Nghiên cứu trường ứng suất 3d trong chi tiết hàn bằng công nghệ siêu âm

B

GIÁO D C VÀ ðÀO T O

TRƯ NG ð I H C NÔNG NGHI P HÀ N I

ð

CAO ðOAN

NGHIÊN C U TRƯ NG

NG SU T 3D

TRONG CHI TI T HÀN B NG CÔNG NGH SIÊU ÂM

LU N VĂN TH C SĨ K THU T

Chuyên ngành: K thu t máy và thi t b
cơ gi i hố nơng lâm nghi p
Mã s

: 60.52.14

Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS.TS. ðÀO QUANG K

HÀ N I - NĂM 2011


L I CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên c u c a riêng tơi. Nh ng s li u

và k t qu đư c trình bày trong lu n văn là khách quan, trung th c và chưa t ng
ñư c b t kỳ tác gi nào cơng b dùng đ b o v m t h c v nào khác.
Các thơng tin trích d n trong lu n văn ñ u ñư c ch rõ ngu n g c. M i s
giúp ñ cho vi c hồn thành lu n văn đã đư c c m ơn.
Tác gi lu n văn

ð Cao ðoan

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c k thu t …………………………….

i


L I CÁM ƠN
Trong su t quá trình th c hi n lu n văn, tơi đã nh n đư c s giúp đ và c ng
tác nhi t tình c a nhi u t p th cũng như các cá nhân trong và ngoài Trư ng ð i
h c Nơng nghi p Hà N i, Phịng thí nghi m tr ng đi m Qu c gia v cơng ngh hàn
và x lý b m t, B Công Thương t i Vi n Nghiên c u cơ khí. ð n nay lu n văn
c a tơi đã hồn thành, tơi xin đư c bày t lịng bi t ơn sâu s c t i Phó giáo sư, Ti n
sĩ ðào Quang K ñã tr c ti p hư ng d n, ch b o cho tôi trong su t quá trình th c
hi n và hồn thành lu n văn này.
Tôi xin chân thành cám ơn các Th y giáo, Cơ giáo Khoa Cơ đi n, Vi n đào
t o sau ñ i h c, ñ c bi t là B mơn Cơng ngh Cơ khí Trư ng ð i h c Nơng nghi p
Hà N i đã đóng góp ý ki n, t o ñi u ki n thu n l i cho tơi trong q trình th c hi n
và hồn thành lu n văn.
Tơi cũng xin chân thành cám ơn Ti n sĩ Hoàng Văn Châu, Th c s L c Vân
Thương, các cán b c a Phịng thí nghi m tr ng đi m Qu c gia v công ngh hàn
và x lý b m t, B Công Thương t i Vi n Nghiên c u cơ khí đã giúp đ , t o m i
đi u ki n v cơ s v t ch t, trang thi t b cho tôi tri n khai th c hi n và hoàn thành
lu n văn.

Nhân d p này cho tơi đư c g i l i c m ơn t i các Th y giáo, Cô giáo ñã
gi ng d y và truy n ñ t cho tôi nh ng ki n th c khoa h c trong su t th i gian h c
t p

l p Cao h c Cơ khí nơng nghi p khóa 18, Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà

N i.
Tôi xin chân thành cám ơn !
Tác gi lu n văn

ð Cao ðoan

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c k thu t …………………………….

ii


M CL C
L i cam ñoan

i

L i cám ơn

ii

M cl c

iii

Danh m c các ch , ký hi u vi t t t

vi

Danh m c b ng bi u

vii

Danh m c hình

viii

M ð U

1

1

T ng quan

1

2

M c đích, đ i tư ng và ph m vi nghiên c u c a đ tài

2

2.1

M c đích

2

2.2

ð i tư ng nghiên c u

2

2.3

Ph m vi nghiên c u

2

3

Cơ s khoa h c và th c ti n c a ñ tài

2

Chương 1. T NG QUAN

4

1.1

4

1.2

S hình thành ng su t và bi n d ng sau khi hàn
nh hư ng ng su t và bi n d ng dư ñ n ñ b n và tu i th c a
chi ti t hàn

5

1.2.1

nh hư ng c a ng su t dư

6

1.2.2

nh hư ng c a bi n d ng dư

6

1.3

Tình hình nghiên c u v

1.3.1

Tình hình nghiên c u trên th gi i

10

1.3.2

Tình hình nghiên c u

10

1.4

T ng quan v phương pháp hàn h quang dư i l p thu c b o v
ñư c ng d ng

ng su t và bi n d ng
Vi t Nam

Vi t Nam hi n nay.

10

10

1.5

M c tiêu và n i dung c a ñ tài

13

1.6

K t lu n chương

13

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c k thu t …………………………….

iii


Chương 2. ð I TƯ NG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U

14

2.1

ð i tư ng nghiên c u

14

2.2

ð a ñi m nghiên c u

14

2.3

Phương pháp nghiên c u:

14

2.3.1

V lý thuy t:

14

2.3.2

V th c nghi m:

15

2.4

Th i gian nghiên c u

15

2.5

K t lu n chương

15

Chương 3. NGHIÊN C U LÝ THUY T

16

3.1

Nghiên c u s hình thành, phát sinh ng su t và bi n d ng.

16

3.1.1

Hi n tư ng v t lý x y ra trong q trình đ t nóng và ngu i c a
kim lo i

3.1.2

nh hư ng c a ngu n nhi t hàn ñ n kim lo i:

16
16

3.1.3

Cơ ch hình thành ng su t và bi n d ng trong m i hàn

18

3.2

Lý thuy t chung v trư ng ng su t dư 3D

19

3.3

Bi n pháp gi m ng su t dư khi hàn

21

3.3.1

Các bi n pháp k t c u

21

3.3.2

Các bi n pháp công ngh khi hàn

23

3.3.3

Các bi n pháp công ngh sau khi hàn

24

3.4

Ki m tra hàn b ng phương pháp siêu âm

25

3.4.1

Phân lo i và cơ s v t lý c a phương pháp siêu âm

25

3.4.2

ð c trưng cơ b n dò khuy t t t

31

3.5

Lý thuy t tính tốn ch đ hàn giáp m i

38

3.5.1

Cơ s lý thuy t tính tốn ch ñ hàn giáp m i

38

3.5.2

Ch ñ hàn giáp m i m t l p

39

3.5.4

Ch đ hàn đính

46

3.5.5

Xây d ng chương trình tính tốn ch đ hàn

46

3.5.6

Lý thuy t tính tốn ng su t dư trong m i hàn giáp m i kim lo i t m

53

3.5.7

Tính tốn ng su t dư trong m i hàn giáp m i liên k t t m

61

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c k thu t …………………………….

iv


3.5.8

Xây d ng chương trình tính tốn ng su t và bi n d ng

65

3.6

K t lu n chương 3

69

Chương 4: NGHIÊN C U TH C NGHI M

70

4.1

Thi t b ño ng su t dư m i hàn UltraMars

70

4.1.1

Gi i thi u chung v thi t b

70

4.1.2

C u t o c a thi t b

70

4.1.3

Nguyên t c làm vi c c a thi t b

75

4.2

M u thí nghi m

75

4.3

Quy trình ño ng su t dư

78