Bài giảng Công nghệ trong kỹ thuật ô tô: Chương 4 - ThS. Nghiêm Văn Vinh

Bài giảng Công nghệ trong kỹ thuật ô tô: Chương 4 do ThS. Nghiêm Văn Vinh biên soạn nhằm cung cấp cho các bạn kiến thức về công nghệ hàn ứng dụng trong lắp ráp ô tô hiện đại. Để hiểu rõ hơn, mời các bạn tham khảo chi tiết nội dung bài giảng này.

CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ HÀN ỨNG DỤNG TRONG LẮP RÁP Ô TÔ HIỆN ĐẠI 4.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HÀN 4.1.1 Khái niệm: Hàn phương pháp công nghệ nối chi tiết kim loại với cách nung nóng chỗ nối đến trạng thái hàn (chảy dẻo) Sau kim loại hóa rắn kết hợp với lực ép, chỗ nối tạo thành mối liên kết bền vững gọi mối hàn 4.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HÀN Một só ứng dụng công nghệ hàn 4.1.2 Đặc điểm phương pháp hàn: Ưu điểm: - Tiết kiệm kim loại so với phương pháp khác + So với tán, ghép bulong: 10 ÷ 25% + So với Đúc: ~ 50% - Hàn nhiều loại vật liệu khác nhau: + Kim loại đen vs Kim loại đen + Kim loại vs Kim loại màu, hợp kim … - Chế tạo kết cấu phức tạp ( mà phương pháp khác khơng làm - Mối hàn kín, đơi mối hàn bền so với vật liệu gốc - Hàn không bi giới hạn môi trường sản xuất - Phương pháp hàn có tính kinh tế cao 4.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HÀN 4.1.2 Đặc điểm phương pháp hàn: Nhược điểm: - Tồn ứng suất dư, vật hàn dễ cong vênh, biến dạng - Q trình hàn có nguy hiểm tiềm tàng nguồn lượng sử dụng - Tồn khuyết tật, khó để kiểm tra - Chịu tải trọng va đập 4.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HÀN 4.1.3 Phân loại phương pháp hàn: - Có khoảng 50 loại q trình cơng nghệ hàn khác ghi nhận Hiệp hội Hàn Mỹ ( American Welding Society – AWS) - Căn theo trạng thái kim loại mối hàn tiến hành nung nóng, người ta chia phương pháp hàn thành hai nhóm: Hàn nóng chảy hàn áp lực 4.1.3 Phân loại phương pháp hàn: * Hàn nóng chảy: - Kim loại mép hàn nung đến trạng thái nóng chảy, kết hợp với kim loại bổ sung từ vào điền đầy khe hở hai chi tiết hàn, sau đơng đặc tạo mối hàn - Nhóm gồm hàn hồ quang,hàn khí, hàn điện xỉ, hàn tia điện tử, hàn tia laze, hàn plasma v.v 4.1.3 Phân loại phương pháp hàn: * Hàn áp lực: - Khi hàn áp lực kim loại vùng mép hàn nung nóng đến trạng thái dẻo sau hai chi tiết ép lại với lực ép đủ lớn, tạo mối hàn - Nhóm gồm hàn điện tiếp xúc, hàn ma sát, hàn nổ, hàn siêu âm, hàn khí ép, hàn cao tần, hàn khuếch tán v.v 4.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HÀN 4.2.1 Hàn điện hồ quang tay (arc welding): Định nghĩa: - Hàn hồ quang tay phương pháp hàn nóng chảy dùng lượng hồ quang điện nung nóng kim loại chỗ cần nối đến trạng thái nóng chảy, sau kim loại kết tinh tạo thành mối hàn 4.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HÀN 4.2.1 Hàn hồ quang tay: 4.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HÀN 4.2.1 Hàn hồ quang tay: 10 Ổ cấp điện Máy hàn Cáp hàn - nối với cực hàn Cáp hàn - nối với vật hàn Kìm hàn Que hàn - điện cực hàn Kẹp mát Vật hàn – chi tiết hàn Hồ quang 10 Lõi que hàn 11 Thuốc bọc 12 Giọt kim loại lỏng 13 Khí phát sinh bảo vệ vùng hàn 14 Xỉ lỏng 15 Xỉ hàn (rắn) 16 Kim loại mối hàn nóng chảy 17 Kim loại mối hàn kết tinh 4.3.3 Ngăm xỉ: 44 4.3.4 Không ngấu: Là loại khuyết tật nghiêm trọng liên kết hàn, dẫn đến nứt, làm hỏng liên kết, làm cho kết cấu hàn bị phá hủy, hàn khơng ngấu thường sinh góc mối hàn, mép hàn lớp hàn 45 4.3.4 Không ngấu: Nguyên nhân: - Mép hàn chuẩn bị chưa hợp lý, góc vát q nhỏ - Dịng điện hàn nhỏ, tốc độ hàn nhanh - Góc hàn cách đưa điện cực không hợp lý - Chiều dài hồ quang lớn - Điện cực hàn chuyển động không theo trục mối hàn Biện pháp phòng tránh: - Làm liên kết trước hàn, tang góc vát khe hở hàn - Tăng dòng điện hàn giảm tốc độ hàn 46 4.3.5 Lẹm chân chảy loãng: - Lẹm chân phần bị lõm, lẹm thành rãnh dọc theo ranh giới KL KL đắp - Chảy loãng tượng KL lỏng chảy loang bề mặt vật hàn, liên kết hàn., tạo tập trung ứng suất, làm sai lệch hình dáng LK hàn Nguyên nhân: - Dòng điện hàn lớn - Chiều dài cột hồ quang lớn - Góc độ que hàn cách đưa que hàn chưa hợp lý - Sử dụng chưa kích thước điện cực hàn 47 4.3.6 Các phương pháp kiểm tra mối hàn Các phương pháp kiểm tra Kiểm tra không phá hủy Kiểm tra quan sát 48 Kiểm tra dung dịch thị Kiểm tra từ tính Kiểm tra tia X tia γ Kiểm tra phá hủy Kiểm tra siêu âm Kiểm tra độ kín khít mối hàn Kiểm tra tính mối hàn Kiểm tra cấu trúc kim loại mối hàn 4.3.6 Các phương pháp kiểm tra mối hàn: Kiểm tra mắt: - Kiểm tra trước hàn: Xem lại vẽ thiết kết, KT phù hợp vật liệu hàn sử dụng, KT vát mép, KT độ bề mặt trước hàn - Kiểm tra hàn: KT thơng số quy trình hàn, vật liệu hàn tiêu hao, nhiệt độ gia nhiệt, vị trí hàn chất lượng hàn, thứ tự hàn, kiểm soát mức độ biến dạng - Kiểm tra sau hàn: + Làm bề mặt liên kết hàn + Quan sát kĩ mắt thường liên kết + Kiểm tra kích thước liên kết hàn so với thiết kế 49 + Kiểm tra kích thước mối hàn loại calip chun dụng có độ xác 4.3.6 Các phương pháp kiểm tra mối hàn: Kiểm tra dung dịch thị màu: - Dùng dung dịch làm để tẩy bề mặt mối hàn - Phun dung dịch thẩm thấu bề mặt mối hàn - Sau đủ thời gian thấm, lau bề mặt mối hàn - Phun dung dịch hiển thị màu lên bề mặt vùng mối hàn để kiểm tra khuyết tật Phương pháp không phát khuyết tật nằm bên long liên kết hàn chiều sâu khuyết tật 50 4.3.6 Các phương pháp kiểm tra mối hàn: Kiểm tra từ tính - Nguyên lý: Rắc bột sắt từ lên bề mặt mối hàn, đặt kết cấu hàn vào từ trường, quan sát phân bố đường sức từ để phát khuyết tật - Phương pháp áp dụng cho vật liệu từ tính, cho phép phát vết nứt có bề mặt kích thước nhỏ, khuyết tật bề mặt liên kết hàn - Phương pháp không phát vết nứt nằm dọc theo đường sức từ 51 4.3.6 Các phương pháp kiểm tra mối hàn: Kiểm tra tia Rơnghen tia Gama Tia X tia γ song điện từ ngắn có khả đâm xuyên cao Chiếu tia qua vật mẫu cần kiểm tra, quan sát, nghiên cứu ảnh xạ cho phép ta xác định khuyết tật bên vật hàn cách xác Kiểm tra song siêu âm Sóng siêu âm sóng âm có tần số lớn truyền vật chất, qua biên giới môi trường vật chất khác bị khúc xạ hay phản xạ trở lại, ta ứng dụng điều để phát khuyết tật vật hàn 52 4.3.6 Các phương pháp kiểm tra mối hàn: Kiểm tra độ khít mối hàn - Kiểm tra khí Amoniac: Dựa vào thay đổi màu sắc số hoá chất tác dụng với Amoniac - Kiểm tra áp lực khí: Bịt kín kết cấu cần kiểm tra, cho khí vào đến áp suất định Bơi nước xà phịng lên mặt ngồi mối hàn để quan sát - Kiểm tra áp lực nước - Kiểm tra phương pháp tạo chân không Kiểm tra phương pháp phá hủy - Kiểm tra tính mối hàn: Nhằm xác định đặc tính học mối hàn để so sánh với kim loại Căn vào yêu cầu kỹ thuật, khả thiết bị mà thử uốn, kéo, độ cứng độ dai va chạm, tải trọng tĩnh hay động … - Kiểm tra cấu trúc kim loại mối hàn: Cắt mẫu thử từ mối hàn, mài bóng tẩy dung dịch, sau quan sát kính lúp phóng đại lớn kính hiển vi để xác định tổ chức kim loại mối hàn 53 4.4 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ HÀN TRONG LẮP RÁP Ô TÔ HIỆN ĐẠI 4.4.1 Lập quy trình cơng nghệ hàn: Quy trình hàn bấm: 54 4.4.1 Lập quy trình cơng nghệ hàn: Quy trình hàn gối đầu: 55 56 57 58 ... 32 4. 2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HÀN 4. 2 .4 Hàn khí: NGỌN LỬA HÀN: 33 4. 2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HÀN 4. 2 .4 Hàn khí: Yêu cầu mỏ hàn - Phải an toàn, ổn định cháy lửa - Điều chỉnh thành phần công suất lửa -. .. hàn 45 4. 3 .4 Không ngấu: Nguyên nhân: - Mép hàn chuẩn bị chưa hợp lý, góc vát nhỏ - Dòng điện hàn nhỏ, tốc độ hàn nhanh - Góc hàn cách đưa điện cực khơng hợp lý - Chiều dài hồ quang lớn - Điện... giảm 43 tốc độ hàn 4. 3.3 Ngăm xỉ: 44 4. 3 .4 Không ngấu: Là loại khuyết tật nghiêm trọng liên kết hàn, dẫn đến nứt, làm hỏng liên kết, làm cho kết cấu hàn bị phá hủy, hàn không ngấu thường sinh