Mô phỏng biến dạng sản phẩm dạng hộp trong quá trình hàn hồ quang bán tự động

• Tác giả: Nguyễn Thành Nhân
• Người hướng dẫn: ThS. Lê Bá Tân
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
• Đề tài: Mô Phỏng Biến Dạng Sản Phẩm Hộp Trong Hàn Hồ Quang Bán Tự Động
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.3. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.4. Kết Luận
• 1.5. Mục tiêu của đồ án
• 1.6. Nhiệm vụ của đồ án, phương pháp nghiên cứu và giới hạn của đồ án
• 1.7. Giá trị thực tiễn của đồ án
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Hàn hồ quang nóng chảy trong môi trường có khí bảo vệ
• 2.1.1. Khái niệm
• 2.1.2. Đặc điểm chung của các loại hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ
• 2.1.3. Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy trong môi trường có khí bảo vệ (GMAW: Gas Metal Arc Welding)
• 2.1.3.1. Các Nguyên lý vận hành
• 2.1.3.2. Đặc điểm
• 2.1.3.3. Vật liệu hàn
• 2.1.3.4. Thiết bị hàn
• 2.2. Hàn hồ quang bằng điện cực không nóng chảy trong môi trường khí trơ (GTAW: Gas Tungsten Arc Welding)
• 2.2.1. Đặc điểm
• 2.2.2. Vật liệu hàn
• 2.2.3. Thiết bị hàn

I. Tổng quan về hàn hồ quang

Hàn hồ quang là một phương pháp hàn nóng chảy sử dụng nhiệt từ ngọn lửa hồ quang giữa các điện cực. Quá trình này tạo ra dòng chuyển động của các điện tử và ion, dẫn đến sự phát nhiệt lớn. Trong điều kiện bình thường, không khí không dẫn điện, nhưng khi gây ra hiện tượng đoản mạch, mật độ dòng điện tại chỗ tiếp xúc giữa hai điện cực rất lớn. Hàn hồ quang điện trong môi trường khí bảo vệ (GSAW) hiện nay được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Phương pháp này không chỉ hàn các loại thép thông thường mà còn có thể hàn các loại thép hợp kim cao và kim loại màu. Hàn hồ quang có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động hóa, tạo ra mối hàn chất lượng cao cho hầu hết các kim loại và hợp kim. Kỹ thuật hàn đã phát triển mạnh mẽ, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về công nghệ và vật liệu.

1.1. Tình hình nghiên cứu trong nước

Nhiều đề tài nghiên cứu trong nước đã tập trung vào các thông số ảnh hưởng đến quá trình hàn. Ví dụ, đề tài nghiên cứu của Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM vào năm 2004 đã xem xét ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến việc tạo dáng mối hàn. Kết quả cho thấy rằng việc lựa chọn các thông số hàn tối ưu là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng mối hàn. Các nghiên cứu khác cũng đã chỉ ra rằng ứng suất dư trong mối hàn có thể được xác định bằng phương pháp không phá hủy, giúp cải thiện chất lượng và độ bền của các kết cấu hàn.

II. Mô phỏng biến dạng trong hàn hồ quang

Mô phỏng biến dạng sản phẩm hộp trong quá trình hàn hồ quang bán tự động là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng. Mục tiêu chính của nghiên cứu này là dự báo các biến dạng không mong muốn trong quá trình hàn, từ đó điều chỉnh quy trình hàn để giảm thiểu các yếu tố gây hại. Việc sử dụng phần mềm ANSYS Workbench 16.0 để mô phỏng giúp thu nhận kết quả chính xác về biến dạng và ứng suất dư. Kết quả mô phỏng sẽ được so sánh với các thí nghiệm thực tế để rút ra kết luận về tính chính xác của mô hình. Điều này không chỉ giúp cải thiện quy trình thiết kế mà còn tiết kiệm chi phí trong sản xuất.

2.1. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu bao gồm thu thập tài liệu liên quan đến kỹ thuật hàn và các tiêu chuẩn hàn. Phân tích và so sánh kết quả mô phỏng với thực nghiệm là rất quan trọng để đánh giá độ chính xác của mô hình. Việc so sánh này giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả hàn, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu cho quy trình hàn. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong thực tế để cải thiện chất lượng mối hàn và giảm thiểu biến dạng không mong muốn.

III. Giá trị thực tiễn của nghiên cứu

Kết quả của nghiên cứu mô phỏng biến dạng trong hàn hồ quang có giá trị thực tiễn cao. Nó không chỉ hỗ trợ quá trình thiết kế quy trình hàn hiệu quả hơn mà còn giúp dự đoán trước các biến dạng và ứng suất dư của kết cấu hàn. Điều này có thể làm giảm các yếu tố gây hại trong quá trình hàn, từ đó tiết kiệm chi phí sản xuất. Ngoài ra, nghiên cứu này cũng có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành cơ khí, đặc biệt trong chuyên ngành hàn, giúp nâng cao kiến thức và kỹ năng cho các học viên.

3.1. Ứng dụng trong công nghiệp

Nghiên cứu này có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt là trong sản xuất các sản phẩm kim loại. Việc dự đoán và kiểm soát biến dạng trong quá trình hàn sẽ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm thiểu lãng phí và tăng hiệu quả sản xuất. Các công ty có thể áp dụng các kết quả nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình hàn, từ đó nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất.