Sau khi nhập các số liệu thực nghiệm và chạy phần mềm chuyên dụng ta có kết quả về các phương trình hồi quy biểu diễn sự phụ thuộc của các kích thước mối hàn độ hàn có dạng:
-Mô hình chiều rộng mối hàn:
b Coeff. SC Std. Err. P Conf. int(±)
Constant 4.75724 0.106061 7.1528e-010 0.250797 X1 0.829677 0.0665331 4.91087e-006 0.157328 X2 0.382882 0.0665331 0.000695008 0.157328 X3 -1.08277 0.0665331 8.05428e-007 0.157328 X1*X1 -0.439983 0.0983037 0.00288095 0.232454 X2*X2 -0.135152 0.0983037 0.211573 0.232454 X3*X3 0.440641 0.0983037 0.00285787 0.232454 X1*X2 0.0874999 0.0778482 0.298083 0.184084 X1*X3 -0.2875 0.0778482 0.0077251 0.184084 X2*X3 -0.1125 0.0778482 0.19166 0.184084 N = 17 Q2 = 0.913 Cond. no. = 3.8425 DF = 7 R2 = 0.986 Y-miss = 0 Comp. = 4 R2 Adj. = 0.969 RSD = 0.2202 Conf. lev. = 0.95
Chiều rộng mối hàn b = 4,757 + 0,829X1 + 0,382X2 - 1,082X3 + 0,087 X1X2 - 0,287X1X3 - 0,112X2X3 - 0,439 X12 - 0,135X22 + 0,44X32
Hệ số tương quan R2 = 0,986
- Mô hình chiều cao mối hàn:
c Coeff. SC Std. Err. P Conf. int(±)
Constant 0.427783 0.027116 9.96096e-007 0.0641199 X1 -2.56525e-008 0.0170102 1 0.0402232 X2 -0.0293542 0.0170102 0.128053 0.0402232 X3 -0.117417 0.0170102 0.000230764 0.0402233 X1*X1 0.0303935 0.0251328 0.265796 0.0594305 X2*X2 -0.00347661 0.0251328 0.893875 0.0594305 X3*X3 0.0303936 0.0251328 0.265795 0.0594305 X1*X2 -1.22266e-008 0.0199031 1 0.0470639 X1*X3 0.025 0.0199031 0.249382 0.0470639 X2*X3 0.05 0.0199031 0.0402685 0.0470639 N = 17 Q2 = 0.069 Cond. no. = 3.8425 DF = 7 R2 = 0.899 Y-miss = 0 Comp. = 4 R2 Adj. = 0.768 RSD = 0.0563 Conf. lev. = 0.95
Chiều cao mối hàn c = 0,427 - 2,565X1 - 0,029 X2 - 0,117X3 -1,222X1X2 + 0,025X1X3 + 0,05X2X3 + 0,03X12 - 0,003 X22 + 0,03 X32
- Mô hình chiều sâu ngấu mối hàn
h Coeff. SC Std. Err. P Conf. int(±)
Constant 2.60981 0.17426 1.42026e-006 0.412065 X1 0.451406 0.109316 0.0044074 0.258494 X2 0.0261128 0.109316 0.818045 0.258494 X3 -0.495095 0.109316 0.0027028 0.258494 X1*X1 -0.306369 0.161515 0.0996676 0.381928 X2*X2 0.100072 0.161515 0.555154 0.381928 X3*X3 0.337164 0.161515 0.0752471 0.381928 X1*X2 -0.025 0.127907 0.850589 0.302455 X1*X3 -4.8206e-009 0.127907 1 0.302455 X2*X3 0.35 0.127907 0.0290699 0.302455 N = 17 Q2 = 0.173 Cond. no. = 3.8425 DF = 7 R2 = 0.882 Y-miss = 0 R2 Adj. = 0.731 RSD = 0.3618 Conf. lev. = 0.95
Chiều sâu ngấu mối hàn h = 2,609 + 0,451X1 - 0,026X2 - 0,495X3 - 0,025X1X2 - 4,82X1X3 + 0,35X2X3 - 0,306X12 + 0,1X22 + 0,037X32
Hệ số tương quan R2 = 0,882
4.2. Biểu diễn các đường đặc trưng và kết luận
4.2.1. Biểu diễn các đường đặc trưng
4.2.1.1. Ảnh hưởng của cường độ dòng điện hàn tới kích thước và hình dạng mối hàn
Hình 4.1: Ảnh hưởng của cường độ dòng điện hàn tới bề rộng mối hàn
Trên đồ thị hình 4.1 chúng ta nhận thấy khi bắt đầu tăng cường độ dòng điện thì bề rộng mối hàn cũng tăng theo nhưng ở mức độ nhanh, đến khi cường độ dòng điện tăng trên 90A bề rộng mối hàn vẫn tăng nhưng mức độ tăng chậm hơn.
Hình 4.2: Ảnh hưởng của cường độ dòng điện hàn tới chiều cao mối hàn
Trên đồ thị hình 4.2 chúng ta nhận thấy
-Khi Ih tăng đến giá trị 90A thì c giảm dần
Hình 4.3: Ảnh hưởng của cường độ dòng điện hàn tới chiều sâu ngấu mối hàn
Trên đồ thị hình 4.3 cho chúng ta thấy khi cường độ dòng điện tăng thì chiều sâu ngấu cũng tăng theo
4.2.1.2. Ảnh hưởng của điện áp hàn tới kích thước và hình dạng mối hàn
Hình 4.4: Ảnh hưởng của điện áp hàn tới bề rộng mối hàn
Trên đồ thị hình 4.4, ta nhận thấy sự ảnh hưởng của điện áp hàn đến bề rộng mối hàn là rất rõ nét, thể hiện rất mạnh, tức là khi điện áp tăng thì bề rộng mối hàn tăng nên rất nhanh
Hình 4.5: Ảnh hưởng của điện áp hàn tới chiều cao đắp mối hàn
Trên đồ thị hình 4.5 chúng ta nhận thấy khi bắt đầu tăng điện áp hàn chiều cao mối hàn giảm
-Khi điện áp tăng từ giá trị thấp đến 21V thì chiều cao mối hàn sẽ giảm dần.
Hình 4.6: Ảnh hưởng của điện áp hàn tới chiều sâu ngấu mối hàn
Đồ thị trên cho chúng ta thấy khi điện áp tăng đến Uh = 21V thì chiều sâu ngấu giảm nhanh điều này phù hợp với lý thuyết, khi tăng điện áp trên Uh = 21V thì chiều sâu ngấu lại tăng nhanh do hệ số ngấu đạt mức tối đa trong khi điện áp tăng làm bề tăng rộng mối hàn dẫn đến chiều sâu ngấu tăng.
4.2.1.3. Ảnh hưởng của tốc độ hàn tới kích thước và hình dạng mối hàn
Hình 4.7: Ảnh hưởng của tốc độ hàn tới bề rộng mối hàn
Trên đồ thịhình 4.7 ta nhận thấy khi tăng vận tốc hàn bề rộng mối hàn giảm. Khi tăng vận tốc hàn áp lực hồ quang và lượng kim loại nóng chảy vào vũng hàn giảm, làm cho bề rộng mối hàn giảm
Hình 4.9: Ảnh hưởng của tốc độ hàn tới chiều sâu ngấu mối hàn
Đồ thị hình 4.9 cho chúng ta thấy khi tăng vận tốc hàn làm giảm chiều sâu ngấu mối hàn, do vận tốc hàn nhanh dẫn đến áp lực chiều dài hồ quang giảm, do đó chiều sâu ngấu giảm
4.2.1.4. Ảnh hưởng đồng thời của cường độ dòng điện hàn và điện áp hàn tới kích thước và hình dạng mối hàn
Dựa vào hình 4.10, ta khẳng định được sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào các thông số chế độ hàn là rất rõ nét và cho khả năng đánh giá đồng thời của 2 yếu tố. Khi điện áp tăng bề rộng mối hàn tăng nhanh hơn, cường độ dòng điện tăng bề rộng mối hàn tăng chậm hơn
Hình 4.11: Ảnh hưởng của Ih và Uh hàn tới chiều cao mối hàn
Dựa vào hình 4.12 trên ta thấy khi Ih tăng h tăng, Uh tăng h cũng tăng.
4.2.1.5. Ảnh hưởng đồng thời của cường độ dòng điện hàn và tốc độ hàn tới kích thước và hình dạng mối hàn
Hình 4.13: Ảnh hưởng của Ih và Vh hàn tới bề rộng mối hàn
Hình 4.15: Ảnh hưởng của Ih và Vh hàn tới chiều sâu ngấu mối hàn
4.2.1.6. Ảnh hưởng đồng thời của tốc độ hàn và điện áp hàn tới kích thước và hình dạng mối hàn
Dựa vào các hình 4.16 trên ta thấy khi Uh tăng b tăng ,Vh tăng b giảm mạnh
Hình 4.17: Ảnh hưởng của Vh và Uh hàn tới chiều cao mối hàn
4.2.2. Kết luận
Kết quả thu được từ các phương trình hồi quy và các đường đặc trưng cho phép xây dựng các đường đặc trưng biểu diễn sự ảnh hưởng của các thông số chế độ hàn của các kích thước mối hàn, thông qua các biểu đồ dạng 2D và 3D.
Mức độ tương thích của các phương trình hồi quy với hệ số tương quan R2 =
0,882 ÷ 0,986 là chấp nhận được.
4.3. Xác định các thông số chế độ hàn hợp lý.
Tổng hợp các kết quả thí nghiệm đối với thép không gỉ và chiều dày 3mm được giới thiệu trong bảng 4.1
Bảng 4.1: Đánh giá hình dạng mối hàn theo chế độ thí nghiệm
Số T N
Chế độ hàn hồ quang plasma
Hình dạng điển hình của mối hàn Đánh giá Ih (A) Uh(V) Vh
(cm/ph)
1 105 21 25 Không đạt
2 107 20 16
4.4. Xây dựng bản hướng dẫn sử dụng chế độ hàn hồ quang plasma
Từ các kết quả giải bài toán tối ưu xác định khoảng các thông số chế độ hàn hợp lý, đến các tiêu chí đề ra, cho phép xây dựng được bảng thông số chế độ hàn như sau.
Bảng 4.2: Khoảng giá trị của các thông số chế độ hàn hợp lý
Đường kính dây hàn (d), mm Ih (A) Uh (V) Vh (cm/ph) 1,6 80 – 100 20 – 22 16 – 32 Kết luận: 3 79 22 24 Không đạt Không đạt 4 75 23 24 5 90 21 24 Đạt
-Với khoảng giá trị các thông số chế độ hàn nêu trên cho chất lượng hình thành mối hàn tốt, ít khuyết tật, bề mặt mối hàn đẹp.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 4
Trong chương 4 tác giả đã hoàn thành các nội dung:
-Xác định các hệ số phương trình hồi quy đạt mức độ tương thích cao bằng
phần mềm Modde 5.0
-Xây dựng phương trình hồi quy và biểu diễn các đường đặc trưng 2D,3D
biểu thị sự ảnh hưởng của các thông số chế độ hàn tới kích thước và hình dạng mối hàn giáp mối và rút ra các kết luận.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
- Tác giả đã phân tích các phương án từ đó đánh giá ảnh hưởng của các thông số cơ bản đến chất lượng mối hàn nhằm xây dựng cơ sở dữ liệu cho việc tối ưu hóa quá trình hàn hồ quang plasma.
- Tác giả đã xây dựng được mối quan hệ toán học biểu diễn ảnh hưởng của cường độ dòng điện hàn, điện áp hàn, tốc độ hàn tới chiều rộng mối hàn, chiều cao mối hàn và chiều sâu ngấu của liên kết hàn giáp mối từ thép không gỉ 12Cr18NiTi. - Tác giả đã xây dựng được chế độ hàn hợp lý khi hàn hồ quang plasma đối với thép không gỉ 12Cr18NiTi với chiều dày vật liệu là 3mm.
2. Kiến nghị
- Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ hàn khác đến hình dáng và kích thước mối hàn.
- Trong khi thực hiện luận văn mặc dù rất cố gắng nhưng kết quả nghiên cứu của tác giả vẫn còn một số hạn chế sau:
- Chưa có điều kiện nghiên cứu trên nhiều loại thiết bị hàn
- Kết quả vẫn dừng lại ở lý thuyết và mô phỏng, chưa có thử nghiệm nhiều với các loại vật liệu cơ bản và chiều dày khác nhau .
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[01]. Bộ môn Vật liệu học & Nhiệt luyện (2012), Hướng dẫn thí nghiệm môn Vật liệu học cơ sở, Viện Khoa học và Công nghệ Vật liệu - ĐH Bách khoa Hà Nội, Hà Nội. [02]. Bùi Minh Trí (2011), Xác xuất thống kê và quy hoạch thực nghiệm, NXB
Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
[03]. Bùi Văn Hạnh (2010), Tính toán chế độ hàn plasma các liên kết giáp mối vát mép một từ hợp kim nhôm, Tạp chí cơ khí Việt Nam, số 5/2010, tr. 38 - 41. [04]. Ngô Lê Thông (2010), Công nghệ hàn điện nóng chảy tập 1 & 2, NXB Khoa
học kỹ thuật, Hà Nội.
[05]. Nguyễn Doãn Ý (2009), Xử lý số liệu thực nghiệm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
[06]. Trần Văn Địch (2005), Sổ tay tra mác thép Thế giới, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[07]. Vũ Huy Lân (2012), Bài giảng công nghệ hàn đắp và phục hồi, Bộ môn Hàn &CN Kim loại - ĐH Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội.
[08]. Vũ Huy Lân (2012), Bài giảng Quy hoạch và xử lý số liệu thực nghiệm ứng dụng trong công nghệ hàn, Bộ môn Hàn & CN Kim loại - ĐH Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội.
[09]. Ali Moarrefzaded (2012), Study of heat affected zone for choosing suitable shieiding and nozzle gas in plasma arc welding
[10]. K.Siva Prasad,Ch.Srinivasa Rao,D.Nageswara Rao(2011), Prediction of Weld Bead Geometry in Plasma Arc Welding using Factorial Design Approach.