ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HÀN TỰ đỘNG đỂ PHỤC HỒI PISTON XE TẢI HẠNG NẶNG
3.4.1Ảnh hưởng của chế ựộ hàn
Việc xác ựịnh các kắch thước cơ bản và hình dạng mối hàn có ý nghĩa quan trọng trong lựa chọn chế ựộ hàn nó sẽ ảnh hưởng ựến chất lượng mối hàn. Hình dạng của mối hàn do các yếu tố chiều sâu ngấu h, chiều rộng b và chiều cao ựắp c hoặc chiều cao toàn bộ H = c + h của mối hàn tạo nên, trong ựó chiều sâu ngấu ảnh hưởng tới chất lượng mối hàn.
Hình 3.1. Các kắch thước ựặc trưng của mối hàn
Có hai hệ số ựặc trưng cho hình dạng mối hàn là hệ số ngấu ψn = b/h (thường có giá trị 0,8 ọ4, tối ưu từ 1,3ọ2) và hệ số hình dạng mối hàn ψm = b/c (thường có giá trị 7ọ10). Nếu hệ số ngấu nhỏ hơn 0,8, mối hàn dễ bị nứt nóng và khi nó lớn hơn 4, kha năng biến dạng mối hàn sẽ rất lớn. Nếu hệ số hình dạng bên ngoài nhỏ hơn 7, sự chuyển tiếp kim loại từ mối hàn vào lim loại cơ bản không ựều, dễ tập trung ứng suất; khi hệ số này lớn hơn 10, khả năng biến dạng mối hàn tăng , làm giảm khả năng chịu tải trọng ựộng. Lượng nhiệt sinh ra trong hồ quang ( hàm số của dòng ựiện hàn, ựiện áp hàn và tốc ựộ hàn ) ảnh hưởng ựến kắch thước và hình dạng mối hàn
3.4.1.1. Ảnh hưởng của dòng ựiện hàn
Khi tăng cường ựộ dòng ựiện hàn ( giữ nguyên các thông số khác), sẽ làm thay ựổi nhiệt lượng tỏa ra ở hồ quang (nhiệt lượng tỏa ra tăng) lượng kim loại nóng chảy tăng do mật ựộ dòng ựiện tăng, làm tăng lượng ựiện cực nóng chảy (chiều cao ựắp c của mối hàn tăng). Theo ựó, sự tập trung nhiệt trung hồ quang tăng và làm áp
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 39
lực của hồ quang tăng. Kết quả là chiều sâu ngấu h tăng, có thể dùng công thức h = k.I (với giá trị k = (1ọ1,75).10-2 mmA-1, tùy thuộc vào dòng ựiện hàn I và thành phần thuốc hàn) chiều rộng mối hàn hầu như không thay ựổi hoặc thay ựổ rất ắt (hình 2). Ngược lại, khi cường ựộ dòng ựiện hàn giảm làm cho nhiệt lượng tỏa ra ở hồ quang giảm, sự nung nóng kim loại ựiện cực giảm và truyền vào bể hàn ắt hơn, hồ qung cháy không ổn ựịnh xuất hiện liên tục hiện tượng ngắn mạch làm cho chiều cao ựắp và chiều sâu ngấu giảm do bể hàn ựược gia nhiệt kém, chất lượng mối hàn giảm và xấu. Cường ựộ dòng ựiện hàn có mối quan hệ mật thiết với ựường kắnh ựiện cực và có thể tham khảo bảng sau:
Bảng 3.2. Mối quan hệ giữa cường ựộ dòng ựiện hàn và ựường kắnh dây hàn
đường kắnh dây hàn (mm) 0,5 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2,4 Cường ựọ dòng ựiện hàn (A) 30ọ100 60ọ150 80ọ180 90ọ270 120ọ350 200ọ300 250ọ600
Hình 3.2. Sự thay ựổi hình dạng mối hàn theo cường ựộ dòng ựiện hàn
3.4.1.2. Ảnh hưởng của ựiện áp hàn
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 40
quang hầu như cháy trong thuốc hàn và ắt ăn vào kim loại cơ bản. Trong ựiều kiện như vậy thuốc hàn cháy nhiều mối hàn nguội chậm. Do ựó, lượng nhiệt sinh ra trong hồ quang sẽ tác ựộng lên một diện tắch lớn hơn của kim loại cơ bản, làm giảm chiều sâu ngấu h nhưng làm tăng chiều rộng môi hàn b, hình 2
Hình 3.3. Sự thay ựổi hình dạng mối hàn và mức tiêu thụ thuốc hàn theo ựiện áp hàn
Trên thực tế, ựiện áp hàn ựược xác ựịnh theo cường ựộ dòng ựiện hàn nhằm ựạt ựược hệ số ngấu hàn cần thiết.
3.4.1.3. Ảnh hưởng của tầm với ựiện cực
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 41
ảnh hưởng ựến tắnh ổn ựịnh của quá trình hàn ựắp, khi tầm với ựiện cực lớn làm cho ựầu dây hàn bị nóng và cháy mạnh khiến cho sự bán tóe kim loại nhiều dẫn ựến bề mặt ựắp bị ghồ ghề và ngấu kém. đôi khi tầm với ựiện cực lớn có thể xảy ra hiện tượng nung nóng quá mức và cong ựầu ựiện cực ảnh hưởng ựến góc nghiêng của ựiện cực. Tầm với ựiện cực quá nhỏ, quá trình hàn sẽ khó thực hiện, kim loại nóng chảy có thể dắnh vào mỏ hàn gây khó khăn cho quá trình cấp dây do ựó tầm với ựiện cực thường vào khoảng 30mm là tối ưu. Hoặc có thể theo bảng
đường kắnh dây hàn (mm) 0,5 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2,5 Tầm với ựiện cực (mm) 6ọ8 6ọ12 7ọ13 8ọ15 13ọ20 15ọ25 15ọ30
Hình 3.4. Biểu diễn tầm với ựiện cực
3.4.1.4. Ảnh hưởng của ựường kắnh dây hàn
Khi cường ựộ dòng ựiện hàn không ựổi, I = const, việc thay ựổi ựường kắnh ựiện cực Ờ tức thay ựổi mật ựộ dòng ựiện. Mật ựộ dòng ựiện tỉ lệ nghịch với ựường kắnh ựiện cực sẽ ảnh hưởng ựến hình dáng mối hàn. Nếu tăng ựường kắnh ựiện cực sẽ dẫn ựến mật ựộ dòng ựiện giảm làm giảm lượng nhiệt tỏa ra ở hồ quang do ựó
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 42
kim loại cơ bản nóng chảy ắt hơn kết quả là tăng chiều rộng b và giảm chiều sâu ngấu h của mối hàn. Ngược lại, nếu giảm ựường kắnh ựiện cực sẽ làm tăng mật ựộ dòng ựiện dẫn ựến tăng lượng nhiệt tỏa ra ở hồ quang. Do ựó làm nóng chảy kim loại cơ bản nhiều hơn. Năng lượng hồ quang lớn thổi kim loại lỏng về phắa ngược lại với chiều hàn, kết quả là hồ quang ăn sâu hơn vào kim loại cơ bản, ựồng thời thuốc hàn cháy ắt hơn, mối hàn nguội nhanh, mối hàn ăn sâu và hẹp.
Hình 3.5. Sự thay ựổi hình dạng mối hàn theo tiết diện ựiện cực
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 43
Khi cường ựộ dòng ựiện hàn và ựiện áp hàn không ựổi, sự thay ựổi tốc ựộ hàn sẽ thay ựổi lượng nhiệt ựưa vào một ựơn vị chiều dài mối hàn. Sự thay ựổi tốc ựộ hàn làm thay ựổi hướng tác ựộng của hồ quang và sự phân bố lực trong hồ quang (hình 3-21A). Với tốc ựọ hàn dưới 10 m/h, hồ quang cháy hầu như vuông góc, tức là thành phần nằm ngang của lực hồ quang (có tác dụng ựẩy mạnh nhất ựối với kim loại nóng chảy ra hồ quang) là không ựáng kể, dẫn ựến chiều sâu ngấu không lớn. Tốc ựộ hàn tăng lên sẽ làm nghiêng cột hàn quang, dẫn ựến tăng chiều sâu ngấu, hình 3-21 b. Ngoài ra, tốc ựộ hàn tăng làm giảm mức ựộ tiêu thụ thuốc hàn (hình 3-21 c).
Khi tiếp tục tăng tốc ựộ hàn thì lượng nhiệt sinh ra không ựủ nung chảy cạnh hàn, làm giảm chiều sâu ngấu. Với tốc ựộ hàn rất lớn, sẽ xảy ra hàn không ngấu hai bên mối hàn và hồ quang không ổn ựịnh.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 44
c)
Hình 3.6. Ảnh hưởng của tốc ựộ hàn lên sự phân bố lực trong hồ quang a), hình dạng mối hàn b), và mức ựộ tiêu thụ thuốc hàn c)