Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến chất lượng sản phẩm khi cắt thép không rỉ bằng tia plasma

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ ĐÌNH SEN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM KHI CẮT THÉP KHÔNG RỈ BẰNG TIA PLASMA LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Đồng Nai, 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ ĐÌNH SEN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM KHI CẮT THÉP KHÔNG RỈ BẰNG TIA PLASMA CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS LÊ CHÍ CƯƠNG Đồng Nai, 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Bà Rịa-Vũng Tàu, ngày … tháng … năm 2016 Học viên (Ký tên ghi rõ họ tên) Lê Đình Sen ii LỜI CẢM ƠN Với kính trọng lịng biết ơn sâu sắc, Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới PGS TS Lê Chí Cương- người Thầy tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tiếp theo Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam, Khoa đào tạo sau đại học, Khoa Cơ khí mơn Chế tạo máy tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Sau hết Tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên giúp đỡ suốt thời gian qua Xin trân trọng cảm ơn! Kính chúc Q thầy, dồi sức khỏe Học Viên Thực Hiện Lê Đình Sen iii MỤC LỤC TT MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 1.1.7 1.1.8 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 iv 1.3.4 1.3.5 1.3.6 1.3.7 1.3.8 1.3.9 1.3.10 1.4 2.4.1 2.4.1.1 2.4.1.2 2.4.2 2.4.2.1 2.4.2.2 2.4.2.3 CHƯƠNG 2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.4 2.4.1 v 2.4.2 CHƯƠNG 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.6.1 3.6.2 CHƯƠNG 4.1 4.2 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.2.1 4.3.2.2 , cho bề rộng mạch cắt nhỏ thực tế lượng khơng cung cấp đủ 70 ` q trình cắt nên khơng thề hình thành rãnh cắt - Với chế độ cắt I=90(A) V=0.8 (m/min) , trình cắt chậm so với trình cung cấp nhiệt Vì rãnh cắt rộng , vùng ảnh hưởng nhiệt rộng có nhiệt độ cao Điều bất lợi cho trình cắt sử lý nhiệt sau cắt - Với chế độ cắt I=70(A) ;V=1(m/min) I=80(A) ;v=1.2 (m/min) có tương quan nhiệt độ tốc độ chuyển phù hợp với q trình cắt thép khơng rỉ Vùng ảnh hưởng nhiệt phạm vi cho phép, bề rộng rãnh cắt trung bình Ltb=2.4 -2.7 (mm) - Sự chênh lệch kết theo tính tốn kết đo cao 2,4 % (đối với nhiệt độ) % (đối với Ltb) Sai lệch chấp nhận Nghĩa từ giả định đưa chương để lập biểu thức tính tốn nhiệt độ theo lý thuyết, kết cho phép ta áp dụng cơng thức để tính tốn nhiệt độ cắt thép có chiều dày nhỏ khoảng (6 ≤ h < 12mm) Trong phạm vi thông số chế độ cắt khảo nghiệm, kết cho thấy yếu tố: cường độ dòng điện tốc độ cắt ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm cắt.Tuy nhiên yếu tố mà chúng tơi chủ quan đưa khảo nghiệm, ngồi yếu tố khác như: chiều cao mỏ cắt, cấu tạo mỏ cắt… nên chưa đánh giá hết mức độ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cắt thép không rỉ tia plasma Đây mặt hạn chế đề tài Trong phạm vi nghiên cứu thực đề tài, xác định bề rộng rãnh cắt khoảng nhiệt độ vùng ảnh hưởng nhiệt cắt thép tia plasma mà chưa đánh giá tác hại dẫn đến Kiến nghị Với kết nghiên cứu luận văn này, số vấn đề hạn ` 71 chế thời gian chưa quan tâm đến để ngỏ sau: - Nghiên cứu khả áp dụng công thức 2.23 để xác định nhiệt độ điểm vùng ảnh hưởng nhiệt kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt cho cắt thép có chiều dày (6 ≤ h < 12mm) Dựa kết tính nhiệt độ ta tiến hành nghiên cứu cơng đoạn như: xác định ứng suất biến dạng thép không rỉ sau cắt, phương pháp nhiệt độ gia nhiệt cho thép không rỉ sau cắt trước hàn Từ đó, so sánh kết lý thuyết thực nghiệm để tính chọn chế độ cắt phù hợp -Cần nghiên cứu ứng suất biến dạng thép cắt tia plasma để có sở chọn nhiệt độ thời gian gia nhiệt cho thép không rỉ cách phù hợp nhằm tăng hiệu trình cắt plasma 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Bốn (2001), Các phương pháp truy ền nhiệt, Trường Đại học Đà Nẵng [2].Bùi Văn Nghiệp (4/2011), Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng nhiệt hàn tôn bao vỏ tàu, Luận văn thạc sĩ, Đại học Nha Trang, Khánh Hòa [3] Trần Văn Niên, Tr ần Thế San (2001), Thực hành kỹ thuật hàn- gò, tr.406-411 NXB Đà Nẵng [4] Nguyễn Đức Tài (2010), Khảo sát yếu tố công nghệ nhằm nâng cao độ xác gia cơng thép hồ quang plasma, Luận văn thạc sĩ, Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật, TP HCM [5] Ngô Lê Thông (2009), Công nghệ hàn điện nóng chảy tập 1, tr.282-323, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [6] Artem Pilipenko (2001) , Computer simulation of residual stress and d istortion of thick platesin multi -electrode submerged arc welding Their mitigation techniques [7] Brian Reginald Hendricks (1999), Simulation of plasma arc cutting , Master of Technologyin Mechanicalb Engineering,CapePeninsula University of Technology,pp 9-19 [8] Dong-Yan Xu, Xi Chen, Wenxia Pan (2005), “Eects of natural convection on the characteristics of a long laminar argon plasma jet issuing horizontally into ambient air” International Journal of Heat and Mass Transfer 48 (2005) pp3253–3255 [9] Hai-Xing Wang, Kai Cheng, Xi Chen, Wenxia Pan (2006), “Threedimensional modeling of heat transfer and fluid flowin laminar -plasma material re -melting processing”, International Journal of Heat and Mass 73 Transfer 49 (2006) pp 2254–2264 [10] John Michael Dowden (2001), The Mathematics of Thermal Modeling , Chapman & Hall/CRC [11] K Poorhaydari, B M Patchett, and D G Ivey (2005), “Estimation of Cooling Rate in the Welding of Plates with Intermediate Thi ckness” Supplement to the Welding Journal, October 2005, pp 149-155 [12] Kreith, F.; Boehm, R.F.; et Al (1999), Heat and Mass Transfer , Mechanical Engineering Handbook Ed Frank Kreith , Boca Raton: CRC Press LLC [13] Lindon C Thomas (1992), Heat transfer, Prentice – Hall International, Inc, USA [14] Martin Birk-Sørensen (1999), Simulation of Welding Distortions in Ship Section, Department of Naval Architecture and Offshore [15] Moran, M.J (1999), Engineering Thermodynamics , Mechanical Engineering Handbook, Ed Frank Kreith, Boca Raton: CRC Press LLC [16] N.T.Nguyen, A.Ohta, K.Matsuoka, N.Suzuki and Y.Maeda (1999), “Analytical solutions for transient temperature of semi-infinite body subjected to -D moving heat sources” Supplement to the Welding Journal, August 1999 , pp265-274 [17] Nemchinsky.VA (1998), “Plasma flow in a nozzle during plasma arc cutting ” J.Phys D: Appl Phys 31 (1998) pp 3102–3107 [18] Rosenthal, Daniel “Mathematical Theory of Heat Distribution during Welding and Cutting” Welding Journal, 20(5):220 -234, 1941 [19] Rosenthal.D (1946), The theory of moving sources of heat and its application to metal treatments Transactions of A.S.M.E., p p 849-866 [20] S Ramakrishnan, V Shrinet, F B Polivka, T N Kearney and P Koltun (2000), “Influence of gas composition on plasma arc cutting of mild steel” J 74 Phys D: Appl Phys 33 (2000) 2288 –2299 [21] S.Ramakrishnan,M.W Rogozinski (1997),"Propertiesofelectricarc plasma for metal cutting", J Phys D: Appl Phys 30 (1997), pp 636-644 [22] Girard Laurence (2004), Caracterisation experimentale d'une torchede decoupe dans l'oxygene : etudedu jet de plasma et de l'interactionarc - materiau, Docteur de l'universite paul Sabatier, L'universite Paul Sabatier, Toulouse III, pp 18; 71-118 [23] L Vignardet, "Découpage au jet de fluide : Oxycoupage, jet de plasma, laser et jet d'eau sous pression", Technique de l'ingénieur, traité Mécanique et Chaleur, B7340, pp1 -20 [24]http://www.northamericanstainless.com/wpcontent/uploads/2010/10/Gra de-304-304L.pdf) BẢNG PHỤ LỤC PHỤ LỤC I: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA THÉP KHÔNG RỈ 304 PHỤ LỤC 2: VÙNG ẢNH HƯỞNG NHIỆT CỦA INOX 304 PHỤ LỤC 3: QUY TRÌNH HÀN THÉP KHƠNG RỈ 304 PHỤ LỤC 4: BẢNG KẾT QUẢ ĐO BỀ RỘNG RÃNH CẮT Lần cắt I(A) I=60A I=70A I=80A I=90A Lần cắt I(A) I=60A I=70A I=80A I=90A Lần cắt I(A) I=60A I=70A I=80A I=90A Lần cắt I(A) I=60A I=70A I=80A I=90A PHỤ LỤC 5: KẾT QUẢ ĐO NHIỆT ĐỘ THEO PHƯƠNG NGANG y(mm) I (A) I=60A I=70A I=80A I=90A y(mm) I (A) I=60A I=70A I=80A I=90A PHỤ LỤC : HÌNH ẢNH MẪU CẮT PHỤ LỤC 7: MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM ... LÂM NGHIỆP LÊ ĐÌNH SEN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM KHI CẮT THÉP KHÔNG RỈ BẰNG TIA PLASMA CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI... nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm tạo chế độ cắt cụ thể ứng với bề dày vật cắt cắt thép không rỉ Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu chế độ cắt plasma cắt thép khơng rỉ có bề dày h = mm ảnh hưởng đến. .. chọn chế độ cắt dựa vào kinh nghiệm thể bảng tra…Vì vậy, đề tài ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến chất lượng sản phẩm cắt thép không rỉ tia plasma? ?? cần thiết; tạo tiền đề cho việc nghiên cứu