Tối ưu hóa thông số hàn tại HCMUTE

1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Tổng quan về công nghệ hàn theo quỹ đạo

1.2. Giới thiệu về công nghệ hàn TIG

1.3. Giới thiệu công nghệ hàn theo quỹ đạo

1.4. Các nghiên cứu trong và ngoài nước

1.5. Tính cấp thiết của đề tài

1.6. Mục tiêu đề tài

1.7. Phương pháp nghiên cứu

1.8. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.8.1. Đối tượng nghiên cứu

1.8.2. Phạm vi nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Vật liệu hàn

2.2. Cơ sở lý thuyết về thông số hàn theo quỹ đạo

2.2.1. Cường độ dòng hàn

2.2.2. Điện cực vonfram

2.2.3. Chiều dài hồ quang

2.2.4. Thời gian xung

2.2.5. Khí bảo vệ

2.3. Tiêu chuẩn kiểm nghiệm mối hàn

2.3.1. Tiêu chuẩn ASME IX về kiểm tra độ bền kéo mối hàn

2.3.2. Tiêu chuẩn ASME BPE và ASME IX về kiểm tra kim tương mối hàn

2.4. Phương pháp tối ưu hóa

2.4.1. Đặt vấn đề về tối ưu hóa

2.4.2. Phương pháp TAGUCHI

2.4.3. Thiết kế quy trình TAGUCHI

2.5. Giới thiệu phần mềm Minitab 19

2.5.1. Giới thiệu tổng quan

2.5.2. Thao tác và giao diện của phần mềm Minitab 19

2.6. Phân tích phương sai ANOVA

2.6.1. Khái niệm ANOVA

2.6.2. Các bước phân tích phương sai

3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM – KIỂM NGHIỆM

3.1. Thiết lập bảng thông số hàn

3.2. Quy trình thực nghiệm

3.3. Chuẩn bị vật tư

3.4. Vận hành thiết bị hàn theo quỹ đạo

3.5. Gá ống và hàn thực nghiệm

3.6. Quy trình kiểm nghiệm

3.6.1. Tiến hành kiểm tra độ bền kéo mối hàn

3.6.2. Tiến hành kiểm tra kim tương mối hàn

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN

4.1. Kim tương mối hàn

4.2. Độ bền kéo mối hàn

4.3. Ứng dụng phương pháp TAGUCHI

4.4. Tối ưu hóa thông số hàn đến độ bền kéo

4.5. Tối ưu hóa thông số hàn đến độ ngấu và bề rộng mối hàn

4.6. Phân tích kết quả tối ưu hóa bằng phương sai ANOVA trên phần mềm Minitab 19

4.6.1. Thông số hàn đến độ bền kéo

4.6.2. Thông số hàn đến bề rộng và độ ngấu mối hàn

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tối ưu hóa thông số hàn tại HCMUTE Tổng quan về đề tài

Đề tài nghiên cứu "Tối ưu hóa thông số hàn" tại trường HCMUTE tập trung vào việc xác định ảnh hưởng của các thông số hàn (cường độ dòng hàn, tốc độ hàn, góc điện cực, thời gian xung, chiều dài hồ quang) đến chất lượng mối hàn trong công nghệ hàn TIG theo quỹ đạo. Nghiên cứu sử dụng phương pháp Taguchi để tối ưu hóa các thông số hàn, nhằm đạt được chất lượng mối hàn đáp ứng các tiêu chuẩn ASME BPE và ASME IX về kiểm tra kim tương và độ bền kéo. Đề tài hướng đến việc tìm ra bộ thông số hàn tối ưu nhất, góp phần nâng cao hiệu quả và chất lượng trong sản xuất, cụ thể là trong ngành hàn ống tự động. Kết quả nghiên cứu đã tìm ra 6 bộ thông số hàn đạt tiêu chuẩn, đồng thời xác định được bộ thông số hàn tối ưu.

1.1 Giới thiệu về công nghệ hàn TIG và hàn theo quỹ đạo

Đề tài tập trung vào công nghệ hàn TIG (Tungsteng Inert Gas) hay GTAW (Gas Tungsten Arc Welding), một kỹ thuật hàn hồ quang sử dụng điện cực không nóng chảy trong môi trường khí trơ. Hàn TIG được ứng dụng rộng rãi do khả năng hàn nhiều loại vật liệu, tạo mối hàn chất lượng cao, vùng ảnh hưởng nhiệt hẹp và không tạo xỉ. Công nghệ hàn theo quỹ đạo là một ứng dụng quan trọng của hàn TIG, được sử dụng trong sản xuất hàng loạt với độ chính xác cao. Hệ thống hàn được điều khiển bằng máy tính, đảm bảo tính nhất quán của mối hàn. Đề tài nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tối ưu hóa thông số hàn trong công nghệ hàn theo quỹ đạo, đặc biệt trong các ngành công nghiệp đòi hỏi độ chính xác và an toàn cao như thực phẩm, dược phẩm, và hàng không vũ trụ. Việc áp dụng hàn TIG theo quỹ đạo giúp tăng năng suất, cải thiện chất lượng mối hàn và giảm thiểu sự phụ thuộc vào tay nghề của người thợ.

1.2 Phương pháp nghiên cứu và phân tích kết quả

Phương pháp Taguchi được sử dụng để thiết kế thí nghiệm và tối ưu hóa thông số hàn. Phương pháp này cho phép giảm số lượng thí nghiệm cần thực hiện mà vẫn đảm bảo độ chính xác. Kết quả thí nghiệm được phân tích bằng phương pháp ANOVA (phân tích phương sai) để xác định ảnh hưởng của từng thông số hàn đến chất lượng mối hàn. Phần mềm Minitab 19 được sử dụng để hỗ trợ quá trình phân tích dữ liệu. Đề tài đã sử dụng các tiêu chuẩn ASME BPE và ASME IX để đánh giá chất lượng mối hàn về độ bền kéo và kim tương. Việc tìm ra các bộ thông số hàn tối ưu dựa trên việc đáp ứng các tiêu chuẩn này. Kết quả cho thấy sự ảnh hưởng rõ rệt của các thông số hàn đến chất lượng mối hàn và hiệu quả của phương pháp Taguchi trong việc tìm ra các bộ thông số hàn tối ưu.

1.3 Ứng dụng thực tiễn và đóng góp của đề tài

Đề tài có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm trong các ngành công nghiệp sử dụng công nghệ hàn như cơ khí chế tạo, xây dựng, và đặc biệt là các ngành công nghiệp có yêu cầu cao về chất lượng mối hàn. Việc tối ưu hóa thông số hàn giúp giảm chi phí sản xuất, giảm tỷ lệ lỗi, và tăng năng suất. Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trực tiếp trong quá trình sản xuất và đào tạo, góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật hàn tại HCMUTE và các doanh nghiệp trong nước. Đề tài cũng đóng góp vào việc phát triển ngành hàn tại Việt Nam bằng cách cung cấp kiến thức và phương pháp tối ưu hóa thông số hàn trong công nghệ hàn TIG theo quỹ đạo. Việc nghiên cứu cũng góp phần đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao trong lĩnh vực kỹ thuật hàn.