Nghiên cứu biến dạng của sản phẩm dạng hộp với quy trình hàn bán tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRẦN THANH PHONG

NGHIÊN CỨU BIẾN DẠNG CỦA SẢN PHẨM DẠNG HỘP
VỚI QUY TRÌNH HÀN BÁN TỰ ĐỘNG

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

SKC007427

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRẦN THANH PHONG
.

NGHIÊN CỨU BIẾN DẠNG CỦA SẢN PHẨM DẠNG HỘP
VỚI QUY TRÌNH HÀN BÁN TỰ ĐỘNG

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
MÃ SỐ : 60520103
Hướng dẫn khoa học: TS. PHẠM SƠN MINH

TPHCM - 07/2017









LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:
Họ & tên: TRẦN THANH PHONG

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 19 -04 - 1980

Nơi sinh: Tây Ninh

Quê quán: Trảng Bàng – Tây Ninh

Dân tộc: Kinh

Địa chỉ liên lạc: Ấp An Thới, Xã An Tịnh, Huyện Trảng Bàng, TP. Tây Ninh
Điện thoại cơ quan: 0663893366
Fax: 0663893367
Điện thoại nhà riêng: 093.458.9995
E-mail:

II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
Đại học:
Hệ đào tạo: Vừa học vừa làm

Thời gian đào tạo từ 09/2008 đến 09/2011

Nơi học: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh
Ngành học: Công nghệ chế tạo máy
III. Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI
HỌC:
Thời gian

Nơi công tác

Công việc đảm nhiệm

2007-2010

Trường TCN KV Nam Tây Ninh

Trưởng Khoa cơ khí

2010-2012

Trường TCN KV Nam Tây Ninh

Trưởng Khoa cơ khí

2012- Đến nay

Trường TCN KV Nam Tây Ninh

Trưởng Khoa cơ khí

i


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KỸ THUẬT.TPHCM
Phòng đào tạo sau đại học

*****

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
******

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: TRẦN THANH PHONG
Ngày tháng năm sinh: 19 / 04 /1980.
Chun ngành: Kỹ thuật cơ khí
Khóa: 2015A
I. Tên đề tài.

Giới tính: Nam
Nơi sinh: Trảng Bàng. Tây Ninh
MSHV: 15204250
Mã ngành: 60520103

“Nghiên cứu biến dạng của sản phẩm dạng hộp với quy trình hàn bán tự động”.

II. Nhiệm vụ.
- Khái quát lý thuyết về hàn hồ quang nóng chảy.
- Tìm hiểu lý thuyết về hàn hồ quang điện
- Nghiên cứu thiết kế & chế tạo thiết bị hàn bán tự động.
- Thí nghiệm hàn hộp chữ nhật bằng phương pháp hàn Mig CO2
- Kiểm nghiểm và đo kết quả biến dạng của sản phẩm dạng hộp.
- Mô phỏng biến dạng của hộp chữ nhật bằng phần mêm ANSYS
 So sánh giữa mơ phỏng và thực tế thí nghiệm. Từ đó rút ra kết luận.
III. Ngày giao đề tài: 29/08/2016
IV. Ngày hoàng thành đề tài : 28/02/2017
V. Cán bộ hướng dẫn: TS.PHẠM SƠN MINH
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM KHOA

BỘ MÔN QUẢN LÝ

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được hội đồng chuyên ngành thông qua.
Ngày 31 tháng 07 năm 2017

Phịng đào tạo sau đại học

Khoa cơ khí chế tạo máy

ii


CƠNG TRÌNH ĐÃ HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. PHẠM SƠN MINH

Cán bộ chấm nhận xét 1 : Pgs.TS .NGUYỄN QUỐC HƯNG

Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. PHẠM HUY TUÂN

Luận văn được bảo vệ
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
Ngày 31 tháng 07 năm 2017

iii


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tơi xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất đến
TS. Phạm Sơn Minh đã tận tình hướng dẫn, ln quan tâm, động viên, khích lệ, giúp
đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Tôi
xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào Tạo trường Đại Học Sư Phạm Kỹ
Thuật TP.HCM đã tạo điều kiện để tơi có thể hồn thành chương trình đào tạo bậc cao
học.
Trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp, tôi xin chân thành cám ơn
q thầy cơ phụ trách chương trình đào tạo thạc sĩ đã truyền đạt những kiến thức quý
báu, cung cấp nguồn tài liệu đầy đủ và kịp thời, đồng thời tơi cũng xin cám ơn vì ln
nhận được sự động viên giúp đỡ của tập thể cán bộ Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy của
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã tạo điều kiện để tơi có thể hồn thành chương
trình đào tạo bậc cao học.
Tơi cũng mong muốn được cám ơn bạn bè, đồng nghiệp và người thân đã động
viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn.
Xin chân thành cám ơn!

TP.HCM, tháng 07 năm 2017

iv


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu riêng của cá nhân tôi, được thực
hiện với sự hướng dẫn khoa học của TS. Phạm Sơn Minh.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 6 năm 2017
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

TRẦN THANH PHONG

v


TÓM TẮT
Đề tài: “Nghiên cứu biến dạng của sản phẩm dạng hộp với quy trình hàn bán
tự động”. Trong quá trình nghiên cứu biến dạng của sản phẩm hàn hồ quang có khí
bảo vệ, đề tài sẽ thu thập và so sánh độ biến dạng của sản phẩm do nhiệt độ trên các
đường hàn. Ngồi ra q trình biến dạng cịn xảy ra trong q trình chế tạo phơi và q
trình định vị hàn đính sản phẩm.
Khảo sát thực nghiệm biến dạng của sản phẩm hàn dạng hộp trong nhiều trường
hợp hàn khác nhau như độ dày 3mm thì mức độ biến dạng trên bề mặt nhiều hơn so
với hàn thép có độ dày 5mm. Ngồi ra sự biến dạng của vật hàn còn phụ thuộc vào
cường độ dòng điện I (A) và vận tốc V(s) của thiết bị hàn điều chỉnh sao cho phù hợp
với từng loại vật hàn.
Trong các trường hợp xác định độ biến dạng của vật hàn còn tùy thuộc vào

phương pháp hàn cùng đồng thời hàn 4 đường hàn cùng lúc hay lần lượt thay đổi các
vị trí hàn khác nhau.Vì vậy trong cơng trình nghiên cứu này sẽ tiến hành mô phỏng sự
biến dạng của sản phẩm hộp, ứng suất dư tập trung trên hộp do nhiệt của quá trình hàn
hồ quang gây ra để từ đó có thể dự báo trước các biến dạng có hại trong q trình hàn
nhằm giảm thiểu chúng, góp phần tiết kiệm được chi phí khi hàn. Ngồi ra tác giả sẽ
thực hiện các thí nghiệm trên các trường hợp đường hàn khác nhau để so sánh với q
trình mơ phỏng, sau đó rút ra kết luận chọn phương án tốt nhất để hạn chế các hư hỏng
trong quá trình hàn nhằm nâng cao năng suất lao động.
Học viên

TRẦN THANH PHONG

vi


ABSTRACT
At present, non-removable bonds of sheet metal are mainly made by welding. In
the field of sheet metal welding, tubular, box type, besides the requirements of
structural welded deformation is increasingly focused research. In order to reduce the
distortion of the welded structure, in addition to the material requirements, the weld
process together with the important factors, has a great influence on the shape of the
welded structure.
The topic was implemented from 29/08/2016 to 28/02/2017 at the University of
Technical Education. The content and research method of the topic is: "Study of
deformation of box products with semiautomatic welding process". After researching
the topic, the following issues were solved:


Designing and manufacturing semiautomatic welding equipment for box

products.


Research and experimental welding of box products to analyze the

deformation state on the welding surface. From there, test the actual results and
compare the simulated results of distortion, stress residual concentration in the
soldering process on the ANSYS software and draw conclusions.
The result of the research is the basis for helping the welding engineers design
the welding process to reduce the wear of the welded structures, through the
implementation of the project, the simulation steps and experiments to be used. For
in-depth research on welding technology.

vii


MỤC LỤC
LÝ LỊCH KHOA HỌC .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... iv
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... v
TÓM TẮT ................................................................................................................. vi
ABSTRACT .............................................................................................................vii
CHƯƠNG 1................................................................................................................ 1
TỔNG QUAN ............................................................................................................ 1
1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài
nước. ....................................................................................................................... 1
1.1.1. Tổng quan về lĩnh vực hàn hồ quang điện. ………………………………1
1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước. ………………………………………..2
1.1.3. Tình hình nghiên cứu ngoài nước.………………………………………..7
1.2. Mục tiêu của đề tài................................................................................................ 8

1.3. Nhiệm vụ của đề tài, phương pháp nghiên cứu và giới hạn của đề tài. ........... 8
1.3.1 Nhiệm vụ của đề tài…………………………………………………….. 8
1.3.2 Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………9
1.3.3 Giới hạn của đề tài…………………………………………………………9
1.3.4 Giá trị thực tiễn của đề tài…………………………………………………9
CHƯƠNG 2.............................................................................................................. 10
CƠ SỞ LÝ THUYẾT .............................................................................................. 10
2.1. Hàn hồ quang nóng chảy trong mơi trường có khí bảo vệ ........................... 10
2.2. Phân loại ............................................................................................................ 11
2.2.1. Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy trong mơi trường có khí bảo vệ
(GMAW: Gas Metal Arc Welding): ………………………………………..11
2.2.2. Hàn hồ quang bằng điện cực khơng nóng chảy trong mơi trường khí trơ
(GTAW: Gas Tungsten Arc Welding): ……………………………………..14
2.3. Mơ hình tốn học của bài tốn: .................................................................... 17
2.4. Sự hình thành mối hàn .................................................................................. 23
2.4.1. Khái niệm về mối hàn. .................................................................................. 23
2.4.2. Sự tạo thành bể hàn ...................................................................................... 24
2.4.3. Sự dịch chuyển của kim loại lỏng từ điện cực vào bể hàn: ....................... 25
2.5. Các thông số công nghệ hàn: ........................................................................... 26
2.6. Ứng suất và biến dạng trong quá trình hàn: ................................................. 28
2.6.1. Lý thuyết ứng suất và biến dạng hàn và ý nghĩa của nó:………………28

viii


2.6.2. Cơ chế hình thành ứng suất và biến dạng trong mối hàn:……………..29
2.6.3. Phân loại ứng suất và biến dạng hàn …………………………………...30
2.6.4. Nguyên nhân phát sinh biến dạng và ứng suất trong quá trình hàn.

33

2.6.5. Trường nhiệt độ khi hàn………………………………………………….. 35
CHƯƠNG 3.............................................................................................................. 37
MÔ PHỎNG BIẾN DẠNG SẢN PHẨM DẠNG HỘP TRONG Q TRÌNH
HÀN HỜ QUANG BÁN TỰ ĐỘNG ..................................................................... 37
3.1. Mơ hình hình học, thơng số hàn và kim loại hàn của bài tốn: ..................... 37
3.2. Kết quả mơ phỏng biến dạng, ứng suất và nhiệt độ: ....................................... 38
3.2.1. Trường hợp 1 : Tiến hành hàn từng đường một……………………….38
3.2.2. Trường hợp 2 : Hàn 1 lần 2 đường……………………………………..41
3.2.3. Trường hợp 3 : Hàn 1 lần 3 đường và 1 đường………………………..46
3.2.4. Trường hợp 4 : Hàn 1 lần 4 đường……………………………………..50
3.3. Kết luận ............................................................................................................... 52
CHƯƠNG 4.............................................................................................................. 53
QUY TRÌNH HÀN SẢN PHẨM VÀ ĐO KẾT QỦA THỰC NGHIỆM ........... 53
4.1. Quy trình hàn sản phẩm dạng hộp ................................................................... 53
4.2. Chọn các trường hợp trong quá trình hàn. ...................................................... 54
4.2.1. Trường hợp 1: Hàn 1 đường hàn (máy 1)………………………………54
4.2.2. Trường hợp 2: Hàn cùng lúc 2 đường hàn (máy 1 & máy 4)………….55
4.2.3.Trường hợp 3:Hàn cùng lúc 4 đường hàn (máy 1, máy 2, máy 3, máy 4) 55
4.2.4. Tiến hành kiểm tra và đo kết quả trước khi hàn và sau khi hàn ……...56
CHƯƠNG 5 : SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ THỰC TẾ 58
5.1. Kết quả so sánh mẫu hàn cùng lúc 4 đường : .................................................. 58
5.1.1. Đường biến dạng 1 :……………………………………………………...58
5.1.2. Đường biến dạng 2 : …………………………………………………… .59
5.1.3. Đường biến dạng 3 : ……………………………………………………..61
5.1.4. Đường biến dạng 4 : ……………………………………………………..63
5.1.5. Đường biến dạng 5 :.……………………………………………………. 64
5.2. Kết quả so sánh mẫu hàn lần lượt 1 đường 1-2-3-4 ........................................ 66
5.2.1. Đường biến dạng 1 : ……………………………………………………..66
5.2.2. Đường biến dạng 2 : ……………………………………………………..68

5.2.3. Đường biến dạng 3 : ……………………………………………………..69
ix


5.2.4. Đường biến dạng 4………………………………………………...……..71
5.2.5. Đường biến dạng 5 : ……………………………………………………..73
5.3. Kết quả so sánh mẫu hàn đường 1-4 rồi hàn 2-3 :…………………………74
5.3.1. Đường biến dạng 1: ……………………………………………………..74
5.3.2. Đường biến dạng 2: ……………………………………………………..76
5.3.3. Đường biến dạng 3: ……………………………………………………..78
5.3.4. Đường biến dạng 4: ……………………………………………………..79
5.3.5. Đường biến dạng 5 : ……………………………………………………..81
5.4 Kết luận ................................................................................................................ 83
CHƯƠNG 6.............................................................................................................. 85
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .............................................. 85
6.1. Kết luận ............................................................................................................... 85
6.2. Hướng phát triển đề tài ...................................................................................... 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 86

x


DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

Hình 1.1 : Sơ đồ về cơng nghệ hàn ........................................................................... 2
Hình 1.2 : Gốc độ điện cực hàn hồ quang ............................................................... 3
Hình 1.3 : Mẫu thử độ dai va đập ........................................................................... 3

Hình 1.4 : Phương pháp thử độ va đập ................................................................... 4
Hình 1.5: Đồ gá hàn ống hai trục quay ................................................................... 5
Hình 2.1: Sơ đồ hàn hồ quang nóng chảy trong mơi trường có khí bảo vệ ...... 12
Hình 2.2 : Sơ đồ thiết bị hàn hồ quang điện cực nóng chảy ................................ 14
Hình 2.3 : Sơ đồ ngun lý hàn hồ quang điện cực khơng nóng chảy................ 14
Hình 2.4 : Thiết bị hàn hồ quang điện cực khơng nóng chảy trong mơi trường
khí trơ ....................................................................................................................... 16
Hình 2.5 : Cấu tạo mỏ hàn TIG ............................................................................ 17
Hình 2.6 : Tương tác giữa các yếu tố vật lý trong q trình hàn ....................... 19
Hình 2.7 : Mơ hình nguồn nhiệt ............................................................................ 22
Hình 2.8 : Cấu tạo mối hàn .................................................................................... 24
Hình 2.9 : Bể hàn ..................................................................................................... 24
Hình 2.10 : Tác dụng của lực từ trường lên điện cực ......................................... 26
Hình 2.11 : a) Hồ quang dài; b) Hồ quang trung bình; c) Hồ quang ngắn ....... 28
Hình 2.12 : Sự giãn nở vì nhiệt của kim loại khi bị cố định một đầu ................. 30
Hình 2.13 : Sự giãn nở vì nhiệt của kim loại khi bị cố định hai đầu ................. 30
Hình 2.14 : Biến dạng ngang của mối hàn; a) Biến dạng mối hàn giáp mí; b)
Hình 2.15 : Biến dạng mối hàn chữ T.................................................................... 33
Hình 3.1 : Mơ hình hình học của bài tốn. ........................................................... 37
Hình 3.2 : Máy hàn MIG bán tự động .................................................................. 38
Hình 3.28 : Kết quả phân bố nhiệt độ đường hàn 1-2-3-4 ................................... 38
Hình 3.29 : Kết quả mơ phỏng biến dạng của đường hàn 1-2-3-4..................... 39
Hình 3.30 : Biểu đồ mơ phỏng biến dạng của đường hàn 1-2-3-4 ...................... 39
Hình 3.31 : Kết quả mô phỏng ứng suất của đường hàn 1-2-3-4 ........................ 39
Hình 3.32 : Kết quả phân bố nhiệt độ đường hàn 1-3-2-4 ................................... 40
Hình 3.33 : Kết quả mơ phỏng biến dạng của đường hàn 1-3-2-4...................... 40
Hình 3.34 Biểu đồ mô phỏng biến dạng của đường hàn 1-3-2-4........................ 40
Hình 3.35 : Kết quả mơ phỏng ứng suất của đường hàn 1-3-2-4 ....................... 41
Hình 3.36 : Kết quả phân bố nhiệt độ đường hàn 1-2 rồi hàn đường 3-4 ......... 41
Hình 3.37 : Kết quả mơ phỏng biến dạng của đường hàn 1-2 rồi hàn đường 3-4

................................................................................................................................... 42
xi


Hình 3.38 : Biểu đồ mơ phỏng biến dạng của đường hàn 1-2 rồi hàn đường 3-442
Hình 3.39 : Kết quả mô phỏng ứng suất của đường hàn 1-2 rồi hàn đường 3-442
Hình 3.40 : Kết quả phân bố nhiệt độ đường hàn 1- 4 rồi hàn đường 2-3 ....... 43
Hình 3.41 : Kết quả mơ phỏng biến dạng của đường hàn 1- 4 rồi hàn đường 2-3
................................................................................................................................... 43
Hình 3.42 : Biểu đồ mô phỏng biến dạng của đường hàn 1- 4 rồi hàn đường 2-3
................................................................................................................................... 44
Hình 3.43 : Kết quả mô phỏng ứng suất của đường hàn 1- 4 rồi hàn đường 2-344
Hình 3.44 : Kết quả phân bố nhiệt độ đường hàn 1-3 rồi hàn đường 2-4 ......... 45
Hình 3.45 : Kết quả mơ phỏng biến dạng của đường hàn 1-3 rồi hàn đường 2-4
................................................................................................................................... 45
Hình 3.46 : Biểu đồ mô phỏng biến dạng của đường hàn 1-3 rồi hàn đường 2-445
Hình 3.47 : Kết quả mơ phỏng ứng suất của đường hàn 1-3 rồi hàn đường 2-446
Hình 3.48 : Kết quả phân bố nhiệt độ đường hàn 1-2-3 rồi tiếp đến hàn đường 4
cịn lại ........................................................................................................................ 46
Hình 3.49 Kết quả mô phỏng biến dạng của đường hàn 1-2-3 rồi tiếp đến hàn
đường 4 cịn lại......................................................................................................... 47
Hình 3.50 : Biểu đồ mô phỏng biến dạng của đường hàn 1-2-3 rồi tiếp đến hàn
đường 4 cịn lại......................................................................................................... 47
Hình 3.51 : Kết quả mô phỏng ứng suất của đường hàn1-2-3 rồi tiếp đến hàn
đường 4 cịn lại......................................................................................................... 47
Hình 3.52 : Kết quả phân bố nhiệt độ hàn đường 1 rồi hàn đường 2 3 4 cịn lại48
Hình 3.53 : Kết quả mô phỏng biến dạng của hàn đường 1 rồi hàn đường 2 3 4
cịn lại ........................................................................................................................ 48
Hình 3.54 : Biểu đồ mô phỏng biến dạng của hàn đường 1 rồi hàn đường 2 3 4
cịn lại ........................................................................................................................ 49

Hình 3.55 : Kết quả mô phỏng ứng suất của hàn đường 1 rồi hàn đường 2 3 4
cịn lại ........................................................................................................................ 49
Hình 3.56 : Kết quả phân bố nhiệt độ hàn 1 lần 4 đường ................................... 50
Hình 3.57 : Kết quả mơ phỏng biến dạng của hàn 1 lần 4 đường ..................... 50
Hình 3.58 : Biểu đồ mơ phỏng biến dạng của hàn 1 lần 4 đường ...................... 50
Hình 3.59 : Kết quả mô phỏng ứng suất của hàn 1 lần 4 đường ........................ 51
Hình 4.1 : Quá trình gá và hàn đính ..................................................................... 53
Hình 4.2 : Q trình gá trên thiết bị hàn ............................................................. 53
Hình 4.3 : Quá trình trên thiết bị hàn bán tự động. .......................................... 54
Hình 4.4 : Quá trình hàn máy 1 ............................................................................ 54
Hình 4.5 : Quá trình đường hàn máy 1, máy 4 ................................................... 55
Hình 4.6 : Quá trình hàn máy 1, máy 2, máy 3, máy 4. ....................................... 55
xii


Hình 4.7 : Sản phẩm của quá trình hàn 2 máy & máy cùng lúc ....................... 55
Hình 4.8 : Đo hộp chưa hàn.................................................................................... 56
Hình 4.9 : Lấy kích thước thực tế sau khi hàn ..................................................... 56
Hình 4.10 : Set đồng hồ so ..................................................................................... 57
Hình 4.11 : Tiến hành đo và ghi lại số liệu ............................................................ 57
Hình 5.1 : Vị trí đường biến dạng 1 mẫu hàn cùng lúc 4 đường ........................ 58
Hình 5.2 : Biểu đồ so sánh kết quả đường biến dạng 1 của mô phỏng và thực tế
mẫu hàn cùng lúc 4 đường ..................................................................................... 58
Hình 5.3 : Vị trí đường biến dạng 2 mẫu hàn cùng lúc 4 đường ........................ 59
Hình 5.4 : Biểu đồ so sánh kết quả đường biến dạng 2 của mô phỏng và thực tế
mẫu hàn cùng lúc 4 đường ..................................................................................... 60

DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG
TRANG

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của một số loại điện cực Wolfram theo tiêu chuẩn
AWS A5.12 - 80 ........................................................................................................ 15
Bảng 2.2 : Sự thay đổi cơ tính của thép cacbon dưới sự tác động của nhiệt độ ....... 35
Bảng 3.1 : Bảng thống kê số liệu mô phỏng ............................................................. 52
Bảng 5.1 Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đường hàn 1 giữa mô phỏng và thực
tế của mẫu hàn 4 đường cùng lúc .............................................................................. 59
Bảng 5.2 : Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đường hàn 2 giữa mô phỏng và
thực tế của mẫu hàn 4 đường cùng lúc...................................................................... 61
Bảng 5.3 : Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đường hàn 3 giữa mô phỏng và thực
tế của mẫu hàn 4 đường cùng lúc .............................................................................. 62
Bảng 5.4 Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đường hàn 4 giữa mơ phỏng và thực
tế của mẫu hàn 4 đường cùng lúc .............................................................................. 64
Bảng 5.5 : Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đường hàn 5 giữa mô phỏng và thực
tế của mẫu hàn 4 đường cùng lúc .............................................................................. 66
Bảng 5.6 : Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đường hàn 1 giữa mô phỏng và
thực tế hàn lần lượt từng đường ................................................................................ 67
Bảng 5.7 : Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đườnghàn 2 giữa mơ phỏng........ 69
và thực tế hàn lần lượt từng đường ........................................................................... 69
Bảng 5.8 : Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đường hàn 3 giữa mô phỏng và thực
tế hàn lần lượt từng đường ........................................................................................ 71

xiii


Bảng 5.9 : Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đường hàn 4 giữa mơ phỏng và thực
tế hàn lần lượt từng đường ........................................................................................ 72
Bảng 5.10 Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đường hàn 5 giữa mô phỏng và
thực tế hàn lần lượt từng đường ................................................................................ 74
Bảng 5.11 Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đường hàn 1 giữa mơ phỏng và thực
tế hàn lần lượt 2 đường ............................................................................................. 76

Bảng 5.12 : Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đường hàn 2 giữa mô phỏng và
thực tế hàn lần lượt 2 đường ..................................................................................... 77

xiv


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
GSAW:

Gas Shielded Arc Welding

GMAW:

Gas Metal Arc Welding

GTAW:

Gas Tungsten Arc Welding

MIG :

Metal Inert Gas

MAG :

Metal Active Gas

𝜌(𝑋, 𝑡)

tỉ khối.

𝑢(𝑋, 𝑡) = 𝑥(𝑡 ) − 𝑋 : chuyển vị
𝑒(𝑋, 𝑡)

năng lượng khối.

Q = nhiệt cấp vào (kJ/mm),
V = voltage (V),
I = current (A),
S = tốc độ hàn (mm/min)
Efficiency : hiệu suất phụ thuộc vào loại phương pháp hàn, theo nghiên cứu của M
𝑓𝑓 : Hệ số nhiệt phía trước.
𝑓𝑟 : Hệ số nhiệt phía sau.
𝑎𝑓 : Giá trị này xác định chiều dài nguồn nhiệt phía trước
𝑎𝑟 : giá trị này xác định chiều dài nguồn nhiệt phía sau. Tổng chiều rộng của nguồn
nhiệt được tính bằng (af + ar).
b: Chiều rộng một bên của nguồn nhiệt ( tổng chiều rộng là 2b).
d: Độ sâu của nguồn nhiệt

xv


CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài
nước.
1.1.1. Tổng quan về lĩnh vực hàn hồ quang điện.
Hàn hồ quang là phương pháp hàn nóng chảy dùng nhiệt của ngọn lửa hồ
quang sinh ra giữa các điện cực hàn. Hồ quang hàn là dòng chuyển động của các điện

tử và ion về hai điện cực, kèm theo sự phát nhiệt lớn và phát sáng mạnh. Trong các
điều kiện bình thường, khơng khí khơng dẫn điện, giữa 2 điện cực của các loại máy
hàn hồ quang có điện áp khơng tải nhỏ thua 80 vơn, vì vậy khơng có sự phóng điện
giữa chúng.Để gây hồ quang, người ta gây ra hiện tượng đoản mạch lúcđó mật độ
dịng điện tại chổ tiếp xúc của 2 điện cực rất lớn, theo định luật Jun-lenc thì Q = 0,24
RI2t, nhiệt lượng này được các điện tử tự do ở mặt đầu catốt hấp thụ. Sau khi nhận
được năng lượng dưới dạng nhiệt các điện tử này có thế năng lớn và bứt ra khỏi quỹ
đạo của mình và phóng về anốt, trên đường đi chúng sẽ bắn phá lên các nguyên và
phân tử chất khí bảo hoà để cho hoặc lấy đi của chúng một vài điện tử (tuỳ theo hoá
trị của chúng) và biến chúng thành những ion. Môi trường ion là môi trường dẫn điện
rất tốt cho nên quá trình gây hồ quang chỉ xảy ra ở giai đoạn ban đầu.
Hàn hồ quang điện trong mơi trường có khí bảo vệ (GSAW: Gas Shielded Arc
Welding) là công nghệ hàn được sử dung rất rộng rãi hiện nay . Trong nền công
nghiệp hiện đại hàn hồ quang bằng điện trong mơi trường có khí bảo vệ chiếm một
vị trí rất quan trọng. Nó khơng những có thể hàn các loại thép kết cấu thơng thường
mà cịn có thể hàn các loại thép hợp kim cao, kim loại màu và hợp kim của chúng.
Ngoài ra phương pháp hàn này khơng những có thể thao tác bằng tay mà cịn
có thể tự động hóa, tạo mối hàn có chất lượng cao đối với hầu hết các kim loại và hợp
kim.
Trong những năm gần đây kỹ thuật Hàn đã có những bước phát triển mạnh
mẽ, đáp ứng được các yêu cầu ngày cao về công nghệ và vật liệu. Nhiều phương pháp
Hàn mới đã xuất hiện, các công nghệ mới đã được áp dụng rộng rãi trong kỹ thuật
1