ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HÀN TỰ đỘNG đỂ PHỤC HỒI PISTON XE TẢI HẠNG NẶNG
3.5.2 Chế ựộ và kỹ thuật hàn
3.5.2.1 Cường ựộ dòng ựiện hàn
Cường ựộ dòng ựiện hàn ảnh hưởng ựến hình dạng, kắch thước và chất lượng mối hàn, cũng như năng suất hàn. Tăng quá mức dòng ựiện hàn sẽ làm que hàn bị nung nóng quá mức, dễ xảy ra hiện tượng bắn tóe kim loại, dễ tạo rỗ khắ và ảnh hưởng xấu tới hình dạng mối hàn. Ngược lại, dòng ựiện hàn quá thấp, mối hàn không ngấu Dòng ựiện hàn trong dải thắch hợp ựược chọn theo ựường kắnh dây hàn, ựoạn dịch chuyển kim loại và chiều dày kim loại cơ bản tại vị trắ hàn. Trong hàn ựắp bằng tay, mỗi một ựường kắnh của que hàn tương ứng với một khoảng cường ựộ dòng ựiện hàn nhất ựịnh. để xác ựịnh cường ựộ dòng ựiện hàn có thể sử dụng công thức: I = (20 + 6d).d và I = (20ọ25)d1,5 ựể chọn cường ựộ dòng ựiện hàn có các ựương kắnh que hàn khác nhau. để thuận lợi có thể chọn cường ựộ dòng ựiện hàn theo ựồ thị hình 3.9b
Hình 3.9.b. đồ thị xác ựịnh cường ựọ dòng diện hàn theo ựường kắnh chi tiết hàn ựắp
Hàn và hàn ựắp dưới lớp trợ dung có thể sử dụng mật ựộ dòng ựiện hàn ựến 50-150 A/dm2, tức là gấp từ 6ọ8 lần so với hàn tay. Hệ số hàn ựắp 14-18 g/A-h hay 1,5-2 lần so với hàn tay. Do ựó năng suất khi hàn ựắp tự ựộng dưới lớp trợ dung gấp 6-10 lần so với hàn tay. Cường ựộ dòng ựiện hàn thường nằm trong khoàng 150- 360A tùy thuộc vào ựường kắnh hay chiều dày của chi tiết han. Theo bảng 5-25 như
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 57
trên ta lấy dòng ựiện hàn nằm trong khoảng 100ọ200A.
3.5.2.2 điện áp hồ quang
điện áp hàn phụ thuộc vào chiều dài cột hồ quang và vật liệu hàn. Nó thay ựổi trong phạm vi hẹp. Khi tăng ựiện áp, hồ quang dài ra và trở thành linh ựộng hơn, vì vậy chiều rộng mối hàn tăng lên một ắt còn chiều sâu chảy thì giảm. điện áp hàn thay ựổi trong khoảng 26-36V. điện áp hàn cũng có thể ựược tắnh theo ựường kắnh dây hàn và cường ựộ dòng ựiện hàn ựã xác ựịnh theo công thức:
1 10 . 50 20 3 ổ + = − h h I d U (v) Trong ựó: Uh Ờ diện áp hàn (V) d Ờ ựường kắnh dây hàn (mm) Ih Ờ cường ựọ dòng ựiện hàn (A)
Thay vào ta ựược ựiện áp hàn nằm vào khoảng Uh = 29ổ1 (V)
3.5.2.3 Số lớp hàn
Hàn và hàn ựắp tự ựộng dưới lớp trợ dung ựược sử dụng rộng rãi trong hồi phục các chi tiết máy có hao mòn từ 1,0-8,0 mm và nhận ựược kim loại hàn ựắp có chất lượng tốt. Số lớp ựắp phụ thuộc vào mức ựộ hư hỏng của chi tiết và lượng dư gia công cơ khắ. đối với piston tông mức ựộ mòn thường nhỏ, thường khi có hiện tượng lọt dầu thì ta ựã phải phục hồi nên chỉ cần một lớp ựắp là ựủ.
3.5.2.4 Tốc ựộ hàn
Tốc ựộ hàn ảnh hưởng tới kắch thước mối hàn và chiều sâu chảy. Nếu giảm tốc ựộ hàn, vũng hàn sẽ rộng và sâu hơn, hồ quang tác ựộng chủ yếu lên vũng hàn thay vì tác ựộng lên kim loại cơ bản. Khi tốc ựộ hàn tăng chiều sâu chảy giảm, chiều rộng mối hàn cũng giảm. để giữ cho hình dạng hình học của vùng hàn luôn luôn không thay ựổi trong quá trình hàn, tạo ựiều kiện cho sự kết tinh của kim loại lỏng tốt nhất, cần phải bảo ựảm hệ số hình dạng vùng hàn ψm không thay ựổi. Hằng số này ựược xác ựịnh theo công thức sau:
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 58
ψm = M. q.Vh = const
Trong ựó: M Ờ hằng số
q- công suất hữu ắch hồ quang Vh- tốc ựộ hàn
Vì công suất hữu ắch của hồ quang q phụ thuộc chủ yếu vào cường ựọ dòng ựiện hàn Ih, cho nên muốn giữ hình dạng hình học của vùng hàn luôn luôn không ựổi thì tắch Ih.Vh phải luôn nằm trong một giới hạn xác ựịnh, tức là tắch Ih.Vh = N = const. Do ựó chúng ta có:
Vh = Ih N
(m/h)
Thực nghiệm ựã chứng tỏ rằng, dễ nhận ựược mối hàn có hình dạng yêu cầu và có chất lượng tốt, trị số N trong công thức trên có thể lấy trong bảng dưới ựây:
đường kắnh dây hàn d(mm) 1,2 1,6 2,0 N (A.m/h) (2-5)103 (5-8)103 (8-12)103 đường kắnh dây hàn d(mm) 3,0 4,0 5,0 N (A.m/h) (12-16)103 (16-20)103 (20-25)103
Với ựường kắnh dây hàn d = 1.2 mm ta tắnh toán ựược Vh = 20ọ25 (m/h)
3.5.2.5 Tốc ựộ cấp dây
Sau khi tối ưu tốc hàn theo cường ựộ dòng ựiện hàn, bước tiếp theo là xác ựịnh tốc ựộ cấp dây phù hợp với cường ựộ dòng ựiện hàn và ựường kắnh dây hàn ựể ựạt ựược tốc ựộ ựắp. Trên thực tế người ta thường không sử dụng cường ựộ dòng ựiện mà sử dụng tốc ựộ cấp dây ựể ựo tốc ựộ ựắp như vậy sẽ chắnh xác hơn so với sử dụng cường ựộ dòng ựiện hàn. Dòng ựiện hàn thắch hợp ựược chọn theo ựường kắnh dây hàn, dạng dịch chuyển và chiều dày kim loại cơ bản. Dòng ựiện hàn quá thấp mối hàn không ngấu, ngược lại dòng ựiện hàn quá cao gây nóng quá mức ựiện cực, sự bắn tóe kim loại và ảnh hưởng xấu ựến hình dạng và chất lượng mối hàn.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 59
Với nguồn hàn có ựặc tắnh thoải, dòng ựiện hàn tỉ lệ thuận với tốc ựộ cấp dây, ứng với ựường kắnh dây hàn ựã chọn trước. Ta có thể tham khảo tốc ựộ cấp dây phụ thuộc vào cường ựộ dông ựiện hàn theo sơ ựồ sau: (hình 3.10)
Hình 3.10. Quan hệ giữa tốc ựộ cấp dây và cường ựộ dòng ựiện hàn
Ngoài ra, vận tốc ựưa dây còn có thể xác ựịnh theo công thức: Vd = ρ π. . . . 4 2 dh hd d I k
Trong ựó: ddh Ờ ựường kắnh dây hàn, mm Kdh Ờ hệ số hàn ựắp, g/A.h
I Ờ cường ựộ dòng ựiện hàn, A
ρ- khối lượng riêng kim loại, g/cm3
Hệ số hàn ựắp trong phương pháp hàn tự ựộng dưới lớp thuốc trợ dung trong khoảng 14 Ờ 18 g/A.h hay 1,5-2,0 lần cao hơn hàn tay. Vận tốc tắnh toán cũng như vận tốc ựược hiệu chỉnh cuối cùng khi hàn ựắp nhằm bảo ựảm sự ổn ựịnh của quá trình hàn. Số vòng quay của chi tiết ựược xác ựịnh theo công thức:
n= vh/60.π.D
Với vh = 20ọ25 m/h và ựường kắnh chi tiết hàn là Φ180 ta tắnh toán ựược số vòng quay chi tiết trong khoảng 0,5ọ0,7 vòng/phút.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 60
3.5.2.6. Lựa chọn chế ựộ hàn
Sau khi tắnh toán các thông số công nghệ, ta tiến hành hàn thử trên chi tiết dạng ống có thành phần hóa học tương ựương với thành phần hóa học của piston. Bằng cách thay ựổi cường ựộ dòng ựiện và ựiện áp hàn giao ựộng trong khoảng tắnh toán. đánh giá chất lượng mối hàn và chọn ra chế ựộ tối ưu nhất. Dưới ựây là bảng các thông số công nghệ: (bảng 3.5). Bảng 3.5. Thông số công nghệ hàn Chi tiết hàn Vật liệu Các hư hỏng đường kắnh chi tiết ử đường kắnh dây (mm) Cường ựộ dòng ựiện (A) điện thế (V) Tốc ựộ hàn (m/h) Tốc ựộ quay chi tiết V/P Tốc ựộ ựưa dây m/h Ống ử180 C45 Mòn 180 1.2 100ọ200 29ổ1 20ọ25 0,5ọ0,7 10ọ15 Trong các trường hợp hàn hồi phục chi tiết dạng trụ, người ta thường dùng chế ựộ hàn như sau: Hiệu ựiện thế hàn là 25ọ30V; cường ựộ dòng ựiện hàn 250ọ280A, tốc ựộ cung cấp dây dây kim loại hàn là 100ọ120m/h (với dây hàn ựường kắnh 1,6mm). Tốc ựộ hàn 35ọ40m/h. Hoặc theo bảng sau. được dùng phổ biến ở các nhà máy ở Liên Xô
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 61
3.6. Kết luận chương 3
- Việc xác ựịnh thành phần hóa học của vật liệu hàn cơ bản là một việc làm hết sức có ý nghĩa trong việc chọn vật liệu que hàn và thuốc hàn ựể ựảm bảo yêu cầu kỉ thuật, ựiều kiện làm việc của chi tiết.
- Các thông số ảnh hưởng ựến chất lượng, hình dạng mối hàn (Ih, Uh, dh, vh,,,) cần ựược xem xét kỹ lưỡng và tối ưu các thông số trên ựể ựược một mối hàn có chất lượng phù hợp với yêu cầu kỉ thuật.
- Nghiên cứu và tắnh toán chế ựộ hàn là một bước hết sức quan trọng trước khi hàn trên máy. Công việc tắnh toán chế ựộ hàn lý thuyết sẽ giúp giảm chi phắ trong thực nghiệm trong quá trình mò mẫn ựể tìm ra chế ựộ hàn tối ưu. Vì vậy, trong quá trình tắnh toán ta ựặc biệt chú ý tắnh toán chọn chế ựộ cho phù hợp với yêu cầu của chất lượng mối hàn và yêu cầu kỷ thuật của chi tiết máy.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 62
CHƯƠNG 4