CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
4.6.Ghi nhận kết quả thắ nghiệm thu ựược
Các mẫu hàn ựược gia công kỹ lưỡng và tạo mẫu thử với các mặt cắt ngang tại vùng trung tâm mối hàn tương ứng. Mẫu ựược chuẩn bị bằng các phương pháp ựánh bóng tế vi thông thường và hiển thị cấu trúc tế vi với các dung dịch phù hợp ựể thực hiện việc ựo các kắch thước hình dạng mối hàn.
Trước khi tiến hành ựo hình dạng kắch thước mối hàn mẫu ựã ựược phân tắch và kiểm tra chụp ảnh tổ chức tế vi của 4 vùng do Trung Tâm đánh Giá Hư Hỏng Vật Liệu thuộc Viện Khoa Học Vật liệu.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật 54
4.6.1.Kết quả ựánh giá qua hiển thị cấu trúc tổ chức tế vi của 4 vùng kim loại
Hình 4-2 Ảnh tổ chức tế vi của 4 vùng kim loại
Vùng 1: Mối hàn
Hình 4-3 Ảnh tổ chức tế vi của kim loại mối hàn
Trong vùng này tổ chức kim loại cơ bản và kim loại phụ (thuốc hàn) hòa trộn vào nhau sau khi ựông ựặc tạo thành mối hàn. Kim loại vùng này có ựộ bền ựộ cứng rất cao khả năng chịu mài mòn tốt.
1
4
3
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật 55
Vùng 2: Vùng kim loại cơ bản và kim loại mối hàn
Hình 4-4 Ảnh tổ chức tế vi của kim loại cơ bản và kim loại mối hàn
Dưới kắnh hiển vi phóng ựại nhiều lần chúng ta thấy rõ sự khác biệt giữa vùng kim loại cơ bản và kim loại mối hàn. Vùng kim loại cơ bản có màu sáng hơn sau khi ựánh bóng, vùng kim loại mối hàn có màu tối hơn do sự hòa trộn giữa kim loại cơ bản và kim loại phụ
Vùng 3: Vùng ảnh hưởng nhiệt
Hình 4-5 Ảnh tổ chức tế vi của vùng ảnh hưởng nhiệt
Như ựã giới thiệu ở phần tổng quan, phương pháp hàn Plasma bột kim loại là một phương pháp hàn có lượng nhiệt tập trung nên quá trình hình thành mối hàn diễn ra trong thời gian rất ngắn do vậy vùng ảnh hưởng nhiệt cũng rất nhỏ. Quan sát ảnh tổ chức tế vi của vùng ảnh hưởng nhiệtdưới kắnh hiển vi phóng ựại nhiều lần cho thấy tổ chức tế vi của vùng ảnh hưởng nhiệt và vùng kim loại cơ bản không có sự khác biệt lớn.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật 56
Vùng 4: Vùng kim loại cơ bản
Hình 4-6 Ảnh tổ chức tế vi của kim loại cơ bản
Vùng kim loại cơ bản hầu như không có sự thay ựổi về tổ chức tế vi nhưng do ảnh hưởng nhiệt nên vùng này tồn tại ứng suất dư.
4.6.2.Kết quả ựánh giá hình dạng và kắch thước mối hàn
Mặt cắt của mối hàn ựắp ựược ựo trên thiết bị ựo ựa năng hình dạng và kắch thước của mối hàn WG-1( Keiyu-NDT/ đài Loan) tại Cục đo Lường Chất Lượng Việt Nam
*Theo tiêu chuẩn TCVN 7472:2005
- Dung sai bề rộng mối hàn cho phép: bổ 0,5 mm;
- Dung sai chiều sâu ngấu mối hàn cho phép: h ổ 0,05 mm; - Dung sai chiều cao mối hàn cho phép: H ổ 0,1 mm;
Quá trình thắ nghiệm ựược thực hiện trên ba mẫu ở các chế ựộ công nghệ hàn khác nhau theo bảng (bảng 4-4) , (bảng 4-5) và (bảng 4-6).
+Mẫu 1: Các thông số hàn theo bảng.
Bảng 4-4. Các nhân tố ảnh hưởng và miền khảo sát
Thông số đơn vị ựo Chế ựộ hàn
Dòng hàn (Ih) A 100
Tốc ựộ hàn(Vh) mm/phút 60
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật 57
+ Mẫu 2: Các thông số hàn theo bảng;
Bảng 4-5. Các nhân tố ảnh hưởng và miền khảo sát
Thông số đơn vị ựo Chế ựộ hàn
Dòng hàn (Ih) A 90
Tốc ựộ hàn(Vh) mm/phút 55
Lượng cấp bột (G) g/phút 40
+Mẫu 3: Các thông số hàn theo bảng.
Bảng 4-6. Các nhân tố ảnh hưởng và miền khảo sát
Thông số đơn vị ựo Chế ựộ hàn
Dòng hàn (Ih) A 110 Tốc ựộ hàn(Vh) mm/phút 55 Lượng cấp bột (G) g/phút 40 Bảng 4-7: Kết quả thắ nghiệm Kắch thước hình học mối hàn (mm) Mẫu thử nghiệm Bề rộng (b) Chiều sâu
ngấu (h) Chiều cao (H) đánh giá Tắnh toán thực nghiệm 23,973 1,4 4,15 Mẫu hàn 1 22,95 1,55 3,90 Không ựạt Mẫu hàn 2 23,5 1,35 4,05 đạt Mẫu hàn 3 22,8 1,65 3,85 Không ựạt
Các mối hàn ựắp bằng phương pháp hàn Plasma (PTA) với bột hợp kim nền Nickel theo các chế ựộ công nghệ hàn khác nhau ựã ựược ghi nhận lại.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật 58
Sau ựó, diện tắch các phần của mối hàn ở trên và dưới ựường giao diện ựược tắnh toán ựể xác ựịnh mức ựộ hòa tan của kim loại ựắp vào kim loại nền bằng cách sử dụng phần mềm AutoCAD. Các giá trị thu nhận ựược của h, H và b và các giá trị diện tắch tắnh mức ựộ hòa tan kim loại ựắp ựược trình bày trong (bảng 4-7)
Kết luận:
Bằng phương pháp ựo kiểm thực tế trên mẫu hàn thử nghiệm cho thấy ở chế ựộ công nghệ hàn theo tắnh toán ựã ựạt yêu cầu về kắch thước và hình dạng và kắch thước của mối hàn
Bảng 4-8: Thông sô hình dáng hình học mối hàn Kắch thước hình học mối hàn (mm) Mẫu thử nghiệm Bề rộng (b) Chiều sâu ngấu (h) Chiều cao (H) đánh giá Mẫu hàn 2 23,5 1,35 4,05 đạt
Hình 4-7: Mẫu hàn ựắp tự ựộng PTA với bột hợp kim Nickel 4.7. Thảo luận kết quả thu nhận ựược
Phát triển các mô hình toán học có thể ựược sử dụng ựể dự ựoán kắch thước ựạt ựược của mối hàn nó lược bớt các thắ nghiệm không cần thiết. Ngoài ra, tắnh chắnh xác của các mô hình ựược xác ựịnh bằng cách thực hiện
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật 59
phù hợp các bước thử nghiệm sau khi xây dựng các mô hình toán học và sử dụng trên cùng một máy hàn. Trong quy trình này, các biến của quá trình ựược gán cho các giá trị trung gian ựể thực hiện hàn thử nghiệm và kết quả ựã ựược ựo và ghi lại như trong (bảng 4-7). Kết quả cho thấy rằng các mô hình là chắnh xác. Dựa trên các mô hình này, các tác ựộng chắnh và tương tác của quá trình các thông số về kắch thước mối hàn ựã ựược tắnh toán và vẽ dưới dạng ựồ thị. Cũng có thể thay thế các giá trị cho kắch thước mối hàn và nhận ựược tương ứng với giá trị của các thông số quá trình hàn PTA.