Vị trí hàn: để đảm bảo mối hàn tốt ta quay trục để chỉ hàn ở vị trí hàn bằng. Đƣờng kính dây hàn: chọn Φ = 1,6mm.
Số lớp hàn: Chiều cao phải đắp là 9 mm, phải đắp cao hơn để sau khi đắp còn gia công cơ nên chiều cao phải đắp là 11 mm, vì vậy phải đắp 2 lớp
Hàn lớp lót: Dùng dây đ c GMAW mác dây: SM80G, chiều cao lớp lót sẽ hàn là 6 mm. Đƣờng kính dây (mm) Cƣờng độ (A) Điện áp hàn (V) Tốc độ hàn (mm/ Ph) Lƣu luợng khí (l/ph) Φ = 1,6 I = 250 - 300 U = 30 v = 400 Q = 20
Hàn lớp phủ: Dùng dây lõi thuốc FCAW mác dây: SK 402-0 (UTP), chiều cao lớp lót sẽ hàn là 5 mm. Đƣờng kính dây (mm) Cƣờng độ (A) Điện áp hàn (V) Tốc độ hàn(mm/ Ph) Lƣu luợng khí (l/ph) Φ = 1,6 I = 200 - 300 U = 30 v = 400 Q = 5 6.5.4. Kỹ thuật hàn 6.5.4.1. Hàn lớp lót
Hàn theo đƣờng sinh liên tục từ đầu đến cuối và đối xứng (H 1). Sau khi vệ sinh sạch sẽ bề m t đƣờng hàn trƣớc mới hàn đƣờng hàn tiếp theo. Thực hiện hàn đƣờng hàn sau ngƣợc hƣớng với đƣờng hàn trƣớc để ứng suất của đƣờng hàn sau khử bớt ứng suất của đƣờng hàn trƣớc.Chiều rộng một đƣờng hàn là (12 ~ 15) mm. Chiều rộng đƣờng hàn sau chồng lên 1/3 chiều rộng của đƣờng hàn trƣớc (H 2). Những chỗ nối mối hàn của các đƣờng hàn cạnh nhau phải cách nhau lớn hơn 20mm.
82
Hàn lớp 1:
- Hàn liên tục, trong khi hàn không gia nhiệt bổ xung.
- Hàn xong lớp hàn 1 quấn bông cách nhiệt vào cổ trục chỗ hàn.
- Sau khi trục để nguội tiến hành tháo bông cách nhiệt, kiểm tra toàn bộ bề m t hàn đắp lớp 1, mài bỏ chỗ cao, chỗ bị rỗ khí và các hạt kim loại bắn toé. Sau đó tiến hành tiện sơ bộ, tiện xong, kiểm tra chiều dày lớp lót đƣợc 6.2 mm.
6.5.4.2. Lớp hàn phủ
Hàn theo chu vi bằng dây lõi thuốc SK 402-0 (UTP). Vị trí hàn bằng (H 3), mỗi đoạn hàn dài (60 ~ 70) mm thì dừng lại.Hàn từ giữa cổ trục ra hai đầu. Hàn liên tiếp 5 đƣờng hàn kề nhau rồi mới quay trục để hàn đoạn hàn mới kế tiếp với đoạn vừa hàn song. Thực hiện hàn đƣờng hàn sau ngƣợc hƣớng với đƣờng lớp hàn trƣớc để ứng suất của đƣờng lớp hàn sau khử bớt ứng suất của đƣờng hàn trƣớc.Chiều rộng một đƣờng hàn là (12-15) mm (H 2). Trƣớc khi hàn đoạn hàn sau phải làm sạch xỉ hàn ở đầu của đoạn hàn trƣớc bằng búa gõ xỉ và bàn chải sắt.
83
Hàn lớp 2
- Tập trung gia nhiệt để hàn nhƣ khi hàn lớp 1.
- Hàn xong kiểm tra toàn bộ bề m t, mài chỗ cao, rỗ và ngậm xỉ. Tiến hành hàn sửa tại chỗ luôn, sau đó kiểm tra chiều dáy lớp phủ, đo đƣợc: 5.3 mm.
6. 6. Kiểm tra khuyết tật hàn và xử lý nhiệt khử ứng suất dƣ 6.6.1 Kiểm tra khuyết tật hàn: 6.6.1 Kiểm tra khuyết tật hàn:
Sau khi kết thúc hàn, chờ trục nguội ta tiến hành kiểm tra trục bằng mắt thƣờng đƣợc hỗ trợ bằng kính lúp. Và kiểm tra trục bằng phƣơng pháp PT để phát hiện các khuyết tật nứt, rỗ, xỉ thông lên bề m t. Kết quả kiểm tra phát hiện một vài rỗ khí, các khuyết tật này đƣợc xử lý bằng mài đi, sau đó hàn đắp bổ sung. Sau đó tiến hành kiểm tra PT lại.
Hình 27 . Thuốc PT dùng để kiểm tra 6.6.2. Xử lý nhiệt khử ứng suất dƣ
Sau khi tiến hành kiểm tra chất lƣợng mối hàn xong, tiến hành xử lý nhiệt để khử ứng suất dƣ. Quy trình xử lý nhiệt nhƣ sau:
Phạm vi nhiệt độ
Thời gian gia nhiệt Tốc độ gia nhiệt Tốc độ làm
nguội
84
Hình 28. Thiết bị dùng để xử lý nhiệt khử ứng suất dư
Hình 29. Hình ảnh ghi nhiệt độ khi xử lý nhiệt
6.7. Gia công cơ sau khi hàn:
Sau khi hàn xong bề m t xù xì độ nhẵn rất thấp nên phải tiến hành gia công cơ đạt độ chính xác hình học và chất lƣợng cơ học. Nguyên công này đƣợc thực hiện trên máy tiện của phân xƣởng.
Vì nối mối hàn nhiều nên bề m t đắp không phẳng (m c dù đã mài bớt bằng tay) nên phải tiện bóc từng lớp mỏng.
Khi tiện thô chỉ còn 1 lớp nữa thì dừng lại để kiểm tra bề m t, đánh dấu các khuyết tật cần sửa chữa.
Mài bớt chỗ cao vừa hàn để tiện không bị vấp (có chỗ lại mài quá làm lõm bề m t.
85
Tiện thô lần cuối cùng với chế độ cắt tra trong tài liệu chế độ gia công cơ khí
Bảng chế độ cắt tiện thô cổ trục: Chiều sâu cắt: t (mm) Bƣớc tiến: S (mm/vòng) Vận tốc cắt: V (v/ phút) 0.5 – 0.7 0.5 225
Bảng chế độ cắt tiện bán tinh, tiện tinh cổ trục:
Chiều sâu cắt: t (mm) Bƣớc tiến: S (mm/vòng) Vận tốc cắt: V (v/ phút) 0.1 – 0.4 0.12 185
Đánh bóng bề m t bằng bánh giấy nhám lắp vào máy mài cầm tay (trục vẫn quy theo tốc độ tiện tinh
86
Hình 31. Mài trục sau khi tiện
6.8. Kết quả và số liệu:
Sau khi hàn và tiện xong trục đã hoàn thành với chất lƣợng và kích thƣớc đạt yêu cầu. Để đạt đƣợc điều này cần qua các phép đo, kiểm tra nhằm xác định chính xác các thông số.
Kiểm tra kích thƣớc đƣờng kính sau từng lần tiện thô và sau khi tiện tinh xong. Dùng thƣớc và com pa đo của nhà máy để đo kích thƣớc. Kích thƣớc cuối cùng đo bằng com pa đo và thƣớc cứng thang đo mm (của nhà máy đƣờng) là:
D = (349,6/349,7) mm, L = (399,7/400) mm.
Kiểm tra độ cứng sau khi tiện tinh. Dùng máy đo độ cứng cầm tay để đo ở nhiều vị trí trên bề m t cổ trục. Độ cứng đều ở trong khoảng (180 - 190) HB
Sau khi tiện tinh dùng kính lúp phóng đại 5 lần để kiểm tra lần cuối để phát hiện các khuyết tật bề m t của cổ trục. Không phát hiện có khuyết tật. Dùng máy đo độ nhám cầm tay đo đƣợc độ nhám bề m t Ra = 3,5 – 3,25 µm, độ nhám tinh.
87
CHƢƠNG 7: TÍNH TOÁN TÍNH KINH TẾ CỦA HÀN PHỤC HỒI
Trong quá trình vận hành nhu cầu đ t ra là phải có chi tiết thay thế để sửa chữa. Khi làm việc sau một thời gian dài thì một số chi tiết bị hƣ hỏng do mòn mỏi không sử dụng đƣợc nữa vì vậy phải thay thế. Các chi tiết thay thế thƣờng đƣợc nhập từ nơi sản xuất ra máy nên rất phức tạp và giá thành thƣờng rất cao do chi phí sản xuất và vận chuyển. Trong khi đó thị trƣờng cạnh tranh rất khốc liệt đòi hỏi các đơn vị phải hạ giá thành . Do đó để có thể sản xuất đƣợc hoàn toàn các sản phẩm thay thế trong nƣớc là một vấn đề rất cần thiết đƣợc nhiều nhà máy quan tâm. Tuy vậy, trong thực tế không phải tất cả các chi tiết thuộc đối tƣợng trên đều đƣợc sửa chữa, phục hồi. Kinh nghiệm của các nhà máy sửa chữa trong nƣớc cũng nhƣ nƣớc ngoài đều cho rằng những chi tiết có khối lƣợng kim loại lớn và đ c biệt là những chi tiết đƣợc chế tạo từ các loại thép hợp kim với số lƣợng lớn nếu đƣợc phục hồi sửa chữa thì giá thành thấp hơn rất nhiều so với thay mới, đồng thời sẽ tiết kiệm đƣợc một lƣợng ngoại tệ lớn cho đất nƣớc
Việc chọn phƣơng pháp phục hồi hợp lý đƣợc tiến hành theo các chỉ tiêu khác nhau mà phổ biến hơn cả là chỉ tiêu kinh tế Ke :
m m cs e C C K C Trong đó:
+ Cm giá mua chi tiết mới
+ C SC - Giá thành sửa chữa chi tiết cũ theo phƣơng pháp đƣợc chọn. Giá thành sửa chữa chi tiết bao gồm: CSC = CL + CVL+ CK
Trong đó: CL- Tiền lƣơng trả cho công nhân; CVL - Tiền mua vật liệu;
CK - Các chi phí khác nhƣ khấu hao máy móc, năng lƣợng, vật tƣ nhiên liệu v.v… Trong quá trình sửa chữa chi tiết, việc đánh giá công nghệ phục hồi còn đƣợc dựa theo chỉ tiêu kỹ thuật, thông thƣờng ngƣời ta đánh giá theo hệ số tuổi thọ (Kt ):
sc t m t K t
88 Trong đó:
tsc - Tuổi thọ của chi tiết đƣợc phục hồi bằng phƣơng pháp đã chọn; t m - Tuổi thọ của chi tiết mới.
Phƣơng pháp phục hồi hợp lý nhất là phƣơng pháp có hệ số tuổi thọ lớn và chỉ tiêu kinh tế lớn. Những yêu cầu đ t ra đối với các phƣơng pháp phục hồi:
1- Bảo đảm phục hồi chi tiết đạt chế độ lắp ráp yêu cầu. 2- Có khả năng gia công cơ khí.
3- Bảo toàn đƣợc cơ tính ban đầu của chi tiết.
4- Bảo đảm đƣợc độ chống mòn ban đầu ho c tăng thêm đƣợc độ
chống mòn của chi tiết.
Bảng giới thiệu chi phí theo báo giá của Trung Quốc và kết quả Tính toán chi phí cho trục cán mía nhà máy mía đƣờng:
Làm mới Phục hồi
Đ t tại Trung Quốc 180 triệu Chi phí tháo lắp : 8 triệu
Vật liệu hàn: 1,2 triệu/Kg (15 Kg).18 triệu
Chi phí chuyên gia hàn : 10 triệu. Chi phí vật tƣ vật liệu , thiết bị hàn : 5 triệu.
Chi phí kiểm tra sau khi hàn : siêu âm, thẩm thấu : 5 triệu
Gia công tiện trên máy Tiện vạn năng tại nhà máy : 2 triệu/ngày .
89
2 triệu/ngày.
Phục hồi của nhà máy mất khoảng 50 triệu.
Nhƣ vậy so với làm mới thì phục hồi trục bằng công nghệ hàn rẻ hơn khoảng 3 lần mà nhà máy lại chủ động trong kế hoạch sản xuất.Về việc áp dụng thành công quy trình công nghệ hàn phục hồi các chi tiết dạng trục kích thƣớc lớn vào sản xuất đã đem lại một hiệu quả kinh tế rất lớn. Các trục trục lô ép mía đƣờng đƣợc phục hồi thành công với tuổi thọ và độ đáng tin cậy cao đã góp phần giải quyết đƣợc một vấn đề bức xúc của các đơn vị sản xuất đó là mục đích phục hồi các chi tiết để thay thế nhập ngoại.
Xét về m t giá thành, chi phí cho một chi tiết phục hồi chỉ bằng 25-30% giá trị của chi tiết nhập mới, trong khi nếu tuân thủ một các nghiêm túc quy trình công nghệ hàn, các chi tiết phục hồi có thể đạt đƣợc chất lƣợng gần tƣơng đƣơng chi tiết mới, trong một vài trƣờng hợp chất lƣợng làm việc còn có thể đƣợc cải thiện hơn chi tiết mới. Điều đó cho thấy rằng, việc phục hồi thành công các chi tiết dạng này sẽ đem lại một hiệu quả kinh tế rất to lớn.
M t khác, việc phục hồi thành công các chi tiết này cũng góp phần giải quyết một vấn đề khác không kém phần quan trọng đó là đáp ứng đƣợc tiến độ sản xuất. Các chi tiết dạng này thƣờng là các chi tiết đ c chủng, hầu nhƣ không có chi tiết thay thế trên thị trƣờng. Việc đ t hàng và nhập ngoại cũng sẽ mất rất nhiều thời gian có khi vài tháng sau mới có hàng, trong khi để phục hồi các chi tiết này chỉ mất khoảng 1 tuần. Nhƣ vậy, việc phục hồi các chi tiết này là một giải pháp đ c biệt hữu hiệu, hoàn toàn đáp ứng đƣợc nhu cầu về tốc độ sản xuất và thi công hiện nay.
KÊT LUẬN CHUNG
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu và tính toán thu đƣợc của luận văn ta có thể rút ra các kết luận sau:
90
- Hàn phục hồi đã tạo ra đƣợc lớp đắp có cơ tính thỏa mãn yêu cầu đ t ra. - Đã giải quyết đƣợc việc phục hồi trục cán ép mía cho nhà máy mía đƣờng
Cao Bằng chất lƣợng hơn.
- Luận văn đã xác định đƣợc một hƣớng nghiên cứu đúng và bƣớc đầu đã đạt đƣợc những kết quả đáng tin cậy. Trong khuôn khổ của một luận văn cao học, còn nhiều vấn đề chƣa đƣợc giải quyết nhƣng nó đã tạo ra một nền tảng cho việc nghiên cứu tiếp tục sau này.
Hƣớng nghiên cứu phát triển của luận văn :
Hiện nay các nhà máy mía đƣờng tại Việt Nam yêu cầu phục hồi trục cán ép mía là rất lớn, do xu thế hiện nay tự động hóa đƣợc áp dụng vào sản xuất để đạt năng suất cao, chất lƣợng ổn định. Do đó từ phƣơng pháp hàn phục hồi bằng công nghệ hàn dây lõi bột sẽ xây dựng phƣơng pháp hàn phục hồi bằng công nghệ hàn tự động hàn dây lõi bột và trong tƣơng lai là xây dựng công nghệ hàn bán tự động công nghệ hàn Plasma bột cho trục ép mía.
91
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1-Các phƣơng pháp hàn và hàn đắp phục hồi chi tiết máy- Nguyễn Văn Thông- Nhà Xuất bản Khoa học và kỹ thuật , Hà Nội 1984
2 - Cẩm nang hàn - Hoàng Tùng, Nguyễn Thúc Hà, Ngô Lê Thông, Chu Văn Khang - Nhà xuất bản KH&KT- 1999
3-Công nghệ sản xuất đƣờng mía - Trần Mạnh Hùng (chủ biên), NXB Nông nghiệp, Hà nội, 2000.
4- Chế độ cắt gia công cơ khí- Nhà xuất bản Đà Nẵng 2002
5- Công nghệ Hàn điện nóng chảy (tập I, II) – TS. Ngô Lê Thông - NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 2007.
6- Kim loại học và nhiệt luyện -Nghiêm Hùng-Nhà Xuất bản Khoa học và kỹ thuật , Hà Nội 1993
7- Đảm bảo chất lƣợng hàn – TS. Nguyễn Đức Thắng (chủ biên) và Tập thể - NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2009.
8 - Sổ tay định mức tiêu hao vật liệu và năng lƣợng điện trong hàn - Hoàng Tùng - Nhà xuất bản KH&KT - 1999
9-Vật liệu và công nghệ hàn- Nguyễn Văn Thông- Nhà Xuất bản Khoa học và kỹ thuật , Hà Nội 2000.
10. AWS Welding Handbook, 9th Edition, 2001
11- Guidebook Section 2 – Stoody crushing – grinding – screening and other quarrying & mining applications.
12- Huyndai Welding Consumables, Huyndai Welding Co., LTD., Korea 2004.
13-Kobelco Welding Handbook , Kobe Steel LTD., Japan 2004. 14- UTP Manual August 2006.