Nghiên cứu phục hồi xupap động cơ m 530 bằng phương pháp hàn đắp

Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐOÀN THANH HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHỤC HỒI XUPAP ĐỘNG CƠ M–530 BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN ĐẮP Chuyên ngành : Kỹ thuật khí LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ Hà Nội – Năm 2016 HV: Đoàn Thanh Hướng GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân tác giả hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thúc Hà tham khảo tài liệu liệt kê, ngoại trừ số liệu, bảng, biểu đồ, cơng thức, đồ thị trích dẫn từ tài liệu tham khảo, nội dung cơng bố cịn lại luận văn tác giả đưa chưa công bố tài liệu Nếu sai, tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 28 tháng 03 năm 2016 Tác giả Đoàn Thanh Hướng HV: Đoàn Thanh Hướng GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XUPAP ĐỘNG CƠ MÁY THỦY 13 1.1 Khảo sát xupap động máy thủy M-530 13 1.1.1 Kết cấu xupap động M - 530 15 1.1.1.1 Cấu tạo mặt làm việc xupap .15 1.1.1.2 Kết cấu đỉnh nấm xupap 15 1.1.1.3 Kết cấu thân xupap 16 1.1.1.4 Kêt cấu đuôi xupap 16 1.1.1.5 Cấu tạo mặt quy lat 18 1.1.2 Phân tích điều kiện làm việc hư hỏng thường gặp xupap 19 1.1.3 Tình hình nghiên cứu phục hồi xupap máy thủy nước 23 1.1.3.1 Các nghiên cứu nước: 23 1.1.3.2 Tình hình nghiên cứu giới 25 1.2 Nội dung nghiên cứu đề tài 27 1.3 Phương pháp nghiên cứu 28 1.4 Một số đóng góp khoa học luận văn .28 1.5 Lý chọn đề tài .29 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ PHỤC HỒI XUPAP 32 2.1 Phân tích lựa chọn phương pháp phục hồi xupap 32 2.2 Công nghệ hàn PTA 54 2.2.1 Nghiên cứu tổng quan công nghệ hàn PTA 54 2.2.1.1 Lịch sử phát triển công nghệ hàn PTA 54 2.2.1.2 Các đặc điểm công nghệ hàn PTA 54 2.2.1.3 Nguyên lý công nghệ hàn PTA .57 2.2.1.4 Cấu tạo hệ thống thiết bị hàn Plasma bột .59 HV: Đoàn Thanh Hướng GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp 2.2.2 Phân tích lựa chọn thiết bị hàn thực nghiệm cho đề tài 60 2.2.3 Nghiên cứu lựa chọn vật liệu hàn 63 2.2.3.1 Phân tích, lựa chọn khí hàn 63 2.2.3.2 Nghiên cứu, lựa chọn bột hàn đắp 63 2.2.4 Kỹ thuật hàn Plasma bột .69 2.2.4.1 Ảnh hưởng lưu lượng khí tạo hồ quang plasma dòng điện hàn plasma .71 2.2.4.2 Ảnh hưởng khoảng cách từ đầu điện cực đến bề mặt vật hàn: 73 2.2.4.3 Ảnh hưởng kích thước hạt bột hàn đắp 74 2.2.4.4 Ảnh hưởng lưu lượng khí bảo vệ, khí dẫn (khí mang bột) 75 2.2.4.5 Nhiệt độ nung nóng sơ bộ: 76 2.2.4.6 Lựa chọn thông số chế độ công nghệ hàn .77 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM PHỤC HỒI XUPAP M530 78 BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN ĐẮP PLASMA BỘT 78 3.1 Xác định đặc tính xupap M-530 78 3.1.1 Phân tích thành phần hóa học xupap M-530 78 3.1.2 Xác định tính xupap M-530 81 3.1.3 Xác định kích thước xupap M-530 83 3.2 Quy trình cơng nghệ phục hồi xupap 84 3.2.1 Mô tả chung 84 3.2.2 Quy trình phục hồi xupap 84 3.2.2.1 Các điều kiện hàn 84 3.2.2.2 Tạo bề mặt lớp đắp 89 3.2.2.3 Xử lý nhiệt truớc hàn 90 3.2.2.4 Thực hàn đắp PTA 91 3.2.2.5 Xử lý nhiệt sau hàn .94 3.2.2.6 Gia công sau hàn hoàn thiện 97 CHƯƠNG 4: KIỂM TRA TỔ CHỨC, ĐỘ CỨNG CỦA SẢN PHẨM 104 HV: Đoàn Thanh Hướng GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp 4.1 Nghiên cứu tổ chức kim loại mối hàn đắp phục hồi xupap .104 4.1.1 Chuẩn bị mẫu 104 4.1.2 Tổ chức tế vi vùng kim loại mối hàn 104 4.1.3 Tổ chức tế vi vùng kim loại 105 4.1.4 Tổ chức tế vi vùng giáp ranh kim loại kim loại mối hàn .106 4.2 Độ cứng mối hàn vùng ảnh hưởng nhiệt 107 4.2.1 Độ cứng kim loại vùng mối hàn 107 4.2.2 Độ cứng kim loại vùng ranh giới mối hàn với kim loại 108 4.2.3 Độ cứng kim loại vùng ảnh hưởng nhiệt 109 Kết luận chương 4: 109 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 110 Kết luận: 110 Kiến nghị: 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT .112 TÀI LIỆU TIẾNG ANH 113 PHỤ LỤC 117 HV: Đoàn Thanh Hướng GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt PTA Plasma Transferred Arc Hàn hồ quang Plasma bột HVOF High Velocity Oxy-Fuel Phun nhiệt khí PAW Plasma Arc Welding Hàn plasma PWHT Post Weld Heat Treatment Xử lý nhiệt sau hàn VAHN Heat Affected Zone Vùng ảnh hưởng nhiệt TIG Tungsten Inert Gas MIG Metal Inert Gas SAW Submerged Arc Welding HV: Đoàn Thanh Hướng Hàn điện cực khơng nóng chảy mơi trường khí trơ Hàn điện cực nóng chảy mơi trường khí trơ Hàn tự động lớp thuốc GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ Bảng 1: Bột hàn Co hãng Deloro Stellite 65 Bảng 2: Vật liệu bột hãng Castolin – Thụy điển 66 Bảng 3: Vật liệu bột hãng Daido – Nhật 66 Bảng 4: Vật liệu bột hãng Mishubishi – Nhật 67 Bảng 5: Vật liệu bột hãng Eutectic – Mỹ .67 Bảng 6: Vật liệu bột Co hãng Bohler: .68 Bảng 7: Vật liệu bột Co hãng carpenter – Mỹ .68 Bảng 8: Vật liệu bột Trung Quốc 69 Bảng 1: Thành phần hóa học xupap mẫu (các nguyên tố chủ yếu) 79 Bảng 2: Thành phần hóa học thép 40X9C2 .79 Bảng 3: Cơ tính thép hợp kim bền nóng 40X9C2 .79 Bảng 4: Kết đo độ cứng kim loại .82 Bảng 5: Thông số chế độ hàn 89 Bảng 1: Kết đo độ cứng mối hàn 108 Bảng 2: Kết đo độ cứng vùng ranh giới kim loại mối hàn với kim loại 108 Bảng 3: Kết đo độ cứng kim loại vùng AHN mối hàn 109 HV: Đoàn Thanh Hướng GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1: Động kỳ tàu thủy 13 Hình 2: Các phận cấu sinh cơng động 13 Hình 3: Sơ đồ chu trình đóng mở xupap động đốt kỳ [07] 14 Hình 4: Hình ảnh phóng đại cắt ngang bề mặt làm việc xupap [17] .14 Hình 5:Một số kết cấu đỉnh xupap (đỉnh nấm) 16 Hình 6: Một sơ kết cấu đuôi xupap 17 Hình 7: Các quy định chuẩn kích thước xupap [30] 17 Hình 8: Cấu tạo xupap 18 Hình 9: Hình ảnh mặt quy lát 19 Hình 10: sơ đồ phân bố nhiệt độ xupap làm việc [15] 19 Hình 11: Chu trình nhiệt động đốt [32] 19 Hình 12: Hình ảnh xupap mịn mặt 21 Hình 13: Rỗ bề mặt tiếp xúc vơi buồng đốt 21 Hình 14: Hình ảnh xupap bị mẻ phần đỉnh nấm 22 Hình 15: Hình ảnh xupap bị cháy thủng 23 Hình 16: Mẫu xupap qua sử dụng .27 Hình 17: Mẫu xupap .27 Hình 1: Đầu phun hồ quang điện 34 Hình 2: Sơ đồ thiết bị phun hồ quang điện 35 Hình 3: Sơ đồ nguyên lý thiết bị phun phủ lửa .36 Hình 4: Sơ đồ súng phun khí-bột kim loại ROTOTEC-80 (Thuỵ Sỹ) 36 Hình 5: Nguyên lý phun phủ plasma .37 Hình 6: Nguyên lý hàn hồ quang tay .41 Hình 7: Sơ đồ nguyên lý máy hàn tự động 42 Hình 8: Sơ đồ nguyên lý hàn TIG 43 HV: Đoàn Thanh Hướng GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp Hình 9: Sơ đồ máy hàn tự động mơi trường khí bảo vệ .45 Hình 10: Hàn hồ quang Plasma 46 Hình 11: So sánh hai phương pháp PTA PAW 48 Hình 12: Quá trình hàn PTA 49 Hình 13: Sự phân bố nhiệt vùng hồ quang hàn plasma 50 Hình 14: Lớp đắp hai công nghệ hàn PAW PTA .55 Hình 15: Phân bố nhiệt hồ quang hàn TIG PTA [40] 56 Hình 16: Sơ đồ ngun lý cơng nghệ hàn Plasma bột [49] 58 Hình 17: Sự tham gia kim loại .59 Hình 18: Hình ảnh mặt cắt ngang lớp đắp công nghệ PTA [41] 59 Hình 19: Sơ đồ hệ thống hàn Plasma bột [53] .60 Hình 20: Các loại mỏ hàn phân loại theo công dụng .61 Hình 21: Bộ cấp bột EP2 62 Hình 22: Hệ thống hút khói hàn .62 Hình 23: Hệ thống di chuyển tạo dao động ngang đầu mỏ hàn 63 Hình 24: Phần tham gia kim loại hàn đắp plasma bột 70 Hình 25: Ứng dụng điển hình cơng nghệ hàn Plasma bột .70 Hình 26: Mặt cắt chiều sâu ngấu lớp đắp 71 Hình 27: Ảnh hưởng dịng điện plasma, lưu lượng khí plasma, tỷ lệ bột đắp tới hòa tan kim loại mối hàn 72 Hình 28: Ảnh hưởng lưu lượng khí tạo hồ quang Plasma đến hình dạng lớp đắp hịa tan kim loại bột 73 Hình 29: Ảnh hưởng khoảng cách làm việc đến hòa tan kim loại 74 Hình 30: Ảnh hưởng kích thước bột hàn đắp tới độ cứng hòa tan 75 Hình 31: So sánh tính chất lớp đắp hai loại hình dạng bột đắp khác .76 Hình 1: Thiết bị phân tích thành phần hóa học kim loại PMI-MASTER PRO .78 Hình 2: Vết phân tích xupap 78 Hình 3: Quan hệ CE theo hàm lượng % nguyên tố vật liệu .80 HV: Đoàn Thanh Hướng GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 cơng nghệ hàn đắp Hình 4: Máy đo độ cứng Struers Duramin .82 Hình 5: Các vị trí kiểm tra độ cứng kim loại mẫu xupap .82 Hình 6: Máy đo ba chiều 3D MEASUIE_CE-450 83 Hình 7: Quy trình cơng nghệ hàn đắp phục hồi xupap 84 Hình 8: Nguồn hàn 85 Hình 9: Các loại mỏ hàn phân loại theo chức .86 Hình 10: Bảng điều khiển cầm tay 86 Hình 11: Hệ thống chai khí địng hồ đo lưu lượng 87 Hình 12: Hình đồ gá hai trục quay 87 Hình 13: Hình ảnh sau tiện xupap xuống 2-3mm 90 Hình 14: Hình súng bắn nhiệt 91 Hình 15: Hình ảnh mỏ nung 91 Hình 16: Hình thép trịn sau hàn đính 91 Hình 17: Hình vành tản nhiệt sau hàn đính 92 Hình 18: Hình mỏ nung 92 Hình 19: Hình đồ gá trục xoay 93 Hình 20: Hình ảnh xupap sau hàn đắp .93 Hình 21: Sơ đồ chu trình xử lý nhiệt sau hàn đắp 96 Hình 22: Hình cắt bỏ vành tản nhiệt sau hàn 97 Hình 23: Hình ảnh chấu kẹp thủy lực 98 Hình 24: Hình ảnh dao cắt .98 Hình 25: Mài mặt cạnh xupap 99 Hình 26: Hình ảnh máy tiện 100 Hình 27: Hình ảnh máy mài xupap 100 Hình 28: Hình ảnh mỏ nung 101 Hình 29: Hình ảnh q trình gia cơng lớp đắp máy tiện .101 Hình 30: Đồ gá hai trục quay .101 Hình 31: Hình ảnh sau tiện xong 101 Hình 32: Hình ảnh hệ thống hàn Plasma bột .102 HV: Đoàn Thanh Hướng 10 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp CHƯƠNG 4: KIỂM TRA TỔ CHỨC, ĐỘ CỨNG CỦA SẢN PHẨM 4.1 Nghiên cứu tổ chức kim loại mối hàn đắp phục hồi xupap 4.1.1 Chuẩn bị mẫu Xupap sau hàn PTA cắt để phân tích tổ chức tế vi kim loại mối hàn từ xupap hàn đắp phục hồi Sử dụng phương pháp cắt dây để tránh ảnh hưởng đến tổ chức kim loại cần nghiên cứu + Đúc mẫu: Các mẫu cắt cố định vào hỗn hợp keo thơng qua ấu trình đúc + Mài mẫu: Sử dungjgiaays ráp từ số 100 đến 2000 (10 số) mài qua tất số từ thơ đến tinh + Đánh bóng mẫu: Mẫu rửa từ phần mài chuyển sang đánh bóng máy đánh bóng với hỗn hợp bột đánh bóng oxit crom nước + Rửa tẩm thực mẫu - Nhỏ dung dịch tẩm thực 4% HNO3 phủ kín bề mặt mẫu thấy bề mặt mẫu chuyển hoàn toàn từ gương suốt sang màu đục xám lại khơng soi rửa nước cồn tránh làm cháy mẫu thời gian để lâu, lau sấy khô cuối lau dầu bảo quản - Khi lau giấy tránh giấy có sợi bơng làm rách giấy khiến sợi bám vào bề mặt mẫu - Lau rửa không để vết nước giấy mẫu sau sấy khơ, sấy xong có vết nước rửa, lau sấy lại - Kết thúc q trình đưa mẫu lên soi kính hiển vi mẫu đạt mẫu khơng có nhiều vết xước vùng cần phân tích không đạt phải mài lại mẫu từ cấp 2000 làm lại từ bước mài mẫu 4.1.2 Tổ chức tế vi vùng kim loại mối hàn Sử dụng kính hiển vi quang học Axiovert 25 hãng Zeiss phịng thí nghiệm Kim loại học, trường Đại học Bách khoa Hà Nội để chụp ảnh tổ chức tế vi kim loại mối hàn Đây sở để phân tích tổ chức, cấu trúc kim loại xác Độ phóng đại ảnh chụp để phân tích chọn mức 100, 200, HV: Đoàn Thanh Hướng 104 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp 500 1000 lần Với độ phóng đại này, quan sát cấu trúc, tổ chức kim loại mối hàn vùng AHN, độ sâu ngấu mối hàn, khuyết tật mối hàn nứt tế vi, rỗ khí, tách lớp, tróc, Phương pháp gọi phương pháp phân tích kim tương học Vật liệu hàn sử dụng để hàn đắp lên kim loại trình hàn PTA bột hợp kim Bishilite No.32 Các pha cacbit Crom (CrxCy) cacbit Vonfram (WxC) phân bố Cobal Hình 1: Tổ chức tế vi vùng kim loại mối hàn Phân tích ảnh chụp cấu trúc kính hiển vi quang học (OM) hình 4.1 không thấy tồn khuyết tật nứt, rỗ khí, xốp, tách lớp kim loại mối hàn 4.1.3 Tổ chức tế vi vùng kim loại Hình 2: Cấu trúc kim loại vùng kim loại HV: Đoàn Thanh Hướng 105 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp Kết khảo sát kim tương cho thấy, cấu trúc kim loại vùng kim loại gồm Ferrit Pearlit có cấu trúc hạt nằm xen kẽ tác dụng nguồn nhiệt hàn plasma Kim loại vùng AHN Kim loại Hình 3: Cấu trúc kim loại tiếp giáp vùng kim loại Quan sát hình 4.3 nhận thấy rõ khác biệt cấu trúc kim loại vùng AHN kim loại không bị tác động nhiều nguồn nhiệt hàn Có thể nhận thấy tổ chức vật liệu tương đối giống với tổ chức kim loại 4.1.4 Tổ chức tế vi vùng giáp ranh kim loại kim loại mối hàn Vùng ranh giới kim loại mối hàn kim loại rõ ràng Mối hàn Kim loại Hình 4: Cấu trúc kim loại vùng ranh giới mối hàn với kim loại (OM, x200) HV: Đoàn Thanh Hướng 106 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp 4.2 Độ cứng mối hàn vùng ảnh hưởng nhiệt Độ cứng tiêu chí quan trọng chất lượng phục hồi xupap Nếu độ cứng thấp làm giảm khả làm việc, tuổi thọ sản phẩm khả chịu mài mòn kim loại lớp đắp Nhưng độ cứng lớn làm giảm độ dẻo, tăng độ giịn gây tượng vỡ mảnh, nứt, tróc, tách lớp tượng va đập làm việc Tác giả tiến hành đo độ cứng kim loại lớp đắp thiết bị kiểm tra độ cứng Struers Duramin ( giới thiệu chương 3) Yêu cầu đặt kim loại mối hàn phải có độ cứng khoảng 40,1÷40,8 HRC (theo kết xác định độ cứng phần trước bảng 3.4) Để xác định độ cứng kim loại mối hàn vùng AHN, tiến hành kiểm tra mũi thử kim cương, với tải trọng 100g (HV0,1) thời gian dừng 10 giây Độ cứng đo nhiều vị trí khác tương tự làm thí nghiệm chương 3: Các điểm kiểm tra độ cứng gồm vùng kim loại mối hàn, vùng ranh giới vùng AHN kim loại 4.2.1 Độ cứng kim loại vùng mối hàn Kiểm tra độ cứng mối hàn để xác định độ cứng kim loại lớp đắp Để đánh giá đầy đủ xác, tác giả tiến hành kiểm tra độ cứng nhiều vị trí khác mối hàn từ A1 ÷ A7 Vị trí kiểm tra gồm điểm từ đỉnh mối hàn xuống chân mối hàn theo hướng vng góc với bề mặt vật hàn điểm nằm song song gần với đường phân giới mối hàn kim loại HV: Đoàn Thanh Hướng 107 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp Bảng 1: Kết đo độ cứng mối hàn Kiểm tra độ cứng Các vị trí Khoảng cách Độ cứng Giá trị độ cứng kiểm tra điểm đo (µm) (HV0,1) (HRC) A1 350 441 44.3 A2 250 438 44.0 A3 150 434 43.7 A4 50 431 43.5 A5 50 427 43.2 A6 50 422 42.9 A7 20 416 42.6 Vùng kim loại mối hàn Từ bảng 4.1 thấy rằng, giá trị độ cứng đo điểm mối hàn tương đối ổn định Nó dao động khoảng 42.6 ÷ 44.3HRC độ cứng có xu hướng giảm dần theo hướng từ đỉnh mối hàn đến vùng ranh giới kim loại mối hàn với kim loại 4.2.2 Độ cứng kim loại vùng ranh giới mối hàn với kim loại Tiến hành kiểm tra độ cứng hai điểm khác nằm đường phân giới kim loại mối hàn với kim loại từ A8 ÷ A9 Bảng 2: Kết đo độ cứng vùng ranh giới kim loại mối hàn với kim loại Vùng kiểm tra độ Vị trí Khoảng cách Độ cứng Độ cứng cứng kiểm tra điểm đo (µm) (HV0,1) (HRC) A8 50 404 41.9 A9 100 415 42.5 Vùng phân giới Từ bảng 4.2 thấy rằng, kết kiểm tra độ cứng vùng ranh giới thấp so với vùng kim loại mối hàn Nó dao động khoảng 41,9 ÷ 42,5 HRC HV: Đồn Thanh Hướng 108 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp 4.2.3 Độ cứng kim loại vùng ảnh hưởng nhiệt Kiểm tra độ cứng điểm khác vùng vùng ảnh hưởng nhiệt (AHN) Các vị trí đo độ cứng có hướng vng góc với đường phân giới kim loại mối hàn với Tiến hành kiểm tra độ cứng điểm khác nằm vùng AHN từ A10 ÷ A11 Bảng 3: Kết đo độ cứng kim loại vùng AHN mối hàn Vùng kiểm tra độ Vị trí kiểm Khoảng cách Độ cứng Độ cứng cứng tra điểm đo (µm) (HV0,1) (HRC) A10 20 406 42.0 A11 200 400 41.5 A12 400 388 40.1 Vùng AHN Từ bảng 4.3 thấy rằng, độ cứng tỉ lệ nghịch với khoảng cách đến đường phân giới mối hàn Ở xa đường phân giới với mối hàn, độ cứng giảm Kim loại vùng AHN có độ cứng thấp so với kim loại mối hàn, có độ cứng cao kim loại Kết luận chương 4: Trong chương này, tiến hành nghiên cứu, soi bề mặt lớp đắp, phân tích cấu trúc tổ chức tế vi kim loại mối hàn, kim loại ranh giới chúng Các kết nghiên cứu xác định độ cứng vùng kim loại mối hàn vùng lân cận mối hàn xupap cần phục hồi Kết cho thấy, liên kết mối hàn đắp kim loại đạt u cầu, khơng có khuyết tật xuất mẫu thử nghiệm, đặc biệt đạt đươàu cần thiết độ cứng bề mặt nấm xupap theo số liệu thu từ mẫu xupap Điều xác định mức độ thành công phù hợp công nghệ hàn đắp phục hồi lựa chọn HV: Đoàn Thanh Hướng 109 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ Kết luận: - Đã nghiên cứu phân tích nguyên lý làm việc, điều kiện chịu tải, cấu tạo, chức năng, dạng hỏng điển hình xupap nhu cầu cần phục hồi thực tế sử dụng - Lựa chọn nghiên cứu áp dụng công nghệ hàn plasma bột (PTA) để hàn đắp phục hồi xupap máy thủy M-530 phù hợp với yêu cầu thực tế, đảm bảo suất chất lượng mối hàn cao Mặt khác cơng nghệ tiên tiến có nhiều triển vọng ứng dụng việc phục hồi chế tạo chi tiết, máy làm việc điều kiện chịu mài mịn cao - Xây dựng quy trình hàn đắp xupap động M-530: Tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ hàn đến hình dáng hình học lớp đắp để chọn chế độ hàn PTA, phân tích, đánh giá ảnh hưởng nguyên tố thành phần bột hàn đến tính lớp đắp, lựa chọn loại bột Bishilite No.32 hãng Mishubitshi sử dụng cho trình hàn phục hồi loại xupap chọn - Xây dựng quy trình cơng nghệ tổng thể để phục hồi xupap động máy thủy M-530 bao gồm gia công trước hàn, gá lắp phơi, nung nóng sơ bộ, tiến hành hàn, xử lý nhiệt, gia công sau hàn Quy trình áp dụng vào thực tế để phục hồi xupap tham khảo cho chi tiết máy khác - Tiến hành thực nghiệm mẫu xupap M-530 Sản phẩm cho kết phù hợp với yêu cầu kỹ thuật Kiến nghị: - Do thời gian điều kiện khách quan nên luận văn dừng lại mức độ thử nghiệm, chưa có điều kiện để đo tuổi thọ lớp đắp, độ mài mòn để đánh giá mức độ chất lượng khả làm việc cần tiếp tục đầu tư nghiên cứu - Thông qua lời kết tác giả mong muốn tiếp tục nhận nhiều hỗ trợ từ chuyên gia hàn để hoàn thiện kết nghiên cứu với nhiều loại xupap khác phục vụ cho ngành công nghiệp tàu thủy nước nhà, từ HV: Đồn Thanh Hướng 110 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp giảm chi phí nhập khẩu, giúp doanh nghiệp chủ động trình sản xuất Đồng thời tác giả hi vọng cơng trình tiếp tục nghiên cứu bậc học cao tác giả HV: Đoàn Thanh Hướng 111 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [01] Bộ môn Vật liệu học & Nhiệt luyện (2012), Hướng dẫn thí nghiệm mơn Vật liệu học sở, Viện Khoa học Công nghệ Vật liệu – ĐH Bách khoa Hà Nội, Hà Nội [02] Bùi Minh Trí (2011), Xác xuất thống kê quy hoạch thực nghiệm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [03] Bùi Văn Hạnh (2010) Tính tốn chế độ hàn plasma liên kết giáp mối vát mép phía từ hợp kim nhơm, Tạp chí khí Việt Nam, số 5/2010, tr.38 – 41 [04] Dương Việt Dũng (2012), Kết cấu động đốt trong, trường ĐH Bách khoa Đà Nẵng, Đà nẵng [05] Ngô Lê Thông (2010), Công nghệ hàn điện nóng chảy tập & 2, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [06] Nguyễn Doãn Ý (2009), Xử lý số liệu thực nghiệm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [07] Nguyễn Tất Tiến (2003), Nguyên lý động đốt trong, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội [08] Nguyễn Thúc Hà (2012), Bài giảng xử lý nhiệt trước sau hàn, Bộ môn Hàn & Công nghệ Kim loại - Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội [09] Nguyễn Văn Anh (2014), Nghiên cứu, phục hồi bề mặt làm việc xupap công nghệ hàn Plasma bột, Bộ môn Hàn & CN Kim loại – ĐH Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội [10] Ngô Hữu Mạnh (2015), Nghiên cứu tạo lớp đắp chịu mài mịn thép bon cơng nghệ hàn plasma bột, Bộ môn Hàn & CN Kim loại – ĐH Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội [11] Tạ Anh Tuấn & Hà Kim Thành (1977), Hỏi đáp hóa nhiệt luyện, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [12] Trần Văn Địch (2005), Sổ tay tra mác thép Thế giới, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội HV: Đoàn Thanh Hướng 112 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp [13] Vũ Huy Lân (2012), Bài giảng công nghệ hàn đắp phục hồi, Bộ môn Hàn & CN Kim loại – ĐH Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội [14] Vũ Huy Lân (2012), Bài giảng Quy hoạch xử lý số liệu thực nghiệm ứng dụng công nghệ hàn, Bộ môn Hàn & CN Kim loại – ĐH Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội TÀI LIỆU TIẾNG ANH [15] A fuzzy approach to define sample size for attributes control chart in multistage process: an application in engine valve manufacturing process (2008), Science direct journal [16] A study on wear and wear mechanism of exhaust valve and seat insert depending on different speeds using a simulator [17] A study of exhaust valve and seat insert wear depending on cycle numbers, science direct journal [18] Bui Van Hanh (2005), Hard surfacing of wear and impact resistant layers with plasma powder weld, No58-Journal of Science and Technology, Hanoi [19] Bui Van Hanh, Bui Ngoc Tuyen (2006), Research on the failure of the bamboo chopping knives which are manufactured by powder plasma surfacing, No58Journal of Science and Technology, Hanoi [20] Carpenter powder products, Plasma transfer arc and Laser overlay, Catalog [21] Castolin company, Eutroloy – Metalpulver Zum PTA – SchweiBen, Catalog [22] Castolin company, Technical data book, Catalog [23] Castolin Eutectic, Eutroloy powder apply by Plasma transfer arc process, Catalog [24] Engine valve and valve seat (2012), manufacturing processes SME 2713 [25] Failure analysis and metallurgical investigation of diesel engine exhaust valves, [26] Failure analysis of internal combustion engine valves (2012), international journal of innovative research in science HV: Đoàn Thanh Hướng 113 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp [27] Fatigue tests of un-HIP’ed γ-TiAl engine valves for motorcycles, M.Badami, F.Marino [28] Grossklaus, Warren D, Elevated – Temperature, Plasma transferred arc welding of Nickel – base Superalloy Articles Cincinati, OH: General Electric Company, July 4, United states [29] Heat treatment of P6M5 steel refrigeration upsetti, Catalog [30] Internal combustion engine fundamentals (1988), Mc graw-hill publisher, Massachusetts institute of technology, USA [31] Investigation of engine exhaust valve wear (1966), journal wear [32] Nurten Vardar (2009), Investigation of Exhaust valve Failure in heavy-duty diesel engine, Gazi University Journal of Science, Vol 4, No 23, p 493 - 499, Turkey [33] Investigation of the effect of different carbon film thickness on the exhaust valve, Heat mass transfer journal [34] ISOTEC Bewegungstechnik GmbH, PTA – welding system, Catalog [35] J.C Metcalfe M.B.C Quigley (1975), Heat Transfer in Plasma-Arc Welding, Welding journal, USA [36] John F.Saenger, Jr (1972), Plasma Arc Powder System For Welding, Union Carbide Coporation, New York (US) [37] K Siva, N Murugan, V.P Raghupathy, Modeling, analysis and optimization of weld bead parameters of nickel based overlay deposited by plasma transferred arc surfacing, International Scientific Journal, Vol 1, Issue 3, pp174-182, published quarterly by the Association of Computational Materials Science and Surface Engineering, Indian [38] Kondapalli Siva Prasada, Chalamalasetti Srinivasa Raob, Damera Nageswara Raoc, Optimizing pulsed current micro plasma arc welding parameters to maximize ultimate tensile strength of Inconel625 Nickel alloy using response surface method, International Jornal of Engineering, Science and Technology Vol 3, No 6, 2011, pp 226-236, Indian HV: Đoàn Thanh Hướng 114 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp [39] Zdzislaw Bogdanowicz (2011), Laser rebuilding of engine exhaust valves, Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol 18, No 1, p 57 – 68, Poland [40] Marko Keranen (2010), Effect of welding parameters of Plasma transferred arc welding method on abrasive wear resistance of 12V tool steel deposit, Aalto University, Department of Engineering Design and Production publisher, Germany [41] N Srimath, N Murugan (2011), Prediction and Optimization of Weld Bead Geometry of Plasma Transferred Arc Hard faced Valve Seat Rings, European Journal of Scientific Research ISSN 1450-216X Vol.51 No.2, pp.285-298, Euro Journals Publishing, Inc 2011, Indian [42] Nguyen Đac Trung (2004), Plasma Pulver Auftragloeten zum Verschleissshutz von Aluminiumlegierungen, nhà xuất Trường đại học kỹ thuật W.e.b ISBN 3937672061-3 [43] Optimization of process parameters for deposition of stellite on X45CrSi93 steel by plasma transferred arc technique (2008), Materials and design journal [44] Prediction of die wear during hot-extrusion of engine valve (1960), journal or materials processing technology [45] Study on exhaust valve and seat insert wear depending on fluel type, international journal of precision engineering and manufacturing vol 13, No 2, pp 253 – 260 [46] Technical Information (2009), GS Valve company catalog [47] Tetsu Innami (2004), Plasma Powder Welding Device And Its Welding Method, Matsushita Elictric Industrial Co LTD, Osaka (Japan) [48] Aklimpe; L.A Dobrzanski (2006), the study of technology of Laser and Plasma surfacing of engine valves face made of X40CrSiMo10-2 steel using cobalt-based powders, Journal of Materials Process technology, No175, p 251 – 256, Poland HV: Đoàn Thanh Hướng 115 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp [49] Tomonobu Owa and Takeshi Shinoda (2006), TiAl surface coating on Titanium by Plasma transferred arc Surfacing and its Oxidation Behavior, Materials Transactions, Vol 47, No2, pp 247 to 250, The Japan Institute of metal, Japan [50] V.V.Bashenko and N.A.Sosnin (1988), Optimization of the plasma arc welding process, Welding journal, Vol 10, No 67, Leningrat [51] VLIR–HUT PJ04, Research to apply powder surfacing for the manufacturing of cutting tools working under heavy impact and wear conditions, Thuộc chương trình hợp tác ĐH Bách Khoa Hà Nội cộng đồng trường nói tiếng Hà Lan, Hà Nội [52] W.Mc Lean and B.E.Pinfold (1974), Plasma Welding, Proceeding of the third International Conference, Abington Cambridge, UK [53] Wang Xi – bao, Zhang Wen – yue (2000), New longitudinal strengthening method for plasma arc powder surfacing coating, Transactions of Tianjin University, Vol No 2, China [54] Wear mechanism study of exhaust valve system in modern heavy duty combustion engines HV: Đoàn Thanh Hướng 116 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp PHỤ LỤC Phụ lục 0.1: Bản vẽ chi tiết xupap xả M-530 HV: Đoàn Thanh Hướng 117 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà Nghiên cứu, phục hồi xupap động M-530 công nghệ hàn đắp Phụ lục 2: Bản vẽ chi tiết xupap hút M-530 HV: Đoàn Thanh Hướng 118 GVHD: PGS TS Nguyễn Thúc Hà ... Nghiên cứu, phục hồi xupap động M- 530 công nghệ hàn đắp CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ PHỤC HỒI XUPAP 2.1 Phân tích lựa chọn phương pháp phục hồi xupap 2.1.1 Giới thiệu phương pháp phục hồi Xupap. .. I: Tổng quan xupap động m? ?y thủy Chương II: Nghiên cứu công nghệ phục hồi xupap Chương III: Nghiên cứu thực nghi? ?m phục hồi xupap M5 30 phương pháp hàn đắp plasma bột Chương IV: Ki? ?m tra tổ chức,... khí phương pháp thực m? ? phương pháp hàn đắp khí tự động người ta chia thành loại: hàn bán tự động, hàn tự động hàn rung động (hay gọi hàn chấn động) Các phương pháp hàn đắp để phục hồi xupap: