Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu và tối ưu hóa thành phần thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ trung bình - NCS Phạm Thanh Lưu


Ngày đăng: 17/05/2019
Tên luận án: Nghiên cứu và tối ưu hóa thành phần thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ trung bình
Ngành:  Kỹ thuật cơ khí                                   Mã số: 9520103
Nghiên cứu sinh: Phạm Thanh Lưu
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Vũ Huy Lân
2. TS. Hà Xuân Hùng
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
                        TÓM TẮT KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN
Luận án đã nghiên cứu và tối ưu hóa thành phần thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ trung bình F7A4 - BK theo tiêu chuẩn AWS A5.17-80. Kết quả nghiên cứu cho phép rút ra các điểm chủ yếu sau đây:
            - Lựa chọn được nền tạo xỉ hợp lý, sử dụng nhiều nguyên liệu trong nước, cụ thể đã chọn nền tạo xỉ dưới đây:
                         MgO – Al2O3 – CaF2 – TiO2            
Với tỷ lệ các nhóm chất tìm được giá trị chỉ số bazơtrong phạm vi hệ bazơ trung bình, đáp ứng yêu cầu.
- Ứng dụng quy hoạch thực nghiệm xây dựng được phương trình hồi qui phản ánh sự ảnh hưởng của các chất tạo xỉ chủ yếu của mẻ liệu thuốc hàn (MgO, Al2O3, CaF2, TiO2) đến các đặc tính công nghệ hàn của thuốc hàn là chiều dài hồ quang tới hạn, có độ tương thích cao với hệ số tương quan R2 = 0,731.
            - Từ phương trình hồi quy đã mô tả được đặc trưng ảnh hưởng ở dạng 2D và 3D của MgO, Al2O3, CaF2, TiO2 đến chiều dài hồ quang tới hạn, các kết quả nghiên cứu này có tính mới, bổ sung số lý thuyết về vật liệu hàn. 
- Nền tạo xỉ thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ trung bình F7A4-BK đã sử dụng MgO thay thế cho CaO (đưa vào ở dạng CaCO3) kết hợp với các chất Al2O3, CaF2, TiO2với tỷ lệ hợp lý có các đặc tính công nghệ tốt, quá trình hàn ổn định, tạo dáng mối hàn đẹp, xỉ hàn tự bong. Đây là điểm mới về lựa chọn loại nền tạo xỉ hàn cho mẻ liệu thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ trung bình.
- Xây dựng được quy luật dịch chuyển của các nguyên tố hợp kim Mn, Si từ thuốc hàn vào kim loại mối hàn trong hệ xỉ bazơ trung bình. Trên cơ sở đó xác định được tỷ lệ các Fe-Mn và Fe-Si đưa vào mẻ liệu thuốc hàn đảm bảo thành phần hóa học kim loại mối hàn đáp ứng các chỉ tiêu cơ tính của kim loại mối hàn.
- Xây dựng được quy luật ảnh hưởng của hàm lượng huỳnh thạch và các thông số chế độ sấy thiêu kết thuốc hàn hệ xỉ bazơ trung bình đến lượng hiđrô trong mối hàn. Trên cơ sở đó đã xác định được giá trị các thông số chế độ sấy thiêu kết thuốc hàn là: nhiệt độ sấy 755°C, thời gian sấy 103 phútcho lượng hiđrô trong mối hàn là 3,36 cm3/100gnhỏ hơn yêu cầu là 4 cm3/100g kim loại đắp.
- Đã đề xuất được sơ đồ thuật toán tối ưu thành phần mẻ liệu thuốc hàn theo các mô đun cho phép giảm số lượng thí nghiệm và chi phí thí nghiệm. Trên cơ sở giải bài toán tối ưu đã xác định được tỷ lệ hợp lý các chất trong thành phần mẻ liệu thuốc hàn F7A4-BK đáp ứng tốt các chỉ tiêu đề ra.
- Thành phần mẻ liệu thuốc hàn với tỷ lệ các chất tối ưu cùng với các chất còn lại được giữ cố định như bảng dưới đây đã được chế tạo và hàn thử nghiệm với dây hàn EM12K.
Thành phần mẻ liệu thuốc hàn tối ưu, %
MgO Al2O3 CaF2 TiO2 Fe-Mn Fe-Si Còn lại
24,9 23,6 12 19,5 5 1 14,0
 
Các chất còn lại gồm: 6% bột đá vôi (CaCO3), 6% trường thạch, 2% cao lanh và khoảng 12-14g nước thủy tinh kali khô cho 100g mẻ liệu.
- Số liệu kiểm tra các chỉ  tiêu về tính công nghệ, lượng hiđrô, thành phần hóa học hóa học kim loại mối hàn và các chỉ tiêu cơ tính của kim loại mối hàn đáp ứng yêu cầu của cặp thuốc hàn F7A4-EM12K.
- Các kết quả và phương pháp nghiên cứu trong luận án này có ý nghĩa quan trọng bổ sung về lý thuyết và thực tiễn trong lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất vật liệu hàn.

Pham Thanh Luu.rar
Chia sẻ bài viết lên facebook