Đồ án tốt nghiệp công nghệ hàn CO2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1- GIỚI THIỆU VỀ SẢN XUẤT KHUNG XE MÁY BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN VÀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ HÀN CO2 1.1- Giới thiệu chung sản xuất khung xe máy phương pháp hàn Ngày xe gắn máy phương tiện phổ biến với tất người.Từ vài năm trở lại xe máy lắp ráp sản xuất Việt Nam Nhưng phần máy phải nhập linh kiện nước lắp Sự tồn nhiều phương thức sản xuất Việt Nam phổ biến, có phương thức sau: + Phương thức sản xuất đại (tự động hoá cao) + Phương thức sản xuất bán tự động thủ công Phương thức 1: Là hãng lớn Honda, Suzuki, Yamaha Sản phẩm chủ yếu loại xe gắn máy chất lượng cao giá thành cao Phương pháp sản xuất khung xe họ hoàn toàn tự động từ khâu hàn đến kiểm tra, chất lượng hoàn toàn thoả mãn yêu cầu người tiêu dùng Phương thức 2: Là phương thức sở sản xuất nhỏ lẻ, máy khí gia cơng theo u cầu thị trường Do khó khăn vốn lẫn chun mơn, sản phẩm chất lượng ngược lại giá thành thấp, thoả mãn lực lượng đông đảo người tiêu dùng có thu nhập thấp Tuy phương thức sản xuất, khung xe máy ngày chủ yếu dùng phương pháp hàn ưu điểm so với phương pháp khác sau: + Hàn tất vật liệu, vị trí + Chất lượng mối hàn tốt Chính dẫn đến kết cấu khung xe gọn nhẹ, tiết kiệm vật liệu, tiết kiệm lượng _ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Các phương pháp hàn chủ yếu hàn khí bảo vệ, đạt u cầu chất lượng mối hàn so với kim loại bản, cộng với kết cấu đa dạng khung xe nên có phương pháp hàn khí bảo vệ ưu điểm 1.2 - ứng dụng cơng nghệ hàn nóng chảy mơi trường khí bảo vệ co2 Việt Nam Cơng nghệ hàn nóng chảy mơi trường khí bảo vệ CO2 nước ta trải qua trình 15 năm, với đặc điểm riêng liên quan đến đặc thù kinh tế, trình độ sản xuất cơng nghệ thời tiết khí hậu Việt Nam Thực tế q trình nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ hàn CO2 chưa đáp ứng nhu cầu sản xuất công nghiệp Nhận thấy tầm quan trọng ý nghĩa phương pháp công nghệ hàn sản xuất công nghiệp từ năm bảy mươi Các quan nghiên cứu ngành quản lý sản xuất công nghiệp quan tâm đến lĩnh vực công nghệ hàn CO2 Tại hội nghị hàn toàn quốc lần thứ 1979, báo cáo PGS Nguyễn Tăng Long, Viện khoa học cơng nghệ Quốc phịng, báo cáo Viện khoa học Xây dựng phân tích, đánh giá vai trị quan trọng cơng nghệ hàn CO2 sản xuất công nghiệp cần thiết nghiên cứu ứng dụng lĩnh vực công nghệ vào thực tế sản xuất cơng nghiệp nước ta nói chung Ở số ngành sản xuất công nghiệp, ngành đường sắt Việt Nam, ngành giao thông vận tải (GTVT), Xây dựng, quốc phịng nói riêng cơng nghệ hàn CO2 quan tâm đến nhiều báo cáo, hội thảo dự án phát triển sản xuất Cơng trình nghiên cứu lĩnh vực công nghệ hàn CO2 nước ta triển khai Viện khoa học kỹ thuật xây dựng Việc nghiên cứu tiến hành sở trang thiết bị vật liệu Thụy Điển Báo cáo giám định đề tài khẳng định rõ ưu điểm, tính hiệu kinh tế cao, triển vọng to lớn việc ứng dụng công nghệ hàn CO2 vào sản xuất khí đất nước _ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước Viện Khoa học kỹ thuật xây dựng giám định Song, sau 10 năm, việc ứng dụng công nghệ hàn CO2 vào thực tế sản xuất chưa quan tâm mức Việc ứng dụng công nghệ hàn CO2 giai đoạn trước năm 1990 vào sản xuất chưa mang lại hiệu thiết thực, có nhiều ngun nhân xuất phát từ hai khía cạnh Một thực tế sản xuất cơng nghiệp chế quản lý quan liêu bao cấp chưa có cạnh tranh gay gắt suất lao động chất lượng sản phẩm Khả thứ nghiên cứu đầu tư làm chủ công nghệ hàn CO2 sản xuất cịn ít, nên có nhiều khó khăn ách tắc nảy sinh Đó khơng ổn định q trình hàn dẫn đến khơng ổn định chất lượng, ảnh hưởng yếu tố môi trường gây ra, hạn chế điều kiện kinh phí nên chưa giải mức ta chưa ứng dụng đại trà công nghệ hàn CO2 vào sản xuất Trong vài năm gần đây, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, nghiên cứu công nghệ hàn CO2 để hàn thép hợp kim loại Từ năm 1978 trở lại đây, cơng trình nghiên cứu cơng nghệ hàn CO2 nước ta nói chung có kết phục vụ trước mắt tương lai Cho đến khoảng năm 1990 việc ứng dụng công nghệ hàn CO2 vào thực tế sản xuất cịn gặp nhiều khó khăn Như nghiên cứu trước tạo tiền đề cho phát triển công nghệ hàn CO2 Việt Nam Song việc áp dụng công nghệ hàn vào thực tế chưa quan tâm mức Nó địi hỏi phải giải số nội dung khoa học - công nghệ gắn liền với điều kiện thực tế Việt Nam Và nghiên cứu giải nội dung khoa học kỹ thuật đó, bước chế độ cơng nghệ, xác định chế độ cơng nghệ hàn phù hợp áp dụng cơng nghệ hàn nóng chảy mơi trường khí bảo vệ CO2 vào thực tế điều kiện Việt Nam ta _ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Như khảo sát phân tích phần trên, cơng nghệ hàn CO2 cơng nghệ khác, bao gồm vấn đề thiết bị, vật liệu, công nghệ Trong mối quan hệ khăng khít với chất vật lí q trình hàn nóng chảy mơi trường khí bảo vệ CO2, thiết bị hàn giới nghiên cứu kỹ Thực tế ngày nay, đất nước ta tồn nhiều thiết bị hàn dùng cho công nghệ hàn CO2 Đặc biệt có nhiều loại thiết bị đại hãng hàng lớn giới : Xs 200 đến Xs 600 hãng DAIHEN; RF 200 đến RF 1000 hãng Panasonic ; loại thiết bị hãng SAF ; ESAB; LINCON chào bán thị trường nước ta Vấn đề chế tạo vật liệu liên quan đến nhiều lĩnh vực kỹ thuật, cơng nghệ khác nhau: kỹ thuật lị cao , kỹ thuật luyện kim Hơn nữa, dây hàn dùng cho công nghệ hàn CO2 tiêu chuẩn hoá nhiều nước sản xuất đại trà, việc nhập mua thuận lợi Như cịn lại vấn đề cơng nghệ cần quan tâm nghiên cứu Các cơng trình nghiên cứu Khoa học - công nghệ nước ta trước đề cập đến vấn đề Một vấn đề quan tâm khí bảo vệ CO2 Việc mua nhập khí CO2 nước ngồi khơng thực tế, giá khơng hợp lý Như nghiên cứu sử dụng CO2 Việt Nam để dùng cho cơng nghệ hàn CO2 có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao Những kết nghiên cứu thực nghiệm bước đầu nước ta cho thấy: Yếu tố mơi trường khí hậu khí CO2 Việt Nam có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng q trình hàn nóng chảy mơi trường khí bảo vệ CO2 Để áp dụng công nghệ hàn CO2 vào thực tế sản xuất nước ta, cần thiết phải nghiên cứu khảo sát số yếu tố mơi trường khí hậu mối quan hệ với q trình lý hố q trình luyện kim mối hàn, trình nhiệt với yếu tố vật liệu thiết bị hàn Trên sở đó, ta tiến _ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP hành xác định điều kiện cơng nghệ hàn cụ thể nhóm thép, loại hình kết cấu yêu cầu sản xuất Như yếu tố mơi trường khí hậu, khí bảo vệ CO2 đối tượng cần quan tâm q trình nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ hàn CO2 vào thực tế sản xuất điều kiện Việt Nam 1.3 -Nhu cầu sản xuất công nghiệp cơng nghệ hàn mơi trường khí bảo vệ co2 Từ năm 1980 nhiều dự án đầu tư sản xuất công nghiệp, giai đoạn chuẩn bị, có số ngành sở sản xuất mạnh dạn nhập hàng loạt thiết bị hàn mơi trường khí bảo vệ CO2 ngành đường sắt Việt Nam nhập hàng trăm tổ hợp thiết bị hàn bán tự động mơi trường khí bảo vệ CO2 loại MAGPOL – 400 MAGPOL 630 Nhà máy đóng tầu Bạch Đằng, nhà máy khí Cẩm Phả, nhà máy sửa chữa tầu biển Phà Rừng, Liên hợp đóng tầu Ba Son Cũng nhập số tổ hợp thiết bị hàn mơi trường khí bảo vệ CO2 Tại số hội thảo chuyên ngành hàn chuyên đề khoa học khác hội thảo " Máy Công nghệ hàn " trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (1994); hội nghị khoa học 30 năm ngày thành lập Viện Khoa học GS.PTS Phạm Hữu Phức (Bộ GTVT); PGS.PTS Hoàng Tùng (ĐHBK Hà Nội) đề cập khẳng định tính cấp bách việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn CO2 vào thực tế sản xuất cơng nghiệp đất nước Tình hình ứng dụng công nghệ hàn CO2 giai đoạn chưa có hiệu mong muốn Nhiều nhà sản xuất kinh doanh quản lý quan tâm đến vấn đề cơng nghệ thiết bị hàn Tình hình làm cho tính cấp thiết việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn CO2 tăng lên hai nhân tố: Nhu cầu ứng dụng phục vụ sản xuất khai thác nguồn thiết bị hàn cần thiết Năm 1991, số sở nghiên cứu, Viện Công nghệ Quốc gia, Viện Hàn RITST, Trường ĐHBK Hà Nội, Viện Nghiên cứu máy quan tâm đặt _ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP vấn đề nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ hàn CO2 , nói bật Viện Hàn RITST Sau triển khai nghiên cứu đề tài bước có hiệu quả, đề nghị dùng khí CO2 Việt nam sản xuất cho công nghệ hàn CO2 Đề tài cấp đặt Đề cương khẳng định rõ nhu cầu sản xuất khí (trong ngồi ngành GTVT) địi hỏi ứng dụng cơng nghệ hàn CO2 mức độ ngày bách Xuất phát từ nhu cầu ngành GTVT, vào kết nghiên cứu thăm dị RITST phương pháp cơng nghệ hàn CO2 Bộ GTVT duyệt kinh phí đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ: “Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ hàn CO2 khí Việt Nam, phục vụ sản xuất khí ngồi ngành GTVT” Thực trạng sản xuất khí ngành GTVT nói riêng, nước ta nói chung đa dạng Nhu cầu hàn khu vực sản xuất , phương tiện vận tải lớn , lĩnh vực đóng mà khu vực sửa chữa phục hồi phương tiện có nhu cầu ứng dụng cơng nghệ hàn nói chung cơng nghệ hàn CO2 nói riêng lớn Thực trạng kết cấu, vật liệu, chi tiết máy dạng phương tiện vận tải đa dạng, có nhiều loại thép khác , đặc biệt thép hợp kim thấp Mấy năm qua, nước ta việc ứng dụng công nghệ hàn CO2 vào sản xuất gặp nhiều khó khăn thực tế không thu hiệu mong muốn Các tượng dẫn đến tồn trình ứng dụng công nghệ hàn CO2 thường là: - Mối hàn bị rỗ khí loại - Bề mặt mối hàn gồ ghề, bị lõm Hiện tượng bắn toé kim loại lỏng ngồi bể hàn mức khơng thể chấp nhận Hiện tượng vừa làm tăng tổn thất vật liệu hàn, gây lãng phí lớn, vừa gây tắc dây hàn, làm gián đoạn trình hàn Kết làm giảm suất lao động tới mức hàn tay, hư hỏng chi tiết hàn, giảm chất lượng mối hàn _ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cho đến vài năm gần công nghệ hàn CO2 nước ta khắc phục nhiều áp dụng rộng rãi sở sản xuất nước công ty liên doanh với nước ngồi 1.4 - Tình hình áp dụng cơng nghệ hàn mơi trường khí bảo vệ CO2 giới Hàn phương pháp công nghệ nhằm đạt mối hàn không tháo cách dùng nguồn nhiệt nung nóng vật liệu chỗ hàn đến trạng thái chảy dẻo, sau vật hàn đơng đặc nhờ lực ép mối liên kết hình thành gọi mối hàn Trong q trình sản xuất áp dụng phương pháp công nghệ tiên tiến khí hố, tự động hố Điều giúp cho suất cao điều kiện lao động cải thiện rõ rệt Liên Xô nước có ngành hàn phát triển sớm có nhiều thành tựu ngành hàn nhất.Vào năm 1802, Viện sĩ hàn lâm khoa học Nga BERNARDOS phát minh hồ quang điện, phát minh quan trọng nguồn lượng mới, có cơng suất lớn áp dụng cho ngành cơng nghệ chế tạo máy Đặc biệt lĩnh vực công nghệ hàn Sau kỷ, công nghệ hàn phát triền nhanh đạt nhiều thành khoa học, công nghiệp hiệu kinh tế ngành công nghệ Sau kỷ 20, việc dùng phương pháp hàn hồ quang lan sang nước khác : Đức, Mỹ , Nhật, Pháp, Thuỵ Điển nhiều nước khác Từ tới nay, ngành hàn phát triển rộng rãi có nhiều trung tâm nghiên cứu , viện nghiên cứu sâu vào nghiên cứu công nghệ hàn phát minh nhiều phương pháp hàn đại : Hàn điện tử , hàn plasma cho suất cao đồng thời nâng cao chất lượng mối hàn lên nhiều lần _ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đi đơi với việc tự động hố cơng nghiệp khí giới, ngành hàn ngày tự động hoá để đáp ứng kịp thời nhu cầu địi hỏi ngành cơng nghiệp nói chung ngành hàn nói riêng Trên sở tự động hoá, hàn phát triển lĩnh vực: hàn tự động hàn bán tự động Hàn tự động bán tự động lớp thuốc Hàn tự động bán tự động môi trường khí bảo vệ Trong hầu hết phương pháp hàn, kim loại nung nóng lên đến nhiệt độ cao mà lực hố học kim loại với ơxy khí khác (hyđro, Ni tơ) mạnh Vấn đề cần phải giải bảo vệ hiệu kim loại vùng hàn vùng ảnh hưởng nhiệt Có phương pháp hàn mơi trường khí bảo vệ CO2 , CO2 + Ar He + Ar điện cực nóng chảy sử dụng rộng rãi tất nước công nghiệp phát triển : Nga, Anh, Pháp, Mỹ, Nhật, Thụy Điển, Tiệp Khắc Vì lí sau : Phương pháp hàn tự động bán tự động mơi trường khí bảo vệ phương pháp có tính động Đối với hàn bán tự động hàn đứng, hàn sấp , hàn trần tốc độ hàn so với phương pháp khác nhanh cho mối hàn đảm bảo Hàn mơi trường khí bảo vệ có hai phương pháp hàn tự động hàn bán tự động Hai phương pháp hàn cho hiệu chất lượng mối hàn nhau, song phương pháp hàn tự động lại cho suất cao , hàn bán tự động lại hàn nhiều tư Khí bảo vệ hàn có tính hẳn chất liệu bảo vệ mối hàn như: thuốc hàn, phương pháp hàn hàn xong người thợ khơng cần có ngun cơng gõ xỉ, làm tăng suất lao động mà mối hàn đạt chất lượng u cầu.Khí bảo vệ vùng hàn có hai loại sau : khí hoạt tính CO2 hỗn hợp chúng CO2 + Ar Khí trơ bao gồm khí heli Ar, khí trơ loại khí đắt tiền lí khó chế tạo nên dùng mối hàn quan trọng mang tính chất _ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP định kết cấu hàn cụ thể, thực tế sản xuất hầu hết mối hàn khơng địi hỏi mức độ cao, Ví dụ hàn khung thép xây dựng, loại thép dụng cụ, thép bon trung bình Do việc sử dụng khí trơ đại trà việc làm khơng kinh tế việc sử dụng loại khí hoạt tính đặc biệt CO2 cần thiết có hai lí sau: * Tính kinh tế : So với khí bảo vệ khác He, Ar khí CO2 có tính kinh tế cao sẵn có Có thể lấy khí CO2 từ khí thải lị cao, từ q trình lên men cồn rượu , bia cơng nghệ hố học , từ q trình chế biến dầu mỏ Nói chung khí CO2 khí sẵn có rẻ tiền khí khác dùng làm khí bảo vệ thuốc hàn hàn lớp thuốc Năng suất phương pháp cao * Tính kỹ thuật : So với hàn hồ quang tay hàn mơi trường khí bảo vệ CO2 có đặc điểm vùng hàn nhỏ, tốc độ nguội lớn tác dụng làm nguội khí CO2 lớp xỉ mỏng Các mối hàn không cần phải gõ xỉ sau hàn Chất lượng mối hàn ổn định, tốt nhiều so với hàn hồ quang tay gần với mối hàn tự động lớp thuốc hàn Mối hàn sau hàn xong khơng bị rị rỉ, vùng hàn nhỏ, mối hàn hình thành tốt vị trí khơng gian Đối với mối hàn đứng, hàn trần đường hàn ngắn, cong nghiêng phương pháp hàn mơi trường khí bảo vệ CO2 thể rõ ưu điểm vận tốc nguội lớn vùng hàn nhỏ nên vùng ảnh hưởng nhiệt mối hàn mơi trường khí bảo vệ CO2 nhỏ - lần so với khí hàn lửa khí O2 - C2H2 Vì ứng suất biến dạng giảm đáng kể Khối lượng riêng CO2 lớn khơng khí 1,5 lần tạo _ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP điều kiện tốt cho việc bảo vệ kim loại lỏng khỏi tác động khơng khí bên ngồi Chính hàn mơi trờng khí bảo vệ CO2 điện cực nóng chảy áp dụng rộng rãi giới Bảng 1.1 SO SÁNH NĂNG SUẤT HÀN Phương pháp hàn Cường độ Hệ số nóng Hệ số sử Năng dòng điện chảy dụng suất (A) (g/Ah) máy (%) (Kg/h) Hàn bán tự động CO2 - Dây φ 1,2 180 - 250 12,0 60 1,58 - Dây φ 2,0 300 - 350 16,0 60 3,14 300 - 350 18 50 800 - 850 16 50 6,8 800 - 850 16 50 6,6 Hàn bán tự động lớp thuốc - Dây φ 2,0 Hàn tự động CO2 - Dây φ Hàn tự động lớp thuốc - Dây φ Hàn hồ quang tay que _ ... máy Đặc biệt lĩnh vực công nghệ hàn Sau kỷ, công nghệ hàn phát triền nhanh đạt nhiều thành khoa học, công nghiệp hiệu kinh tế ngành công nghệ Sau kỷ 20, việc dùng phương pháp hàn hồ quang lan sang... chảy mơi trường khí bảo vệ CO2 vào thực tế điều kiện Việt Nam ta _ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Như khảo sát phân tích phần trên, công nghệ hàn CO2 công nghệ khác, bao gồm vấn đề... bảo vệ CO2 đối tượng cần quan tâm trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn CO2 vào thực tế sản xuất điều kiện Việt Nam 1.3 -Nhu cầu sản xuất công nghiệp công nghệ hàn môi trường khí bảo vệ co2 Từ