Nghiên cứu vị trí kẹp chặt ảnh hưởng đến biến dạng của vật w88 chuẩn nhất trong quá trình w88 chuẩn nhất hồ quang tự động CNC

TÓM TẮT:

Bài nghiên cứu đã thực hiện được các phần: thực nghiệm và mô phỏng mối w88 chuẩn nhất đấu mí đã đề xuất trên 6 mẫu w88 chuẩn nhất đấu mí dạng tấm có biên dạng đường thẳng và 2 mẫu w88 chuẩn nhất chữ T dạng tấm có biên dạng đường thẳng. Kết quả thực nghiệm và mô phỏng cho thấy: tại vị trí kẹp gần mối w88 chuẩn nhất nhất thì kết quả biến dạng là nhỏ nhất, tại vị trí kẹp 2 bên thì kết quả biến dạng là nhỏ nhất đối với mối w88 chuẩn nhất đấu mí, tại vị trí kẹp ở giữa và vị trí kẹp 2 bên thì vị trí kẹp 2 bên kết quả biến dạng nhỏ nhất.

Từ khóa:thép CT3, biến dạng w88 chuẩn nhất, ứng suất w88 chuẩn nhất, quy trình w88 chuẩn nhất MIG, CNC.

1. Đặt vấn đề

Công nghệ w88 chuẩn nhất hồ quang đã xuất hiện từ rất lâu và được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực của đời sống. Ngày nay cùng với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã đưa ra thị trường những công nghệ ngày càng tốt hơn, giảm sức lao động và dần giải phóng con người khỏi những môi trường độc hại. Một trong số đó là công nghệw88 chuẩn nhất hồ quang tự động CNC(Computer Numerical Control) đã xuất hiện. Công nghệ này là sự kết hợp của phương pháp w88 chuẩn nhất hồ quang và sự phát triển của công nghệ CNC vào sản xuất. Với công nghệ w88 chuẩn nhất hồ quang tự động CNC các mối w88 chuẩn nhất được w88 chuẩn nhất sẽ đều hơn (do điều khiển tốc độ bằng những động cơ servo hoặc động cơ step) so với w88 chuẩn nhất thủ công (phụ thuộc vào tay nghề thợ w88 chuẩn nhất), kích thước mối w88 chuẩn nhất đạt yêu cầu, không bị khuyết tật w88 chuẩn nhất (rổ khí, nứt, lẹm chân, chảy loang,...).

Một số ngành như: ngành hàng không, vũ trụ, tàu thủy,… đòi hỏi rất khắt khe về chất lượng mối w88 chuẩn nhất. Rõ ràng, việc ứng dụng sự phát triển của công nghệ w88 chuẩn nhất hồ quang tự động CNC có rất nhiều lợi ít về mặt công nghệ và mức độ tin cậy của sản phẩm được tạo ra cao hơn, chi phí thấp,... nhưng đồng thời đặt ra một thách thức lớn về chế độ công nghệ, đặc biệt là vị trí giá đặt làm ảnh hưởng đến biến dạng của kết cấu w88 chuẩn nhất (nguyên nhân là do ứng suất khi w88 chuẩn nhất sinh ra). Do vậy, công nghệ w88 chuẩn nhất hồ quang tự động CNC cần phải được đầu tư nghiên cứu phát triển để có thể chế tạo thành công các kết cấu cơ khí, đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật nhằm đáp ứng các nhu cầu trong công nghiệp và đời sống.

Bài báo đề xuất quy trình thực nghiệm và tiến hành thực nghiệm để xác định ảnh hưởng của vị trí kẹp chặt đến biến dạng của vật w88 chuẩn nhất trong quá trình w88 chuẩn nhất hồ quang tự động CNC.

2. Tổng quan nghiên cứu

2.1. Vật liệu nền và vật liệu đắp

Vật liệu nền: Mác thép CT3 là loại mác thép của Nga được sản xuất theo tiêu chuẩn: OCT380-89. Thép CT3 là một loại thép cacbon, chúng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp bởi tính chất thép có độ cứng, độ bền kéo và khả năng chịu nhiệt phù hợp cho gia công thiết bị, gia công mặt bích, gia công bản mã,…

Vật liệu đắp: Dây w88 chuẩn nhất MIG/MAG GM-70S, (Tiêu chuẩn tương đương: AWS A5.18 ER 70S-6, JIS YGW12). Ưu điểm của dây w88 chuẩn nhất GM-70S theo phương pháp w88 chuẩn nhất MIG/MAG là năng suất w88 chuẩn nhất cao hơn 2,5 lần so với w88 chuẩn nhất hồ quang tay có thuốc bọc bảo vệ, đa dạng và linh hoạt hơn so với w88 chuẩn nhất dưới lớp thuốc về vị trí w88 chuẩn nhất trong không gian, trong quá trình w88 chuẩn nhất ít phát sinh khí độc.

2.2. Ứng suất và biến dạng sinh ra khi w88 chuẩn nhất

Một trong những yếu tố quan trọng cần quan tâm khi w88 chuẩn nhất là ứng suất và biến dạng khi w88 chuẩn nhất, nó ảnh hưởng lớn đến khả năng làm việc và chất lượng của sản phẩm.

Các biến dạng hoặc cong vênh là hiện tượng xảy ra do sự co ngót không đều giữa kim loại cơ bản của vật w88 chuẩn nhất và kim loại cơ bản trong quá trình nung nóng và làm nguội trong khi w88 chuẩn nhất và sau khi w88 chuẩn nhất. Các thay đổi về thể tích, nhất là khi mối w88 chuẩn nhất bị hạn chế bởi các kết cấu kẹp hoặc bởi các vật liệu khác xung quanh sẽ dễ dẫn đến hình thành ứng suất w88 chuẩn nhất. Ứng suất có thể gây biến dạng vật liệu, thậm chí gây xé rách hoặc đứt gãy. Biến dạng w88 chuẩn nhất có thể gây phát sinh chi phí sửa chữa, giảm chất lượng, thẩm mỹ của sản phẩm cũng như tăng thời gian thi công. Vì vậy, phát hiện nguy cơ và có biện pháp ngăn ngừa biến dạng w88 chuẩn nhất là vấn đề quan trọng và cần được quan tâm trong quá trình w88 chuẩn nhất.

3. Các nghiên cứu trong và ngoài nước

3.1. Các nghiên cứu trong nước

Bùi Văn Hiệp với đề tài “Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng nhiệt khi w88 chuẩn nhất tấm tôn bao vỏ tàu” cụ thể nghiên cứu với hai yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến biến dạng nhiệt đó là nguồn nhiệt w88 chuẩn nhất và góc vát mép. [5]

Nguyễn Minh Tân với đề tài “Nghiên cứu biện pháp để giảm ứng suất và biến dạng khi w88 chuẩn nhất dầm cầu trục” đề tài tập trung nghiên cứu nhằm hạn chế tối đa ứng suất và biến dạng trong chế tạo bằng công nghệ w88 chuẩn nhất đòi hỏi các nhà thiết kế, cách doanh nghiệp sản xuất cần đầu tư nhiều thời gian và tài chính để nghiên cứu, thiết kế ra các quy trình công nghệ, gá lắp w88 chuẩn nhất thật tỉ mỉ và chính xác cao, cũng như các biện pháp sử lý tối ưu trong công việc w88 chuẩn nhất. [6]

3.2. Các nghiên cứu ngoài nước

Ngày nay trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu và ứng dụng công nghệ CAE vào quá trình phân tích biến dạng kết cấu w88 chuẩn nhất, có thể kể đến một số công trình nghiên cứu tiêu biểu sau:

- M. Asle Zaeem, M.R. Nami, M.H. Kadivar, trong nghiên cứu “Dự đoán sự biến dạng w88 chuẩn nhất trên tấm bản lề mỏng hình chữ T bằng nhôm”.

- Jiangchao Wang, Ninshu Ma, H. Murakawa, Bugang Teng, Shijian Yuan, trong nghiên cứu “Dự đoán và đo sự biến dạng của một cấu trúc hình cầu lắp ráp từ các tấm mỏng”.

- M. Abida, M. Siddique, trong nghiên cứu “Mô phỏng số liệu để nghiên cứu ảnh hưởng của mối w88 chuẩn nhất, khoảng hở chân đường w88 chuẩn nhất và ứng suất dư của mối w88 chuẩn nhất ống- khớp mặt bích”.

- Dean Deng, Hidekazu Murakawa, trong nghiên cứu “Dự đoán sự biến dạng của w88 chuẩn nhất và ứng suất dư trong w88 chuẩn nhất đâu mí 2 tấm mỏng”.

4. Nội dung nghiên cứu

4.1. Mô phỏng biến dạng w88 chuẩn nhất trên phần mềm Visual Weld

Tiến hành mô phỏng biến dạng của các mối w88 chuẩn nhất: Chi tiết w88 chuẩn nhất đường thẳng giáp mí, chi tiết w88 chuẩn nhất chữ T, w88 chuẩn nhất giáp mối đường cong 2 tấm trên phần mềm Visual Weld với các bước như Hình 1.

Hình 1: Các bước mô phỏng trên phần mềm Visual Weld

4.2. Thực nghiệm w88 chuẩn nhất các mẫu

Tiến hành w88 chuẩn nhất thực nghiệm các mẫu với các đường w88 chuẩn nhất và vị trí w88 chuẩn nhất như Bảng 1.

Bảng 1. Thực hiệm w88 chuẩn nhất với các mối w88 chuẩn nhất và vị trí kẹp khác nhau

5. Kết quả kiểm tra mối w88 chuẩn nhất

5.1. Trường hợp w88 chuẩn nhất đấu mí kẹp 1 bên

5.1.1. Vị trí kẹp 1 bên cách mối w88 chuẩn nhất 50mm

Nhận xét: ở trường hợp này kết quả gần như đúng với nhau, đường đi của 2 đồ thị gần như nhau. Độ chênh lệch khá thấp, cụ thể ở điểm bắt đầu của đường biến dạng thực tế cao hơn điểm bắt đầu của mô phỏng là 0,1mm, sau đó có xu hướng giảm dần cho đến điểm cuối và có một đoạn trùng nhau.

Bảng 2. Độ biến dạng tại vị trí kẹp cách tâm đường w88 chuẩn nhất 50mm

5.1.2. Vị trí kẹp 1 bên cách mối w88 chuẩn nhất 100mm

Nhận xét: ở trường hợp này kết quả gần như đúng với nhau. Độ chênh lệch khá thấp, cụ thể ở điểm bắt đầu của đường biến dạng thực tế trùng với điểm bắt đầu của mô phỏng, sau đó có xu hướng giảm dần cho đến điểm cuối và tách nhau ra. Độ lệch của điểm cuối cùng là 0,1mm.

Bảng 3. Độ biến dạng tại vị trí kẹp cách tâm đường w88 chuẩn nhất 100mm

5.1.3. Vị trí kẹp 1 bên cách mối w88 chuẩn nhất 150mm

Nhận xét: ở trường hợp này kết quả gần như trùng với nhau. Độ chênh lệch khá thấp, cụ thể ở điểm bắt đầu của đường biến dạng thực tế trùng với điểm bắt đầu của mô phỏng, sau đó có xu hướng giảm dần và lại trùng nhau tại vị trí cuối cùng. Độ chênh lệch giữa 2 đường không quá lớn.

Bảng 4. Độ biến dạng tại vị trí kẹp cách tâm đường w88 chuẩn nhất 150mm

5.2. Trường hợp w88 chuẩn nhất đấu mí kẹp 2 bên

5.2.1. Vị trí kẹp cách mối w88 chuẩn nhất 50mm

Nhận xét: ở trường hợp này kết quả gần như đúng với nhau, độ chênh lệch khá thấp, cụ thể ở điểm bắt đầu của đường biến dạng thực tế cao hơn điểm bắt đầu của mô phỏng là 0,05mm, sau đó có xu hướng giảm dần cho đến điểm cuối.

Bảng 5. Độ biến dạng tại vị trí kẹp cách tâm đường w88 chuẩn nhất 50mm

5.2.2. Vị trí kẹp cách mối w88 chuẩn nhất 100mm

Nhận xét: ở trường hợp này kết quả gần như đúng với nhau, đường đi của 2 đồ thị song song với nhau. Độ chênh lệch khá thấp, cụ thể ở điểm bắt đầu của đường biến dạng thực tế cao hơn điểm bắt đầu của mô phỏng là 0,05mm, sau đó có xu hướng giảm dần cho đến điểm cuối và cắt nhau ở đoạn cuối.

Bảng 6. Độ biến dạng tại vị trí kẹp cách tâm đường w88 chuẩn nhất 100mm

5.2.3. Vị trí kẹp cách mối w88 chuẩn nhất 150mm

Nhận xét: ở trường hợp này kết quả 2 đường gần như trùng nhau. Độ chênh lệch khá thấp, cụ thể ở điểm bắt đầu của đường biến dạng thực tế bằng điểm bắt đầu của mô phỏng, sau đó có xu hướng tách ra ở các điểm cuối.

Bảng 7. Độ biến dạng tại vị trí kẹp cách tâm đường w88 chuẩn nhất 150mm

5.3. Trường hợp w88 chuẩn nhất chữ T

5.3.1. Vị trí kẹp ở giữa

Nhận xét: ở trường hợp này kết quả không ổn định. Độ chênh lệch khá khác nhau, cụ thể ở điểm bắt đầu của đường biến dạng thực nghiệm thấp hơn với điểm bắt đầu của mô phỏng là 0,5mm. Kết quả thực nghiệm cho thấy đồ thị gần như đường thẳng, kết quả mô phỏng thì hướng xuống rồi lại hướng lên.

Bảng 8. Độ biến dạng tại vị trí kẹp 100mm

5.3.2. Vị trí kẹp 2 bên

Nhận xét: ở trường hợp này kết quả gần như giống nhau. Độ chênh lệch nhỏ, cụ thể ở điểm bắt đầu của đường biến dạng thực nghiệm thấp hơn với điểm bắt đầu của mô phỏng là 0,04mm. Kết quả đường đi đồ thị của 2 trường hợp giống nhau và có những điểm cắt nhau.

Bảng 9. Độ biến dạng tại vị trí kẹp 2 bên 5mm và 195mm

6. Kết luận

Nghiên cứu công nghệ w88 chuẩn nhất vật liệu thép cacbon thấp bằng phương pháp w88 chuẩn nhất hồ quang tự động CNC. Đề xuất các thông số w88 chuẩn nhất để thực hiện quá trình w88 chuẩn nhất đấu mí, w88 chuẩn nhất Chữ T với chế độ w88 chuẩn nhất, như: cường độ dòng điện w88 chuẩn nhất, điện áp w88 chuẩn nhất, vận tốc w88 chuẩn nhất hợp lý cho từng trường hợp cụ thể.

Chọn được vật liệu đắp (dây w88 chuẩn nhất cuộn) phù hợp cho mối w88 chuẩn nhất đấu mí, mối w88 chuẩn nhất chữ T, vật liệu thép cacbon thấp.

Thực nghiệm w88 chuẩn nhất dựa trên quy trình w88 chuẩn nhất đấu mí, w88 chuẩn nhất chữ T, vật liệu w88 chuẩn nhất thép cacbon thấp với vị trí kẹp chặt khác nhau như:

+ Vị trí kẹp 1: A1; B1; C1.

+ Vị trí kẹp 2: A1 A2; B1 B2; C1 C2.

+ Vị trí kẹp 3: B;

+ Vị trí kẹp 4: A C

Tiến hành mô phỏng các mối w88 chuẩn nhất đấu mí biên dạng thẳng ở vị trí kẹp 1, vị trí kẹp 2 và mối w88 chuẩn nhất chữ T tại vị trí kẹp 3, vị trí kẹp 4.

Tiến hành phân tích, so sánh và đánh giá kết quả thực nghiệm và mô phỏng.

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng cho phép kết luận như sau:

+ Mối w88 chuẩn nhất đấu mí: Vị trí kẹp gần mối w88 chuẩn nhất nhất thì kết quả biến dạng là nhỏ nhất; Vị trí kẹp 2 bên thì kết quả biến dạng là nhỏ hơn so với vị trí kẹp 1 bên;

+ Mối w88 chuẩn nhất chữ T: Vị trí kẹp ở giữa và vị trí kẹp 2 bên thì vị trí kẹp 2 bên kết quả biến dạng nhỏ nhất.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. American National Standards Institute (2015). AWS D1.1/D1.1M:2015: Structural Welding Code Steel. [Online] Availabile athttps://pubs.aws.org/Download_PDFS/D1.1-D1.1M-2015-PV.pdf
2. Hobart Welding Products (2009). Product Catalog. [Online] Availabile athttp://www.hobartbrothers.com/ downloads/HobartCatalog.pdf
3. Hoàng Tùng, Nguyễn Thúc Hà, Ngô Lê Thông, Chu Văn Khang (2007).Sổ tay w88 chuẩn nhất,NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
4. Ngô Lê Thông (2009).Công nghệ w88 chuẩn nhất điện nóng chảy, tập 1. NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
5. Hồ Viết Bình, Nguyễn Ngọc Đào (2004).Công nghệ chế tạo máy.Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, TP. Hồ Chí Minh.
6. M. Asle Zaeem , M.R. Nami, M.H. Kadivar (2006). Investigation of Global Buckling Distortion in Welding of A Thin Wall Aluminum T Joint.Materials Science Forum, 519-521, 1187-1192.
7. Jiangchao Wang, Ninshu Ma, H. Murakawa, Bugang Teng, Shijian Yuan (2011). Prediction and measurement of welding distortion of a spherical structure assembled from multi thin plates.Materials & Design,32(10), 4728-4737.
8. M. Abida, M. Siddique (2005). Numerical simulation of the effect of constraints onwelding deformations and residual stresses in apipe-?ange joint. Modelling Simul.Mater. Sci. Eng.,13, 919-933.
9. Dean Deng, Hidekazu Murakawa (2008). Prediction of welding distortion and residual stress in a thin plate butt-welded joint.Computational Materials Science,43(2), 353-365.

A STUDY ON THE IMPACT OF CLAMP POSITION

ON DEFORMATION OF THE WELD JOINT USING

THE CNC AUTOMATIC ARC WELDING PROCESS

• THACH NGOC PHUC¹

• PHAN VAN TUAN¹

¹Faculty of Engineering and Technology, Tra Vinh University

ABSTRACT:

This study is to explore the deformation of seam welds and T-shaped weld joints in sheet type. The study’s experiments and simulation show that, at the clamping position closest to the weld, the deformation is the smallest; at the 2-sided clamping position, the deformation is the smallest for seam welds; and in the middle clamping position and at the 2-sided clamping position, the clamping position on both sides has the smallest deformation.

Keywords:CT3 steel, welding deformation, welding stress, MIG welding process, CNC.

[Tạp chí Công Thương - Các kết quả nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ, Số 13 tháng 5 năm 2023]