Ảnh hưởng của chế độ hàn nổ đến tính chất liên kết hai lớp Bimetal thép 35 + Thép IIIX15

Tài liệu Ảnh hưởng của chế độ hàn nổ đến tính chất liên kết hai lớp Bimetal thép 35 + Thép IIIX15: ... Ebook Ảnh hưởng của chế độ hàn nổ đến tính chất liên kết hai lớp Bimetal thép 35 + Thép IIIX15

pdf96 trang | Chia sẻ: huyen82 | Ngày: 09/12/2013 | Lượt xem: 1291 | Lượt tải: 0download
Tóm tắt tài liệu Ảnh hưởng của chế độ hàn nổ đến tính chất liên kết hai lớp Bimetal thép 35 + Thép IIIX15, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP I ------------------ PHẠM THÀNH ðÔNG ”¶nh h−ëng cña chÕ ®é hµn næ ®Õn tÝnh chÊt liªn kÕt hai líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15” LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Cơ khí Mã số: 60.62.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS.HÀ MINH HÙNG HÀ NỘI, 2007 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….1 lêi cam ®oan T«i xin cam ®oan r»ng c¸c sè liÖu vµ kÕt qu¶ nghiªn cøu trong luËn v¨n nµy hoµn toµn trung thùc vµ ch−a cã sö dông ®Ó b¶o vÖ mét ®Ò tµi häc vÞ nµo. T«i xin cam ®oan r»ng, mäi sù gióp ®ì cho viÖc thùc hiÖn luËn v¨n nµy ®3 ®−îc c¶m ¬n vµ c¸c th«ng tin trÝch dÉn trong luËn v¨n ®Òu ®3 chØ râ nguån gèc Ng−êi thùc hiÖn Ph¹m Thµnh §«ng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….2 Lêi c¶m ¬n Víi c¸c kÕt qu¶ thu nhËn ®−îc trong luËn v¨n nµy t«i xin tr©n träng c¶m ¬n c¸c ®ång chÝ l3nh ®¹o vµ qu¶n lý Tr−êng §¹i häc N«ng nghiÖp I; Trung t©m §µo t¹o vµ øng dông c«ng nghÖ C¬ khÝ – Tù ®éng ho¸, ViÖn Nghiªn cøu C¬ khÝ; Tæng côc C«ng nghiÖp quèc phßng vµ C«ng ty Ho¸ chÊt 13- Tæng côc C«ng nhgiÖp quèc phßng; Bé m«n VËt liÖu häc & Xö lý bÒ mÆt – Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi ®3 t¹o mäi ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho viÖc häc tËp vµ lµm luËn v¨n tèt nghiÖp nµy. T«i còng xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o h−íng dÉn khoa häc PGS.TS. Hµ Minh Hïng, ®ång thêi lµ Chñ nhiÖm ®Ò tµi cÊp Nhµ n−íc m3 sè KC 06.13.CN ®Æc biÖt lµ PGS. TS. §µo Quang KÕ, cïng c¸c thÇy gi¸o tham gia thùc hiÖn thÝ nghiÖm hµn næ t¹i C«ng ty Ho¸ chÊt 13 (Tæng côc C«ng nghiÖp quèc phßng), ®3 ®¹t kÕt qu¶ tèt vµ cã gi¸ trÞ cho c¸c nghiªn cøu tiÕp theo cña luËn v¨n. Cho phÐp t«i göi lêi chóc søc khoÎ cña c¸c thÇy gi¸o ®3 gi¶ng d¹y t«i trong qu¸ tr×nh häc tËp t¹i Tr−êng §¹i häc N«ng nghiÖp I. T¸c gi¶ LuËn v¨n Ph¹m Thµnh §«ng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….3 Cộng hòa xã hội chủ nghĩa việt nam ðộc lập –Tự do – Hạnh phúc. Hà Nội ngày tháng năm 2007. Kính gửi : - ðồng chí Bộ trưởng Bộ công thương. - ðồng chí Tổng cục trưởng Tổng cục cảnh sát ñiều tra. - ðồng chí Tổng Thanh tra Chính phủ Kính thưa các ðồng chí. Tên tôi là : Phan Soạn, ðảng viên ,nguyên Phó giám ñốc , Phó bí thư ðảng ủy Công ty cơ khí Hà Nội hiện ñã nghỉ hưu ở khu tập thể Công ty cơ khí Hà nội xin viết lá thư này trân trọng gửi ñến các ñồng chí ý kiến tâm huyết của một cán bộ ñã 40 năm làm việc tại Công ty cơ khí Hà Nội: Tháng 3 năm 2007 tôi có viết thư gửi ñồng chí Bộ trưởng Bộ Công nghiệp Hoàng Trung Hải báo cáo tình hình sản xuất – kinh doanh , năng lực yếu kém của lãnh ñạo Công ty Cơ khí Hà Nội . Tôi ñược biết Bộ công nghiệp (nay là Bộ Công thương) sau khi nhận ñược thư của tôi ñã cử ñoàn thanh tra kiểm tra tại Công ty Cơ khí Hà Nội. ðoàn ñã kết thúc thanh tra và ñã có báo cáo thanh tra . Mặc dù tôi không ñược Bộ gửi báo cáo nhưng qua tìm hiểu tôi ñược biết, kết luận thanh tra né tránh những vấn ñề chính , những vấn ñề không thể thì thanh tra mới chỉ ra không nói rõ trách nhiệm cá nhân .Mặc dù vậy theo báo cáo của thanh tra Bộ Công nghiệp tôi cũng xin các ñồng chí làm rõ : 1. Tại sao trước khi ñầu tư, vào những năm 80-90 Công ty cơ khí Hà Nội ñã sản xuất hàng năm trên 1000 máy công cụ phức tạp, theo thời giá năm 2007 tới 70-100 tỷ ñồng, sau khi ñầu tư chỉ sản xuất ñược 50-100 máy.Riêng máy cưa vòng, cũng gọi là máy công cụ, như giá trị rất thấp (400USD/máy) nhất là hàm lượng cơ khí không ñáng kể.Kết luận của thanh tra do không có thị trường . ðây Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….4 là kết luận hoàn toàn không có cơ sở , trong khi công nghiệp hóa hiện ñại hóa, ñất nước ñang cần nhiều máy công cụ hơn, và thực tế chúng ta ñang phải nhập khẩu rất nhiều máy công cụ. Ở trong nước một số công ty trước ñây là những ñơn vị không thể so sánh năng lực với Cơ khí Hà Nội , ñầu tư không ñáng kể như Cơ khí chế tạo Hải phòng, Cơ khí A74 nhưng hiện nay họ ñang sản xuất và xuất khẩu hàng ngàn máy công cụ /năm. Ở ñây có phải do năng lực yếu kém của người sử dụng vốn ñầu tư , 2 Trước khi ñầu tư, Công ty Cơ khí Hà Nội ñã từng ñúc mỗi năm ñược 2500-3000 tấn thép ñúc , 1000-1500 tấn gang ñúc. Sau khi ñầu tư, dây chuyền ñúc ñã hoạt ñông ñược 4 năm mà sản lương ñúc chỉ ñạt 1/10 công suất ñầu tư khoảng 1000 tấn cho cả gang và thép (sản lượng ñầu tư là 12000 tấn gang , thép /năm).Như vậy rõ rang ñầu tư dây chuyền công nghệ ñúc ở ñây ñang có vấn ñề lớn , không thể có khả năng thu hồi vốn nhà nước. Ai là người chịu trách nhiệm với hàng trăm tỷ ñồng ñầu tư. Kết luận thanh tra mặc dù phải xác nhận sản lượng thực tế nhưng cũng cho rằng do thị trường là hoàn toàn cố tình né tránh. 3 Việc chi tiền ngân sách Nhà nước tùy tiện(tiền ngân sách chứ không phải tiền trong hoạt ñộng sản xuất -kinh doanh cuả Công ty) thất thoát trên cả tỷ ñồng(như báo cáo của thanh tra Bộ Công nghiệp), chủ yếu chi cho cá nhân hoặc công ty ngoài Quốc doanh tại sao thanh tra lại chỉ kiến nghị thu hồi. Nếu không có thanh tra thì thực chất số tiền ñó ñã vào túi cá nhân . Ở ñây ñã có bằng chứng của tham nhũng và vi phạm luật hình sự rõ rang. 4 Việc ký hợp ñồng với một công ty trước khi công tynayf thành lập hơn 1 năm với giá trị trên 125 triệu ñồng tại sao thanh tra lại kết luận là “hợp lý hóa chứng từ”. Thực chất ở ñây là cố ý làm trái , ñể rút tiền ngân sách và tham nhũng . 5 Việc sử dụng ñất ñai có ñúng mục ñích không, cho thuê ñất khi ñã hết hạn hợp ñồng thuê ñất của Thành phố, Tiền cho thuê sân bóng lập quỹ riêng, không có trong sổ kế toán của công ty,ñể chi tiêu chủ yếu cho cá nhân với số Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….5 tiền lớn là vi phạm luật pháp, tại sao chỉ là do “quy chế quản lý tài chính của công ty lộn xộn ñề nghị xây dựng hoàn thiện lại”. 6 Công ty Vinashiroki giải thể, công nghệ khuôn mẫu không phát triển ở Cơ khí Hà Nội là sự thật, tôi muốn ñề cập ñến tầm của những con người ñang xin ñầu tư nhưng hướng sản phẩm, ngành nghề có khả năng phát triển cao cho cơ khí chế tạo thì không quan tâm.Trong khi thực tế hiện nay công nghiệp chế tạo khuôn mẫu ñang phát triển mạnh với hàm lượng cơ khí và hiệu quả kinh tế cao nhất. Tại sao lại “ không có cơ sở và không thuộc phạm vi Cơ khí Hà Nội “.Như vậy thì bao giờ mới có thị trường ñể phát huy ñầu tư? ðó có phải là do năng lực yếu kém của giám ñốc công ty Cơ khí Hà Nội? 7 ðoàn thanh tra hoàn toàn chưa kiểm tra việc hoạt ñộng sản xuất kinh doanh mà theo dư luận còn rất nhiều sai phạm nghiêm trọng về tài chính , thực tế ñây mới là lĩnh vực cần phải thanh tra nhất. Bộ công thương còn tiếp tục kiểm tra không ? Thưa các ñồng chí. Công ty Cơ khí Hà Nội từng là con chim ñầu ñàn, là niềm tự hào của ngành cơ khí chế tạo Việt Nam. Nơi ñây ñã từng sản xuất hàng vạn máy công cụ,hàng ngàn tấn sản phẩm thép ñúc hợp kim cho các ngành kinh tế , quốc phòng. ðây cũng là nơi ñào tạo rất nhiều cán bộ cao cấp cho ðảng và Nhà nước, tại sao khi nền kinh tế ñất nước phát triển, ñược ðảng và Nhà nước quan tâm tạo ñiều kiện, ưu ñãi song thực tế năng lực ,trình ñộ cơ khí chế tạo ngày càng giảm sút . Tôi cho rằng do năng lực của giám ñốc công ty,sự núp bóng dựa thế của người bao che ñể vi phạm pháp luật. Tại sao cấp trên của công ty lại ñể một giám ñốc quá yếu năng lực chuyên môm, năng lực lãnh ñạo và thiếu ñạo ñức ñể dẫn ñến tình trạng này. Kính mong các ñồng chí của lãnh ñạo có thẩm quyền làm rõ ñáp ứng mong mỏi của người lao ñộng Công ty. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….6 Môc lôc Trang Lêi cam ®oan i Lêi c¶m ¬n ii Môc lôc iii B¶ng ký hiÖu ch÷ viÕt t¾t iv Danh môc c¸c h×nh vÏ v Danh môc c¸c b¶ng biÓu vi Më ®Çu 1 1. Ch−¬ng 1. Tæng quan 5 1.1. C¸c th«ng sè c«ng nghÖ chÝnh khi hµn næ 5 1.2. C¸c th«ng sè ®éng häc qu¸ tr×nh hµn næ 7 1.3. C¸c th«ng sè vËt lý qu¸ tr×nh hµn næ 13 1.4. Nghiªn cøu c¸c ®Þnh luËt c¬ b¶n cña sù kÝch næ thuèc næ 16 1.5. Sù h×nh thµnh liªn kÕt kim lo¹i khi hµn næ 19 1.6. Nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña c¸c th«ng sè hµn næ ®Õn chÊt l−îng mèi hµn 24 1.7. Nghiªn cøu tÝnh chÊt hµn næ trªn c¸c bÒ mÆt cong 38 KÕt luËn ch−¬ng 1. 44 2. Ch−¬ng 2. c¬ së lý thuyÕt vÒ quy ho¹ch thùc nghiÖm vµ xö lý sè liÖu thèng kª to¸n häc 45 2.1. Kh¸i qu¸t vÒ ®¹i l−îng ngÉu nhiªn, ph−¬ng sai, ph−¬ng ph¸p chän 45 2.2. Xö lý sè liÖu thùc nghiÖm b»ng ph−¬ng ph¸p b×nh ph−¬ng nhá nhÊt 51 2.3. Giíi thiÖu vÒ ph−¬ng ph¸p lËp quy ho¹ch thùc nghiÖm 52 2.4. Ph−¬ng ph¸p ®¸nh gia tÝnh chÊt vËt liÖu Bimetal hµn næ vµ xö lý sè liÖu thùc nghiÖm 59 KÕt luËn ch−¬ng 2. 62 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….7 3. Ch−¬ng 3. VËt liÖu, thiÕt bÞ, ph−¬ng ph¸p thÝ nghiÖm 63 3.1. VËt liÖu thÝ nghiÖm 63 3.2. ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm 64 3.3. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu 68 KÕt luËn ch−¬ng 3 72 4. Ch−¬ng 4. KÕt qu¶ nghiªn cøu thùc nghiÖm 73 4.1. Hµn næ trong ®iÒu kiÖn ViÖt Nam 73 4.2. KÕt qu¶ hµn næ t¹o ph«i Bimetal thÐp 08Kп - ®ång M1 75 4.3. KÕt qu¶ kh¶o s¸t cÊu tróc tÕ vi biªn giíi hai líp Bimetal thÐp 08Kп - ®ång M1 sau hµn næ vµ biÕn d¹ng dÎo 79 4.4. Th¶o luËn khoa häc 86 4.5 M« pháng sè hµm môc tiªu ®é bÒn b¸m dÝnh hai líp b»ng phÇn mÒm STATISTICA 88 KÕt luËn ch−¬ng 4 90 KÕt luËn chung luËn v¨n 91 Tµi liÖu tham kh¶o 92 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….8 B¶ng ký hiÖu ch÷ viÕt t¾t Ký hiÖu viÕt t¾t ý nghÜa ®Çy ®ñ CO Tèc ®é truyÒn sãng ©m trong vËt liÖu kim lo¹i D, H Tèc ®é næ vµ chiÒu dµy líp thuèc næ t−¬ng øng k HÖ sè gi3n në nhiÖt cña khÝ næ do thuèc næ bÞ kÝch næ t¹o ra VK Tèc ®é di chuyÓn cña ®iÓm tiÕp xóc (va ®Ëp) hai tÊm kim lo¹i khi hµn næ VO Tèc ®é quÐt cña mÆt ph©n c¸ch næ khi hµn næ VP Tèc ®é va ®Ëp tÊm kim lo¹i hµn víi kim lo¹i nÒn hO Th«ng sè khe hë ban ®Çu gi÷a 2 tÊm (líp) kim lo¹i hµn næ r Th«ng sè tû lÖ khèi l−îng thuèc næ trªn khèi l−îng tÊm (èng) kim lo¹i hµn rЭ B¸n kÝnh tíi h¹n cña chÊt næ dkp §−êng kÝnh tíi h¹n cña chÊt næ δO, ρO ChiÒu dµy vµ mËt ®é cña chÊt næ δ1, ρ1 ChiÒu dµy vµ mËt ®é cña tÊm kim lo¹i hµn (tÊm trªn hoÆc líp phñ) δ2, ρ2 ChiÒu dµy vµ mËt ®é cña tÊm kim lo¹i nÒn (tÊm d−íi) β Gãc uèn ®éng t¹i ®iÓm va ®Ëp tÊm kim lo¹i hµn víi tÊm kim lo¹i nÒn α Gãc nghiªng ban ®Çu gi÷a hai tÊm kim lo¹i tr−íc khi hµn næ γ Gãc va ®Ëp pK ¸p suÊt t¹i ®iÓm va ®Ëp khi hµn næ hai tÊm kim lo¹i λ, a Th«ng sè b−íc sãng vµ biªn ®é sãng ©m liªn kÕt kim lo¹i hµn næ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….9 ∆2 ChiÒu dµy trung b×nh t¹p chÊt trong biªn giíi liªn kÕt 2 líp kim lo¹i hµn næ σKD §é bÒn b¸m dÝnh 2 líp kim lo¹i hµn næ khi kÐo døt σb Trë kh¸ng biÕn d¹ng tøc thêi cña kim lo¹i hµn µm Micr«mÐt - ®¬n vÞ ®o ®é lín, chiÒu dµi h¹t kim lo¹i MPa Megapascal - §¬n vÞ ®o ¸p lùc Hµ §¬n vÞ ®o ®é cøng tÕ vi kim lo¹i HV §¬n vÞ ®o ®é cøng kim lo¹i theo VÝcker HB §¬n vÞ ®o ®é cøng kim lo¹i theo Brinen QHTN Quy ho¹ch thùc nghiÖm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….10 Danh môc h×nh vÏ Trang 1.1 S¬ ®å ý hµn næ d−íi gãc nghiªng vµ hµn næ song song 05 1.2 H×nh d¹ng liªn kÕt kim lo¹i gi÷a hai líp hµn næ 06 1.3 S¬ ®å h×nh häc tÊm kim lo¹i hµn khi bay t¹i mét thêi ®iÓm khi hµn næ 08 1.4 C¸c ®iÒu kiÖn biªn ®¶m b¶o cã liªn kÕt kim lo¹i khi hµn næ 26 1.5 ¶nh ®å ¶nh h−ëng cña gãc va ®Ëp γ, tèc ®é dÞch chuyÓn t−¬ng ®èi cña ®iÓm tiÕp xóc VK/CO vµ gi¸ trÞ khèi l−îng ®¬n vÞ trung b×nh cña c¸c tÊm hµn m trªn biªn giíi vïng hµn næ 28 1.6 Sù phô thuéc cña chiÒu dµy trung b×nh t¹p chÊt ∆2, c¸c th«ng sè biªn d¹ng sãng liªn kÕt λ, a vµ ®é bÒn b¸m dÝnh khi kÐo ®øt σKDvµo khe hë hµn hO 31 1.7 Sù phô thuéc cña chiÒu dµy trung b×nh t¹p chÊt ∆2, c¸c th«ng sè biªn d¹ng sãng liªn kÕt λ, a vµ ®é bÒn b¸m dÝnh khi kÐo ®øt σKDvµo th«ng sè r 32 1.8 Sù phô thuéc cña chiÒu dµy trung b×nh t¹p chÊt ∆2, c¸c th«ng sè biªn d¹ng sãng liªn kÕt λ, a vµ ®é bÒn b¸m dÝnh khi kÐo ®øt σKDvµo tèc ®é næ D 34 1.9 S¬ ®å tÝnh to¸n ph−¬ng ¸n hµn èp bÒ mÆt h×nh cÇu tõ phÝa trong 42 1.10 Sù lan truyÒn sãng næ trªn bÒ mÆt h×nh trô 42 2.1 §å thÞ ph©n bè ®¹i l−îng ngÉu nhiªn gi¸n ®o¹n 46 2.2 §å thÞ hµm tÝch ph©n cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn gi¸n ®o¹n 47 2.3 §−êng cong ph©n bè hµm vi ph©n cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn liªn tôc 48 2.4 §å thÞ ph©n bè cña gi¸ trÞ cã hµm sè b»ng nhau (Mediana) 48 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….11 2.5 C¸c ®−êng cong ph©n bè mét M«da (a) vµ hai Moda (b) 50 2.6 §−êng cong ph©n bè hai ®Ønh 50 2.7 §−êng cong ph©n bè m«®a ng−îc 50 2.8 §−êng cong ph©n bè mét m«®a ®èi xøng cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn liªn tôc 50 3.1 S¬ ®å nguyªn lý hµn næ tãp èng vµo lâi t¹o ph«i Bimetal thanh ®Æc 64 3,2 èng ®ång M1 tr−íc khi lµm thÝ nghiÖm hµn næ t¹o thanh Bimetal thÐp 08Kп - ®ång M1 65 3.3 Ph«i trô b»ng thÐp 08Kп tr−íc khi lµm thÝ nghiÖm hµn næ t¹o thanh Bimetal thÐp 08Kп - ®ång M1 66 3.4 MÉu tr−íc khi hµn næ t¹o ph«i Bimetal thÐp 08Kп - ®ång M1 67 3.5 C¸c céng t¸c viªn §Ò tµi KC06.13.CN vµ nhãm nghiªn cøu LuËn v¨n ®ang chuÈn bÞ thÝ nghiÖm hµn næ t¹i Cty Ho¸ chÊt 13 – TCCNQP 67 3.6 KÝnh hiÓn vi dïng ®Ó soi kim t−¬ng mÉu Bimetal hµn næ vµ c¸n 68 3.7 Dông cô ®Ó ®o vµ tÝnh to¸n ®é bÒn b¸m dÝnh hai líp Bimetal b»ng ph−¬ng ph¸p keo d¸n 68 3.8 MÉu thö vµ s¬ ®å thö ®é bÒn liªn kÕt b»ng ph−¬ng ph¸p kÐo chèt 70 3.9 MÉu thö ®¸nh gi¸ ®é bÒn b¸m dÝnh hai líp kim lo¹i Bimetal thÐp 08Kп - ®ång M1khi kÐo tr−ît vµ kÐo døt 71 4.1 èng ®ång M1 tr−íc khi lµm thÝ nghiÖm hµn næ t¹o thanh Bimetal thÐp 08Kп - ®ång M1 75 4.2 MÉu ph«i thanh Bi metal thÐp 08Kп-®ång M1 sau hµn næ thÝ nghiÖm ë mét sè chÕ ®é theo QHTN 1 76 4.3 MÉu Bimetal thÐp 08Kп-®ång M1 sau hµn næ ë mét sè chÕ ®é QHTN 2 - sau hiÖu chØnh c«ng nghÖ 78 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….12 4.4 MÉu kh¶o s t¸ cÊu tróc biªn giíi 2 líp c¾t tõ ph«i Bimetal thÐp 08Kп- ®ång M1 sau hµn næ (QHTN 1) vµ biÕn d¹ng c¸n t¹o prophin d©y truyÒn t¶i ®iÖn lùc 80 4.5 MÉu kh¶o s¸t cÊu tróc biªn giíi 2 líp c¾t tõ c¸c ph«i Bimetal thÐp 08Kп- ®ång M1 sau hµn næ (QHTN 2- cã hiÖu chØnh c«ng nghÖ) vµ biÕn d¹ng c¸n t¹o prophin d©y truyÒn t¶i ®iÖn lùc 80 4.6 ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp Bimetal thÐp 08Kп – ®ång M1 (x 500, MÉu sè 1.1 QHTN1) 81 4.7 ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp Bimetal thÐp 08Kп – ®ång M1(x 500, MÉu sè 2.1 QHTN1) 81 4.8 ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp Bimetal thÐp 08Kп – ®ång M1 (x 500, MÉu sè 3.1 QHTN1) 82 4.9 ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp Bimetal thÐp 08Kп – ®ång M1 (x 500, MÉu sè 4.1 QHTN1) 82 4.10 ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp Bimetal thÐp 08Kп – ®ång M1 (x 500, MÉu sè 5.1 QHTN1) 83 4.11 ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp Bimetal thÐp 08Kп – ®ång M1 (x 500, MÉu sè 1.2 QHTN2) 83 4.12 ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp Bimetal thÐp 08Kп – ®ång M1 (x 500, MÉu sè 5.2 QHTN2) 84 4.13 ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp Bimetal thÐp 08Kп – ®ång M1 (x 500, MÉu sè 6.2 QHTN2) 84 4.14 ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp Bimetal thÐp 08Kп – ®ång M1 (x 500, MÉu sè 7.2 QHTN2) 85 4.15 ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp Bimetal thÐp 08Kп – ®ång M1 (x 500, MÉu sè 8.2 QHTN2) 85 4.16 ¶nh ®å ®é bÒn b¸m dÝnh 2 líp Bimetal thÐp 08Kп - ®ång M1 hµn næ 89 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….13 Danh môc b¶ng biÓu Trang 1.1 KÕt qu¶ tÝnh to¸n tèc ®é h¶n næ theo c«ng tr×nh [12] 11 1.2 ¶nh h−ëng cña ph−¬ng ph¸p kÝch næ kh«ng hoµn toµn ®Õn tèc ®é hµn vµ gãc va ®Ëp 15 1.3 C¸c th«ng sè thuèc næ sö dông ®Ó hµn næ 18 1.4 Tiªu hao khèi l−îng khi hµn næ mÉu kh¸c nhau 21 1.5 ¶nh h−ëng cña líp dÇu trªn bÒ mÆt tiÕp xóc ®Õn chÊt l−îng mèi hµn sau hµn næ theo c«ng tr×nh [12] 36 1.6 ¶nh h−ëng cña gØ s¾t trªn bÒ mÆt tiÕp xóc ®Õn chÊt l−îng mèi hµn khi hµn næ theo c«ng tr×nh [12] 38 2.1 C¸c thÝ nghiÖm ®Ó kiÓm tra tÝnh ®ång nhÊt cña thÝ nghiÖm 53 2.2 VÝ dô kÕt qu¶ x¸c ®Þnh kiÓm tra tÝnh ®ång nhÊt cña c¸c thÝ nghiÖm 55 2.3 §iÒu kiÖn quy ho¹ch thùc nghiÖm hai yÕu tè (N = 22 = 4) 56 2.4 §iÒu kiÖn quy ho¹ch thùc nghiÖm ba yÕu tè (N = 23 = 8) 56 2.5 B¶ng sè liÖu thÝ nghiÖm ®Ó tèi −u ho¸ th«ng sè Y 59 2.6 VÝ dô vÒ quy ho¹ch thùc nghiÖm tèi −u c«ng nghÖ kiÓu N = 33 vµ 23 61 3.1 Thµnh phÇn vËt liÖu cña thÐp 08Kп (kim lo¹i nÒn) 63 3.2 Thµnh phÇn vËt liÖu cña ®ång M1(kim lo¹i hµn) 64 4.1 Quy ho¹ch thùc nghiÖm hµn næ Bimetal thÐp 08Kп - ®ång M1 74 4.2 QHTN hiÖu chØnh c«ng nghÖ hµn næ Bimetal thÐp 08Kп - ®ång M1 75 4.3 ðộ bền bám dính hai lớp Bimetal thép 08 kp + ñồng M1 88 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….14 më ®Çu Trong lÜnh vùc c«ng nghÖ chÕ t¹o vËt liÖu míi, bªn c¹nh nh÷ng c«ng nghÖ truyÒn thèng, c«ng nghÖ hµn b»ng n¨ng l−îng næ (gäi t¾t lµ hµn næ) ®3 vµ ®ang ngµy cµng ph¸t triÓn rÊt m¹nh mÏ, nã cho phÐp chÕ t¹o nhiÒu lo¹i vËt liÖu tæ hîp míi cã nh÷ng tÝnh chÊt ®Æc biÖt lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn kh¾c nghiÖt. Hµn næ lµ mét h−íng c«ng nghÖ míi ®3 ®−îc nghiªn cøu vµ øng dông réng r3i trªn thÕ giíi trong nh÷ng n¨m cuèi thÕ kû XX vµ ®3 t¹o ra ®−îc rÊt nhiÒu chñng lo¹i vËt liÖu tæ hîp nhiÒu thµnh phÇn, cã c¬ lý tÝnh rÊt cao, trong ®ã cã c¸c lo¹i bimetal sö dông trong Kü thuËt thuËt ®iÖn, C«ng nghiÖp ChÕ t¹o m¸y, Ho¸ chÊt, Khai th¸c vµ chÕ biÕn dÇu khÝ, Kü thuËt qu©n sù, Kü thuËt Hµng kh«ng vò trô.... S¶n phÈm bimetal mÆc dï cã thµnh phÇn cÊu thµnh cã thÓ rÊt ®a d¹ng, nh−ng kh¨ n¨ng n©ng cao c¬ - lý tÝnh, chÞu m«i tr−êng ¨n mßn ho¸ häc, chÞu ®−îc sù xãi mßn ë nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt cao l¹i rÊt tèt. C«ng nghÖ hµn næ kh¸ ®¬n gi¶n vÒ mÆt ®Çu t− thiÕt bÞ: ChØ cÇn thuèc næ, ®Õ næ vµ mét vµi dông cô cÇm tay ®Ó lµm s¹ch bÒ mÆt c¸c tÊm, thanh kim lo¹i cÇn hµn lµ cã thÓ thùc hiÖn viÖc t¹o ra c¸c bimetal cÇn thiÕt ë ngoµi trêi. T¹i mét sè Phßng thÝ nghiÖm hµn næ trong c¸c buång næ kÝn trªn thÕ giíi ng−êi ta còng t¹o ra c¸c lo¹i bimetal ®Æc biÖt [5, 12]. C«ng nghÖ hµn næ ®3 ®−îc øng dông réng r3i trong c«ng nghiÖp quèc phßng, ho¸ chÊt cña Mü. Ng−êi ta ®3 hµn næ c¸c tÊm kim lo¹i víi nhau cã diÖn tÝch ®Õn 40 m2 b»ng mét lÇn næ vµ s¶n phÈm bimetal ®−îc dïng trong c«ng nghiÖp ho¸ chÊt ë Mü. C«ng nghÖ hµn næ còng ®3 ®−îc ®ång thêi nghiªn cøu vµ øng dông ë nhiÒu n−íc thuéc Liªn X« tr−íc ®©y, vÝ dô nh−: ViÖn Thuû khÝ §éng häc thuéc ViÖn Hµn l©m Khoa häc Liªn X«; ViÖn hµn mang tªn E. O Pat«n thuéc ViÖn Hµn l©m Ucraina; Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Volgagrad, TËp ®oµn Khoa häc - S¶n xuÊt LuyÖn kim Belaruxia, ViÖn Nghiªn cøu M¸y- ViÖt Nam... ®3 nhËn ®−îc sù c«ng nhËn réng r3i trong giíi khoa Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….15 häc, nã cho phÐp nhËn ®−îc c¸c ph«i bimetal tõ nh÷ng kim lo¹i vµ hîp kim cã c¬ lý tÝnh kh¸c xa nhau mµ b»ng ph−¬ng ph¸p th«ng th−êng khã nhËn ®−îc: bimetal thÐp c¸c bon + thÐp dông cô, thÐp c¸c bon + thÐp hîp kim. thÐp c¸c bon + thÐp chÞu nhiÖt, thÐp c¸c bon + thÐp kh«ng gØ, thÐp + Titan, thÐp + ®ång vµ hîp kim ®ång ... sö dông trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp chÕ t¹o m¸y. Trong sè c¸c øng dông t¹i Liªn X« cò, nhãm hµn næ do PGS.TS Solovjev V. Ja. chØ ®¹o vµ TS. Hµ Minh Hïng cïng c¸c ®ång nghiÖp Nga ®3 chÕ t¹o thµnh c«ng bimetal thÐp 08Kп + hîp kim ®ång БрОФ 6,5-0,15 dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c lo¹i b¹c tr−ît trong ®éng c¬ « t« ZIL vµ ®éng c¬ FORD xuÊt khÈu sang Mü, ®éng c¬ KAMAZ vµ mét sè ®éng c¬ Diezen kh¸c. Mét sè kÕt qu¶ nghiªn cøu øng dông vËt liÖu nµy ®3 ®−îc c«ng bè trªn T¹p chÝ chuyªn ngµnh “LuyÖn kim ®en” ë Matxc¬va, cã thÓ cËp nhËt vµ tham kh¶o ®−îc. §èi víi c¸c chi tiÕt m¸y lµm b»ng bimetal thÐp c¸c bon + thÐp hîp kim dïng trong chÕ t¹o m¸y, ®Æc biÖt lµ ë ViÖt Nam tõ nh÷ng n¨m 80 thÕ kû XX t¹i ViÖn Nghiªn cøu M¸y (nay lµ ViÖn Nghiªn cøu C¬ khÝ, Bé C«ng nghiÖp) nhãm nghiªn cøu do GS.TSKH Hµn §øc Kim vµ c¸c céng sù nh−: Hµ Minh Hïng, Hoµng V¨n §¹o, TrÞnh §×nh Th¾ng... ®3 thùc hiÖn viÖc hµn næ t¹o ph«i bimetal thÐp 08KП + ACM, thÐp 08KП + AO9-1 (lµm b¹c tr−ît), thÐp 08KП + ®ång M1 (lµm d©y t¶i ®iÖn), thÐp CT.3 + thÐp 65Mn (lµm dao xÐn thuèc l¸) ... cã kÕt qu¶ øng dông rÊt kh¶ quan. Víi d¹ng n¨ng l−îng sö dông kh«ng truyÒn thèng, tèc ®é x¶y ra qu¸ tr×nh hµn rÊt cao, viÖc quan s¸t trùc tiÕp qu¸ tr×nh h×nh thµnh liªn kÕt hµn líp kim lo¹i ®−îc hµn lµ rÊt khã kh¨n, nªn ®èi víi c¸c cÆp vËt liÖu dïng ®Ó hµn næ kh¸c nhau cÇn ph¶i cã nghiªn cøu thùc nghiÖm. D−íi sù h−íng dÉn khoa häc cña PGS.TS. Hµ Minh Hïng, t¸c gi¶ LuËn v¨n nµy ®3 trùc tiÕp tham gia nhãm nghiªn cøu c«ng nghÖ hµn b»ng n¨ng l−îng næ ®Ó t¹o ph«i bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 lµm ph«i chÕ t¹o chi tiÕt chÞu mßn cao b−íc ®Çu ®3 cã kÕt qu¶ rÊt kh¶ quan. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….16 Tuy nhiªn c¸c nghiªn cøu trªn cho ®Õn nay vÉn ch−a ®−îc hÖ thèng ho¸ ®Çy ®ñ, h¬n n÷a ch−a cã nghiªn cøu nµo ®i theo h−íng hµn næ ®Ó tãp èng thÐp hîp kim cao h×nh trô vµo thanh ®Æc kim lo¹i (lâi trong b»ng thÐp c¸c bon th−êng), nh»m tiÕt kiÖm kim lo¹i quý hiÕm. V× thÕ, t¸c gi¶ LuËn v¨n chän ®Ò tµi nghiªn cøu theo h−íng øng dông c«ng nghÖ hµn næ lµ cã c¬ së khoa häc vµ thùc tiÔn hiÖn nay ë ViÖt Nam. Trong LuËn v¨n Cao häc nµy t¸c gi¶ ®Æt môc tiªu dùa trªn c¬ së tæng quan c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu øng dông ®3 ®¨ng t¶i trªn tµi liÖu ngoµi n−íc, kÕt hîp víi kÕt qu¶ nghiªn cøu øng dông trong n−íc ®Ó nªu ra h−íng nghiªn cøu t¹o ph«i bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15. Chóng t«i chÊp nhËn c¸c c¬ së lý thuyÕt t¹o ra sù liªn kÕt c¸c líp kim lo¹i khi hµn næ ®3 ®−îc c«ng bè trong c¸c c«ng tr×nh [1] ÷ [12]. C¸c nghiªn cøu thùc nghiÖm t¹o ph«i b»ng ph−¬ng ph¸p hµn næ ®−îc thùc hiÖn trªn tr−êng næ ngoµi trêi, cßn xö lý kÕt qu¶ thÝ nghiÖm - t¹i “Trung t©m §µo t¹o vµ øng dông C«ng nghÖ C¬ khÝ-Tù ®éng ho¸, ViÖn Nghiªn cøu C¬ khÝ (Bé C«ngTh−¬ng) vµ Bé m«n “VËt liÖu häc vµ Xö lý bÒ mÆt”, Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi. Môc tiªu, nhiÖm vô cña LuËn v¨n: §Ò tµi LuËn v¨n Th¹c sü Kü thuËt ”¶nh h−ëng cña chÕ ®é hµn næ ®Õn tÝnh chÊt liªn kÕt hai líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15” gi¶i quyÕt bµi to¸n míi vÒ nghiªn cøu sù thay ®æi tÝnh chÊt vµ cÊu tróc kim lo¹i vËt liÖu hai líp phô thuéc chÕ ®é hµn næ, ®Ò cËp ®Õn c¸c vÊn ®Ò sau: 1). Tæng quan vÒ c«ng nghÖ hµn næ vµ kh¸i qu¸t vÒ QHTN; 2). VËt liÖu, thiÕt bÞ sö dông ®Ó thÝ nghiÖm, ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu; 3). KÕt qu¶ thùc nghiÖm t¹o ph«i bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15; 4). Nghiªn cøu kh¶o s¸t cÊu tróc kim lo¹i t¹i biªn giíi hai líp vµ x¸c ®Þnh ®é bÒn b¸m dÝnh hai líp cña bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15; 5). Tæng kÕt c¸c kÕt qu¶ khoa häc míi thu nhËn ®−îc cña LuËn v¨n. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….17 Ch−¬ng 1. Tæng quan 1. 1. C¸c th«ng sè c«ng nghÖ chÝnh khi hµn næ S¬ ®å nguyªn lý qu¸ tr×nh hµn næ ®−îc thÓ hiÖn trªn H×nh 1.1. H×nh 1.1. S¬ ®å næ d−íi gãc nghiªng a) & b) vµ næ song song c) & d). TÊm kim lo¹i cè ®Þnh (4) vµ tÊm kim lo¹i hµn (3) ®−îc ®Æt d−íi mét gãc nghiªng (α) ë kho¶ng c¸ch cè ®Þnh (h). Trªn tÊm kim lo¹i hµn (3) lµ líp thuèc næ (2). T¹i vÞ trÝ ®Ønh gãc nghiªng lµ kÝp næ (1). TÊt c¶ ph«i ®−îc ®Æt trªn ®Õ næ (5) b»ng kim lo¹i, bª t«ng, c¸t... Khi bÞ kÝch næ, theo toµn bé líp thuèc næ sÏ lan truyÒn sãng næ víi tèc ®é (D) ®¹t tíi vµi ngh×n mÐt trong mét gi©y. D−íi sù t¸c dông cña ¸p suÊt cao do sù në cña khÝ næ, tÊm kim lo¹i hµn ®¹t ®−îc tèc ®é (vO) kho¶ng vµi tr¨m mÐt trong mét gi©y vµ va ®Ëp vµo víi tÊm kim lo¹i cè ®Þnh d−íi mét gãc x¸c ®Þnh lµ (γ = β − α). KÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh hµn næ t¹o ra ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é rÊt cao, lµm cho hai tÊm kim lo¹i liªn kÕt víi nhau. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….18 Tèc ®é cao vµ ¸p suÊt cao ë vïng tiÕp xóc x¶y ra sù ®¸nh s¹ch mµng «xit trªn c¸c bÒ mÆt tiÕp xóc, lµm linh ho¹t ho¸ chóng vµ t¹o ra mèi liªn kÕt kim lo¹i gi÷a c¸c líp víi nhau. Mèi liªn kÕt kim lo¹i ®ã th−êng cã d¹ng sãng ©m ®Æc tr−ng (H×nh 1.2 a), tuy nhiªn còng cã nh÷ng tr−êng hîp mèi liªn kÕt kh«ng cã d¹ng sãng ©m (H×nh 1.2 b). a) b) H×nh 1.2. H×nh d¹ng liªn kÕt kim lo¹i gi÷a hai líp hµn næ . C¸c hiÖn t−îng vËt lý x¶y ra khi hµn næ, cÊu tróc vµ tÝnh chÊt liªn kÕt kim lo¹i phô thuéc rÊt lín vµo c¸c th«ng sè c«ng nghÖ chÝnh [5] vµ ®−îc ph©n lo¹i theo: 1) Nhãm ®éng häc (tèc ®é ®iÓm tiÕp xóc gi÷a hai tÊm kim lo¹i vK, gãc va ®Ëp γ, tèc ®é quÐt tÊm trªn khi hµn vO; 2) Nhãm vËt lý (¸p suÊt, thêi gian va ®Ëp, nhiÖt ®é t¹i ®iÓm va ®Ëp). C¸c th«ng sè chÝnh ®−îc x¸c ®Þnh bëi c¸c ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ ban ®Çu cña qu¸ tr×nh næ nh−: - Tèc ®é næ D, x¸c ®Þnh bëi tÝnh chÊt cña chÊt næ sö dông; - Th«ng sè kh«ng thø nguyªn: r lµ tû lÖ gi÷a khèi l−îng chÊt næ sö dông vµ khèi l−îng tÊm kim lo¹i hµn, nÕu diÖn tÝch bÒ mÆt chÊt næ vµ tÊm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….19 kim lo¹i hµn b»ng nhau th×: r = mTN/m1 = δOρO/δ1ρ1 (ë ®©y: δO, ρO - chiÒu dµy vµ mËt ®é cña chÊt næ; δ1, ρ1 - chiÒu dµy vµ mËt ®é cña tÊm kim lo¹i); - Th«ng sè kh«ng thø nguyªn: tû lÖ gi÷a khe hë hµn hO (kho¶ng c¸ch ban ®Çu gi÷a hai tÊm kim lo¹i hµn 3 vµ tÊm kim lo¹i cè ®Þnh 4) so víi chiÒu dµy tÊm kim lo¹i hµn δO; - ChÊt l−îng bÒ mÆt c¸c tÊm kim lo¹i hµn 3 vµ 4 x¸c ®Þnh th«ng qua ®é nh¸m bÒ mÆt Rz; - NhiÖt ®é cña c¸c tÊm kim lo¹i hµn 3 vµ 4; - TÝnh chÊt c¬ lý cña c¸c tÊm kim lo¹i hµn 3 vµ 4 nh−: ®é bÒn, ®é cøng, ®é dÎo .... 1.2. c¸c th«ng sè ®éng häc qu¸ tr×nh hµn næ Tèc ®é dÞch chuyÓn cña ®iÓm tiÕp xóc vK lµ th«ng sè ®éng häc ®Çu tiªn x¸c ®Þnh tèc ®é lan truyÒn vïng cã ¸p suÊt cao theo bÒ mÆt ®−îc hµn cña hai tÊm kim lo¹i. Trong tr−êng hîp næ song song (hai tÊm kim lo¹i ®−îc ®Æt song song víi nhau), tèc ®é lan truyÒn cña ®iÓm tiÕp xóc vK sÏ b»ng tèc ®é næ D: vK = D (1.1) §Ó toµn bé hai tÊm kim lo¹i ®−îc liªn kÕt khi hµn næ cÇn tho¶ m3n ®iÒu kiÖn sau: vK < CO (1.2) trong ®ã: CO – tèc ®é truyÒn ©m trong vËt liÖu kim lo¹i hµn. Trong tr−êng hîp næ nghiªng nh− H×nh 1.1 th× tèc ®é dÞch chuyÓn cña ®iÓm tiÕp xóc phô thuéc vµo gãc nghiªng ban ®Çu α vµ cã thÓ x¸c ®Þnh tõ s¬ ®å bay cña tÊm kim lo¹i hµn t¹i thêi ®iÓm va ®Ëp H×nh 1.1 b. Khi x¸c ®Þnh tèc ®é di chuyÓn cña ®iÓm tiÕp xóc vK cÇn ph¶i chó ý r»ng trªn thùc tÕ th× tÊm kim lo¹i hµn trë thµnh mét tÊm kh«ng ph¼ng trong qu¸ tr×nh bay vµ va ®Ëp vµo tÊm kim lo¹i d−íi, cßn ®−êng tiÕp xóc trë thµnh mét ®−êng cong låi. NÕu xem xÐt trong kh«ng gian 2 chiÒu cña sù va ®Ëp hai tÊm kim lo¹i khi hµn næ, cã thÓ ®−a ra kh¸i niÖm vÒ mét ®iÓm tiÕp Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….20 xóc dÞch chuyÓn víi tèc ®é vK = CF (H×nh 1.3) däc theo bÒ mÆt tÊm kim lo¹i. Tèc ®é ®ã ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: vK = D sin (γ − α) sin γ (1.3) Víi tèc ®é næ D vµo ®iÓm B (tû lÖ trªn ®−îc chän sao cho OB = D). Do vËy, t¹i ®iÓm O x¶y ra sù uèn cong tÊm kim lo¹i, gãc va ®Ëp γ sÏ lín h¬n gãc nghiªng ban ®Çu α. NÕu coi hÖ to¹ ®é di chuyÓn theo sãng næ th× sù tiÕp cËn cña tÊm kim lo¹i t¹i ®iÓm O sÏ x¶y ra víi tèc ®é næ D. V× c¸c s¶n phÈm khi næ g©y ra lùc t¸c ®éng lu«n vu«ng gãc víi bÒ mÆt tÊm kim lo¹i nªn cã thÓ coi nh− t¹i ®iÓm O chØ thay ®æi h−íng cña tèc ®é chuyÓn ®éng, cßn gi¸ trÞ cña nã vÉn kh«ng thay ®æi [5]. H×nh 1. 3. S¬ ®å h×nh häc tÊm kim lo¹i hµn khi bay t¹i mét thêi ®iÓm khi hµn næ C¸c lËp luËn trªn ®©y chØ ®óng khi bá qua c¸c lùc t¸c dông däc tÊm kim lo¹i. §Ó ®¹t ®−îc ®iÒu ®ã chØ cÇn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn t¹o cho ¸p lùc cña chÊt khÝ næ lín h¬n nhiÒu so víi ®é bÒn ®éng cña tÊm kim lo¹i. Tèc ®é chuyÓn ®éng cña tÊm kim lo¹i trong hÖ to¹ ®é cè ®Þnh ®−îc biÓu thÞ bëi ®o¹n th¼ng OB = D tr−íc khi bÞ uèn t¹i ®iÓm O vµ ®o¹n th¼ng BF song song OC sau ®iÓm uèn (H×nh 1.3, OB = D). Tèc ®é chuyÓn ®éng vO cña c¸c tÊm kim lo¹i trong hÖ to¹ ®é cè ®Þnh b»ng tæng h×nh häc cña tèc Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….21 ®é tÊm kim lo¹i trong hÖ to¹ ®é di chuyÓn BF vµ tèc ®é cña b¶n th©n hÖ OB . Trong tr−êng hîp nµy tèc ®é vO ®−îc x¸c ®Þnh bëi vect¬ OBBFOF += , h−íng theo ®−êng ph©n gi¸c gãc COB = 1800− β. Tõ ®ã ta cã: D = vO cos (γ − α) / sin (γ − α); (1.4) γ = α + β = α + 2 arc sin [vO / (2D)] (1.5) Khi α = 0 vµ γ = β, tøc lµ trong tr−êng hîp c¸c tÊm kim lo¹i hµn ®−îc ®Æt song song víi nhau th× gãc va ®Ëp: γ = 2 arc sin [vO / (2D)] (1.6) Tèc ®é hµn tÊm kim lo¹i vÒ c¬ b¶n ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc ë c«ng tr×nh [2], nhËn ®−îc khi gi¶i bµi to¸n khÝ ®éng ®¬n trÞ khi sö dông m« h×nh næ cña Garni ®èi víi tr−êng hîp næ tøc thêi vµ hÖ sè gi3n në khÝ næ k = 3: ( ) ( ) 1 r 27 / 32 1 1 - r 27 / 32 1 1,2D vO ++ + = (1.7) §èi víi c¸c tÝnh to¸n tèc ®é hµn trªn thùc tÕ, t¸c gi¶ c«ng tr×nh [12] ®3 ®Ò xuÊt sö dông mét sè mèi quan hÖ nhËn ®−îc khi dïng m« h×nh cña Garni vµ c¸c ®Þnh luËt b¶o toµn ®éng n¨ng vµ n¨ng l−îng: 1 - k 3 D 2 r r v 2O + = (1.8) ( )( )4 5r r 1 - k 3Dr v 22O ++ = (1.9) C¸c biÓu thøc (1.8) vµ (1.9) kh¸ gièng nhau vµ mét trong hai biÓu thøc trªn cã thÓ ®−îc sö dông trong tõng tr−êng hîp cô thÓ. Trong b¶ng 1.1, ®èi víi c¸c chÕ ®é hµn næ thùc tÕ trªn c¸c tÊm thÐp cã chiÒu dµy 5 mm tr×nh bµy c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n kh«ng tÝnh ®Õn khe hë hµn vµ cã so s¸nh víi tèc ®é hµn tèi ®a theo ba biÓu thøc (1.8), (1.9). KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho thÊy c¸c gi¸ trÞ cña tèc ®é hµn cã sù kh¸c biÖt t−¬ng ®èi lín: biÓu thøc (1.9) cho gi¸ trÞ cao h¬n so víi gi¸ trÞ theo biÓu thøc (1.8). Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….22 Trong c«ng tr×nh [12], ®èi víi hçn hîp chÊt næ 6ЖB vµ NH4NO3 trªn tû lÖ 1:1 t¸c gi¶ ®Ò xuÊt sö dông biÓu thøc sau ®©y ®Ó x¸c ®Þnh gãc va ®Ëp khi hµn næ: β = 0,99r (r + 2,71 + 0,184 / h) (1.10) Thay biÓu thøc (1.10) vµo (1.6) sÏ nhËn ®−îc sù phô thuéc cña tèc ®é hµn vµo tèc ®é næ D, th«ng sè kh«ng thø nguyªn r vµ khe hë h trong tr−êng hîp c¸c tÊm kim lo¹i hµn ®−îc ®Æt song song víi nhau: h / 0,184 2,71 r r49,0 sin 2D vO ++ = (1.11) B¶ng 1.1. KÕt qu¶ tÝnh to¸n tèc ®é hµn theo c«ng tr×nh [12] C¸c th«ng sè ban ®Çu Tèc ®é hµn, m/s, tÝnh theo c«ng thøc D r h, mm (1.._.8) (1.9) (1.10) (1.12) 2.000* 1,0 8 463 666 632 501 0,8 8 475 685 653 507 1,0 8 555 800 758 601 1,05 8 720 1028 970 798 2,0 8 848 1200 1131 955 2,5 8 954 1333 1257 1082 3,0 8 1042 1440 1360 1187 1,0 1 555 800 758 427 1,0 2 555 800 758 512 1,0 5 555 800 758 581 1,0 8 555 800 757 601 1,0 12 555 800 757 613 2.400* 1,0 20 555 800 757 623 1,0 1 926 1007 956 712 1,0 8 926 1007 956 1002 4.000** 1,0 20 926 1007 956 1038 3.500* 1,0 8 810 881 881 877 * HÖ sè në khÝ k=2,2; ** HÖ sè në khÝ k = 2,5 C¸c c«ng thøc cã tÝnh ®Õn gi¸ trÞ khe hë hµn cho kÕt qu¶ lµ tèc ®é hµn gÇn víi c¸c gi¸ trÞ khi tÝnh theo biÓu thøc (1.7). Khi ®ã c¸c gi¸ trÞ tèc ®é Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….23 hµn tÝnh theo biÓu thøc (1.11) lu«n lu«n cao h¬n c¸c gi¸ trÞ nhËn ®−îc khi tÝnh theo biÓu thøc (1.7). CÇn nhÊn m¹nh r»ng, khi khe hë hµn b»ng 1 ®Õn 2 lÇn chiÒu dµy tÊm kim lo¹i hµn (tÊm trªn) th× c¸c gi¸ trÞ tèc ®é hµn tÝnh theo biÓu thøc (1.7) vµ (1.11) chØ kh¸c nhau trong giíi h¹n sai sè ®o ®¹c tèc ®é trong thùc nghiÖm. §Ó ®o ®−îc tèc ®é hµn khi hµn næ, ng−êi ta sö dông nhiÒu ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau [12]: • Ph−¬ng ph¸p ®o tiÕp xóc ®−îc dùa trªn sù chuyÓn tiÕp liªn tôc cña c¸c ®iÓm tiÕp xóc cña tÊm kim lo¹i ®−îc hµn ®3 ®Þnh vÞ trong kh«ng gian. • Ph−¬ng ph¸p quang häc vÞ trÝ c¸c ®o¹n cña tÊm kim lo¹i ®−îc hµn ®−îc ghi trªn phim ¶nh nhê hÖ thèng thÊu kÝnh t¹i c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau, tÇn sè cña chóng ®−îc x¸c ®Þnh bëi c¸c th«ng sè tèc ®é cña thiÕt bÞ ®o. • Ph−¬ng ph¸p ®iÖn trë dùa trªn c¬ së sù thay ®æi ®iÖn trë cña d©y trong qu¸ tr×nh hµn næ c¸c tÊm kim lo¹i do sãng ©m tr−ît qua. • Ph−¬ng ph¸p R¬nghen - tÝn hiÖu ®éng dùa trªn c¬ së chôp ¶nh qu¸ tr×nh hµn næ b»ng tia R¬nghen. Trong tr−êng hîp sö dông c¸c lo¹i chÊt næ d¹ng bét rêi, cã tû träng 1.103kg/m3 [5] ng−êi ta nhËn ®−îc sù trïng khíp cña kÕt qu¶ thùc nghiÖm víi kÕt qu¶ tÝnh to¸n theo c«ng thøc (1.7). T¸c gi¶ c«ng tr×nh [5], [12] ®3 chØ ra r»ng ®èi víi mçi mét lo¹i cÆp kim lo¹i cã mét gi¸ trÞ ¸p suÊt x¸c ®Þnh ®¶m b¶o t¹o ra ®−îc liªn kÕt kim lo¹i gi÷a chóng. Khi t¨ng chiÒu dµy tÊm kim lo¹i ®−îc hµn th× th«ng sè r gi¶m. T¸c gi¶ c«ng tr×nh [12] ®3 ®Ò xuÊt biÖn ph¸p tÝnh to¸n l−îng tiªu hao chÊt næ b»ng c¸ch ®−a vµo mét líp thuèc t−¬ng ®−¬ng, kh«ng tham gia vµo ph¶n øng ho¸ häc khi næ ®ång thêi kh«ng lµm ¶nh h−ëng tíi hiÖu qu¶ cña líp thuèc næ. PhÇn cßn l¹i cña chÊt næ th× hoµn toµn ph©n huû khi næ. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….24 §èi víi c¸c chÊt næ d¹ng h×nh èng kÐo dµi th× chiÒu dµy t−¬ng ®−¬ng ®ã ®−îc tÝnh b»ng mét nöa ®−êng kÝnh tíi h¹n, ®iÒu ®ã ®−îc gi¶i thÝch bëi tèc ®é cña sù xuyªn thÊu cña sãng s−ên dì bá t¶i. B»ng thùc nghiÖm kiÓm tra sù truyÒn dÉn qu¸ tr×nh ch¸y næ ®3 chØ ra r»ng: ë tr−êng hîp kÝch næ chÊt næ tËp trung, chiÒu dµy líp thuèc næ t−¬ng ®−¬ng cã thÓ ®−îc lùa chän xÊp xØ ®−êng kÝnh tíi h¹n cña nã. Khi kÝch næ thuèc næ tõ hçn hîp am«nÝt (AT-1, AT-2, AT-3) vµ NH4NO3 cã thÓ thÊy cßn sãt l¹i mét l−îng thuèc næ kh«ng tham gia ph¶n øng ho¸ häc. §−êng kÝnh cho phÐp (tíi h¹n) cña thuèc næ d¹ng èng ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: r∋ ( )[ ] 2 d -r 2 / d - MM 0kp MM 0kp ρ ρ ρ ρδ ∂ = ∂ = (1.12) ë ®©y: dkp - ®−êng kÝnh tíi h¹n cña chÊt næ. Khi hµn titan víi titan b»ng hçn hîp thuèc næ am«nit + NH4NO3 (B¶ng 1.2) th× gi¸ trÞ r∋ nhá h¬n 2 lÇn gi¸ trÞ r. 1.3. C¸c th«ng sè vËt lý qu¸ tr×nh hµn næ ¸p suÊt khi va ®Ëp cña c¸c vËt thÓ r¾n khi hµn næ phô thuéc rÊt ®¸ng kÓ vµo gãc nghiªng gi÷a chóng ngay c¶ khi gi¸ trÞ tèc ®é va ®Ëp kh«ng ®æi. ViÖc x¸c ®Þnh b»ng lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm ¸p suÊt trong tr−êng hîp nµy lµ bµi to¸n rÊt khã. Trong c«ng tr×nh [12] trªn c¬ së m« h×nh thuû khÝ ®éng häc t¸c gi¶ ®3 tr×nh bµy mét c¸ch rÊt c¬ b¶n vÒ ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n ¸p suÊt t¸c dông trong vßng va ®Ëp cña c¸c tia chÊt láng kim lo¹i kh«ng nÐn ®−îc ë kho¶ng tèc ®é nhá vµ ®3 x©y dùng ®−îc c¸c ®−êng cong ®¼ng s©u (izobat) trong hÖ to¹ ®é X-Y: +     +      += 1ln π e / v- 1 x 2 2 2 1 2 1 1 2 0 2 K δ δ δ σδ ln 2δ 1 2 2 2 1 2 2     +      − δ δ δ σ (1.13) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….25 y= ( )      +++ 2211 1 2 1 1 k k π - tgarc - tgarc π 1 δδδσ δδδσ δδ (1.14) ( )δδσ - C ±= ; 0 ≤ δ ≤ C /2sin 2 C / v- 1 v P C 1 21 212 0K K1 γδδ δδ ρ + = (1.15) trong ®ã: δ1, δ2 – chiÒu dµy tÊm kim lo¹i hµn vµ tÊm ®Õ; CO – tèc ®é truyÒn ©m trong kim lo¹i hµn; K1, K2 – c¸c sè nguyªn, ®−îc chän sao cho hÖ to¹ ®é Izobat th× y lµ ®−êng liªn tôc; p – ¸p suÊt t¹i ®iÓm ®ang xÐt; C – h»ng sè thùc nghiÖm. C¸c ph−¬ng tr×nh ®¼ng s©u theo dâi c¸c tèc ®é chuyÓn ®éng cña ®iÓm tiÕp xóc vK ®3 biÕt ®Ó tÝnh to¸n ¸p suÊt tèi thiÓu t¹i vïng ¸p suÊt cao vµ x¸c ®Þnh thêi gian t¸c ®éng cña nã. §Ó x¸c ®Þnh ¸p suÊt tèi ®a th× c¸c ph−¬ng tr×nh ®ã kh«ng sö dông ®−îc v× c¸c gi¸ trÞ t−¬ng øng t¹i ®iÓm tiÕp xóc sÏ trë thµnh c¸c ®¹i l−îng v« cïng lín. ViÖc thùc nghiÖm ®o ®¹c ¸p suÊt b»ng c¸c bé phËn nhËn tÝn hiÖu b»ng ami¨ng ®−îc bäc trong tÊm kim lo¹i cè ®Þnh ®3 lµm râ ®−îc sù phï hîp cho phÐp cña c¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm so víi tÝnh to¸n ®èi víi chiÒu s©u 5 mm [5;12]. §Ó ®¸nh gi¸ møc trªn cña ¸p suÊt tèt h¬n hÕt lµ sö dông tr−êng hîp va ®Ëp b×nh th−êng, khi ®ã t¹i thêi ®iÓm va ®Ëp c¸c tÊm kim lo¹i tiÕp xóc theo toµn bé diÖn tÝch cña chóng cïng mét lóc vµ tõ bÒ mÆt tiÕp xóc lan truyÒn c¸c sãng va ®Ëp ph¼ng. Trong c«ng tr×nh [12] t¸c gi¶ ®Ò xuÊt c«ng thøc tÝnh ¸p suÊt pK ë vïng va ®Ëp theo c«ng thøc sau: pK = ( )[ ] / / - 1 / - 1 v 221122 2 02 ρρρρρρ ρ ′′+′ (1.16) trong ®ã: vO – tèc ®é va ®Ëp; ρ1, ρ2 – tØ träng ban ®Çu cña hai tÊm kim lo¹i hµn ë ¸p suÊt pK. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….26 Theo c«ng thøc (1.16) cã thÓ tÝnh ¸p suÊt ë vïng va ®Ëp nÕu nh− cho tr−íc tèc ®é va ®Ëp vO vµ ph−¬ng tr×nh tr¹ng th¸i cña c¸c tÊm kim lo¹i hµn. C¸c ®−êng cong thùc nghiÖm ®3 ®−îc chøng minh bëi rÊt nhiÒu ph−¬ng ph¸p thÝ nghiÖm ®3 biÕt ®èi víi ®a sè kim lo¹i ë trong kho¶ng ¸p suÊt ®Õn 400 MPa. Ph−¬ng tr×nh tr¹ng th¸i kim lo¹i cã thÓ viÕt nh− sau: §èi víi tÊm trªn: p = A1 [(ρ / ρ1)n1 − 1] (1.17) §èi víi tÊm kim lo¹i cè ®Þnh: p = A2 [(ρ / ρ2)n2 − 1] (1.18) ë ®©y cã sù g3y khóc t¹i mét ®iÓm p’ nµo ®ã t−¬ng øng víi sù chuyÓn tiÕp cña m«i tr−êng vËt liÖu tõ tr¹ng th¸i ®µn håi sang tr¹ng th¸i dÎo (trong c¸c c«ng thøc nµy: A1, A2 – c¸c h»ng sè ®¬n vÞ ¸p suÊt; n1, n2 – c¸c h»ng sè kh«ng cã thø nguyªn). Khi hµn næ, ®iÒu quan träng kh«ng chØ lµ gi¸ trÞ ¸p suÊt mµ cßn lµ gi¸ trÞ thêi gian ¸p suÊt cña c¸c chÊt khÝ næ t¸c dông lªn tÊm kim lo¹i hµn. §iÒu ®ã lµm gi¶m nguy c¬ ph¸ huû mèi liªn kÕt hµn ®−îc t¹o ra bëi sù kÐo do sù t¸c dông cña sãng ph¶n x¹. Trong c«ng tr×nh [12] trªn c¬ së gi¶i ®ång thêi c¸c ph−¬ng tr×nh tr¹ng th¸i c¸c chÊt khÝ næ ë phÝa sau ph©n c¸ch sãng va ®Ëp ®èi víi c¸c gi¸ trÞ cho tr−íc h, D, vO t¸c gi¶ ®3 chØ ra r»ng ¸p suÊt trong c¸c chÊt khÝ næ ®ñ lín ®Ó cã thÓ lµm gi¶m ®Õn møc tèi thiÓu t¸c ®éng cña øng suÊt kÐo ®µn håi ë tr−êng hîp kho¶ng c¸ch gi÷a hai tÊm kim lo¹i hµn t−¬ng ®èi nhá, trong kho¶ng 0,1 δO ÷ 0,2 δO (δO− chiÒu dµy líp thuèc næ). Trong vïng liªn kÕt kim lo¹i khi hµn næ quan s¸t thÊy c¸c t¹p chÊt kim lo¹i ®óc, sè l−îng vµ kÝch th−íc cña chóng ®−îc x¸c ®Þnh bëi c¸c chÕ ®é hµn. Sù cã mÆt cña c¸c ®o¹n liªn kÕt nh− vËy nãi lªn r»ng trong qu¸ tr×nh hµn næ kim lo¹i trong vïng liªn kÕt ®−îc nung nãng ®Õn nhiÖt ®é rÊt cao. Ph−¬ng ph¸p ®o nhiÖt ®é trong qu¸ tr×nh hµn næ ®3 ®−îc m« t¶ trong c«ng tr×nh [12] vµ t¸c gi¶ ®3 nhËn ®−îc mèi quan hÖ thùc nghiÖm gi÷a sù thay ®æi nhiÖt ®é ë vïng liªn kÕt hai líp kim lo¹i hµn. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….27 B¶ng 1.2. ¶nh h−ëng cña ph−¬ng ph¸p kÝch næ kh«ng hoµn toµn ®Õn tèc ®é hµn vµ gãc va ®Ëp VËt liÖu TÊm nÒn TÊm hµn δ 6ЖB: NH4- NO3 D r r∋ vO v∋ γ γ∋ 3 1:3 2200 1,4 0,88 680 490 16O16’ 11O40’ 4 1:3 3000 1,3 0,90 630 490 16O42’ 12O24’ 5 1:3 3000 1,2 0,88 570 490 15O60’ 11O40’ 6 1:3 3000 1,15 0,88 570 490 14O30’ 11O40’ 08X12- H10T 12,5 1:3 3000 0,92 0,79 650 580 12O40’ 11O10’ БpOЦC 4- 4-2,5 4 1:3 >> 2,5 2,15 1190 1100 22O50’ 21O00’ Ct3 БpOФ 6,5-0,15 4 1:3 >> 1,4 1,05 680 550 16O26’ 13O40’ BT1-0 4 1:4 2200 1,2 0,50 650 350 15O 8O10’ BT1 - 0 BT1-0 4 1:3 2200 1,5 0,70 660 390 17O8’ 11O * Ghi chó: dKP = 28 ÷ 30 mm Do sù ¶nh h−ëng rÊt m¹nh cña sãng va ®Ëp mµ ng−êi ta kh«ng ®o ®−îc nhiÖt ®é trªn ®−êng biªn liªn kÕt kim lo¹i. Trªn c¬ së ph©n tÝch ®−êng cong thùc nghiÖm ë c«ng tr×nh [5; 12] theo ph−¬ng tr×nh truyÒn nhiÖt vµ ®3 ®−a ra mèi t−¬ng quan gi÷a ph©n bè nhiÖt ®é phô thuéc vµo thêi gian T( t ): T = T1       + ta y - exp ta 2C Q 2 2 2 ϕpiρ (1.19) trong ®ã: T1 – nhiÖt ®é t−¬ng ®èi cña mèi hµn nhËn ®−îc sau hµn næ; Q – nhiÖt l−îng tøc thêi ph¸t sinh ra trong vïng va ®Ëp; y – kho¶ng c¸ch ®Õn mèi hµn; C – nhiÖt dung cña vËt liÖu kim lo¹i; a – hÖ sè dÉn nhiÖt. Trong c«ng tr×nh [12] t¸c gi¶ ®3 sö dông nh÷ng kÕt qu¶ nhËn ®−îc khi x¸c ®Þnh nhiÖt n¨ng cña c¸c mÉu sau khi hµn næ vµ cã thÓ ®¸nh gi¸ nhiÖt l−îng chung ®−îc ®−a vµo vËt liÖu hµn, nh−ng kh«ng thÓ tÝnh ®−îc c¸c vi ph©n c¸c tiªu hao nhiÖt l−îng ®ã thµnh c¸c hiÖu qu¶ x¶y ra khi hµn næ. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….28 1.4. c¸c ®Þnh luËt c¬ b¶n cña sù kÝch næ thuèc næ Nguån cung cÊp n¨ng l−îng khi hµn næ lµ c¸c lo¹i thuèc næ, khi ®ã n¨ng l−îng cña c¸c ph¶n øng ho¸ häc cña thuèc næ chuyÓn sang n¨ng l−îng c¬ häc cña qu¸ tr×nh hµn tiªu tèn cho viÖc nung nãng m«i tr−êng xung quanh vµ t¹o ra trong ®ã c¸c sãng va ®Ëp. Thuèc næ lµ c¸c hîp chÊt ho¸ häc t−¬ng ®èi kh«ng bÒn v÷ng mµ ®−îc sù t¸c ®éng cña c¸c yÕu tè bªn ngoµi nh− ¸p suÊt, nhiÖt ®é sÏ cã kh¶ n¨ng tù x¶y ra c¸c ph¶n øng nhiÖt cùc nhanh lµm biÕn thÓ chóng thµnh d¹ng khÝ nãng ®Ëm ®Æc liªn tôc. Sù kÝch ho¹t ph¶n øng ho¸ häc trong chÊt næ ®−îc thùc hiÖn b»ng sãng va ®Ëp, cßn c−êng ®é vµ tÝnh æn ®Þnh cña toµn bé qu¸ tr×nh kÝch næ ®−îc hç trî bëi n¨ng l−îng ph¶n øng ho¸ häc phÝa sau lµn sãng va ®Ëp. ChÕ ®é næ bÒn v÷ng chØ cã thÓ ®¹t ®−îc nÕu ®¶m b¶o c¸c ®iÒu kiÖn Chempen-Dzug, khi ®ã sau vïng ph¶n øng ho¸ häc t¹o thµnh mét tr¹ng th¸i cña chÊt khÝ næ cã tèc ®é b»ng tèc ®é ©m thanh. C¸c th«ng sè cña sãng næ ®èi víi c¸c ®iÒu kiÖn Chempen-Dzug cã thÓ ®−îc tÝnh to¸n tõ c¸c ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n cña khÝ ®éng häc sau ®©y: p = ρ D2 / (k + 1) (1.20) u = D / (k + 1) (1.21) ρ = ρO (k + 1) / k (1.22) trong ®ã: p - ¸p suÊt; D - tèc ®é næ; u - tèc ®é khèi l−îng; ρ0 - mËt ®é chÊt næ; ρ - mËt ®é khÝ; k - chØ sè ®−êng ®o¹n nhiÖt cña khÝ næ. Sù ph©n huû thuèc næ x¶y ra kh«ng tøc thêi, mµ ë trong mét vïng ph¶n øng mµ thêi gian cña nã phô thuéc vµo c¸c tÝnh chÊt cña thuèc næ. §èi víi c¸c lo¹i chÊt næ hçn hîp am«nÝt + NH4NO3 tèc ®é næ thÊp th−êng ®−îc dïng ®Ó hµn næ th× vïng ph¶n øng ®¹t 12 - 20 mm [12]. C¸c th«ng sè cña ¸p suÊt næ ®−îc tÝnh theo biÓu thøc: p = ρ.Ak (1.23) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….29 trong ®ã: A - hÖ sè tû lÖ, ®èi víi thuèc næ cã tèc ®é næ t−¬ng ®èi nhá th−êng dïng trong hµn næ th× k < 3. Th«ng sè cña thuèc næ x¸c ®Þnh tÝnh chÊt cña nã vµ ®−îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n chÕ ®é hµn næ chÝnh lµ tèc ®é næ vµ nã phô thuéc vµo nhiÖt l−îng cña sù chuyÓn biÕn næ Q: D = Qk ).1( 2 2 − (1.24) C¸c ®Æc tÝnh vËt lý cña thuèc næ g©y ¶nh h−ëng ®Õn tèc ®é næ nh−: chiÒu dµy cña chÊt næ, mËt ®é, tr¹ng th¸i kÕt tô, kÝch th−íc h¹t, ®é Èm, vá bäc. Cïng víi sù t¨ng lªn cña chiÒu dµy thuèc næ, tèc ®é næ còng t¨ng lªn vµ ®¹t gi¸ trÞ tíi h¹n cña nã ë mét gi¸ trÞ tèi ®a d nµo ®ã. Gi¸ trÞ d rÊt kh¸c nhau ®èi víi tõng lo¹i chÊt næ cô thÓ. Sù lan truyÒn næ æn ®Þnh chØ cã thÓ ®èi víi c¸c lo¹i chÊt næ cã chiÒu dµy tíi h¹n d ≥ dK. Trong c¸c lo¹i thuèc næ víi d < dK sù lan truyÒn qu¸ tr×nh næ æn ®Þnh kh«ng thÓ ®¹t ®−îc ngay c¶ bÊt kú sù kÝch næ m¹nh ®Õn møc nµo. Khi d = dK th× tèc ®é næ ®¹t ®−îc gi¸ trÞ cùc tiÓu. Do vËy, chiÒu dµy líp thuèc næ dïng khi hµn næ cÇn ph¶i lín h¬n ®¸ng kÓ so víi gi¸ trÞ tíi h¹n cña nã ®Ó cho qu¸ tr×nh næ ®−îc æn ®Þnh (kÓ c¶ khi bÞ kÝch næ vµ trong c¶ qu¸ tr×nh næ) víi tèc ®é næ kh«ng ®æi. Th«ng sè quan träng kh¸c ¶nh h−ëng tíi tèc ®é næ cña thuèc næ lµ tû träng cña nã. Trong c¸c lo¹i thuèc næ ®ång nhÊt khi d > dK th× tèc ®é næ t¨ng tuyÕn tÝnh theo sù t¨ng mËt ®é cña chóng, nh−ng c¸c lo¹i thuèc næ kh«ng ®ång nhÊt th−êng ®−îc sö dông trong c«ng nghÖ hµn næ kh«ng ph¶i lóc nµo còng tu©n theo quy luËt tuyÕn tÝnh ®ã. Tèc ®é næ cÇn ph¶i nhá h¬n tèc ®é truyÒn ©m CO trong c¸c tÊm kim lo¹i hµn vµ n»m trong kho¶ng tõ 1.500 m/s ®Õn CO. Trong c¸c lo¹i thuèc næ ph¼ng cã diÖn tÝch bÒ mÆt lín vµ chiÒu dµy nhá (B¶ng 1.3) cÇn ph¶i ®¶m b¶o ®−îc sù æn ®Þnh næ cÇn thiÕt. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….30 B¶ng 1.3. C¸c th«ng sè thuèc næ sö dông ®Ó hµn næ. Thuèc næ Tû träng ®æ ®èng 103 kg/m3 §−êng kÝnh tíi h¹n, dKP, mm Tèc ®é næ, m/s Am«nÝt 6ЖB 0,85 ÷1,0 10÷12 3.600÷4.800 Am«n¸t am«ni 0,85÷0,9 − 1.800 Am«nÝt + am«n¸t am«ni víi tû lÖ: 1 : 3 1 : 6 0,85÷0,9 0,85÷0,9 2.022 7.080 2.000÷3.600 2.000÷2.700 Sù kÝch næ thuèc næ ®−îc thùc hiÖn b»ng 3 c¸ch sau: 1. Dïng kÝp næ (kÝp næ dïng d©y ch¸y chËm hoÆc kÝp næ ®iÖn); 2. KÝch næ th«ng qua d©y næ hoÆc hÖ thèng d©y næ; 3. KÝch næ th«ng qua ®Çu næ hoÆc ®Çu næ kÕt hîp d©y næ. Bé phËn kÝch næ ®−îc chÕ t¹o trªn c¬ së c¸c lo¹i thuèc næ rÊt nh¹y c¶m ®èi víi c¸c t¸c ®éng c¬ vµ nhiÖt nh− hîp chÊt Hg(ONC)3 hoÆc PbN2 víi chiÒu dµy tíi h¹n dK = 0,01 ÷ 0,02 mm. Nh−îc ®iÓm cña c¸c hîp chÊt nµy lµ khi næ chóng to¶ ra c¸c chÊt ®éc h¹i cña thuû ng©n vµ ch×. §iÒu nµy cÇn chó ý khi lµm viÖc trong c¸c buång næ. Nh÷ng n¨m gÇn ®©y ng−êi ta ®3 chÕ t¹o ®−îc c¸c kÝp næ ë ®iÖn ¸p cao rÊt dÔ sö dông mµ kh«ng chøa c¸c chÊt kÝch næ. §Ó kÝch næ c¸c kÝp næ ®ã cÇn ®iÖn ¸p kho¶ng 10.000 V. §iÖn ¸p nµy ®−îc t¹o ra b»ng m¸y ph¸t ®iÖn kÝch næ d¹ng BM- 4 (Liªn X«). D©y næ cã chøa kho¶ng (12 ÷ 13).10−3 kg/m thuèc næ cã tèc ®é næ ®¹t 6.500 ÷ 7.000 m/s. Khi nèi c¸c d©y næ víi nhau hoÆc bã thµnh bã cÇn l−u ý r»ng mçi mét mèi nèi trong ®ã sÏ lµm chËm sù truyÒn næ kho¶ng mét micr« gi©y (1 µs). §iÒu nµy rÊt quan träng ®èi víi c¸c hÖ thèng hµn næ phøc t¹p khi ®ßi hái ph¶i cã sù kÝch næ ®ång thêi qu¸ tr×nh hµn næ ngay t¹i mét thêi ®iÓm ph¸t næ trªn nhiÒu ®iÓm kÝch næ. Khi lµm c¸c ®Çu næ ®Ó kÝch næ ng−êi ta th−êng sö dông amonit hoÆc trotil. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….31 1.5. Sù h×nh thµnh mèi liªn kÕt kim lo¹i khi hµn næ Tæng quan ®Çy ®ñ nhÊt vÒ c¸ch nh×n lý thuyÕt cña sù t¹o ra biªn giíi liªn kÕt d¹ng sãng gi÷a c¸c líp kim lo¹i hµn ®3 ®−îc A. A. Deribas tr×nh bµy trong c«ng tr×nh [12]. Chóng t«i muèn nhÊn m¹nh ®Õn kÕt qu¶ nghiªn cøu c¬ chÕ ®Æc biÖt cña sù tù lµm s¹ch bÒ mÆt tiÕp xóc c¸c tÊm kim lo¹i trong qu¸ tr×nh hµn næ theo [5]. Theo c¬ së lý thuyÕt cña ph−¬ng ph¸p hµn ¸p lùc, c¸c mµng «xit do kh«ng bÞ t¸ch khái tÊm kim lo¹i hµn khi lµm s¹ch s¬ bé c¸c bÒ mÆt tiÕp xóc gi÷a chóng hoÆc do chóng xuÊt hiÖn ngay c¶ trong qu¸ tr×nh hµn næ, ®Òu cã thÓ lµm c¶n trë sù h×nh thµnh liªn kÕt kim lo¹i. Khi tiÕn hµnh hµn næ ë ®iÒu kiÖn va ®Ëp theo s¬ ®å hµn nghiªng th× sù tù lµm s¹ch bÒ mÆt tiÕp xóc c¸c tÊm kim lo¹i hµn x¶y ra ®Çu tiªn lµ do kÕt qu¶ cña viÖc t¹o ra tia kim lo¹i côc bé t¹i ®iÓm va ®Ëp. ThÝ nghiÖm hµn côc bé mét phÇn mÉu thÐp 22K víi líp hîp kim niken (78%Ni + 15,3%Cr + 1,86%Mn + 1,88Nb) ë chÕ ®é hµn “cøng” víi tèc ®é næ D = 3600 m/s, tû lÖ khèi l−îng r = 1,3 ng−êi ta ®3 t¸ch rêi ®−îc c¸c dÊu vÕt cña tia kim lo¹i côc bé ë d¹ng mµng máng trªn phÇn ch−a ®−îc hµn cßn l¹i cña tÊm kim lo¹i cè ®Þnh [5]. Thµnh phÇn cña tia kim lo¹i côc bé gåm 48%Ni + 8,5%Cr + 43%Fe hoµn toµn kh«ng thay ®æi theo toµn bé mÆt c¾t ngang cña mÉu hµn næ. §Ó chuÈn ho¸ b»ng thùc nghiÖm c¬ chÕ lµm s¹ch bÒ mÆt ngay trong qu¸ tr×nh hµn næ, ng−êi ta ®3 ®o ®−îc møc tiªu hao khèi l−îng mÉu sau hµn cã ®¸nh gi¸ sè l−îng c¸c t¹p chÊt ®óc ë d¹ng hîp chÊt [12] b»ng ph−¬ng ph¸p c©n, møc ®é liªn tôc cña nã vµ nghiªn cøu cÊu tróc cña liªn kÕt kim lo¹i víi c¸c t¹p chÊt kim lo¹i ®óc ∆2 cã chiÒu dµy trung b×nh ®−îc ®¸nh gi¸ nh− tû lÖ diÖn tÝch t¹p chÊt ®o ®−îc trªn mÉu tÕ vi phãng ®¹i lªn 100 lÇn víi chiÒu dµi cña liªn kÕt ®ang kh¶o s¸t (kÕt qu¶ cho trong B¶ng 1.4). Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….32 Trong lo¹t thÝ nghiÖm thø nhÊt mÉu ®−îc hµn ë chÕ ®é: D = 2.300 m/s; r = 1,3; hO = 8 mm. Sù kÝch næ thuèc næ ®−îc thùc hiÖn tõ trung t©m hoÆc tõ biªn phÝa ngoµi cña mÆt ph¼ng næ. Trong tr−êng hîp sau khi tÝnh chu vi P ng−êi ta ®3 chó ý ®Õn hai mÆt bªn vµ mét mÆt ®Çu cña mÉu. KÕt qu¶ xö lý c¸c sè liÖu thèng kÕ thùc nghiÖm cho thÊy møc tiªu hao khèi l−îng ∆G tû lÖ thuËn víi diÖn tÝch mÉu hµn (B¶ng 1.4). Khi kÝch næ tõ trung t©m mÉu th× ∆G cã gi¸ trÞ kho¶ng 25 ÷ 30 % nhá h¬n so víi ph−¬ng ¸n kÝch næ tõ phÝa ngoµi. §iÒu ®ã cã liªn quan ®Õn sù cã mÆt cña vïng kh«ng hµn ë gi÷a mÉu thÝ nghiÖm. Ng−êi ta ®3 nghiªn cøu ®−îc sù ¶nh h−ëng cña c¸c th«ng sè c«ng nghÖ chÝnh D, r, h ®Õn møc tiªu hao khèi l−îng trong c¸c mÉu cã kÝch th−íc 200 x 300 mm. Tèc ®é næ ®−îc thay ®æi trong ph¹m vi 188 ÷ 4.000 m/s, r = 0,5 ÷ 30 vµ h = 2 ÷ 20 mm. §iÒu ®ã cho phÐp nghiªn cøu toµn bé kho¶ng thay ®æi cña c¸c th«ng sè th−êng ®−îc sö dông trªn thùc tÕ ®Ó hµn næ thÐp vµ ®3 x¸c ®Þnh ®−îc r»ng nÕu kh«ng cã sù tiªu hao khèi l−îng (∆G = 0), th× kh«ng x¶y ra sù hµn c¸c tÊm kim lo¹i víi nhau ®−îc. B¶ng 1.4. Tiªu hao khèi l−îng khi hµn næ mÉu kh¸c nhau. S, m2 Si /Sl ∆G.103, kg ∆Gi /∆Gl 0,0490 0,0575 0,0256 0,0125 1,00 1,17 0,62 0,25 2,5 3,3 1,25 − 1,0 1,3 0,45 Ghi chó: Mét ®¬n vÞ diÖn tÝch S1 ®−îc quy −íc lµ 0,049 m 2; ∆Gl – tiªu hao khèi l−îng trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch mÉu. Tõ thùc nghiÖm ®3 x¸c ®Þnh ®−îc 3 vïng ®Æc tr−ng sau: Vïng A: t¹i ®ã chiÒu dµy tæng céng cña líp kim lo¹i bÞ bãc khái bÒ mÆt hµn ∆2 + ∆1 chØ thay ®æi trong ph¹m vi tõ 0 ÷ 5 µm. T¹i ®ã hiÖu suÊt cña viÖc h×nh thµnh tia kim lo¹i côc bé lµ rÊt yÕu, v× vÒ nguyªn t¾c th× chiÒu Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….33 dµy cña nã ph¶i lín h¬n rÊt nhiÒu. Nh− vËy, gi¶ thiÕt cho r»ng sù lµm s¹ch bÒ mÆt tiÕp xóc ®3 x¶y ra nhê sù trî gióp cña líp mµng c¸c h¹t siªu mÞn. Vïng B: ®Æc tr−ng bëi quy luËt t¨ng cña c¶ ∆1 vµ ∆2, vµ ∆2 + ∆1 ≈ 20 ÷ 25 µm. ë ®©y, ngoµi sù t¹o thµnh líp mµng gåm c¸c h¹t siªu mÞn, ®3 cã hiÖu qu¶ cña viÖc h×nh thµnh tia kim lo¹i côc bé. Vïng C: cã quan s¸t thÊy sù gia t¨ng ®ét ngét cña ∆2 trong khi ∆1 t¨ng theo quy luËt tuyÕn tÝnh. Trong chÕ ®é hµn næ víi D = 2.300 m/s; r = 1,3; h = 8 mm vµ D = 2.300 m/s; r = 2; h = 8 mm th× chiÒu dµy tæng céng cña líp kim lo¹i bÞ bãc ra khái bÒ mÆt tiÕp xóc ®3 ®¹t gi¸ trÞ t−¬ng øng gÇn b»ng 100 µm vµ 60 µm, tøc lµ gÇn víi gi¸ trÞ lý thuyÕt ∆k, ®iÒu ®ã chØ râ sù t¸c dông cña tia kim lo¹i côc bé. PhÇn lín kim lo¹i bÞ bãc ra khái bÒ mÆt tiÕp xóc khi hµn næ, khi cã tia kim lo¹i côc bé, ®Òu n»m l¹i trong vïng liªn kÕt hai líp kim lo¹i d−íi d¹ng c¸c t¹p chÊt ®óc do cã sù h×nh thµnh c¸c sãng liªn kÕt.ý nghÜa thùc tiÔn cña gi¸ trÞ ∆2 lµ yÕu tè x¸c ®Þnh cÊu tróc mèi liªn kÕt 2 líp kim lo¹i. Khi ∆2 t¨ng, kh«ng thÓ x¶y ra mèi liªn kÕt lç xèp vµ c¸c lo¹i khuyÕt tËt ®óc kh¸c. Khi ∆2 ®Æc biÖt t¨ng m¹nh khi tèc ®é næ D t¨ng (nÕu tèc ®é næ t¨ng tõ 200 m/s lªn 4.000 m/s th× ∆2 t¨ng lªn 25 lÇn). Nh− vËy, trong c¸c ®iÒu kiÖn cña c¸c chÕ ®é hµn næ th−êng dïng ®èi víi thÐp (D ≤ 3.000 m/s) sù h×nh thµnh tia kim lo¹i côc bé æn ®Þnh kh«ng x¶y ra. Sù xuÊt hiÖn cña nã x¶y ra khi chuyÓn sang chÕ ®é hµn næ ë tèc ®é næ cao h¬n. §iÒu ®ã g©y ¶nh h−ëng xÊu ®Õn chÊt l−îng mèi hµn do ë chÕ ®é ®ã cã sù t¨ng râ rÖt c¸c t¹p chÊt ®óc lµm cho cÊu tróc kim lo¹i mèi hµn trë nªn xÊu h¬n. Trong khi ®ã, nÕu kh«ng cã c¸c t¹p chÊt vµ tiªu hao kim lo¹i (∆1= 0) th× chÕ ®é hµn næ khi ®ã lµ kÕt qu¶ cña sù tù lµm s¹ch kh«ng tèt c¸c bÒ mÆt tiÕp xóc vµ v× thÕ chÊt l−îng mèi hµn xÊu ®i. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….34 KÕt luËn cho r»ng: tõ c¸c bÒ mÆt tiÕp xóc ë c¸c chÕ ®é hµn næ th«ng th−êng líp kim lo¹i bÞ bãc ®i cã chiÒu dµy kho¶ng 7 ÷ 8 µm, thÊp h¬n ®¸ng kÓ so víi chiÒu cao nhÊp nh« trªn bÒ mÆt kim lo¹i sau gia c«ng c¬. Nãi c¸ch kh¸c, chiÒu dµy tia kim lo¹i côc bé cã thÓ so s¸nh ®−îc víi chiÒu cao c¸c nhÊp nh« trªn c¸c bÒ mÆt hµn vµ tõ ®ã chóng g©y ¶nh h−ëng quyÕt ®Þnh ®Õn sù h×nh thµnh liªn kÕt hai líp kim lo¹i hµn næ. ë c¸c tr−êng hîp gãc va ®Ëp nhá th× chiÒu dµy tia kim lo¹i côc bé t¹o ra t−¬ng ®ång víi chiÒu cao nhÊp nh« bÒ mÆt cña c¸c tÊm kim lo¹i ®−îc sö dông ®Ó thÝ nghiÖm, v× vËy kh«ng nªn chê ®îi sù chuyÓn ®éng bÒn v÷ng cña tia kim lo¹i côc bé trªn c¸c kho¶ng c¸ch t−¬ng ®èi lín. C¸c tÝnh to¸n c¬ b¶n vÒ khèi l−îng tia kim lo¹i côc bé cña mét sè t¸c gi¶ [12] vµ theo c«ng thøc mc = 0,5mO.[ 1 − cos (γ/2)] cho thÊy r»ng: chiÒu dµy tia kim lo¹i thuËn theo h−íng næ t−¬ng øng víi biªn ®é sãng liªn kÕt vµ cã cïng mét cÊp sè víi chiÒu dµi vïng biÕn d¹ng dÎo trong mèi hµn ®−îc kh¶o s¸t. Tõ ®ã suy ra chiÒu dµy tia kim lo¹i côc bé thuËn víi h−íng næ chØ chiÕm mét phÇn cña tÊm kim lo¹i hµn thuéc vïng n»m trong tr¹ng th¸i dÎo vµ nã cã thÓ ®−îc coi nh− lµ chÊt láng lý t−ëng cña m« h×nh thuû ®éng häc gÇn ®óng. Trong c¸c ®iÒu kiÖn x¶y ra trªn thùc tÕ, sù chuyÓn tiÕp tõ tr¹ng th¸i ®µn nhít ®Õn tr¹ng th¸i ®µn håi cã lÏ ®−îc thùc hiÖn mét c¸ch kÕ tiÕp nhau. So s¸nh n¨ng l−îng tia kim lo¹i côc bé ®ång h−íng vµ ng−îc h−íng næ cho thÊy r»ng: kÓ c¶ khi khèi l−îng kim lo¹i mc kh¸ nhá, n¨ng l−îng tia kim lo¹i côc bé ng−îc h−íng trong tr−êng hîp hµn næ theo s¬ ®å næ nghiªng t−¬ng tù nh− n¨ng l−îng tia kim lo¹i côc bé ®ång h−íng næ vµ còng gièng nh− trong tr−êng hîp tia ®ã hoµn toµn h−íng theo mét chiÒu. Tõ ®ã suy ra sù rèi lo¹n tèc ®é tia kim lo¹i côc bé ng−îc h−íng næ do ¶nh h−ëng cña c¸c nhÊp nh« bÒ mÆt trªn tÊm kim lo¹i hµn cã thÓ lµm thay ®æi ®ét biÕn sù c©n b»ng n¨ng l−îng trong tia kim lo¹i côc bé ®ång h−íng næ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….35 vµ t¹o ra gra®ien. C¸c tèc ®é g©y céng h−ëng vµ dao ®éng ®−îc ghi nhËn ë d¹ng sãng liªn kÕt. ¶nh h−ëng cña rèi lo¹n tia kim lo¹i côc bé ng−îc h−íng næ cã thÓ bÞ h¹n chÕ bëi b¸n kÝnh ®−êng ®¼ng nhiÖt cña ¸p suÊt cao, vµ b¸n kÝnh ®ã b»ng mét nöa chiÒu dµi b−íc sãng. ¸p suÊt ë vïng nµy ®3 ®−îc c¸c t¸c gi¶ c«ng tr×nh [5; 12] x¸c ®Þnh ë møc lín h¬n 1.000 MPa, tøc lµ trë kh¸ng biÕn d¹ng kim lo¹i khi tr−ît cã thÓ bá qua. Tõ viÖc ph©n tÝch trªn vÒ sù h×nh thµnh sãng liªn kÕt trong mèi hµn næ, cã thÓ ®−a ra c¸c tiªn ®Ò sau: 1) Hµn b»ng n¨ng l−îng næ vÒ b¶n chÊt lµ mét qu¸ tr×nh x¶y ra kh«ng h×nh thµnh biªn d¹ng sãng liªn kÕt trong mèi hµn. 2) ChØ khi hµn næ toµn bé bÒ mÆt kim lo¹i trªn thùc tÕ míi cã thÓ xuÊt hiÖn biªn d¹ng sãng liªn kÕt gi÷a hai líp kim lo¹i hµn. Sù cã mÆt cña c¸c nhÊp nh« bÒ mÆt trªn tÊm kim lo¹i hµn sinh ra dao ®éng cña tia kim lo¹i côc bé ng−îc h−íng hµn næ, tiÕp ®ã nã kÝch ho¹t qu¸ tr×nh dao ®éng trong c¸c dßng ch¶y chÝnh t¹i ®iÓm tiÕp xóc vµ ®iÒu ®ã dÉn ®Õn sù h×nh thµnh biªn d¹ng sãng liªn kÕt trong mèi hµn næ nhËn ®−îc. 1.6. nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña c¸c th«ng sè hµn næ ®Õn chÊt l−îng mèi hµn 1.6.1. Biªn giíi tíi h¹n cña vïng hµn næ: Trong c«ng tr×nh [5; 12] c¸c t¸c gi¶ ®3 ph©n tÝch c¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm vÒ viÖc x¸c ®Þnh biªn giíi tíi h¹n cña c¸c vïng hµn næ trong mÆt ph¼ng hÖ to¹ ®é γ - vK ®èi víi nhiÒu cÆp kim lo¹i kh¸c nhau. T¸c gi¶ ®3 chØ ra vïng hµn réng nhÊt lµ ®èi víi cÆp kim lo¹i ®ång + ®ång, khi ®ã ®é bÒn b¸m dÝnh hai líp nhËn ®−îc kh¸ tèt ë chÕ ®é hµn næ víi kho¶ng thay ®æi c¸c th«ng sè γ, vK kh¸ réng. Vïng hµn hÑp nhÊt ®−îc ®Æc tr−ng cho cÆp kim lo¹i thÐp + nh«m. §Ó nhËn ®−îc ®é bÒn b¸m dÝnh tèt ®èi víi cÆp kim lo¹i nµy, cÇn ph¶i chän c¸c th«ng sè γ vµ vK thay ®æi trong kho¶ng rÊt hÑp. §3 x¸c lËp ®−îc kho¶ng thay ®æi cña c¸c th«ng sè c«ng nghÖ chÝnh nh−: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….36 2.000 m/s ≤ vK ≤ 2.300 m/s; 9O ≤ γ ≤ 12O, ®¶m b¶o nhËn ®−îc mèi hµn bÒn v÷ng ®èi víi bÊt kú cÆp kim lo¹i nghiªn cøu kh¶o s¸t nµo. ViÖc ph©n tÝch c¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm vµ t×m mét chÕ ®é hµn næ tæng hîp khi kh«ng tÝnh ®Õn møc chÊt l−îng chuÈn bÞ s¬ bé c¸c bÒ mÆt hµn lµ cÇn thiÕt. Trong mét sè tr−êng hîp c¸ biÖt, t¸c gi¶ [12] ®3 chØ ra r»ng: ®é bÒn b¸m dÝnh tèt nhÊt cña bimetal thÐp + thÐp ®¹t ®−îc khi chuÈn bÞ hµn næ theo s¬ ®å næ nghiªng víi γ = 3O. Gãc hµn tèi thiÓu ®èi víi cÆp thÐp + thÐp lµ kho¶ng gÇn 6O (t¸c gi¶ ®3 h¹n chÕ ®Æc tÝnh bÒ mÆt ®Æc tr−ng ë møc ®¸nh bãng). B»ng thùc nghiÖm hµn næ c¸c tÊm kim lo¹i cã ®é nh¸m bÒ mÆt Rz= 4,2 ÷ 72 µm, ®3 x¸c ®Þnh ®−îc: trong hÖ to¹ ®é γ − vK cã thÓ x©y dùng mét hä c¸c ®−êng cong giíi h¹n d−íi cña vïng hµn næ ®èi víi ®é nh¸m t−¬ng øng trªn bÒ mÆt tÊm kim lo¹i hµn. Khi ®ã, nÕu chiÒu cao nhÊp nh« bÒ mÆt Rz cµng nhá th× ®−êng cong giíi h¹n d−íi vïng hµn næ n»m cµng gÇn trôc vK. C¸c kÕt qu¶ t−¬ng tù còng nhËn ®−îc ë Liªn hîp Khoa häc − S¶n xuÊt “AHИTИM” (Liªn X«). Nh− vËy, vÞ trÝ ®−êng biªn giíi h¹n d−íi cña vïng hµn trong hÖ to¹ ®é γ − vK lµ kh«ng x¸c ®Þnh vµ phô thuéc vµo rÊt nhiÒu yÕu tè vµ ®Ó x¸c ®Þnh gÇn ®óng giíi h¹n d−íi cña vïng hµn trong thùc tÕ s¶n xuÊt cã thÓ dïng biÓu thøc sau: γ = 1,14.(HV/ρvK2)0,5 (1.25) trong ®ã: HV − ®é cøng Vicke; ρ − mËt ®é; vK – tèc ®é ®iÓm tiÕp xóc. Khi ®ã, ®é nh¸m bÒ mÆt hµn cÇn ph¶i n»m trong giíi h¹n Rz = 6 ÷ 30 µm, cßn chiÒu dµy tÊm kim lo¹i hµn ph¶i lín h¬n hoÆc b»ng tÊm kim lo¹i cè ®Þnh. BiÓu diÔn b»ng ®å thÞ c¸c ®−êng giíi h¹n d−íi cña vïng hµn trong tr−êng hîp sö dông m« h×nh thuû ®éng häc va ®Ëp trong mÆt ph¼ng to¹ ®é γ − vK cã thÓ ®−a ra nh− H×nh 1.4. §−êng cong I giíi h¹n vïng hµn bëi c¸c chÕ ®é cao hµn tèc ®é truyÒn ©m trong vËt liÖu hµn (ë vïng nµy vK ≥ CO vµ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….37 γ ≤ γKP); B − giíi h¹n trªn cña vïng hµn mµ ë c¸c chÕ ®é cao h¬n nã liªn kÕt t¹o ra sÏ bÞ ph¸ huû do t¸c dông cña c¸c qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt trong mèi hµn ®¹t ®Õn c−êng ®é ®Æc biÖt cao. Vïng thùc hiÖn c¸c chÕ ®é hµn ®¶m b¶o t¹o ra biªn d¹ng liªn kÕt h×nh sãng ®−îc giíi h¹n phÝa bªn tr¸i ®−êng th¼ng II song song víi trôc γ. VÞ trÝ cña ®−êng th¼ng II x¸c ®Þnh gi¸ trÞ tíi h¹n cñac tèc ®é di chuyÓn ®iÓm tiÕp xóc vµ t−¬ng øng víi c¸c chÕ ®é hµn næ, mµ ë ®ã ¸p suÊt tíi h¹n trong vïng va ®Ëp pKP = 0,5.ρ.(v.pi/K)2 t−¬ng øng víi ®é bÒn tr−ît lý thuyÕt cña kim lo¹i hµn [3]. NÕu tiÕp tôc gi¶m tèc ®é di chuyÓn ®iÓm tiÕp xóc ®Õn gi¸ trÞ (v.pi/K) nh− ®−êng III trªn H×nh 1.4 vïng biÕn d¹ng dÎo gi¶m xuèng vµ biÕn mÊt khi p ≥ pKp tøc lµ: 0,5.ρ.(v.pi/K)2 ≥ pKP. Trong vïng n»m gi÷a ®−êng th¼ng II vµ III c¸c chÕ ®é hµn kh«ng ®ñ æn ®Þnh. Sù trïng khíp ®¹t yªu cÇu cña c«ng thøc thùc nghiÖm so víi kÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®Ó x¸c ®Þnh giíi h¹n d−íi vïng hµn næ ®3 ®−îc t¸c gi¶ [12] ®−a ra nh− sau: ( )2Kb ρ.vσ=γ (1.26) trong ®ã: σb– trë kh¸ng biÕn d¹ng tøc thêi cña kim lo¹i hµn. H×nh 1.4. C¸c ®iÒu kiÖn biªn ®¶m b¶o cã liªn kÕt kim lo¹i khi hµn næ: A, B – giíi h¹n d−íi vµ trªn. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….38 B»ng c¸c thùc nghiÖm cña t¸c gi¶ c«ng tr×nh [12] ®3 x¸c ®Þnh ®−îc r»ng cã sù phô thuéc cña trë kh¸ng biÕn d¹ng tøc thêi (giíi h¹n bÒn) vËt liÖu hµn vµo biÕn d¹ng tr−ît tèi ®a ë ®−êng liªn kÕt mèi hµn. Mèi hµn trë nªn bÒn ®Òu (®é bÒn b¸m dÝnh kh«ng nhá h¬n ®é bÒn kim lo¹i hµn) khi gmax≈ 35 %. §Ó ®¶m b¶o ®−îc biÕn d¹ng dÎo kim lo¹i x¶y ra cÇn ph¶i cã n¨ng l−îng x¸c ®Þnh mµ gi¸ trÞ tèi thiÓu cña nã ®3 ®−îc ®−a ra ë c«ng tr×nh nghiªn cøu sù c©n b»ng n¨ng l−îng [5], nã cã thÓ biÓu diÔn ë d¹ng: ω = ω1 + ω2 + ω3 (1.27) trong ®ã: ω1 – ®éng n¨ng cña hÖ c¸c tÊm kim lo¹i hµn; ω2 – n¨ng l−îng tiªu hao ®Ó biÕn d¹ng dÎo khi hµn næ; ω3 – n¨ng l−îng tiªu t¸n ra khái khe hë hµn do t¸c dông cña tia kim lo¹i côc bé ng−îc h−íng hµn. §éng n¨ng cña hÖ tÊm kim lo¹i hµn ®−îc x¸c ®Þnh tõ c¸c ph−¬ng tr×nh b¶o toµn sè l−îng cña chuyÓn ®éng tr−íc khi hµn vµ sau khi hµn: ( ) 2 / vm ω 201= (1.28) ( )[ ]2121211 m m 2 / vm ω += (1.29) Tõ lêi gi¶i ®ång thêi c¸c ph−¬ng tr×nh (27), (28), (29) ta cã: ω2 + ω3 = 0,5. m1m2.v1 2/ (m1+ m2) (1.30) Tuy nhiªn, viÖc x¸c ®Þnh theo thø tù c¸c sè h¹ng ω1 vµ ω2 lµ t−¬ng ®èi khã kh¨n. Mét sè nhµ nghiªn cøu kh¸c [12] ®3 cho r»ng 90 ÷ 95 % n¨ng l−îng tiªu hao cho sù biÕn d¹ng dÎo kim lo¹i chuyÓn sang nhiÖt n¨ng vµ ®3 x¸c ®Þnh gi¸ trÞ ω2 b»ng thùc nghiÖm theo ph−¬ng tr×nh sau: ω2 = m.vC 2 (1− vK / CO) (1.31) trong ®ã: m – khèi l−îng trung b×nh cña hai tÊm kim lo¹i hµn. m = 0,5.m1m2 / (m1 + m2) (1.32) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….39 C¸c gi¸ trÞ ®ã ®3 chØ ra r»ng khi hµn næ cÆp kim lo¹i ®ång tÝnh chÊt th× viÖc t¹o ra mèi hµn cã ®é bÒn ®ång ®Òu ®−îc thùc hiÖn ë n¨ng l−îng biÕn d¹ng dÎo kh«ng ®æi ω2, kh¸ ®Æc tr−ng ®èi víi tõng cÆp kim lo¹i cô thÓ. Khi hµn c¸c kim lo¹i chi phÝ n¨ng l−îng tíi h¹n cµng nhá th× ®Æc tÝnh biÕn d¹ng c«ng nghÖ cµng tèt. §Æc tÝnh biÕn d¹ng c«ng nghÖ th−êng ®−îc biÓu thÞ qua tiªu chÝ HB/δ (tû lÖ gi÷a ®é cøng vµ ®é gi3n dµi). §Ó x¸c ®Þnh n¨ng l−îng tíi h¹n biÕn d¹ng dÎo nªn sö dông biÓu thøc gÇn ®óng sau: ω2 KP = 0,606 + 0,184 ln(HB/δ) (1.33) Trong tr−êng hîp c¸ biÖt , ®Ó hµn næ thÐp víi thÐp ω 2KP = 0,8÷0,9MJ/m 2 . Khi hµn c¸c kim lo¹i kh¸c nhau ω2 KP gÇn b»ng gi¸ trÞ cña kim lo¹i mÒm h¬n trong cÆp ®«._.ö mÉu trong c¸c ®å g¸ thö chuyªn dïng cÇn ph¶i n»m trong kho¶ng PH = 1250 – 2500 kN, cßn tèc ®é biÕn d¹ng khi Ðp (hoÆc kÐo c¾t) lµ u = (1,2 – 1,7) mm/ph. Gi¸ trÞ ph¸ huû ®−îc x¸c ®Þnh b»ng biÓu ®å ghi lùc cña m¸y th«ng th−êng hoÆc gi¸ trÞ sè cña m¸y thö Digital. §é bÒn b¸m dÝnh hai líp kim lo¹i σbd ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc (2.1) víi hÖ sè chiÒu dµy K = 1,58 – 1,0 ®èi víi chiÒu dµy tæng céng cña s¶n phÈm δ = 4,5 – 11,75 mm. 35 3 6 PKC PKC 10 Líp hîp kim chÞu mßn Líp thÐp nÒn a) 1 2 3 4 5 b) H×nh 3.7 MÉu thö theo s¬ ®å kÐo c¾t tr−ît líp kim lo¹i hµn khái líp nÒn (a); S¬ ®å thö nÐn døt mÉu trßng tõ vËt liÖu bimetal (b) ®Ó tÝnh to¸n ®é bÒn b¸m dÝnh hai líp kim lo¹i: 1) Chµy Ðp ; 2) MÉu thö b¸m dÝnh; 3) §Öm mÆt ®Çu mÉu; 4) ®ai èc kÑp mÉu thö; 5) §Õ g¸ thö Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….72 §é bÒn b¸m dÝnh hai líp bimetal ®−îc ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: 2d 4P = pi σ (3.1) trong ®ã: P - Lùc kÐo ph¸ hñy tèi ®a; d – DiÖn tÝch tiÕt diÖn tiÕp xóc cña 2 líp kim lo¹i hµn. 3.3.3. Nghiªn cøu kh¶o s¸t cÊu tróc tÕ vi t¹i vïng l©n cËn biªn giíi liªn kÕt hai líp: §Ó t×m ra nguyªn nh©n x¸c ®Þnh ®é bÒn liªn kÕt th× ph¶i dùa trªn nh÷ng nghiªn cøu hÖ thèng vµ s©u s¾c t¹i líp ph©n c¸ch “líp kim lo¹i hµn næ - kim lo¹i nÒn” b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu cÊu tróc hiÖn ®¹i. §é bÒn liªn kÕt líp kim lo¹i hµn víi kim lo¹i nÒn kh«ng chØ phô thuéc vµo ®Æc ®iÓm cña mèi liªn kÕt. Sù ph¸ huû liªn kÕt hai líp chØ x¶y ra côc bé, ®é bÒn liªn kÕt t¹i vïng hµn, thÊp h¬n ®é bÒn cña vËt liÖu kim lo¹i nÒn (cã c¬ tÝnh thÊp h¬n kim lo¹i hµn b»ng thÐp hîp kim) do cã c¸c khuyÕt tËt vÜ m« vµ vi m« trong liªn kÕt. Tuú theo ®Æc tÝnh bÒ mÆt ph¸ huû mµ ng−êi ta ®¸nh gi¸ chÊt l−îng b¸m dÝnh c¸c líp víi nhau. §Ó ®¸nh gi¸ tÝnh n¨ng sö dông cña c¸c lo¹i bimetal, cã thÓ nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña øng suÊt d− trong c¸c líp kim lo¹i hµn vµ nÒn, thö ph¸ huû mÉu ®Ò x¸c ®Þnh ®é bÒn côc bé, ®é bÒn tæng hîp cã kÕt hîp víi nghiªn cøu cÊu tróc vïng l©n cËn biªn giíi hai líp bimetal [7]. C¸c thÝ nghiÖm nghiªn cøu cÊu tróc tÕ vi vïng l©n cËn biªn giíi hai líp bimetal ®−îc thùc hiÖn theo c¸c ph−¬ng ph¸p mµi vµ tÈm thùc mÉu quy ®Þnh cô thÓ ®èi víi tõng cÆp kim lo¹i hµn ®¶m b¶o quan s¸t râ ®−îc mèi liªn kÕt kim lo¹i vµ khuyÕt tËt. Ngoµi ph−¬ng ph¸p kh¶o s¸t cÊu tróc, hiÖn nay sö dông ph−¬ng ph¸p kiÓm tra kh«ng ph¸ huû chÊt l−îng bimetal b»ng ph−¬ng ph¸p siªu ©m lµ rÊt phæ biÕn vµ cã hiÖu qu¶ cao. ChØ ë nh÷ng vïng cã nh÷ng thay ®æi ®ét biÕn møc ®é sãng ©m ng−êi ta míi tiÕn hµnh chôp X - quang hoÆc c¾t mÉu ®Ó kiÓm tra Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….73 hoÆc thö ph¸ huû ë nh÷ng vïng l©n cËn c¸c khuyÕt tËt ph¸t hiÖn b»ng ph−¬ng ph¸p siªu ©m. KÕt luËn ch−¬ng 3 1) §Ò tµi ®3 chän vËt liÖu vµ thiÕt bÞ, trang bÞ c«ng nghÖ ®Ó thùc hiÖn c¸c thÝ nghiÖm hµn næ t¹o ph«i bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15, còng nh− c¸c ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu ®¸nh gi¸ tÝnh chÊt vËt liÖu sau hµn næ; 2) §Ò tµi ®3 sö dông c¸c trang thiÕt bÞ kiÓm tra gi¸m ®Þnh mÉu kh¶o s¸t theo c¸c ®iÓm nót Quy ho¹ch thùc nghiÖm ®¸p øng ®−îc môc tiªu ®¸nh gi¸ chÊt l−îng mèi hµn phô thuéc vµo chÕ ®é hµn næ. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….74 Ch−¬ng 4. KÕt qu¶ thùc nghiÖm 4.1. hµn næ theo Quy ho¹ch thùc nghiÖm Theo tr×nh tù Quy ho¹ch thùc nghiÖm ë b−íc 1 (th¨m dß c«ng nghÖ), chóng t«i ®3 thö nghiÖm ë c¸c ®iÒu kiÖn hµn næ nh− sau: 1) Tèc ®é næ cña thuèc næ c«ng nghiÖp s½n cã t¹i C«ng ty Ho¸ chÊt 13 (Bé QP) ®¹t trung b×nh lµ D = 5.000 m/s. Nh− vËy, th«ng sè c«ng nghÖ nµy ®−îc coi nh− kh«ng ®æi, chØ cßn c¬ héi kh¶o s¸t hai th«ng sè cßn l¹i trong Quy ho¹ch thùc nghiÖm 1 (QHTN 1); 2) Th«ng sè quan träng thø nhÊt cÇn kh¶o s¸t lµ tû lÖ khèi l−îng thuèc næ sö dông so víi khèi l−îng cña èng kim lo¹i hµn, ®−îc m3 ho¸ víi ký hiÖu: X1 = r = MTN / MKLH. Trong QHTN chóng t«i thö hµn næ víi ®iÒu kiÖn sau: X1O = r1O = 1,3 (cËn d−íi); X11 = r11 = 1,5 (trung b×nh); X12 = r12 = 1,7 (cËn trªn); b−íc ®iÒu chØnh th«ng sè X1: λ1 = 0,2. 3) Th«ng sè chÝnh thø hai cÇn kh¶o s¸t lµ tû lÖ gi÷a khe hë ban ®Çu gi÷a èng thÐp ШХ15 bäc bªn ngoµi lâi thÐp 35 so víi chiÒu dµy thµnh èng thÐp ШХ15 (5 mm), ký hiÖu m3 ho¸ theo lµ X2: X2O = h20/δo = 0,05 (cËn d−íi); X21 = h21/δo = 0,08 (trung b×nh); X22 = h22/δo = 0,11 (cËn trªn); b−íc ®iÒu chØnh th«ng sè X2: λ2 = 0,03. §iÒu kiÖn TN lÇn 1 cho B¶ng 4.1÷ 4.2. B¶ng 4.1. TN lÇn 1: Th¨m dß c«ng nghÖ hµn næ bimetal thÐp 35+ thÐp ШХ15 TT Th«ng sè CN chñ yÕu Ký hiÖu B−íc biÕn thiªn Møc (−) Møc (0)* Møc (+) 1 Tû lÖ khèi l−îng thuèc næ so víi khèi l−îng tÊm kim lo¹i hµn, r X1 λ1 = 0,2 1,3 1,5 1,7 2 Tû lÖ khe hë hµn gi÷a hai líp kim lo¹i so víi chiÒu dÇy thµnh èng ngoµi, ho/δO X2 λ2 = 0,03 0,05 0,08 0,11 3 Tèc ®é næ thuèc næ, D, m/s (kh«ng ®æi) X3 λ3 = 0 5000 5000 5000 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….75 Nh− vËy, theo phÇn lý thuyÕt ®3 tr×nh bµy trong Ch−¬ng 2, QHTN 1 trong tr−êng hîp nµy cã 3 yÕu tè c«ng nghÖ næ tham gia, trong ®ã cã mét yÕu tè lµ tèc ®é næ cña thuèc næ sö dông kh«ng thay ®æi ®−îc, nªn nã trë vÒ quy ho¹ch thùc nghiÖm kiÓu N = 23. §iÒu kiÖn tiÕn hµnh c¸c thÝ nghiÖm theo Quy ho¹ch thùc nghiÖm cho ë B¶ng 4.1. ®−îc ¸p dông cho lo¹t thö nghiÖm th¨m dß c«ng nghÖ. C¸c mÉu nhËn ®−îc trong lo¹t thÝ nghiÖm nµy nh×n chung ®−îc nghiªn cøu kh¶o s¸t c¶ vÒ hiÖn tr¹ng ban ®Çu sau hµn næ, cÊu tróc tÕ vi vïng liªn kÕt kim lo¹i hai líp ®Ó rót ra c¸c nguyªn nh©n chñ yÕu vµ quan träng dÉn ®Õn sù h×nh thµnh c¸c khuyÕt tËt kh«ng hµn. KÕt qu¶ kh¶o s¸t b»ng m¾t th−êng tæng sè 09 mÉu sau hµn næ ë c¸c chÕ ®é trong thÝ nghiÖm lÇn 1 cho thÊy (H×nh 4.2): - Sè mÉu kh«ng hµn dÝnh: 03 mÉu; - Sè mÉu cã hµn dÝnh nh−ng èng thÐp bäc ngoµi bÞ nøt, vì: 02 mÉu; - Sè mÉu cã hiÖn t−îng hµn dÝnh, nh−ng kh«ng ®Òu theo toµn bé bÒ mÆt tiÕp xóc: 02 mÉu; - Sè mÉu cã sù hµn dÝnh t−¬ng ®èi tèt: 02 mÉu. B−íc thø hai tiÕp theo lµ sau khi ®3 cã kÕt qu¶ gi¸m ®Þnh mÉu lo¹t thÝ nghiÖm th¨m dß c«ng nghÖ, chóng t«i tiÕn hµnh ®iÒu chØnh hai th«ng sè hµn næ lµ r vµ hOvµ lÆp l¹i thÝ nghiÖm víi ®iÒu kiÖn TN lÇn 2 (B¶ng 4.2). B¶ng 4.2. TN lÇn 2: hiÖu chØnh c«ng nghÖ hµn næ bimetal thÐp 35+ thÐp ШХ15 TT Th«ng sè CN chñ yÕu Ký hiÖu B−íc biÕn thiªn Møc (−) Møc (0)* Møc (+) 1 Tû lÖ khèi l−îng thuèc næ so víi khèi l−îng tÊm kim lo¹i hµn, r X1 λ1 = 0,1 1,4 1,5 1,6 2 Tû lÖ gi÷a khe hë 2 líp kim lo¹i víi chiÒu dµy èng ngoµi, hO/δO X2 λ2 = 0,02 0,04 0,06 0,08 3 Tèc ®é næ thuèc næ, D, m/s (kh«ng ®æi) X3 λ3 = 0 5000 5000 5000 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….76 KÕt qu¶ kh¶o s¸t b»ng m¾t th−êng tæng sè 09 mÉu sau hµn næ ë c¸c chÕ ®é trong thÝ nghiÖm lÇn 2 sau khi ®3 cã hiÖu chØnh 2 th«ng sè c«ng nghÖ chÝnh lµ th«ng sè r vµ h, cho thÊy: sè mÉu cã hiÖn t−îng hµn dÝnh, nh−ng kh«ng ®Òu theo toµn bé bÒ mÆt tiÕp xóc: 02 mÉu; sè mÉu cã sù hµn dÝnh t−¬ng ®èi tèt: 07 mÉu. Nh− vËy, kÕt qu¶ nhËn ®−îc cho thÊy miÒn thay ®æi c¸c th«ng sè lùa chän ®Ó kh¶o s¸t lµ t−¬ng ®èi phï hîp, bÒ mÆt c¸c mÉu sau hµn næ thu nhËn ®−îc kh¸ tèt (H×nh 4.3). 4.2. Ph©n tÝch kÕt qu¶ hµn næ t¹o ph«i Bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 4.2.1. ThÝ nghiÖm th¨m dß c«ng nghÖ (QHTN 1): KÕt qu¶ thÝ nghiÖm hµn næ t¹o ph«i bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 (l« mÉu sè 1 theo QHTN 1) cho trªn H×nh 4.1 ÷ 4.2. Ph©n tÝch kÕt qu¶ quan s¸t ban ®Çu c¸c ph«i bimetal hµn næ thu nhËn ®−îc cho thÊy: 1) MÉu hµn næ víi c¸c chÕ ®é gÇn chÕ ®é “hµn mÒm”: tøc lµ mét trong c¸c th«ng sè QHTN cho ë møc cËn d−íi “−1” cïng t¸c ®éng víi th«ng sè kh¸c ë møc ®ã hoÆc lµ ë møc “O”, th× kÕt qu¶ cho thÊy mÉu cã bÒ mÆt èng thÐp ШХ15 bäc ngoµi lâi thÐp 35 lµ kh¸ tèt (MÉu sè 1, H×nh 4.2). CÊu tróc tÕ vi vïng biªn giíi liªn kÕt 2 líp cã mµng máng t¹p chÊt kh¸ dµy (H×nh 4.6). 2) MÉu hµn næ víi c¸c chÕ ®é “hµn cøng”: tøc lµ mét trong c¸c th«ng sè QHTN cho ë møc cËn trªn “+1” cïng t¸c ®éng víi th«ng sè kh¸c còng ë møc cËn trªn “+1”, th× kÕt qu¶ cho thÊy mÉu cã bÒ mÆt èng thÐp ШХ15 bäc ngoµi lâi thÐp 35 bÞ biÕn d¹ng m3nh liÖt, thËm chÝ g©y ph¸ hñy vá èng thÐp ШХ15 phÝa ngoµi (MÉu sè 4 trªn H×nh 4.2). CÊu tróc tÕ vi vïng biªn giíi 2 líp cã sãng liªn kÕt lín, ngËm nhiÒu t¹p chÊt bÈn rÊt ®Æc tr−ng cña khuyÕt tËt hµn næ (H×nh 4.10). §iÒu nµy cã thÓ ®−îc gi¶i thÝch bëi gi¶ thuyÕt sau: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….77 H×nh 4.1. MÉu èng thÐp ШХ15 vµ lâi thÐp 35 lång vµo nhau tr−íc khi hµn næ H×nh 4.2. MÉu ph«i thanh bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 thÝ nghiÖm sau hµn næ (Mét sè chÕ ®é hµn næ theo QHTN 1) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….78 + Giíi h¹n chuyÓn tõ chÕ ®é “hµn mÒm” (tÊt c¶ c¸c th«ng sè næ ®Òu ë cËn d−íi “−1”) sang “hµn phï hîp” (mét trong hai th«ng sè cho ë møc cËn d−íi “−1”, cßn th«ng sè kia cho ë møc cËn trung b×nh “O”), hoÆc trong tr−êng hîp tõ “hµn phï hîp” sang “hµn cøng” (tÊt c¶ c¸c th«ng sè næ cho ë møc cËn trªn “+1”) th× vËt liÖu líp kim lo¹i hµn ®Òu bÞ khèng chÕ bëi ®é bÒn ph¸ huû cña nã. èng thÐp ШХ15 trong tr−êng hîp nµy cã chiÒu dµy kh¸ nhá (1÷2 mm) bäc ngoµi lâi thÐp 35, khi nã chÞu t¸c ®éng cña n¨ng l−îng næ, d−íi nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt cùc cao khi næ, líp èng thÐp ШХ15 bäc ngoµi lâi thÐp 35 chØ chÞu ®−îc mét l−îng biÕn d¹ng dÎo theo h−íng kÝnh tíi h¹n nµo ®ã. NÕu øng suÊt trong b¶n th©n vËt liÖu hµn (èng thÐp ШХ15) v−ît qu¸ giíi h¹n bÒn cña nã th× sÏ bÞ ph¸ huû tr−íc tiªn do cã chiÒu dµy thµnh èng máng nh− hiÖn trªn H×nh 4.2 (MÉu sè 4); 3) Tæ hîp c¸c chÕ ®é hµn víi mét trong hai th«ng sè X1 vµ X2 ë møc cËn d−íi “−1” vµ cËn trªn “+1” hoÆc ng−îc l¹i nh×n chung còng kh«ng cho kÕt qu¶ hµn tèt. §a sè c¸c mÉu hµn næ ë c¸c tæ hîp nµy ®Òu cã ®é bÒn b¸m dÝnh thÊp h¬n c¸c chÕ ®é hµn thÝch hîp, nguyªn nh©n chñ yÕu lµ do trong ®−êng biªn giíi 2 líp cã chøa nhiÒu t¹p chÊt bÈn hoÆc c¸c khuyÕt tËt kh¸c nh− nøt tÕ vi côc bé.... §iÒu nµy chØ cã thÓ gi¶i thÝch râ nÐt h¬n b»ng c¸c nghiªn cøu cÊu tróc tÕ vi vïng l©n cËn biªn giíi liªn kÕt gi÷a hai líp èng thÐp ШХ15 vµ lâi thÐp 35 sÏ tr×nh bµy trong c¸c phÇn sau; 4) MÉu thÝ nghiÖm kh¶o s¸t cÊu tróc biªn giíi hai líp ®−îc thÓ hiÖn trªn H×nh 4.4, 4.5. C¸c th«ng tin vÒ nghiªn cøu cÊu trôc biªn giíi hai líp trªn mét sè mÉu QHTN 1 sÏ cho ta ®¸nh gi¸ tæng hîp h¬n vÒ chÊt l−îng mèi hµn ®èi víi bimetal thÐp 35 + thÐp thÐp ШХ15; 5) Do h¹n chÕ vÒ thêi gian vµ néi dung nghiªn cøu cña LuËn v¨n, trong c«ng tr×nh nµy chóng t«i chØ xin trÝch dÉn mét sè kÕt qu¶ thö ®é bÒn b¸m dÝnh hai líp bimetal thÐp 35 + thÐp thÐp ШХ15 vµ m« pháng sè b»ng phÇn mÒm STATSTICA do nhãm nghiªn cøu cña PGS.TS. Hµ Minh Hïng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….79 thùc hiÖn gÇn ®©y. VÒ nh÷ng vÊn ®Ò cã liªn quan ®Õn h−íng nghiªn cøu nµy sÏ cßn lµ h−íng më cho c¸c häc viªn cao häc kh¸c tiÕp tôc cïng nhãm nghiªn cøu t¹i ViÖn Nghiªn cøu C¬ khÝ thùc hiÖn ®èi víi cÆp vÆt liÖu trªn vµ më réng cho c¸c cÆp vËt liÖu hµn næ kh¸c. 4.2.2. ThÝ nghiÖm lÆp hiÖu chØnh c«ng nghÖ (QHTN 2): §Ò tµi ®3 lµm thªm mét sè thÝ nghiÖm lÆp ë c¸c chÕ ®é cã hiÖu chØnh c«ng nghÖ. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm hµn næ t¹o ph«i bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 theo QHTN 2 (hiÖu chØnh c«ng nghÖ) ®−îc cho trªn H×nh 4.3, cßn mÉu kh¶o s¸t cÊu tróc tÕ vi c¾t tõ nh÷ng ph«i bimetal nhËn ®−îc trong l« thÝ nghiÖm nµy cho trªn H×nh 4.4. 1) 2) 3) 4) 5) H×nh 4.3. MÉu ph«i thanh bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 sau hµn næ ë mét sè chÕ ®é QHTN 2 (hiÖu chØnh c«ng nghÖ): 1) - ”hµn mÒm”; 2) & 3) & 4) – hµn trªn møc trung b×nh (cËn d−íi cña ”hµn cøng”; 5)- ”hµn phï hîp” – møc” O”. Ph©n tÝch kÕt qu¶ thu nhËn ®−îc trªn H×nh 4.3 cho thÊy: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….80 1) MÉu hµn næ víi c¸c chÕ ®é “hµn mÒm”: tøc lµ mét trong c¸c th«ng sè QHTN 2 ë møc cËn d−íi cïng t¸c ®éng víi th«ng sè kh¸c ë møc cËn trªn (hoÆc lµ c¸c th«ng sè ®ã cïng ë møc “ O ” - gi¸ trÞ trung b×nh) cho thÊy mÉu cã bÒ mÆt èng thÐp ШХ15 bäc ngoµi lâi thÐp 35 bÞ biÕn d¹ng rÊt Ýt, kh¶ n¨ng b¸m dÝnh thÊp (MÉu sè 1 trªn H×nh 4.3); 2) MÉu hµn næ víi c¸c chÕ ®é “cËn d−íi cña hµn cøng”: tøc lµ mét trong c¸c th«ng sè QHTN 2 ë møc cËn d−íi cïng t¸c ®éng víi th«ng sè kh¸c ë møc cËn trªn (“hµn trung b×nh”), hoÆc lµ c¶ hai th«ng sè ®ã cïng t¸c dông víi nhau ë møc trung b×nh, tøc ë møc chuÈn “ O “). KÕt qu¶ cho thÊy c¸c mÉu nµy cã bÒ mÆt èng thÐp ШХ15 bäc ngoµi lâi thÐp 35 bÞ biÕn d¹ng kh¸ lín, nh−ng ch−a tíi møc bÞ ph¸ hñy (MÉu sè 2; 3 & 4 trªn H×nh 4.3); 3) So s¸nh víi c¸c mÉu bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 hµn næ ë chÕ ®é sau hiÖu chØnh c«ng nghÖ cã xu h−íng b¸m dÝnh tèt h¬n so víi chÕ ®é th¨m dß c«ng nghÖ. §iÒu nµy cã thÓ ®−îc gi¶i thÝch bëi gi¶ thuyÕt cho r»ng chÕ ®é hµn sau hiÖu chØnh c«ng nghÖ lµ hîp lý h¬n lùa chän ban ®Çu. Trong ®iÒu kiÖn bÞ nÐn Ðp theo h−íng kÝnh vµo bªn trong lâi thÐp 35 (nÐn hai chiÒu), vµ cã biÕn d¹ng gi3n dµi ®¸ng kÓ theo chiÒu t©m trôc cña èng, vËt liÖu thÐp ШХ15 chÞu ®−îc ¸p suÊt do khÝ ch¸y næ g©y ra rÊt cao vµ do vËy, ë cïng mét chÕ ®é hµn næ víi khèi l−îng thuèc næ nh− nhau th× khi khe hë gi÷a èng thÐp ШХ15 vµ lâi thÐp 35 t¹i møc thÊp (cËn d−íi - møc “–1”) sÏ ®¶m b¶o cã kh¶ n¨ng bÞ ph¸ huû cña èng thÐp ШХ15 thÊp h¬n so víi chÕ ®é næ víi khe hë t¹i møc cao (cËn trªn – møc “+1”). 4.3. kh¶o s¸t CÊu tróc tÕ vi biªn giíi hai líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 sau hµn næ: CÊu tróc tÕ vi vïng l©n cËn biªn giíi liªn kÕt hai líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 trªn c¸c mÉu sau hµn næ t¹i mét sè ®iÓm nót QHTN 1 ®−îc thùc hiÖn trªn c¸c mÉu thÝ nghiÖm c¾t däc h−íng næ (mÉu sè 1.1; 2.2; 3.1 vµ 4.1) cho trªn H×nh 4.4, cßn trong QHTN 2 lµ c¸c mÉu sè: 5.1; 6.1; 7.1 (l« sè 1); 1.2; 2.2; 3.2 (l« sè 2) vµ 5.2; 6.2; 7.2 vµ 8.2 (l« sè 3) –H×nh 4.5. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….81 H×nh 4.4. MÉu kh¶o s¸t cÊu tróc biªn giíi 2 líp c¾t tõ ph«i bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 sau hµn næ (QHTN 1) H×nh 4.5. MÉu kh¶o s¸t cÊu tróc biªn giíi 2 líp c¾t tõ c¸c ph«i bimetal thÐp 35+thÐp ШХ15 sau hµn næ (QHTN 2- cã hiÖu chØnh c«ng nghÖ) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….82 KÕt qu¶ kh¶o s¸t cÊu tróc tÕ vi vïng liªn kÕt líp hµn víi líp nÒn trªn hai lo¹t mÉu thÝ nghiÖm bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 sau hµn næ ë c¸c chÕ ®é Quy ho¹ch thùc nghiÖm th¨m dß c«ng nghÖ (QHTN 1) ®−îc thÓ hiÖn trªn c¸c H×nh 4.6 ÷ 4.10 cho thÊy biªn giíi liªn kÕt hai líp kim lo¹i hµn ch−a thËt tèt v× cßn cã mét vµi khuyÕt tËt nh−: líp mµng máng ngËm chÊt bÈn, «xit.. víi chiÒu dµy cña nã kh¸c nhau tuú thuéc vµo chÕ ®é hµn næ. Tuy nhiªn, ®3 cã nhiÒu mÉu ®¹t ®−îc liªn kÕt kim lo¹i kh«ng cßn ngËm khuyÕt tËt bÈn trong mèi hµn, ®¶m b¶o chÊt l−îng b¸m dÝnh cao (H×nh 4.6; 4.7; 4.9; 4.10); Trªn c¸c H×nh 4.12 ÷ 4.15 lµ ¶nh chôp biªn giíi liªn kÕt hai líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 sau hµn næ t¹i mét sè ®iÓm nót QHTN 2 cã hiÖu chØnh c«ng nghÖ, kh«ng cã hiÖn t−îng ngËm khuyÕt tËt bÈn, ®¶m b¶o ®é bÒn b¸m dÝnh hai líp tèt (H×nh 4.13; 4.14; 4.15), tuy nhiªn cßn cã mÉu cã khuyÕt tËt ngËm bÈn (H×nh 4.11; 4.12). ↑ ← ↓ Líp thÐp ШХ15 Biªn giíi 2 líp Líp thÐp 35 H×nh 4.6. ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 (x 200, MÉu sè 1.1 QHTN1): ChÕ ®é“hµn mÒm”: mµng t¹p chÊt ®Æc tr−ng hµn næ kh¸ lín mµ nguyªn nh©n chñ yÕu lµm gi¶m ®é bÒn b¸m dÝnh 2 líp rÊt ®¸ng kÓ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….83 ↑ ← ↓ Líp thÐp ШХ15 Biªn giíi 2 líp Líp thÐp 35 H×nh 4.7. ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 (x 200, MÉu sè 2.2 QHTN1): ChÕ ®é “cËn trªn hµn mÒm”: mµng t¹p chÊt ®Æc tr−ng hµn næ kh¸ lín, lµ nguyªn nh©n chñ yÕu lµm gi¶m ®é bÒn b¸m dÝnh 2 líp ®¸ng kÓ ↑ ← ↓ Líp thÐp ШХ15 Biªn giíi 2 líp Líp thÐp 35 H×nh 4.8. ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 (x 500, MÉu sè 3.1 QHTN1): ChÕ ®é “hµn trung b×nh”: ®j cã liªn kÕt kim lo¹i ®Æc tr−ng hµn næ víi biªn ®é sãng liªn kÕt nhá, ngËm Ýt t¹p chÊt bÈn Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….84 ↑ ← ↓ Líp thÐp ШХ15 Biªn giíi 2 líp Líp thÐp 35 H×nh 4.9. ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 (x 500, MÉu sè 4.1 QHTN1): ChÕ ®é “hµn trªn trung b×nh” ( møc “O” cña r vµ h): cã liªn kÕt kim lo¹i gi÷a 2 líp côc bé, ngËm t¹p chÊt bÈn ↑ ← ↓ Líp thÐp ШХ15 Biªn giíi 2 líp Líp thÐp 35 H×nh 4.10. ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 (x 200, MÉu sè 5.1 QHTN1): ChÕ ®é “hµn cøng” (víi hai møc “+1” cña th«ng sè r vµ h): liªn kÕt kim lo¹i gi÷a 2 líp cã d¹ng ®Æc tr−ng: b−íc vµ biªn ®é sãng lín, ngËm bÈn nhiÒu Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….85 ↑ ← ↓ Líp thÐp ШХ15 Biªn giíi 2 líp Líp thÐp 35 H×nh 4.11. ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 (x 200, MÉu sè 1.2 QHTN 2): ChÕ ®é“hµn mÒm”: mµng t¹p chÊt gi¶m ®¸ng kÓ so víi chÕ ®é hµn mÒm theo QHTN 1 ↑ ← ↓ Líp thÐp ШХ15 Biªn giíi 2 líp Líp thÐp 35 H×nh 4.12. ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 (x 200, MÉu sè 5.2 QHTN 2): ChÕ ®é “cËn trªn hµn mÒm” (víi møc “+1” cña th«ng sè h vµ møc “− 1” cña th«ng sè r): liªn kÕt kim lo¹i gi÷a 2 líp gÇn víi QHTN 1, ngËm bÈn t¹p chÊt t−¬ng ®èi Ýt Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….86 ↑ ← ↓ Líp thÐp ШХ15 Biªn giíi 2 líp Líp thÐp 35 H×nh 4.13. ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 (x 200, MÉu sè 6.2 QHTN 2): ChÕ ®é “hµn trung b×nh” (víi hai møc “O” cña th«ng sè r vµ h): liªn kÕt kim lo¹i gi÷a 2 líp kh¸ tèt, kh«ng ngËm bÈn t¹p chÊt ↑ ← ↓ Líp thÐp ШХ15 Biªn giíi 2 líp Líp thÐp 35 H×nh 4.14. ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 (x 200, MÉu sè 7.2 QHTN 2): ChÕ ®é “hµn trªn trung b×nh” ( møc “O” cña th«ng sè h vµ møc “+1” cña th«ng sè r): liªn kÕt kim lo¹i gi÷a 2 líp rÊt tèt, kh«ng ngËm khuyÕt tËt bÈn Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….87 ↑ ← ↓ Líp thÐp ШХ15 Biªn giíi 2 líp Líp thÐp 35 H×nh 4.15. ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 (x 200, MÉu sè 8.2 QHTN 2): ChÕ ®é “hµn cøng” (víi hai møc “+1” cña th«ng sè r vµ h): liªn kÕt kim lo¹i gi÷a 2 líp kh¸ tèt, víi b−íc sãng vµ biªn ®é sãng liªn kÕt kh¸ lín ← ↑ → Líp thÐp ШХ15 Biªn giíi 2 líp Líp thÐp 35 H×nh 4.16. ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng l©n cËn biªn giíi líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 (x 200, MÉu sè 7.2 QHTN 2): ChÕ ®é “hµn trung b×nh” (víi hai møc “0” cña th«ng sè r vµ h): liªn kÕt 2 líp kim lo¹i tèt, víi b−íc sãng vµ biªn ®é sãng liªn kÕt trung b×nh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….88 4.4. Th¶o luËn khoa häc 4.4.1. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm th¨m dß c«ng nghÖ (QHTN 1): Ph©n tÝch c¸c kÕt qu¶ quan s¸t hiÖn tr¹ng mÉu sau hµn næ theo QHTN th¨m dß c«ng nghÖ vµ c¸c ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi trªn cho thÊy: 1) Trªn mét sè ¶nh chôp cÊu tróc vïng liªn kÕt hai líp cho trªn c¸c H×nh 4.6 ÷ 4.15 cho thÊy: ë chÕ ®é hµn næ qu¸ thÊp (cËn d−íi cña “hµn mÒm” thÊy râ liªn kÕt kim lo¹i gi÷a hai líp xuÊt hiÖn líp mµng máng ngËm t¹p chÊt ®Æc tr−ng trong mèi hµn næ bimetal nãi chung lµm gi¶m ®é bÒn b¸m dÝnh (H×nh 4.5 ÷ 4.7; 4.10). 2) ë chÕ ®é hµn cao trªn møc trung b×nh, ®Æc biÖt lµ trong tr−êng hîp chÕ ®é hµn qu¸ cao (cËn trªn cña “hµn cøng”) th× liªn kÕt kim lo¹i cã nhiÒu khuyÕt tËt hoÆc lµ bÞ ph¸ huû côc bé (H×nh 4.9; 4.10). §iÒu nµy rÊt phï hîp víi c¸c nghiªn cøu lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm cña nhiÒu t¸c gi¶ ngoµi n−íc ®èi víi bimetal thÐp + thÐp (hîp kim ®ång) [2- 5]; 4.4.2. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm sau hiÖu chØnh c«ng nghÖ (QHTN 2): C¸c khuyÕt tËt cÊu tróc hµn víi t¹p chÊt mµng máng” nh− trªn c¸c H×nh 4.6 ÷ 4.12 cña mÉu bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 thÝ nghiÖm theo QHTN 1 vµ QHTN 2 mang ®Æc tÝnh t−¬ng tù nh− ®èi víi mét sè lo¹i bimetal thÐp + thÐp, bimetal thÐp c¸c bon + ®ång vµ hîp kim ®ång. Tuy nhiªn, møc ®é khuyÕt tËt cã thÓ ®¹t ®−îc ë møc thÊp h¬n. §iÒu nµy cho thÊy kh¶ n¨ng t¹o liªn kÕt kim lo¹i gi÷a hai líp vËt liÖu thÐp 35 vµ èng thÐp ШХ15 phô thuéc kh¸ râ nÐt vµo th«ng sè khèi l−îng thuèc næ vµ khe hë gi÷a chóng tr−íc khi hµn næ: 1) ChÊt l−îng b¸m dÝnh cña hai líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 cã thÓ ®−îc ®¸nh gi¸ lµ kh¸ cao, v× nh− thÓ hiÖn trªn c¸c ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi vïng l©n cËn biªn giíi liªn kÕt líp phñ b»ng èng thÐp ШХ15 víi lâi thÐp 35 (H×nh 4.13; 4.14; 4.15) cho thÊy ®−êng ph©n c¸ch hai líp rÊt “s¹ch”, kh«ng ngËm xØ hoÆc c¸c khuyÕt tËt cÊu tróc kh¸c t−¬ng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….89 tù nh− biªn giíi hµn næ [2]. ChÊt l−îng ®¸nh gi¸ theo tÝnh n¨ng tæ hîp cña bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 sau hµn næ sau hiÖu chØnh c«ng nghÖ lµ tèt, nhiÒu mÉu ta nhËn thÊy rÊt râ biªn giíi liªn kÕt kim lo¹i cña hai líp hoµn toµn kh«ng cã khuyÕt tËt nµo (H×nh 4.14; 4.15). C¸c chÕ ®é hµn næ trong ph¹m vi nµy lµ cã thÓ chÊp nhËn ®−îc; 2) Trªn H×nh 4.16 lµ ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi líp thÐp 35 cã c¸c vÕt Ên khi ®o ®é cøng tÕ vi t¹i vïng gÇn biªn giíi liªn kÕt, phãng ®¹i ë møc x200. Ph©n tÝch ¶nh cÊu tróc nµy cho thÊy kim lo¹i t¹i phÇn lâi thÐp nÒn hÇu nh− kh«ng bÞ biÕn d¹ng dÎo. §iÒu nµy ®−îc gi¶i thÝch bëi khi chÞu t¸c ®éng nhiÒu cña biÕn d¹ng do n¨ng l−îng næ, víi chÕ ®é næ trong ph¹m vi t¹o ra liªn kÕt hai líp, th× chñ yÕu lµ líp kim lo¹i vá èng thÐp ШХ15 ngoµi bÞ biÕn d¹ng theo h−íng kÝnh vµ hµn chÆt víi lâi thÐp 35. T¹i vïng l©n cËn víi biªn giíi tiÕp xóc hai líp cã biÕn d¹ng dÎo do va ®Ëp cña ®iÓm tiÕp xóc chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn theo h−íng næ th× cã sù biÕn d¹ng dÎo cña c¶ hai líp kim lo¹i hµn (®iÒu kiÖn t¹o ra liªn kÕt kim lo¹i gi÷a hai líp ®ã). 3) C¸c chÕ ®é hµn næ sau hiÖu chØnh c«ng nghÖ nh×n chung ®¸p øng ®−îc møc chÊt l−îng liªn kÕt kim lo¹i gi÷a hai líp t−¬ng ®èi tèt. Tuy nhiªn do thêi gian vµ kinh phÝ thùc hiÖn h¹n hÑp nªn ®©y vÉn cßn lµ vÊn ®Ò më cho c¸c häc viªn kh¸c tiÕp tôc nghiªn cøu ph¸t triÓn theo h−íng c«ng nghÖ nµy. 4.5. M« pháng sè hµm môc tiªu ®é bÒn b¸m dÝnh hai líp b»ng phÇn mÒm STATISTICA: Trªn H×nh 4.17 thÓ hiÖn ¶nh ®å m« pháng ®é bÒn b¸m dÝnh líp nÒn thÐp 35 víi líp phñ èng thÐp ШХ15 nhËn ®−îc b»ng phÇn mÒm STATISTICA, do nhãm nghiªn cøu thùc hiÖn t¹i ViÖn Nghiªn cøu C¬ khÝ. C¸c mÉu thö b¸m dÝnh ®Òu ®−îc c¾t tõ ph«i bimetal hµn næ t−¬ng øng víi mÉu kh¶o s¸t cÊu tróc tÕ vi biªn giíi 2 líp kim lo¹i. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….90 Trong ph¹m vi LuËn v¨n cao häc nµy, t¸c gi¶ ®Æt träng t©m vµo viÖc kh¶o s¸t cÊu tróc biªn giíi nh− ®3 tr×nh bµy ë phÇn trªn. §−îc sù ®ång ý cña PGS.TS. Hµ Minh Hïng, t¸c gi¶ LuËn v¨n ®−îc sö dông c¸c sè liÖu thÝ nghiÖm ph¸ huû c¸c l« mÉu thÝ nghiÖm bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 hµn næ ®Ó tÝnh to¸n m« pháng sù phô thuéc cña hµm môc tiªu chÊt l−îng lµ ®é bÒn b¸m dÝnh 2 líp kim lo¹i nÒn (thÐp 35) vµ kim lo¹i hµn (thÐp ШХ15). Tõ H×nh 4.17 nhËn thÊy: ®é bÒn b¸m dÝnh 2 líp bimetal t¨ng khi t¨ng c¸c th«ng sè hµn næ r vµ h tõ cËn d−íi ®Õn gi¸ trÞ v−ît qua c¸c nót Quy ho¹ch ë ®iÓm trung b×nh, cßn sau ®ã nÕu tiÕp tôc t¨ng r vµ h th× ®é bÒn b¸m dÝnh l¹i gi¶m. §iÒu nµy ®−îc gi¶i thÝch do c¸c t¹p chÊt cã trong vïng biªn giíi liªn kÕt 2 líp kim lo¹i hµn næ nh− kÕt qu¶ kh¶o s¸t cÊu tróc ë phÇn trªn ®3 lµm gi¶m ®¸ng kÓ ®é b¸m dÝnh 2 líp. H×nh 4.17. ¶nh ®å ®é bÒn b¸m dÝnh 2 líp bimetal hµn næ thÐp 35 + thÐp ШХ15 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….91 KÕt luËn Ch−¬ng 4: Ph©n tÝch kÕt qu¶ trªn c¸c ¶nh ®å m« pháng vµ c¬ tÝnh, cÊu tróc tÕ vi nhËn ®−îc trªn ®©y cho thÊy: 1) KÕt qu¶ thùc nghiÖm thu nhËn ®−îc gãp phÇn hoµn thiÖn c«ng nghÖ hµn b»ng n¨ng l−îng næ ®èi víi c¸c lo¹i vËt liÖu bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 (d¹ng èng) lµm tiÒn ®Ò cho nh÷ng nghiªn cøu s©u h¬n vÒ ¶nh h−ëng tæ hîp cña c¸c th«ng sè hµn næ chÝnh ®Õn tÝnh chÊt cña chóng; 2) ChÊt l−îng b¸m dÝnh hai líp kim lo¹i hµn næ bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 cã xu h−íng t¨ng khi t¨ng c¸c th«ng sè r = mTN/mKLH, h = hO/δO. NÕu tiÕp tôc t¨ng chÕ ®é hµn trong ph¹m vi cËn trªn “hµn cøng” th× chÊt l−îng b¸m dÝnh hai líp kim lo¹i hµn gi¶m rÊt ®¸ng kÓ do cã nhiÒu t¹p chÊt hoÆc bÞ ph¸ huû hoµn toµn; 3) Cã thÓ chØ ®Þnh vïng c¸c chÕ ®é hµn hîp lý ®¶m b¶o cho chÊt l−îng b¸m dÝnh hai líp bimetal thÐp 35 + thÐp ШХ15 lµ: D = 5.000 m/s ; r = 1,5 ± 0,1; h = 0,2 ± 0,01. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….92 KÕt luËn Chung LuËn v¨n §Ò tµi LuËn v¨n nµy ®3 hoµn thµnh ®−îc c¸c néi dung c¬ b¶n b¸m s¸t môc tiªu ®Ò ra ban ®Çu. 1) §3 tr×nh bµy Tæng quan c¬ së lý thuyÕt vÒ c«ng nghÖ hµn næ, c¸c ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ tÝnh chÊt mèi hµn gi÷a hai líp kim lo¹i hµn, ph−¬ng ph¸p tiÕp cËn lý thuyÕt vÒ m« h×nh ho¸ qu¸ tr×nh c«ng nghÖ b»ng ph−¬ng ph¸p chän th«ng sè ngÉu nhiªn, xö lý sè liÖu thèng kª thùc nghiÖm vµ thùc hiÖn c¸c nghiªn cøu thùc nghiÖm theo Quy ho¹ch thùc nghiÖm; 2) §3 tr×nh bµy vËt liÖu, thiÕt bÞ thÝ nghiÖm hiÖn cã ë ViÖt Nam, ph−¬ng ph¸p luËn tiÕn hµnh nghiªn cøu kh¶o s¸t mÉu thÝ nghiÖm hµn næ vµ tæng kÕt c¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm thu nhËn ®−îc trong qu¸ tr×nh tham gia mét sè ®Ò tµi NCKH cña t¸c gi¶ LuËn v¨n cïng víi nhãm nghiªn cøu vÒ c«ng nghÖ hµn næ do PGS.TS. Hµ Minh Hïng l3nh ®¹o; 3) §3 ph©n tÝch vµ th¶o luËn c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu thùc nghiÖm thu nhËn ®−îc ®èi víi hai lo¹i bimetal hµn næ thÐp 35 + thÐp thÐp ШХ15. Tõ ®ã rót ra kÕt luËn khoa häc vÒ giíi h¹n vïng hµn næ phï hîp ®¶m b¶o chÊt l−îng mèi hµn kim lo¹i hai líp cña chóng tèt nhÊt, h¹n chÕ c¸c khuyÕt tËt ®Æc tr−ng cña c«ng nghÖ hµn næ g©y ¶nh h−ëng xÊu ®Õn kh¶ n¨ng sö dông trªn c¸c chi tiÕt m¸y trong qu¸ tr×nh sö dông. ChÕ ®é hµn næ thÝch hîp ®èi víi bimetal nãi trªn ®−îc khuyÕn c¸o trong phÇn kÕt luËn cña Ch−¬ng 4; 4) §3 x©y dùng ®−îc ¶nh ®å m« pháng ®é bÒn b¸m dÝnh hai líp ®èi víi bimetal hµn næ thÐp 35 + thÐp ШХ15 vµ minh chøng c¸c luËn cø khoa häc trong môc th¶o luËn lµ phï hîp víi c¬ së lý thuyÕt hµn næ nãi chung ®3 ®−îc t¸c gi¶ LuËn v¨n tr×nh bµy trong Ch−¬ng 1; 5) V× thêi gian h¹n chÕ, ®Ò tµi LuËn v¨n cßn cã nhiÒu khiÕm khuyÕt, t¸c gi¶ xin ®−îc ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c ý kiÐn ®ãng gãp cña Héi ®ång ®Ó hoµn thiÖn trong qu¸ tr×nh nghiªn cøu sau nµy. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….93 Tµi liÖu tham kh¶o TiÕng ViÖt: [1]. Hµ Minh Hïng vµ c¸c t¸c gi¶ (1999), Mét sè c«ng nghÖ tiªn tiÕn t¹o vËt liÖu hîp kim nhiÒu líp lµm b¹c tr−ît ®j ®−îc nghiªn cøu ¸p dông thö ë ViÖt Nam, T¹p chÝ C«ng nghiÖp ViÖt Nam, sè 13/1999, trang 31- 34; [2]. Hµ Minh Hïng vµ c¸c t¸c gi¶ (2002), Nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña biÕn d¹ng dÎo ®Õn tÝnh chÊt Bimetal thÐp + hîp kim ®ång thiªu kÕt, T¹p chÝ C¬ khÝ ViÖt Nam, sè 68/11-2002, trang 32-35; [3]. Hµ Minh Hïng, Ph¹m V¨n QuÕ, Lª Thuþ Anh (2002), Tãm l−îc c¸c s¸ng chÕ hµn næ hîp kim nhiÒu líp, T¹p chÝ C¬ khÝ ViÖt Nam, sè 66/10-2002, trang 24-26; [4]. Hµ Minh Hïng, Ph¹m V¨n QuÕ, (2002), Nghiªn cøu lý thuyÕt hµn èng kim lo¹i b»ng n¨ng l−îng næ, T¹p chÝ C¬ khÝ ViÖt Nam, sè: 56+57 th¸ng 1+2/2002, trang 33-34. [5]. Hµ Minh Hïng, (2003), Hµn b»ng n¨ng l−îng næ, NXB Khoa häc & Kü thuËt, Hµ Néi; [6]. Hµ Minh Hïng vµ c¸c t¸c gi¶ (2003), Nghiªn cøu ®Æc tÝnh biÕn d¹ng cña liªn kÕt thÐp + hîp kim ®ång cña Bimetal hµn næ trong qu¸ tr×nh c¸n, T¹p chÝ C¬ khÝ ViÖt Nam, sè 72/2003, trang 29-31; [7]. Hµ Minh Hïng, Ph¹m V¨n QuÕ, NguyÔn H÷u BÝnh (2005), Ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ tÝnh chÊt vËt liÖu bimetal hµn næ sö dông trong chÕ t¹o m¸y theo ®Æc tÝnh cÊu tróc vµ t¹p chÊt r¾n, T¹p chÝ C¬ khÝ ViÖt Nam, sè103/10-2005, trang 45-48; [8]. Hµ Minh Hïng (2006), B¸o c¸o tæng kÕt khoa häc kü thuËt ®Ò tµi cÊp Nhµ n−íc mj sè KC06.13.CN, ViÖn Nghiªn cøu C¬ khÝ, Hµ Néi, 300 trang; [9]. Hµ Minh Hïng, Ph¹m V¨n QuÕ, NguyÔn H÷u BÝnh (2007), §¸nh gi¸ tÝnh chÊt vËt liÖu bimetal hµn næ theo c¸c tr¹ng th¸i øng suÊt, ®é bÒn côc bé vµ kiÓm tra kh«ng ph¸ huû, Kû yÕu 45 n¨m thµnh lËp ViÖn Nghiªn cøu C¬ khÝ, Hµ Néi; [10]. TrÇn V¨n §Þch (2004), Nghiªn cøu ®é chÝnh x¸c gia c«ng b»ng thùc nghiÖm. NXB Khoa häc vµ kü thuËt; Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….94 TiÕng Nga: [11] Hµ Minh Hïng (1991), LuËn ¸n TSKT: “Thµnh lËp vµ øng dông c«ng nghÖ hµn næ t¹o vËt liÖu compozÝt chÞu mßn thÐp – hîp kim ®ång nhiÒu líp lµm b¹c tr−ît”, Tr−êng §¹i häc ThÐp vµ Hîp kim Matxc¬va, Matxc¬va, 287 trang; [12]. Ju. A. K«n«n. Svarka Vzr−vom (1987), “Svarka Vzr−vom”, NXB “Chi«rnajia Metallurgia”, Matxc¬va; [13]. Solonhin I. C. (1960) “Matiematicheskaja Statistica v Technology Machinostroenhia”, NXB “Gos. Nauchno-Technichoe Izdatelstvo Machinostroitelnoi Literatur−, Matxc¬va – Sverlovsk; TiÕng Anh: [14]. G.W. Rowe, C.E.N. Sturgess, P.Hartley, I. Pilinger, Finite -Element Plasticity and Metalforming Analysis, Cambridge University Press. [15]. Luisa Costa Sousa & Jose Cesar de Sa (1992), Finite element modeling of thermo-mechanical forming processes using a mixed method, Procedings 4th International Coference on Numerical Methods in Industrial Forming Processes; [16]. B.Avitzur (1986), Metalforming Processes and Analys, Mc GRAW- HILL. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật………………………….95 Phô lôc luËn v¨n ._.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfCH2096.pdf
Tài liệu liên quan