dao động đầu hàn, góc nghiêng mỏ hàn đến hình dáng bên ngoài của mối hàn
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
LUẬN VĂN THẠC SĨ dao động đầu hàn, góc nghiêng mỏ hàn đến hình dáng bên ngoài của mối hàn
- Tốc độ hàn
Tốc độ hàn hợp lý có thể tính theo công thức (4.10) sách HDTKDA:
Vh =
Trong đó: Vh - Tốc độ hàn (cm/s)
ađ - Hệ số đắp (g/A.h)
Ih - Cường độ dòng điện hàn (A)
g - Khối lượng riêng của kim loại đắp (g/cm3)
Fđ - Diện tích tiết diện ngang của kim loại đắp tính cho một lớp hàn tương ứng (cm2).
Trong công thức, với hàn hồ quang tay thì ađ = 7 ¸ 11g/A.h, với hàn tự động và bán tự động thì ađ = 11 ¸ 15g/A.h. Để tính toán chính xác giá trị của hệ số đắp ta có thể tính toán như sau:
Hệ số đắp nhỏ hơn hệ số chảy chút ít và phụ thuộc vào phương pháp hàn, loại dòng điện hàn, loại điện cực hàn và các yếu tố khác. Trong hàn tự động trong môi trường khí bảo vệ ta có thể lấy αđ = αc.
Hệ số chảy được xác định theo công thức:
αc = = [g/A.h]
Trong đó: Gc - Khối lượng kim loại que hàn nóng chảy [g]
t - Thời gian hồ quang cháy.
Vc – Tốc độ chảy của dây hàn và được xác định theo đồ thị sau:
Hình 4.2 – Tốc độ cấp dây và tốc độ chảy của dây hàn.
Với tốc độ cấp dây Vd = 7,1 m/phút trên đồ thị hình 4.2 ta tra được Vc = 2 kg/h.
Suy ra: αc = = = 13,3 [g/A.h]
ðVậy αđ = αc = 13 [g/A.h]
Vậy tốc độ hàn: Vh = = 0,385 cm/s = 23,1 cm/phút
- Năng lượng đường
Năng lượng đường được tính theo công thức sau (4.12) sách HDTKDA:
qđ = = 0,24.3600
= 0,24.3600 = 2052,8 cal/cm
Trong đó:
qđ - năng lượng đường (cal/cm)
q - công suất hiệu dụng của hồ quang hàn: q = (cal/s)
Vh - tốc độ hàn (cm/s)
Uh - điện áp hàn (v)
Ih - cường độ dòng điện hàn (A)
Fđ - điện tích tiết diện ngang kim loại đắp của lớp hàn tương ứng (cm2)
ađ - hệ số đắp (g/A.h)
g - khối lượng riêng của kim loại đắp (g/cm3)
h - hệ số hữu ích của hồ quang hàn (h = 0,60 ¸ 0,80)
Bảng thông số chế độ hàn góc một lớp
|
Đường kính điện cực (mm) |
Dòng điện (A) |
Điện áp (V) |
Tốc độ hàn (cm/phút) |
Tốc độ cấp dây (cm/phút) |
|
0,9 |
150 |
22 |
23,1 |
710 |
4.3.3. Các bài tập thí nghiệm
Các thí nghiệm thực hiện hàn mối hàn góc ở vị trí hàn PB.
4.3.3.1. Thí nghiệm ảnh hưởng của kiểu dao động đầu hàn:
Thí nghiệm sự ảnh hưởng của các kiểu dao động đầu hàn đến biên dạng hay hình dạng và kích thước của mối hàn, ta làm 3 thí nghiệm trong các điều kiện về chế độ hàn và chế độ dao động đầu hàn như sau:
- Yêu cầu: Thực hành thí nghiệm hàn và kiểm tra kích thước với ba kiểu dao động của đầu hàn: Line func, sine wave, Circle.
- Chuẩn bị liên kết hàn:Làm sạch mép hàn bằng giấy ráp hoặc đá mài…
- Tiến hành hàn đính: Với phôi có chiều dài ngắn ta hàn đính hai đầu.
- Không để khe hở khi hàn
- Chọn chế độ hàn:
|
Chiều dày vật liệu (mm) |
4 |
|
Đường kính điện cực (mm) |
0.9 |
|
Tốc độ cấp dây (cm/phút) |
710 |
|
Dòng điện (A) |
150 |
|
Tốc độ hàn (cm/phút) |
23,1 |
|
Điện áp (V) |
22 |
|
Lượng khí bảo vệ (lít/phút) |
12-17 |
|
Phần nhô điện cực (mm) |
6-12 |
- Lập chương trình và hàn trên Robot AX-V6
- Đặt phôi ở vị trí thuận lợi cho robot.
- Dùng bảng dạy để điều chỉnh robot đến vị trí hàn. Xây dựng quỹ đạo hàn và thông số chế độ hàn cho chương trình. Chế đồ hàn như bảng trên và chế độ dao động đầu hàn:
|
Tốc độ hàn Vh (cm/phút) |
Tần số dao động f (Hz) |
Thời gian dừng td (s) |
|
|
Trên |
Dưới |
||
|
23 |
15 |
0,5 |
0,5 |
Hình 4.3 – Chương trình hàn thí nghiệm thay đổi kiểu dao động đầu hàn.
Hình 4.4 – Bảng thông số chế độ dao động
- Hàn tự động
- Bảng kết quả thí nghiệm thông số kích thước mối hàn (ảnh hưởng của kiểu dao động)
|
Kiểu dao động |
Thông số kích thước mối hàn |
|||
|
Cạnh mối hàn K (mm) |
Chiều cao mối hàn c (mm) |
Chiều rộng mối hàn b (mm) |
Mẫu thí nghiệm |
|
|
Line func |
6,48 |
1,22 |
8,68 |
Mẫu 1 |
|
Sine wave |
6,58 |
1,24 |
8,44 |
Mẫu 2 |
|
Circle |
6,88 |
1,04 |
8,20 |
Mẫu 3 |
Mẫu 1 Mẫu 2
Mẫu 3
Sự ảnh hưởng của kiểu dao động (3 kiểu dao động đặc trưng trong robot hàn) đến hình biên dạng mối hàn có sự thay đổi ít, với cùng một chế độ hàn như nhau thì việc thay đổi kiểu dao động về cơ bản vẫn đạt được kích thước mối hàn theo yêu cầu. Nhưng có sự thay đổi về hình dáng mối hàn, mỗi kiểu dao động cho ta một kiểu sắp xếp vảy hàn khác nhau.
Như vậy ta có thể hàn với ba kiểu dao đông trong robot hàn với các vị trí khác nhau mà vẫn đảm bảo được kích thước mối hàn.
4.3.3.2. Thí nghiệm ảnh hưởng của tần số dao động đầu hàn:
Thí nghiệm ảnh hưởng của tần số dao động đầu hàn đến biên dạng hay hình dạng và kích thước của mối hàn, ta làm 9 thí nghiệm trong các điều kiện về chế độ hàn và chế độ dao động đầu hàn như sau:
- Yêu cầu: Thực hành thí nghiệm hàn và kiểm tra kích thước mối hàn với sự thay đổi tần số dao động đầu hàn, các thông số khác được giữ nguyên.
- Chuẩn bị liên kết hàn:Làm sạch mép hàn bằng giấy ráp hoặc đá mài…
- Tiến hành hàn đính: Với phôi có chiều dài ngắn ta hàn đính hai đầu.
- Không để khe hở khi hàn
- Chọn chế độ hàn:
|
Chiều dày vật liệu (mm) |
4 |
|
Đường kính điện cực (mm) |
0.9 |
|
Tốc độ cấp dây (cm/phút) |
710 |
|
Dòng điện (A) |
150 |
|
Tốc độ hàn (cm/phút) |
23,1 |
|
Điện áp (V) |
22 |
|
Lượng khí bảo vệ (lít/phút) |
12-17 |
|
Phần nhô điện cực (mm) |
6-12 |
- Lập chương trình và hàn trên Robot AX-V6
- Đặt phôi ở vị trí thuận lợi cho robot.
- Dùng bảng dạy để điều chỉnh robot đến vị trí hàn. Xây dựng quỹ đạo hàn và thông số chế độ hàn cho chương trình. Chế đồ hàn như bảng trên và chế độ dao động đầu hàn:
|
Tốc độ hàn Vh (cm/phút) |
Thời gian dừng td (s) |
|
|
Trên |
Dưới |
|
|
23 |
0,5 |
0,5 |
Hình 4.5 – Chương trình hàn thí nghiệm thay đổi tần số dao động đầu hàn.
Hình 4.6 – Bảng thông số chế độ dao động đầu hàn
- Hàn tự động
- Bảng kết quả thí nghiệm thông số kích thước mối hàn (ảnh hưởng của tần số dao động)
|
Tần số dao động f (Hz) |
Thông số kích thước mối hàn |
|||
|
Cạnh mối hàn K (mm) |
Chiều cao mối hàn c (mm) |
Chiều rộng mối hàn b (mm) |
Mẫu thí nghiệm |
|
|
0,5 |
6,22 |
1,62 |
8,02 |
Mẫu 1 |
|
1 |
6,38 |
1,44 |
8,36 |
Mẫu 2 |
|
3 |
6,44 |
1,20 |
8,44 |
Mẫu 3 |
|
5 |
6,48 |
1,02 |
8,72 |
Mẫu 4 |
|
7 |
6,52 |
0,92 |
8,86 |
Mẫu 5 |
|
10 |
6,56 |
0,88 |
9,12 |
Mẫu 6 |
|
13 |
6,96 |
0,84 |
9,24 |
Mẫu 7 |
|
15 |
7,32 |
0,82 |
9,66 |
Mẫu 8 |
|
20 |
7,54 |
0,78 |
9,82 |
Mẫu 9 |
Tần số dao động là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới biên dạng mối hàn, khi ta thay đổi tần số dao động sẽ thu được các đường hàn có biên dạng khác nhau: Khi tăng tần số dao động đầu hàn thì kích thước cạnh và chiều rộng mối hàn tăng, chiều cao phần lồi giảm, mối hàn phẳng hơn.
Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3
+ Với tần số dao động nhỏ thì mật độ dao động trên đường hàn sẽ thấp, vảy hàn thưa dẫn đến cạnh mối hàn không đều, mối hàn lồi. Thường thấy rõ nhất ở tần số f ≤ 3 Hz.
Hình 4.7 – Biên dạng mối hàn thí nghiệm với f = 0,5 Hz
Mẫu 4 Mẫu 5 Mẫu 6
+ Với tần số dao động trung bình từ (3÷15) Hz đầu hàn dao động hợp lý nhất, mật độ dao động trên đường hàn trung bình, dao động đều, vảy hàn đều hơn, mối hàn phẳng, đẹp với thời gian dừng hợp lý.
Hình 4.8 – Biên dạng mối hàn thí nghiệm với f = 7Hz
Mẫu 7 Mẫu 8 Mẫu 9
+ Với tần số dao động lớn (15÷20) Hz, tốc độ dao động của đầu hàn nhanh hay chậm phụ thuộc vào thời gian dừng ở hai cạnh mối hàn. Ở dải tần số này khi hàn đầu hàn có độ rung mạnh, có thể dẫn đến sự bắn tóe kim loại mạnh hơn. Nếu đặt thời gian dừng hợp lý ta cũng sẽ thu được mối hàn có vảy đều và phẳng.
Hình 4.9 – Biên dạng mối hàn thí nghiệm với f = 20Hz
Như vậy, tần số dao động và thời gian dừng có mối quan hệ tỷ lệ thuận với nhau. Khi tăng tần số dao động thì thời gian dừng cũng sẽ phải tăng để có thể đạt được đường hàn tốt nhất. Để đạt được kích thước cũng như biên dạng mối hàn tốt thì ta co thể chọn tần số dao đông trong khoảng tần số dao động thích hợp nhất là từ (3÷18) Hz.
Hình 4.10 – Ảnh hưởng của tần số dao động đến biên dạng mối hàn.
4.3.3.3. Thí nghiệm ảnh hưởng thời gian dừng ở hai cạnh mối hàn:
Thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian dừng của đầu hàn đến biên dạng hay hình dạng và kích thước của mối hàn, ta làm 12 thí nghiệm trong các điều kiện về chế độ hàn và chế độ dao động đầu hàn như sau:
- Yêu cầu: Thực hành thí nghiệm hàn và kiểm tra kích thước mối hàn với sự thay đổi thời gian dừng của đầu hàn ở hai cạnh mối hàn, các thông số khác được giữ nguyên.
- Chuẩn bị liên kết hàn:Làm sạch mép hàn bằng giấy ráp hoặc đá mài…
- Tiến hành hàn đính: Với phôi có chiều dài ngắn ta hàn đính hai đầu.
- Không để khe hở khi hàn
- Chọn chế độ hàn:
|
Chiều dày vật liệu (mm) |
4 |
|
Đường kính điện cực (mm) |
0.9 |
|
Tốc độ cấp dây (cm/phút) |
710 |
|
Dòng điện (A) |
150 |
|
Tốc độ hàn (cm/phút) |
23,1 |
|
Điện áp (V) |
22 |
|
Lượng khí bảo vệ (lít/phút) |
12-17 |
|
Phần nhô điện cực (mm) |
6-12 |
- Lập chương trình và hàn trên Robot AX-V6
- Đặt phôi ở vị trí thuận lợi cho robot.
- Dùng bảng dạy để điều chỉnh robot đến vị trí hàn. Xây dựng quỹ đạo hàn và thông số chế độ hàn cho chương trình. Chế đồ hàn như bảng trên và chế độ dao động đầu hàn:
|
Tốc độ hàn Vh (cm/phút) |
Tần số dao động f (Hz) |
|
23 |
15 |
Hình 4.11 – Chương trình hàn thí nghiệm thay đổi thời gian dừng.
Hình 4.12 – Bảng thông số chế độ hàn thí nghiệm thay đổi thời gian dừng.
- Hàn tự động
- Bảng kết quả thí nghiệm thông số kích thước mối hàn (ảnh hưởng của thời gian dừng)
|
Thời gian dừng td (s) |
Thông số kích thước mối hàn |
|||||
|
Cạnh mối hàn K (mm) |
Chiều cao mối hàn c (mm) |
Chiều rộng mối hàn b (mm) |
Mẫu thí nghiệm |
|||
|
Dưới |
Giữa |
Trên |
||||
|
0,2 |
0 |
0,4 |
5,74 |
1,48 |
8,16 |
Mẫu 1 |
|
0,3 |
0 |
0,5 |
6,08 |
1,32 |
8,28 |
Mẫu 2 |
|
0,4 |
0 |
0,4 |
6,12 |
1,14 |
8,34 |
Mẫu 3 |
|
0,4 |
0 |
0,6 |
6,24 |
0,94 |
9,12 |
Mẫu 4 |
|
0,5 |
0 |
0,5 |
6,36 |
0,86 |
9,34 |
Mẫu 5 |
|
0,5 |
0 |
0,7 |
6,44 |
0,92 |
9,54 |
Mẫu 6 |
|
0,6 |
0 |
0,6 |
6,56 |
0,94 |
9,78 |
Mẫu 7 |
|
0,6 |
0 |
0,8 |
6,78 |
0,98 |
10,02 |
Mẫu 8 |
|
0,7 |
0 |
0,9 |
7,20 |
1,26 |
10,24 |
Mẫu 9 |
|
0,8 |
0 |
1,0 |
7,56 |
1,32 |
10,56 |
Mẫu 10 |
|
0,9 |
0 |
1,1 |
7,78 |
1,44 |
10,82 |
Mẫu 11 |
|
1,0 |
0 |
1,0 |
8,34 |
1,56 |
11,36 |
Mẫu 12 |
Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3
Để đạt được kích thước mối hàn theo yêu cầu thì với tần số dao động đã đặt thì thời gian dừng cũng là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước mối hàn. Thời gian dừng tăng tương ứng với tần số dao động và biên độ dao động.
Để tránh hiện tượng bị sệ cạnh mối hàn và hiện tượng cháy cạnh ta cần phải chọn thơi gian dừng hợp lý. Với liên kết hàn giáp mối thì thời gian dừng ở hai bên mối hàn là bằng nhau, trong liên kết hàn góc thường hay xảy ra hiện tượng chảy sệ cạnh mối hàn do áp lực hồ quang, lực trọng trường và hiện tượng chảy loãng kim loại vũng hàn.
Vì vậy, nếu yêu cầu mối hàn góc có cạnh mối hàn đều thì ta nên đặt thời gian dừng ở cạnh trên mối hàn lớn hơn để bù lại lượng kim loại bị chảy sệ và chống hiện tượng cháy cạnh mối hàn.
- Thời gian dừng ở hai cạnh ít mối hàn thường sẽ bị lồi và bị cháy cạnh:
Hình 4.13 – Biên dạng mối hàn khi thí nghiệm mẫu 1 với td = (0,2-0,4)s
Mẫu 4 Mẫu 5 Mẫu 6
Mẫu 7 Mẫu 8 Mẫu 9
- Thời gian dừng hợp lý mối hàn sẽ phẳng hơn và tránh được hiện tượng cháy cạnh:
Hình 4.14 – Biên dạng mối hàn khi thí nghiệm mẫu 7 với td = (0,6-06)s
Mẫu 10 Mẫu 11 Mẫu 12
- Nếu thời gian dừng ở hai cạnh quá lâu mối hàn có vảy thưa và thô, cạnh mối hàn không đều do trong khi dao động đầu hàn vừa dừng ở cạnh mối hàn, vừa di chuyển thẳng theo hướng hàn.
Hình 4.15 – Biên dạng mối hàn khi thí nghiệm mẫu 12 với td = (1,0-1,0)s
Qua thí nghiệm ta có thể thấy được thời gian dừng nhanh hay chậm phụ thuộc vào yêu cầu kích thước mối hàn lớn hay nhỏ. Khi hàn mối hàn góc một lớp thì khoảng thời gian dừng thích hợp là từ (0,4÷0,8) s.
Hình 4.16 – Ảnh hưởng của thời gian dừng đến biên dạng mối hàn.
4.3.3.4. Thí nghiệm ảnh hưởng của góc nghiêng đầu hàn:
Thí nghiệm sự ảnh hưởng của góc nghiêng đầu hàn đến biên dạng hay hình dạng và kích thước của mối hàn, ta làm 3 thí nghiệm trong các điều kiện về chế độ hàn và chế độ dao động đầu hàn như sau:
- Yêu cầu: Thực hành thí nghiệm hàn và kiểm tra, so sánh kích thước mối hàn với các góc nghiêng khác nhau.
- Chuẩn bị liên kết hàn:Làm sạch mép hàn bằng giấy ráp hoặc đá mài…
- Tiến hành hàn đính: Với phôi có chiều dài ngắn ta hàn đính hai đầu.
- Không để khe hở khi hàn
- Chọn chế độ hàn:
|
Chiều dày vật liệu (mm) |
4 |
|
Đường kính điện cực (mm) |
0.9 |
|
Tốc độ cấp dây (cm/phút) |
710 |
|
Dòng điện (A) |
150 |
|
Tốc độ hàn (cm/phút) |
23,1 |
|
Điện áp (V) |
22 |
|
Lượng khí bảo vệ (lít/phút) |
12-17 |
|
Phần nhô điện cực (mm) |
6-12 |
- Lập chương trình và hàn trên Robot AX-V6
- Đặt phôi ở vị trí thuận lợi cho robot.
Hình 4.17 – Tư thế hàn của Robot.
- Dùng bảng dạy để điều chỉnh robot đến vị trí hàn. Xây dựng quỹ đạo hàn và thông số chế độ hàn cho chương trình. Chế đồ hàn như bảng trên và chế độ dao động đầu hàn:
|
Tốc độ hàn Vh (cm/phút) |
Tần số dao động f (Hz) |
Thời gian dừng td (s) |
|
|
Trên |
Dưới |
||
|
23 |
15 |
0,5 |
0,5 |
- Hàn tự động
- Bảng kết quả thí nghiệm thông số kích thước mối hàn (ảnh hưởng của góc nghiêng)
|
Góc nghiêng (o) |
Thông số kích thước mối hàn |
|||
|
Cạnh mối hàn K (mm) |
Chiều cao mối hàn c (mm) |
Chiều rộng mối hàn b (mm) |
Chiều sâu chảy h (mm) |
|
|
75o |
6,84 |
1,12 |
8,42 |
Mẫu 1 |
|
90o |
7,14 |
0,98 |
8,56 |
Mẫu 2 |
|
105o |
7,32 |
0,84 |
8,92 |
Mẫu 3 |
Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3
Với các góc nghiêng đầu hàn khác nhau mối hàn sẽ có biên dạng khác nhau.
- Với góc nghiêng của đầu hàn ngược với hướng hàn (hay hàn dũi): Mối hàn có độ lồi cao hơn: Khi hàn hồ quang không hướng trực tiếp vào vũng hàn, và một phần nhiệt hồ quang đi vào phần kim loại cơ bản đằng trước chưa hàn, dẫn đến mối hàn nguội nhanh hơn và độ ngấu kém hơn.
Hình 4.18 – Biên dạng mối hàn thí nghiệm với hàn dũi.
- Với trường hợp đầu hàn vuông góc với đường hàn mối hàn sẽ phẳng hơn trường hợp hàn dũi và ngấu sâu hơn.
Hình 4.19 – Biên dạng mối hàn thí nghiệm với đầu hàn vuông góc.
- Với góc nghiêng của đầu hàn hướng theo hướng hàn (hàn kéo): Mối hàn phẳng và có độ ngấu sâu nhất:
Hình 4.20 – Biên dạng mối hàn thí nghiệm với hàn kéo.
4.3.3.5. Thí nghiệm ảnh hưởng biên độ dao động đầu hàn:
Thí nghiệm sự ảnh hưởng của biên độ dao động đầu hàn đến biên dạng hay hình dạng và kích thước của mối hàn, ta làm 5 thí nghiệm trong các điều kiện về chế độ hàn và chế độ dao động đầu hàn như sau:
- Yêu cầu: Thực hành thí nghiệm hàn và kiểm tra, so sánh kích thước mối hàn với biên độ dao động đầu hàn khác nhau.
- Chuẩn bị liên kết hàn:Làm sạch mép hàn bằng giấy ráp hoặc đá mài…
- Tiến hành hàn đính: Với phôi có chiều dài ngắn ta hàn đính hai đầu.
- Không để khe hở khi hàn
- Chọn chế độ hàn:
|
Chiều dày vật liệu (mm) |
4 |
|
Đường kính điện cực (mm) |
0.9 |
|
Tốc độ cấp dây (cm/phút) |
710 |
|
Dòng điện (A) |
150 |
|
Tốc độ hàn (cm/phút) |
23,1 |
|
Điện áp (V) |
22 |
|
Lượng khí bảo vệ (lít/phút) |
12-17 |
|
Phần nhô điện cực (mm) |
6-12 |
- Lập chương trình và hàn trên Robot AX-V6
- Đặt phôi ở vị trí thuận lợi cho robot.
- Dùng bảng dạy để điều chỉnh robot đến vị trí hàn. Xây dựng quỹ đạo hàn và thông số chế độ hàn cho chương trình. Chế đồ hàn như bảng trên và chế độ dao động đầu hàn:
|
Tốc độ hàn Vh (cm/phút) |
Tần số dao động f (Hz) |
Thời gian dừng td (s) |
|
|
Trên |
Dưới |
||
|
23 |
15 |
0,5 |
0,5 |
Hình 4.21 – Chương trình hàn thí nghiệm thay đổi biên độ dao động
Hình 4.22 – Bảng thông số chế độ hàn thí nghiệm thay đổi biên độ dao động
- Hàn tự động
- Bảng kết quả thí nghiệm thông số kích thước mối hàn (ảnh hưởng của biên độ dao động)
|
Biên độ dao động |
Thông số kích thước mối hàn |
||||
|
Cạnh mối hàn K (mm) |
Chiều cao mối hàn c (mm) |
Chiều rộng mối hàn b (mm) |
Mẫu thí nghiệm |
||
|
Trái |
Phải |
||||
|
1 |
1 |
6,34 |
1,02 |
8,86 |
Mẫu 1 |
|
1,5 |
1,5 |
6,52 |
0,86 |
9,20 |
Mẫu 2 |
|
2 |
2 |
6,84 |
0,84 |
9,42 |
Mẫu 3 |
|
2,5 |
2,5 |
7,32 |
0,72 |
9,84 |
Mẫu 4 |
|
3 |
3 |
8,02 |
0,74 |
10,32 |
Mẫu 5 |
Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3
Khi tăng biên độ dao động của đầu hàn kích thước của mối hàn sẽ tăng lên. Cần điều chỉnh thời gian dừng phù hợp để khắc phục hiện tượng cháy cạnh mối hàn, do khi biên độ dao động tăng lên, nếu thời gian dừng ở hai cạnh không đủ lâu để có thể bù lại lượng kim loại nóng chảy thì mối hàn dễ bị cháy cạnh và mối hàn lồi.
- Khi biên độ dao động nhỏ: Mối hàn lồi cao
Hình 4.23 – Biên dạng mối hàn khi biên độ dao động nhỏ
Mẫu 4 Mẫu 5
- Khi tăng biên độ dao động: Kích thước mối hàn tăng, mối hàn phẳng hơn với thời gian dừng hợp lý.
Hình 4.24 – Biên dạng mối hàn khi biên độ dao động lớn
Như vậy, dựa vào kết quả thí nghiệm trên ta có thể đưa ra được mối quan hệ giữa biên độ dao động ảnh hưởng đến biên dạng mối hàn. Mối quan hệ được biểu thị trên đồ thị sau:
Hình 4.25 – Ảnh hưởng của biên độ dao động đến biên dạng, kích thước mối hàn.
Chương 5 – KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VÀ ĐƯA RA CHẾ ĐỘ DAO ĐỘNG ĐẦU HÀN HỢP LÝ
Để đánh giá, kiểm nghiệm các kết quả nghiên cứu ở trên ta thực hiện hàn thí nghiệm trên bộ phôi mẫu với chế độ hàn đã tính toán kết hợp với chọn theo bảng, từ đó so sánh với các chế độ điều kiện thí nghiệm khác.
5.1. Phân tích, đánh giá kết quả thí nghiệm
- Bảng kết quả thí nghiệm thông số kích thước mối hàn với các chế độ khác nhau:
|
Các chế độ dao động |
Thông số kích thước mối hàn |
||||
|
Cạnh mối hàn K (mm) |
Chiều cao mối hàn c (mm) |
Chiều rộng mối hàn b (mm) |
Mẫu thí nghiệm |
||
|
Chế độ 1 |
Biên độ: 1-1 |
6,56 |
0,88 |
9,12 |
Mẫu 1 |
|
Tần số: f = 10 Hz |
|||||
|
Thời gian dừng: 0,5-0,5 |
|||||
|
Chế độ 2 |
Biên độ: 1-1 |
6,78 |
0,98 |
10,02 |
Mẫu 2 |
|
Tần số: f = 15 Hz |
|||||
|
Thời gian dừng: 0,6-0,8 |
|||||
|
Chế độ 3 |
Biên độ: 2,5-2,5 |
7,32 |
0,72 |
9,84 |
Mẫu 3 |
|
Tần số: f = 15 Hz |
|||||
|
Thời gian dừng: 0,5-0,5 |
|||||
Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3
- Mẫu 1: Mối hàn phẳng, vảy hàn đều, độ ngấu tốt, sệ cạnh ít và không bị cháy cạnh.
- Mẫu 2: Mối hàn phẳng, vảy hàn đều, độ ngấu tốt, không bị chảy sệ và cháy cạnh mối hàn.
- Mẫu 3: Mối hàn phẳng, độ ngấu tốt. Bị chảy sệ và cháy cạnh mối hàn, do biên độ dao động hàn tăng, thời gian dừng chưa hợp lý.
5.2. Kết luận và đưa ra chế độ dao động đầu hàn hợp lý
So sánh kết quả về kích thước mối hàn với các chế độ khác nhau:
- Tần số càng lớn thì mối hàn phẳng, vảy nhẵn và đều hơn. Với tần số nhỏ thì mối hàn thô, vảy hàn thưa, cạnh mối hàn không đều, mối hàn thường lồi.
- Thời gian dừng hợp lý, mối hàn phẳng hơn, khắc phục được hiện tượng cháy cạnh mối hàn. Thời gian dừng nhỏ thí mối hàn thường bị lồi cao.
- Biên độ dao động càng lớn thì mối hàn nhận được càng lớn.
Các thông số chế độ dao động đầu hàn có mối quan hệ tỷ lệ thuận với nhau, khi tăng tần số dao động để hợp lý chế độ thì thời gian dừng cũng sẽ tăng để đạt kích thước mối hàn hợp lý theo yêu cầu.
Khi biên độ dao động tăng thì cũng cần tăng thời gian dừng ở hai cạnh mối hàn để kim loại nóng chảy có thể điền đầy ở cạnh mối hàn và tránh hiện tượng cháy cạnh.
Như vậy, ta có thể chọn các thông số chế độ dao động của đầu hàn trong khoảng thích hợp với từng trường hợp khác nhau và khoảng tối ưu nhất:
|
Thông số chế độ dao động |
Khoảng thích hợp |
Khoảng tối ưu |
|
Tần số f (Hz) |
5÷18 |
10÷13 |
|
Thời gian dừng (s) |
0,3÷2,0 |
0,5÷0,8 |
|
Góc nghiêng đầu hàn (o) |
Dũi (75o÷85o), Vuông góc (90o), Kéo (95÷105o) |
|
|
Kiểu dao động |
Line func, Sine wave, Circle |
|
Về biên độ dao động của đầu hàn: Tùy thuộc vào yêu cầu kích thước của mối hàn cần đạt được mà biên độ dao động của đầu hàn lớn hay nhỏ. Trong hàn tự động trong môi trường khí bảo vệ thường dùng để hàn những chi tiết có chiều dày nhỏ, nên kích thước mối hàn cũng không quá lớn.
Qua quá trình phân tích, nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố chế độ dao động đầu hàn ta đã thấy được sự ảnh hưởng của các yếu tố đó đến biên dạng mối hàn một cách thực tế, hiểu và hạn chế được các khuyết tật trong mối hàn, chọn giá trị của các yếu tố đó một cách hợp lý và tối ưu nhất để đạt được mối hàn tốt nhất. Biết được mối quan hệ về sự thay đổi giữa các yếu tố ảnh hưởng đó, các mối quan hệ được biểu thị trên đồ thị sau:
Hình 5.1 – Mối quan hệ giữa tần số dao động và thời gian dừng của đầu hàn.
Hình 5.2 – Mối quan hệ giữa biên độ dao động và thời gian dừng của đầu hàn.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
- Kết luận:
Qua các kết quả nghiên cứu đạt được trình bày trong đồ án, có thể đánh giá về các kết quả nghiên cứu như sau:
* Về mặt lý thuyết:
Ðã nghiên cứu, xây dựng được cơ sở lý thuyết cho bài toán ảnh hưởng của chế độ dao động đầu hàn cho Robot AX-C. Kết quả nghiên cứu lý thuyết quan trọng là xây dựng mô hình chế độ dao động thích hợp cho đầu hàn.
* Về mặt thực tiễn:
Qua thí nghiệm trên robot hàn AX - C thông qua sự lựa chọn các thông số thích hợp của chế độ công nghệ hàn cho ROBOT hàn đã được nghiên cứu. Nâng cao và mở rộng được khả năng làm việc của ROBOT hàn AX - C
Việc nghiên cứu ảnh hưởng và đưa ra chế độ dao động hợp lý cho ROBOT hàn AX-C có ý nghĩa rất lớn cho công tác đào tạo các tay nghề thợ hàn trình độ cao. Ðồng thời có ý nghĩa rất lớn cho các nhà máy, xí nghiệp, tạo điều kiện cho công tác thiết kế, công tác chuẩn bị sản xuất thực hiện một cách nhanh chóng, đem lại hiệu quả kinh tế cao
- Kiến nghị:
Với thời gian và kiến thức có hạn, bản đồ án vẫn còn nhiều hạn chế:
Việc tối ưuhóa các thông số chế độ hàn và chế độ dao đông đầu hàn vẫn cần phải nghiên cứu sâu hơn nữa và quan tâm đến các vấn đề cần phải tối ưu hóa như:
- Các phương pháp hàn, vị trí của các mối hàn, cách lập và phương pháp giải các bài toán tối ưuhóa. Sau đó tổng hợp lại theo hệ thống, viết thành phần mềm, có kết nối và lập trình trên máy tính để thuận lợi hơn cho việc điều khiển.
- Kết quả này cho phép tiếp tục nghiên cứu phát triển thành hệ tự động hóa thiết kế tối ưu chế độ công nghệ hàn trên ROBOT hàn. Muốn vậy, cần phải có thêm thời gian và sự đầu tư nghiên cứu ở mức độ cao hon nữa. Rất mong được sự đóng góp ý kiến xây dựng của các Thầy và các bạn đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Ngô Lê Thông (2007), Công Nghệ Hàn Điện Nóng Chảy tập 1+2, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.
- Nguyễn Trọng Thông (2008), Đề cương bài giảng công nghệ hàn, Bộ môn Hàn & Công nghệ kim loại, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên.
- Phạm Văn Nhuận, Công nghệ hàn
- Giáo trình Công Nghệ Hàn (2006), Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội.
- Tài liệu hướng dẫn Đồ Án Môn Học (2002), Bộ môn Hàn & Công nghệ kim loại, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên.
- TS.Nguyễn Thúc Hà, TS.Bùi Văn Hạnh, TH.S.Võ Văn Phong (2006), Giáo trình Công Nghệ Hàn, Nhà xuất bản giáo dục.
- Giang Thị Kim Liên (2009), Bài giảng môn Quy hoạch thực nghiệm, Đại học Đà Nẵng.
- LINCOLN, GMAW Welding Guide – Gas Metal Arc Welding: Carbon, Low Alloy, and Stainless Steel and Aluminum.
