Thạc Sĩ Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ công nghệ hàn tự động dưới thuốc trợ dung đến chất lượng phục hồi ch

Luận văn thạc sĩ năm 2011
Đề tài: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI THUỐC TRỢ DUNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG PHỤC HỒI CHI TIẾT PISTON CỦA XE TẢI HẠNG NẶNG Ở CÁC MỎ

MỤC LỤC
Lời cảm ơn i
Lời cam ñoan ii
Mục lục iii
Danh mục bảng vii
Danh mục hình viii
Danh mục ảnh x
MỞ ðẦU 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2
1.1 Giới thiệu tổng quan về piston giảm xóc của xe tải hạng nặng.2
1.1.1 Giới thiệu về các bộ phận chính. 2
1.1.1 Hệ thống treo. 3
1.2 Vật liệu chế tạo piston 10
1.2.1 Thành phần hóa học của thép C45:10
1.2.2 Ảnh hưởng của các nguyên tố thành phần trong thép C45 ñến cơ tính
và công nghệ nhiệt luyện.: 12
1.2.3 Yêu cầu cơ tính của piston 19
1.3 Các dạng hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục piston.19
1.3.1 Các dạng hư hỏng 20
1.3.2 Nguyên nhân dẫn ñến hư hỏng. 20
1.4 Phân tích và lựa chọn công nghệ phục hồi20
1.4.1 Công nghệ phục hồi ñã ñược áp dụng ñể phục hồi cụm giảm xóc 20
1.4.2 Lựa chọn công nghệ mới: 24
1.5 Kết luận chương I 27
CHƯƠNG 2 ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU29
2.1 Lựa chọn ñối tượng nghiên cứu29
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật .
iv
2.2 Phạm vi nghiên cứu 29
2.3 ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu29
2.4 Phương pháp nghiên cứu 29
2.4.1 Nghiên cứu lý thuyết 29
2.4.2 Nghiên cứu thực nghiệm 30
2.4.3 Phương pháp xác ñịnh và xử lý số liệu thực nghiệm 30
2.4.4 Các chỉ tiêu cần kiểm tra ñánh giá 31
2.5 Kết luận chương II 31
CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HÀN TỰ ðỘNG ðỂ PHỤC
HỒI PISTON XE TẢI HẠNG NẶNG32
3.1 Khái quát chung về công nghệ hàn32
3.2 Giới thiệu chung về vật liệu hàn33
3.2.1 Khái niệm vật liệu 33
3.2.2 Vật liệu hàn 34
3.3 Giới thiệu chung về công nghệ hồi phục chi tiếtmáy36
3.3.1 ðặc ñiểm 36
3.3.2 Các phương pháp phục hồi chi tiết máy 37
3.4 Nghiên cứu các yếu tố công nghệ ảnh hưởng ñếnchất lượng lớp
ñắp. 38
3.4.1 Ảnh hưởng của chế ñộ hàn 38
3.4.2 Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ 44
3.5 Lựa chọn chế ñộ công nghệ hàn ñắp tự ñộng dưới lớp thuốc ñể
phục hồi piston 46
3.5.1 Vật liệu hàn ñắp 47
3.5.2 Chế ñộ và kỹ thuật hàn 56
3.6 Kết luận chương 3 61
CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIÊM62
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật .
v
4.1 Hàn thử nghiệm trên chi tiết ñồng dạng62
4.1.1 Chuẩn bị mẫu 62
4.1.2 Trang thiết bị hàn 62
4.1.3 Quy trình công nghệ phục hồi Piston xe HD320- 3 bằng công nghệ hàn
tự ñộng dưới thuốc trợ dung Thử nghiệm 68
4.2 Tiến hành hàn hồi phục 68
4.3 Kiểm tra ñánh giá chất lượng mối hàn71
4.3.1 Thiết bị kiểm tra 71
4.3.2 Kiểm tra khuyết tật mối hàn 72
4.3.3 Kiểm tra ñộ cứng mối hàn 72
4.3.4 Kiểm tra tổ chức tế vi giữa lớp hàn và lớp nền73
4.4 Kết quả thực nghiệm và xử lý số liệu.73
4.4.1 Kết quả kiểm tra khuyết tật mối hàn. 73
4.4.2 Kiểm tra ñộ cứng mối hàn 73
4.4.3 Kết quả chụp ảnh tế vi mối hàn75
4.5 Hàn trên chi tiết Piston xe HD 320-379
4.5.1 Quy trình hàn phục hồi piston xe HD 320-3 bằng công nghệ hàn tự
ñộng dưới thuốc trợ dung. 79
4.5.2 Tiến hành hàn. 80
4.5.3 Kiểm tra ñánh giá kết quả. 80
4.6 Bàn luận về kết quả nghiên cứu thực nghiệm.86
4.7 Kết luận chương IV. 87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88
1 Kết luận 88
Kiến nghị. 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90
PHỤ LỤC 92
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật .
vi
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật .
vii
DANH MỤC BẢNG
STT Tên bảng Trang
A.1 Thành phần hoá học của thép Các bon chất lượng C45, %10
A.2 Cơ tính của thép Các bon chất lượng C45.10
1.1 Ký hiệu và thành phần của mác thép tương ñương với mác thép
trên theo các tiêu chuẩn các nước:12
3.1 thông số về thành phần thép “A”35
3.2 Mối quan hệ giữa cường ñộ dòng ñiện hàn và ñường kính dây hàn39
3.3 Dây hàn thép cacbon và hợp kim thấp (Hãng ZAZ- Tiệp Khắc)51
3.4 Dây hàn thép cacbon và hợp kim thấp (Hãng ESAB – Thụy
ðiển) 52
3.5 Dây hàn thép cacbon và hợp kim thấp (Hãng Kobe steel – Nhật
Bản) 52
3.6 Dây hàn thép cacbon và hợp kim thấp (TCVN 3223-89)53
3.5 Thông số công nghệ hàn 60
4.4 ộ cứng của lớp kim loại hàn ñắp:74
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật .
viii
DANH MỤC HÌNH
STT Tên hình Trang
1.1 Sơ ñồ cấu tạo và bố trí các phần mềm chính của xe ôtô2
1.2 Sơ ñồ hệ thống treo của xe ôtô4
1.3 Sơ ñồ bố trí các bộ phận hệ thống treo trên xe ôtô HD 320 – 3.5
1.4 Kết cấu giảm xóc ống. 6
1.5 Một số piston giảm xóc trước dòng xe HD9
1.6 Sơ ñồ cầu trước xe HD 320 - 39
1.7 Giản ñồ Fe-C 11
1.8 Ảnh hưởng của hàm lượng Cacbon ñến cơ tính thépở trạng thái ủ13
1.9 Công nghệ phục hồi piston Áp dụng cho các dòng xe tự lựa22
1.10 Công nghệ mới phục hồi piston các xe mỏ.26
3.1 Các kích thước ñặc trưng của mối hàn38
3.2 Sự thay ñổi hình dạng mối hàn theo cường ñộ dòng ñiện hàn39
3.3 Sự thay ñổi hình dạng mối hàn và mức tiêu thụ thuốc hàn theo
ñiện áp hàn 40
3.4 Biểu diễn tầm với ñiện cực41
3.5 Sự thay ñổi hình dạng mối hàn theo tiết diện ñiện cực42
3.6 Ảnh hưởng của tốc ñộ hàn lên sự phân bố lực trong hồ quang a),
hình dạng mối hàn b), và mức ñộ tiêu thụ thuốc hàn c)44
3.7 Góc nghiêng dây hàn và ảnh hưởng của góc nghiêng về phía
trước lên hình dạng mối hàn45
3.8 Hình dáng mối hàn với ñiện cực ñặt nghiêng ngược chiều với
chiều hàn 46
3.8 Dây hàn CA-514 48
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật .
ix
3.9.a ðồ thị xác ñịnh cường ñọ dòng diện hàn theo ñường kính chi tiết
hàn ñắp 55
3.9.b ðồ thị xác ñịnh cường ñọ dòng diện hàn theo ñường kính chi tiết
hàn ñắp 56
3.10 Quan hệ giữa tốc ñộ cấp dây và cường ñộ dòng ñiện hàn59
4.1 Máy hàn model XD500 63
4.2 Bộ phân ñiều chỉnh cường ñộ và ñiện áp hàn65
4.3 Bảng ñiều chỉnh cường ñộ và ñiện áp hàn65
4.4 Bộ phận cấp dây 67
4.5 Bộ phận cấp thuốc hàn 67
4.6 Cơ cấu dịch chuyển ñầu hàn68
4.7 Quá trình hàn 69
4.8 Mối hàn của bốn chế ñộ hàn71
4.9 Máy ño ñộ cứng tế vi và ño chiều dày lớp lớp thấm Wilson
Wolpert Micro-Vickers Model 402MVD71
4.10 Thiết bị nghiên cứu tổ chức tế vi Nikon Eclipse Model L 15072
4.11 Thiết bị kính hiển vi kim tương LEICA DFC29081
4.12 Thiết bị X-ray. MHF 200 D84
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật .
x
DANH MỤC ẢNH
STTTên ảnh Trang
4.1 Tổ chức kim loại mẫu hàn ñúng chế ñộ và ñủ thuốc trợ dung N04 75
4.2 Tổ chức kim loại mẫu hàn thiếu thuốc trợ dung N03 76
4.3 Tổ chức vùng kim loại mẫu hàn N02 77
4.4 Tổ chức vùng kim loại mẫu hàn N01 78
4.5 Tổ chức tế vi kim loại mối hàn 82
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật .
1
MỞ ðẦU
Ở Việt Nam trong những năm gần ñây, việc sử dụng các thiết bị máy móc
vận tải ñể cơ giới hoá trong sản xuất nông - lâm nghiệp ngày càng phổ biến. Các
thiết bị máy ñược nhập khẩu có giá thành rất cao nhưng không hoàn toàn phù hợp
với ñiều kiện về kinh tế, ñiều kiện tự nhiên và ñịahình ở Việt Nam. Các nhà khoa
học Việt Nam ñã có rất nhiều công trình nghiên cứu,cải tiến, chế tạo, thử nghiệm
và ñưa vào sử dụng nhiều thiết bị máy và ñã phát huy ñược hiệu quả tốt.
Trên ña số các thiết bị máy và các chi tiết trong các thiết bị máy ñã ñược
công bố về thiết kế và phục hồi như: Các máy làm ñất, máy thu hoạch , ñặc biệt là
piston của xe tải trọng lớn thì việc ñiều kiện làm việc trong môi trường thời tiết khí
hậu cũng như ñộ va ñập khiến nhiều piston của xe tải hạng nặng hiện nay ñang gặp
phải hư hỏng nặng như: Mòn, rỗ, vv. Việc mua mới là ñiều rất tốn kém, lãng phí
và ñôi khi chủng loại cũng là vấn ñề khó khăn cho các doanh nghiệp.
Xuất phát từ vấn ñề ñó việc phục hồi là vấn ñề cần thiết tuy nhiên việc phục
hồi ñòi hỏi phải có công nghệ phục hồi hợp lý và cócác thiết bị xử lý phù hợp thì
với có thể ñảm bảo tính chất và tổ chức của vật liệu giúp cho quá trình phục hồi chi
tiết có hiệu quả ñảm bảo ñược khả năng làm việc trong môi trường làm việc tại Việt
Nam.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế, việc nghiên cứu, tínhtoán và chọn lựa các thông số kỹ
thuật và công nghệ của hàn tự ñộng dưới thuốc trợ dung ñể phục hồi piston của xe
tải hạng nặng tại Việt Nam là một vấn ñề cấp thiết.Trong khuôn khổ luận văn này
tác giả ñã tiến hành thực hiện ñề tài “ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ
ðỘ CÔNG NGHỆ HÀN TỰ ðỘNG DƯỚI THUỐC TRỢ DUNG ðẾN CHẤT
LƯỢNG PHỤC HỒI CHI TIẾT PISTON CỦA XE TẢI HẠNG NẶNGỞ CÁC
MỎ” Trên cở sở thiết bị và trang thiết bị công nghệ có sẵn tại phòng thí nghiệm
trọng ñiểm với nguyên vật liệu sử dụng trong nước, nghiên cứu lựa chọn vật liệu
hàn ñắp tự ñộng dưới lớp thuốc trợ dung phù hợp ñể tăng chất lượng chi tiết sau khi
hồi phục.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật .
2
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu tổng quan về piston giảm xóc của xetải hạng nặng.
Ôtô nhìn chung có các bộ phận chủ yếu như ñộng cơ. Hệ thống truyền lực. Hệ
thống treo. Hệ thống di truyển. Hệ thống ñiều khiểnvà các thiết bị làm việc khác.
Hình 1.1
Hình 1.1: Sơ ñồ cấu tạo và bố trí các phần mềm chính của xe ôtô
1. ðộng cơ; 2. Ly hợp; 3. Hộp số; 4. Truyền ñộng các ñăng; 5. Truyền ñộng chính;
6. Cơ cấu vi sai; 7. Bánh xe chủ ñộng; 8. Nhíp sau;9. Khung hay bệ; 10. Vỏ hay
thân xe; 11. Cơ cấu lái; 12. Lò xo; 13. Bánh xe; 14. Cần số
1.1.1. Giới thiệu về các bộ phận chính.
ã ðộng cơ.
ðộng cơ thường dùng là ñộng cơ xăng hoặc DIEZEN là nguồn ñộng lực của ôtô
có tác dụng biến năng lượng nhiệt do nhiên liệu cháy thành cơ năng.
ã Hệ thống truyền lực.
Hệ thống truyền lực có tác dụng truyền mô men quay từ ñộng cơ cho bánh xe
Hệ thống truyền lực gồm có: Ly hợp và hộp số. Truyền ñộng các ñăng, truyền
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật .
3
ñộng chính, cơ cấu vi sai và truyền ñộng cuối cùng.
ã Hệ thống treo.
Hệ thống treo có tác dụng nối ñàn hồi giữa khung xehay thân xe với hệ thống di
truyển.
Hệ thống treo gồm có các bộ phận: Bộ phận ñàn hồi( nhíp, lò xo, giảm xóc và
các bộ phận giảm xóc tay ñòn hoặc ống)
ã Hệ thống di chuyển.
Hệ thống di chuyển ñảm bảo chuyển ñộng hoặc tạo ra lực kéo cần thiết ở móc
kéo của ôtô.
Hệ thống di chuyển gồm có bánh xe chủ ñộng, bánh xedẫn hướng.
ã Hệ thống ñiều khiển.
Hệ thống ñiều khiển (Lái, phanh) có tác dụng thay ñổi hướng chuyển ñộng hoặc
giảm tốc ñộ của ôtô.
1.1.1. Hệ thống treo.
1.1.1.1 Công dụng phân loại và yêu cầu.

Công dụng.
Hệ thống treo dùng ñể nối ñàn hồi gữa khung và vỏ ôtô với hệ thống di chuyển
và nhiệm vụ chủ yếu là giảm các va ñập sinh ra trong quá trình ôtô chuyển ñộng
nghĩa là làm ôtô chuyển ñộng ñược êm dịu khi ñi quabề mặt ñường gồ ghề không
bằng phẳng.
Hệ thống treo gồm các bộ phận:
ã Bộ phận dẫn hướng: Dùng ñể chuyền lực dọc, lực ngang và mômen từ ñường
lên banh xe, ñảm bảo ñộng lực học tính chất di chuyển tương ñối mà bánh xe
ñối với khung và vỏ ôtô
ã Bộ ñàn hồi: Có tác dụng làm giảm nhẹ các tải trọng ñộng, tác dụng từ bánh
xe lên khung và ñảm bảo ñộ êm dịu cần thiết khi xetruyển ñộng.
ã Bộ phận giảm xóc: Có nhiệm vụ dập tắt các dao ñộng của khung và vỏ xe
sinh ra do ảnh hưởng của mặt ñường không bằng phẳng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. ðoàn Văn Bảy (1976), Công nghệ phục hồi các chi tiết máy bằng phương pháp
hàn và hàn ñắp, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
2. Ngô Lê Thông (1985), Công nghệ hàn ñiện nóng chảy, NXB Khoa học và kỹ
thuật, Hà Nội 2 tập
3. Nguyễn Văn Thông (2000), Vật liệu và công nghệ hàn, NXB Khoa học và kỹ
thuật, Hà Nội.
4. Nguyễn Nông, Nguyễn ðại Thành (1999), Sửa chữa Ôtô máy kéo, NXB Giao
dục, Hà Nội.
5. Hoàng Tùng, Nguyễn Thúc Hà, Ngô Lê Thông, Chu Văn Khang (2004), Cẩm
nang hàn,NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
6. ðinh Minh Diệm (2007), Công nghệ phục hồi, NXB ðã Nẵng
7. ðào Quang Kế, Hoàng ðình Hiếu (2006), Công nghệ kim loại, NXB Nông
Nghiệp
8. Nguyễn Văn Tư (1999), Xử lí bề mặt, Trường ñại học Bách Khoa, Hà Nội
9. Nguyễn Văn Nghĩa (2008), Vật liệu kĩ thuật, NXB Nông Nghiệp
10. Nguyễn Văn Hóa, Hoàng ðình Hiếu (1976), Giáo trình kim loại học và nhiệt
luyện, NXB Nông nghiệp, Hà Nội
11. ðào Quang Kế và cộng sự (2004), Nghiên cứu một số công nghệ nâng cao tính
chống mòn của các chi tiết máy nông – lâm nghiệp, ðề tài cấp bộ, mã số B20132
– 07
12. B.I. Koxtetxki (Nguyễn Hữu Dũng dịch), Ma sát, bôi trơn và hao mòn trong
máy móc, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội
13. Nguyễn Hùng (1993), Sách tra cứu thép, gang thông dụng, Trường ðại học
Bách Khoa Hà Nội
14. Japanese Industrial Standard (1977), Test methods for steel spray deposits, JIS
H 8664- 1977, Japan
15. Tài liệu internet:
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật .
91
1. http://www.metalad.ca/brush-plating/history-of-brush-plating
2. http://www.mdi.vn/viewer.print.asp?aid=220&l=VN
3. http://www.pfonline.com/articles/an-overview-of-hard-chromium-plating-using-trivalent-chromium-solutions
4. http://en.wikipedia.org/wiki/Electroplating
5. http://en.wikipedia.org/wiki/Chromium_plating
6. http://en.wikipedia.org/wiki/Chromium