Hình 3.32 : Kết quả phân bố nhiệt độ đường hàn 1-3-2-4 Nhiệt độ : Max = 2094,1oC; Min = 38,978oC Nhiệt độ : Max = 2094,1oC; Min = 38,978oC
Kết quả biến dạng :
Hình 3.33 : Kết quả mơ phỏng biến dạng của đường hàn 1-3-2-4 Biến dạng : Max = 0,514mm ; Min = 0,078 mm
Biến dạng của hộp là: 0,514 - 0,078 = 0,436 (mm)
Biểu đồ biến dạng :
Ứng suất :
Hình 3.35 : Kết quả mô phỏng ứng suất của đường hàn 1-3-2-4 Ứng suất cao nhất ở đường hàn phần có màu đỏ là : 485,54 (MPa) Ứng suất thấp nhất ở vùng có màu xanh dương là : 1,466 (MPa)
Kết luận : Ta thấy ở cùng một thông số đầu vào nhưng khi hàn ở hai điều kiện
khác nhau thì sự phân bố nhiệt độ cũng có sự chênh lệch khá thấp khoảng 20oC, dựa vào kết quả mô phỏng trên ta thấy được khi hàn theo thứ tự các đường 1-2-3-4 thì cho kết quả biến dạng thấp hơn khi hàn theo thứ tự 1-3-2-4 do ở đường hàn 1-2-3-4 có phân bố nhiệt độ thấp hơn. Ứng suất dư của trường hợp hàn 1-2-3-4 thì nhỏ hơn gần 50 MPa.
3.2.2. Trường hợp 2 : Hàn 1 lần 2 đường
Hàn 2 đường 1 - 2 rồi tiếp đến 3 – 4 :
Nhiệt độ :
Hình 3.36 : Kết quả phân bố nhiệt độ đường hàn 1-2 rồi hàn đường 3-4 Nhiệt độ : Max = 2058,7oC ; Min = 22,001oC Nhiệt độ : Max = 2058,7oC ; Min = 22,001oC
Hình 3.37 : Kết quả mơ phỏng biến dạng của đường hàn 1-2 rồi hàn đường 3-4 Biến dạng : Max = 0,415 mm ; Min = 0,078 mm
Biến dạng của hộp là: 0,415 - 0,078 = 0,337 (mm) Biểu đồ biến dạng :
Hình 3.38 : Biểu đồ mơ phỏng biến dạng của đường hàn 1-2 rồi hàn đường 3-4
Ứng suất :
Hình 3.39 : Kết quả mơ phỏng ứng suất của đường hàn 1-2 rồi hàn đường 3-4 Ứng suất cao nhất ở đường hàn phần có màu đỏ là : 597,69 (MPa)
Ứng suất thấp nhất ở vùng có màu xanh dương là : 1,4366 (MPa) Hàn 2 đường (1 – 4) rồi hàn 2 đường (2 – 3) :
Nhiệt độ :
Hình 3.40 : Kết quả phân bố nhiệt độ đường hàn 1- 4 rồi hàn đường 2-3
Nhiệt độ : Max = 2054,3oC Min = 20,985oC
Kết quả biến dạng :
Hình 3.41 : Kết quả mơ phỏng biến dạng của đường hàn 1- 4 rồi hàn đường 2-3 Biến dạng : Max = 0,391mm Min = 0,101 mm
Biến dạng của hộp là: 0,391 - 0,101 = 0,29 (mm)
Hình 3.42 : Biểu đồ mô phỏng biến dạng của đường hàn 1- 4 rồi hàn đường 2-3
Ứng suất :
Hình 3.43 : Kết quả mơ phỏng ứng suất của đường hàn 1- 4 rồi hàn đường 2-3 Ứng suất cao nhất ở đường hàn phần có màu đỏ là : 603,2 (MPa)
Ứng suất thấp nhất ở vùng có màu xanh dương là : 1,7292 (MPa) Hàn 2 đường (1 – 3) rồi hàn 2 đường (2 – 4) :
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0 50 100 150 200 250 300 350 Simulation(mm) Nhiệt độ :
Hình 3.44 : Kết quả phân bố nhiệt độ đường hàn 1-3 rồi hàn đường 2-4
Nhiệt độ : Max = 2050,7oC ; Min = 21,284oC
Kết quả biến dạng :
Hình 3.45 : Kết quả mơ phỏng biến dạng của đường hàn 1-3 rồi hàn đường 2-4 Biến dạng : Max = 0,436 mm , Min = 0,069 mm
Biến dạng của hộp là: 0,436 - 0,069 = 0,367 (mm)
Ứng suất :
Hình 3.47 : Kết quả mơ phỏng ứng suất của đường hàn 1-3 rồi hàn đường 2-4 Ứng suất cao nhất ở đường hàn phần có màu đỏ là : 483,04 (MPa)
Ứng suất thấp nhất ở vùng có màu xanh dương là : 2,1087 (MPa)
Kết luận :Ta thấy ở cùng một thông số đầu vào nhưng khi hàn ở 3 điều kiện
khác nhau thì sự phân bố nhiệt độ cũng có sự chênh lệch rất thấp khoảng 3oC
, dựa vào kết quả mô phỏng trên ta thấy được khi hàn theo thứ tự các đường 1-4 ,2-3 thì cho kết quả biến dạng thấp nhất trong 3 trường hợp là 0,29 mm.
3.2.3. Trường hợp 3 : Hàn 1 lần 3 đường và 1 đường
Hàn 3 đường 1-2-3 rồi tiếp đến hàn đường 4 còn lại:
Nhiệt độ :
Hình 3.48 : Kết quả phân bố nhiệt độ đường hàn 1-2-3 rồi tiếp đến hàn đường 4 còn lại
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 50 100 150 200 250 300 350 SIMULATION(MM) Simulation(mm) Nhiệt độ : Max = 2064,1oC Min = 23,629oC
Kết quả biến dạng :
Hình 3.49 Kết quả mô phỏng biến dạng của đường hàn 1-2-3 rồi tiếp đến hàn đường 4 còn lại
Biến dạng : Max = 0,694 mm ; Min = 0,06 mm
Biến dạng của hộp là: 0,694 – 0,06 = 0,634 (mm) Biểu đồ biến dạng :
Hình 3.50 : Biểu đồ mơ phỏng biến dạng của đường hàn 1-2-3 rồi tiếp đến hàn
đường 4 còn lại
Ứng suất :
Ứng suất cao nhất ở đường hàn phần có màu đỏ là : 2686 (MPa) Ứng suất thấp nhất ở vùng có màu xanh dương là : 2,6303 (MPa)
Hàn 1 đường 1 rồi hàn 3 đường (2 - 3 - 4 ) :
Nhiệt độ :
Hình 3.52 : Kết quả phân bố nhiệt độ hàn đường 1 rồi hàn đường 2 3 4 còn lại Nhiệt độ : Max = 2054,3oC ; Min = 20,985oC
Kết quả biến dạng :
Hình 3.53 : Kết quả mơ phỏng biến dạng của hàn đường 1 rồi hàn đường 2 3 4 còn lại
Biến dạng : Max = 0,421mm ; Min = 0,08 mm
Biến dạng của hộp là: 0,421 - 0,08 = 0,341(mm)
Hình 3.54 : Biểu đồ mơ phỏng biến dạng của hàn đường 1 rồi hàn đường 2 3 4 cịn lại
Ứng śt :
Hình 3.55 : Kết quả mơ phỏng ứng śt của hàn đường 1 rồi hàn đường 2 3 4 còn lại
Ứng suất cao nhất ở đường hàn phần có màu đỏ là : 670,01 (MPa) Ứng suất thấp nhất ở vùng có màu xanh dương là : 1,1993(MPa)
Kết luận : Ta thấy ở cùng một thông số đầu vào nhưng khi hàn ở hai điều
kiện khác nhau thì sự phân bố nhiệt độ cũng có sự chênh lệch khá thấp khoảng 15oC
dựa vào kết quả mô phỏng trên ta thấy được khi hàn theo thứ tự các đường 1 xong rồi hàn các đường 2-3-4 cịn lại thì cho kết quả biến dạng thấp hơn khi hàn theo thứ tự 1-2-3 xong rồi hàn đường 4, do ở đường hàn 1, 2-3-4 có phân bố nhiệt độ thấp hơn. Ứng suất dư của trường hợp hàn 1, 2-3-4 thì nhỏ hơn rất nhiều 2000 MPa
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0 100 200 300 400 Simulation(mm)
3.2.4. Trường hợp 4 : Hàn 1 lần 4 đường
Nhiệt độ :
Hình 3.56 : Kết quả phân bố nhiệt độ hàn 1 lần 4 đường Nhiệt độ : Max = 2054,3oC ; Min = 20,85oC Nhiệt độ : Max = 2054,3oC ; Min = 20,85oC
Kết quả biến dạng :
Hình 3.57 : Kết quả mơ phỏng biến dạng của hàn 1 lần 4 đường Biến dạng : Max = 0,383 mm , Min = 0,103 mm Biến dạng : Max = 0,383 mm , Min = 0,103 mm
Biến dạng của hộp là: 0,383 – 0,103 = 0,28 (mm) Biểu đồ biến dạng :
Hình 3.58 : Biểu đồ mơ phỏng biến dạng của hàn 1 lần 4 đường 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0 50 100 150 200 250 300 350 Simulation(mm)
Ứng suất :
Hình 3.59 : Kết quả mơ phỏng ứng suất của hàn 1 lần 4 đường
Ứng suất cao nhất ở đường hàn phần có màu đỏ, thường nằm giữa đường hàn là : 633,15 (MPa)
Ứng suất thấp nhất ở vùng có màu xanh dương là : 1,2662 (MPa)
Kết luận : Ta thấy ở cùng một thông số đầu vào nhưng khi hàn cùng lúc 4
đường hàn thì phân bố nhiệt độ khá đều, nên biến dạng thấp. Ứng suất dư cũng gần bằng các trường hợp còn lại.
Trường Kết quả Hợp Nhiệt độ ( o C) Biến dạng (mm) Ứng suất (MPa) Hàn 1 đường : thứ tự hàn 1- 2-3-4 Max = 1969,8oC Min = 27,56oC 0,414 Max = 537, 48 Min = 1,46 Hàn 1 đường : thứ tự hàn 1- 3-2-4 Max = 1985,6oC Min = 39,162oC 0,436 Max = 485,54 Min = 1,466 Hàn một lần 2 đường : thứ tự 1-2 rồi hàn tiếp 3-4 Max = 2053,1oC Min = 22,001oC 0,337 Max = 597,69 Min = 1,4366 Hàn 1 lần 2 đường : thứ tự 1-4 rồi hàn tiếp 2-3 Max = 2054,3oC Min = 20,985oC 0,29 Max = 602,3 Min = 1,7292 Hàn 1 lần 2 đường : thứ tự 1- 3 rồi hàn tiếp 2 - 4 Max = 2050,7oC Min = 21,284oC 0,367 Max = 483,04 Min = 2,1087 Hàn 1 lần 3 đường: Thứ tự hàn 1-2-3 rồi hàn đường 4 còn lại. Max = 2064,1oC Min = 23,629oC 0,634 Max = 2686 Min = 2,6303 Hàn 1 lần 3 đường: thứ tự
hàn : hàn đường 1 trước sau đó hàn 3 đường cịn lại Max = 2054,3oC Min = 20,985oC 0,341 Max = 670,01 Min = 1,1993 Hàn cùng lúc 4 đường Max = 2054,3o C Min = 20,85oC 0,28 Max = 633,15 Min = 1,2662 Bảng 3.1 : Bảng thống kê số liệu mô phỏng
3.3. Kết luận
Qua các kết quả mơ phỏng của các trường hợp nói trên ta nhận thấy rằng khi hàn cùng 1 lúc 4 đường thì cho nhiệt độ và ứng suất khá cao nhưng lại cho kết quả biến dạng khi hàn là 0, 28 (mm) là thấp nhất trong các trường hợp còn lại.
Để tối ưu cũng như tiết kiệm thời gian mà đem lại năng suất cao nhất ta chọn phương án hàn 4 đường cùng lúc làm phương án hàn duy nhất.
CHƯƠNG 4
QUY TRÌNH HÀN SẢN PHẨM VÀ ĐO KẾT QỦA THỰC NGHIỆM
4.1. Quy trình hàn sản phẩm dạng hộp
Sau khi mô phỏng xong ta chọn 3 trường hợp ( hàn cùng lúc 4 đường, hàn lần lượt từng đường, hàn mỗi lần 2 đường ) để hàn thực tế và lấy kết quả thực tế để so sánh với kết quả mô phỏng và chọn ra trường hợp có biến dạng thấp nhất để gia công sản phẩm.
Bước 1.
- Chuẩn bị phôi hàn
- Gá đặt và hàn đính thành hộp : 300x170x100 2 mm
Hình 4.1 : Q trình gá và hàn đính
Bước 2 : Gá đặt chi tiết hộp lên đồ gá hàn.
Bước 3 : Tiến hành hàn sản phẩm.
Hình 4.3 : Quá trình trên thiết bị hàn bán tự động.
4.2. Chọn các trường hợp trong quá trình hàn. 4.2.1. Trường hợp 1: Hàn 1 đường hàn (máy 1) 4.2.1. Trường hợp 1: Hàn 1 đường hàn (máy 1)
4.2.2. Trường hợp 2: Hàn cùng lúc 2 đường hàn (máy 1 & máy 4)
Hình 4.5 : Quá trình đường hàn máy 1, máy 4
Trường hợp 3 : Hàn cùng lúc 4 đường hàn (máy 1, máy 2, máy 3, máy 4)
4.2.3. Tiến hành kiểm tra và đo kết quả trước khi hàn và sau khi hàn
4.2.3.1. Quá trình kiểm tra sản phẩm trước khi hàn
Hình 4.8 : Đo hộp chưa hàn 4.2.3.2. Quá trình kiểm tra sản phẩm sau khi hàn
Bước 1 : Tại vị trí 5 đường kẻ ban đầu của 3 hộp sản phẩm ta tiến
hành đo lại kết quả kích thước sau khi hàn.
Hình 4.9 : Lấy kích thước thực tế sau khi hàn
Từ kích thước thực tế và kích thước ban đầu ta tìm ra được độ biến dạng của cả 2 mặt bằng cách lấy kết quả sau khi hàn trừ kết quả trước khi hàn , lấy kết quả biến dạng đó chia cho 2 thì ta ra được kết quả biến dạng của từng mặt ( vì chưa có một đồ
gá chuyên dụng nào để tiến hành đo đúng tuyệt đối, nên ở phạm vi phần đo đạc này chỉ đo tương đối nên lấy kết quả biến dạng đã tìm được chia cho 2 ).
Bước 2 : Đặt sản phẩm lên bàn máy phay, điều chỉnh đồng hồ so
và đo biến dạng ngay đúng vị trí đã vẽ
Hình 4.10 : Set đồng hồ so
Bước 3 : Đo biến dạng và lấy hết thông số để so sánh
Hình 4.11 : Tiến hành đo và ghi lại số liệu
Sau khi đo xong 3 sản phẩm ta tổng hợp số liệu vào bảng excel và vẽ biểu đồ để so sánh kết quả mô phỏng và thực tế.
CHƯƠNG 5 : SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ THỰC TẾ 5.1. Kết quả so sánh mẫu hàn cùng lúc 4 đường :
5.1.1. Đường biến dạng 1 :
Hình 5.1 : Vị trí đường biến dạng 1 mẫu hàn cùng lúc 4 đường
Hình 5.2 : Biểu đồ so sánh kết quả đường biến dạng 1 của mô phỏng và thực tế mẫu hàn cùng lúc 4 đường
Bảng số liệu so sánh biến dạng giữa mô phỏng và thực tế mẫu hàn 4 đường Distance(mm) Simulation(mm) Experiment(mm)
0 0.2965 0.344 12.5 0.27522 0.355 25 0.25668 0.345 37.5 0.23949 0.335 50 0.22287 0.32 62.5 0.20656 0.31 75 0.19083 0.295 87.5 0.17613 0.28 100 0.16292 0.27 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 50 100 150 200 250 300 350 Chart Title Simulation(mm) Experiment(mm)
112.5 0.1517 0.265 125 0.14291 0.26 137.5 0.13694 0.255 150 0.13416 0.24 162.5 0.13474 0.255 175 0.13877 0.275 187.5 0.14608 0.29 200 0.15647 0.3 212.5 0.1697 0.31 225 0.18551 0.33 237.5 0.20372 0.34 250 0.22419 0.36 262.5 0.24675 0.375 275 0.27185 0.38 287.5 0.30112 0.39 300 0.33867 0.395
Bảng 5.1 Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đường hàn 1 giữa mơ phỏng và thực tế của mẫu hàn 4 đường cùng lúc
Đường biến dạng 1: ở trường hợp này ta thấy kết quả thực tế và kết quả
mô phỏng gần như đúng với nhau. Độ chênh lệch khá thấp cụ thể ở điểm bắt đầu của đường biến dạng thực tế cao hơn điểm bắt đầu của mơ phỏng là 0.0475 sau đó có xu hướng giảm dần và võng ở giữa, độ võng giữa thực tế cao hơn mô phỏng là 0,1 mm sau đó có xu hướng tăng dần lên cho tới điểm cuối cùng của đầu còn lại, đường thực tế cao hơn mô phỏng là 0,05 mm.
5.1.2. Đường biến dạng 2 :
Hình 5.4 : Biểu đồ so sánh kết quả đường biến dạng 2 của mô phỏng và thực tế mẫu hàn cùng lúc 4 đường
Bảng số liệu so sánh biến dạng giữa mô phỏng và thực tế mẫu hàn 4 đường
Distance(mm) Simulation(mm) Experiment(mm)
0 0.21252 0.28 12.5 0.19983 0.29 25 0.19036 0.28 37.5 0.18129 0.27 50 0.17174 0.255 62.5 0.16155 0.235 75 0.15093 0.21 87.5 0.14033 0.195 100 0.13025 0.185 112.5 0.12128 0.175 125 0.11408 0.16 137.5 0.10929 0.155 150 0.10739 0.16 162.5 0.1086 0.165 175 0.11282 0.17 187.5 0.1196 0.175 200 0.12834 0.18 212.5 0.13831 0.19 225 0.14877 0.21
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0 50 100 150 200 250 300 350 Chart Title Simulation(mm) Experiment(mm) 237.5 0.15896 0.22 250 0.16807 0.225 262.5 0.17542 0.235 275 0.18108 0.25 287.5 0.18669 0.27 300 0.19823 0.299
Bảng 5.2 : Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đường hàn 2 giữa mơ phỏng và thực tế của mẫu hàn 4 đường cùng lúc
Đường biến dạng 2: ở trường hợp này ta thấy kết quả thực tế và kết quả
mô phỏng gần bằng với nhau. Độ chênh lệch khá thấp cụ thể ở điểm bắt đầu của đường biến dạng thực tế cao hơn điểm bắt đầu của mơ phỏng là 0.07 sau đó có xu hướng giảm dần và võng ở giữa, độ võng giữa thực tế cao hơn mơ phỏng là 0,06 mm sau đó có xu hướng tăng dần lên cho tới điểm cuối cùng của đầu cịn lại, đường thực tế cao hơn mơ phỏng là 0,1 mm
5.1.3. Đường biến dạng 3 :
Hình 5.5 : Vị trí đường biến dạng 3 mẫu hàn cùng lúc 4 đường
Hình 5.6 : Biểu đồ so sánh kết quả đường biến dạng 3 của mô phỏng và thực tế mẫu hàn cùng lúc 4 đường
Bảng số liệu so sánh biến dạng giữa mô phỏng và thực tế mẫu hàn 4 đường Distance(mm) Simulation(mm) Experiment(mm)
0 0.17231 0.155 12.5 0.16748 0.15 25 0.16369 0.125 37.5 0.15938 0.11 50 0.154 0.1 62.5 0.14747 0.08 75 0.14002 0.075 87.5 0.13208 0.07 100 0.1242 0.06 112.5 0.117 0.054 125 0.11119 0.05 137.5 0.10741 0.046 150 0.10612 0.06 162.5 0.10752 0.09 175 0.11141 0.12 187.5 0.11729 0.144 200 0.12445 0.162 212.5 0.13208 0.172 225 0.13935 0.18 237.5 0.14556 0.2 250 0.15008 0.23 262.5 0.15271 0.235 275 0.15373 0.25 287.5 0.15423 0.265 300 0.156 0.275
Bảng 5.3 : Bảng số liệu biến dạng từng vị trí của đường hàn 3 giữa mơ phỏng và