Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số công nghệ đến chất lượng mối hàn vảy thiếc siêu âm

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

1. Lý do chọn đề tài

2. Mục tiêu nghiên cứu

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4. Phương pháp nghiên cứu

5. Tổng quan nghiên cứu

5.1. Nghiên cứu trong nước

5.2. Nghiên cứu trên thế giới

6. Các vấn đề cần giải quyết trong luận văn

6.1. Bài toán đặt ra

6.2. Các yếu tố cần so sánh giữa các thông số công nghệ

6.3. Mô hình lựa chọn khảo sát

7. Định nghĩa về sóng siêu âm

8. Nguyên lý hàn siêu âm

9. Hàn vảy thiếc siêu âm

10. Lý thuyết cơ bản về sự phản xạ sóng

10.1. Âm trở của môi trường

10.2. Các định luật truyền âm

10.2.1. Phản xạ và khúc xạ

10.3. Sự hấp thụ và độ suy giảm năng lượng của tia siêu âm

10.4. Biểu đồ chùm tia phản xạ

11. Qui hoạch thực nghiệm

11.2. Các loại thí nghiệm

11.2.1. Thí nghiệm sàng lọc (Screening Experiment)

11.2.2. Thí nghiệm so sánh (Comparative Expriment)

11.2.3. Thí nghiệm tối ưu hóa

11.3. Các dạng thiết kế thí nghiệm

11.3.1. Thí nghiệm một yếu tố

11.3.2. Thí nghiệm đa yếu tố

11.3.3. Thí nghiệm Taguchi

11.3.4. Thí nghiệm bề mặt chỉ tiêu

11.4. Tiến trình nghiên cứu thực nghiệm

11.4.1. Phát biểu vấn đề

11.4.2. Xác định các yếu tố thí nghiệm

11.4.3. Lựa chọn hàm mục tiêu

11.4.4. Thiết kế thí nghiệm

11.4.5. Tiến hành thí nghiệm

11.4.6. Phân tích kết quả

11.5. So sánh các dạng thiết kế thí nghiệm đáp ứng bề mặt

12. QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY HÀN VẢY THIẾC

13. Thiết kế hệ cơ khí siêu âm

14. Thiết kế tấm phản xạ

15. Thiết kế cơ cấu thí nghiệm

16. TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐO ĐẠT

17. Trang thiết bị thí nghiệm

17.2. Bộ điều khiển nhiệt độ

17.3. Bộ siêu âm

17.4. Máy thử nghiệm độ bền kéo

18. Mẫu thí nghiệm

18.1. Mẫu 1: Mẫu kiểm tra chất lượng bề mặt mối hàn

18.2. Mẫu 2: Mẫu kiểm tra độ chắc chắn của mối hàn (thử kéo)

19. Xây dựng thí nghiệm

19.1. Gá kẹp mẫu thí nghiệm

19.2. Các chế độ và quy trình thí nghiệm

20. Kết quả thí nghiệm 1 và 2

20.1. Mẫu 1: Mẫu thanh đồng 2×8mm

20.1.1. Thí nghiệm 1: Thay đổi biên độ dao động của siêu âm

20.1.2. Thí nghiệm 2: Thay đổi thời gian hàn

20.2. Mẫu 2: Mẫu dây điện Ø1mm

20.2.1. Thí nghiệm 1: Thay đổi biên độ dao động của siêu âm

20.2.2. Thí nghiệm 2: Thay đổi thời gian tác dụng của sóng siêu âm

21. Kết quả thí nghiệm 3

22. Tìm phương trình hồi quy bằng Minitab

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

I. Giới thiệu về nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích thông số công nghệ ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn trong quy trình hàn vảy thiếc siêu âm. Hàn vảy thiếc siêu âm là một kỹ thuật tiên tiến, sử dụng sóng siêu âm để cải thiện chất lượng mối hàn, giảm thiểu các vấn đề liên quan đến oxit kim loại. Các yếu tố như thời gian phát siêu âm, công suất và bán kính cong của tấm phản xạ được khảo sát để tìm ra các thông số tối ưu cho quá trình hàn. Mục tiêu chính là nâng cao hiệu suất và độ bền của mối hàn, đồng thời giảm thiểu chi phí sản xuất.

II. Các thông số công nghệ và ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn

Trong nghiên cứu này, các thông số công nghệ như biên độ siêu âm, thời gian hàn và nhiệt độ hàn đã được xem xét một cách chi tiết. Các thí nghiệm cho thấy rằng biên độ siêu âm có ảnh hưởng lớn đến độ bền kéo của mối hàn. Cụ thể, việc điều chỉnh biên độ siêu âm từ 0.5 mm đến 1.5 mm đã cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong chất lượng mối hàn. Thời gian hàn cũng đóng vai trò quan trọng, với thời gian hàn tối ưu là 4 giây, giúp đảm bảo rằng thiếc hàn được làm nóng đủ để tạo ra liên kết chắc chắn mà không làm hỏng vật liệu. Những phát hiện này nhấn mạnh sự cần thiết phải xác định các thông số tối ưu để đạt được chất lượng mối hàn mong muốn.

III. Quy trình hàn và các kỹ thuật hàn

Quy trình hàn vảy thiếc siêu âm bao gồm nhiều bước, từ thiết kế mô hình thí nghiệm đến thực hiện các thí nghiệm và phân tích kết quả. Kỹ thuật hàn được áp dụng bao gồm việc sử dụng tấm phản xạ có bề mặt cong để tối ưu hóa quá trình truyền năng lượng. Việc sử dụng tấm phản xạ cong đã chứng minh là hiệu quả hơn so với tấm phẳng, giúp nâng cao chất lượng mối hàn. Các thí nghiệm được thực hiện với nhiều mẫu khác nhau, từ dây đồng đến tấm đồng, cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các phương pháp hàn. Hình ảnh SEM được sử dụng để phân tích bề mặt mối hàn, cung cấp cái nhìn sâu sắc về cấu trúc và chất lượng của mối hàn.

IV. Kết quả và phân tích

Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy rằng mối hàn vảy thiếc có hỗ trợ siêu âm không chỉ đạt được độ bền kéo cao hơn mà còn có bề mặt mối hàn mịn màng hơn. Các số liệu thu thập được từ thí nghiệm cho thấy rằng mối hàn với các thông số tối ưu có thể đạt độ bền kéo lên đến 30% so với các mối hàn không sử dụng siêu âm. Việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn cho thấy rằng các yếu tố tỉ lệ giữa biên độ và thời gian hàn là rất quan trọng để đạt được hiệu quả cao nhất. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển công nghệ hàn vảy thiếc siêu âm trong ngành công nghiệp.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa thông số công nghệ trong hàn vảy thiếc siêu âm là rất cần thiết để cải thiện chất lượng mối hàn. Các kết quả đạt được không chỉ có giá trị trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn giúp giảm chi phí sản xuất. Kiến nghị cho các nghiên cứu tiếp theo là nên mở rộng khảo sát các vật liệu hàn khác và áp dụng công nghệ siêu âm vào các lĩnh vực khác nhau trong ngành công nghiệp chế tạo. Việc này sẽ góp phần vào việc phát triển các sản phẩm chất lượng cao hơn, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

Nghiên cứu các thông số công nghệ ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn vảy thiếc siêu âm