4.1. Kết luận.
Sau thời gian thực hiện đề tài “Nghiờn cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng nhiệt khi hàn tấm tụn bao vỏ tàu”, cụ thể nghiờn cứu với hai yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến biến dạng nhiệt đú là nguồn nhiệt hàn và gúc vỏt mộp. Đồng thời giới hạn
nghiờn cứu được ỏp dụng trong phạm vi: Quy trỡnh hàn HVS-1G-SAW (mục 3.1.5), phương phỏp hàn hồ quang dưới lớp thuốc trợ dung, vị trớ hàn bằng, mối ghộp giỏp
mối, hàn ba lớp, với kớch thước mẫu LxBxH là (1000x600x20)mm, cường độ dũng
điện I nằm trong khoảng (1700ữ2000)A, gúc vỏt mộp chữ V, Y và chữ X. Đến nay đề tài đó hoàn thành, tụi cú những kết luận sau:
1. Hai yếu tố Nguồn nhiệt hàn và Gúc vỏt mộp cú ảnh hưởng lớn đến biến dạng
nhiệt khi hàn tấm tụn bao vỏ tàu:
- Cường độ dũng điện I = (1700ữ2000)A thỡ biến dạng gúc biến thiờn trong khoảng β = (3.53ữ5.08)0.
- Với gúc vỏt mộp chữ V = 300, biến dạng gúc trung bỡnh trờn mẫu β = 4.130.
- Với gúc vỏt mộp chữ Y, biến dạng gúc trung bỡnh trờn mẫu β = 2.130 giảm 49%
so với gúc vỏt chữ V.
- Với gúc vỏt mộp chữ X cho biến dạng gúc trung bỡnh trờn mẫu là β = 1.240
giảm 70% so với gúc vỏt mộp chữ V.
Cú thể giải thớch cho sự giảm biến dạng gúc của gúc vỏt mộp chữ Y và chữ X so
với chữ V như sau: Khi tiến hành hàn với gúc vỏt mộp chữ V, vũng hàn và kim loại được điền đầy một phớa, vỡ vậy khi nguội sẽ co lại một chiều làm tăng biến dạng gúc.
Khi hàn với gúc vỏt mộp chữ Y và chữ X, mối hàn sẽ được chia thành ba lớp, hai lớp đối xứng với một lớp cũn lại, vỡ vậy vũng hàn và kim loại điền đầy gần như đối xứng
2. Khi tiến hành hàn trờn cựng một quy trỡnh HVS-1G-SAW (mục 3.1.5) nhưng
kết quả biến dạng trờn mẫu lớn hơn trờn sản phẩm khoảng 36%.
Kết quả này cú thể giải thớch như sau: khi tiến hành hàn trờn mẫu cú ớt yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng gúc hơn khi hàn trờn sản phẩm. Khi hàn trờn sản phẩm cú những
yếu tố gõy ảnh hưởng trỏi ngược nhau đến biến dạng gúc như: Chiều dài mối hàn lớn
cú thể gõy ảnh hưởng làm tăng biến dạng gúc. Chiều rộng sản phẩm lớn, trọng tõm xa
mối hàn cú thể gõy ảnh hưởng làm giảm biến dạng gúc. Đú là chưa kể đến trờn sản
phẩm thỡ cú nhiều tấm ghộp lại với nhau hơn nờn cú nhiều đường hàn hơn. Ngoài ra,
cú thể cũn nhiều yếu tố khỏc ảnh hưởng đến biến dạng mà chỳng ta chưa nghiờn cứu đến.
3. Kết quả trong phạm vi nghiờn cứu cao hơn kết quả tớnh toỏn theo cụng thức
của Giỏo sư Okerblom khoảng 83%.
Điều này cú thể giải thớch như sau: Cụng thức tớnh biến dạng gúc của Giỏo sư
Okerblom ( 2 . . 13 . 0 h U I
) chỉ xột đến một số yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng gúc, đú
là: Cường độ dũng điện I, hiệu điện thế U, tốc độ hàn ν và chiều dày tấm h. Trong khi đú cũn cú rất nhiều yếu tố khỏc ảnh hưởng đến biến dạng gúc mà Giỏo sư chưa xột đến như: Chiều dài mối hàn L, hỡnh dạng gúc vỏt mộp (chữ V, Y, X, U,...), chiều rộng gúc vỏt mộp (độ), chiều rộng tấm hàn B, chiều rộng mối hàn, phương phỏp hàn (Hồ quang
tay, hàn tự động, bỏn tự động, hàn CO2, hàn TIG, ....), ...
4.2. Kiến nghị.
Qua thời gian thực hiện đề tài, tỡm hiểu, nghiờn cứu, tụi xin cú một số kiến nghị
sau:
1. Khụng nờn sử dụng cụng thức tớnh biến dạng gúc của Giỏo sư Okerblom để tớnh
toỏn biến dạng gúc khi hàn tấm tụn bao vỏ tàu vỡ cụng thức này cho kết quả
thấp hơn rất nhiều so với thực tế.
2. Với kết quả hàn thớ nghiệm trong phạm vi nghiờn cứu, tụi xin đề xuất thay đổi
thụng số cường độ dũng điện I trong quy trỡnh hàn HVS-1G-SAW (mục 3.1.5)
Lớp hàn Phương phỏp hàn Cường độ dũng điện (A) Cường độ dũng điện đề nghị (A) Ghi chỳ 1 SAW 450ữ550 470 2 SAW 550ữ650 570 3 SAW 700ữ800 720
Lý do lựa chọn giỏ trị này, vỡ kết quả biến dạng tương đối thấp trong dải giỏ trị
thớ nghiệm (β = 3.980). Đồng thời với cường độ dũng điện thấp hơn sẽ cho mối hàn
khụng đảm bảo chất lượng, cụ thể là cỏc khuyết tật rỗ xỉ, rỗ khớ sẽ xảy ra, chiều cao và chiều rộng mối hàn khụng đảm bảo. Nhưng nếu hàn với cường độ dũng điện cao hơn
sẽ gõy biến dạng lớn và cỏc nguy cơ khuyết tật sẽ xay ra: chảy xệ, chỏy thủng hoặc
chiều cao và chiều rộng mối hàn vượt quỏ giới hạn cho phộp.
3. Trong điều kiện cho phộp nờn sử dụng gúc vỏt mộp chữ X thay cho gúc vỏt mộp
chữ V khi hàn tấm tụn bao vỏ tàu.
4.3. Hướng nghiờn cứu phỏt triển đề tài.
Qua thời gian nghiờn cứu tụi nhận thấy đề tài cũn rất nhiều phần cần bổ sung
hoàn thiện:
1. Nghiờn cứu sự ảnh hưởng của nguồn nhiệt hàn đến biến dạng gúc khi hàn tấm
tụn bao vỏ tàu với dải cường độ dũng điện hàn rộng hơn.
2. Nghiờn cứu sự ảnh hưởng của chiều dày tấm tụn bao vỏ tàu đến biến dạng.
3. Nghiờn cứu sự ảnh hưởng của chiều dài mối hàn đến biến dạng khi hàn tấm tụn
bao vỏ tàu.
4. Nghiờn cứu sự ảnh hưởng của trọng lượng bản thõn tấm đến biến dạng khi hàn tấm tụn bao vỏ tàu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Đức Ân, Vừ Trọng Cang (2003), Cụng nghệ đúng sửa tàu thủy, Nxb Đại học Quốc gia TP Hồ Chớ Minh.
2. Nguyễn Văn Ba (2008), Cơ sở cơ học mụi trường liờn tục và lý thuyết đàn hồi ứng dụng, Đại học Nha Trang.
3. Trương Cụng Đạt (1999), Kỹ thuật hàn, Nxb Thanh Niờn.
4. Hướng dẫn cho đăng kiểm viờn (2005), Hướng dẫn giỏm sỏt đúng mới tàu biển,
Phần NB-07, Hướng dẫn kiểm tra hàn thõn tàu, Đăng kiểm Việt nam.
5. Quy phạm phõn cấp và đúng tàu biển vỏ thộp (2003), Phần 6,7: TCVN 6259. 6. Ngụ Lờ Thụng (2004), Cụng nghệ hàn điện núng chảy, Tập 1,2, Nxb KHKT.
7. Hoàng Tựng (1997), Sổ tay cụng nghệ Hàn, Đại học Bỏch khoa Hà nội.
8. Mohammad Shah Alam (2005), Structural Integrity and Fatigue crack propagation life assessment of welded and weld-repaired structures, Doctor of Philosophy.
9. G. A. Bel'chuk, K. M. Gatovskii, B. A. Kokh (1980), Welding of ship structures, Leningrad.
10. Martin Birk (1999), Simulation of welding distortions in ship section, PhD thesis ATV Odense Steel Shipyard Ltd.
11. G. Dearden, S. P. Edwardson (2003), Laser Assisted Forming for Ship Building, The University of Liverpool, Williamsburg.
12. E. P. DeGarmo, J. L. Meriam, F. Johanssen (1946), The effect of weld length upon the residual stresses of unstrained butt welds, Welding Journal,
13. K. M. Gatovskii, V. A. Karkhin (1980), Theory of welding stresses and deformations, Leningrad Shipbuilding Institute.
14. Thomas Gell (1987), Stress redistribution in flame, Cut or weld thin plated subjected to external loading, PhD thesis.
15. Grong (1994), Metallurgical modeling of welding, The institute of materials Cambridge.
16. John A. Goldak (2005), Computational Welding Mechanic, Carleton University, Ottawa Canada And Mehdi Akhlaghi, Amirkabir University of Technology, Tehran Iran, Springer.
17. Kenneth Hakansson (2002), Weld metal properties for extra high strength steels, Doctor thesis, The Royal Institute of Technology.
18. V. A. Karkhin (1990), Principles of heat transfer in weldments, Leningrad Technical University.
19. Koichi and Masubichi (1980), Analysis of welded structures, Massachusetts Intitude of Technology USA.
20. Sindo Kou (2003), Welding Metallurgy, Second edition, John Wiley & Sons.
21. A.S. Kuzminov (1956), Calculation principles of total deformation of ship hull structures, Works of Central Scientific Research Institute of Shipbuilding Industry.
22. Mark Jason Lasley (2005), A finite element simulation of temperature and material
flow in friction stir welding, Brigham Young University.
23. M. Meo And R. Vignjevic (2000), Welding Simulation Using FEA, Cranfield University, Bedford, UK.
24. Panagiotis Michaleris and Andrew DeBiccari (1999), Prediction of Welding Distortion, Edison Welding Institute, Columbus, Ohio.
25. Panagiotis Michaleris (2003), Finite element analysis of thermal tensioning techniques mitigating weld buckling distortion, The Pennsylvania State University, Columbus, OH.
26. D. Radaj (1992), Heat effects of welding, Springer, Verlag, Berlin.
27. D. Rosenthal and R. Schmerber (1938), Thermal study of arc welding, Experimental verification of theoretical formulas, Am. Weld. Journ.
28. D. Rosenthal (1941), Mathematical theory of heat distribution during welding and cutting, Am. Weld. Journ.
29. N. O. Okerblom (1955), The calculations of deformation of welded metal structures, Mashgiz, Moscow.
30. Artem Pilipenko (2001), Computer simulation of residual stress and distortion of thick plates in multi-electrode submerged arc welding, doctor thesis, Trondheim, Norway.
31. Quality Standard (2008), Hyundai Vinashin Shipyard co., LTD.
32. Andrzej Służalec (2005), Theory of Thermomechanical Processes in Welding, Published by Springer.
33. G. A. Taylor, M. Hughes and K. Pericleous (2000), The Application of Three Dimensional Finite, Volume Methods to the Modelling of Welding Phenomena,
34. Gareth A. Taylor, Michael Hughes, Nadia Strusevich and Koulis Pericleous (1999), Finite vouume methods applied to the computational modelling of welding phenomena, University of Greenwich, London, UK.
35. Savante Tornblom (2007), Undermatching Butt Weld in High Strength Steel, Master Thesis, Lulea University of Technology.
36. G. E. Totten, M. A. Howes - Marcel Dekker (1997), Steel heat treatment handbook, New York.
37. Y. Ueda, T. Yamakawa (1971), Analysis of thermal elastic-plastic stress and strain during welding, Vol.2, N 2, Trans. Japan Welding Soc.
38. V.A. Vinokurov (1997), Welding stresses and distortion, Wetherby, British Library.
39. O. Westby (1968), Temperature distribution in the work-piece by welding, Doctoral Thesis, The technical University of Norway, Trondheim.