hình 1.8 Ứng dụng hàn ma sát khuấy hàn liên kết hàn chữ T 20 Hình 1.9 Ứng dụng hàn ma sát khuấy cho phẳng 20 Hình 1.10 Ứng dụng hàn ma sát khuấy cho vật hàn dạng ống 20 Hình 1.11 Tàu nhơm sử dụng phương pháp FSW kết cấu vỏ tàu 21 Hình 1.12 Ứng dụng phương pháp hàn FSW chế tạo nắp capo xe tơ 22 Hình 1.13 Ứng dụng phương pháp hàn FSW chế tạo vành bánh xe ô tô 22 Hình 1.14 Ứng dụng phương pháp hàn ma sát khuấy cho thiết bị hàng 23 Hình 1.15 Các loại tàu Nhật Bản chế tạo phương pháp FSW 24 Hình 1.16 Hàn kết cấu ống, cánh tản nhiệt sử dụng phương pháp FSW 24 Hình 1.17 Hàn số mối ghép khí 24 Hình 1.18 Hàn kết cấu dạng 25 Hình 1.19 A – Các vùng mối hàn ma sát khuấy, B – Dải vân lớp vật liệu khuấy, C – Dấu hiệu ảnh hưởng nhiệt dòng vật liệu bị khuấy 25 Hình 1.20 Cấu trúc tế vi, phân bố nhiệt liên kết hàn hợp kim nhôm 7075T651 26 Hình 1.21 Máy hàn ma sát khuấy dạng giường 27 Hình 1.22 Máy hàn ma sát khuấy dạng CNC 28 Hình 1.23 Một số hình ảnh chung máy hàn ma sát khuấy FSW BK-01 29 Hình 1.24 Cấu tạo chung dụng cụ hàn ma sát khuấy 30 Hình 1.25 Một số hình dạng đầu khuấy 31 Hình 1.26 Hình dạng đầu khuấy Skew Stir 31 Hình 1.27 Một số đầu hàn chế tạo 31 Hình 1.28 Sơ đồ phân tích lực hàn 32 Hình 1.29 Các giai đoạn q trình hàn ma sát khuấy 33 Hình 1.30 Các lực momen trình hàn FSW 34 Hình 1.31 Khuyết tật lỗ hổng bên mối hàn 36 Hình 1.32 Khuyết tật lỗ hổng mối hàn 36 Hình 1.33 Khuyết tật mối hàn lệch tâm (khơng vị trí) 36 Hình 1.34 Ba via xuất nhiều bề mặt mối hàn 37 Hình 1.35 Khuyết tật ba via mối hàn 37 Hình 1.36 Hiện tượng mối hàn khơng đầy 38 Hình 1.37 Liên kết hàn khơng phẳng sau hàn 38 Hình 1.38 Vật hàn bị biến dạng vị trí đầu mối hàn 39 Hình 1.39 Khuyết tật vết điện cực mối hàn 39 Hình 1.40 Đáy mối hàn bị thủng có tượng bong 40 Hình 1.41 Khuyết tật vết nứt mối hàn 40 Hình 1.42 Mối hàn khơng điền đầy 41 Hình 1.43 Khuyết tật khơng ngấu đáy mối hàn 42 Hình 2.1 Sơ đồ động máy hàn FSW BK 01 43 Hình 2.2 Sơ đồ điều khiển 44 Hình 2.3 Hộp điều khiển hình điều khiển 48 Hình 2.4 Bố trí núm hộp điều khiển 48 Hình 2.5 Cơng tắc hành trình cảm biến quang hang Hanyoung PU-30S 50 Hình 2.6 Hệ thống cảm biến hành trình điều khiển máy 50 Hình 2.7 Hệ thống cảm biến điểm gốc home điều khiển máy 50 Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thiết bị tủ điều khiển 52 Hình 2.9 Bố trí thiết bị tủ điện điều khiển 52 Hình 2.10 Thuật tốn điều khiển trục quay nâng hạ đầu hàn, dịch chuyển phôi hàn 53 Hình 2.11 Sơ đồ thuật toán dừng chế độ hàn tự động 54 Hình 2.13 Sơ đồ thuật tốn kết nối với máy tính 55 Hình 2.14 Sơ đồ thuật toán điều khiển tay động lên xuống 56 Hình 2.15 Sơ đồ thuật toán điều khiển tay động sang trái, sang phải 57 Hình 2.16 Sơ đồ thuật tốn điều khiển tay động quay đầu hàn 58 Hình 2.17 Mơ hoạt động máy phần mềm MFC 65 Hình 2.18 Giao diện hình điều khiển 66 Hình 2.19 Giao diện cài đặt thông số chế độ hàn 67 Hình 2.20 Giao diện cài đặt thông số chế độ quay đầu hàn 68 Hình 2.21 Hộp thao tác 69 Hình 3.1 Phơi hợp kim nhơm AA5052 71 Hình 3.2 Đầu khuấy theo thiết kế 72 Hình 3.3 Quy trình nhiệt luyện đầu khuấy vật liệu SKD11 73 Hình 3.4 Hình ảnh đầu khuấy sau chế tạo thử nghiệm mm mm 73 Hình 3.5 Sơ đồ gá đặt vật hàn trước hàn 75 Hình 3.6 Đồ gá hàn ma sát khuấy 75 Hình 3.7 Kích thước mẫu thí nghiệm 76 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 4.1 Ảnh hưởng chế độ hàn đến cấu trúc tế vi hợp kim nhôm AA5052 Tác giả chọn mẫu hàn số (mẫu hàn đạt độ bền kéo cao chế độ hàn thí nghiệm tiến hành soi cấu trúc tế vi phân tích) Tiến hành quan sát mặt cắt ngang mối hàn số hàn chế độ hàn (n = 660 vòng/phút, Vh = 11 mm/phút) sau tẩm thực vị trí đặc trưng cho vùng mối hàn Các vị trí đặc trưng cho vùng mối hàn: Vùng D Vùng C Vùng B Vùng A Hình 4.1 Các điểm chụp đặc trưng cho vùng mối hàn Bảng 4.1 Kết cấu trúc tế vi vùng mối hàn Hình ảnh quan sát Mẫu Đánh giá - Vùng tâm mối hàn: Vùng D Vùng tâm mối hàn, nơi vật liệu chịu biến dạng dẻo nhiệt lớn sinh q trình hàn Kích thước hạt nh c t 4ữ M5 6àm Hỡnh 4.2 Vựng tõm mối hàn - Vùng ảnh hưởng nhiệt: Vùng Vùng vật liệu chịu ảnh hưởng nhiệt ma sát học đầu C khuấy sinh Nơi vật liệu bị biến 89 dạng dẻo ma sát vai đầu khuấy sinh Kích thước hạt cỡ từ ữ 15 àm Hỡnh 4.3 Vựng nh hng c nhiệt - Vùng ảnh hưởng nhiệt: Vùng B Là vùng chịu ảnh hưởng nhiệt q trình hàn, khơng xảy biến dạng dẻo Kích thước hạt lớn, c t 10 ữ 35 àm Hỡnh 4.4 Vựng nh hưởng nhiệt - Vùng kim loại bản: Vùng A Kích thước hạt vùng kim loại với khoảng cách đủ xa, vùng không bị ảnh hưởng nhiệt từ q trình hàn Kích thước hạt to khụng u vo khong 15 ữ 30àm Hỡnh 4.5 Vựng vật liệu 4.2 Ảnh hưởng chế độ hàn đến độ bền kéo liên kết hàn hợp kim nhôm AA5052 Kết sau thử kéo cho thấy: Độ bền kéo thông số quan trọng để đánh giá chất lượng liên kết hàn, hình biểu diễn kết thu hàn với vận tốc quay đầu hàn (660, 690, 720 vòng/phút) vận tốc hàn (7, 11, 15 mm/phút) 90 Kết cho thấy độ bền kéo lớn hàn với chế độ hàn tốc độ quay đầu hàn n = 660 vòng/phút vận tốc hàn Vh = 11 mm/phút 212,58 Mpa (đạt 98,88% so với độ bền kéo vật liệu bản) Hình 4.6 Mẫu M5 sau thử kéo Độ bền kéo (Mpa) Vật liệu 215 200 150 100 50 n Vh 660 690 720 660 690 720 11 660 690 720 15 Hình 4.7 Biểu đồ thể giá trị độ bền kéo theo nhóm chế độ hàn gồm tốc độ quay, vận tốc hàn Từ biểu đồ hình 4.7 thống kê giá trị độ bền kéo theo nhóm thông số chế độ hàn Trong khoảng giá trị đưa để khảo sát, độ bền kéo liên kết hàn giảm tốc độ quay đầu khuấy tốc độ hàn nằm ngồi khoảng 660÷720 vịng/phút 7÷15 mm/phút Các mẫu thử kéo bị đứt vùng hàn (vùng khuấy), mẫu số mẫu số vị trí đứt nằm ngồi vùng khuấy, thuộc vùng ảnh hưởng nhiệt nơi tiếp giáp với vùng khuấy (hình 4.8) 91 Hình 4.8 Vết đứt so với đường tâm mẫu hàn Nhận xét: Với chế độ hàn thử nghiệm, độ bền kéo liên kết hàn tăng vận tốc hàn giảm khoảng (7 ÷ 15) mm/phút Đối với đầu khuấy chế tạo có đường kính vai 12 mm, để đảm bảo mối hàn hình thành tốt có độ bền kéo cao tốc độ hàn phải nhỏ Nếu tăng vận tốc hàn, đầu khuấy nhanh nhiệt sinh không đủ cung cấp cho mối hàn Ngược lại, tốc độ quay tăng, nhiệt sinh cung cấp cho trình hàn tăng Tuy nhiên tốc độ hàn tăng giá trị giới hạn, xảy tượng nhiệt, độ bền kéo liên kết hàn giảm - Kết luận chương 4: Mối hàn đạt chất lượng tốc độ quay tịnh tiến đầu khuấy n = 660 vòng/phút, Vh = 11 mm/phút Vị trí phá hủy mẫu nằm ngồi vùng hàn, vị trí mà thuộc vùng ảnh hưởng nhiệt (TMAZ) Độ bền kéo cao khoảng 98,88 % so với vật liệu Vị trí phá hủy mẫu hàn thường nằm vùng khuấy, thuộc vùng ảnh hưởng nhiệt tiếp giáp với vùng khuấy Dựa thiết bị dụng cụ hàn chế tạo, liên kết hàn giáp mối hợp 92 kim nhôm AA5052 chiều dày 3mm thử nghiệm hình thành tốt Đã xác định chế độ hàn hợp lý cho liên kết hàn với độ bền kéo cao thông qua việc khảo sát ảnh hưởng chế độ hàn Với chế độ hàn n = 660 vòng/phút, Vh = 11 mm/phút, mối hàn đạt độ bền kéo cao 98,88% so với độ bền kéo vật liệu Cấu trúc hạt mối hàn có xu hướng tăng kích thước từ tâm mối hàn vùng ảnh hưởng nhiệt ảnh hưởng nhiệt, vùng ảnh hưởng nhiệt có kích thước hạt trung bình lớn Chế độ hàn hợp lý cho liên kết hàn ma sát khuấy thay đổi sử dụng điều kiện thay đổi vật liệu bản, hình dạng kích thước đầu hàn 93 KẾT LUẬN Hàn ma sát khuấy phương pháp hàn mẻ Việt Nam Phương pháp hàn ứng dụng với nhiểu chủng loại vật liệu Tính cơng nghệ hàn phương pháp cao ứng dụng ngày nhiều khí chế tạo Tuy nhiên nước ta việc nghiên cứu lý thuyết đánh giá kết khoa học thực tiễn lĩnh vực cịn Với nhiệm vụ đề luận văn này, tác giả đưa phân tích số sở lý thuyết đánh giá thực nghiệm sau: Nêu sở khoa học phương pháp hàn ma sát khuấy, phân tích, làm rõ yếu tố cơng nghệ q trình hàn Qua làm rõ chất chế hình thành liên kết hàn ma sát khuấy Tham gia chế tạo 01 máy hàn ma sát khuấy Xây dựng, thiết kế hệ thống điều khiển cho máy đáp ứng yêu cầu đề Thí nghiệm đưa chế độ hàn hợp lý tham khảo cho vật liệu hợp kim nhôm AA5052 chiều dày mm, đường kính vai đầu khuấy 12 mm 94 KIẾN NGHỊ Kiến nghị có điều kiện nghiên cứu, tiếp tục nghiên cứu máy công suất lớn chuyên dụng theo yêu cầu sản phẩm hàn công nghiệp, tiến tới việc hàn kim loại hợp kim có độ bền cao (hợp kim đồng, titan, thép loại,…hoặc hợp kim khác chủng loại) sản xuất thực tế, tiếp tục nghiên cứu cải tiến đầu hàn có tuổi thọ cao nâng cao suất trình hàn Tập trung nghiên cứu, tối ưu hóa chế độ hàn tương ứng vật liệu nhằm nâng cao chất lượng cho liên kết hàn Năng suất hàn thấp 11 mm/phút, việc nghiên cứu nâng cao suất cho trình hàn cần thiết 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng Việt: [1] Lê Công Dưỡng (1996), Vật liệu học, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [2] Ngô Lê Thơng (2007), Cơng nghệ hàn điện nóng chảy tập 2, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [3] Thân Trọng Khánh Đạt (2014), Nghiên cứu ảnh hưởng góc nghiêng đầu dụng cụ đến chất lượng mối hàn ma sát khuấy nhôm phẳng, Nhà xuất Đại học Bách khoa TP HCM [4] TS Nguyễn Đức Thắng, ThS Trần Duy Hiệp, ThS Đào Hồng Thái, ThS Lê Mạnh Hùng (2009), Đảm bảo chất lượng hàn, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [5] Vũ Đình Toại (2009), Bài giảng Các trình hàn đặc biệt, Đại học Bách khoa Hà Nội [6] Mai Đăng Tuấn, Lê Bảo Phụng, TS Lưu Phương Minh, TS Trần Thiên Phúc (2012), Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến chất lượng mối hàn ma sát khuấy nhôm phẳng, trường ĐHBK TPHCM hội nghị khoa học [7] Đỗ Thanh Tùng, Nguyễn Thúc Hà, Lê Đăng Thắng, Trần Văn Châu (2016), Nghiên cứu chế tạo đầu hàn ma sát khuấy hợp kim nhôm, Đại học Bách Khoa Hà Nội Tài liệu tham khảo tiếng Anh: [8] Standards AWS (2007), Welding Processes part2, Welding Handbook Ninth Edition, Volume [9] Standards AWS D17.3/D17.3M:2010, Specification for Friction Stir Welding of Aluminum Alloys for Aerospace Applications [10] Standards ASTM B209M-10, Standard Specification for Aluminum and aluminum-Alloy Sheet and plate [11] Rajiv S Mishra, Murray W Mahoney (2007), Friction Stir Welding and processing, ASM International, pp 96 [12] Eur.Ing C.E.D.Rowe and Eur.Ing Wayne Thomas (2007), Advances in tooling materials for friction stir welding, TWI and Cedar Metals Ltd, Materials Congress – Disruptive Technologies for Light Metals [13] Wayne M Thomas, E.D Nicholas, J.C Needham (2007), Friction stir welding, international patent application [14] Seung Hwan Park, Hiachinaka (TP), Satoshi Hirano, Hitachi TP), (2010), Friction Stir Welding Method, United States Patent [15] W.H.Kielhorn, Chairman, Armao, H.A Chambers, (1997), Aluminum and aluminum alloys, America Welding Society Inc [16] https://www.sciencedirect.com/ [17] https://www.researchgate.net/ 97 PHỤ LỤC Các vẽ thiết kế máy hàn FSW BK – 01 Các vẽ thiết kế mạch điện điều khiển máy 98 Ø10 H7/p6 Ø20 H7/p6 B 10 1632,3 B TL 1:2 1520 A TL 1:2 A 770 800 800 982,3 10 10 Đai ốc M20 01 C45 09 Vòng đệm 01 CT3 08 Chốt trụ M20 01 C45 07 Cụm động 01 06 Cụm bàn máy 01 05 Bulong, đai ốc, vòng đệm M10 10 C45 04 Chốt định vị 01 C30 03 Bulong, đai ốc, vòng đệm M12 08 02 Chốt định vị Ø10 01 C45 01 Thân máy 01 C30 TT Ký hiệu Tên gọi Số lượng C45 Vật liệu Ghi NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY HÀN MA SÁT KHUẤY Trách nhiệm Họ tên Học viên Nguyễn Văn Hào Hướng dẫn PGS.TS Bùi Văn Hạnh Duyệt PGS.TS Bùi Văn Hạnh Trưởng BM PGS.TS Bùi Văn Hạnh Ký Ngày MÁY HÀN MA SÁT KHUẤY Tỷ lệ : 1:4 Khối lượng Tờ : Số tờ : 01 LỚP: CÔNG NGHỆ HÀN VIỆN CƠ KHÍ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 8.22 163 8.1 8.14 8.13 8.12 8.11 8.10 610 530 902 8.17 8.18 8.16 8.19 8.15 8.21 8.20 902 22 8.22 Thanh trượt 02 C30 21 8.21 Bulong lục giác chìm M6x20 04 C45 20 8.20 Khớp nối 01 19 8.19 Bulong lục giác chìm M10x80 06 C45 18 8.18 Bàn máy 01 C30 17 8.17 Bulong lục giác chìm M6x30 36 C45 16 8.16 Bulong, đệm vênh M10x25 04 C45 15 8.15 Bulong lục giác chìm M8x25 04 C45 14 8.14 Then hộp giảm tốc 01 C30 13 8.13 Then trục vít 01 12 8.12 Vít lục giác chìm M4x12 01 C45 11 8.11 Bulong lục giác chìm M6x25 06 C45 10 8.10 Trục vít me 01 C45 09 8.9 Cụm ổ đỡ BF17 01 08 8.8 Con trượt 04 C30 07 8.7 Nút vít me bi 01 C30 06 8.6 Tấm nối trục vít me 01 C30 05 8.5 Bulong lục giác chìm M10x35 04 C45 04 8.4 Cụm ổ đỡ BK17 01 03 8.3 Vít lục giác chìm M4x6 01 02 8.2 Hộp giảm tốc 01 01 8.1 Động servo 01 TT Ký hiệu Tên gọi Số lượng C45 C45 Vật liệu Ghi NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY HÀN MA SÁT KHUẤY Trách nhiệm Họ tên Học viên Nguyễn Văn Hào Hướng dẫn PGS.TS Bùi Văn Hạnh Duyệt PGS.TS Bùi Văn Hạnh Trưởng BM PGS.TS Bùi Văn Hạnh Ký Ngày CỤM BÀN MÁY Tỷ lệ : 1:5 Khối lượng Tờ : Số tờ : 01 LỚP: CƠNG NGHỆ HÀN VIỆN CƠ KHÍ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 7.8 7.1 7.9 7.26 7.10 7.25 7.7 7.24 802 7.23 7.22 7.21 7.20 7.19 7.6 7.2 7.18 7.11 7.17 7.12 7.13 7.5 7.16 7.3 7.4 7.15 7.14 380 438 7.31 7.27 7.29 7.28 20 7.20 Cụm ổ đỡ phụ BK17 01 19 7.19 Bulong lục giác chìm M6x25 06 C45 18 7.18 Tấm nối trục vít me 01 C30 17 7.17 Nút vít me bi 01 C30 16 7.16 Bulong lục giác chìm M10x25 04 C45 15 7.15 Trục vít me động 01 C45 14 7.14 Ổ đỡ BF17 01 13 7.13 Con trượt 04 12 7.12 Măng ranh 01 C35 11 7.11 Nối măng ranh 01 C35 10 7.10 Tấm nối động servo 01 C30 09 7.9 Hộp giảm tốc servo 01 08 7.8 Động servo 01 07 7.7 Bulong lục giác chìm M6x20 20 C45 06 7.6 Bulong, vòng đệm, đai ốc M12x50 04 C45 05 7.5 Bulong lục giác chìm M6x30 16 C45 C45 01 C30 04 7.4 Bulong lục giác chìm M10x80 06 Bulong lục giác chìm M8x25 04 C45 03 7.3 Đầu ngoáy 01 7.28 Tấm đỡ động 01 C30 02 7.2 Vít lục giác chìm M8x10 02 27 7.27 Thanh trượt 02 C30 01 7.1 Động hộp giảm tốc servo 01 26 7.26 Then động 01 C45 TT 25 7.25 Vít lục giác chìm M4x6 01 C45 24 7.24 Bulong, đệm vênh M10x20 04 C45 23 7.23 Khớp nối 01 30 7.30 Tấm xoay góc 29 7.29 28 7.22 Vít lục giác chìm M4x12 01 C45 21 7.21 Then trục vít động 01 C45 TT Ký hiệu Số lượng Vật liệu Tên gọi Số lượng C45 Vật liệu Ghi NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY HÀN MA SÁT KHUẤY Trách nhiệm 22 Tên gọi Ký hiệu C30 Ghi Họ tên Học viên Nguyễn Văn Hào Hướng dẫn PGS.TS Bùi Văn Hạnh Duyệt PGS.TS Bùi Văn Hạnh Trưởng BM PGS.TS Bùi Văn Hạnh Ký Ngày CỤM ĐỘNG CƠ Tỷ lệ : 1:2 Khối lượng Tờ : Số tờ : 01 LỚP: CÔNG NGHỆ HÀN VIỆN CƠ KHÍ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI L1 (220V/2P/50Hz) (From Sheet 1) CP1 U1 L3 V1 L1C W1 PE L2C Y0 Y1 24V CN1-4 (Pulse) CN1-6 (Direct F/R) CN1-1 (24V-A) CN1-2 (24V-B) CN1-7 (DINCOM) (From Sheet 4) CN1-13 (GND) 24V 0V CN1-29 (SERVO ON) CN1-8 (Stroke end) CN1-9 (Stroke end) NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY HÀN MA SÁT KHUẤY Trách nhiệm Họ tên Học viên Nguyễn Văn Hào Hướng dẫn PGS.TS Bùi Văn Hạnh Duyệt PGS.TS Bùi Văn Hạnh Trưởng BM PGS.TS Bùi Văn Hạnh Ký Ngày BẢN VẼ MẠCH CHO ĐỘNG CƠ ĐIỀU KHIỂN CHÍNH Tỷ lệ : 1:4 Khối lượng Tờ : Số tờ : 01 LỚP: CÔNG NGHỆ HÀN VIỆN CƠ KHÍ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY HÀN MA SÁT KHUẤY Trách nhiệm Họ tên Học viên Nguyễn Văn Hào Hướng dẫn PGS.TS Bùi Văn Hạnh Duyệt PGS.TS Bùi Văn Hạnh Trưởng BM PGS.TS Bùi Văn Hạnh Ký Ngày BẢN VẼ MẠCH ĐẦU RA PLC Tỷ lệ : 1:4 Khối lượng Tờ : Số tờ : 01 LỚP: CÔNG NGHỆ HÀN VIỆN CƠ KHÍ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ... vi nghiên cứu - Nghiên cứu công nghệ hàn ma sát khuấy - Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy hệ thống điều khiển - Xây dựng thuật toán phần mềm điều khiển - Các thiết bị hệ thống điều khiển máy hàn. .. 01 máy hàn ma sát khuấy thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phục vụ đào tạo nghiên cứu khoa học 16 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ HÀN MA SÁT KHUẤY 1.1 Công nghệ hàn ma sát khuấy. .. thiết bị hàn ma sát khuấy lần đầu chế tạo Việt Nam Mục tiêu đề tài - Làm chủ công nghệ hàn ma sát khuấy, chế tạo máy thiết kế hệ thống điều khiển cho máy hàn ma sát khuấy (FSW machine) hoạt động