Trong sự phát triển như vũ bão ngành công nghiệp toàn cầu, sản phẩm hàn có mặt hầu hết trong tất cả các lĩnh vực sản xuất, chế tạo, công nghiệp, nó có tầm ảnh hưởng lớn đến chất lượng, năng suất công nghiệp nói chung và sản xuất cơ khí nói riêng. Với sự đa dạng của phương pháp hàn hiện nay đã và đang đáp ứng tương đối đầy đủ trong lĩnh vực cơ khí và các ngành cơ khí đặc biệt như ô tô , tàu hỏa , đóng tàu , vũ trụ, tên lửa, hàng không, cầu đường, kết cấu nhà xưởng, bồn bể.... Tuy nhiên để có được một sản phẩm hàn đạt chất lượng cao cần có rất nhiều yếu tố được quan tâm như sự phù hợp về phương pháp, tính toán chế độ hàn phù hợp, điều kiện sử dụng và lựa chọn các dạng liên kết khác nhau. Trong thời gian vừa qua đã có nhiều đề tài nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm hàn và cũng đã đạt được các kết quả nhất định. Tuy nhiên việc tìm hiểu và đưa ra lựa chọn dạng liên kết chưa được quan tâm nhiều . Trong thực tế hiện nay mỗi chủ nhà thầu lại áp dụng các tiêu chuẩn hàn khác nhau cho các dạng liên kết của kết cấu hàn do vậy cho đến nay chưa có một nghiên cứu khảo sát nào so sánh đánh giá các tiêu chuẩn. Trước thực tế đó, đề tài : Ứng dụng phần mềm thiết kế 3D Autodesk Inventor để thiết kế mô phỏng liên kết hàn giáp mối theo tiêu chuẩn ISO,DIN, ANSI, BSI, GB, JIS. Kiểm tra độ bền kéo, uốn. Hàn thực nghiệm tiêu chuẩn ISO, DIN. So sánh, đánh giá mang ý nghĩa thiết thực trong Giáo dục và đào tạo ngành Hàn và các Doanh nghiệp chuyên về kết cấu hàn. 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Sưu tầm các tiêu chuẩn hàn ISO , DIN, ANSI, BSI, JIS, GB về liên kết hàn và lập bảng thống kê các liên kết theo tiêu chuẩn. Đánh giá, so sánh tiêu chuẩn DIN, ISO về liên kết hàn bằng tính toán lý thuyết, phần tử hữu hạn và kiểm tra thực tế độ bền kéo, uốn để xác định mối hàn nào tốt hơn. 1.3. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này, tôi tập trung nghiên cứu về các liên kết hàn giáp mối và thực nghiệm hàn theo hai tiêu chuẩn ISO, DIN theo phương pháp công nghệ hàn điện hồ quang tay. 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đề tài sử dụng các phương pháp thống kê, so sánh, tổng hợp. Lập bảng thống kê về thông số hình học liên kết hàn giáp mối theo các tiêu chuẩn ISO,DIN, ANSI, BSI, GB, JIS. So sánh về thông số hình học liên kết hàn và kết quả thử kéo, uốn của mẫu thử ISO, DIN Tổng kết , đánh giá chất lượng của các mẫu thử ISO, DIN 1.5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Lập bảng thống kê về thông số hình học liên kết hàn theo các tiêu chuẩn ISO, DIN, ANSI, BSI, JIS, GB. Hàn thực nghiệm theo hai tiêu chuẩn ISO, DIN Kiểm tra khuyết tật mối hàn bằng phương pháp siêu âm Gia công mẫu thử kéo, uốn Kiểm tra độ bền kéo, uốn của các mẫu theo hai tiêu chuẩn ISO, DIN Lấy kết quả, xử lý số liệu So sánh, kết luận, viết thuyết minh.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN -` LUYỆN THẾ THẠNH ỨNG DỤNG PHẦN MỀM THIẾT KẾ 3D AUTODESK INVENTOR ĐỂ THIẾT KẾ MÔ PHỎNG LIÊN KẾT HÀN GIÁP MỐI THEO CÁC TIÊU CHUẨN ISO, DIN, ANSI, BSI, GB, JIS KIỂM TRA ĐỘ BỀN KÉO, UỐN HÀN THỰC NGHIỆM TIÊU CHUẨN ISO, DIN SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ Chuyên ngành: Chế tạo máy Mã số:62.52.01.03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS TRẦN VĨNH HƯNG HƯNG YÊN - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn cơng trình nghiên cứu riêng Các kết nêu Luận văn chưa cơng bố cơng trình khác Các số liệu, ví dụ trích dẫn Luận văn đảm bảo tính xác, tin cậy trung thực Tơi hồn thành tất mơn học toán tất nghĩa vụ tài theo quy định Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng n Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm lời cam đoan Tơi xin chân thành cảm ơn! NGƯỜI CAM ĐOAN LUYỆN THẾ THẠNH i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu ISO9692 1:2003(E) Nội dung Tiêu chuẩn hàn Tổ chức Quốc tế tiêu chuẩn hóa “ DIN 8551 T1 International Organization for Standardization” Tiêu chuẩn hàn Đức “Deutsches Institut für Normung” ANSI/AWS Tiêu chuẩn hàn Hiệp hội Hoa Kỳ “American Society for Testing and Materials” D1.1/D1.1M:2006 JIS Z 3604-2002 Tiêu chuẩn hàn Nhật “Japanese Industrial Standards” BS EN ISO 9692- Tiêu chuẩn hàn Anh tương đương tiêu chuẩn ISO 96921:2003 GB /T 985.1-2008 1:2003(E) “Bromeliad Society International” Tiêu chuẩn hàn Trung Quốc lấy tiêu chuẩn ISO 9692- TCVN 3909-2000 1:2003(E) làm tiêu chuẩn nước “standardization administration of china” Kích thước mẫu thử kéo ngang theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5401: 2010 IK Kích thước mẫu thử uốn ngang theo tiêu chuẩn Việt Nam Kí hiệu mẫu thử kéo chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn ISO IU 9692-1:2003 Kí hiệu mẫu thử uốn chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn ISO DK 9692-1:2003 Kí hiệu mẫu thử kéo chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn DIN DU 8551 T1 Kí hiệu mẫu thử uốn chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn DIN F [mm ] P [N] б [N/m2] τ [N/m2] E [N/m2] γ [g/cm3] μ YA [mm] V [mm3] m [kg] δ [mm] ak [kp.m/cm2] M (Nm) k (mm) Ih(A) Uh (V) Vh (mm/p) 8551 T1 Diện tích tiết diện Lực tác dụng Ứng suất pháp Ứng suất tiếp Mô đun đàn hồi Khối lượng riêng Hệ số Possion Chuyển vị Thể tích Khối lượng Độ dãn dài tương đối Độ dai va đập Mơmen Cạnh mối hàn Cường độ dịng điện hàn Điện áp hàn Tốc độ/ vận tốc hàn ii DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng` Trang Liên kết hàn vát mép chữ V với mép cạnh lớn “ mép cùn ” lấy 11 Bảng 1.1 mặt sau ( ký hiệu Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 BSI, GB, JIS Ký hiệu tên gọi mẫu thử kéo Ký hiệu tên gọi mẫu thử uốn Kích thước lực kéo đứt kiểm nghiệm thực tế Kết kiểm nghiệm mẫu thử kéo theo phương pháp truyền 55 56 57 58 thống Kết kiểm nghiệm mẫu thử uốn theo phương pháp 60 Bảng 2.4 Bảng 2.5 Bảng 2.6 Bảng 2.7 Bảng 2.8 Bảng 2.9 Bảng 2.10 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Bảng 3.10 Bảng 3.11 Bảng 3.12 Bảng 3.13 Bảng 3.14 Bảng 4.1 Bảng 4.2 Bảng 4.3 Bảng 4.4 Bảng 4.5 )theo tiêu chuẩn ISO, DIN, ANSI, truyền thống Tiết diện vị trí kéo đứt hai mẫu thử Kết trình thử kéo mẫu IK ( ISO 9692-1:2003) Kết trình thử kéo mẫu DK ( DIN 8551 T1 ) Kết trình uốn mẫu IU ( ISO 9692-1:2003 ) Kết trình uốn mẫu DU ( DIN 8551 T1 ) Thơng số hình học liên kết hai tiêu chuẩn thực nghiệm Thành phần hóa học thép C55 Cơ tính thép C55 Thành phần hóa học lõi que hàn (%) theo AWS Tính chất học tất kim loại mối hàn theo AWS Chế độ hàn cho hai mẫu ISO,DIN Góc vào vật liệu Thông tin kỹ thuật máy thử độ bền kéo, nén, uốn WDW-T300 Thông tin kỹ thuật máy thử độ bền kéo, nén, uốn WAW-1000 Các kích thước đồ gá uốn kiểu chữ U Kết số liệu mẫu thử kéo theo tiêu chuẩn ISO Kết số liệu mẫu thử kéo theo tiêu chuẩn DIN Kết sau thử uốn hai mẫu theo tiêu chuẩn ISO, DIN So sánh kết thực nghiệm Kết nghiên cứu thử kéo mối hàn theo phương pháp truyền 66 68 69 70 71 74 75 75 76 76 77 79 82 86 87 90 92 92 93 94 thống Kết nghiên cứu thử uốn mối hàn theo phương pháp truyền 94 thống Kết nghiên cứu thử kéo mối hàn theo phương pháp phần tử 94 hữu hạn Kết nghiên cứu thử uốn mối hàn theo phương pháp phần tử 95 hữu hạn Kết kiểm nghiệm thử kéo mối hàn thực nghiệm 95 iii Bảng 4.6 So sánh kết thực nghiệm với tính tốn lý thuyết iv 96 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Tên hình Trang Hình 1.1 Liên kết hàn không vát mép ( ký hiệu 13 Hình 1.2 Liên kết hàn vát mép chữ V ( ký hiệu Hình 1.3 Liên kết hàn vát mép chữ V có lót đáy ( ký hiệu ) Liên kết hàn vát mép chữ V hai phía với mép cạnh lớn “ mép ) 13 ) Hình 1.4 14 14 cùn ” ( ký hiệu ) Liên kết hàn vát mép chữ U phía lấy mặt sau ( ký hiệu Hình 1.5 14 ) Hình 1.6 Hình 1.7 Liên kết hàn vát mép chữ U hai phía ( ký hiệu Liên kết hàn vát mép cạnh lấy mặt sau ( ký hiệu Hình 1.8 Liên kết hàn vát mép chữ K ( ký hiệu ) Hình 2.1 Kích thước gá, đính phơi theo mẫu ISO Hình 2.2 Vát mép theo tiêu chuẩn ISO Hình 2.3 Bản vẽ 3D liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO Hình 2.4 Bản vẽ 3D mối hàn theo tiêu chuẩn ISO Hình 2.5 Kích thước gá, đính phơi theo mẫu DIN Hình 2.6 Vát mép theo tiêu chuẩn DIN Hình 2.7 Bản vẽ 3D liên kết hàn theo tiêu chuẩn DIN Hình 2.8 Bản vẽ 3D mối hàn theo tiêu chuẩn DIN Hình 2.9 Mẫu thử kéo ngang dùng cho ( Kích thước tổng qt) Hình 2.10 Mẫu thử kéo ngang dùng cho ( Kích thước gia cơng) Kích thước mẫu thử uốn mặt đầu mối hàn giáp mối ( kích Hình 2.11 thước tổng quát) Mẫu thử uốn ngang dùng cho mối hàn giáp mối dạng Hình 2.12 ( Kích thước gia cơng) Hình 2.13 Giới hạn bền kéo mẫu IK Hình 2.14 Độ dãn dài mẫu IK Hình 2.15 Giới hạn bền kéo mẫu DK Hình 2.16 Độ dãn dài mẫu DK Hình 2.17 Độ bền uốn mẫu IU Hình 2.18 Khoảng cách chày uốn di chuyển xuống mẫu IU Hình 2.19 Độ bền uốn mẫu IU v 14 ) ) 14 14 Phụ lục 52 52 53 Phụ lục 53 54 54 55 55 56 56 67 68 68 69 69 70 70 Hình 2.20 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Hình 3.16 Hình 3.17 Hình 3.18 Hình 3.19 Hình 3.20 Hình 3.21 Hình 3.22 Hình 3.23 Hình 3.24 Hình 3.25 Hình 3.26 Hình 3.27 Hình 3.28 Hình 3.29 Hình 3.30 Hình 3.31 Khoảng cách chày uốn di chuyển xuống mẫu DU Máy hàn chiều Finewel – 500D Mặt trước mối hàn chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn ISO Mặt sau mối hàn chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn ISO Mặt trước mối hàn chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn DIN Mặt sau mối hàn chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn DIN Máy siêu âm mối hàn Góc độ, vị trí đặt đầu dị Sơ đồ liên kết giáp mối a) tia trực tiếp ; b) tia phản xạ lần Mặt trước mẫu thử kéo( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO Mặt sau mẫu thử kéo( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO) Mặt trước mẫu thử uốn( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO) Mặt sau mẫu thử uốn( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO) Mặt trước mẫu thử kéo( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn DIN Mặt sau mẫu thử kéo( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn DIN ) Mặt trước mẫu thử uốn( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn DIN ) Mặt sau mẫu thử uốn( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn DIN ) Máy đo độ bền kéo, nén, uốn WDW-T300 Điều chỉnh ngàm kẹp thông qua phần mềm hỗ trợ Ngàm kẹp điều chỉnh đến khoảng cách phù hợp Mẫu kẹp ngàm kẹp Các thông số, đồ thị mẫu thử Máy đo độ bền kéo, nén, uốn WAW-1000 Các thông số mẫu thử uốn ngang mặt đầu mối hàn Phần mềm hỗ trợ ghi thông tin q trình thử uốn Khn uốn chưa có mẫu Vị trí mẫu thử khn uốn Chày uốn di chuyển Mẫu thử lọt lịng khn uốn Kết hiển thị phần mềm Mẫu kéo đứt IK1 Đồ thị mẫu kéo đứt IK1 vi 71 75 Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục 77 78 79 Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục 82 Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục 85 87 Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục 88 89 Hình 3.32 Hình 3.33 Hình 3.34 Hình 3.35 Hình 3.36 Hình 3.37 Hình 3.38 Hình 3.39 Hình 3.40 Hình 3.41 Hình 3.42 Mẫu kéo đứt IK2 Đồ thị mẫu kéo đứt IK2 Mẫu kéo đứt IK3 Đồ thị mẫu kéo đứt IK3 Mẫu kéo đứt DK1 Đồ thị mẫu kéo đứt DK1 Mẫu kéo đứt DK2 Đồ thị mẫu kéo đứt DK2 Mẫu kéo đứt DK3 Đồ thị mẫu kéo đứt DK3 Hình ảnh mẫu sau uốn 89 89 89 90 90 90 91 91 91 91 92 vii viii MỤC LỤC HƯNG YÊN - 2013 LỜI CAM ĐOAN I TƠI XIN CAM ĐOAN LUẬN VĂN LÀ CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA RIÊNG TÔI CÁC KẾT QUẢ NÊU TRONG LUẬN VĂN CHƯA ĐƯỢC CƠNG BỐ TRONG BẤT KỲ CƠNG TRÌNH NÀO KHÁC CÁC SỐ LIỆU, VÍ DỤ VÀ TRÍCH DẪN TRONG LUẬN VĂN ĐẢM BẢO TÍNH CHÍNH XÁC, TIN CẬY VÀ TRUNG THỰC TƠI ĐÃ HỒN THÀNH TẤT CẢ CÁC MƠN HỌC VÀ ĐÃ THANH TỐN TẤT CẢ CÁC NGHĨA VỤ TÀI CHÍNH THEO QUY ĐỊNH CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN I TÔI XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN! .I NGƯỜI CAM ĐOAN .I LUYỆN THẾ THẠNH I I DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT II DANH MỤC CÁC BẢNG III DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ V MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 2012 TRONG LĨNH VỰC HÀN KẾT LUẬN CHƯƠNG 50 CHƯƠNG KIỂM TRA CƠ TÍNH MỐI HÀN TRÊN PHẦN AUTODESK 51 INVENTOR 2012 51 KẾT LUẬN CHƯƠNG 75 CHƯƠNG KIỂM TRA CƠ TÍNH MỐI HÀN BẰNG THỰC NGHIỆM 77 KẾT LUẬN CHƯƠNG 96 CHƯƠNG SO SÁNH KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VỚI TÍNH TỐN LÝ THUYẾT .97 KẾT LUẬN CHƯƠNG 100 PHỤ LỤC - Bản vẽ 2D chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn ISO Hình 2.1 Kích thước gá, đính phơi theo mẫu ISO - Bản vẽ 2D chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn DIN Hình 2.5 Kích thước gá, đính phơi theo mẫu DIN PHỤ LỤC - Kết sau hàn mẫu ISO Hình 3.2 Mặt trước mối hàn chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn ISO Hình 3.3 Mặt sau mối hàn chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn ISO - Kết sau hàn mẫu DIN Hình 3.4 Mặt trước mối hàn chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn DIN Hình 3.5.Mặt sau mối hàn chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn DIN + Mẫu thử kéo ( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO) Hình 3.9 Mặt trước mẫu thử kéo( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO) Hình 3.10 Mặt sau mẫu thử kéo( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO) + Mẫu thử uốn ( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO) Hình 3.11 Mặt trước mẫu thử uốn( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO) Hình 3.12 Mặt sau mẫu thử uốn( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO) + Mẫu thử kéo( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn DIN ) Hình 3.13 Mặt trước mẫu thử kéo( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn DIN ) Hình 3.14 Mặt sau mẫu thử kéo( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn DIN ) + Mẫu thử uốn ( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn DIN ) Hình 3.15 Mặt trước mẫu thử uốn( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn DIN ) Hình 3.16 Mặt sau mẫu thử uốn( chuẩn bị liên kết hàn theo tiêu chuẩn DIN ) Hình 3.18 Điều chỉnh ngàm kẹp thơng qua phần mềm hỗ trợ Hình 3.19 Ngàm kẹp điều chỉnh đến khoảng cách phù hợp Hình 3.20 Mẫu kẹp ngàm kẹp Hình 3.21 Các thơng số, đồ thị mẫu thử Hình 3.24 Phần mềm hỗ trợ ghi thơng tin q trình thử uốn Hình 3.25 Khn uốn chưa có mẫu Hình 3.26 Vị trí mẫu thử khn uốn Hình 3.27 Chày uốn di chuyển Hình 3.28 Mẫu thử lọt lịng khn uốn Hình 3.29 Kết hiển thị phần mềm PHỤ LỤC ĐỒ THỊ CỦA MẪU IK1 ĐỒ THỊ CỦA MẪU IK2 ĐỒ THỊ CỦA MẪU IK3 ĐỒ THỊ CỦA MẪU DK1 ĐỒ THỊ CỦA MẪU DK2 ĐỒ THỊ CỦA MẪU DK3 ... : Ứng dụng phần mềm thiết kế 3D Autodesk Inventor để thiết kế mô liên kết hàn giáp mối theo tiêu chuẩn ISO ,DIN, ANSI, BSI, GB, JIS Kiểm tra độ bền kéo, uốn Hàn thực nghiệm tiêu chuẩn ISO, DIN. .. học liên kết hàn giáp mối theo tiêu chuẩn ISO ,DIN, ANSI, BSI, GB, JIS - So sánh thơng số hình học liên kết hàn kết thử kéo, uốn mẫu thử ISO, DIN - Tổng kết , đánh giá chất lượng mẫu thử ISO, DIN. .. liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO, DIN, ANSI, BSI, JIS, GB - Hàn thực nghiệm theo hai tiêu chuẩn ISO, DIN - Kiểm tra khuyết tật mối hàn phương pháp siêu âm - Gia công mẫu thử kéo, uốn - Kiểm tra