Thiết kế, chế tạo cụm cấp dây tự động cho quy trình hàn TIG tự động theo quỹ đạo có bù dây.

Báo cáo tổng kết Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên: Thiết kế, chế tạo cụm cấp dây tự động cho quy trình hàn TIG tự động theo quỹ đạo có bù dây SVTH: Trần Minh Khơi - 20143350 Nguyễn Tây - 20143387 Nguyễn Văn Hưng - 20143342 GVHD: Th S Trần Ngọc Thiện TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NỘI DUNG I MỞ ĐẦU IV THỰC NGHIỆM II CƠ SỞ LÝ THUYẾT V KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ III TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG VÀ CHẾ TẠO VI KẾT LUẬN MỞ ĐẦU I Mở đầu Hàn hồ quang điện cực khơng nóng chảy (TIG: Tungsten Inert Gas/ GTAW: Gas Tungsten Arc Welding) công nghệ hàn hồ quang điện sử dụng rộng rãi công nghiệp đại với khả tạo liên kết loại thép kết cấu thông thường, loại thép hợp kim cao, kim loại màu hợp kim chúng I Mở đầu Ưu điểm: • Tạo mối hàn có độ tinh khiết cao • Chất lượng mối hàn tốt, suất cao • Dễ kiểm sốt quy trình hàn, tự động hóa, robot hóa Hạn chế: • Nhiệt lượng để làm nóng chảy kim loại bù vào cao • Tiêu tốn lượng, giảm suất ống có bề dày lớn yêu cầu độ bền kéo  Mục tiêu: Tìm hiểu phương pháp hàn TIG tự động theo quỹ đạo có bù dây Tính tốn, thiết kế chế tạo gia nhiệt dây kim loại bù 02 Cơ sở lý thuyết 2.1 Phương pháp hàn TIG Ứng dụng: • • • Được dùng để hàn vật liệu hợp kim nhôm, thép không gỉ, hợp kim Niken Hàn kim loại hợp kim hàn Titan, Đồng đỏ, Magie Hàn kim loại mỏng kim loại khác Phương pháp hàn TIG Ưu điểm: Nhược điểm: • • • • • • • Có khả tập trung nhiệt lượng cao Khơng có tia lửu điện văng tóe Tạo khói khí hàn Hàn nhiều vật liệu hàn thép không gỉ, titan, nhôm, đồng, Phù hợp cho phôi hàn mỏng Có thể hàn hai kim loại khơng đồng chất • • • • • Tốc độ hàn chậm, suất thấp Yêu cầu tay nghề người thợ phải cao Khả điềm đầy thấp Cường dộ hồ quang hàn hàn TIG mạnh Chi phí ban đầu cao Dễ xảy tượng ngạt khí 2.2 Tổng quát hàn TIG tự động theo quỹ đạo 2.2 Hàn TIG tự động theo quỹ đạo Hàn quỹ đạo Là quy trình hàn mà biên dạng di chuyển hình trịn Gồm kiểu hàn: ống gá cố định thiết bị cố định Ứng dụng • Hàng không vũ trụ • Trong ngành công nghiệp thực phẩm, hàn ống dẫn dung dịch thực phẩm • Trong lĩnh vực y tế y sinh • Chế tạo linh kiện bán dẫn • Công nghiệp hóa học, ống dẫn dầu ống hạt nhân Lợi ích • Năng suất • Chất lượng • Tính • Cấp độ kỹ • Mơi trường không gian 3.6 Bộ điều khiển Bộ điều khiển nhiệt độ AX3 -1a với thông số điều khiển nhiệt độ PID – dịng AX: • Màn hình LED đoạn – ngõ vào: K, J, R, T, Pt 100 • Nguồn cấp: 100 ~ 240V • Thời gian lấy mẫu: 0,1s • Điều khiển PID On/Off • Kích thước: 48 x 48 Bộ điều khiển nhiệt độ AX4 04 Thực nghiệm 4.1 Các bước thực Chuẩn bị thiết bị Chuẩn bị camera nhiệt bù dây hợp lý Tiến hành nung Tiến hành chụp camera xử lý ảnh Bước 1: chuẩn bị thiết bị Camera nhiệt độ, gia nhiệt Dây bù kim loại hàn SS304, nguồn điện 220V Bộ dây cho thiết bị hàn Obital Giá đỡ camera nhiệt, máy tính sử lý ảnh từ camera nhiệt Bước 2: chuẩn bị camera nhiệt bù dây hợp lý Lắp đặt định vị camera nhiệt gia nhiệt Bước 4: tiến hành chụp camera nhiệt sử lý ảnh • • Mỗi mã mẫu chụp lần Xử lý kết Fluke 480 Pro Bước 3: tiến hành nung Mã mẫu Tốc độ bù dây (mm/s) Nhiệt độ gia nhiệt (độ C) S1 4.4 400 S2 5.3 400 S3 5.9 400 S4 6.4 400 Cho dây chạy qua gia nhiệt theo bảng 4.2 Vật liệu gia nhiệt Dây hàn 1mm vật liệu SS304 Thành phần thép SS 304 (%) C, ≤ Si ≤ Mn ≤ P≤ S≤ Cr Ni Fe 0.08 0.75 0.04 0.03 18-20 8-12 Balance 4.3 Thông số thực nghiệm Mã mẫu Tốc độ bù dây (mm/s) Nhiệt độ gia nhiệt (độ C) S1 4.4 400 S2 5.3 400 S3 5.9 400 S4 6.4 400 4.4 Kết đạt Mã mẫu S4: Đây mã mẩu cho kết không tốt với nhiệt độ nung setup 400 độ C tốc độ dây 6.4 mm/s nhiệt độ đo 91.9 độ C Mã mẫu S3: Với tốc độ dây 5.9 mm/s nhiệt độ nung 400 độ C nhiệt độ đầu mã mẩu cải thiện so với mã mẫu S4 cụ thể 14 độ C 4.4 Kết đạt Mã mẫu S2: Với nhiệt độ nung không đổi 400 độ C tốc độ dây 5.3 m/s nhiệt độ đầu dây lần cải thiện đáng kể cụ thể tăng lên 50 độC so với mã mẩu S3 trước Nhưng vẩn chưa đạt kết mong muốn khoảng 200 độ C Mã mẫu S1: Đây mã mẩu cho kết khả quan cụ thể 165.1 độ C với tốc độ dây 4.4 mm/s nhiệt độ nung không đổi su với mã mẩu trước 400 độ C 05 Kết đánh giá 5.1 Mô Ansys   10 mm (phần nhô dây bù) pins 195.57 – 236.97 pins 154.21 – 195.62 pins 20 mm (phần nhô dây bù) 30 mm (phần nhô dây bù) 40 mm (phần nhô dây bù) 50 mm (phần nhô dây bù) 195.57 236.97 195.56236.96 195.56236.96 154.22195.62 154.22 – 195.65 154.22195.62 154.21195.62 154.29 – 195.74 154.31195.74 154.3 195.73 154.3-195.75 154.3-195.75 pin 112.99 – 154.52 112.86154.34 113.05 154.57 112.86153.34 195.56236.96 112.86154.34 5.2 Thực nghiệm thực tế Kết mô thực tế chênh lệch lớn với mã S1 nhiệt độ 161,5 độ C tốc độ bù dây 4,4 mm/s Mã mẫu Tốc độ bù dây (mm/s) Nhiệt độ Nhiệt độ gia đầu dây ( độ C ) S1 4.4 nhiệt ( độ C ) 400 S2 5.3 400 154.7 S3 5.9 400 105.2 S4 6.4 400 92.0 161.5 Với nhiệt độ tốt thực nghiệm 161,5 độ C: Q0 = 65 KJ HI = 0,5 J/mm Vậy so với nhiệt lượng đặt 400 độ C 1,5 J/mm ta thiếu lần 5.3 Đánh giá kết Một số nguyên nhân tác động:  Khe hở thiết kế để dây bù qua (Ø3) lớn so với kích thước dây bù cụ thể (Ø1) dẩn đếm hiệu suất truyền nhiệt không đảm bảo  Các thông số ngoại cảnh tác động môi trường thực nghiệm không tuyệt đối mơ  Tốc độ bù dây cịn nhanh  Vật liệu vỏ phận bù dây không đủ tốt để chiụ nhiệt độ cao nên setup 400 độ C  Thao tác sử dụng camera nhiệt chưa chuẩn dẩn đế kết không chuẩn KẾT LUẬN Kiến thức Ứng dụng: để pháp triển thành in 3D kim loại với chi phí rẻ Thiết kế: thiết bị chưa thể ứng dụng chưa đạt yêu cầu nhiệt độ Về thiết kế cồng kềnh nặng Kết quả: hoàn thành chế tạo gia nhiệt Tạo móng phát triển thiết bị Hướng phát triển: Cải tiến thiết kế lại cấp dây với trọng lượng thấp Thanks For Your Watching! ... Cường dộ hồ quang hàn hàn TIG mạnh Chi phí ban đầu cao Dễ xảy tượng ngạt khí 2.2 Tổng quát hàn TIG tự động theo quỹ đạo 2.2 Hàn TIG tự động theo quỹ đạo Hàn quỹ đạo Là quy trình hàn mà biên dạng... hiểu phương pháp hàn TIG tự động theo quỹ đạo có bù dây Tính tốn, thiết kế chế tạo gia nhiệt dây kim loại bù 02 Cơ sở lý thuyết 2.1 Phương pháp hàn TIG Ứng dụng: • • • Được dùng để hàn vật liệu... Làm cho thiết bị nhỏ gọn • Nhược điểm: tăng trọng lượng đầu hàn Hệ thống đẩy: • Dây đẩy truyền động cấp dây dọc theo ống dẫn đến mỏ hàn • Ưu điểm: giảm trọng lượng cho đầu hàn • Nhược điểm: dây