NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ QUÁ TRÌNH HÀN LIÊN KẾT GIÁP MỐI SUS304 TỚI KÍCH THƯỚC VÙNG ẢNH HƯỞNG NHIỆT BẰNG CÔNG NGHỆ GTAW
DOI:
https://doi.org/10.62985/j.huit_ojs.vol26.no1E.351Từ khóa:
GTAW, dòng điện hàn, tốc độ hàn, chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt.Tóm tắt
Hàn hồ quang vonfram khí (Gas Tungsten Arc Welding – GTAW) là một quá trình hàn sử dụng hồ quang giữa điện cực vonfram không tiêu hao và chi tiết hàn để thiết lập một bể hàn. Quá trình này được sử dụng với khí bảo vệ và không cần áp suất, và có thể được sử dụng có hoặc không có thêm kim loại phụ. Do chất lượng cao của mối hàn được tạo ra bằng phương pháp hàn hồ quang vonfram khí nên quá trình này đã trở thành một công cụ không thể thiếu đối với nhiều nhà sản xuất, bao gồm cả những nhà sản xuất trong ngành hàng không vũ trụ, hạt nhân, hàng hải, hóa dầu và chất bán dẫn, v.v. Trong nghiên cứu này, các thông số chính của quá trình hàn gồm dòng điện hàn I (A), điện áp hàn U (V) và tốc độ hàn v (mm/s) được lựa chọn dựa trên yêu cầu thực tế khi nghiên cứu ảnh hưởng của chúng tới kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt (Heat Affected Zone – HAZ) khi hàn liên kết giáp mối SUS304 bằng công nghệ GTAW. Qua nghiên cứu thực nghiệm và quy hoạch thực nghiệm đã có kết quả về thông số chỉ tiêu đầu ra là chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) đạt giá trị nhỏ nhất Ymin = 0.6250 mm. Từ đó, xác định được bộ thông số tối ưu cho quá trình hàn liên kết giáp mối SUS304 bằng công nghệ GTAW như sau: dòng điện hàn I = 108.42 A; điện áp hàn U = 14.977 V và tốc độ hàn v = 3.1704 mm/s.
Tài liệu tham khảo
[1] Edward R. Bohnartand the Miller Staff, Guidelines for Gas Tungsten Arc Welding (GTAW), Miller Electric, 2005.
[2] Naval Education and Training Professional Development and Technology Center, Navy Steelworker: Volume 1. NAVEDTRA 14250, 2013.
[3] American Welding Society, Welding handbook Ninth Edition, vol. 2. 550 N.W. LeJeune Road Miami, FL 33126, 2004.
[4] Matsunawa A, Yokoya S, Asako Y. “Convection in weld pool and its effect on penetration shape in stationary arc welds,” Welding Research Institute of Osaka University, vol. 16, no. 2, pp. 229–236, 1987.
[5] Fan HG, Tsai HL, Na SJ, “Heat transfer and fluid flow in a partially or fully penetrated weld pool in gas tungsten arc welding,” Heat Mass Transfer, vol. 44, no. 2, pp. 417–428, 2001.
[6] Tanaka M, Lowke J. J., “Predictions of weld pool profile using plasma physics, Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 40, no. 1, pp. 1–23, 2007.
[7] A. Traidia, Multiphysics modelling and numerical simulation of GTA Weld Pools, Ph.D. dissertation, Mechanical Engineering, École Polytechnique, Palaiseau, France, 2011. [Online]. Available: https://pastel.hal.science/pastel-00709055v1
[8] Rosenthal D., “The Theory of Moving Sources of Heat and Its Application to Metal Treatments,” Journal of Fluids Engineering, 68(8), pp. 849-865, 1946.
[9] Pavelic V., “Experimental and computed temperature histories in gas tungsten arc welding of thin plates,” Welding Journal Research Supplement, vol. 48, pp. 296-305, 1969.
[10] J. A. Goldak et al, “A new finite element model for welding heat sources”, Metallurgical Transactions B, vol. 15, pp. 299–305, 1984.
[11] N. S. Tsai, T. W. Eagar, “Distribution of heat and current fluxes in gas tungsten arcs,” Metallurgical Transactions B, vol. 16, pp. 841–846, 1985.
[12] N. Navaneethakrishnan, V. N. Loganathan, “Welding Characteristics of 304, 306, 316 Stainless Steel: A Technical Review,” International Journal for Scientific Research & Development, vol. 3, no. 2, pp. 2438-2440, 2015.
[13] S. P. Tukara, et al., “Parametric Study & Optimization of TIG Welding Process on Stainless Steel 304,” International Engineering Research Journal (IERJ), Special Issue, pp.37-40, 2017.
[14] Ivan Petrovic et al., “Simulation of an electric arc in metal welding”, https://www.researchgate.net, 6 pages, 2021.
[15] S. Unnikrishnakurup et al., “Estimation of heat flux parameters during static gas tungsten arc welding spot under argon shielding,” International Journal of Thermal Sciences, vol. 114, pp. 205–212, 2017.
[16] A. Ebrahimi et al, “A simulation-based approach to characterise melt-pool oscillations during gas tungsten arc welding,” International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 164, 13 pages, 2021.
[17] Mikell P. Groover, Fundamentals of Modern Manufacturing. John Wiley & Sons, Inc., New York, 2020.
[18] Nguyễn Cảnh, Quy hoạch thực nghiệm. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2004.
