MỞ ĐẦU. Lý do chọn đề tài. Lịch sử nghiên cứu. Mục đích nghiên cứu.
Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu.2 CHƯƠNG1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ. Tình hình nghiên cứu trong nước và nướcngoài. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài.
Tình hình nghiên cứu trong nước. Tổng quan về phương pháp hàn thép không gỉ. Đặc điểm công nghệ hàn thép không gỉ, phạm vi ứng dụng của chúng. Các phương pháp hàn thép không gỉ thông dụng.
Công nghệ hàn thùng chứa hóa chất. Lựa chọn công nghệ, thiết bị hàn, vật liệu hàn.19 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ HÀN MIG. Các thông số công nghệ. Cường độ dòng điện hàn.
Lưu lượng khí bảo vệ. Đường kính dây hàn. Vận tốc hàn. Tầm với điện cực (độ nhú của điện cực).Thiết bị hàn MIG thép không gỉ.Vật liệu hàn.
Khí bảo vệ. Dây hàn phụ. Ảnh hưởng của chế độ hàn MIG tới quá trình hình thành mối hàn khi hàn giáp mối một phía thép không gỉ. Các dạng dịch chuyển kim loại lỏng vào bể hàn [4].
Ảnh hưởng của dòng điện hàn. Ảnh hưởng của điện áp hồ quang. Ảnh hưởng của tầm với điện cực. Ảnh hưởng của tốc độ hàn.
Ảnh hưởng của góc nghiêng điện cực. Ảnh hưởng của khí bảo vệ. Ảnh hưởng của kỹ thuật hàn. Ảnh hưởng của dòng xung.
Một số yếu tố khác ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn.40 Kết luận chương 2.41 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ HÀN ĐẾN CHẤT LƯỢNG LIÊN KẾT HÀN GIÁP MỐI 1 PHÍA THÉP KHÔNG GỈ SUS 316. Mục đích nghiên cứu thực nghiệm. Phương pháp thực nghiệm. Quy hoạch thực nghiệm.
Đối tượng nghiên cứu. Xây dựng mô hình bài toán ảnh hưởng của chế độ hàn đến chất lượng mối hàn giáp mối thép không gỉ SUS 316. Xác định các thông số đầu vào. Thông số đầu ra.
Mối quan hệ toán học giữa thông số đầu vào với thông số đầu ra. Xây dựng quy trình hàn sơ bộ cho thép không gỉ SUS 316. Kim loại cơ bản.Vật liệu hàn. Thiết bị hàn.
Thiết kế mối ghép hàn. Chế độ hàn MIG.Quy hoạch thực nghiệm xác định ảnh hưởng của chế độ hàn MIG đến chất lượng liên kết hàn giáp mối một phía thép không gỉ SUS 316. Tính toán, mô phỏng trường ứng suất trong liên kết hàn bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Mô hình hóa và mô phỏng số liên kết hàn giáp mối một phía thép không gỉ SUS 316.
Mô phỏng quá trình hàn trên phần mềm Sysweld. Mô phỏng số quá trình hàn MIG thép không gỉ SUS 316. Mô phỏng số. Kết quả mô phỏng.
Hàn thực nghiệm hàn MIG thép không gỉ SUS 316. Kết quả thực nghiệm.Kiểm tra cơ tính.83 Kết luận chương 3.91 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN. Các kết quả thu được. Kết luận và kiến nghị.
92 TÀI LIỆU THAM KHẢO.96 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu/ STT Ý nghĩa chữ viết tắt 1 KLCB Kim loại cơ bản 2 KLMH Kim loại mối hàn 3 HAZ Vùng ảnh hưởng nhiệt 4 Ih Cường độ dòng điện hàn 5 Uh Điện áp hàn 6 Vh Vận tốc hàn Hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ với 7 MIG (GMAW) điện cực nóng chảy (Metal Inert Gas) Hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ với 8 TIG (GTAW) điện cực không nóng chảy (Tungsten Inert Gas) Hàn hồ quang que hàn thuốc bọc (Submerged 9 SMAW(MMA) Metal Arc Welding) 10 PAW Hàn hồ quang plasma 11 Ar Khí bảo vệ argon 12 He Khí bảo vệ heli 13 AC Dòng điện xoay chiều 14 DC Dòng điện một chiều 15 B Bề rộng mặt lồi mối hàn 16 H Chiều cao mặt lồi mối hàn 17 b Bề rộng mặt đáy của mối hàn 18 h Chiều cao mặt đáy của mối hàn vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.Cơ tính thép không gỉ sus 316;sus 316l; sus 316h. Thành phần hóa học thép không gỉ sus 316. Thành phần hóa học của các loại thép không gỉ sử dụng làm thùng chứa hóa chất. Thành phần hóa học dây hàn ER316 theo AWS A5.
Các thông số tham khảo khi hàn trên thép carbon. Các thông số hàn trên Inox ( hợp kim thấp). Các que hàn phụ dùng trong hàn thép không gỉ. Bảng trực giao L9.Error! Bookmark not defined.
Giá trị thông số công nghệ trong thực nghiệmError! Bookmark not defined.Cơ tính thép không gỉ sus 316.Error! Bookmark not defined. Thành phần hóa học thép không gỉ sus 316Error! Bookmark not defined. Thành phần hóa học dây hàn ER316 theo AWS A5.9Error! Bookmark not defined.Thông số kĩ thuật của máy DIGITECH 400 PULSED và bộ cấp dây TA4 .Error! Bookmark not defined.Trang thiết bị phụ trợ và bảo hộ lao động .Error! Bookmark not defined. Mô hình nguồn nhiệt theo Goldak.Error! Bookmark not defined.Error! Bookmark not defined.
Thông số mô phỏng.Error! Bookmark not defined. Chế độ hàn thực nghiệm và hình ảnh mối hàn đạt được. Error! Bookmark not defined.Hệ số ngấu và kích thước, hình dạng của các mẫu hàn theo chế độ khác nhau.Error! Bookmark not defined. Bảng kết quả tính toán dữ liệu.Error! Bookmark not defined.Ảnh hưởng của các thông số đến hệ sốngấu của sản phẩm theo ANOVA .Error! Bookmark not defined.Cơ tính hợp kim thép không gỉ Sus 316 .Error! Bookmark not defined.Kết quả thử kéo các mẫu hàn.Error! Bookmark not defined.
Bảng kết quả tính toán dữ liệu.Error! Bookmark not defined.Ảnh hưởng của các thông số đến cơ tính của sản phẩm theo ANOVA .Error! Bookmark not defined. ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1- Quá trình hàn khí. Ứng dụng của hàn khí. Sơ đồ nguyên lý phương pháp hàn hồ quang que hàn thuốc bọc.
Sơ đồ nguyên lý phương pháp hàn TIG. Sơ đồ nguyên lý phương pháp hàn MIG. Sơ đồ mỏ hàn hàn hồ quang plasma. Bồn chứa hóa chất, xăng dầu… được làm từ thép sus 316.
Các dạng dịch chuyển kim loại vảo bể hàn, [15]. Súng hàn MIG thép không gỉ.3 Máy hàn MIG thép không gỉ. Bình chứa khí Ar. Đồng hồ giảm áp Ar.
Các kích thước đặc trưng của mối hàn. Quá trình dịch chuyển dạng cầu. Dịch chuyển dạng phun. Dịch chuyển dạng nhỏ giọt.
Hình dạng mối hàn và ảnh hưởng của cường độ dòng điện hàn. Đồ thị quan hệ giữa cường độ dòng điện hàn với vận tốc cấp dây điện cực và đường kính dây điện cực. Đồ thị quan hệgiữa tầm với điện cực với cường độ dòng điện hàn, vận tốc cấp dây và đường kính dây điện cực [18] .Góc nghiêng mỏ hàn khi hàn giáp mối. Ảnh hưởng của khí bảo vệ đến hình dáng, kích thước mối hàn.Ảnh hưởng của dòng hàn đến chiều sâu ngấu.
Máy hàn Mig thép không gỉ. Mối ghép hàn thép không gỉ. Đồ gá kẹp phôi tạo mối ghép hàn. Sơ đồ kẹp phôi hàn và vị trí mỏ hàn.
Mô hình nguồn nhiệt hàn MIG. Giới hạn chảy của không gỉ SUS 316. Hệ số dẫn nhiệt của không gỉ SUS 316. Hệ số giãn nở nhiệt của không gỉ SUS 316.
Khối lượng riêng của không gỉ SUS 316. Nhiệt dung riêng của không gỉ SUS 316. Mô đun Young của không gỉ sus 316.Vùng chia lưới và kiểu lưới. Vị trí gá kẹp khi mô phỏng.
So sánh vùng nóng chảy giữa mô phỏng và thực nghiệm. Sự biến thiên nhiệt độ tại các node trên bề mặt. Hình dạng vũng hàn. Biến dạng tổng.
Biến dạng theo phương X. Phân bố ứng suất dư Von mises. Phân bố ứng suất dư theo phương X. Phân bố ứng suất dư theo phương Y.
Vị trí các đường lấy kết quả ứng suất dư. Ứng suất dư Von mises lấy theo 3 vị trí. Mẫu thử kéo theo AWS D1. Máy thử kéo nén vạn năng.
Giai đoạn biến dạng đàn hồi. Giai đoạn biến dạng dẻo.Error! Bookmark not defined. Giai đoạn phá hủy liên kết.Error! Bookmark not defined. Lý do chọn đề tài Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật thì hàng loạt các vật liệu mới đã ra đời.
Cho đến nay vật liệu được sử dụng trong các ngành là rất đa dạng về chủng loại và tính công nghệ. Cùng với đó nhu cầu của con người về năng suất, chất lượng và tính thẩm mỹ của sản phẩm ngày càng được nâng cao. Thép không gỉ hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng, hàng không và đặc biệt là công nghiệp hóa chất. Vì vậy ngành công nghệ hàn cũng phải nghiên cứu để tìm ra những công nghệ nhằm đáp ứng thực tế đó.
Kết quả là hàng loạt công nghệ hàn ra đời, trong đó có công nghệ hàn MIG thép không gỉ từng bước được áp dụng rộng rãi trong và ngoài nước. Quá trình hàn MIG thép không gỉ có các ưu điểm: thời gian duy trì hồ quang dài, tốc độ đắp lớn, không bị tổn thất đầu mẩu que hàn nhiều so với hàn hồ quang tay; dễ tự động hóa; mức độ bắn tóe rất thấp. Với các ưu điểm của mình thì công nghệ hàn MIG thép không gỉ ngày càng được áp dụng rộng rãi trong thực tiễn. Tuy nhiên hàn MIG thép không gỉ là một phương pháp hàn tương đối mới ở nước ta, việc nghiên cứu, ứng dụng công nghệ này vào thực tế sản xuất còn rất hạn chế, chủ yếu là áp dụng trong dân dụng.
Vì vậy, để có cơ sở đánh giá chất lượng mối hàn, việc nghiên cứu ảnh hưởng của thông số cơ bản công nghệ hàn đến kích thước và hình dạng của mối hàn thực hiện bằng công nghệ hàn MIG thép không gỉ là hết sức cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao. Lịch sử nghiên cứu Từ nhiều năm nay, thép không gỉ được ứng dụng khá rộng rãi trên toàn thế giới ở các lĩnh vực như xây dựng, dầu khí, hóa chất,…Rất nhiều các công ty, tập đoàn lớn cũng đã nghiên cứu quy trình công nghệ hàn và sản xuất vật liệu hàn cho thép không gỉ như: Huyndai, Miller, Lincol,… Ở nước ta thép không gỉ được áp dụng rộng rãi trong dân dụng, xây dựng… từ nhiều năm nay, còn trong công nghiệp hóa chất thì mới áp dụng công nghệ hàn hồ quang tay và công nghệ hàn TIG thép không gỉ để chế tạo thùng chứa hóa chất một vài năm gần đây, tuy nhiên các 2 phương pháp trên đều tồn tại rất nhiều hạn chế như: Tốc độ hàn chậm, ứng suất dư tồn tại trong mối hàn lớn. Do đó để giảm những tồn tại trên, công nghệ hàn MIG thép không gỉ đang được nghiên cứu nhiều hơn cho ứng dụng hàn thép không gỉ, tuy nhiên mức độ nghiên cứu mới chỉ chủ yếu đối với vật liệu sus 304 và vật liệu 308, còn đối với vật liệu sus 316 thì các nghiên cứu rất hạn chế, chung chung. Mục đích nghiên cứu Đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ hàn đến hệ số ngấu và cơ tính của mối hàn giáp mối một phía thép không gỉ sus 316 thực hiện bằng công nghệ hàn MIG nhằm ứng dụng vào sản xuất một cách có hiệu quả.