báo cáo thí nghiệm cơ sở khối ngành cơ điện điện tử

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CƠ SỞ KHỐI NGÀNH CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ PHẦN I: THÍ NGHIỆM PHẦN CƠ KHÍ • MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: • Làm việc được với con Robot hàn PANAROBO VR 006CII và trình tự lập trình với hình thức TEACHINH cho Robot làm việc. • Thí nghiệm để xác định ảnh hưởng của chế độ hàn tới chất lượng mối hàn: + Ảnh hưởng của vận tốc hàn. + Ảnh hưởng của lưu lượng khí bảo vệ. + Ảnh hưởng của vị trí hàn. + Ảnh hưởng của gió thổi. + Ảnh hưởng của khối sắt từ. • Xây dựng mô hình thí nghiệm để xác định độ co ngang K của mối hàn giáp mối. • Biện pháp khắc phục hiện tượng kim loại lỏng điền đầy vùng hàn khi nguội co lại gây biến dạng theo phương ngang làm thay đổi hình dạng của kết cấu để đạt được kết cấu tốt nhất. • Biết cách xác định hệ số biến dạng K ( Độ co tương đối) đối với kim loại của kết cấu hàn. • Xác định được các khuyết tật của mối hàn ,nguyên nhân cách khắc phục do vậy khi hàn kết cấu phải có biện pháp khắc phục hiện tượng này để đạt được kết cấu hàn tốt nhất. • Biết kiểm tra các loại khuyết tật của mối hàn. B.NỘI DUNG BÁO CÁO 1. Giới thiệu tổng quan về hàn hồ quang tự động. 2. Các bước lập trình trên máy hàn PANAROBO VR 006CII. 3. Nhận xét về ảnh hưởng của các yếu tố tới chất lượng mối hàn. 4.Xây dựng mô hình thí nghiệm để xác đinh hệ số co ngang của vật liệu hàn. 5.Tính hệ số co ngang lý thuyết theo mô hình và vật liệu đã xây dựng (Klt). 6. Tính hệ số co ngang thực tế theo số liệu đã thí nghiệm (Ktt). 7. Nhận xét giữa ( Ktt ) và ( Klt ),nguyên nhân. 8. Đánh giá chất lượng mối hàn ,kiểm tra các khuyết tật mối hàn, nguyên nhân, biện pháp khắc phục. C. NỘI DUNG CHI TIẾT I. Giới thiệu tổng quan về hàn hồ quang tự động. I.1 Khái niệm : Vấn đề cơ khí hóa và tự động hóa quá trình hàn điện hồ quang là hết sức cần thiết. Nó không những nâng cao năng suất hàn mà còn tăng chất lượng mối hàn, cải thiện điều kiện làm việc của công nhân. Để tự động hóa quá trình hàn hồ quang phải tự động gây hồ quang, tự động đẩy dây hàn vào vùng hàn và dịch chuyển tương đối dây hàn theo chiều dài mối hàn để hàn hết đường hàn. Trong hàn hồ quang tự động thì tất cả nguyên công trên hoàn toàn tự động, còn khi hàn bán tự động thì với số nguyên công phải thực hiện bằng tay. Hàn hồ quang tự động được chia ra: • Hàn hồ quang hở: Tức là trong quá trình hàn, hồ quang và mối hàn hoàn toàn tiếp xúc với không khí, do đó năng suất cao hơn hàn hồ quang tay nhưng chất lượng mối hàn kém. • Hàn hồ quang ngầm dưới lớp thuốc hàn hay trong môi trường khí bảo vệ. Loại này có ưu điểm được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Để hàn tự động, người ta sử dung dây hàn ở những cuộn dây trần có đường kính chính xác được làm sạch cẩn thận. phổ biến là các loại dây có đường kính 0.8 mm hoặc 0.9 mm. Khi hàn tự động thuốc hàn được chế tạo riêng rồi cấp vào vùng hàn nhằm bảo vệ mối hàn khỏi bị tác hại của không khí đồng thời cải thiện thành phần hóa học của kim loại mối hàn, giúp cho hồ quang cháy ổn định hoặc sử dụng các chất khí như Argon, CO2 làm khí bảo vệ mối hàn. I.2.Đặc điểm: So với hàn hồ quang tay, hàn hồ quang tự động có một số đặc điểm sau: • Năng suất tăng từ 5 đến 20 lần. • Chất lượng mối hàn cao. • Tiết kiệm kim loại. • Tiết kiệm điện năng. • Giảm nhẹ sức lao động của công nhân. I.3.Một số phương pháp hàn tự động thường dùng. - Hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc bảo vệ. - Hàn hồ quang tự động trong môi trường khí bảo vệ. I.4.Vật liệu hàn: • Điện cực hàn: • Dây hàn: Có các loại dây hàn sau: - Dùng để hàn hồ quang tự động và tự động hóa các loại dây hàn được chế tạo sẵn theo các tiêu chuẩn quy định và cuộn lại thành từng lô (cuộn) theo cách riêng, đường kính trong (100 200) mm, khối lượng (5 20) kg để chống gỉ và cải thiện sự tiếp điện dây được mạ đồng. Dây được chế tạo bằng kéo nguội. - Dây hàn bột: Có cấu tạo có lớp vỏ bọc kim loại bên ngoài, trong là hỗn hợp gồm bột kim loại làm nhiệm vụ bổ sung kim loại, hợp kim hóa mối hàn. Đồng thời còn có tác dụng bảo vệ cho kim loại nóng cháy không bị tác dụng của môi trường làm hồ quang chảy ổn định. Các dây hàn mép dọc theo chiều dài không được hàn kín do vậy chất trợ dung có thể hút ẩm từ không khí khi bảo quản lâu dài. Dây hàn bột được dùng dưới 2 hình thức: + Tự bảo vệ (khi hàn hồ quang hở): không còn dùng khí bảo vệ khi hàn. + Được bảo vệ bằng môi trường khác (hàn trong khí CO 2 ) • Dây hàn đồng và hợp kim đồng: sử dụng khi hàn tự động. • Dây hàn nhôm và hợp kim nhôm: đường kính 0,6 6 mm. Thành phần hóa học tùy yêu cầu của vật hàn được hàn trong khí bảo vệ. Ký hiệu dây lõi thuốc theo AWS • Điện cực hàn và que hàn: • Các loại điện cực: + Loại không nóng chảy chỉ có tác dụng gây hồ quang bằng các vật liệu cực than, cực graphit dùng cho hàn dòng một chiều. + Cực Vonfram: dùng cho hàn dòng xoay chiều và một chiều. + Loại điện cực nóng chảy (que hàn): tùy loại vật liệu cần hàn mà có thành phần phù hợp: thép, gang, đồng… • Các loại que hàn: + Que hàn trần: loại có thuốc bọc và loại không có thuốc bọc. Loại có thuốc bọc: thuốc bọc làm nhiệm vụ ổn định sự cháy của hồ quang, hợp kim hóa mối hàn tạo khí và xỉ bảo vệ cho vùng hàn, thành phần của thuốc hàn, các chất ion hóa, chất tạo xỉ,chất tạo khí, chất khử oxi, chất dính kết… Lớp thuốc bọc: + Loại có thuốc bọc mỏng: tăng tính ổn định của hồ quang dùng để hàn các linh kiện không quan trọng. + Loại có thuốc bọc dày: ổn định hồ quang, bảo vệ mối hàn chống oxi hóa (khi xỉ bao quanh mối hàn). (VD: Ký hiệu và chuẩn hóa que hàn Nhà sản xuất thường cho biết các ký hiệu phân loại que hàn theo nhiều chuẩn khác nhau. Các chuẩn thông dụng được liệt kê dưới đây: Chuẩn Quốc Tế, ký hiệu ISO Chuẩn Nhật Bản, ký hiệu JIS Chuẩn Pháp, ký hiệu NF Chuẩn Mỹ, ký hiệu AWS Chuẩn Đức, ký hiệu DIN Chuẩn Anh, ký hiệu BS Chuẩn Châu Âu, ký hiệu EN Chuẩn Trung Quốc, ký hiệu CS Chuẩn Úc, Ký hiệu AS Chuẩn Ấn Độ, ký hiệu IS Chuẩn Thái Lan, ký hiệu TIS Chuẩn Hàn Quốc, ký hiệu KS Chuẩn Việt Nam, ký hiệu TCVN ) • Chất ion hóa (phấn): tạo xỉ cao lanh, tạo khí (tính bột), khử oxi (nhôm teromangan) • Băng hàn: Ngoài dây hàn, trong hàn đắp người ta còn sử dụng các điện cực nóng chảy dạng băng khí có chiều rộng nhất định. Băng hàn cho phép tăng đáng kể năng suất quá trình hàn đắp dưới lớp thuốc. • Các khí bảo vệ mối hàn: • Khí trơ: không có khả năng tham gia phản ứng hóa học. • Khí Argon: là loại khí không màu không mùi, nặng hơn không khí 25%. Khí hóa lỏng không màu không mùi, sôi ở 185 0 C dưới áp suất thường. • Khí Heli: là khí không màu, không mùi, có tỉ trọng riêng nhỏ hơn Argon khoảng 10 lần, có tính dẫn nhiệt hơn Argon. Vì vậy dùng Heli hàn tiết diện vùng hàn rộng hơn hàn bằng Argon trong cùng điều kiện hàn. • Hỗn hợp Argon, Heli. • Khí hoạt tính: dùng là khí CO 2 (cho hàn thép) và N 2 (cho hàn đồng). Khí CO 2 được sử dụng rộng rãi để hàn khi bảo vệ. • Thuốc hàn: Yêu cầu chung: dùng để bọc que hàn, que hàn tay hoặc dùng tự động, hàn tự động dưới lớp thuốc. Thuốc có đặc tính cơ bản sau: • Có khả năng ion hóa mạnh để gây hồ quang trong quá trình hàn. • Bảo vệ kim loại lỏng mối hàn không tác dụng với oxi và Nitơ của không khí xung quang để tăng cơ tính của mối hàn. • Tạo xỉ tốt, rơi phủ đều trên bề mặt mối hàn để chống khí xâm nhập giúp cho mối hàn nguội chậm. • Có tác dụng hợp kim hóa kim loại mối hàn để nâng cao cơ tính, có tính chất dính kết tốt để đảm bảo đợt hàn sau khi bọc vào lõi que hàn hay tạo hạt thuốc hàn tự động. • Phải giữ được tính chất của nó trong quá trình hàn. Khi cháy không tạo khí độc hại, rẻ tiền, dễ kiếm. • Đối với thuốc bọc que hàn có thêm yêu cầu: nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp phải cao hơn nhiệt độ nóng chảy của lõi que hàn, để khi hàn thuốc bọc tạo thành hình phểu hướng kim loại nóng chảy đi vào vật hàn. Đối với thuốc hàn tự động và bán tự động còn có yêu cầu có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn so với kim loại hàn để giảm hao phí dòng điện hàn vì bị cháy và bắn tóe. • Phân loại: • Theo phương pháp hàn: • Thuốc bọc que hàn trong hàn hồ quang tay. • Thuốc hàn hồ quang tự động và bán tự động. • Thuốc hàn trong hàn khí. • Theo công dụng: • Thuốc hàn thép Các bon và thép hợp kim thấp. • Thuốc hàn thép hợp kim cao. • Thuốc hàn kim loại và hợp kim màu. • Loại có tính chất chung để hàn thép hợp kim cao và kim loại màu. • Thiết bị hàn: là các máy hàn trong thiết bị hàn. • Máy hàn xoay chiều (biến thế hàn): • Máy hàn xoay chiều một pha có bộ tự cảm riêng: Sơ đồ nguyên lí của máy hàn xoay chiều một pha có bộ tự cảm riêng như hình dưới đây: Máy hàn dùng để giảm điện thế mạng điện từ 220V hoặc 380V xuống điện thế không tải (60 ÷ 75)V, để an toàn cho làm việc. Bộ tự cảm riêng mắc nối tiếp một cuộn dây thứ cấp của máy, mục đích để tạo sự lệch pha của dòng điện và điện thế tạo ra đường đặc tính dốc tự nhiên và điều chỉnh cường độ dòng điện hàn. • Máy xoay chiều một pha có lõi di động: Sơ đồ nguyên lý: Giữa khoảng hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp đặt một lõi di động A để tạo sự phân nhánh từ thông sinh ra trong lõi của máy. Từ thông rẽ thay đổi phụ thuộc vào vị trí cũa lõi A. Nếu lõi A nằm trong mặt phẳng của gông từ B thì trị số thông rẽ càng lớn, phần từ thông đi qua lõi của cuộn dây thứ cấp giảm đi, sức điện động cảm ứng sinh ra trong cuộn thứ cấp mở và sinh ra trong dòng điện và sinh ra trong mạch hàn nhỏ. Ngược lại nếu điều chỉnh lõi A chặt ra tạo nên khoảng trống không khí lớn thì số lượng từ thông rẽ sẽ nhỏ đi, lúc này sức điện động cảm ứng lớn nên tạo ra dòng điện chạy trong mạch hàn lớn. Đặc điểm của máy này là có thể điều chỉnh vô cấp dòng điện hàn và có khả năng điều chỉnh được rất chính xác. • Máy hàn điện một chiều: Có thể chia máy hàn một chiều làm ba nhóm theo hình dạng đường đặc tính ngoài của máy. • Nhóm máy có đường đặc tính dốc. • Nhóm máy có đường đặc tính dốc thoai thoải và cứng. • Nhóm máy vạn năng. Trong hàn hồ quang tay người ta sử dụng nhóm máy có đường đặc tính dốc. Máy hàn một chiều còn được phân ra: Máy phát điện hàn và máy chỉnh lưu dòng điện hàn. Máy phát điện hàn được chia ra làm ba loại khác nhau: • Máy hàn một chiều có cuộn dây kích từ riêng và cuộn dây khử từ. • Máy hàn một chiều từ trường ngang có cuộn dây kích thích. • Máy hàn một chiều có các cực từ lắp rời. II.CÁC BƯỚC LẬP TRÌNH TRÊN MÁY HÀN PANA - ROBO (MODEL: VR – 006CII) Ví dụ: Hàn chữ “ME”, vận tốc hàn 0,2m/phút Các bước thực hiện như sau: Phần 1: Lập trình B1: - Xoay công tắc về vị trí trên tủ điều khiển, màn hình bảng điều khiển cho ra bảng TEACHING. - Tại vị trí con nháy đứng có chữ , nhấn . - Tại dòng ,nhập tên chương trình (giả sử đặt là 1) nhấn , rồi nhấn , đèn TEACHING trên bảng điều khiển sáng. [...]... liệu thí nghiệm Thay KLT vào công thức (*) và biến đổi ta có: Bằng thí nghiệm ta xác định được K cho kim loại của kết cấu hàn Từ kết cấu hàn có: + : góc đo biến dạng cụ thể của kết cấu hàn + : Góc vát của mép vát kết cấu hàn (cho trước) V.HỆ SỐ CO NGANG LÝ THUYẾT THEO MÔ HÌNH VÀ VẬT LIỆU ĐÃ XÂY DỰNG (KLT) KLT = 2.α.T = 2.12.10-6.(600+273) = 0,020952 VI.HỆ SỐ CO NGANG THỰC TẾ THEO SỐ LIỆU ĐÃ THÍ NGHIỆM... dựa vào chi tiết hàn: tgβtt βtt KTT = = Từ hình vẽ ta có bảng sau: Lần thí nghiệm 1 2 3 Giá trị 0.040000 0.085714 0.125000 Giá trị Ki 0.149282 0.319889 0.466506 Giá trị Giá trị KTB 0.311892 Giá trị KLT 0.020952 • Trong bảng: Giá trị Ki ứng với giá trị βi : • • Giá trị Ktb : n: Số lần thí nghiệm • Nhận xét, đánh giá kết quả thí nghiệm: So với hàn hồ quang tay, mối hàn đẹp hơn nhiều, không có lớp xỉ... ngắn mạch • Khắc phục: • Tăng điện áp hàn, giảm cường độ dòng điện và vận tốc hàn • Thay đổi góc nghiêng điện cực và vị trí vật hàn • Giảm độ tự cảm • Hàn không ngấu giữa các đường hàn: • Nguyên nhân: • Cường độ dòng điện hàn nhỏ làm cho dòng hàn không có độ chảy loãng thích hợp • Tốc độ hàn quá cao, kỹ thuật di hồ quang không xác định • Khắc phục: • Tăng cường độ dòng điện, giảm vận tốc • Huấn luyện... mạch • Que hàn quá to (mật độ dòng thấp) • Mặt đáy quá lớn, khe đáy nhỏ • Góc nghiêng thao tác điện cực sai • Khắc phục: • Tăng điện áp hàn, giảm cường độ dòng điện hàn và vận tốc hàn • Đặt độ tự cảm thích hợp với chiều dày của mối hàn • Giảm cỡ que hàn, giảm mặt đáy, chọn khe đáy thích hợp • Dùng góc nghiêng điện cực, dùng thợ hàn được phê chuẩn • Hàn không ngấu liên kết: • Nguyên nhân: • Mặt đáy quá... trình hàn • Tăng cường độ dòng điện, giảm điện áp và vận tốc hàn • Giảm kích cỡ que hàn • Mối hàn bị nứt: • Nứt nóng: • Nguyên nhân: • Do tạp chất S, P, và C • Ứng suất, độ cứng vững • Hệ số ngấu (hệ số hình dạng bên trong) của mối hàn không thích hợp • Khắc phục: • Dùng kim loại cơ bản chất lượng • Chọn hệ số hình dạng bên trong mối hàn thích hợp • Giảm ứng suất • Sử dụng điện cực hàn chứa nhiều Mn và... loại cơ bản kém, chứa nhiều tạp chất • Nồng độ Hydro khuếch tán trong kim loại cơ bản • Khắc phục: • Dùng kim loại cơ bản, ít tạp chất • Chọn loại liên kết thích hợp • Dùng các đường hàn tốt, khử Hydro • Rỗng: • Nguyên nhân: • Que hàn, thuốc hàn ẩm • Nhiễm dầu mỡ, nước trên bề mặt đã vát • Không khí bị hút vào khí bảo vệ • Không đủ chất khử Oxi trong vật liệu hàn • Điện áp (chiều dài) hồ quang điện. .. lượng mối hàn càng cao, mối hàn càng nhanh đầy, góc càng nhỏ Gió thổi càng ít thì chất lượng mối hàn càng cao, ít rỗ khí Ảnh hưởng của khối sắt từ: • Nếu chế tạo một khối sắt từ đặt ở phía cuối mối hàn thì chất lượng mối hàn phía cuối sẽ cao do được điền đầy IV MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐỂ XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BIẾN DẠNG CO NGANG (K) CỦA VẬT LIỆU HÀN Khi hàn giáp mối, vật hàn bị co ngang Sự co ngang tạo nên tạo biến... thuyết KLT = 0.020952 Sở dĩ xảy ra điều này là do nhiều nguyên nhân, mỗi bước của quy trình hàn đèu xuất hiện các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả của phép toán a,Bước 1: • Nguyên nhân: • Tay giữ phôi bị rung do máy mài không hoàn toàn tự động • Chất lượng dao mài chưa phải tốt nhất • Phôi hàn chưa thực sự tốt (tính đồng chất, bề mặt chưa phẳng…) • Người mài phôi chưa có kinh nghiệm, thao tác chưa... Thao tác chính xác • Xác định các bước hàn hợp lý e,Bước 5: • Nguyên nhân: • Điện áp không ổn định • Cường độ dòng không ổn định • Đường kính dây hàn không hợp lý, hay hệ thống tời dây gặp trục trặc • Tốc độ hàn không hợp lý • Đầu hàn không đi đúng vào giữa • Góc hàn chưa tối ưu • Khắc phục: • Sử dụng biến áp tốt để ổn định điện áp và cường độ dòng thật tốt • Tính toán dây hàn hợp lý, xem xét độ hoạt... dụng cụ đo có độ chính xác cao phù hợp • Người đo có kỹ năng thao tác tốt c,Bước 3: • Nguyên nhân: • Bề mặt gá không tốt (gồ ghề, lồi lõm) • Gá không chắc chắn, làm phôi bị dịch chuyển • Ảnh hưởng của khối sắt từ • Khắc phục: • Lựa chọn bề mặt gá bằng phẳng tốt • Gá phôi chắc chắn, không để bị xê dịch • Có được góc ta có thể tạo được cho phần phôi tự do một góc nâng bằng với để sao cho khi hàn phần . BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CƠ SỞ KHỐI NGÀNH CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ PHẦN I: THÍ NGHIỆM PHẦN CƠ KHÍ • MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: • Làm việc được với con Robot hàn PANAROBO. điện cực sai. • Khắc phục: • Tăng điện áp hàn, giảm cường độ dòng điện hàn và vận tốc hàn. • Đặt độ tự cảm thích hợp với chiều dày của mối hàn. • Giảm cỡ que hàn, giảm mặt đáy, chọn khe đáy thích. sức điện động cảm ứng lớn nên tạo ra dòng điện chạy trong mạch hàn lớn. Đặc điểm của máy này là có thể điều chỉnh vô cấp dòng điện hàn và có khả năng điều chỉnh được rất chính xác. • Máy hàn điện