Nghiên cứu công nghệ hàn tự động dưới lớp thuốc ứng dụng chế tạo vỏ tàu thủy

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG

1.1. Công nghệ hàn tàu vỏ thép

1.1.1. Sơ lược lịch sử phát triển

1.1.2. Các phương pháp hàn được áp dụng cho hàn tàu vỏ thép hiện nay

1.1.2.1. Hàn hồ quang tay (SMAW)

1.1.2.2. Hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ (GTAW)

1.1.2.3. Hàn hồ quang với điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ (GMAW)

1.1.2.4. Hàn hồ quang dây hàn lõi thuốc (FCAW)

1.1.2.5. Hàn hồ quang dưới lớp thuốc bảo vệ (SAW)

1.1.3. Tình hình nghiên cứu trong nước và quốc tế

1.1.3.1. Tình hình nghiên cứu trong nước

1.1.3.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước

1.1.4. Tổng quan về công nghệ đóng tàu

1.1.4.1. Công nghệ đóng tàu hiện nay

1.1.4.2. Thép chế tạo vỏ tàu thủy

1.1.4.3. Ứng dụng công nghệ hàn một phía trong chế tạo vỏ tàu thủy

2. CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ HÀN GIÁP MỐI MỘT PHÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC

2.1. Công nghệ hàn tự động dưới lớp thuốc

2.2. Nguyên lý hàn tự động dưới lớp thuốc

2.3. Đặc điểm và ứng dụng của phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc

2.4. Vật liệu hàn tự động dưới lớp thuốc

2.5. Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ

2.5.1. Góc nghiêng dây hàn

2.5.2. Ảnh hưởng của thông số công nghệ

2.5.2.1. Ảnh hưởng của cường độ dòng điện hàn

2.5.2.2. Ảnh hưởng của điện áp hồ quang

2.5.2.3. Ảnh hưởng của tốc độ hàn

2.5.2.4. Ảnh hưởng của đường kính điện cực

2.6. Công nghệ hàn giáp mối khi hàn tự động dưới lớp thuốc

2.7. Các thông số chế độ hàn giáp mối

2.8. Các dạng liên kết hàn giáp mối

2.9. Kỹ thuật hàn

2.9.1. Kỹ thuật hàn tự động tấm phẳng

2.10. Khuyết tật mối hàn

3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HÀN GIÁP MỐI MỘT PHÍA BẰNG QUÁ TRÌNH HÀN SAW

3.1. Mô hình thực nghiệm

3.2. Vật liệu cơ bản

3.3. Vật liệu hàn

3.4. Điều kiện thí nghiệm

3.5. Thiết bị thực nghiệm

3.6. Các trang thiết bị phụ trợ

3.7. Mẫu thực nghiệm

3.8. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm

3.9. Quy trình hàn thực nghiệm

3.9.1. Quy trình chung

3.9.2. Hàn mẫu thực nghiệm

3.10. Lấy mẫu kiểm tra chất lượng mối hàn

3.11. Đo kết quả và lập bảng thống kê số liệu thực nghiệm

3.12. Đánh giá và thảo luận kết quả thực nghiệm

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Công nghệ hàn tự động dưới lớp thuốc

Công nghệ hàn tự động dưới lớp thuốc (SAW) là một phương pháp hàn nóng chảy được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp đóng tàu. Phương pháp này sử dụng hồ quang điện được tạo ra giữa dây hàn và vật hàn, được bảo vệ bởi một lớp thuốc hàn. Lớp thuốc này không chỉ bảo vệ vùng hàn khỏi tác động của không khí mà còn tham gia vào quá trình luyện kim, cải thiện chất lượng mối hàn. Hàn tự động dưới lớp thuốc được ưa chuộng do khả năng tự động hóa cao, năng suất lớn và chất lượng mối hàn ổn định, đặc biệt phù hợp với các kết cấu lớn như vỏ tàu thủy.

1.1 Nguyên lý hàn tự động dưới lớp thuốc

Nguyên lý của hàn tự động dưới lớp thuốc dựa trên việc tạo ra hồ quang điện giữa dây hàn và vật hàn. Hồ quang này làm nóng chảy mép hàn, dây hàn và một phần thuốc hàn, tạo thành vũng hàn. Khi hồ quang di chuyển, kim loại nóng chảy đông đặc lại, tạo thành mối hàn. Lớp thuốc hàn không chỉ bảo vệ vùng hàn mà còn tạo ra lớp xỉ trên bề mặt mối hàn, giúp bảo vệ và giữ nhiệt cho mối hàn trong quá trình nguội.

1.2 Đặc điểm và ứng dụng

Hàn tự động dưới lớp thuốc có nhiều ưu điểm như năng suất cao, chất lượng mối hàn tốt và khả năng tự động hóa cao. Phương pháp này thích hợp cho các kết cấu lớn, đặc biệt trong chế tạo vỏ tàu thủy. Nó cũng được sử dụng trong các ngành công nghiệp nặng như xây dựng cầu đường, chế tạo bồn chứa và các kết cấu thép khác. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và không phù hợp với các vị trí hàn phức tạp.

II. Ứng dụng công nghệ hàn trong chế tạo vỏ tàu thủy

Công nghệ hàn tự động dưới lớp thuốc đóng vai trò quan trọng trong chế tạo vỏ tàu thủy. Vỏ tàu thủy yêu cầu độ bền cao, khả năng chịu tải tốt và độ kín khít tuyệt đối. Hàn tự động dưới lớp thuốc đáp ứng được các yêu cầu này nhờ khả năng tạo ra mối hàn có độ bền cao, ít khuyết tật và khả năng chịu áp lực tốt. Phương pháp này cũng giúp giảm thời gian thi công và chi phí sản xuất, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế trong ngành đóng tàu thủy.

2.1 Yêu cầu kỹ thuật

Trong chế tạo vỏ tàu thủy, các mối hàn phải đảm bảo độ bền cơ học cao, khả năng chịu tải trọng lớn và độ kín khít tuyệt đối. Hàn tự động dưới lớp thuốc đáp ứng được các yêu cầu này nhờ khả năng tạo ra mối hàn có độ ngấu sâu, ít khuyết tật và khả năng chịu áp lực tốt. Các thông số công nghệ như cường độ dòng điện, điện áp hàn và tốc độ hàn cần được điều chỉnh phù hợp để đảm bảo chất lượng mối hàn.

2.2 Hiệu quả kinh tế

Hàn tự động dưới lớp thuốc mang lại hiệu quả kinh tế cao trong chế tạo vỏ tàu thủy. So với các phương pháp hàn khác, phương pháp này giúp giảm thời gian thi công, tiết kiệm nguyên vật liệu và giảm chi phí nhân công. Điều này góp phần nâng cao năng suất và hiệu quả sản xuất trong ngành đóng tàu thủy, đặc biệt trong bối cảnh cạnh tranh ngày càng gay gắt trên thị trường quốc tế.

III. Nghiên cứu thực nghiệm và quy trình hàn

Nghiên cứu thực nghiệm về hàn tự động dưới lớp thuốc được tiến hành để xác định các thông số công nghệ tối ưu cho quá trình hàn. Các thí nghiệm tập trung vào việc điều chỉnh cường độ dòng điện, điện áp hàn và tốc độ hàn để đạt được mối hàn có chất lượng tốt nhất. Kết quả nghiên cứu được sử dụng để xây dựng quy trình hàn tự động dưới lớp thuốc áp dụng trong chế tạo vỏ tàu thủy.

3.1 Mô hình thực nghiệm

Mô hình thực nghiệm được thiết kế để đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chất lượng mối hàn. Các thí nghiệm được tiến hành trên vật liệu thép A36, có chiều dày 12 mm, sử dụng thiết bị hàn tự động dưới lớp thuốc. Các thông số như cường độ dòng điện, điện áp hàn và tốc độ hàn được điều chỉnh để tìm ra chế độ hàn tối ưu.

3.2 Kết quả và đánh giá

Kết quả thực nghiệm cho thấy, việc điều chỉnh các thông số công nghệ có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối hàn. Cường độ dòng điện và điện áp hàn ảnh hưởng đến độ ngấu và hình dạng mối hàn, trong khi tốc độ hàn ảnh hưởng đến độ đồng đều của mối hàn. Dựa trên kết quả này, quy trình hàn tự động dưới lớp thuốc được xây dựng và áp dụng thành công trong chế tạo vỏ tàu thủy.

Luận Văn Thạc Sĩ: Công Nghệ Hàn Tự Động Dưới Lớp Thuốc Ứng Dụng Trong Chế Tạo Vỏ Tàu Thủy