Tài liệu HÀN TỰ ĐỘNG VÀ BÁN TỰ ĐỘNG doc

PHẦN B – HÀN TỰ ĐỘNG VÀ BÁN TỰ ĐỘNG CHƯƠNG I - NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ HÀN TỰ ĐỘNG VÀ BÁN TỰ ĐỘNG Khái nệm chung: Cơ khí hóa là quỏ trỡnh thay thế tỏc động cơ bắp của con người khi thực hiện quá trỡnh cụng nghệ chớnh xỏc hoặc cỏc chuyển động chính bằng máy. Sử dụng cơ khí hóa cho phép nâng cao năng suất lao động, nhưng không thể thay thế được con người trong các chức năng điều khiển, theo dừi diễn tiến của quỏ trỡnh cũng như thực hiện một loạt các chuyển động phụ trợ khác. Tự động hóa quá trỡnh sản xuất là giai đoạn phát triển tiếp theo của nền sản xuất cơ khí hóa. Nó sẽ thực hiện phần công việc mà cơ khí hóa không thể đảm đương được. Với các thiết bị vạn năng và bán tự động, các chuyển động phụ(tác động điều khiển) do người thợ thực hiện cũn trờn cỏc thiết bị tự động hóa và máy tự động thỡ toàn bộ quỏ trỡnh làm việc(kể cả cỏc tỏc động điều khiển) đều được thực hiện tự động nhờ các cơ cấu và hệ thống điều khiển mà không cần có sự tham gia trực tiếp của con người. Như vậy tự động hóa quá trỡnh sản xuất là tổng hợp các biện pháp được sử dụng khi thiết kế quá trỡnh sản xuất và cụng nghệ mới, tiến hành cỏc hệ thống cú năng suất cao, tự động thực hiện các quá trỡnh chớnh và phụ bằng cỏc cơ cấu và thiết bị tự động mà không cần có sự tham gia trực tiếp của con người. Tự động hóa các quá trỡnh sản xuất luụn gắn liền với việc ứng dụng cỏc cơ cấu tự động vào các quá trỡnh cụng nghệ cụ thể. Chỉ cú trờn cơ sở của quá trỡnh cụng nghệ cụ thể mới cú thể thiết lập và ứng dụng cỏc cơ cấu hệ thống tự động. Trong giai đoạn đầu tiên của nền sản xuất tự động hóa, do nhu cầu và điều kiện sản xuất, khả năng của thiết bị, quá trỡnh sản xuất thường được thực hiện theo phương pháp tự động hóa từng phần. Tự động hóa từng phần các quá trỡnh sản xuất là tự động hóa chỉ một số nguyên công đặc biệt của quá trỡnh, cỏc nguyờn cụng cũn lại của quỏ trỡnh vẫn được thực hiện trên các máy vạn năng và bán tự động thông thường. Đặc điểm chung của các thiết bị điều khiển trong giai đoạn này là chúng có hệ thống điều khiển cứng(cam, mẫu, trục phân phối,…) với dung lượng thông tin chương trỡnh bộ. Sự ra đời của kỹ thuật số trong những năm 1955 – 1956 đó giỳp cho tự động hóa phát triển lên một trỡnh độ mới. Các máy NC, CNC và các MRP(Manufacturing Resourcees Planning) ra đời trong giai đoạn này đó đặt nền móng cho sự xuất hiện trong những năm 1985 – 1990 một hỡnh thức sản xuất mới đó là sản xuất tích hợp. Trong nền sản xuất tích hợp(đôi khi cũn được gọi là tự động hóa toàn phần), toàn bộ các công đoạn và nguyên công của quá trỡnh sản xuất từ khõu cấp liệu đến các công đoạn thành phẩm như kiểm tra, đóng gói,… đều được tự động hóa. 1. a. Cơ khí hoá - Cơ khí hoá là phương pháp thực hiện quá trình công nghệ bằng máy và các cơ cấu máy. Cơ khí hoá có thể tiến hành từng phần( Khi đó chỉ có một bộ phận hoạt động của máy được cơ khí hoá) hoặc cơ khí hoá toàn bộ( Khi đó tất cả các hoạt động của máy đều được cơ khí hoá). Như vậy người công nhân chỉ việc điều chỉnh máy móc hoặc vận hành mà không cần dùng sức lực. 2. Đặc điểm của phương pháp hàn tự động và tự động. 3. Nguyên lý chung của thiết bị hàn tự động và bán tự động Chương VI- Công nghệ hàn hồ quang dưới lớp thuốc I Nguyên lý chung của phương pháp hàn hồ quang dưới lớp thuốc 1.Sơ đồ nguyên lý: 2. Nguyên lý hoạt động: Hàn hồ quang d−ới lớp thuốc bảo vệ còn gọi là hàn hồ quang chìm, tiếng Anh viết tắt là SAW (Submerged Arc Welding), là qúa trình hàn nóng chảy mà hồ quang cháy giữa dây hàn (điện cực hàn) và vật hàn d−ới một lớp thuốc bảo vệ. D−ới tác dụng nhiệt của hồ quang, mép hàn, dây hàn và một phần thuốc hàn sát hồ quang bị nóng chảy tạo thành vũng hàn. Dây hàn đ−ợc đẩy vào vũng hàn bằng một cơ cấu đặc biệt với tốc độ phù hợp với tốc độ cháy của nó (hình 1.1a). Theo độ chuyển dịch của nguồn nhiệt (hồ quang) mà kim loại vũng hàn sẽ nguội và kết tinh tạo thành mối hàn (hình 1.1b). Trên mặt vũng hàn và phần mối hàn đã đông đặc hình thành một lớp xỉ có tác dụng tham gia vào các qúa trình luyện kim khi hàn, bảo vệ và giữ nhiệt cho mối hàn, và sẽ tách khỏi mối hàn sau khi hàn. Phần thuốc hàn ch−a bị nóng chảy có thể sử dụng lại. Hàn hồ quang d−ới lớp thuốc bảo vệ có thể đ−ợc tự động cả hai khâu cấp dây vào vùng hồ quang và chuyển động hồ quang theo trục mối hàn. Tr−ờng hợp này đ−ợc gọi là “hàn hồ quang tự động d−ới lớp thuốc bảo vệ”. Nếu chỉ tự động hoá khâu cấp dây hàn vào vùng hồ quang còn khâu chuyển động hồ quang dọc theo trục mối hàn đ−ợc thao tác bằng tay thì gọi là “hàn hồ quang bán tự động d−ới lớp thuốc bảo vệ”. Hàn hồ quang d−ới lớp thuốc bảo vệ có các đặc điểm sau: - Nhiệt l−ợng hồ quang rất tập trung và nhiệt độ rất cao, cho phép hàn tốc độ lớn. Vì vậy ph−ơng pháp hàn này có thể hàn những chi tiết có chiều dày lớn mà không cần phải vát mép. - Chất l−ợng liên kết hàn cao do bảo vệ tốt kim loại mối hàn khỏi tác dụng của ôxy và nitơ trong không khí xung quanh. Kim loại mối hàn đồng nhất về hành phần hoá học. Lớp thuốc và xỉ hàn làm liên kết nguội chậm nên ít bị thiên tích. Mối hàn có hình dạng tốt, đều đặn, ít bị khuyết tật nh− không ngấu, rỗ khí, nứt và bắn toé. - Giảm tiêu hao vật liệu hàn (dây hàn). - Hồ quang đ−ợc bao bọc kín bởi thuốc hàn nên không làm hại mắt và da của thợ hàn. L−ợng khói (khí độc) sinh ra trong qúa trình hàn rất ít so với hàn hồ quang tay. - Dễ cơ khí hoá và tự động hoá qúa trình hàn. II. Thuốc hàn và day hàn trong hàn tự động và ban tự động dưới lớp thuốc 1. Thuốc hàn: - Nhiệm vụ: có tác dụng bảo vệ vũng hàn, ổn định hồ quang, khử ôxy, hợp kim hoá kim loại mối hàn và đảm bảo liên kết hàn có hình dạng tốt, xỉ dễ bong. 2. Dây hàn: -Trong hàn hồ quang tự động và bán tự động d−ới lớp thuốc bảo vệ, dây hàn là phần kim loại bổ sung vào mối hàn, đồng thời đóng vai trò điện cực dẫn điện, gây hồ quang và duy trì sự cháy hồ quang. Dây hàn th−ờng có hàm l−ợng C không quá 0,12%. Nếu hàm l−ợng C cao dễ làm giảm tính dẻo và tăng khả năng xuất hiện nứt trong mối hàn. Đ−ờng kính dây hàn hồ quang tự động d−ới lớp thuốc từ 1,6 - 6 mm, còn đối với hàn hồ quang bán tự động là từ 0,8 -2 mm. III. Kỹ thuạt hàn tự động hồ quang dưới lớp thuốc: 1. Chuẩn bị mép hàn: Chuẩn bị vát mép và gá lắp vật hàn cho hàn hồ quang d−ới lớp thuốc bảo vệ yêu cầu cẩn thận hơn nhiều so với hàn hồ quang bằng tay. Mép hàn phải bằng phẳng, khe hở hàn đều để cho mối hàn đều đặn, không bị cong vênh, rỗ . Với hàn hồ quang d−ới lớp thuốc bảo vệ, những liên kết hàn có chiều dày nhỏ hơn 20 mm không phải vát mép khi hàn hai phía. Những liên kết hàn có chiều dày lớn có thể vát mép bằng mỏ cắt khí, máy cắt plasma hoặc gia công trên máy cắt kim loại. Tr−ớc khi hàn phải làm sạch mép trên một chiều rộng 50 ữ 60 mm về cả hai phía của mối hàn, sau đó hàn đính bằng que hàn chất l−ợng cao. b. Chế độ hàn ♦ Dòng điện hàn: Chiều sâu ngấu của liên kết hàn tỷ lệ thuận với dòng điện hàn. Tuy nhiên khi tăng dòng điện, l−ợng dây hàn nóng chảy tăng theo, hồ quang chìm sâu vào kim loại cơ bản nên chiều rộng của mối hàn không tăng rõ rệt mà chỉ tăng chiều cao phần nhô của mối hàn, tạo ra sự tập trung ứng suất, giảm chất l−ợng bề mặt mối hàn, xỉ khó tách. Nếu dòng điện quá nhỏ thì chiều sâu ngấu sẽ giảm, không đáp ứng yêu cầu (hình 3.3). Th−ờng chọn 100 A/mm. ♦ Điện thế hồ quang: Hồ quang dài thì điện thế hồ quang cao, áp lực của nó lên kim loại lỏng giảm, do đó chiều sâu ngấu giảm và tăng chiều rộng mối hàn. Điều chỉnh tốc độ cấp dây thì điện thế cột hồ quang sẽ thấp và ng−ợc lại. ♦ Tốc độ hàn: Tốc độ hàn tăng, nhiệt l−ợng hồ quang trên đơn vị chiều dài của mối hàn sẽ giảm, do đó độ sâu ngấu giảm, đồng thời chiều rộng mối hàn giảm. Theo công thức kinh nghiệm, khi hàn thép với chiều dày vật hàn s = 8ữ14 mm đ−ợc xác định theo công thức sau: ♦ Đ−ờng kính dây hàn: Khi đ−ờng kính dây hàn tăng mà dòng điện không đổi thì chiều sâu ngấu giảm t−ơng ứng. Đ−ờng kính dây hàn giảm thì hồ quang ăn sâu hơn vào kim loại cơ bản, do đó mối hàn sẽ hẹp và chiều sâu ngấu lớn. ♦ Các yếu tố công nghệ khác: (độ dài phần nhô của dây hàn, loại và cực tính dòng điện hàn .): Độ dài phần nhô của dây hàn tăng lên thì tác dụng nung nóng của kim loại điện cực tr−ớc khi vào vùng hồ quang tăng lên. ♦ Vận tốc cấp dây hàn (Vd): Trong đó F là tiết diện ngang mối hàn, d là đ−ờng kính dây hàn. Với các loại hàn đang dùng hiện nay, khi đổi từ nối thuận sang nối nghịch, chiều sâu ngấu sẽ tăng lên. Hàn bằng dòng xoay chiều có chiều sâu ngấu ở mức trung bình so với khi hàn bằng dòng một chiều nối thuận và nối nghịch. Cỡ của hạt thuốc hàn có ảnh h−ởng nhất định đến độ ngấu của mối hàn. Thuốc hàn có cỡ hạt nhỏ sẽ làm giảm bớt tính hoạt động của hồ quang và làm tăng chiều sâu ngấu. c. Kỹ thuật hàn c1: Kỹ thuật hàn giáp mối: Khi hàn giáp mối một lớp, để tránh cháy thủng, để có độ ngấu hoàn toàn và có sự tạo hình tốt ở mặt trái của mối hàn ta có thể áp dụng các biện pháp nh−: hàn lót phía d−ới, dùng đệm thép, đệm thuốc, dùng khoá chân hoặc tấm đệm. Nếu chiều dày vật hàn t−ơng đối lớn, có thể hàn lót bằng ph−ơng pháp thủ công, rồi sau đó mới hàn chính thức (hình 3.5a). Trong tr−ờng hợp không thể hàn lớp lót đ−ợc, có thể dùng đệm thép cố định để có thể hàn ngấu hoàn toàn (hình 3.5b). Khoá chân (hình 3.5c) t−ơng tự nh− hàn với đệm thép. Khoá chân hay dùng cho mối hàn của các vật hình trụ nh− ống, bồn chứa, nồi hơi . Có thể dùng tấm đệm rời bằng đồng hoặc đệm đồng kết hợp với thuốc nh− ở hình 3.5e. Khi hàn hồ quang tự động hoặc bán tự động d−ới lớp thuốc bảo vệ, tốt nhất nên dùng đệm thuốc để ngăn kim loại lỏng chảy khỏi khe hở hàn. C2: Kỹ thuật hàn liên kết chữ T và liên kết góc: _ Có thể dùng đệm thuốc hoặc hàn lót phía bên kia. Các biện pháp này áp dụng cho vị trí lòng thuyền khi mà kim loại lỏng có thể chảy khỏi khe hàn. Biện pháp đặt vào khe hở hàn một miếng át bet( amiang) ( HV) chỉ áp dụng cho kim loại dày vì sự tiếp xúc trực tiếp của atbét với kim loại lỏng thường sinh ra rỗ khí. Chương VII – Công nghệ hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ I. Các loại khí bảo vệ trong hàn tự động và bán tự động trong môi truờng khí bảo vệ: 1. Nhiệm vụ của khí bảo vệ: 2. Các loại khí: a. Khí Argon. Khí Ar tinh khiết (~ 100%) th−ờng dùng để hàn các vật liệu thép. Khí He tinh khiết (~ 100%) th−ờng đ−ợc dùng để hàn các liên kết có kích th−ớc lớn, các vật liệu có tính giãn nở nhiệt cao nh− Al, Mg. Cu . Argon là khí trơ th−ờng chứa trong bình thép với áp suất 150 at, dung tích 40 lít. argon không cháy, không nổ và khi làm việc phải đ−ợc giảm áp suất từ 150 đến 0,5 at và duy trì không đổi nhờ van giảm áp tự điều chỉnh. b. Khí CO 2 Khí CO2 dùng để hàn phải có độ sạch đến trên 99,5%, áp suất trong bình khoảng (50 - 60) at. Đây là khí hoạt tính khi ở nhiệt độ cao nó phân ly ra CO và ôxy nguyên tử, cho nên CO2 có tác dụng bảo vệ tốt vì CO ít hoà tan trong kim loại lỏng và có tác dụng khử ôxy. CO2 đ−ợc dùng rộng rãi để hàn thép C trung bình do giá thành thấp, mối hàn ổn định, cơ tính của liên kết hàn đạt yêu cầu, tốc độ hàn cao và độ ngấu sâu. Nh−ợc điểm của hàn trong khí bào vệ CO2 là gây bắn toé kim loại lỏng. c. Khí bảo vệ hỗn hợp: A Phương pháp hàn trong môi trường khí bảo vệ với điện cực không nóng chảy. I. Nguyên chung của phương pháp hàn TIG 1. Sơ đồ nguyên lý: 2. Nguyên lý chung: Hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi tr−ờng khí trơ (GTAW) là qúa trình hàn nóng chảy, trong đó nguồn nhiệt cung cấp bởi hồ quang đ−ợc tạo thành giữa điện cực không nóng chảy và vũng hàn (hình 3.13). Vùng hồ quang đ−ợc bảo vệ bằng môi tr−ờng khí trơ (Ar, He hoặc Ar+He) để ngăn cản những tác động có hại của ôxy và nitơ trong không khí. [...]... chân mối hàn rất dễ bị ăn mũn, do vậy khi hàn cỏc thiết bị ỏp lực, qui trỡnh hàn phải được thẩm định chắc chắn Thường khi hàn với các thiết bị chịu áp ta thay thế mối hàn bằng mối hàn giáp mép có tấm lót Góc độ của mỏ hàn Phụ thuộc vào loại mối nối và tư thế hàn Hàn TIG luụn luôn thực hiện ở tư thế đẩy tới Hàn leo gúc (3F) Hàn ngang (2G) Hàn đứng (3G) III Thiết bị hàn TIG Thiết bị dùng cho hàn TIG... đặn và khe hở được định vị chắc chắn Mối hàn này thường được thực hiện tối thiểu hai lớp, lớp ngấu và lớp phủ Bề dày chân (rood face) mối hàn cần xác định sao cho hàn không thủng vẫn bảo đảm ngấu đều 6.5 Mối hàn bẻ gờ Các mối hàn bẻ gờ thường được áp dụng trên tấm mỏng Không dùng que đắp vỡ mộp hàn sẽ núng chảy và bổ sung vào mối hàn Mối hàn này thường được áp dụng vào hàn nắp các thùng kín Mối hàn. .. toàn bộ mối hàn Các mồi chồng mí trên tấm có bề dày nhỏ hơn 3mm thường được hàn chảy không đắp que hàn Cần phải hiệu chỉnh các thông số hàn sao cho bảo đảm nóng chảy không đánh thủng và làm cháy mặt bên kia của mối ghép Mối hàn chông mí có bề dày từ 3 đến 6mm sẽ phải đắp thêm que hàn và hàn với 1 hoặc nhiều lớp hàn 6.3 Mối hàn gúc.Độ ngấu của mối hàn góc phụ thuộc vào bề dày vật liệu Khi hàn tấm mỏng,... carbon thường và thép hợp kim thấp thỡ phương pháp hàn que và phương pháp hàn MIG-MAG hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu về chất lượng mối hàn Khi hàn trên thép inox và các hợp kim nicken thỡ phương pháp hàn TIG lại phù hợp và hiệu quả hơn 6.2 Mối hàn chồng mớ Mối hàn chồng mí có ưu điểm là không cần chuẩn bị mối hàn, đặc biệt là khi hàn trên tấm mỏng yếu tố quan trọng nhất khi chuẩn bị mối hàn chồng mí... Khi mối hàn có thể hàn từ hai phía thỡ nờn chọn kiểu vỏt đôi để giảm lượng đắp và có hiệu quả kinh tế hơn Thực tế khi hàn trên tấm dày, chỉ có lớp lót là thực hiện bằng phương pháp hàn TIG cũn cỏc lớp phủ sẽ được thực hiện bằng phương pháp hàn que hoặc phương pháp hàn MIG-MAG Yếu tố quan trọng bậc nhất để chọn kiểu vát và phương pháp hàn là chất lượng yêu cầu của mối hàn và vật liệu hàn Khi hàn trên... Khi hàn tấm mỏng, các mép hàn góc được đặt sát nhau sao cho mép này gối l Độ ngấu của mối hàn góc phụ thuộc vào bề dày vật liệu Khi hàn tấm mỏng, các mép hàn góc được đặt sát nhau sao cho mép này gối mép kia chút ít Thường thỡ phải cú bộ gỏ hàn để bảo vệ mặt lưng mối hàn không bị cháy và bảo đảm mép hàn không bị biến dạng quá lớn khi hàn Vùng mối hàn nhất thiết phải làm sạch và bảo đảm không dính dầu... thuật hàn : Các loại mối hàn đều có thể thực hiện bằng phương pháp hàn TIG Các đặc trưng của mối hàn được xác lập theo các yêu cầu kỹ thuật các mối hàn cơ bản gồm : giáp mối (butt), chồng mí (lap), hàn góc (corner), mối hàn bẻ gờ (edge), mối hàn chữ T (tee) Hỡnh 9: chuẩn bị mối hàn TIG Mối hàn TIG chất lượng có các đặc trưng sau: 1 − Tiết diện ngang mốI hàn hơi lồi − Bề mặt Chắc và mịn đẹp; − Vảy hàn. .. Khi hàn tôn mỏng dưới 1mm thỡ Lh = 0,025 in ( khoảng 0,6mm) do vậy không dùng que đắp Khi hàn tôn dày (nhỏ hơn 4mm) hoặc hàn ngấu thỡ Lh = 0,082 in ( khoảng 2mm) b Tốc độ hàn Tốc độ hàn là tốc độ di chuyển điện cực phụ thuộc vào tốc độ điền đầy vũng chảy và bề dày chi tiết hàn Tốc độ thường từ 100 đến 250mm/ phút c.Dũng điện hàn Dũng điện hàn chịu ảnh hưởng bởi loại vật liệu và bề dày chi tiết hàn, ... cho hàn TIG có các bộ phận chính sau (hình 1.13): - Nguồn điện hàn, bao gồm cả hệ thống điều khiển khí bảo vệ, n−ớc làm mát, dòng điện và điện áp hàn - Mỏ hàn; - Chai chứa khí trơ và van điều khiển l−u l−ợng khí * Mỏ hàn TIG Chức năng của mỏ hàn TIG là dẫn dòng điện và khí trơ vào vùng hàn Điện cực Wolfram dẫn điện đ−ợc giữ chắc chắn trong mỏ hàn bằng đai giữ với các vít lắp bên trong thân mỏ hàn Các... đ−ợc cung cấp vào vùng hàn qua chụp khí Chụp khí có ren đ−ợc lắp vào đầu mỏ hàn để h−ớng và phân phối dòng khí bảo vệ Mỏ hàn có các kích th−ớc và hình dáng khác nhau phù hợp với từng công việc hàn cụ thể Mỏ hàn TIG đ−ợc phân làm 2 loại theo cơ cấu làm mát: - Mỏ hàn làm mát bằng khí - t−ơng ứng với c−ờng độ dòng điện hàn < 120A - Mỏ hàn làm mát bằng n−ớc - t−ơng ứng với c−ờng độ dòng điện hàn > 120A . B – HÀN TỰ ĐỘNG VÀ BÁN TỰ ĐỘNG CHƯƠNG I - NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ HÀN TỰ ĐỘNG VÀ BÁN TỰ ĐỘNG Khái nệm chung: Cơ khí hóa là quỏ trỡnh thay thế tỏc động. hoặc vận hành mà không cần dùng sức lực. 2. Đặc điểm của phương pháp hàn tự động và tự động. 3. Nguyên lý chung của thiết bị hàn tự động và bán tự động Chương