Xỏc định nhiệt độ và thời gian hàn đểđạt được trạng thỏi giảổn định
Dựa vào kết quả tớnh toỏn bằng phần mềm Matlab ta nhận thấy rằng sau 1 khoảng thời gian hàn nhất định (15s) nhiệt độđạt đến trạng thỏi giảổn định với nhiệt
mặt mẫu hàn.
4.4. Chuẩn bị bề mặt mẫu thử 4.4.1. Vật liệu
- Nền thộp của mẫu thớ nghiệm là thộp Cacbon thụng dụng CT38. - Dung mụi axeton.
- Hạt mài Al2O3(corindo), kớch thước hạt 0,8 ữ 1,2mm.
Vật liệu hạt mài ụxớt nhụm (Al2O3) là sản phẩm của nhà mỏy chế tạo đỏ mài Hải Dương. Hạt mài này cú ưu điểm là cú độ cứng cao, chịu được số lần va đập nhiều lần hơn cỏt thạch anh, sau khi đó bị phỏ vỡ vẫn cú cỏc cạnh và mộp sắc, đõy là đặc
điểm mà cỏt thạch anh khụng cú. .
Hỡnh 4. 12 Quỏ trỡnh làm sạch mẫu
4.4.2. Quy trỡnh
NIEDERMEIER - ĐỨC (Hỡnh 4.12)
Hỡnh 4. 13 Ảnh hưởng của đường kớnh hạt Al2O3 và ỏp lực khớ nộn đến độ nhỏm bề mặt Bảng 4. 6 Chếđộ làm sạch bề mặt mẫu thớ nghiệm STT Chếđộ Thụng số 1 Loại hạt mài Al2O3 2 Kớch thước hạt (mm) 0,8 ữ 1,2 3 Áp lực khớ nộn (atm) 6 4 Khoảng cỏch đầu phun (mm) 140 5 Gúc phun ( 0 ) 90 6 Vận tốc di chuyển đầu phun (mm/s) ~ 5 Trờn hỡnh 4.14 là ảnh chụp bề mặt mẫu trước và sau khi làm sạch.
Hỡnh 4. 14 Bề mặt mẫu trước (a) và sau khi làm sạch (b)
(a) (b) 5 10 15 20 25 30 4 5 6 7 8 9 10 Áp suất(atm) Độ nhỏ m R z d=0.8mm d=1.2mm
TT cỏc nhúm Thời gian nung (giõy) Nhiệt độ (0C) Nhúm mẫu 1 15 1300 Nhúm mẫu 2 30 1320 Nhúm mẫu 3 35 1350 Nhúm mẫu 4 Khụng nung Nhúm mẫu 1 Nhúm mẫu 2 Nhúm mẫu 3 Nhúm mẫu 4 Hỡnh 4. 15 Nhúm cỏc mẫu
4.4.4. Đo lượng oxy húa
- Được thực hiện theo ba phương phỏp:
1. Phương phỏp cõn: Dựng cõn điện tử Libror AEG–220 (Nhật Bản) (Hỡnh 4.10) Quy trỡnh đo:
- Cõn mẫu đó được làm sạch trước khi nung - Cõn mẫu đó nung và đó được làm sạch lớp oxyt Kết quảđo được biểu thị trờn đồ thị 4.22, 4.23, 4.24. Kiểm nghiệm bằng dụng cụđo ELCOMETER (Hỡnh 4.10)
Phương phỏp đo chiều dày trờn kớnh hiển vi điện tử AXIOVERT 25 (Hỡnh 4.8) Kết quảđo được biểu thị theo bảng sau:
t = 0,75mm t = 0,8mm
Nhận xột: Ba phương phỏp đo cỏc giỏ trịđạt được gần giống nhau
4.4.5. Quy trỡnh cụng nghệ hàn
Tiến hành thực nghiệm
Phụi được đặt cốđịnh trờn đồ gỏ hàn Robot hàn di chuyển dọc theo trục mối hàn
Lập trỡnh hàn bằng tay (Online Teaching) sử dụng bảng dạy Teach Pendant. Chếđộ hàn STT Tờn gọi Ký hiệu Đơn vị tớnh Giỏ trị 1 Phương phỏp hàn GMAW 2 Vật liệu CT 38 TCVN Thộp cỏcbon thấp 3 Chiều dày tấm hàn S Mm 5 5 Số lớp hàn N 1 Lớp 6 Vị trớ hàn 1G 7 Điện ỏp hàn U V 23 8 Dũng điện hàn I A 196; 220; 234 9 Dõy hàn ∅ 0,9 ER70S-G Cuộn 1 10 Loại khớ bảo vệ CO2 Chai 1 11 Lưu lượng khớ bảo vệ L l/ph 15 12 Hiệu suất hồ quang η % 80 13 Tốc độ hàn V mm/s 4,2 14 Nhiệt dung khối ρc J/mm3. 0C 0,005 15 Hệ số dẫn nhiệt A mm2/s 8 16 Nhiệt độ núng chảy Tc 0C 1520 17 Nhiệt độ ban đầu T0 0C 20 18 Độ dẫn nhiệt K W/mm.0C 0,04 19 Gia số Enthalpy Hm-H0 J/mm3 7,5
Hỡnh 4. 16. Thực hành lập trỡnh hàn trờn Robot
Hỡnh 4. 18 Cỏc cõu lệnh thực hiện một chương trỡnh hàn Hỡnh ảnh phụi hàn thộp tấm cú S=5mm
Hỡnh 4. 19 Hỡnh phụi hàn thộp tấm cú S=5mm
Quỏ trỡnh hàn cú kết hợp dụng cụ đo nhiệt bằng tia laze PCE 981 hóng sản xuất PCE GROUP của Anh. Ở những thời điểm tương ứng với thời gian chạy trong chương trỡnh Matlab vềảnh hưởng của trường nhiệt độ, ghi chỳ trờn mẫu là điểm giới hạn thời gian đểđo nhiệt độ của vựng kim loại sau nguồn nhiệt.
đo và tớnh là tin cậy.
4.5. Xỏc định ảnh hưởng của nguồn nhiệt hàn đến tổ chức và tớnh chất của lớp hàn
Thụng qua thực hiện cỏc mẫu nung núng ở nhiệt độ giả ổn địnhcủa nguồn nhiệt hàn ứng với cỏc thời gian khỏc nhau:
4.5.1. Xỏc định tổ chức kim loại thụng qua thiết bị kớnh hiển vi điện tử AXIOVERT 25
Nhúm mẫu 1 ( khụng nung) Nhúm mẫu 2 (đó nung)
Mặt cắt ngang mối hàn Mặt cắt ngang mối hàn
Hỡnh 4. 20 Ảnh tổ chức thụ đại mối hàn
Nhận xột: Qua kết quả thớ nghiệm hỡnh ảnh tổ chức thụ đại ta thấy mẫu đa nung cú tổ chức cỏc vựng giữa KLMH, vựng ảnh hưởng nhiệt, vựng quỏ nhiệt, vựng
được tụi, và vựng KLCB rất rừ rệt, cũn mẫu khụng nung khụng rừ tổ chức giữa cỏc giữa cỏc vựng. Như vậy nhiệt của quỏ trỡnh hàn lan truyền đó ảnh hưởng đến tổ chức và tớnh chất của lớp hàn.
Nhúm mẫu 1 ( khụng nung) Nhúm mẫu 2 (đó nung) a) Kim loại mối hàn b) Kim loại mối hàn c) Phần tiếp xỳc giữa KLCB và KLMH d) Phần tiếp xỳc giữa KLCB và KLMH e) Bề mặt mối hàn g) Bề mặt mối hàn Hỡnh 4. 21 Tổ chức tế vi của mối hàn Qua cỏc ảnh chụp tổ chức tế vi dễ dàng thấy rằng hỡnh ảnh của nhúm mẫu cú nung cú mầu sẫm hơn và hạt tinh thể thụ hơn, nguyờn nhõn vỡ tốc độ nguội của kim loại hàn chậm hơn so với nhúm mẫu khụng nung (Hỡnh 4.21 a,b). Vựng KLCB và vựng hàn cú sự khỏc nhau rừ rệt ở vựng biờn giới, mẫu khụng nung cú màu nhạt hơn mẫu nung (Hỡnh 4.21 c,d), điều đú chứng tỏ cú ảnh hưởng của lớp oxit đó nung trờn
bề mặt, điều đú chứng tỏ quỏ trỡnh hàn cú sự hũa tan và nổi lờn của oxit nung núng.
4.5.3. Kết quảđo mức độ oxy húa ở cỏc nhiệt độ và thời gian khỏc nhau
Hỡnh 4. 22 Đồ thị mức độ oxy húa tại 13000C
t (S) Hỡnh 4. 23 Đồ thị mức độ oxy húa tại 1320 0C
t (S) Hỡnh 4. 24 Đồ thị mức độ oxy húa tại 13500C
Nhận xột: Ở khoảng thời gian tăng dần thỡ mức độ oxy húa tăng dần.