ðể giải quyết nhiệm vụ ñặt ra cho ñề tài luận văn là “Nghiên cứu thành phần phối liệu của thuốc hàn gốm hệ Aluminate - Rutile (A-R) cho hàn tự ñộng kết cấu thép”
2.1. ðối tượng nghiên cứu
Thuốc hàn gốm hệ Aluminate - Rutile (A-R) và việc nghiên cứu chế tạo và ñánh giá chất lượng của thuốc.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu là kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm trong ñó nghiên cứu thực nghiệm là chủ yếu.
2.2.1. Nghiên cứu lý thuyết
Nghiên cứu thuốc hàn gốm hệ Aluminate - Rutile. Lựa chọn nguyên vật liệu, bài phối liệu sản xuất thuốc hàn gốm và các quá trình hoá lý xảy ra khi hàn
Tổ chức kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt.
Ảnh hưởng của 3 thành phần chính Al2O3 và TiO2, SiO2 trong thuốc hàn gốm tới chất lượng mối hàn.
2.2.2. Nghiên cứu thực nghiệm
Chế tạo thuốc hàn theo bài toán quy hoạch thực nghiệm và theo quy trình công nghệ ñã ñược nghiên cứu.
Thực hiện quá trình hàn.
Thông qua các chỉ tiêu cơ tính, ... ñể ñánh giá chất lượng thuốc hàn.
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm
Khi tiến hành thực nghiệm, các kết quả ño thường là ñại lượng ngẫu nhiên, không thể không sai lệch do ảnh hưởng của các yếu tố nhiễu. Do ñó ñể ñảm bảo ñộ tin cậy của các thí nghiệm cần ño nhiều lần sau ñó lấy giá trị trung bình. Áp dụng công thức xử lý số liệu của xác suất thống kê toán học. Sau khi ñã tiến hành n lần thí nghiệm và ñược giá trị là Xi (i = 1…n).
Giá trị trung bình các lần ño: ∑ = = n i i X n X 1 1
Sai số bình phương trung bình các lần ño: ( )
1 2 2 − − = ∑ n X Xi δ Sai số trung bình: n tb δ δ =
2.2.4. Các tiêu chí cần kiểm tra ñánh giá
Tổ chức thô ñại của mối hàn.
ðộ cứng tế vi mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt. Tổ chức tế vi mối hàn và vùng ảnh hưởng nhệt.
2.2.5. Thiết bị kiểm tra
2.2.5.1. Thiết bịño ñộ cứng
ðộ cứng ñược ño trên máy ño ñộ cứng tế vi và chiều dày lớp thấm Wilson Wolpert Micro - Vickers Model 420 MVD (Hình 2-1).
Hình 2-1: Máy ño ñộ cứng tế vi và chiều dày lớp thấm Wilson Wolpert Micro - Vickers Model 420 MVD
2.2.5.2. Kiểm tra kim loại học mối hàn a. Kiểm tra tổ chức thô ñại
Mẫu ñược cắt từ mối hàn theo tiết diện ngang hoặc dọc. Mẫu ñược mài lần lượt trên các ñĩa mài 60, 120, 180, 200, 240. ðể tránh biến dạng và quá nhiệt của mặt mẫu cần mài với dung dịch làm nguội. Sau khi mài mẫu ñược ñánh bóng với phớt No3 và No4.
Có nhiều loại thuốc ăn mòn hóa học bề mặt mẫu thử chẳng hạn thuốc chứa 50ml axit clohidric và 50ml nước dùng ñể biểu lộ cấu trúc thô ñại của thép cacbon thấp. Sau khi khắc mòn mẫu ñược làm sạch trong dung dịch 10% axit nitric.
Mặt mẫu ñược kiểm tra bằng mắt thường hoặc kính lúp có ñộ phóng ñại 10 ñến 30 lần. Bằng cách ñó có thể quan sát hình dáng và kích thước mối hàn, hướng phát triển của các tinh thể hình trụ, kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt, kiểu và kích thước các khuyết tật của mối hàn và kim loại cơ bản như không ngấu, nứt vĩ mô, chất tạp xỉ, rỗ, tách lớp ...
Cấu trúc vĩ mô cũng có thể quan sát trên mặt gãy mối hàn sau khi kiểm tra trình ñộ sản xuất hàn và kiểm tra cơ tính. Bằng cách này có thể phát hiện bản chất vết gẫy (dẻo hay giòn). Mặt mẫu có sợi màu ghi không có ánh lấp lánh chứng tỏ ñộ dai va ñập và ñộ dẻo cao. Mặt gãy với tinh thể thô lấp lánh ñặc trưng cho kim loại giòn, ñộ dai va ñập thấp.
b. Kiểm tra tổ chức tế vi (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mẫu vi mô nên cắt bằng máy phay. Kích thước mẫu vi mô không quá 20 x 20mm ñể dễ gia công. Phương pháp gia công mặt mẫu vi mô gần giống mặt mẫu vĩ mô. Trước hết sử dụng giấy mài thô K3 - 220, K3 - 280, K3 - 320 và sau ñó mài trên vải bột mài No40, M28, M10 với bột kim cương ñộ hạt khác nhau.
ðể biểu lộ cấu trúc vi mô, lớp khắc mòn hóa học không sâu, thường không quá 10 micromet.
Quan sát mặt mẫu dưới kính hiển vi (Hình 2-2) có thể xác ñịnh:
Cấu trúc của kim loại cơ bản và kim loại ñắp, cấu trúc vùng ảnh hưởng nhiệt và kích thước của nó.
Kích thước hạt kim loại cơ bản và kim loại ñắp.
Lượng cacbon gần ñúng trong kim loại cơ bản và kim loại ñắp.
Các tính chất cơ học của mối hàn và kim loại cơ bản bằng cách ño ñộ cứng tế vi.
Các khuyết tật, rỗ tế vi, nứt tế vi và kiểu phân bố của chúng, chất tạp, xỉ và phân lớp, hình dáng, kiểu phân bố, không ngấu, các chất tạp nitơ và ôxy, quá nhiệt và cháy, biến cứng của mối hàn, sự cháy của một số yếu tố.
Khả năng chống ăn mòn của vùng chuyển tiếp (trong các mối hàn của thép không gỉ).
Hình 2-2: Thiết bị nghiên cứu tổ chức tế vi Nikon Eclipes Model L150 2.3. ðịa ñiểm, thời gian và phạm vi nghiên cứu
2.3.1. ðịa ñiểm
Phòng thí nghiệm trọng ñiểm Công nghệ hàn và xử lý bề mặt - Viện Nghiên cứu Cơ khí, số 4 Phạm Văn ðồng, Cầu Giấy, Hà Nội.
2.3.2. Thời gian
Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 3 ñến tháng 10 năm 2013
2.3.3. Phạm vi nghiên cứu
ðề tài nghiên cứu chế tạo thuốc hàn gốm hệ Aluminate - Rutile (A-R), ñánh giá chất lượng thuốc hàn do tác giả chế tạo. Do giới hạn là ñề tài luận văn và thời gian nghiên cứu có hạn, nên phạm vi nghiên cứu ñánh giá chỉ dừng lại ở một loại mác thép nhất ñịnh ñó là thép Q460D, với các tiêu chí ñánh giá nhất ñịnh là: Tổ chức thô ñại của mẫu hàn, ño ñộ cứng tế vi và vùng ảnh hưởng nhiệt, kết quả phân tích tổ chức tế vi.
Chương 3: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THUỐC HÀN GỐM