Tiểu luận công nghệ hàn của hãng Toyota môn Công Nghệ Sản Xuất và Lắp Ráp Ô Tô, tiểu luận có đầy đủ các thông tin của hãng Toyota cho các bạn tham khảo.
TỔNG QUAN
Lịch sử hình thành và phát triển hãng Toyota
Hãng Toyota được ra đời từ câu chuyện của hai cha con nhà Toyoda là Sakichi Toyoda và con trai của ông là Kiichiro Toyoda Họ cùng có niềm đam mê về ngành cơ khí chế tạo máy, vào năm 1924 họ đã cùng chế tạo ra chiếc máy dệt tự động, sau đó đã bán bằng sáng chế cho công ty Platt Brothers và thu về 100.000 bảng Anh Với số tiền này, hai cha con ông đã đầu tư vào việc chế tạo, sản xuất ô tô.
Hình 2.1: Sakichi Toyoda và Kiichiro Toyoda
Năm 1934 chiếc xe đầu tiên của hãng được ra đời bởi hai cha con nhà Toyoda, sau đó mẫu xe được đưa vào sản xuất đại trà vào năm 1935 lấy tên là Toyota A1 Ngày 28/08/1937 công ty Toyota Motor Corporation chính thức ra đời, mở ra kỉ nguyên mới cho ngành công nghiệp ô tô nói chung và hãng Toyota nói riêng.
Hình 2.2: Chiếc xe đầu tiên của hãng Toyota
Thập niên 1940, chứng kiến sự tăng trưởng và mở rộng thần kỳ của Toyota khi sản lượng xe tăng đều qua các năm Toyota đã sản xuất được 100.000 chiếc xe cho đến năm 1947 Bên cạnh đó hãng cũng đã lập thêm rất nhiều doanh nghiệp trong chuỗi cung ứng của mình để đảm bảo được sự độc lập trong sản xuất, không phụ thuộc vào bất kỳ bên nào.
Năm 1957, Toyota trở thành hãng xe Nhật đầu tiên bước chân vào thị trường Mỹ với thương hiệu Toyota Crown Thập niên 1960, Toyota tăng trưởng thần tốc khi hãng xe này lần lượt chinh phục thành công thị trường Australia và châu Âu Doanh số xuất khẩu xe của Toyota chính thức cán mốc 1 triệu xe vào năm 1970 và từ thời điểm đó, thương hiệu này đã điền tên mình vào bản đồ các hãng xe lớn của thế giới.
Ra đời từ năm 1937 cho đến nay, Toyota có lịch sử hình thành & phát triển được gần 90 năm tuổi đã góp phần quan trọng để biến Nhật Bản trở thành một cường quốc trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô trên Thế giới Mỗi chiếc xe Toyota rời khỏi xưởng đều chứa đựng trong mình những tâm huyết và tinh túy của các kỹ sư người Nhật, với những công nghệ, vật liệu đều được kiểm nghiệm kỹ lưỡng đạt tiêu chuẩn độ bền cao trước khi đưa vào sản xuất, sự tỉ mỉ còn thể hiện trên từng đường nét thiết kế khi đều hướng đến sự tối giản nhưng vẫn đầy đủ tính năng Tính đến hiện nay, Toyota đã thiết kế và cho ra đời nhiều dòng xe khác nhau để bắt kịp thời đại và chiều lòng khách hàng dù đó có là những khách hàng khó tính nhất Ngoài ra, Toyota đang sở hữu thương hiệu xe sang nổi tiếng và thông dụng trên toàn thế giới là Lexus
Nguyên tắc sản xuất của Toyota
TPS - Toyota Production System là triết lý sản xuất của Toyota tuân thủ theo các nguyên tắc do Toyota phát triển Nó là một hệ thống quản lý toàn bộ các quá trình sản xuất từ thiết kế, gia công đến lúc xuất xưởng.
Hình 2.4 : Hệ thống triết lý sản xuất TPS
Nguyên tắc của TPS được xây dựng trên các điều cơ bản sau :
+ Jidoka : là một thuật ngữ nghĩa là tự động hóa với sự hỗ trợ của con người
+ Standardization : sản xuất phải đáp ứng được các tiêu chuẩn đề ra ban đầu
+ Just In Time : sản xuất đúng lúc, đúng tiến độ, thời gian
+ Lean Kaizen : nghiên cứu, cải tiến dây chuyền sản xuất không ngừng
+ Total Productive Maintenance : bảo trì máy móc tổng thể để đảm bảo năng suất
Bằng việc sản xuất dựa trên các nguyên tắc đó đã giúp Toyota đứng vững được qua thời kì Covid - 19 đầy khó khăn, vươn lên trở thành hãng sản xuất ô tô hàng đầu thế giới như ngày nay.
Các công nghệ hàn trong ngành công nghiệp ô tô
2.3.1 Công nghệ hàn điện trở
Hàn điện trở là một dạng hàn áp lực, hàn lắp hai hoặc nhiều thành phần kim loại bằng cách áp dụng áp suất cục bộ và dùng dòng điện có cường độ lớn được tạo ra bởi điện trở của các thành phần hàn mà qua đó dòng điện đi qua Không giống như các quy trình hàn khác, hàn điện trở không sử dụng vật liệu hàn (que hàn) hoặc thông lượng (vật liệu bảo vệ hồ quang điện).
Quá trình hàn điện thường là hàn điểm, hàn đường, thường dùng phổ biến trong hàn thân vỏ xe bằng vật liệu thép. Ưu điểm: nhanh chóng, không cần chất trợ dung hay que hàn, dễ dàng tự động hóa, ít rạo ra chất thải, hạn chế gây ô nhiễm môi trường
Nhược điểm: hạn chế về dạng hàn, yêu cầu độ chính xác và sạch sẽ, chi phí ban đầu cao, không thích hợp cho việc hàn các vùng lớn hoặc khi cần mối hàn liên tục dài
2.3.2 Công nghệ hàn hồ quang
Hàn hồ quang là quá trình hàn nóng chảy với nhiệt độ cao và áp suất thấp, tại đó mà mối hàn được hình thành bởi sự hóa rắn phổ biến của vật liệu nền là kim loại hàn cùng với vật liệu phụ gia Hàn hồ quang là dòng chuyển động của các điện tử và ion về phía điện cực hàn làm phát sinh nhiệt lượng lớn và phát sáng mạnh.
Tùy vào loại khí bảo vệ và loại điện cực mà có thể chia hàn hồ quang làm 3 loại:
Hàn MIG: sử dụng khí trơ ( Argon, Heli, hoặc hỗn hợp 2 khí này) để bảo vệ Nguyên liệu có giá thành cao nên không được sử dụng rộng rãi, thường chỉ sử dụng cho kim loại màu và thép hợp kim.
Hàn MAG: sử dụng CO2 hoặc hỗn hợp CO2 với Oxy, Ar để bảo vệ Thường được sử dụng rộng rãi để hàn thép cacbon, thép hợp kim thấp.
Hàn TIG: sử dụng khí trơ để bảo vệ, thường sử dụng để hàn kim loại tấm mỏng, nguồn nhiệt cung cấp bởi hồ quang được tạo thành giữa điện cực không nóng chảy và vũng hàn.
Hình 2.8: Hàn TIG Ưu điểm: tính chính xác và liên kết cao, hàn nhanh chóng và hiệu quả, giảm biến dạng vật liệu, tiết kiệm năng lượng, có thể sử dụng cho nhiều loại vật liệu kim loại mỏng và dẻo.
Nhược điểm: chất lượng mối hàn không cao, ảnh hưởng sức khỏe của công nhân.
Hàn laser là quá trình sử dụng năng lượng quang học của chùm tia ánh sáng đơn sắc hội tụ ở mật độ cao làm cho nóng chảy mép hàn, sau đó kết tinh để thu được mối hàn.
Hình 2.9: Hàn laser trong sản xuất ô tô Ưu điểm: mối hàn có độ cứng rất tốt, không cần tiếp xúc với vật liệu hàn, mối hàn chính xác và đẹp, kích thước đường viền mối hàn nhỏ làm giảm trọng lượng, có thể áp dụng vào các dây truyền công nghệ tự động hoặc sử dụng robot.
Nhược điểm: đầu tư ban đầu cao, yêu cầu độ chính xác cao về các kết cấu hàn, khó sử dụng được trên các vật liệu có độ phản xạ ánh sáng cao, bức xạ lớn có thể gây nguy hiểm cho người đứng gần.
2.3.4 Công nghệ hàn siêu âm
Hàn siêu âm là quá trình hàn áp lực, sử dụng năng lượng cơ học của dao động siêu âm làm biến dạng dẻo tại bề mặt mối ghép, làm cho các phần tử của các chi tiết hàn khuếch tán, thẩm thấu và liên kết chặt chẽ với nhau tạo ra mối hàn.
Hình 2.10: Hàn siêu âm cản ô tô Ưu điểm: tạo ra mối hàn có chất lượng cao, không tạo ra chất thải, nhiệt độ tạo ra trong quá trình hàn thấp làm giảm biến dạng vật liệu, quá trình hàn diễn ra nhanh giúp tăng hiệu suất sản xuất, có thể sử dụng cho nhiều loại vật liệu, sử dụng được trong môi trường chân không.
Nhược điểm: Chi phí đầu tư ban đầu lớn, không sử dụng được trên các dạng hàn phức tạp hoặc chi tiết lớn, cần sự chính xác và sạch sẽ trong quá trình chuẩn bị vật liệu.
Dây chuyền sản xuất thân vỏ của hãng Toyota
Công nghệ dập là bước đầu tiên để hình thành những đường nét cơ sở của khung xe. Để sản xuất hoàn thiện một chiếc xe họ cần đến khoảng 20 loại thép Nghĩa là các cuộn thép khác nhau sẽ được dập thành nhiều bộ phận khác nhau trên khung xe tùy theo vị trí và công dụng của nó Ví dụ, thép ở trong cabin xe sẽ cứng hơn thép ở ngoài khung xe, để khi xảy ra va chạm, phầm khung ngoài sẽ hấp thụ phần lớn lực tác động, giữ cho người ở trong buồng lái được an toàn
Hình 2.11 : Vị trí 2 loại thép cơ bản được sử dụng làm khung xe Toyota
Một cuộn thép nặng từ 10-20 tấn, khi kéo dài ra dài tới 2,5km có thể tạo nên bộ phận của 300 chiếc xe Máy dập có thể tạo ra áp lực 1600 tấn để dập xong một công đoạn chỉ trong 3 giây Các tấm thép được ép vào khuôn để tạo hình 3 chiều, sau đó phần thép dư thừa sẽ bị cắt đi Sau đó, các tấm thép được uốn cong và khoan các lỗ để tạo các mối ghép cho công đoạn hàn. Để dập nên các chi tiết có độ chính xác cao như vậy, thì khuôn đúc của Toyota phải được kiểm tra thủ công lại với độ chính xác 3/1000 mm
Sau khi dập thì các bộ phận được chuyển qua chuyền hàn và tiến hành hơn 4000 điểm hàn để tạo nên 1 khung xe hoàn chỉnh
Công nghệ hàn điểm được sử dụng để hàn hai hoặc nhiều tấm thép bằng tác dụng nhiệt của dòng điện vào 1 điểm cụ thể.
Hình 2.12 : Công nghệ hàn điểm
Công nghệ hồ quang dùng để nóng chảy vật liệu để hàn các mối ghép lớn mà hàn điểm không hàn được.
Công nghệ hàn laser là công nghệ hàn tốt nhất, được dùng để hàn các bộ phận lớn, yêu cầu độ bền cao
Về chi tiết thì ở phần III, chúng ta sẽ làm rõ hơn về các công nghệ hàn kể trên.
Trước khi sơn, thân xe sẽ được qua công đoạn làm sạch để tẩy đi các mảnh vụn kim loại còn sót lại trên thân xe sau quá trình hàn
Sau đó, khung xe sẽ được phủ lên lớp sơn chống gỉ thông qua phương pháp tĩnh điện Khi điện cực dương được đặt ở dung dịch sơn và điện cực âm ở phía thân xe, dòng điện sẽ chạy qua khiến lớp sơn tích điện dương bám vào thân xe.
Hình 2.13 : Mô phỏng nguyên lý của công nghệ sơn tĩnh điện
Tiếp đến là đến lớp sơn phủ, lớp sơn này sẽ quyết định màu sắc và tính thẩm mĩ của xe và cuối cùng sẽ được phủ một lớp sơn bóng để tăng thêm độ bóng
Khi các công đoạn kết thúc, đến lượt nhiệm vụ của con người được thực thi đó là kiểm tra xem các lớp sơn đã đạt tiêu chuẩn chưa.
2.4.4 Công đoạn lắp ráp Để lắp đặt nên một chiếc xe Toyota hoàn chỉnh cần các phụ tùng đến từ hơn
60000 nhà cung cấp khác nhau Toyota liên kết với các nhà cung cấp đó, và linh kiện phụ tùng sẽ luôn được vận chuyển đến xưởng lắp ráp để hoàn thiện một chiếc xe.
Hình 2.14 : Triết lý làm việc của Toyota từ thiết kế đến sản xuất
Xưởng lắp ráp của Toyota dài 1km với hơn 3000 bộ phận được lắp ráp trên dây chuyền đó Cửa xe và kính xe sẽ được lắp ráp ở chuyền riêng Các bộ phận khác sẽ được lần lượt lắp vào Đầu tiên hệ thống điện sẽ được hoàn thiện đầu tiên, tiếp đến là động cơ, phanh và bánh xe, sau đó là kính chắn gió, kính sau sẽ được lắp Và cuối cùng cửa kính sẽ được lắp vào Đối với BEV (Xe điện chạy bằng pin), một bộ pin được lắp đặt cuối cùng và đối với FCEV (Xe điện chạy bằng pin nhiên liệu), các bình chứa hydro và pin nhiên liệu được lắp đặt cuối.
Khi kết thúc dây chuyền, các xe sẽ được vận chuyển đến nơi để nhân viên kiểm tra chất lượng tổng thể và thực hiện các tình huống mô phỏng giả định để đánh giá về khả năng vận hành của xe Nếu xe đạt tất cả các tiêu chuẩn, nó sẽ được vận chuyển đến các cửa hàng của Toyota để bày bán.
CÔNG NGHỆ HÀN CỦA TOYOTA
Công nghệ hàn điểm
Hàn điểm là quy trình hàn điện trở được dùng để hàn hai hay nhiều tấm kim loại với nhau Quy trình này được thực hiện bằng cách áp dụng áp suất và dòng điện vào khu vực hàn điểm Nhiệt lượng hàn sẽ được tạo ra bởi điện trở trong của kim loại đối với dòng điện.
Phương pháp hàn này tạo ra mối hàn chấm nhỏ giống như một điểm nên được gọi là hàn điểm Dòng điện và áp suất được tạo ra bởi các đầu điện cực hợp kim được đặt ở các mặt đối diện tấm kim loại để làm nóng chảy kim loại và ép các tấm kim loại với nhau để tạo thành mối hàn.
Phương pháp này thường được dùng trong công nghiệp sản xuất ô tô Mỗi khung thân ô tô có đến hơn một ngàn điểm hàn Với robot hàn điểm trong nhà máy sản xuất thì mối hàn sẽ được hoàn thành chỉ trong vài giây Nhờ vậy mà Toyota chú trọng vào robot hàn điểm hoàn thành quy trình hàn khung vỏ cũng như thân xe.
3.2.2 Nguyên lý hoạt động của hàn điểm
Hàn điểm hoạt động bằng cách áp dụng áp suất và nhiệt lên hai hay nhiều tấm kim loại, tạo thành mối liên kết chặt chẽ và lâu dài.
Thông qua sử dụng điện trở trong của tấm kim loại, đầu điện cực của hàn điểm sẽ gây ra lực điện cực để nung nóng tấm kim loại tại điểm tiếp xúc đồng thời áp suất từ điện cực sẽ kết hợp các vật liệu lại nhau, tạo thành mối hàn
Chúng ta có thể điều chỉnh dòng điện, áp suất và thời gian áp dụng trong quá trình hàn Điều này có thể đảm bảo được chất lượng mối hàn, tính nhất quán và độ chính xác đúng theo tiêu chuẩn quốc tế.
3.2.3 Các loại phương pháp hàn điểm
Hàn điểm hai phía: Các tấm hàn được đặt giữa hai điện cực hàn được bố trí sao cho đối diện nhau Sau khi ép sơ bộ và đóng điện, dòng điện sẽ tập trung ở diện tích nhỏ trên điểm tiếp xúc giữa các tấm nằm giữa hai điện cực Tạo ra nhiệt lượng đủ nóng để nung nóng và được ép với áp suất đủ lớn để tạo thành mối hàn Quỳ trình tuy chỉ tạo ra một mối hàn nhưng có thể thực hiện được các tấm dày hoặc nhiều tấm cùng lúc.
Hình 3.3 : Mô phỏng hàn điểm hai phía
Hàn điểm một phía: Hai điện cực sẽ được bố trí cùng một phía so với vật hàn Sau khi ép sơ bộ và đóng điện, dòng điện sẽ chạy qua tấm dưới của vật hàn tạo ra nhiệt lượng đủ nóng để nung nóng và được ép với áp suất đủ lớn để tạo thành mối hàn Để có thể tăng cường dòng điện chạy qua các điểm hàn, người ta sẽ bố trí thêm tấm đệm bằng đồng.Quy trình này tuy chỉ hàn được hai tấm nhưng hàn được từ hai hay nhiều điểm hàn đảm bảo được sự chắc chắn của mối hàn, cụm chi tiết.
Hình 3.4 : Mô phỏng hàn một phía
Ngoài ra, còn quy trình hàn điểm bằng điện cực giả: Quy trình này lợi dụng phần nhô ra của hai chi tiết cần hàn làm điện cực hàn Mỗi phần nhô và điểm tiếp xúc của hai chi tiết sẽ là một điểm hàn.
Hình 3.5 : Hàn điểm bằng điện cực giả
Phương pháp hàn điểm được Toyota sử dụng cho phần lớn các mối hàn vì có rất nhiều chi tiết nhỏ cần được hàn lại với nhau
Hình 3.6 : Phương pháp hàn điểm hai phía trong hàn xe Toyota
3.2.4 Ưu nhược điểm của hàn điểm
Tốc độ nhanh, hiệu suất nhiệt độ cao tạo ra năng suất cao.
Tạo được liên kết hàn kín đảm bảo được chất lượng mối hàn và độ tin cậy cao.
Phù hợp để tự động hóa và dễ đưa vào các dây chuyền năng suất cao cùng với các bước sản xuất khác.
Bằng việc điều khiển các giá trị dòng điện, thời gian hàn và áp lực của điện cực có thể dễ dàng lập trình điều khiển bằng máy tính tạo nên sự linh hoạt của quy trình hàn. Chi phí lao động thấp, không đòi hỏi nhân công lành nghề.
Có thể hàn được các chi tiết mỏng đến rất mỏng.
Không cần thêm chất trợ dung và khí bảo vệ.
Làm nguội nhanh vùng mối hàn bằng cách truyền nhiệt nhanh
Có thể hàn các kim loại khác loại.
Khả năng gây biến dạng (cong vênh) thấp hơn so với các phương pháp khác.
An toàn với môi trường.
Giá thành đầu tư cho một thiết bị hàn điểm và các đồ gá lắp đi kèm lớn
Nhân viên sửa chữa bảo dưỡng thiết bị hàn yêu cầu phải có trình độ. Đối với một số vật liệu thì có yêu cầu đặc biệt về chuẩn bị bề mặt vật hàn.
Không hàn được các chi tiết có chiều dày lớn.
Kết cấu máy lớn, cồng kềnh.
Yêu cầu cao về độ chính xác và sạch sẽ.
Công nghệ hàn hồ quang
Kĩ thuật hàn MAG cũng được biết đến giống như hàn MIG, đây là phương pháp hàn điện tử sử dụng trong công nghiệp ô tô và các ngành công nghiệp khác để nối các vật liệu kim loại lại với nhau Hãng Toyota sử dụng kỹ thuật hàn này trong nhiều công đoạn khác nhau trong quá trình sản xuất xe hơi Như là:
Hàn trong sản xuất khung xe: được sử dụng để hàn các thành phần khung xe như đường bao, cấu trúc chịu lực chính của xe.
Hàn trong sản xuất thân xe: được áp dụng để hàn các bộ phận thân xe như cửa, nắp capô, thân xe và các bộ phận khác của xe.
Kỹ thuật hàn MAG được ưa chuộng trong ngành công nghiệp ô tô vì tính năng linh hoạt, tốc độ cao và khả năng đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng loạt Toyota, với quy trình sản xuất hiện đại và tiên tiến đã sử dụng kỹ thuật hàn này rất nhiều để đảm bảo chất lượng và độ bền của sản phẩm cuối cùng trước khi sản phẩm đến được tay khách hàng.
Kỹ thuật hàn TIG là một phương pháp hàn chính xác và đa dụng được ứng dụng rất nhiều trên hãng Toyota, như nhiều hãng sản xuất xe hơi khác, sử dụng kỹ thuật hàn TIG trong các công đoạn quan trọng của quá trình sản xuất xe của hãng.
Hình 3.9 : Thợ thủ công hàn TIG hãng Toyota
Các ứng dụng chính của kỹ thuật hàn TIG trong Toyota như là:
Hàn trong sản xuất phụ tùng và bộ phận nhỏ: Kỹ thuật hàn TIG thường được sử dụng để hàn các bộ phận nhỏ và phụ tùng có kích thước nhỏ, đòi hỏi độ chính xác cao và sự tinh tế trong quá trình hàn.
Hàn trong sản xuất các bộ phận quan trọng: Các bộ phận quan trọng như các mối hàn của các bộ phận động cơ, hộp số, hệ thống treo và phanh có thể được hàn bằng kỹ thuật TIG để đảm bảo độ chính xác và độ bền cao.
Hàn trong sản xuất thiết bị điện tử và linh kiện đặc biệt: Toyota sử dụng kỹ thuật hàn TIG trong sản xuất các linh kiện đặc biệt hoặc các thiết bị điện tử có yêu cầu cao về độ chính xác và tính thẩm mỹ.
Hàn trong các quy trình bảo dưỡng và sửa chữa: Ngoài sản xuất mới, kỹ thuật hàn TIG còn được sử dụng trong các quy trình bảo dưỡng và sửa chữa để sửa các bộ phận bị hỏng hoặc để làm mới các bộ phận của xe hơi.
Kỹ thuật hàn TIG có độ tính chính xác cao, khả năng kiểm soát nhiệt tốt, và khả năng hàn nhiều loại kim loại khác nhau Điều này giúp đảm bảo các mối hàn mạnh mẽ và đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cao mà Toyota luôn đặt ra cho các sản phẩm của mình.
Hình 3.10 : Hàn TIG ứng dụng trên hàn thân xe
Máy hàn MIG và MAG thực ra là một loại máy gần giống nhau Nhưng khi sử dụng vào công việc thì khác nhau Với hàn MIG thì người ta sử dụng dây hàn không có lõi thuốc ở trong nên phải dùng hoàn toàn 100% khí trơ như argon hay heli Như vậy mối hàn không bị rỗ khí và mối hàn sẽ rất bóng, sau khi hàn không có xỉ.
Còn khi ta thấy người ta hàn loại máy đó mà dùng dây hàn có lõi thuốc bên trong và dùng khí CO2, Ar + CO2 Đó là hàn Mag vì cho dù là có thuốc bọc bên trong nhưng phải dùng khí CO2 hay Ar +CO2 để đẩy khí tạp ra khỏi mối hàn có như thế mối hàn mới không bị rỗ khí.
Hình 3.12: Nguyên lý hàn MIG Ưu điểm:
Tốc độ hàn nhanh : với quá trình hàn tự động và việc sử dụng dây hàn liên tục, máy hàn MIG cho phép thực hiện quá trình hàn một cách nhanh chóng hơn so với các phương pháp hàn khác
MIG có khả năng hàn được nhiều loại vật liệu khác nhau như thép, nhôm, inox, đồng và cả nhiều vật liệu kim loại khác nữa Điều này đồng nghĩa với việc bạn có thể sử dụng máy hàn MIG để thực hiện các dự án hàn với sự linh hoạt và đa dạng.
Khả năng hàn ở các vị trí khó tiếp cận, có thể dễ dàng hàn ở các vị trí như góc, đường cong hoặc trên các bề mặt không đồng nhất một cách thuận tiện và chính xác. MIG không yêu cầu sử dụng chế độ bảo vệ khí như các phương pháp hàn khác.
Nhược điểm : Độ phức tạp trong việc thiết lập máy hàn MIG có thể đòi hỏi một số bước cấu hình và thiết lập khá phức tạp
Yêu cầu kỹ thuật cao: Việc sử dụng máy hàn MIG đòi hỏi kỹ thuật và kỹ năng cao để có thể làm việc hiệu quả và đạt được kết quả hàn chất lượng
Khi sử dụng máy hàn MIG, cần sử dụng khí bảo vệ như argon hoặc hỗn hợp khí để đảm bảo quá trình hàn diễn ra an toàn và hiệu quả.
Công nghệ hàn laser
3.4.1 Khái niệm công nghệ hàn laser
Hàn laser là kỹ thuật chế tạo linh hoạt sử dụng chùm tia laser để hàn hay nối các chi tiết kim loại và vật liệu tổng hợp khác nhau.
Hàm chùm tia laser là quy trình hàn tiên tiến thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp sản xuất cơ khí nói chung và ngành nghiệp sản xuất ô tô nói riêng.
Chùm tia laser thường được tập trung vào phôi kim loại để làm nóng nó tới điểm nóng chảy Năng lượng quang năng sẽ chuyển hóa thành nhiệt năng tập trung vào các kích thước điểm hay khu vực rất nhỏ, cho phép kiểm soát chính xác năng lượng và quá trình hàn.
Chùm tia laser chỉ tập trung ở một điểm nhỏ, đường kính hàn chỉ nằm trong khoảng từ vài phần mười milimet tới vài milimet.
3.4.2 Nguyên lý hoạt động của công nghệ hàn laser
Máy hàn chùm tia laser sẽ tập trung chùm ánh sáng tập trung cao vào khoảng giữa của hai hay nhiều chi tiết khác nhau để tạo ra mối liên kết vững chắc
Mật độ chùm tia laser công suất tạo ra nguồn năng lượng nhiệt rất cao để làm tan chảy các vật liệu tại các điểm đóng hay đường nối của chúng làm cho nó trở thành khớp nối
Tùy theo vật liệu hàn hay tiêu chuẩn mối hàn đặt ra, hàn bằng chùm tia laser có thể được dùng ở chế độ liên tục hoặc chế độ xung Với các vật liệu có độ dày và điểm nóng chảy cao thì sẽ dùng chế độ liên tục, còn chế độ xung sẽ phù hợp hơn với các vật liệu mỏng hơn hay có điểm nóng chảy thấp hơn.
Hình 3.13 : Nguyên lý hoạt động của công nghệ hàn laser Toyota
3.4.3 Các loại phương pháp hàn laser thường dùng
Quy trình này sẽ sử dụng chùm tia laser làm nóng tới điểm bốc hơi, thấm sâu vào vật liệu Điều này sẽ tạo lỗ khóa có tính năng gần giống với plasma Chùm tia này sẽ cho ra công suất rất cao với công suất cao hơn 105W/mm 2 và nhiệt độ có thể tới 10000 K.
Kỹ thuật này sẽ kết hợp chùm tia laser cùng với các phương pháp khác như hàn khí, hàn điện Điều này sẽ tối ưu được chất lượng hàn và hiệu quả kỹ thuật bằng cách kết hợp các lợi các phương pháp với nhau.
Quy trình này sẽ dùng tia laser làm nóng bề mặt vật liệu vượt qua điểm nóng chảy.
Kỹ thuật hàn sẽ mang lại tính thẩm mỹ, đầy đặn hơn cho mối hàn mà tiêu chuẩn của mối hàn không phải quá cao Vì quy trình chỉ dùng tia laser có công suất thấp để hàn (dưới
Quy trình sẽ phát xung tia laser ở tần số cao để là tan chảy các vật liệu hàn một cách nhanh chóng Phương pháp này thường được dùng khi hàn ghép giữa các vật liệu có điểm nóng chảy khác nhau.
3.4.4 Ưu nhược điểm của hàn laser
Giảm tác động nhiệt: Mối hàn giữa các chi tiết sẽ ít bị biến dạng nhiệt do dùng ít ứng suất nhiệt, giảm thiểu nhiệt phân tán ra vật liệu xung quanh. Đa năng: Có thể tương thích với nhiều kim loại khác nhau, độ dày khác nhau, với các tiếp điểm giữa nhiều vật liệu khác nhau.
Tốc độ cao: Hàn nhanh hơn gấp 5 lần so với quy trình truyền thống Điều này sẽ làm cho thời gian xử lý ngắn hơn và tăng năng suất sản xuất trong khoảng thời gian. Độ tin cậy cao: Quy trình này mang lại độ bền cao nhờ độ sâu của mối hàn lớn, không cần dùng lực, không tiếp xúc, không bị mài mòn trong quá trình hàn.
Dễ tự động hóa: Có thể tích hợp các mũi hàn lên các cánh tay robot trong công nghiệp để tăng nhanh tiến độ, hiệu quả năng suất trong sản xuất ô tô.
Chi phí đầu tư ban đầu cao: Do các thiết bị hàn tia laser thời điểm hiện tại rất đắt tiền, các thiết lập, hệ thống hàn đắt hơn nhiều so với thiết lập truyền thống.
Khó hàn với những phôi gia công không đều: Quy trình này yêu cầu một đường tiếp xúc trực tiếp giữa chùm tia laser với mối hàn cần được hàn.
TỔNG KẾT
Nhận xét
Nói đến ngành công nghiệp ô tô, ta không thể không nhắc đến Toyota Hãng xe mang lại cho người dùng cảm giác bền bỉ nhưng vẫn không kém phần sang trọng bởi các công nghệ, xu thế Là một sự nghiên cứu chi tiết về những tiến bộ và ứng dụng đáng kể trong ngành công nghiệp ô tô Toyota đã đóng góp khá nhiều vào sự phát triển của công nghệ hàn thông qua việc áp dụng các phương pháp và quy trình tiên tiến nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và tối ưu hoá quá trình sản xuất.
Công nghệ hàn của Toyota được đánh giá cao nhờ vào sự đầu tư mạnh mẽ vào nghiên cứu và phát triển của hãng Họ sử dụng các phương pháp hàn hiện đại như hàn robot, hàn laser, hàn điện để đảm bảo tính chính xác và độ bền của các chi tiết hàn trong quá trình sản xuất Nhờ vào sự đổi mới liên tục theo xu hướng và quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, Toyota đã góp phần thúc đẩy sự tiến bộ trong công nghệ hàn và đóng góp vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp ô tô thế giới.
Toyota không chỉ chú trọng vào các kỹ thuật và công nghệ mới nói chung và công nghệ hàn nói riêng mà còn coi trọng việc đào tạo và phát triển nhân lực, đảm bảo rằng các nhân viên có đủ kỹ năng và kiến thức để áp dụng các công nghệ hàn tiên tiến vào thực tế sản xuất Điều này giúp cho Toyota duy trì và củng cố vị thế là một trong những hãng sản xuất ô tô hàng đầu thế giới về công nghệ và chất lượng.
Tóm lại, công nghệ hàn của hãng Toyota không chỉ là một phần quan trọng trong quá trình sản xuất ô tô mà còn là một minh chứng rõ ràng cho cam kết của họ đối với sự đổi mới và sáng tạo trong ngành công nghiệp ô tô thế giới.
Đánh giá
+ Phân tích một cách tổng quan những thông tin và triết lý sản xuất của Toyota
+ Tìm hiểu quy trình các bước để hoàn thiện một chiếc xe Toyota
+ Phân tích, tìm hiểu rõ về công nghệ hàn mà hãng Toyota đã và đang sử dụng trong quy trình sản xuất của họ
+ Tổng hợp và so sánh các ưu, nhược điểm của từng công nghệ hàn từ đó đưa ra hướng phát triển trong tương lai
+ Do thời gian và nguồn tham khảo có hạn nên nhóm chưa nghiên cứu tổng thể về các đặc tính vật lý của từng công nghệ hàn
+ Chưa hiểu sâu và phân tích được các nguyên lý hoạt động của từng công nghệ hàn + Chưa liên hệ và so sánh được công nghệ hàn của Toyota với các hãng xe khác
+ Với vốn kiến thức hạn hẹp nên chưa thể nghiên cứu và đề xuất những bước đổi mới về công nghệ hàn trong tương lai
