1) Tƣ thế hàn sấp
a) Mối hàn giáp mối (1G)
Góc nghiêng của mỏ hàn hoặc dây hàn cho tư thế hàn sấp mối hàn giáp mối được thể hiện trên (Hình 3.2). Như vậy phạm vi cho phép với góc nghiêng của mỏ hàn so với phương thẳng đứng là 10 ÷ 15º hay là góc nghiêng của mỏ hàn so với hướng hàn là α = 75 ÷ 80º. Mặt khác mỏ hàn phải nằm trong mặt phẳng vuông
55
góc với vật hàn và đi qua đường hàn β = 90º. Để điều khiển, các góc nghiêng của mỏ hàn cho phép nằm trong khoảng: α = 75º ÷ 80º; β = 90º ± 3o.
Hình 3.2. Góc nghiêng của dây hàn cho mối hàn giáp mối
Hình 3.3. Hàn tư thế 1G
b) Mối hàn góc (1F)
Mỏ hàn nằm trong mặt phẳng phân giác của mối hàn góc và góc nghiêng của que hàn so với đường hàn một góc α = 80 ÷ 85º về phía hướng hàn.
56
Để điều khiển, các góc nghiêng của mỏ hàn cho phép nằm trong khoảng: α= 80º ÷ 85º; β = 45º ± 1,5o
.
2) Tƣ thế hàn ngang
a) Mối hàn giáp mối (2G)
Góc nghiêng của mỏ hàn cho tư thế hàn ngang mối hàn giáp mối được thể hiện trên (hình 3.4). Như vậy phạm vi cho phép với góc nghiêng của mỏ hàn so với phương vuông góc với đường hàn 0 ÷ 5º về phía hướng hàn hay là góc nghiêng của mỏ hàn so với hướng hàn là α = 90 ÷ 95º. Mặt khác mỏ hàn phải nằm trong mặt phẳng đi qua đường hàn và vuông góc bề mặt vật hàn. Để điều khiển, các góc nghiêng của mỏ hàn cho phép nằm trong khoảng (hình 3.5):
α = 90º ÷ 95º; β= 90º ± 2o.
57
Hình 3.5. Hàn tư thế 2G
b) Mối hàn góc (2F)
Góc nghiêng của mỏ hàn hoặc dây hàn cho tư thế hàn 2F mối hàn góc được thể hiện trên (Hình 3.6). Như vậy phạm vi cho phép với góc nghiêng của mỏ hàn so với phương ngang là 45 ÷ 50º và nghiêng về phía hướng hàn một góc 10 ÷ 15º. Để điều khiển, các góc nghiêng của mỏ hàn cho phép nằm trong khoảng: α= 75º ÷ 80º; β = 45º±1.5o
Hình 3.6. Hàn tư thế 2F
3) Tƣ thế hàn đứng
58
a) Tư thế hàn 3Gu b) Tư thế hàn 3Gd Hình 3.7. Góc nghiêng của mỏ hàn khi hàn giáp mối ở tư thế hàn đứng
Góc nghiêng của mỏ hàn hoặc dây hàn cho tư thế hàn đứng mối hàn giáp mối được thể hiện trên (hình 3.7a) cho hàn đứng từ dưới lên và (hình 3.7b) cho hàn đứng từ trên xuống. Như vậy phạm vi cho phép với góc nghiêng của mỏ hàn khi hàn đứng từ dưới lên (tư thế 3Gu) trong khoảng 90 ÷ 95º và góc nghiêng của mỏ hàn khi hàn đứng từ trên xuống (tư thế 3Gd) trong khoảng 70 ÷ 75º. Để điều khiển, các góc nghiêng của mỏ hàn cho phép nằm trong khoảng: α= 90º ÷ 95º (tư thế 3Gu); α = 70º ÷ 75º (tư thế 3Gd); Trong cả 2 trường hợp β = 90º ± 2o.
b) Mối hàn góc (3F)
Góc nghiêng của mỏ hàn cho tư thế hàn đứng mối hàn góc được thể hiện trên hình. Như vậy phạm vi cho phép với góc nghiêng của mỏ hàn khi hàn đứng từ dưới lên (tư thế 3Fu) trong khoảng 80 ÷ 90º (Hình 3.8.a) và góc nghiêng của mỏ hàn khi hàn đứng từ trên xuống (tư thế 3Fd) trong khoảng 70 ÷ 75º (Hình 3.8.b). Để điều khiển, các góc nghiêng của mỏ hàn cho phép nằm trong khoảng: α= 90º ÷ 100º (tư thế 3Fu); α = 70º ÷ 75º (tư thế 3Fd); β= 45º ± 3o
59
a) Tư thế hàn 3Fu b) Tư thế hàn 3Fd Hình 3.8. Góc nghiêng của mỏ hàn khi hàn góc ở tư thế hàn đứng
3.3.3. Thông số điều khiển chuyển động dọc theo đƣờng hàn
Điều khiển thông qua vận tốc hàn. Để người học làm quen với các vận tốc hàn ứng với các mức độ khác nhau, ở đây ta sẽ đưa ra 3 mức vận tốc hàn, ứng với phạm vi chậm nhất, trung bình và nhanh nhất cho phép khi hàn hồ quang tay. Các giá trị này được lựa chọn thông giá trị vận tốc hàn trong các tài liệu.
Ba mức độ của vận tốc hàn được lựa chọn là: - Tốc độ thấp: 09 [cm/phút].
- Tốc độ trung bình: 18 [cm/phút]. - Tốc độ cao: 33 [cm/phút].
3.3.4. Thông số điều khiển thao tác kết thúc hồ quang và kỹ thuật mồi lại hồ quang thuật mồi lại hồ quang
- Ngắt hồ quang bằng cách nhả công tắc mỏ hàn.
- Với chiều dài hồ quang cho phép tối đa là 8 mm thì như vậy khi khoảng cách từ đầu dây hàn đến vũng hàn lớn hơn 8 mm thì hồ quang sẽ tắt.
60
- Gây lại hồ quang ở chỗ chưa nóng chảy cách miệng hàn 10 mm sau đó hàn ngược lại để nung chảy phần miệng hàn nơi hồ quang vừa tắt, sau đó mới tiếp tục hàn theo hướng cần thiết.
3.4. Sơ đồ thuật toán và các chƣơng trình con
3.4.1. Sơ đồ thuật toán
Hình 3.9. Sơ đồ thuật toán cho chương trình hàn hồ quang ảo
Từ sơ đồ thuật toán ta thấy người học muốn thực hành trên hệ thống thiết bị hàn hồ quang ảo cần tuân theo các bước công việc như sau:
Bắt đầu vào thực hành người học sẽ lựa chọn Menu (bài thực hành) cửa sổ sẽ hiện ra trên màn hình ba menu để lựa chọn các phương pháp hàn (Hàn SMAW, Hàn MIG/MAG, Hàn TIG)
61
Giả sử chọn phương pháp hàn MIG/MAG khi đó màn sẽ xuất hiện hai menu lựa chon(Mối hàn giáp mối, Mối hàn góc). Ở đây ta lựa chọn Mối hàn giáp mối hoặc Mối hàn góc thì cửa sổ đều xuất hiện các lựa chọn vị trí hàn (Hàn sấp, Hàn ngang, Hàn đứng từ dưới lên hoặc từ trên xuống)
Sau khi lựa chọn vi trí hàn nhất định thì ta chọn chế độ hàn rồi tiến hành hàn cho đến khi kết thúc đường hàn. Sau đó kiểm tra các lỗi xảy ra trong quá trình hàn trên các hình ảnh được mô phỏng và chấm điểm dựa trên các tiêu chí đánh giá theo mẫu chuẩn. Qua đó học viên sẽ biết được các lỗi xảy ra trong quá trình hàn để từ đó rút kinh nghiệm cho quá trình thực hành hàn tiếp theo. Nếu học viện tiệp tục thực hành hàn thì lựa chọn menu bài thực hành hàn. Nếu học viên không tiếp tục thì chọn menu kết thúc.
3.4.2. Các chƣơng trình con
Chương trình máy tính gồm các chương trình con sau:
1 - Chương trình 1: Cho phép hiển thị các thông số, các chỉ dẫn cho người sử dụng lựa chọn, hiệu chỉnh các chế độ thực hiện hàn hồ quang tay.
2 - Chương trình 2: Cho phép hiển thị và đánh giá quá trình thao tác hàn của người học hàn hồ quang tay. Bao gồm:
- Thông báo lỗi bằng hình ảnh hoặc âm thanh trong quá trình thao tác - Hiển thị tổng hợp các lỗi của người học.
3 - Chương trình 3: Cho phép hiển thị các thông số, các chỉ dẫn cho người sử dụng lựa chọn, hiệu chỉnh các chế độ thực hiện hàn MIG/MAG.
4 - Chương trình 4: Cho phép hiển thị và đánh giá quá trình thao tác hàn của người học hàn MIG/MAG. Bao gồm:
- Thông báo lỗi bằng hình ảnh hoặc âm thanh trong quá trình thao tác - Hiển thị tổng hợp các lỗi của người học.
5 - Chương trình 5: Cho phép hiển thị các thông số, các chỉ dẫn cho người sử dụng lựa chọn, hiệu chỉnh các chế độ thực hiện hàn TIG.
6 - Chương trình 6: Cho phép hiển thị và đánh giá quá trình thao tác hàn của người học hàn TIG. Bao gồm:
62
- Thông báo lỗi bằng hình ảnh hoặc âm thanh trong quá trình thao tác - Hiển thị tổng hợp các lỗi của người học mắc phải.
Sáu chương trình trên có thể nhóm vào 2 nhóm:
a - Nhóm chương trình 1 – Hiển thị và lựa chọn: Cho phép hiển thị các thông số, các chỉ dẫn cho người sử dụng lựa chọn, hiệu chỉnh các chế độ thực hiện.
b - Nhóm chương trình 2– Đánh giá: Cho phép hiển thị và đánh giá quá trình thao tác hàn của người học thực hành hàn, bao gồm:
- Thông báo lỗi bằng hình ảnh hoặc âm thanh trong quá trình thao tác - Hiển thị tổng hợp các lỗi của người học mắc phải.
3.5. Thiết kế các cửa sổ menu
Các cửa sổ hiển thị trên màn hình cho phép người học thực hiện: - Lựa chọn thông số sau
+ Lựa chọn phương pháp hàn + Lựa chọn loại liên kết hàn + Lựa chọn tư thế hàn + Lựa chọn vận tốc hàn
- Hiển thị kết quả của quá trình thực hành: Thông báo các lỗi trong quá trình thực hành hàn như
+ Lỗi mồi hồ quang + Lỗi mồi lại hồ quang + Lỗi bám đường hàn + Lỗi chiều dài hồ quang
+ Lỗi góc nghiêng của que hàn / mỏ hàn + Lỗi tốc độ hàn.
Các cửa sổ hiển thị được mô tả như sau:
1) Khởi động
Khi khởi động chương trình “Thực hành hàn hồ quang ảo” sẽ xuất hiện cửa sổ sau (Hình 3.10)
63
Hình 3.10. Cửa sổ số 1
Trong cửa sổ này cho phép người học thực hiện 1 trong 2 lựa chọn sau: - Chọn bài thực hành: Cho phép người học lựa chọn các thông số tiếp theo cho bài thực hành sẽ thực hiện.
- Xem hướng dẫn: Cho phép người học đọc hướng dẫn về “Thực hành hàn hồ quang ảo”.
2) Chọn bài thực hành
Khi thực hiện lựa chọn “Chọn bài thực hành” thì cửa sổ màn hình sau sẽ xuất hiện(Hình 3.11)
64
Hình 3.11. Cửa sổ số 2
Trong cửa sổ này cho phép người học thực hiện 1 trong 3 lựa chọn sau: - Hàn SMAW: Lựa chọn phương pháp hàn hồ quang tay để thực hiện. - Hàn MIG/MAG: Lựa chọn phương pháp hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ bằng điện cực nóng chảy để thực hiện.
- Hàn TIG: Lựa chọn phương pháp hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ bằng điện cực không nóng chảy để thực hiện.
Ngoài ra trong cửa sổ này còn cho phép người học thực hiện lựa chọn phụ “Trở về đầu”, tức là trở về “Cửa sổ số 1” (Hình 3.10).
3) Chọn phƣơng pháp hàn
Sau khi lựa chọn một phương pháp hàn nào đó thì sẽ xuất hiện cửa sổ tiếp theo cho phép người học lựa chọn loại mối hàn sẽ thực hiện(Hình 3.12)
65
Hình 3.12. Cửa sổ số 3
Trong cửa sổ này cho phép người học thực hiện 1 trong 2 lựa chọn sau: - Mối hàn giáp mối: Lựa chọn loại mối hàn là mối hàn giáp mối để thực hiện.
- Mối hàn góc: Lựa chọn loại mối hàn là mối hàn góc để thực hiện.
Ngoài ra trong cửa sổ này còn cho phép người học thực hiện 1 trong 2 lựa chọn phụ sau:
+ Trở về đầu: Tức là trở về “Cửa sổ số 1” (Hình 3.10).
+ Quay lại: Tức là trở về “Cửa sổ số 2” (Hình 3.11).
4) Chọn liên kết hàn giáp mối
66
Hình 3.13. Cửa sổ số 4
Trong cửa sổ này cho phép người học thực hiện 1 trong 4 lựa chọn sau tương ứng với 4 tư thế hàn của mối hàn giáp mối:
- Hán sấp: Cho phép người học thực hành mối hàn giáp mối ở tư thế hàn sấp. Đây là tư thế dễ hàn nhất nên rất phù hợp cho những người mới bắt đầu thực hành hàn.
- Hàn ngang: Cho phép người học thực hành mối hàn giáp mối ở tư thế hàn ngang.
- Hàn đứng dưới lên: Cho phép người học thực hành mối hàn giáp mối ở tư thế hàn đứng và mối hàn được thực hiện từ dưới lên.
- Hàn đứng trên xuống: Cho phép người học thực hành mối hàn giáp mối ở tư thế hàn đứng và mối hàn được thực hiện từ trên xuống. Nói chung hàn đứng dưới lên dễ thực hiện hơn là hàn đứng từ trên xuống. Vì vậy khi học thực hành hàn nên thực hành hàn đứng dưới lên rồi sau đó mới thực hành hàn đứng từ trên xuống.
Ngoài ra trong cửa sổ này còn cho phép người học thực hiện 1 trong 2 lựa chọn phụ sau:
+ Trở về đầu: Tức là trở về “Cửa sổ số 1” (Hình 3.10).
67
5) Chọn liên kết hàn góc
Nếu lựa chọn “Mối hàn góc” thì sẽ xuất hiện cửa sổ sau (Hình 3.14)
Hình 3.14. Cửa sổ số 5
Trong cửa sổ này cho phép người học thực hiện 1 trong 4 lựa chọn sau tương ứng với 4 tư thế hàn của mối hàn góc:
- Hán sấp: Cho phép người học thực hành mối hàn góc ở tư thế hàn sấp. Đây là tư thế dễ hàn nhất trong 4 tư thế của mối hàn góc.
- Hàn ngang: Cho phép người học thực hành mối hàn góc ở tư thế hàn ngang.
- Hàn đứng dưới lên: Cho phép người học thực hành mối hàn góc ở tư thế hàn đứng và mối hàn được thực hiện từ dưới lên.
- Hàn đứng trên xuống: Cho phép người học thực hành mối hàn góc ở tư thế hàn đứng và mối hàn được thực hiện từ trên xuống. Giống như mối hàn giáp mối, khi hàn góc, hàn đứng dưới lên dễ thực hiện hơn là hàn đứng từ trên xuống. Vì vậy khi học thực hành hàn nên thực hành hàn đứng dưới lên rồi sau đó mới thực hành hàn đứng từ trên xuống. Nói chung mối hàn góc khó thực hiện hơn mối hàn giáp mối. Nên với người mới học thực hành hàn nên thực hành mối hàn giáp mối
68
trước sau đó mới nên chuyển sang thực hành mối hàn góc. Ngoài ra trong cửa sổ này còn cho phép người học thực hiện 1 trong 2 lựa chọn phụ sau:
+ Trở về đầu: Tức là trở về “Cửa sổ số 1” (Hình 3.10).
+ Quay lại: Tức là trở về “Cửa sổ số 3” (Hình 3.12).
6) Chọn vận tốc hàn
Sau khi lựa chọn một tư thế hàn nào đó thì sẽ xuất hiện cửa sổ tiếp theo cho phép người học lựa chọn vận tốc hàn sẽ thực hiện(Hình 3.15)
Hình 3.15. Cửa sổ số 6
Trong cửa sổ này cho phép người học thực hiện 1 trong 3 lựa chọn sau ứng với 3 chế độ hàn với mức độ vận tốc hàn tăng dần:
- Cấp độ 1: Cho phép người thực hành hàn thực hiện với vận tốc hàn thấp nhất 09 [cm/phút].
- Cấp độ 2: Cho phép người thực hành hàn thực hiện với vận tốc hàn trung bình 18 [cm/phút].
- Cấp độ 3: Cho phép người thực hành hàn thực hiện với vận tốc hàn cao nhất 33 [cm/phút].
69
Khi hàn ở vận tốc hàn lớn mà vẫn đảm bảo mối hàn đẹp thì đòi hỏi người thợ hàn phải có trình độ cao hơn. Vì vậy với người mới học thì nên bắt đầu từ vận tốc hàn thấp sau đó tăng dần.
Ngoài ra trong cửa sổ này còn cho phép người học thực hiện 1 trong 2 lựa chọn phụ sau:
+ Trở về đầu: Tức là trở về “Cửa sổ số 1” (Hình 3.10).
+ Quay lại: Tức là trở về “Cửa sổ số 4” (Hình 3.13) hoặc “Cửa sổ số 5”
(Hình 3.14) tùy theo trước đó ta chọn là mối hàn giáp mối hay mối hàn góc tương ứng.
7) Xác nhận các thông số đã chọn
Sau khi lựa chọn một chế độ hàn nào đó thì sẽ xuất hiện cửa sổ tiếp theo(Hình 3.16)
Hình 3.16. Cửa sổ số 7
Cửa sổ này hiển thị các thông số mà người học đã lựa chọn. Cho phép người học kiểm tra lại các thông số mình đã lựa chọn có đúng với bài thực hành mình mong muốn thực hiện không.
70
Trong cửa sổ này cho phép người học thực hiện 1 trong 3 lựa chọn phụ sau: - Trở về đầu: Tức là trở về “Cửa sổ số 1” (Hình 3.10).
- Quay lại: Tức là trở về “Cửa sổ số 6” (Hình 3.15).
- Bắt đầu hàn: Bắt đầu thực hành hàn với bài thực hành và các thông số đã lựa chọn.
8) Bắt đầu hàn
Nếu lựa chọn “Bắt đầu hàn” thì sẽ xuất hiện cửa sổ tiếp theo hiển thị bài thực hành mà người học đang thực hiện cùng với các thông báo lỗi (Ví dụ minh họa được thể hiện trên Hình 3.17 và Hình 3.18) để người học thực hành có thể phát hiện ra các lỗi mình mắc phải ngay khi mình đang thực hành khi đó giúp người thực hành nhanh chóng điều chỉnh các thao tác của mình để hạn chế lỗi từ đó người học sẽ quen dần.