Nghiên cứu công nghệ hàn ma sát khuấy hợp kim nhôm 5083 và 6061

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu công nghệ hàn ma sát khuấy hợp kim nhôm 5083 6061 ĐÀO VĂN THẾ theibst@gmail.com Ngành: Kỹ Thuật Cơ khí Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Bùi Văn Hạnh Viện: Cơ khí HÀ NỘI - 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu công nghệ hàn ma sát khuấy hợp kim nhôm 5083 6061 ĐÀO VĂN THẾ theibst@gmail.com Ngành: Kỹ Thuật Cơ khí Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Bùi Văn Hạnh Viện: Cơ khí HÀ NỘI - 2020 Chữ ký GVHD Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh LỜI CẢM ƠN Lời gửi lời cám ơn đến Thầy Bùi Văn Hạnh hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho thực luận văn Thầy hướng dẫn tơi hồn thành luận văn, hỗ trợ thiết bị hàn đo kiểm loại Sau thời gian học tập làm việc, tiếp thu nhiều kiến thức quý báu từ Thầy cô môi trường cơng việc thực tế để hồn thành đề tài tự tin nghiên cứu giải vấn đề kỹ thuật Một lần xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Bùi Văn Hạnh quý Thầy Bộ môn Hàn CN Kim Loại, trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Phịng thí nghiệm Las-01, Viện Khoa Học Cơng Nghệ Xây Dựng giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi thực thí nghiệm Tơi xin cám ơn đến anh chị, bạn bè đặc biệt thành viên lớp Công nghệ Hà K41, ĐH Bách khoa Hà Nội chia sẻ giúp đỡ hồn thành luận văn Tơi chân thành cảm ơn tất người thân gia đình ln giúp đỡ, động viên hỗ trợ tơi q trình học tập nghiên cứu trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi trân trọng cảm ơn! Học viên Đào Văn Thế Học viên: Đào Văn Thế Trang MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh LỜI CAM ĐOAN Tôi tên: Đào Văn Thế MSHV: CB180020 Theo định giao đề tài luận văn cao học Viện đào tạo Sau đại học, Đại học Bách Khoa Hà Nội, thực luận văn cao học với đề tài “Nghiên cứu công nghệ hàn Ma sát khuấy Hợp kim nhôm 5083 6061” hướng dẫn Thầy PGS.TS Bùi Văn Hạnh Tôi xin cam kết luận văn tốt nghiệp cao học tôi, số liệu luận văn thực, thực luận văn theo quy định phòng Đào tạo sau đại học theo hướng dẫn Thầy PGS.TS Bùi Văn Hạnh Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu luận văn Học viên Đào Văn Thế Học viên: Đào Văn Thế Trang MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC BẢNG KÝ HIỆU DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG 12 TỔNG QUAN LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 13 Hàn ma sát khuấy 13 Thực trạng nghiên cứu công nghệ hàn ma sát khuấy giới 13 Thực trạng nghiên cứu công nghệ hàn ma sát khuấy Việt Nam 14 Tính ứng dụng đề tài thực tế 15 Nội dung đề tài: 15 Lý chọn đề tài 16 Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài 16 Mục tiêu đề tài 18 Phương pháp nghiên cứu 18 10 Đóng góp đề tài 18 11 Tóm tắt đọng luận điểm đóng góp tác giả 18 CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU VỀ VẬT LIỆU NHÔM, HỢP KIM NHÔM 6061 VÀ 5083 19 1.1 Vật liệu nhôm 19 1.1.1 Đặc tính ứng dụng 19 1.2 Hợp kim nhôm 20 1.2.1 Hợp kim nhôm đúc (Cast aluminum alloy) 20 1.2.2 Hợp kim nhôm biến dạng (Wrougth aluminum alloy) 21 1.2.3 Phân biệt nhóm hợp kim nhơm 21 1.2.4 Các khái niệm 22 1.2.5 Các dạng xử lý nhiệt áp dụng cho HK nhôm biến dạng 22 1.3 Đặc tính nguyên tố hợp kim 22 Học viên: Đào Văn Thế Trang MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 1.4 Hợp Kim nhôm 5083 (AlMg4,5Mn0,7)-TCVN5910-1995 (ISO209-1) 23 1.4.1 Thành phần hóa học HK nhơm 5083 23 1.5 Hợp Kim nhôm 6061 (AlMg1SiCu)-TCVN5910-1995 (ISO209-1) 24 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ HÀN MA SÁT KHUẤY 26 2.1 Công nghệ hàn ma sát khuấy 26 2.1.1 Khái quát công nghệ hàn ma sát khuấy 26 2.1.2 Nguyên lý hàn ma sát khuấy 27 2.1.3 Đặc điểm công nghệ 28 2.2 Quá trình sinh nhiệt hàn 30 2.2.1 Đặc điểm chung 30 2.2.2 Lượng nhiệt sinh trình hàn 31 2.3 Phạm vi ứng dụng 32 2.3.1 Khả công nghệ hàn ma sát khuấy 32 2.3.2 Một số lĩnh vực ứng dụng công nghệ hàn ma sát khuấy chế tạo 33 2.4 Công nghệ hàn ma sát khuấy nhôm 40 2.4.1 Đặc điểm công nghệ hàn ma sát khuấy nhôm 40 2.4.2 Vùng khuấy – Stir zone (SZ): 41 2.4.3 Vùng ảnh hưởng nhiệt 41 2.4.4 Vùng ảnh hưởng nhiệt 41 2.4.5 Vùng kim loại 41 2.5 Thiết bị dụng cụ hàn ma sát khuấy 42 2.5.1 Tình hình thiết bị hàn ma sát khuấy nước nước 42 2.5.2 Dụng cụ hàn ma sát khuấy 45 2.6 Các giai đoạn trình hàn ma sát khuấy 50 2.7 Các thông số công nghệ hàn ma sát khuấy 51 2.7.1 Các thơng số cơng nghệ q trình hàn 51 2.7.2 Lực momen trình hàn 52 2.7.3 Một số khuyết tật hàn ma sát khuấy 54 2.8 Lựa chọn thiết bị hàn 61 2.8.1 Hướng dẫn sử dụng máy 63 Học viên: Đào Văn Thế Trang MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh - Kết luận chương 2: 63 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THƠNG SỐ QUY TRÌNH HÀN MA SÁT KHUẤY LIÊN KẾT HÀN GIÁP MỐI HỢP KIM NHÔM 6061 VÀ 5083 64 3.1 Mục đích 64 3.2 Thiết bị thí nghiệm 65 3.2.1 Thiết bị hàn 65 3.2.2 Thiết bị phụ trợ 65 3.3 Mẫu thí nghiệm 71 3.3.1 Vật liệu 71 3.4 Xây dựng quy trình thực nghiệm 74 3.4.1 Các chế độ hàn quy trình thí nghiệm 74 3.5 Các liên kết hàn đạt 77 3.6 Gia cơng mẫu thí nghiệm 86 3.7 Tiến hành thử kéo mẫu thí nghiệm 86 3.8 Tiến hành thử uốn mẫu hàn MSK (AWS D17.3M) 87 3.9 Tiến hành quan sát cấu trúc tế vi kim loại mối hàn cho mẫu thí nghiệm (tổ chức hiển vi) 88 3.10 Thử nghiệm mẫu nhôm 5083 89 Kết luận chương 3: 89 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ KẾT LUẬN 90 4.1 Ảnh hưởng chế độ hàn đến cấu trúc tế vi (tổ chức hiển vi) hợp kim nhôm 6061 5083 90 4.2 Ảnh hưởng chế độ hàn đến độ bền kéo liên kết hàn hợp kim nhôm 6061 93 Kết luận chương 4: 94 KẾT LUẬN 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHỤ LỤC 97 Học viên: Đào Văn Thế Trang MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh BẢNG KÝ HIỆU Stt Ký hiệu Nội dung Đơn vị n Tốc độ quay đầu hàn vh Tốc độ hàn Fd Lực ép theo trục đầu hàn N  Góc nghiêng đầu hàn o t Thời gian hàn M Mô men N Fx Lực tác dụng theo phương trục x N Fy Lực tác dụng theo phương trục y N Fz Lực tác dụng theo phương trục z N Vòng/phút mm/phút Phút 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Học viên: Đào Văn Thế Trang MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Stt Ký hiệu Diễn tả HMSK FSW VLCB Vật liệu KLMH Kim loại mối hàn TMAZ Vùng ảnh hưởng cơ-nhiệt HAZ Vùng ảnh hưởng nhiệt VK Vùng khuấy (stir zone) BM Kim loại HK Hợp kim 10 ĐK Đầu khuấy 11 CN Công nghệ Hàn ma sát khuấy Friction Stir Welding 12 Học viên: Đào Văn Thế Trang MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Ngun lý hàn ma sát khuấy 17 Hình 1.2 Quy trình sản xuất nhơm 19 Hình 1.3 Thỏi nhôm đúc làng nghề Đại Bái 20 Hình 1.4 Giản đồ pha nhóm hợp kim nhôm 5083 23 Hình 1.5 Khung xe đạp hợp kim nhơm 6061 25 Hình 2.1 Hàn ma sát khuấy 26 Hình 2.2 Nguyên lý phương pháp hàn ma sát khuấy 27 Hình 2.2 Nguyên lý phương pháp hàn ma sát khuấy 27 Hình 2.3 Trước hàn MSK 27 Hình 2.4 Trong hàn MSK 27 Hình 2.5 Liên kết hàn giáp mối sau hàn MSK 28 Hình 2.6 Bia via mối hàn 29 Hình 2.7 Hàn giáp mối MSK 32 Hình 2.8 Hàn giáp mối MSK HK nhơm 32 Hình 2.9 Dạng liên kết hàn phương pháp hàn ma sát khuấy 33 Hình 2.10 Đồ gá cho hàn phẳng (kẹp chấu) 33 Hình 2.11 Tàu nhơm sử dụng phương pháp HMSK kết cấu vỏ tàu 34 Hình 2.12 Ứng dụng phương pháp hàn MSK chế tạo linh kiện tơ 35 Hình 2.13 Ứng dụng HMSK chế tạo la zăng ô tô HK nhôm 35 Hình 2.14 Tên lửa Delta IV 36 Hình 2.15 Tàu Buran 36 Hình 2.16 Tàu điện Đức chế tạo phương pháp FSW 37 Hình 2.17 Thân tàu hỏa chế tạo HK nhôm 37 Hình 2.18 Bình áp lực chế tạo phương pháp hàn MSK 37 Hình 2.19 Bồn xăng dầu nhơm dày mm 38 Hình 2.20 Hàn thép kết cấu hộp sử dụng phương pháp hàn MSK 38 Hình 2.21 Hàn MSK số mối ghép dạng ống HK nhôm 6061 39 Hình 2.22 HMSK số mối ghép vỏ động HK nhơm 39 Hình 2.23 Hàn MSK kết cấu dạng 39 Hình 2.24 Các vùng cấu trúc tế vi mối hàn ma sát khuấy nghiên cứu 40 Học viên: Đào Văn Thế Trang MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh Mẫu 8: Chế độ hàn n = 735 vòng/phút, Vh = 17 mm/phút Hình 3.29 Hình ảnh mặt chân mối hàn M8 Học viên: Đào Văn Thế Trang 83 MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh Mẫu 9: Chế độ hàn n = 735 vịng/phút, Vh = 18 mm/phút Hình 3.30 Hình ảnh mặt chân mối hàn M8 Học viên: Đào Văn Thế Trang 84 MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh Mẫu 10: Chế độ hàn n = 740 vịng/phút, Vh = 20 mm/phút Hình 3.31 Hình ảnh mặt chân mối hàn M10 Nhận xét: Về hình dạng mẫu hàn hình thành khoảng giá trị lựa chọn Tuy nhiên với mối hàn có vận tốc hàn nhỏ mối hàn hình thành có chất lượng bề mặt bề mặt đáy mối hàn tốt Các liên kết hàn có ứng suất bền kéo lớn phẳng không bị cong vênh, nứt nẻ Học viên: Đào Văn Thế Trang 85 MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 3.6 Gia công mẫu thí nghiệm Các mẫu thí nghiệm sau hàn gia công để thử kéo uốn máy kéo 50 kN Viện Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng 3.7 Tiến hành thử kéo mẫu thí nghiệm Các mẫu thí nghiệm thử kéo máy thử kéo DTU-9000, 50 kN, phịng thí nghiệm LAS-01, Viện Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng Sau thử kéo ta thu kết tính mối hàn thể bảng 14 Hình 3.32 Hình ảnh mẫu thử kéo Hình 3.33 Mẫu hàn MSK sau thử kéo Học viên: Đào Văn Thế Trang 86 MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh Bảng 16: Kết thử kéo VLCB STT Số hiệu 6.1 Chiều dày Chiều rộng Tiết diện Lực chảy Ứng suất chảy Lực bền mm mm mm2 N N/mm2 N N/mm2 % 12,7 12086 317,2 16,0 38,1 10304 270,4 Ứng suất Độ giãn dài bền tương đối Bảng 17: Một số giá trị đo thử kéo mối hàn STT Số hiệu Chiều dày Chiều rộng Tiết diện Lực chảy Ứng suất chảy Lực bền Ứng suất Độ giãn dài bền tương đối mm mm mm2 N N/mm2 N N/mm2 % M1 12,7 38,1 - - 9895 259,7 - M2 12,7 38,1 - - 5521 144,9 - M5 12,7 38,1 - - 11602 304,5 - Từ bảng 14 ta thấy mẫu M5 đạt giá trị độ bền kéo 304,5 N/mm2 với chế độ hàn n = 730 vòng/phút, Vh = 14 mm/phút, cao mẫu khảo sát Mẫu M2 có độ bền kéo thấp hàn chế độ hàn n = 730 vòng/phút, Vh = 30 mm/phút 3.8 Tiến hành thử uốn mẫu hàn MSK (AWS D17.3M) - Mẫu hàn gia cơng có kích thước chiều rộng mẫu 20 mm - Sau mẫu uốn với búa uốn lần chiều dày mẫu hàn - Sau uốn mặt chân mối hàn khơng có vết nứt Hình 3.34 Hình ảnh mẫu trước uốn Học viên: Đào Văn Thế Trang 87 MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh Hình 3.35 Hình ảnh mẫu uốn mối hàn MSK giáp mối 3.9 Tiến hành quan sát cấu t úc tế vi kim loại mối hàn cho mẫu thí nghiệm (tổ chức hiển vi) Trình tự quan sát cấu trúc tế vi cho kim loại mối hàn: Bước 1: Gia công mẫu máy cắt nhôm; Bước 2: Tiến hành mài mẫu; Bước 3: Đánh bóng bề mặt quan sát mẫu; Bước 4: Tẩm thực mẫu, làm sạch; Bước 5: Tiến hành quan sát kính hiển vi Hình 3.36 Mẫu cắt thơ máy cắt nhôm Học viên: Đào Văn Thế Trang 88 MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 3.10 Thử nghiệm mẫu nhơm 5083 - Trình tự hàn giống HK nhơm 6061 dải vịng quay thấp hơn, tấc độ hàn cao Bảng 18: Kết thử kéo VLCB HK 5083 Chiều Chiều STT Số hiệu dày rộng mm 5.1 mm 12,7 Tiết diện Lực chảy mm2 38,1 N 9075 Ứng suất chảy N/mm2 238,2 Ứng Độ giãn dài suất bền tương đối Lực bền N 10912 N/mm2 286,4 % 15,0 Bảng 19: Kết thử kéo mẫu hàn MSK STT Ký hiệu mẫu Tốc độ quay n Tốc độ hàn Vh Lực bền kéo Giới hạn bền kéo [mm/phút] 14 N/mm2 9765 N/mm2 256,3 M1 [vòng/phút] 720 M2 725 16 9875 259,2 M3 730 18 10516 276,0 M4 735 20 9712 254,9 M5 735 25 9655 253,4 Bảng 20: Một số giá trị đo thử kéo mối hàn STT Số hiệu Chiều Chiều dày rộng Tiết diện M1 12,7 38,1 M2 M3 3 12,7 12,7 38,1 38,1 Ứng Ứng suất Lực bền Ghi suất bền chảy Không Không 9765 256,3 xét xét nt 9875 259,2 nt nt nt 10516 276,0 Lực chảy Kết luận chương 3: Để nghiên cứu thực nghiệm q trình hàn FSW liên kết hàn hợp kim nhơm 5083 6061 nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ quay đầu khuấy, vận tốc hàn đến tính cấu trúc hạt mối hàn Tác giả phân tích lựa chọn vật liệu bản, thiết kế chế tạo đầu khuấy đảm bảo cho trình hàn Đưa khoảng giá trị thực nghiệm để khảo sát, xác định chế độ hàn hợp lý cho liên kết hàn hợp kim nhôm 5083 6061 với chiều dày mm Tiến hành thí nghiệm thử kéo soi tổ chức hiển vi cho liên kết hàn Từ phục vụ đánh giá ảnh hưởng thông số công nghệ tốc độ quay mũi khuấy, vận tốc hàn đến tính cấu trúc tế vi liên kết hàn Học viên: Đào Văn Thế Trang 89 MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ KẾT LUẬN 4.1 Ảnh hưởng chế độ hàn đến cấu t úc tế vi (tổ chức hiển vi) hợp kim nhôm 6061 5083 -Với HK nhôm 6061 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 = 730 vòng/phút, Vh = 14 mm/phút) sau tẩm thực điểm đặc trưng cho vùng mối hàn -Với HK nhôm 5083 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) -Các điểm đặc trưng cho vùng mối hàn: Hình 4.1 Các điểm nghiên cứu tổ chức tế vi cho vùng mối hàn Bảng 21: Ảnh chụp tổ chức tế vi vùng mối hàn HK 6061 Mẫu Hình ảnh quan sát Đánh giá - Vùng tâm mối hàn: Vùng tâm mối hàn, kim loại hàn chịu biến dạng dẻo nhiệt lớn sinh M5 trình hàn Các pha tối sáng phân bố khơng Hình 4.2 Vùng số - Vùng ảnh hưởng nhiệt: Học viên: Đào Văn Thế Vùng kim loại hàn Trang 90 MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh chịu ảnh hưởng nhiệt ma sát học đầu khuấy sinh Kim loại hàn bị biến dạng dẻo ma sát vai đầu khuấy sinh Các pha tối có kích thước lớn Hình 4.3 Vùng số - Vùng ảnh hưởng nhiệt: Vùng chịu ảnh hưởng nhiệt q trình hàn MSK, khơng xảy biến dạng dẻo Các pha tối bị dồn lại Hình 4.4 Vùng số - Vùng kim loại bản: Kích thước hạt vùng KLCB, vùng không bị ảnh hưởng nhiệt từ q trình hàn Kích thước hạt to v khụng u vo khong 15 ữ 30àm Hỡnh 4.5 Vùng số Học viên: Đào Văn Thế Trang 91 MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh Bảng 22: Ảnh chụp tổ chức tế vi vùng mối hàn HK 5083 Mẫu Hình ảnh quan sát Đánh giá - Vùng tâm mối hàn: Vùng tâm mối hàn, kim loại hàn chịu biến dạng dẻo nhiệt lớn sinh trình hàn Các pha tối sáng phân bố không Hình 4.6 Vùng số - Vùng ảnh hưởng nhiệt: Vùng kim loại hàn chịu ảnh hưởng M3 nhiệt ma sát học đầu khuấy sinh Kim loại hàn bị biến dạng dẻo ma sát vai đầu khuấy sinh Các pha tối có kích thước lớn bị dồn lại Hình 4.7 Vùng số - Vùng ảnh hưởng nhiệt: Vùng chịu ảnh hưởng nhiệt trình hàn MSK, không xảy biến dạng dẻo Các pha tối phân bố không Học viên: Đào Văn Thế Trang 92 MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh Hình 4.8 Vùng số - Vùng kim loại bản: Kích thước hạt vùng KLCB, vùng không bị ảnh hưởng nhiệt từ trình hàn Kích thước hạt to khơng đều, pha tối phân bố Hình 4.9 Vùng số 4.2 Ảnh hưởng chế độ hàn đến độ bền kéo liên kết hàn hợp kim nhôm 6061 Kết sau thử kéo cho thấy: Mẫu số với chế độ hàn n = 730 vòng/phút, Vh = 14 mm/phút có độ bền kéo 304,5 Mpa (96,0 % so với giới hạn bền kéo vật liệu bản), cao mẫu hàn với chế độ hàn thử nghiệm, bề mặt phá hủy sau thử kéo cho thấy kim loại mối hàn có cấu trúc hạt nhỏ, khơng thơ, bề mặt gãy Hình 4.10 Mẫu M5 sau thử kéo Học viên: Đào Văn Thế Trang 93 MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh Từ thực nghiệm tác giả thống kê giá trị độ bền kéo theo nhóm thơng số chế độ hàn Các mẫu thử kéo bị đứt vùng hàn (vùng khuấy), mẫu số mẫu số 11 vị trí đứt nằm ngồi vùng khuấy, thuộc vùng ảnh hưởng nhiệt nơi tiếp giáp với vùng khuấy (hình 3.33) Nhận xét: Với chế độ hàn thử nghiệm, độ bền kéo liên kết hàn tăng vận tốc hàn giảm khoảng (10 ÷ 20) 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 ma sát khuấy hợp kim nhôm 6061và 5083 hàn thành công xác định chế độ hàn hợp lý tiêu chí cấu trúc khơng khuyết tật độ bền kéo cao Ảnh hưởng tốc độ quay n tốc độ tịnh tiến Vh đầu khuấy đến độ bền kéo mối hàn khảo sát phân tích cụ thể Mối hàn đạt chất lượng tốc độ quay tịnh tiến đầu khuấy n = 730 vòng/phút, Vh = 14 mm/phút Vị trí phá hủy mẫu nằm vùng hàn Độ bền kéo đạt khoảng 96,0 % so với vật liệu Vị trí phá hủy mẫu hàn thường nằm vùng khuấy, thuộc vùng ảnh hưởng nhiệt tiếp giáp với vùng khuấy Học viên: Đào Văn Thế Trang 94 MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh KẾT LUẬN Hàn ma sát khuấy công nghệ hàn ưu việt áp dụng Việt Nam Phương pháp hàn ứng dụng hàn nhiều chủng loại vật liệu Tính cơng nghệ hàn cơng nghệ cao ứng dụng ngày nhiều công nghiệp, 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 Thí nghiệm đưa chế độ hàn hợp lý cho vật liệu nhôm 6061 chiều dày mm, đường kính vai đầu khuấy 12 mm Thí nghiệm đưa chế độ hàn hợp lý cho vật liệu nhôm 5083 chiều dày mm, đường kính vai đầu khuấy 12 mm Kiến nghị có điều kiện nghiên cứu tiếp HMSK, chế tạo sản phẩm hàn cơng nghiệp, tiến tới việc hàn kim loại hợp kim có độ bền cao (hợp kim titan, thép, inox loại,…hoặc hợp kim khác chủng loại) sản xuất thực tế, tiếp tục nghiên cứu cải tiến làm chủ công nghệ chế tạo đầu khuấy, phù hợp với chủng loại vật liệu Học viên: Đào Văn Thế Trang 95 MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng Việt: [1] Ngô Lê Thông (2007), Công nghệ hàn điện nóng chảy tập 2, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [2] 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 [3] 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 [4] Vũ Đình Toại (2009), Bài giảng Các trình hàn đặc biệt, Đại học Bách khoa Hà Nội [5] Vũ Đình Toại (2009), Bài giảng Cơng nghệ hàn nhôm, hợp kim nhôm, 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 D17.3/D17.3M:2010 Specification for Friction Stir Welding of Aluminum Alloys for Aerospace Applications [8] Standards ASTM B209M-14 Standard Specification for Aluminum and aluminum-Alloy Sheet and plate [10] Rajiv S Mishra, Murray W Mahoney (2007), Friction Stir Welding and processing, ASM International, pp [11] Wayne M Thomas, E.D Nicholas, J.C Needham (2007), Friction stir welding, international patent application [12] Seung Hwan Park, Hiachinaka (TP), Satoshi Hirano, Hitachi TP), (2010), Friction Stir Welding Method, United States Patent [13] ASTM B554M-10-Standard Test Methods for Tension Testing Wrought and Cast Aluminum- and Magnesium-Alloy Products Học viên: Đào Văn Thế Trang 96 MSHV: CB180020 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Bùi Văn Hạnh PHỤ LỤC Học viên: Đào Văn Thế Trang 97 MSHV: CB180020 ... vực nghiên cứu công nghệ hàn MKS tác giả ? ?Nghiên cứu công nghệ hàn ma sát khuấy hợp kim nhôm 5083 6061? ??’ Nội dung đề tài gồm chương: Chương 1: Nghiên cứu vật liệu nhôm, hợp kim nhôm 6061 5083. .. Nghiên cứu công nghệ hàn nhôm - Nghiên cứu công nghệ hàn ma sát khuấy - Nghiên cứu quy trình hàn ma sát khuấy - Thực nghiệm quy trình hàn MSK máy BK-01 - Nghiên cứu tính cấu trúc kim loại mối hàn ma. .. NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ HÀN MA SÁT KHUẤY 26 2.1 Công nghệ hàn ma sát khuấy 26 2.1.1 Khái quát công nghệ hàn ma sát khuấy 26 2.1.2 Nguyên lý hàn ma sát khuấy