BAO CAO LUAN VAN TAVANNAM 22 10

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
*******************

LỄ BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ HÀN
ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ HÀN ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH MỐI
HÀN VÀ LƯỢNG THUỐC HÀN NÓNG CHẢY KHI CHẾ TẠO THUỐC HÀN
THIÊU KẾT HỆ BAZƠ
Học viên

: TẠ VĂN NĂM

Người hướng dẫn khoa học: TS. VŨ HUY LÂN
Hà Nội: 10/2013


LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
* Ở Việt Nam công nghệ hàn tự động dưới lớp thuốc ngày càng
được ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là trong lĩnh vực đóng tàu và chế
tạo kết cấu thép,... Tuy nhiên, thuốc hàn chủ yếu còn phải nhập từ
nước ngoài
* Trong nước đã có một số cơ sở sản xuất vật liệu hàn lớn trong
nước như Công ty sản xuất que hàn Việt Đức, công ty sản xuất vật
liệu hàn Nam Triệu,... đã nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm thuốc
hàn gốm hệ axit AR (Ôxit nhôm – Rutil).
* Để có thể mau chóng tự sản xuất được các loại thuốc hàn chất
lượng cao (các thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ) đáp ứng cho việc chế
tạo các kết cấu hàn chất lượng cao
* Nội dung cụ thể của luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu ảnh

hưởng của chế độ hàn đến sự hình thành mối hàn và lượng thuốc
hàn nóng chảy khi chế tạo thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ


KẾT CẤU CỦA LUẬN VĂN
Nội dung
 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THUỐC HÀN THIÊU KẾT
 Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ THUỐC HÀN
 Chương 3: NÔÔ I DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
 Chương 4: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM
 Chương 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ
 Kết luận và kiến nghị


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THUỐC HÀN
THIÊU KẾT
Tình hình ngiên cứu và sản xuất thuốc
Trên Thế giới
Hiện nay trên thế giới sản xuất nhiều mác thuốc hàn khác
nhau, tuy nhiên theo phương pháp chế tạo và công nghệ có thể
chia làm 3 loại chủ yếu: thuốc hàn nung chảy, thuốc hàn gốm
(nhiệt độ sấy ≤ 500°C) và thuốc hàn thiêu kết (nhiệt độ thiêu kết
> 500 °C). Thuốc hàn nung chảy được dùng nhiều ở Liên bang
Nga, Trung Quốc. Còn thuốc hàn gốm, thuốc hàn thiêu kết được
dùng nhiều ở Thụy Điển, Hàn Quốc, Mỹ, Đài Loan ...


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THUỐC HÀN
THIÊU KẾT
1.2. Tình hình ngiên cứu và sản xuất thuốc

Trong nước
Ở việt nam chủ yếu chỉ sản xuất que hàn điện và dây hàn, còn
thuốc hàn chủ yếu phải nhập ngoại. Để giải quyết vấn đề này, một
số viện nghiên cứu và cơ sở sản xuất vật liệu hàn đã tiến hành
nghiên cứu và chế tạo thuốc hàn gốm. Tuy nhiên, kết quả đạt
được và mức độ triển khai ứng dụng thực tế còn rất khiêm tốn.


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ THUỐC HÀN
SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1.Thuốc hàn F7A4-Dây hàn EM12K
2. Các thông số chế độ hàn: I, U, Vh
Quá trình hàn SAW
Hàm mục tiêu
Hình dạng và kích
thước mối hàn

Lượng thuốc hàn
nóng chảy

Chiều rộng mối hàn
Chiều cao mối hàn
Chiều sâu ngấu mối hàn
Hệ số hình dạng mối hàn


CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
Mô tả phương pháp các thí nghiê m
ê

* Điều kiện thí nghiệm
Trong khuôn khổ của luận văn, tác giả nghiên cứu ở vị trí mối
hàn điển hình 1G, chọn chế độ hàn được tính toán sơ bộ ở vị trí
hàn bằng theo tiêu chuẩn AWS, với đường kính dây hàn là 4.0
mm
* Vật liệu mẫu hàn và dây hàn
Vật liệu mẫu hàn sử dụng thép có mác SM 400B – thép kết
cấu hàn theo JIS G3106 -1998, có thành phần hóa học như
sau:
C
Mn
Si
S
P
0.06 ~ 0.12

0.35 ~ 0.60

0.10 max

0.025 max 0.025 max.


CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
Thành phần hoá học của dây hàn EM12K, (%):
C

Mn

0,05÷0,15 0,80÷1,25

Si

P

0,10÷0,35 0,030max 0,030max
.

* Thiết bị hàn:
Sử dụng máy hàn tự động
dưới lớp thuốc của hãng Dosun
DZ1000 (Trung Quốc)

S

Cu
0,35


CHƯƠNG 4: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM
* Kế hoạch thực nghiê m
ê
Sau khi chọn được giá trị và khoảng biến thiên của
các thông số chế độ hàn để hàn thuốc F7A4 ta có:
Giá trị và khoảng biến thiên của các yếu tố
Biến mã hoá
(không thứ nguyên)

Biến thực

Các biến số

Cường độ
dòng điện
hàn I, (A)
Z1

Vận tốc hàn
Điện áp
hàn U, (V) Vh, (ipm)
Z2
Z3

X1

X2

X3

Mức trên (Ximax = +1)

900

44

36

+1

+1

+1

Mức cơ sở (Xi = 0)

750

35

26

0

0

0

Mức dưới (Ximin = –1)

600

26

16

–1

–1

–1

Khoảng biến thiên ΔZi

150

9

10


CHƯƠNG 4: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM
* Các thông số chế độ hàn khác dùng để nghiên cứu
Các thông số chế độ hàn chủ yếu được tính toán và hàn kiểm tra
đạt ổn định có các giá trị như sau:
- Đường kính dây hàn: 4,0 mm (khi nghiên cứu ảnh hưởng của
kích thước dây hàn sẽ sử dụng thêm: d = 2,4 mm và d = 3,2
mm);
- Tầm với điện cực: 30 mm;
- Góc nghiêng điện cực: 0°.


CHƯƠNG 4: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM
 Một số hình ảnh hoạt động làm thí nghiệm

Thầy Vũ Huy Lân đang hướng dẫn thí nghiệm nhóm thực
hiện đề tài


CHƯƠNG 4: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM
 Một số hình ảnh hoạt động làm thí nghiệm

CHƯƠNG 4: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM
* Kết quả thử nghiê m
ê
Mẫu hàn theo các thông số chế độ hàn đã nêu ở trên và
nhiệt độ giữa các đường hàn được duy trì khoảng 150 -160°C

Mẫu thử thành phần hóa học kim loại mối hàn.


CHƯƠNG 4: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM
* Các số liệu thí nghiệm
Giá trị các biến thực

Giá trị các biến mã hóa

Giá trị các hàm mục tiêu
Chiều
cao
mối
hàn,
Y2

Chiều
sâu
ngấu,Y3

Hệ số
hình

dạng,
Y4

Lượng
thuốc
nóng
chảy,
Y5

№
TN

Z1

Z2

Z3

X1

X2

X3

Chiều
rộng
mối
hàn,
Y1

1

600

26

16

–1

–1

–1

14

4.5

2.7

3.1

0.8

2

900

26

16

+1

–1

–1

20.2

4.5

3.2

4.5

0.91

3

600

44

16

–1

+1

–1

20

3.4

1.9

5.9

2.36

4

900

44

16

+1

+1

–1

24.3

5.1

3.6

4.8

1.54

5

600

26

36

–1

–1

+1

11.2

2.8

5.1

4.0

1.12

6

900

26

36

+1

–1

+1

13.9

3

5.9

4.6

0.94

7

600

44

36

–1

+1

+1

11.1

2.9

2.7

3.8

2.47

8

900

44

36

+1

+1

+1

13.5

2.9

6.5

4.7

1.24

9

567.75

35

26

– 1,215

0

0

12.1

2.8

2.3

4.3

0.74

10

932.25

35

26

+ 1,215

0

0

19.9

2.9

4.9

6.9

1.14

11

750

24.065

26

0

– 1,215

0

12.7

2.7

2.8

4.7

1.24

12

750

45.935

26

0

+1,215

0

18

2.9

3.8

6.2

1.07

13

750

35

13.85

0

0

– 1,215

24.3

2.5

2.5

9.7

1.15

14

750

35

38.15

0

0

+ 1,215

13.6

2.6

3.2

5.2

1.27

15

750

35

26

0

0

0

15

2.4

4.6

6.3

0.89

16

750

35

26

0

0

0

15.3

2.2

4.9

7.0

0.92


CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH
CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ
5.1. Kết quả xử lý số liệu
* Phần mềm xác định các hệ số phương trình hồi quy
Sử dụng phương pháp bình phương nhỏ nhất và các nội dung

phân tích hồi quy, phân tích phương sai để xác định các hệ số của
phương trình hồi quy (dạng đa thức). Ứng dụng phần mềm xác
định các hệ số của phương trình hồi quy được thực hiện theo phần
mềm MODDE 5.0.
* Xây dựng các phương trình hồi quy
Sau khi nhập các số liệu thực nghiệm và chạy phần mềm chuyên
dụng ta có kết quả về các phương trình hồi quy biểu diễn sự phụ
thuộc của các kích thước mối hàn và lượng thuốc hàn nóng chảy
vào chế độ hàn có dạng:


CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH
CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ
- Mô hình chiều rộng mối hàn:
b

Coeff. SC

Std. Err.

P

Conf. int(±)

Constant

15.7554

0.656978

5.57549e-008

1.55353

X1

2.28962

0.412131

0.000854881

0.974547

X2

1.46447

0.412131

0.00930123

0.974546

X3

-3.81654

0.412131

3.54181e-005

0.974546

X1*X1

-0.337992

0.608929

0.596137

1.43991

X2*X2

-0.778304

0.608929

0.241944

1.43991

X3*X3

1.66035

0.608929

0.0294802

1.43991

X1*X2

-0.275

0.48222

0.586319

1.14028

X1*X3

-0.674999

0.48222

0.204306

1.14028

X2*X3

-1.325

0.48222

0.0285985

1.14028

N = 17

Q2 =

0.685

Cond. no. =

3.8425

DF = 7

R2 =

0.955

Y-miss =

0

R2 Adj. =

0.896

RSD =

1.3639

Conf. lev. =

0.95

b = 15,755 + 2,289x1 + 1,464x2 - 3,816x3 - 0,275x1x2 0,674x1x3 - 1,325x2x3 – 0,337x12 – 0,778x22 + 1,660x32


CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH
CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ
- Mô hình chiều cao đắp mối hàn
c

Coeff. SC

Std. Err.

P

Conf. int(±)

Constant

2.23926

0.279607

9.05282e-005

0.661175

X1

0.152814

0.14512

0.32732

0.34316

X2

-0.0452452

0.14512

0.764291

0.34316

X3

-0.433018

0.14512

0.0204031

0.34316

X1*X1

0.350777

0.177401

0.088532

0.419492

X2*X2

0.317026

0.177401

0.11708

0.419492

X3*X3

0.252988

0.177401

0.196881

0.419492

X1*X2

0.11251

0.140487

0.449536

0.332202

X1*X3

-0.112795

0.140487

0.448438

0.332202

X2*X3

0.0224216

0.140487

0.877705

0.332202

N = 17

Q2 =

0.208

Cond. no. =

4.5816

DF = 7

R2 =

0.777

Y-miss =

0

Comp. = 4

R2 Adj. =

0.491

RSD =

0.5805

Conf. lev. =

0.95

c = 2.239 + 0.152x1 - 0,045x2 - 0,433x3 + 0,112x1x2 0,112x1x3 + 0,022x2x3 + 0,350x12 + 0,317x22 + 0,252x32
Hệ số tương quan R2 = 0,777.


CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH
CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ
- Mô hình chiều sâu ngấu mối hàn
h

Coeff. SC

Std. Err.

P

Conf. int(±)

Constant

3.97326

0.478209

7.15238e-005

1.1308

X1

0.752527

0.248198

0.0190617

0.586902

X2

-0.0854656

0.248198

0.7407

0.586902

X3

0.733575

0.248198

0.0212371

0.586902

X1*X1

0.0802405

0.303407

0.799039

0.717453

X2*X2

-0.0392374

0.303407

0.90074

0.717453

X3*X3

-0.206339

0.303407

0.51831

0.717453

X1*X2

0.361559

0.240273

0.176094

0.568162

X1*X3

0.207155

0.240273

0.41715

0.568162

X2*X3

-0.120458

0.240273

0.631513

0.568162

N = 17

Q2 =

0.145

Cond. no. =

4.5816

DF = 7

R2 =

0.757

Y-miss =

0

Comp. = 4

R2 Adj. =

0.445

RSD =

0.9928

Conf. lev. =

0.95

h = 3,973 + 0,752x1 - 0,085x2 +0,733x3 + 0,361x1x2 + 0,207x1x3
- 0,120x2x3 +0,080x12 – 0,039x22 - 0,206x32
Hệ số tương quan R2 = 0,757.


CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH
CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ
- Mô hình hệ số hình dạng mối hàn
Dmh

Coeff. SC

Std. Err.

P

Conf. int(±)

Constant

6.78898

0.659997

1.77552e-005

1.56066

X1

0.381195

0.342548

0.302535

0.810008

X2

0.400931

0.342548

0.280125

0.810008

X3

-0.519414

0.342548

0.173219

0.810008

X1*X1

-0.692183

0.418744

0.14231

0.990186

X2*X2

-0.738763

0.418745

0.121052

0.990186

X3*X3

-0.0885975

0.418744

0.838464

0.990186

X1*X2

-0.201748

0.33161

0.562143

0.784143

X1*X3

0.0397227

0.33161

0.908017

0.784143

X2*X3

-0.295149

0.33161

0.402991

0.784143

N = 17

Q2 =

0.153

Cond. no. =

4.5816

DF = 7

R2 =

0.661

Y-miss =

0

Comp. = 4

R2 Adj. =

0.226

RSD =

1.3702

Conf. lev. =

0.95

Dmh=ψmh= 6,788 + 0,381x1 + 0,400x2 - 0,519x3 - 0,201x1x2 +
0,039x1x3 - 0,295x2x3 – 0,692x12 – 0,738x22 - 0,088x32
Hệ số tương quan R2 = 0,
661.


CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH
CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ
- Mô hình lượng thuốc hàn nóng chảy vào chế độ hàn
Gx

Coeff. SC

Std. Err.

P

Conf. int(±)

Constant

0.877218

0.189064

0.0023702

0.447072

X1

-0.124169

0.0981273

0.246224

0.232037

X2

0.268577

0.0981273

0.0290427

0.232037

X3

0.0230274

0.0981273

0.821182

0.232037

X1*X1

0.0554982

0.119955

0.657646

0.283651

X2*X2

0.133232

0.119955

0.303391

0.283651

X3*X3

0.176725

0.119955

0.184168

0.283651

X1*X2

-0.175862

0.094994

0.106564

0.224628

X1*X3

-0.0507886

0.094994

0.609446

0.224628

X2*X3

-0.0520835

0.094994

0.600538

0.224628

N = 17

Q2 =

0.034

Cond. no. =

4.5816

DF = 7

R2 =

0.721

Y-miss =

0

Comp. = 4

R2 Adj. =

0.361

RSD =

0.3925

Conf. lev. =

0.95

Gx = 0,877 - 0,124x1 + 0,268x2 + 0,023x3 - 0,175x1x2 0,050x1x3 - 0,052x2x3 + 0,055x12 + 0,133x22 + 0,176x32
Hệ số tương quan R2 = 0,
721.


CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH
CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ
5.2. Biểu diễn các đường đặc trưng và kết luận
* Biểu diễn các đường đă c
ê trưng
Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào chế độ hàn

Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn
vào cường độ dòng điện hàn

Sự phụ thuộc của chiều rộng
mối hàn vào I và U

CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH
CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ
* Biểu diễn các đường đặc trưng
Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào chế độ hàn

Sự phụ thuộc của chiều rộng
mối hàn vào điện áp hàn

Sự phụ thuộc của chiều
rộng mối hàn vào I và Vh


CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH
CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ
* Biểu diễn các đường đặc trưng
Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào chế độ hàn

Sự phụ thuộc của chiều rộng
mối hàn vào vận tốc hàn

Sự phụ thuộc của chiều rộng
mối hàn vào U và Vh


CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH
CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ
* Biểu diễn các đường đă c
ê trưng
Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào chế độ hàn

Sự phụ thuộc của chiều cao
đắp mối hàn vào cường độ
dòng điện hàn

Sự phụ thuộc của chiều cao
đắp mối hàn vào I và U


CHƯƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH
CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ
* Biểu diễn các đường đă c
ê trưng
Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào chế độ hàn

Sự phụ thuộc của chiều cao
đắp mối hàn vào điện áp hàn

Sự phụ thuộc của chiều cao
đắp mối hàn vào I và Vh