L ỜI CẢ M ƠN
2.2.1. Phương pháp tiến hành thí nghiệm hàn nổ
ðể lựa chọn chế ñộ hàn nổ phù hợp ñầu tiên phải tiến hành thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm với 3 thông số hàn nổ chính: r, h , RZ q.u.
Mẫu ñể thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm ñược chọn có kích thước tấm thép nền (CT3) như sau: chiều dày x chiều rộng x chiều dài = 30 x 60 x 200 mm ( bảng 2.3). Lớp thép dụng cụ CD 100 ñược tính toán ñể ñảm bảo ñược ñiều kiện hàn nổ “treo” (tức là diện tích bề mặt tấm kim loại hàn lớn hơn bề mặt tấm kim loại nền theo toàn bộ chu vi của tấm thép nền CT3) với lượng che phủ theo mỗi bên dọc hướng nổ là 5 mm, còn lượng che phủ ở phần ñầu là 25 mm, phần cuối là 5 mm.
Sau khi ñã tính toán và xác ñịnh ñược phạm vi của các thông số công nghệ hàn nổ phù hợp chúng tôi ñã thực hiện bước thứ hai: hàn nổ trên các tấm bimetal ñủ lớn ñể có thể sử dụng cho việc chế thử các loại dao xén giấy theo mẫu nhập ngoại (bảng 2.3).
Bảng 2.2 Kích thước hình học mẫu thí nghiệm hàn nổ theo số liệu Tấm kim loại phôi
hàn nổ
Chiều dày x chiều rộng x chiều dài, mm Khối lượng, kg Ghi chú Tấm kim loại hàn 6 x 70 x 220 0,693 Tấm kim loại nền 30 x 60 x 200 2,826 Thí nghiệm QHTN Tấm kim loại hàn 5 ÷ 6 x 150 x 550 3,8 ÷ 4,5 Tấm kim loại nền 25 x 140x 530 15 ÷ 20 Sản xuất thử nghiệm
Phương án hàn nổñể tạo phôi thí nghiệm ñược lựa chọn là phương án nổ song song. Thuốc nổ do một nhà máy quốc phòng của Việt Nam sản xuất (tương ñương với amônit mác 6ЖB do Nga sản xuất) sử dụng ở dạng bột rời. Ngay trước khi hàn nổ, người ta ñặt trực tiếp thuốc nổ trong một khung gỗ hoặc chất dẻo bao quanh chu vi của tấm kim loại hàn, tức tấm trên . Mật ñộ thuốc nổñược xác ñịnh bằng cách cân nó trong bình thí nghiệm có thang chia thể tích. ðộ ẩm thuốc nổ ñược kiểm soát ngay trong dây chuyền công nghệ sản xuất chất nổ tại nhà máy. Quá trình thực hiện thí nghiệm nổñã sử dụng ñế nổ là nền bê tông, ñất ñá, trên ñó có ñặt một ñế nổ hình hộp bằng thép có kích thước 2m x 0.5m x 0,6 m với chiều dày tấm thép mỗi bên khoảng 30 mm.
ðể bảo vệ bề mặt tấm kim loại hàn giữa lớp thuốc nổ và tấm kim loại hàn có lót một lớp chất giấy bóng nhựa hoặc bìa các tông có chiều dày 0,2 mm. ðể kích nổ thuốc nổ sử dụng kíp nổ ñiện và dây dẫn nổ chuyên dụng nhằm ñảm bảo yêu cầu tuyệt ñối an toàn sử dụng khi làm việc với chất nổ.
Hình 2.3 Một số mẫu thí nghiệm quy hoạch thực nghiệm hàn nổ tạo phôi bimetal thép CT3 - thép CD 100
Khi sử dụng thuốc nổ có tốc ñộ nổ trung bình ñạt ñến 5.000 ÷ 6.000 m/s. Xét theo quan ñiểm nhằm mục tiêu ñơn giản hóa công nghệ hàn nổ ñối với các tấm kim loại ñã chọn có kích thước hình học nêu trên, người ta cho phép sử dụng sơ ñồ nổ song song với khe hở ban ñầu hO bằng 1,0 ÷ 1,5 lần chiều dày tấm kim loại trên (δ1), chiều cao thuốc nổ (H) ñảm bảo ñồng ñều trên toàn bộ bề mặt rải thuốc. Trong trường hợp này, sự va ñập của hai tấm kim loại hàn nổ với nhau sẽ không ñổi theo toàn bộ chiều dài mẫu thí nghiệm. Ngoài ra, với chiều dày tấm kim loại hàn trong khoảng 5 ÷ 6 mm (tức là nhỏ hơn giá trị tối ña 10 mm.
Có thể sử dụng các mẫu cắt từ tấm thép dụng cụ CD 100 có kích thước 5 x 5 mm ñểñảm bảo việc giữ khe hở ban ñầu giữa 2 tấm kim loại khi hàn nổ ñược ñồng ñều.
Hình 2.4 Pakét nổ sau khi ñược rải thuốc nổñể hàn nổ chuẩn bị hàn nổ
Vì do thiếu các ñầu ño tốc ñộ cao chuyên dụng trong ñiều kiện hàn nổ ngoài trời, tốc ñộ nổ của các loại thuốc nổ sử dụng trong công trình nghiên cứu này ñược tra cứu lý thuyết ñã nêu trong công trình của tác giả [7] Ví
dụ như : TNT (Trinitrotoluene, C7H5N3O6) có D = 6600 m/s. Dựa trên việc so sánh tốc ñộ nổ ñó ñược biết trước của một loại dây nổ công nghiệp và tốc ñộ nổ của thuốc nổ sử dụng cho hàn nổ trong trường hợp nghiên cứu cụ thể bằng cách chụp ảnh liên tục quá trình nổ từñiểm ñầu kích nổñến cuối quá trình hàn nổ. Khi ñó, tốc ñộ nổ thực tế của thuốc nổ sử dụng ñược tính theo công thức:
D = l. DDN / 2 h (2.1)
trong ñú: DDN – Tốc ñộ nổ của dây nổ làm chuẩn so sánh, bằng 6.500 ÷ 7.200 m/s;
l , h – Chiều dài và chiều cao thuốc nổ sử dụng, m.
ðộ chính xác của phương pháp này thấp (sai số khoảng 11 %).
Phần thuốc nổ “treo” ngoài diện tích bề mặt tiếp xúc hàn nổ hai tấm kim loại ñược tính toán theo phương pháp nêu trong công trình [20, 26]:
lTR = lδ = H; lS = 2. H / 3; l′B = 9. [H + 2.(BR + lδ) / 9 tgα] / 2 (2.2) trong ñó: H – Chiều dày (cao) thuốc nổ phẳng;
BR = B1 – Chiều rộng của tấm kim loại hàn (tấm trên);
α - Góc giữa dây nổ và hướng nổ của thuốc nổ cơ bản, ñược tính theo biểu thức: α = arccos (D2 / D1) ; D2> D1 (2.3) Cho trước các giá trị sau: lδ = 20 mm; lS = 15 mm; l′B = 125 mm.
Chọn phần thuốc nổ “treo” ở phần ñầu tấm kim loại hàn lTR = 20 mm.
Biến dạng dẻo phôi bimetal thép CT3 - thép CD 100 sau hàn nổ có thể ñược thực hiện bằng phương pháp nắn ép ở trạng thái nóng bằng máy ép thuỷ lực ET- 400. Mẫu thí nghiệm hàn nổ theo quy hoạch thực nghiệm trong công trình này với kích thước chiều dày tấm kim loại nền lớn nên nhìn chung
không bị uốn cong, do vậy không cần nắn chỉnh hình mà có thể cắt lấy mẫu thử bám dính và nghiên cứu cấu trúc tế vi vùng biên giới liên kết hai lớp vật liệu hàn nổ.
Khi tiến hành hàn nổ thử nghiệm tạo phôi chế tạo dao xén giấy có hiện tượng sau hàn nổ bị uốn cong thành hình chữ V. Các phôi bimetal sản xuất thử nghiệm sau hàn nổ cần ñược nắn chỉnh hình sao cho ñảm bảo ñộ phẳng trên toàn bộ diện tích tấm kim loại nền (thép CT3) và ñủ lượng dư cho khâu gia công cơ ñạt chiều dày dao xén giấy bimetal thành phẩm.