BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN ĐỒNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ HÀN MAG ĐẾN HÌNH DẠNG MỐI HÀN KHI HÀN KẾT CẤU THÉP TẤM Ở TƯ THẾ 2G NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN ĐỒNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ HÀN MAG ĐẾN HÌNH DẠNG MỐI HÀN KHI HÀN KẾT CẤU THÉP TẤM Ở TƯ THẾ 2G NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN ĐỒNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ HÀN MAG ĐẾN HÌNH DẠNG MỐI HÀN KHI HÀN KẾT CẤU THÉP TẤM Ở TƯ THẾ 2G NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY- 605204 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS HOÀNG TRỌNG BÁ TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2012 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Nguyễn Văn Đồng Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 15 - 07 - 1983 Nơi sinh: Thái Bình Quê quán: Thụy Trường – Thái Thụy – Thái Bình Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 292c/09 – Nội Hóa – Bình An – Dĩ An – Bình Dương Điện thoại quan: 0822158645 Điện thoại nhà riêng: Fax: E-mail: dong_nguyen37@yahoo.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ …./… đến ……/ …… Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09 / 2005 đến 07/ 2007 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Ngành học: Cơ Khí Chế Tạo Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Ứng dụng phần mềm Pro/ Engineer Wildfine 3.0 thiết kế khuôn ép phun Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: 12/2007 Người hướng dẫn: Th.s : Nguyễn Hoài Nam III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác 2007-2010 Trường cao đẳng nghề đông nam 2010 đến Trường cao đẳng công nghệ Thủ Đức Trang i Công việc đảm nhiệm Giáo viên Giảng viên LỜI CAM ĐOAN  Tôi cam đoan công trình nghiên cứu  Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 09 năm 2012… (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Văn Đồng Trang ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập nghiên cứu chương trình đào tạo sau đại học trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM, em tiếp thu đúc kết nhiều kiến thức bổ ích cho chuyên môn Với đề tài nghiên cứu hình thức luận văn thạc sỹ, em vận dụng kiến thức học để giải vấn đề thực tế Đề tài em nghiên cứu tìm hiểu ảnh hưởng thông số chế độ công nghệ hàn MAG ảnh hưởng đến hình dạng mối hàn hàn kết cấu thép tư 2G, lần tiếp xúc nên em gặp nhiều khó khăn Với hướng dẫn tận tình thầy hướng dẫn PGS TS Hoàng Trọng Bá với hỗ trợ gia đình, bạn bè, trường cao đẳng nghề Lilama 2, trường cao đẳng công nghệ Thủ Đức Cho đến thời điểm luận văn em củng đạt kết mong muốn Đến đây, cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Ban Giám Hiệu trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM - Thầy PGS.TS Hoàng Trọng Bá – Khoa Cơ Khí Chế tạo Máy - trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM - Thầy.TS Phan Miêng – Khoa Cơ Khí Chế tạo Máy - trường Cao đẳng giao thông vân tải TP.HCM - Quý thầy cô khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy - Trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM - Trường cao đẳng nghề Lilama - Trương cao đẳng công nghệ Thủ Đức - Gia đình, bạn bè đồng nghiệp Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, hỗ trợ động viên quý báu tất người Xin trân trọng cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2012 Học viên thực luận văn Trang iii TÓM TẮT Hàn hồ quang điện cực nóng chảy môi trường khí bảo vệ (GMAW: Gas Metal Arc Welding) trình hàn nóng chảy nguồn nhiệt hàn cung cấp hồ quang tạo điện cực nóng chảy ( dây hàn) kim loại nền, hồ quang kim loại nóng chảy bảo vệ khỏi tác động môi trường xung quanh oxy, nitơ Khi phương pháp hàn sử dụng khí hoạt tính khí CO2 làm khí bảo vệ, gọi là: MAG (Metal Active Gas) Được sử dụng rộng rãi chế tạo bồn bể áp lực, hệ thống đường ống lớn, chất lượng mối hàn tốt, suất cao Hơn nữa, dễ dàng tự động hóa không đòi hỏi tay nghề người thợ cao Để đạt hiệu suất trình hàn cao, chất lượng mối hàn tốt thông số chế độ hàn cần nghiên cứu Đề tài thực thời gian từ tháng 02/2012 đến 08/2012 trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP HCM Nội dung phương pháp nghiên cứu đề tài nghiên cứu lý thuyết công nghệ hàn MAG thực thí nghiệm trường Cao đẳng nghề Lilama dạng hàn mẫu đo kích thước mối hàn, xử lý kết đo phương pháp quy hoạch thực nghiệm Kết đạt luận văn trình bày cách đầy đủ cô đọng lý thuyết thực nghiệm “Chế độ công nghệ hàn MAG ảnh hưởng đến hình dạng mối hàn hàn kết cấu thép tư 2G” Tìm mối quan hệ cường độ dòng điện hàn với chiều rộng, chiều cao, chiều sâu ngấu mối hàn Mối quan hệ điện áp hàn với chiều rộng, chiều cao, chiều sâu ngấu mối hàn Mối quan hệ tốc độ hàn với chiều rộng, chiều cao, chiều sâu ngấu mối hàn Kết đề tài sở để chọn chế độ hàn, nhằm nâng cao chất lượng tuổi thọ cho kết cấu hàn Đồng thời phương pháp áp dụng để kiểm tra cho kết cấu hàn làm việc nhà máy, xí nghiệp phục vụ cho công tác chế tạo sửa chữa Trang iv ABSTRACT Arc welding with melting electrode in protective gas environment (GMAW: Gas Metal Arc Welding) is molten welding process in which the heat source is provided by arc created between the melting electrode (wire) and base metal, arc and molten metal is protected from the impact of the surrounding environment such as oxygen and nitrogen When welding method using reactive gases such as CO2 shielding gas, then it is called: MAG (Metal Active Gas) Widely used in the manufacture of pressure tanks, large piping systems, weld quality, high productivity Moreover, it is easy to automate and therefore does not require high-skilled workers To achieve high performance welding process, weld quality welding mode, the parameters need to be studied.Time threads are made from 02/2012 to 08/2012 Technical Pedagogical University City HCM The content and methodology of the research is the study of MAG welding technology theory and the experiment in vocational colleges attracting sample as welding and weld measuring, processing measurement results by experimental planning method The results of the thesis presents a complete and concise theoretical and empirical "MAG welding technology Mode affects the shape of the weld when welding structural steel sheet in 2G position" Find out the relationship between the welding amperage with width, height,, matured depth of the weld The relationship between welding voltage with width, height,, matured depth of the weld The relationship between the welding speed and the width and height, matured depth of the weld Results of the research is the basis for us to select welding mode, in order to improve the quality and longevity for structural welding At the same time, the method can be applied to test for structural welding work at plants and factories for the manufacture and repair Trang v MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục vi Danh sách ký hiệu ix Danh sách hình x Danh sách hình xii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Nhiệm vụ phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Giá trị thực tiễn lận văn CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Một số vấn đề lý thuyết hàn 2.1.1 Sự hình thành mối hàn 2.1.1.1 Khái niện mối hàn 2.1.1.2 Sự tạo thành bể hàn 2.1.1.3 Sự dịch chuyển kim loại lỏng từ điện cực vào bể hàn 2.1.2 Cấu trúc kim loại mối hàn 2.1.2.1 Vùng mối hàn 2.1.2.2 Vùng ảnh hưởng nhiệt yếu tố ảnh hưởng đến kích thước khu vực ảnh hưởng nhiệt 2.1.2.3 Đặc điểm 13 2.1.2.4 Phân loại hàn 13 2.2 Tổng quan phương pháp hàn môi trường khí bảo vệ 15 2.2.1 Phạm vi ứng dụng ưu điểm 16 2.2.2 Những hạn chế phương pháp 17 2.3 Công nghệ hàn hồ quang môi trường khí bảo vệ 17 2.3.1 Các nguyên lý vận hành 17 Trang vi 2.3.2 Các thông số công nghệ hàn 2.3.3 Dòng điện hàn 2.3.4 Điệp áp hồ quang 2.3.5 Tốc độ di chuyển 2.3.6 Chiều dài nhô điện cực 2.3.7 Kích cỡ điện cực 2.4 Khí bảo vệ 2.4.1 Tổng quan 2.4.2 Khí bảo vệ Argon Hêli 2.4.3 Hỗn hợp khí Argon – Điôxít cacbon – Ôxi 2.4.4 Điôxít cacbon 2.5 Sự hình thành mối hàn không gian 2.5.1 Phân loại vị trí mối hàn không gian 2.5.2 Vị trí hàn theo tiêu chuẩn AWS 2.5.3 Vị trí hàn theo tiêu chuẩn Việt Nam CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 3.1 Vật liệu mẫu 3.2 Thiết bị, vật liệu hàn, khí bảo vệ dụng cụ đo 3.2.1 Thiết bị hàn 3.2.2 Vật liệu hàn khí bảo vệ 3.2.3 Dụng cụ đo kiểm 3.3 Chế độ hàn 3.3.1 Chọn chế độ hàn dây có đường kính Ф1.2mm 3.3.2 Tính thông số hàn 3.3.3 Xác định yếu tố ảnh hưởng 3.3.4 Xác định số lượng mẫu thí nghiệm 3.4 Tiến hành hàn 3.4.1 Hàn mẫu 3.4.2 Cắt mẫu 3.4.3 Đo kích thước mối hàn phôi mẫu 3.5 Xử lý số liệu thực nghiệm 3.6 Tính hệ số bj mô hình chiều rộng mối hàn 3.7 Kết thảo luận 3.7.1 Ảnh hưởng chế độ công nghệ hàn đến chiều rộng mối hàn 3.7.2 Ảnh hưởng chế độ công nghệ hàn đến chiều cao mối hàn Trang vii 21 22 22 22 23 24 24 24 28 29 29 30 30 31 33 34 34 35 35 36 37 37 38 38 39 40 40 41 42 43 44 47 50 50 52 3.7.3 Ảnh hưởng chế độ công nghệ hàn đến chiều sâu ngấu mối hàn 3.7.4 Ảnh hưởng chế độ công nghệ hàn đến hệ số hình dạng mối hàn CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận 4.2 Kiến nghị 4.3 Hướng phát triển đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang viii 54 56 60 60 61 61 62 MỘT SỐ KÝ HIỆU DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU Ih: Cường độ dòng điện hàn Uh : Hiệu điện hàn Vh : Tốc độ hàn c : Chiều cao mối hàn b : Chiều rộng mối hàn h : Chiều sâu ngấu mối hàn Ψm: Hệ số hình dạng mối hàn Ψn: Hệ số ngấu mối hàn MIG: Metal Inert Gas MAG : Metal Active Gas GMAW : Gas Metal Arc Welding ASME: Hiệp Hội Kỹ Sư Cơ Khí Hoa Kỳ AWS: Hiệp Hội Hàn Hoa Kỳ 1G : Tư hàn (hàn sấp) 2G : Tư hàn ngang 3G : Tư hàn leo ( Hàn đứng) 4G : Tư hàn trấn ( Hàn ngữa) 5G: Tư hàn ống vị trí nằm ngang cố định 6G : Tư hàn ống vị trí xiên 450 1F : Tư hàn góc 2F : Tư hàn góc ngang 3F: Tư hàn góc leo 4F : Tư hàn góc trần Trang ix DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH Hình 2.1: Hình 2.2: Hình 2.3: Hình 2.4: Hình 2.5: Hình 2.6: Hình 2.7: Hình 2.8: Hình 2.9: Hình 2.10: Hình 2.11: Hình 2.12: Hình 2.13: Hình 2.14: Hình 2.15: Hình 3.1: Hình 3.2: Hình 3.3: Hình 3.4: Hình 3.5: Hình 3.6: Hình 3.7: Hình 3.8: Hình 3.9: Hình 3.10: Hình 3.11: Hình 3.12: Hình 3.13: Hình 3.14: Hình 3.15: Hình 3.16: Hình 3.17: Hình 3.18: Hình 3.19: Hình 3.20: Hình 3.21: TRANG Mối hàn Bể hàn Hình dạng kích thước bể hàn Tác dụng lực từ trường ép lên đầu mút điện cực Tổ chức kim loại mối hàn Tổ chức kim loại mối khu vực ảnh hưởng nhiệt 10 Sơ đồ thiết bị hàn hồ quang điện cực nóng chảy khí bảo vệ 19 Thiết bị hồ hàn hồ quang điện cực nóng chảy khí bảo vệ 21 Chiều dài điện cực phía mỏ hàn 22 a – Hồ quang dài, b – Hồ quang trung bình, c – Hồ quang ngắn 24 Bề mặt hình mẫu thâm nhập khí khác 28 Sơ đồ minh họa độ dốc mối hàn 30 Sơ đồ minh họa chiều quay mối hàn 30 Vị trí mối hàn không gian theo tiêu chuẩn AWS 32 Vị trí mối hàn không gian theo tiêu chuẩn Việt Nam 33 Phôi hàn sau vệ sinh 34 Máy hàn MAG Miller 383 35 Dây hàn MAG nhãn hiệu Kim Tín Việt Nam 36 Thước đo mối hàn đa 37 Thông số hình học phôi hàn 39 Phôi hàn gá vị trí 2G không 41 Mối hàn mẫu thí nghiệm 42 Các phôi mẫu sau hàn, cắt, mài tẩm thực 42 Cách đo bề rộng mối hàn 43 Cách đo chiều cao mối hàn 43 Thí nghiệm đo hình dang mối hàn 44 Sơ đồ ảnh hưởng cường độ dòng điện đến chiều rộng mối hàn 51 Sơ đồ ảnh hưởng hiệu điện hàn đến chiều rộng mối hàn 51 Sơ đồ ảnh hưởng vận tốc hàn đến chiều rộng mối hàn 52 Sơ đồ ảnh hưởng cường độ dòng điện đến chiều cao mối hàn 53 Sơ đồ ảnh hưởng hiệu điện hàn đến chiều cao mối hàn 53 Sơ đồ ảnh hưởng vận tốc hàn đến chiều cao mối hàn 54 Sơ đồ ảnh hưởng cường độ dòng điện đến chiều sâu ngấu mối hàn 55 Sơ đồ ảnh hưởng hiệu điện hàn đến chiều sâu ngấu mối hàn 55 Sơ đồ ảnh hưởng vận tốc hàn đến chiều sâu ngấu mối hàn 56 Sơ đồ ảnh hưởng cường độ dòng điện đến hệ số hình dạng mối hàn 57 Hình 3.22: Sơ đồ ảnh hưởng hiệu điện hàn đến hệ số hình dạng mối hàn 68 Hình 3.23: Sơ đồ ảnh hưởng vận tốc hàn đến hệ số hình dạng mối hàn 68 Trang x DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1 Sự phụ thuộc kích thước vùng chiều dài khu vực ảnh hưởng nhiệt vào phương pháp hàn khác 12 Bảng 2.2 Các khí bảo vệ phương thức chuyển kim loại dạng bụi 25 Bảng 2.3 Các khí bảo vệ phương thức chuyển kim loại dạng đoản mạch 27 Bảng 3.1 Bảng chế độ hàn 2G dây hàn 1,2mm 38 Bảng 3.2 Giá trị mức biến thiên chế độ hàn 45 Bảng 3.3 Chuyển giá trị biến thực sang giá trị mã hóa 46 Bảng 3.4 Kế hoạch thực nghiệm kết thu 47 Bảng 3.5 Kết thí nghiệm thu chiều rộng mối hàn tâm phương án 48 Trang xi CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Trong năm gần kỹ thuật Hàn có bước phát triển mạnh mẽ, đáp ứng yêu cầu ngày cao công nghệ vật liệu Nhiều phương pháp Hàn xuất hiện, công nghệ áp dụng rộng rãi kỹ thuật hàn Các công nghệ hàn cổ điển, chủ yếu thủ công không liên tục dần trở nên lạc hậu Tính hiệu kinh tế hầu hết sở công nghiệp từ nhà máy điện, chế tạo máy móc, khai thác, lọc dầu, xây dựng bồn bể chứa dầu khí, hóa chất liên quan chặt chẽ đến ứng dụng hợp lý công nghệ hàn Hàn công nghệ phức tạp, phối hợp nhiều ngành khoa học kỹ thuật từ vật lý, hóa học, luyện kim, khí, tự động hóa đến kỹ thuật điện điện tử Trong tình hình đất nước có nhiều đổi mới, đặc biệt kinh tế tăng trưởng liên tục ngành công nghiệp phát triển với tốc độ tăng dần tiến tới mục tiêu công nghiệp hóa – đại hóa đất nước Do yêu cầu kiến thức khoa học công nghệ nói chung, khoa học công nghệ Hàn nói riêng đòi hỏi phải có đáp ứng kịp thời phù hợp với phát triển công nhiệp hóa đại hóa đất nước Khoảng 10 năm gần đây, nhiều công nghệ hàn ứng dụng rộng rãi Việt Nam tiếp tục đóng vai trò quan trọng tương lai Hiện ngành Hàn phát triển mạnh mẽ với đời phương pháp hàn mới, thiết bị hàn ngày đại nhằm giảm bớt sức lao động đem đến cho người sản phẩm với chất lượng ngày cao Một công nghệ hàn Việt Nam công nghệ hàn hồ quang môi trường khí bảo vệ Phương pháp hàn có nhiều ưu điểm đặc biệt phù hợp với sản xuất lớn ứng dụng hàn tự động hàn kim loại, đường ống, bồn bể chứa có đường kính chiều dày lớn Trang Tuy nhiên trình hàn kết cấu có kích thước, chiều dày lớn hàn vị trí hàn khó không gian, “chẳng hạn hàn mối hàn 2G” hình thành mối hàn khác Để có mối hàn tương đối đồng kích thước, hình dáng trình hàn ta phải điều chỉnh, thay đổi thông số trình hàn để đạt hình dáng chất lượng mối hàn mong muốn Vì tác giả chọn đề tài nghiên “Nghiên cứu ảnh hƣởng chế độ công nghệ hàn MAG đến hình dạng mối hàn hàn kết cấu thép tƣ 2G ” 1.2 Tình hình nghiên cứu K.Y Benyounis, et al “ Effect of welding parameters on heat input and weld bead profile ’’ 15 May 2005 K.Y Benyounis, et al.“ Optimizing the laser-welded butt joints of medium carbon steel using RSM ”, 15 May 2005 N B Mostafa and R S Parmar “Mathematical models to predict weld bead dimensions in FCAW’’ Dec 16- 19, 2007 Xác định ứng suất dư cho mối hàn ống chịu áp lực nhiễu xạ X – quang Luận văn thạc sĩ Lâm Văn Tường 2011 Nghiên cứa ảnh hưởng chế độ hàn đến độ bền mối hàn Luận văn thạc sĩ Nguyễn Tấn Hải 2011 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu nâng cao hiệu trình hàn nhằm đạt chất lượng mối hàn thông qua việc lựa chọn chế độ hàn Trên sở nghiên cứu lý thuyết khảo sát thực nghiệm, xác định mức độ ảnh hưởng chế độ công nghệ hàn đến chất lượng mối hàn, thông qua hình dạng mối hàn trường hợp hàn kết cấu thép tư 2G 1.4 Nhiệm vụ phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Nhiệm vụ đề tài - Tìm hiểu tổng quan công nghệ hàn MAG, hình thành mối hàn, cấu trúc kim loại mối hàn - Đặc biệt sâu nghiên cứu cụ thể ảnh hưởng thông số Trang lượng hàn, hàn tư 2G để chế tạo kết cấu thép thông dụng như: Bồn chứa, bể, thùng, … Có chiều dày thông dụng 10 mm Những thông số có ảnh hưởng định đến hình thành đến chất lượng mối hàn bao gồm: Cường độ dòng điện hàn Ih , Hiệu điện hàn Uh , Tốc độ hàn Vh 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu - Đề tài nghiên cứu hàn hồ quang điện với phương pháp hàn MAG - Nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định chế độ công nghệ hàn thông qua giá trị hình dạng mối hàn khảo sát Vật liệu nghiên cứu : - Thép bon thấp có kích thước phôi 250x100x10mm - chọn dây hàn E70S-G theo tiêu chuẩn AWS hãng sản xuất Kim Tín Việt Nam đường kính: ø1.2 mm - Khí bảo vệ: Khí CO2 có độ tinh khiết tối thiểu 99,5% 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu - Dựa lý thuyết công nghệ hàn MAG - Lý thuyết kim loại học nhiệt luyện - Tham khảo tài liệu giới có liên quan đến công nghệ hàn - Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành chế tạo mẫu thử nghiệm, dùng quy hoạch thực nghiệm để kiểm tra đánh giá kết thu được, xác định mối tương quan yếu tố chế độ công nghệ hàn hình dạng mối hàn 1.6 Giá trị thực tiễn lận văn - Kết luận văn giúp cho người kỹ sư hoạc người thợ xác định chế độ hàn phù hợp thiết kế quy tình hàn hoạc hàn - Có thể dung làm tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành khí, đặc biệt chuyên ngành hàn… học viên làm tài liệu để làm tham khảo cho đề tài liên quan Trang CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Một số vấn đề lý thuyết hàn 2.1.1 Sự hình thành mối hàn 2.1.1.1 Khái niệm mối hàn Mối nối thực phương pháp hàn gọi mối hàn Mối hàn mối nối liền không tháo Vị trí nối chi tiết gọi mối hàn Trong hàn nóng chảy mối nối hàn gồm: Hình 2.1 Mối hàn + Mối hàn: Mối hàn gồm: kim loại kim loại điện cực (que hàn) sau nóng chảy kết tinh tạo thành + Vùng tiệm cận mối hàn Vùng kim loại nung nóng từ nhiệt độ 1000C đến nhiệt độ gần nhiệt độ nóng chảy + Kim loại Vùng kim loại không bị tác dụng nhiệt trình hàn 2.1.1.2 Sự tạo thành bể hàn Khi hàn nóng chảy, tác dụng nguồn nhiệt làm cạnh hàn kim loại phụ nóng chảy tạo nên bể kim loại lỏng Bể kim loại gọi bể hàn hay vũng hàn Trang Trong trình hàn, nguồn nhiệt dịch chuyển theo kẻ hàn, đồng thời bể hàn dịch chuyển theo Bể hàn chia làm hai phần: phần đầu phần đuôi Hình 2.2 Bể hàn + Phần đầu bể hàn Ở phần xảy trình nóng chảy kim loại kim loại điện cực Theo dịch chuyển nguồn nhiệt, tất kim loại ỏ phía trước bị nóng chảy + Phần đuôi bể hàn Ở phần xảy trình kết tinh kim loại lỏng bể hàn để tạo nên mối hàn Trong trình hàn, kim loại lỏng bể hàn chuyển động xáo trộn không ngừng Sự chuyển động kim loại lỏng bể hàn tác dụng áp lực dòng khí lên bề mặt kim loại lỏng tác dụng lực điện từ, làm cho kim loại lỏng bể hàn bị đẩy phía ngược với hướng chuyển dịch nguồn nhiệt tạo nên chỗ lõm bể hàn Hình dạng kích thước bể hàn phụ thuộc vào:  Công suất nguồn nhiệt  Chế độ hàn Trang  Tính chất lý nhiệt kim loại vật hàn Hình dạng bể hàn đặc trưng đại lượng: b- chiều rộng bể hàn h- Chiều sâu nóng chảy l- Chiều dài bể hàn Tỷ số chiều rộng chiều dài bể hàn gọi hệ số hình dạng bể hàn:  = b/ l Hệ số hình dạng bể hàn có ảnh hưởng lớn đến trình kết tinh, ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn Nếu b/l lớn (bể hàn rộng) điều kiện kết tinh tốt, sau kết tinh nhận mối hàn có chất lượng cao Ngược lai, b/L nhỏ sau kết tinh gây nứt trục mối hàn Hình 2.3 Hình dạng kích thước bể hàn 2.1.1.3 Sự dịch chuyển kim loại lỏng từ điện cực vào bể hàn Sự dịch chuyển kim loại lỏng từ điện cực bể hàn ảnh hưởng đến tạo thành mối hàn, mà ảnh hưởng đến thành phần chất lượng mối hàn Khi hàn hồ quang tay, dù hàn phương pháp hàn vị trí kim loại lỏng chuyển dịch từ que hàn vào bể hàn dạng giọt kim loại có kích thước khác Sự chuyển dịch kim loại lỏng từ que hàn vào bể hàn yếu tố sau: + Trọng lực giọt kim loại lỏng Trang Những giọt kim loại hình thành mặt đầu que hàn, tác dụng trọng lực dịch chuyển từ xuống theo phương thẳng đứng vào bể hàn Lực trọng trường có tác dụng làm chuyển dịch giọt kim loại lỏng vào bể hàn vị trí sấp, hàn ngửa yếu tố hoàn toàn không thuận lợi + Sức căng bề mặt Sức căng bề mặt sinh tác dụng lực phân tử Lực phân tử có khuynh hướng tạo cho bề mặt kim loại lỏng có lượng nhỏ nhất, tức làm cho bề mặt kim loại lỏng thu nhỏ lại Muốn giọt kim loại lỏng phải có dạng hình cầu Những giọt kim loại lỏng hình cầu chúng rơi vào bể hàn bị sức căng bề mặt bể hàn kéo vào thành dạng chung + Lực từ trường Dòng điện qua điện cực sinh từ trường Lực từ trường ép lên que hàn làm cho ranh giới phần rắn phần lỏng que hàn bị thắt lại Hình 2.4 Tác dụng lực từ trường ép lên đầu mút điện cực Do bị thắt lại nên diện tích tiết diện ngang chỗ giảm, làm mật độ cường độ lực từ trường mạnh lên Mặt khác, chỗ thắt có điện Trang S K L 0 [...]... của cường độ dòng điện đến chiều rộng mối hàn 51 Sơ đồ ảnh hưởng của hiệu điện thế hàn đến chiều rộng mối hàn 51 Sơ đồ ảnh hưởng của vận tốc hàn đến chiều rộng mối hàn 52 Sơ đồ ảnh hưởng của cường độ dòng điện đến chiều cao mối hàn 53 Sơ đồ ảnh hưởng của hiệu điện thế hàn đến chiều cao mối hàn 53 Sơ đồ ảnh hưởng của vận tốc hàn đến chiều cao mối hàn 54 Sơ đồ ảnh hưởng của cường độ dòng điện đến chiều... điện đến chiều sâu ngấu mối hàn 55 Sơ đồ ảnh hưởng của hiệu điện thế hàn đến chiều sâu ngấu mối hàn 55 Sơ đồ ảnh hưởng của vận tốc hàn đến chiều sâu ngấu mối hàn 56 Sơ đồ ảnh hưởng của cường độ dòng điện đến hệ số hình dạng mối hàn 57 Hình 3.22: Sơ đồ ảnh hưởng của hiệu điện thế hàn đến hệ số hình dạng mối hàn 68 Hình 3.23: Sơ đồ ảnh hưởng của vận tốc hàn đến hệ số hình dạng mối hàn 68 Trang x DANH SÁCH... mức độ ảnh hưởng của chế độ công nghệ hàn đến chất lượng mối hàn, thông qua hình dạng mối hàn đối với trường hợp hàn kết cấu thép ở tư thế 2G 1.4 Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Nhiệm vụ của đề tài - Tìm hiểu về tổng quan công nghệ hàn MAG, sự hình thành mối hàn, cấu trúc kim loại của mối hàn - Đặc biệt đi sâu nghiên cứu cụ thể sự ảnh hưởng của các thông số về năng Trang 2 lượng hàn, khi hàn ở tư. .. thế hàn ống vị trí xiên 450 1F : Tư thế hàn góc bằng 2F : Tư thế hàn góc ngang 3F: Tư thế hàn góc leo 4F : Tư thế hàn góc trần Trang ix DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH Hình 2.1: Hình 2.2: Hình 2.3: Hình 2.4: Hình 2.5: Hình 2.6: Hình 2.7: Hình 2.8: Hình 2.9: Hình 2.10: Hình 2.11: Hình 2.12: Hình 2.13: Hình 2.14: Hình 2.15: Hình 3.1: Hình 3.2: Hình 3.3: Hình 3.4: Hình 3.5: Hình 3.6: Hình 3.7: Hình 3.8: Hình. ..3.7.3 Ảnh hưởng của chế độ công nghệ hàn đến chiều sâu ngấu của mối hàn 3.7.4 Ảnh hưởng của chế độ công nghệ hàn đến hệ số hình dạng mối hàn CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận 4.2 Kiến nghị 4.3 Hướng phát triển đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang viii 54 56 60 60 61 61 62 MỘT SỐ KÝ HIỆU DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU Ih: Cường độ dòng điện hàn Uh : Hiệu điện thế hàn Vh : Tốc độ hàn c : Chiều cao mối hàn. .. hệ số hình dạng của bể hàn:  = b/ l Hệ số hình dạng của bể hàn có ảnh hưởng lớn đến quá trình kết tinh, do đó ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn Nếu b/l lớn (bể hàn rộng) thì điều kiện kết tinh tốt, sau khi kết tinh nhận được mối hàn có chất lượng cao Ngược lai, nếu b/L nhỏ thì sau khi kết tinh có thể gây ra nứt ở trục mối hàn Hình 2.3 Hình dạng và kích thước của bể hàn 2.1.1.3 Sự dịch chuyển của kim... rộng mối hàn h : Chiều sâu ngấu của mối hàn Ψm: Hệ số hình dạng mối hàn Ψn: Hệ số ngấu của mối hàn MIG: Metal Inert Gas MAG : Metal Active Gas GMAW : Gas Metal Arc Welding ASME: Hiệp Hội Kỹ Sư Cơ Khí Hoa Kỳ AWS: Hiệp Hội Hàn Hoa Kỳ 1G : Tư thế hàn bằng (hàn sấp) 2G : Tư thế hàn ngang 3G : Tư thế hàn leo ( Hàn đứng) 4G : Tư thế hàn trấn ( Hàn ngữa) 5G: Tư thế hàn ống vị trí nằm ngang cố định 6G : Tư thế. .. cũng khác nhau Để có được mối hàn tư ng đối đồng đều về kích thước, hình dáng trong quá trình hàn ta phải điều chỉnh, thay đổi các thông số của quá trình hàn để đạt được hình dáng cũng như chất lượng mối hàn như mong muốn Vì vậy tác giả chọn đề tài nghiên “Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ công nghệ hàn MAG đến hình dạng mối hàn khi hàn kết cấu thép tấm ở tƣ thế 2G ” 1.2 Tình hình nghiên cứu 1 K.Y Benyounis,... Hình 3.7: Hình 3.8: Hình 3.9: Hình 3.10: Hình 3.11: Hình 3.12: Hình 3.13: Hình 3.14: Hình 3.15: Hình 3.16: Hình 3.17: Hình 3.18: Hình 3.19: Hình 3.20: Hình 3.21: TRANG Mối hàn 4 Bể hàn 5 Hình dạng và kích thước của bể hàn 6 Tác dụng của lực từ trường ép lên đầu mút điện cực 7 Tổ chức kim loại của mối hàn 8 Tổ chức kim loại của mối của khu vực ảnh hưởng nhiệt 10 Sơ đồ thiết bị hàn hồ quang điện cực nóng... là mối hàn Trong hàn nóng chảy mối nối hàn gồm: Hình 2.1 Mối hàn + Mối hàn: Mối hàn gồm: kim loại cơ bản và kim loại điện cực (que hàn) sau khi nóng chảy kết tinh tạo thành + Vùng tiệm cận mối hàn Vùng kim loại cơ bản được nung nóng từ nhiệt độ 1000C đến nhiệt độ gần nhiệt độ nóng chảy + Kim loại cơ bản Vùng kim loại không bị tác dụng của nhiệt trong quá trình hàn 2.1.1.2 Sự tạo thành bể hàn Khi hàn ... THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN ĐỒNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ HÀN MAG ĐẾN HÌNH DẠNG MỐI HÀN KHI HÀN KẾT CẤU THÉP TẤM Ở TƯ THẾ 2G NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO... THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN ĐỒNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ HÀN MAG ĐẾN HÌNH DẠNG MỐI HÀN KHI HÀN KẾT CẤU THÉP TẤM Ở TƯ THẾ 2G NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO... ngấu mối hàn 56 Sơ đồ ảnh hưởng cường độ dòng điện đến hệ số hình dạng mối hàn 57 Hình 3.22: Sơ đồ ảnh hưởng hiệu điện hàn đến hệ số hình dạng mối hàn 68 Hình 3.23: Sơ đồ ảnh hưởng vận tốc hàn đến