Ch đ hàn Vh [mm/s] Ih [A] Uh [V] q [J/mm] Ghi chú 1 2,5 225 19 1197 Góc nghiêng m hàn 45o (h quang tác đ ng tr c ti p vào t m thép) 2 3,0 192 16,5 739,20 L n h n d i n ng l ng đ ng t i u 3 3,0 187 16,5 719,95 Thu c d i n ng l ng đ ng t i u 4 3,5 206 17 700,40 Thu c d i n ng l ng đ ng t i u 5 3,5 200 17 680 Thu c d i n ng l ng đ ng t i u 6 4,0 215 17,5 658,44 Nh h n d i n ng l ng đ ng t i u 7 4,0 202 17 600,95 Nh h n d i n ng l ng đ ng t i u 8 5,0 202 17 480,76 Nh h n d i n ng l ng đ ng t i u Trong 8 ch đ thí nghi m trên, duy nh t ch đ hàn s 1 là s d ng góc nghiêng m hàn 45o đ ki m tra nh h ng c a s tác đ ng tr c ti p h quang vào b m t t m thép. Các ch đ còn l i đ u s d ng góc nghiêng m hàn 20o nh đã tính toán mô ph ng ch ng 3. i v i m hàn TIG, s d ng đi n c c vonfram 2,4mm, ch p khí có đ ng kính 10mm, s d ng khí Ar lo i 99,98% và l u l ng khí b o v khi hàn là 10 lít/phút.
Trong tr ng h p này, đ kh l p màng Al2O3 trên b m t t m nhôm (nhi m v s 1 trong b ng 2.11), tác gi s d ng dòng hàn xoay chi u (AC); đ ki m soát t t ch đ nhi t, tác gi s d ng lo i dòng hàn xung – Ngh a là đây s d ng dòng hàn xung AC v i sóng tín hi u d ng ch nh t. K t qu hàn th nghi m v i nhi u giá tr khác nhau c a ch đ hàn xung AC cho bi t r ng: n u t n s xung T quá nh thì kh n ng làm s ch l p ôxit nhôm s kém, d n đ n m i hàn b l n ôxit nhôm và tính th m t c a KLMH lên trên b m t t m thép s kém. r ng xung d ng a quá l n (đ r ng xung âm b quá nh ) thì kh n ng đánh s ch l p màng ôxit nhôm s t t nh ng liên k t l i b thi u nhi t.Các giá tr h p lý c a thông s xung AC đ c l a ch n s d ng trong lu n án nh sau:
Giá tr Ih ghi trong b ng 4.3 chính là dòng đ nh c a xung AC ch nh t. T n s xung: T = 120 Hz.
r ng xung d ng: a = 0,6T. r ng xung âm: b = 0,4T.
Hình 4.5Bi u đ tín hi u dòng hàn xung AC khi hàn liên k t nhôm – thép
81
Quy trình thí nghi m:
b o đ m th c hi n thành công m i ghép, c n ph i tuân th tri t đ các c s khoa h c đã phân tích và rút ra đ c ch ng 2, trong đó đ c bi t là các gi i pháp k thu t đã đ c t ng h p trong b ng 2.11. Trên c s đó, tác gi đ a ra quy trình thí nghi m tu n t nh sau:
1. Chu n b thi tb và đ gá hàn nh yêu c u và mô t trong m c 4.2 2. Chu n b m u thí nghi m nh yêu c u và mô t trong m c 4.3 3. Gá k p m u thí nghi m nh m c 4.4.1
4. i u ch nh thi t b hàn và xe hàn t hành theo đúng các ch đ hàn b ng 4.3 và hình 4.5
5. Ti n hành thí nghi m v i các k thu t đã nêu trong b ng 2.11 và các k t lu n ch ng 2
6. Ki m tra ngo i d ng và ch t l ng liên k t hàn b ng các thi t b trong m c 4.5
4.5. Các trang thi t b ki m tra ch t l ng hàn
4.5.1. Th kéo và b liên k t hàn
Do liên k t hàn nghiên c u trong lu n án này là m t d ng liên k t m i, phi tiêu chu n
(liên k t hàn d ng ch T đ c t o b i 2 v t li u r t khác bi t v ch ng lo i), nên ch a có
tiêu chu n hay quy ph m đ áp d ng. D a theo tr ng thái làm vi c c a liên k t hàn ch T (ch u l c c t khi k t c u b u n), tác gi đ xu t ki m tra kh n ng ch u l c c t (đ ki m tra ng su t c t - ng su t ti p) c a liên k t hàn hybrid nhôm – thép d ng ch T đã th c hi n đ c theo s đ trên hình 4.6a.
M t khác trong đi u ki n làm vi c th c t , liên k t hàn ch T có th b u n ho c ch u tác đ ng c a ngo i l c theo ph ng ngang ho c xiên so v i t m thép. Vì v y tác gi đ xu t thêm ki m tra b liên k t hàn (đ ki m tra ng su t pháp). Tham kh o cách ti n hành ki m tra b (break test) liên k t hàn ch T theo tiêu chu n AWS B4.0:2000 – “Standard Methods for Mechanical Testing of Welds” [55], tác gi đ a ra s đ th b liên k t hàn hybrid nhôm – thép ch T nh mô t trên hình 4.6b.
a)S đ th kéo liên k t hàn ch T b) S đ th b liên k t hàn ch T
Hình 4.6 Các s đ th kéo và th b liên k t hàn hybrid nhôm – thép ch T
Các quá trình th kéo và b liên k t hàn nghiên c u đ c ti n hành trên các m u đ t ch t l ng (không có khuy t t t ngo i d ng) và ti n hành th trên 5 m u đ l y k t qu trung bình. Các m u th kéo và b liên k t hàn hybrid nhôm – thép d ng ch T dày 5 mm đ c chu n b nh th hi n trên hình 4.7. Các k t qu th kéo và b liên k t hàn nghiên c u đ c trình bày trong m c 5.4 ch ng 5.
82
Hình 4.7Chu n b các m u đ th kéo và b liên k t hàn hybrid nhôm – thép d ng ch T
th c hi n đ c vi c kéo m u hàn là liên k t hybrid nhôm – thép d ng ch T trên máy kéo – nén v n n ng CNC, tác gi đãt ch t o 1 đ gá đ k p m u hàn ch T nh mô t trên hình 4.8. Trong đó yêu c u ph n k p c a đ gá ph i vuông góc v i rãnh ch n m u kéo và khe h c a rãnh ch n ph i l n h n chi u dày c a t m nhôm.
Hình 4.8 gá m u th kéo liên k t hàn ch T và l p ráp trên máy kéo – nén v n n ng CNC
M u th b c ng đ c th c hi n trên máy kéo – nén v n n ng CNC, nh ng th c hi n giá phía d i nh mô t trên hình 4.9. Máy kéo – nén v n n ng h CNC chuyên d ng cho ki m tra c tính liên k t hàn đ c l a ch n s d ng đây có ch c n ng ghi biên b n th kéo (nén, u n, b ) ra file m m đ có th in b ng máy in v n phòng. ng th i ph n m m đi u khi n máy có kh n ng tính toán và đ a ra các giá tr nh ng su t, gi i h n ch y (trên, d i) và gi i h n b n c a v t li u. Các thông s này đ c in ra cùng v i bi u đ trên cùng m t biên b n ki m tra c tính c a v t li u m u th .
83
Hình 4.9B liên k t hàn hybrid nhôm – thép d ng ch T
4.5.2. Các trang thi t b dùng trong quá trình ki m tra ch t l ng hàn
ti n hành ki m tra ch t l ng c a liên k t hàn hybrid nhôm – thép d ng ch T nghiên c u trong lu n án này, tác gi đã s d ng m t lo t các trang thi t b ki m tra nh mô t trong b ng 4.4 d i đây.