b. Hệ thống điều khiển và nguồn
4.3 Thiết kế hệ thống trục Z và đầu hàn
4.3.2 Chọn dòng hàn DC hoặc AC
Hình 4.6: So sánh giữa dịng điện đầu vào DC và AC [10].
Hai thiết lập mô phỏng và thực nghiệm đã được thử nghiệm cho mục đích so sánh, tức là sử dụng đầu vào DC (Dòng điện một chiều) và AC (Dòng điện xoay chiều). Đầu vào DC có ưu điểm là phương pháp đơn giản và sử dụng ít thời gian mơ phỏng hơn. Đầu vào DC (Dòng điện một chiều) được áp dụng cho một điện cực và kết nối đất với điện cực khác. Nhiệt sinh ra ở đầu của một đầu điện cực tương đối lớn hơn so với đầu khác do chỉ có một hướng của dịng điện như minh họa trong Hình 4.6 và Hình 4.5. Sự phân bố nhiệt khơng đồng đều trên các điện cực gây ra một đầu điện cực ( đầu kim hàn ) có sự tác dụng lực và nhiệt nhanh hơn đầu còn lại.
❖ Vì thiết kế của nhóm là sử dụng siêu tụ nên dòng phát ra mối hàn là DC
➢ Giải pháp đưa ra: Thiết kế bộ cân lực bập bênh để q trình phát dịng
và lực nén qua mỗi đầu điện cực ( đầu kim hàn ) là như nhau.
Mặt khác, với đầu vào AC (Dòng điện xoay chiều), dòng điện chạy qua cả hai điện cực một cách ln phiên giúp tránh sự mài mịn khơng đối xứng của các điện cực. Kết quả này cho thấy đầu vào AC được ưu tiên hơn cho các đầu hàn nối tiếp. Theo kết quả mô phỏng và thực nghiệm, có thể tóm tắt các ảnh hưởng đối với hình dạng đầu điện cực ( đầu kim hàn ) khác nhau như sau:
40
• Đầu kim phẳng
Hình 4.7: Đầu kim phẳng [9].
Mặc dù điện cực hàn với thiết kế đầu phẳng lệch tâm là hình dạng dễ chế tạo nhất do hình dạng đơn giản của nó, nhưng nó khơng tạo ra kết quả hàn hiệu quả. Đường kính đầu nhọn tương đối lớn không chỉ gây ra biến dạng không đầy đủ trên các chi tiết gia công như thể hiện trong Hình 4.3, mà cịn góp phần tạo ra hình dạng vòng phân bố mật độ dòng điện dọc theo cạnh của đầu điện cực.
Hơn nữa, là hệ quả của hình dạng của cốt thép nắp dương, có thể thấy trong Hình
4.4 rằng có mật độ dịng điện cao hơn dọc theo các cạnh bên ngoài của các đầu điện cực,
nơi có nhiều phản lực hơn (tiếp xúc áp suất) từ nắp dương gây ra không đồng đều. sinh nhiệt. Đường kính đầu điện cực quá lớn cũng dẫn đến sự phân tán nhiệt trong vùng giữa hai điện cực hàn như minh họa trong Hình 4.5, dẫn đến chất lượng tiếp xúc mối hàn kém. Do đó, hình dạng điện cực này khơng phù hợp để hàn điểm trên cell pin này.
41
• Đầu kim thn nhọn.
Hình 4.8: Đầu kim thn nhọn [9].
Với đầu điện cực thuôn nhọn, các điểm hàn nhỏ có thể được hình thành giữa các bề mặt chi tiết gia cơng, góp phần tạo ra dịng mật độ dịng điện cao hơn và lực hàn tác dụng tại điểm hàn như trong Hình 4.4.
Do đó, nhiệt độ cao hơn có thể được tạo ra làm phát triển tiếp xúc hàn mạnh hơn. Mặc dù các đầu điện cực có hình dạng thn nhọn thúc đẩy chất lượng tiếp xúc mối hàn tốt hơn, nhưng vẫn xảy ra trường hợp các đầu điện cực bị mịn nhanh chóng sau một vài q trình hàn và gây ra dễ làm lủng pin nếu canh lực hàn không đúng.
42
• Đầu kim thn trịn.
Hình 4.9: Đầu kim thn trịn.
Từ thực nghiệm hàn thử, có vẻ như các đầu điện cực hình trịn với đường kính đầu phẳng nhỏ cho kết quả hàn điểm tương tự khi so sánh với các đầu điện cực ( đầu kim hàn ) thn nhọn, nhưng có độ mịn vừa phải của các đầu điện cực sau một số quá trình hàn.
Do đó, nó thích hợp hơn so với các đầu điện cực ( đầu kim hàn ) thuôn nhọn để hàn điểm sản xuất hàng loạt. Tuy nhiên, những đầu kim hàn thn trịn tương đối khó hơn và cần nhiều thời gian hơn để làm thủ cơng bằng tay ( mài ). Do đó, trong q trình hàn cần theo dõi mối hàn, tia lửa sinh ra, xác định độ mài mòn và độ nhám của bề mặt kim hàn sau nhiều lần hàn, để có được hình dạng và chất lượng đồng nhất của các mối hàn.
43