Phương pháp Hàn pot

1.Phương pháp hàn − Hàn là quá trình công nghệ sản xuất các kết cấu không thể tháo rời được từ kim loại, hợp kim và các vật liệu khác − Bằng sự hàn nóng chảy có thể liên kết được hầu hết các kim loại và hợp kim với chiều dày bất kỳ. Có thể hàn các kim loại và hợp kim không đồng nhất. − Nguyên lý của hàn: Khi hàn nóng chảy kim loại ở mối hàn hàn đạt tới trạng thái lỏng. Sự nóng chảy cục bộ của kim loại cơ bản được thực hiện tại các mép của phần tử ghép. Có thể hàn bằng cách làm chảy kim loại cơ bản hoặc làm chảy kim loại cơ bản và vật liệu bổ sung. kim loại cơ bản, hoặc kim loại cơ bản và kim loại bổ sung nóng chảy tự rót vào bể hàn và tẩm ướt bề mặt rắn của các phần tử ghép. Khi tắt nguồn đốt nóng kim loại lỏng nguội và đông đặc-kết tinh, sau khi bể hàn kết tinh tạo thành mối hàn nguyên khối với cấu trúc liên kết hai chi tiết làm một. − Ưu nhược điểm của hàn: − Ưu điểm: + Hàn là quá trình công nghệ được ứng dụng rộng rãi để chế tạo và phục hồi các kết cấu và chi tiết. Tính ưu việt bao gồm: + Tiêu tốn ít kim loại , giảm chi phí lao động , thiết bị đơn giản , rút ngắn thời gian sản xuất − Nhược điểm: + Trong quá trình hàn xảy ra sự bay hơi và oxi hoá một số nguyên tố, sự hấp thụ và hoà tan chất khí của bể kim loại cũng như những thay đổi của vùng ảnh hưởng nhiệt. Kết quả thành phần và cấu trúc của mối hàn khác với kim loại cơ bản. Các biến dạng của kết cấu gây bởi ứng suất dư có thể làm sai lệch kích thước và hình dáng của nó và ảnh hưởng tới độ bền của mối ghép. 2.Phương pháp chuốt. − Chuốt là phương pháp gia công được sử dụng rộng rãi trong chế tạo máy. Chuốt có thể gia công lỗ được tròn lỗ tròn, các loại lỗ định hình, then, lỗ then hoa, lỗ có thẳng hoặc rãnh xoắn, , mặt phẳng.v.v. Ngoài ra chuốt còn có thể gia công mặt trụ ngoài, bánh răng nhưng do kết cấu dao phức tạp nên ít dùng. − Chuyển động cắt khi chuốt rất đơn giản, thường chỉ có một chuyển động tịnh tiến. Nếu chuốt rãnh xoắn thì ngoài chuyển động tịnh tiến còn có chuyển động xoay tương đối giữa dao và phôi để tạo nên bước xoắn của rãnh. Chuốt có thể gia công được các lỗ trụ có đường kính tới 320 mm, lỗ có then hoa với đường kính 420 mm, rãnh rộng 100 mm và chiều dài lỗ đến 10 m. − Chuốt có thể đạt độ chính xác cấp 7, Nhám bề mặt Ra = 0,8  0,6 m, và do tốc độ cắt thấp nên nhiệt cắt nhỏ nên CLBM đạt được tốt. • Ưu điểm: − Chuyển động đơn giản. − Năng suất cao do có nhiều lưỡi cắt đồng thời tham gia cắt, Một mình chuốt có thể thay cho cả gia công thô, bán tinh và tinh. Khi gia công lỗ chuốt có thể thay cho cả khoan rộng, khoét và doa. • Nhược điểm: − Chỉ gia công được các lỗ thông suốt có đường tâm thẳng và tiết diện ngang không đổi như lỗ tròn, lỗ vuông.v.v. − Dao chuốt khó chế tạo, đắt tiền, nhất là dao dài. − Nhiều lưỡi cắt cùng tham gia cắt nên lực chuốt lớn vì vậy yêu cầu máy phải có công suất lớn, HTCN phải có độ cứng vững cao. − Khi chuốt áp lực tác động theo phương vuông góc với thành lỗ rất lớn, nếu chi tiết có thành dày không đều hoặc thành mỏng thì biến dạng đàn hồi và dẻo theo phương hướng kính lớn và khác nhau nên sẽ gây ra sai số hình dáng hình học sau khi chuốt . − Chuốt không sửa được sai lệch về vị trí tương quan do bước hay nguyên công trước để lại 3.Phương pháp khoan − Khoan là phương pháp tạo lỗ từ phôi đặc hoặc phôi ống trên các máy khoan tiện hoặc máy vạn năng − Khoan đạt cấp chính xác IT14 –IT12, cấp độ nhám 3-5 − Để khoan các lỗ có đường kính nhỏ hơn 100mm thường dùng phương pháp khoan đặc,những lỗ có đường kính lớn hơn 100mm thường sử dụng phương pháp khoan vòng. Cấu tạo mũi khoan. 4.Phương pháp dập • Ưu điểm: − Đồng thời với quá trình biến dạng dẻo kim loại, trong quá trình dập tạo hình khối, cấu trúc tinh thể kim loại bị thay đổi ( thường làm giảm độ hạt) và có thể tạo ra hướng thớ kim loại phù hợp, do đó làm cho độ bền và độ cứng của chi tiết tăng lên. − Quá trình dập tạo hình khối sẽ tiết kiệm được nhiều kim loại, nhất là trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối. Do đó hạ được giá thành sản phẩm. Máy ép trục khuỷu dung trong dập thể tích − Do tăng được độ bền và độ cứng nên kích thước chi tiết giảm đi, chi tết sẽ gọn nhẹ hơn. − Năng suất lao động cao do có thể cơ khí hóa và tự động hóa quá trình sản xuất. − Thao tác đơn giản, không cần thợ bậc cao do đó giảm chi phí sản xuất. − Có thể tạo được các chi tiết kích thước từ rất nhỏ ( trục đồng hồ) đến những chi tiết có kích thước vô cùng lớn (khối lượng đến 500 tấn). • Nhược điểm − Hầu hết các quá trình tạo hình đều được thực hiện với phôi ở trạng thái nóng, do vậy chất lượng bề mặt chi tiết thấp, độ chính xác không cao, kho khăn cho việc cơ khí hóa và tự động hóa quá trình sản xuất. − Do phải gia công với phôi ở trạng thái nóng nên công nhân phải làm việc trong môi trường nóng, độc, khói bụi. Khi làm việc, các thiết bị thường gây tiếng ồn lớn, ảnh hưởng đến sức khỏe của người lao động. − Hiện nay phương pháp dập tạo hình khối với phôi ở trạng thái nguội được sử dụng khá phổi biến. Khi đó độ nhẵn bóng bề mặt và độ chính xác chi tiết cao, không cần qua gia công cơ, nhưng phương pháp này chỉ áp dụng được với những chi tiết nhỏ và trung bìh do lực công nghệ lớn. − Phương pháp dập tọa hình khối không thể tạo được những chi tiết có hình dạng và kết cấu phức tạp như đối với công nghệ đúc. − Dập tạo hình khối thường phải sử dụng các thiết bị lớn đắt tiền do vậy chỉ thích hợp với sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối do phải đầu tư ban đầu lớn. 5.Phương pháp mài − Quá trình mài là quá trình cắt gọt của đá mài vào chi tiết, tạo ra rất nhiều phoi vụn do sự cắt và cào xước của các hạt mài vào vật liệu gia công. Mài có những đặc điểm khác với các phương pháp gia công khác: + Ở đá mài, các lưỡi cắt không giống nhau và sắp xếp lộn xộn trong chất dính kết. + Hình dáng hình học của mỗi hạt mài khác nhau (các góc độ, bán kính góc lượn ở đỉnh hạt mài, …), góc cắt thường lớn hơn 90 độ, góc trước âm, do đó không thuận lợi cho quá trình tạo phoi và thoát phoi. + Tốc độ cắt khi mài rất cao, cùng một lúc, trong thời gian ngắn có nhiều hạt mài cùng tham gia cắt và tạo ra nhiều phoi vụn. + Độ cứng của hạt mài cao nên có thể cắt gọt được những loại vật liệu cứng mà các loại dụng cụ cắt khác không gia công được hoặc gia công rất khó khăn như thép đã tôi, hợp kim cứng, … + Trong quá trình cắt, đá mài có khả năng tự mài sắc. Hạt mài có độ dòn cao, lưỡi cắt dễ bị vỡ vụn, tạo thành những lưỡi cắt mới hoặc bật ra khỏi chất dính kết để các hạt mài khác tham gia cắt. + Do có nhiều hạt mài cùng tham gia cắt với góc trước âm và góc cắt lớn hơn 90 độ nên tạo ra ma sát rất lớn, quá trình cắt bằng đá mài gọi là quá trình “cắt – cào xước” làm cho nhiệt cắt rất lớn, chi tiết bị nung nóng rất nhanh (trên 1000 độ C). + Lực mài tuy nhỏ nhưng diện tích tiếp xúc của đỉnh hạt mài với bề mặt gia công rất nhỏ nên lực cắt đơn vị rất lớn. − Quá trình mài bao gồm 3 hiện tượng: cắt (cutting), cày (ploughing) và trượt (rubbing). Các hiện tượng này xảy ra đồng thời và phụ thuộc vào tương tác giữa hạt mài và vật liệu gia công. − Mài còn được gọi là dụng cụ cắt có lưỡi cắt không xác định, không xác định vì ở đó có rất nhiều hiện tượng ngẫu nhiên, không theo quy luật, ví dụ như thông số hình học của hạt mài, kích thước hạt, sự phân bố hạt trên bề mặt đá, sự vỡ ra của các hạt cũng như sự tách ra khỏi bề mặt đá của các hạt. Chính vì thế, việc nghiên cứu và điều khiển quá trình mài khá phức tạp so với các quá trình gia công khác. 6.Phương pháp cắt a. Nguyên lý hoạt động của mỏ cắt Bản chất của quá trình cắt kim loại bằng khí là đốt cháy kim loại cắt bằng dòng ôxy, tạo thành các ôxýt (FeO, Fe2O3, Fe3O4), làm nóng chảy các ôxyt đó và thổi chúng ra khỏi mép cắt tạo thành rãnh cắt. Khi bắt đầu cắt, kim loại ở mép cắt được nung nóng đến nhiệt độ cháy nhờ nhiệt của ngọn lửa nung, sau đó cho dòng ôxy thổi qua, kim loại bị ôxy hóa mãnh liệt (bị đốt cháy) tạo thành ôxýt. Sản phẩm cháy bị nung chảy và bị dòng ôxy thổi khỏi mép cắt. Tiếp theo, do phản ứng cháy của kim loại toả nhiệt mạnh, lớp kim loại tiếp theo bị nung nóng nhanh và tiếp tục bị đốt cháy tạo thành rãnh cắt. b. Điều kiện đối với kim loại cắt - Nhiệt độ cháy của kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại đó. Đối với thép cácbon thấp C < 0,7% nhiệt độ cháy vào khoảng 1350 độ C còn nhiệt độ chảy gần 1.500 độ C nên thoả mãn điều kiện này. Đối với các loại thép cácbon cao thì nhiệt độ cháy gần bằng nhiệt độ chảy nên trước khi cắt phải đốt nóng sơ bộ đến 300 độ C - Nhiệt độ nóng chảy của ôxýt kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại đó. Thép hợp kim crôm hoặc crôm-niken, do khi cháy Cr tác dụng với O2 để tạo thành ôxýt crôm Cr2O3 có nhiệt độ nóng chảy tới 2.050oC vì vậy phải dùng thuốc cắt mới có thể cắt được. Nhôm và hợp kim của nhôm, do nhiệt độ nóng chảy thấp, khi cháy tạo thành ôxýt nhôm Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy tới 2.000oC, mặt khác lại dẫn nhiệt nhanh nên cũng không thể cắt bằng khí, trừ khi dùng thuốc cắt. - Nhiệt toả ra khi kim loại cháy phải đủ lớn để đảm bảo sự cắt được liên tục, quá trình cắt không bị gián đoạn. Khi cắt các tấm mỏng bằng thép cácbon thấp nhiệt lượng sinh ra khi cháy đạt tới 70% chỉ cần nhiệt lượng của ngọn lửa 30% nữa là đủ cắt liên tục. - Ôxýt kim loại nóng chảy phải có độ chảy loãng tốt, để dễ tách ra khỏi mép cắt. Gang không thể cắt bằng khí vì nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhiệt cháy và khi cháy tạo ra ôxýt silic SiO2 có độ sệt cao. - Độ dẫn nhiệt của kim loại không quá cao, tránh sự tản nhiệt nhanh làm cho mép cắt bị nung nóng kém làm gián đoạn quá trình cắt. c. Cấu tạo mỏ cắt Khí axêtylen được dẫn vào ống (1) đi qua van (3), còn ôxy được dẫn vào ống (2), sau đó phân làm hai nhánh, một dòng đi qua van (4) và tới miệng phun hút khí axêtylen và hòa trộn tạo ra hỗn hợp cháy để nhận được ngọn lửa nung nóng, một dòng đi qua van (5) tới đầu mỏ phun để tạo ra dòng ôxy cắt . thường dùng phương pháp khoan đặc,những lỗ có đường kính lớn hơn 100mm thường sử dụng phương pháp khoan vòng. Cấu tạo mũi khoan. 4 .Phương pháp dập •. chiều dày bất kỳ. Có thể hàn các kim loại và hợp kim không đồng nhất. − Nguyên lý của hàn: Khi hàn nóng chảy kim loại ở mối hàn hàn đạt tới trạng thái