Thiết bị hàn - Nghiên cứu xây dựng công nghệ, thiế- 123docz.net

2.3.5.1. Mỏy hàn bỏn tựđộng MIG, MAG.

Cú thể chia thành 3 nhúm (Theo Giỏo trỡnh Hàn trong mụi trường khớ bảo vệ - Phạm Trọng Khu và Trần Quang Long)

- Nhúm cú mỏy hàn đường kớnh dõy từ 1,6 ữ 2,8 mm, dũng hàn tới 500 A. - Nhúm cú mỏy hàn đường kớnh dõy từ 0,8 ữ 1,4 mm, dũng hàn tới 315 A.

Hỡnh 20. Sơđồ quỏ trỡnh hàn hồ quang kim loại cú khớ bảo vệ.

2.3.6. CHẾĐỘ HÀN TRONG MễI TRƯỜNG KHÍ BẢO VỆ.

Để mối hàn đạt được chất lượng tốt và năng suất cao, người thợ phải chọn chếđộ

hàn. Đặc trưng cơ bản của chế độ hàn cơ bản gồm cú: cường độ dũng điện, điện thế hồ quang, đường kớnh điện cực. Ngoài ra yếu tố cụng nghệ cũng ảnh hưởng tới chất lượng mối hàn.

2.3.6.1. Cường độ dũng điện.

Khi tăng cường độ dũng điện hàn, nhiệt lượng do hồ quang sinh ra cũng tăng lờn, tốc độ núng chảy của dũng hàn cũng tăng lờn nờn chiều rộng mối hàn khụng tăng mà chỉ tăng chiều cao mối hàn. Cường độ dũng điện càng lớn dễ làm cho kim loại hai bờn mối hàn khuyết cạnh, thậm chớ bị chỏy thủng, đồng thời cấu tạo của kim loại do núng mà bị thay đụỉ.

Nếu cường độ dũng điện hàn quỏ nhỏ thỡ độ sõu của núng chảy và mối hàn rộng, mối hàn chưa ngấu, cường độ, cơ tớnh của mối hàn giảm.

Vỡ vậy khụng nờn điều chỉnh cường độ dũng điện hàn quỏ lớn hoặc quỏ nhỏ, đảm bảo đủđịnh mức.

2.3.6.2. Điện thế hồ quang.

Điện thế hồ quang do chiều dài hồ quang quyết định, hồ quang dài thỡ điện thế

cao và hồ quang ngắn thỡ điện thế thấp.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

VIỆN CKNL VÀ MỎ - TKV PHềNG VẬT LIỆU

hoạt động của cột hồ quang tăng lờn làm chiều rộng vựng núng chảy tăng theo, chiều cao mối hàn cũng giảm xuống tương ứng.

Khi hàn MIG, MAG điều chỉnh tốc độ ra dõy sẽ làm thay đổi điện thế hồ quang. Tốc độ ra dõy nhanh thỡ điện thế hồ quang giảm và ngược lại tốc độ ra dõy chậm thỡ điện thế hồ quang tăng.

2.3.6.3. Tốc độ hàn.

Tốc độ hàn là tốc độ di chuyển về phớa trước của điện cực.

Nếu tốc độ hàn nhanh thỡ nhiệt lượng hồ quang trong một đơn vị chiều dài mối hàn giảm, độ sõu núng chảy giảm, chiều rộng của mối hàn cũng giảm theo.

Nếu tốc độ hàn chậm thỡ kớch thước tiết diện mối hàn tăng lờn, kim loại mối hàn sẽ tạo thành đống, cú thể làm thủng vật hàn.

2.3.6.4. Đường kớnh điện cực.

Đường kớnh điện cực tăng lờn thỡ đường kớnh của cột hồ quang tăng lờn, phạm vi nung núng của cột hồ quang mở rộng làm cho bề rộng vựng núng chảy tăng lờn nhưng chiều sõu núng chảy lại giảm xuống tương ứng.

Đường kớnh điện cực giảm bớt thỡ hồ quang sẽ ăn sõu vào kim loại vật hàn tạo thành mối hàn hẹp nhưng sõu.

Khi chọn đường kớnh điện cực thường dựa vào yếu tố cơ bản sau: Chiều dày vật hàn, vị trớ mối hàn, thứ tự lớp hàn.

2.3.6.5. Nhõn tố cụng nghệ.

Nhõn tố cụng nghệ chủ yếu là chế độ lồi ra của dõy hàn (hàn MIG, MAG) và dũng điện hàn.

Độ lồi ra của dõy hàn tớnh từ miệng ống tiếp xỳc cũn gọi là cuốn với điện cực lồi ra. Độ lồi tăng lờn, tỏc dụng nung núng trước khi vào vựng hồ quang sẽ tăng lờn. Dũng hàn chảy nhanh, dũng điện hàn giảm xuống làm cho quỏ trỡnh hàn khụng thực hiện được.

Độ lồi ra của dõy hàn phụ thuộc vào cỏc yếu tố như: tốc độ ra dõy, cường độ

dũng điện, điện thế hồ quang.

Bảng 4. Giới thiệu cỏc thụng số chếđộ hàn bỏn tựđộng trong mụi trường khớ bảo vệ CO2.

Chiều dày vật hàn (mm) Số lớp hàn Khe hở hàn (mm) Đường kớnh dõy hàn (mm) Dũng điện hàn (A) Điện thế hàn (V) Tốc độ hàn (một/giờ) Tiờu hao khớ (lớt/phỳt) 0,6 ữ 1,0 1 0,5 ữ 0,8 0,5 ữ 0,8 50 ữ 60 18 ữ 20 20 ữ 30 6 ữ 7 1,2 ữ 2,0 1 ữ 2 0,8 ữ 1,0 0,8 ữ 1,0 70 ữ 120 18 ữ 21 18 ữ 25 10 ữ 12 3,0 ữ 5,0 1 ữ 2 1,6 ữ 2,2 1,4 ữ 2,0 280 ữ 320 22 ữ 39 20 ữ 25 14 ữ 16 6,0 ữ 8,0 1 ữ 2 1,8 ữ 2,2 2,0 280 ữ 380 28 ữ 35 18 ữ 24 16 ữ 18 8,0 ữ 12 2 ữ 3 1,8 ữ 2,2 2,5 280 ữ 450 27 ữ 35 16 ữ 30 18 ữ 20

tố quan trọng đũi hỏi người thợ phải cú khả năng xử lý tốt ngay từđầu: Cài đặt chếđộ tựđộng cho mỏy và quỏ trỡnh thực hiện mối hàn

2.3.7. HÀN HỒ QUANG TỰ ĐỘNG VÀ BÁN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC HÀN.

Phương phỏp này sử dụng hồ quang chỏy giữa điện cực (dõy hàn) và vật liệu cơ

bản, được tạo nờn dưới một lớp thuốc hàn chảy lỏng. Ởđõy, bể hàn và toàn bộ cột hồ quang điện được bảo vệ khỏi sự tỏc động của mụi trường khụng khớ (Hỡnh 21)

Hỡnh 21. Hàn tựđộng dưới lớp thuốc

1.Hồ quang hàn 2.Bể hàn 3.Kim loại hàn 4.Vật liệu cơ sở 5.Xỉ 6.Thuốc hàn 7.Phễu thuốc 8.Phễu hỳt thuốc thừa 9.Nguồn hàn 10.Đầu mỏ hàn dẫn điện 11.Con lăn truyền dõy 12.Động cơ kộo dõy 13.Tang dõy hàn.

2.3.7.1. Đặc điểm.

- Nhiệt l−ợng hồ quang rất tập trung và nhiệt độ cao, cho phép hàn với tốc độ lớn. Vì vậy ph−ơng pháp này có thể cho phép hàn đ−ợc chi tiết có chiều dày lớn mà không cần vát mép.

- Chất l−ợng mối hàn cao do bảo vệ tốt kim loại mối hàn khỏi tác dụng của ôxy và nitơ trong không khí. Kim loại mối hàn đồng nhất về thành phần hoá học. Thuốc hàn và xỉ hàn làm mối hàn nguội chậm ít bị thiên tích. Mối hàn có hình dạng tốt đều đặn, ít bị khuyết tật nh−; rỗ khí, nứt.

- Giảm tiêu hao dây hàn. Vì quá trình hàn liên tục không phải thay cực hàn.

- Hồ quang đ−ợc bao bọc kín bởi thuốc hàn nên không làm hại mắt và da của thợ hàn. L−ợng khói sinh ra trong quá trình hàn rất ít so với hàn hồ quang tay.

- Dễ cơ khí hoá và tự động hoá quá trình hàn.

VIỆN CKNL VÀ MỎ - TKV PHềNG VẬT LIỆU

2.3.7.2. Ứng dụng.

- Hàn hồ quang dưới lớp thuốc bảo vệ được ứng dụng rộng dói trong lĩnh vực cơ

khớ chế tạo như: Chế tạo kết cấu thộp dạng tấm với kớch thước lớn, cỏc dầm thộp cú khẩu độ và chiều cao lớn, cỏc ống thộp cú đường kớnh lớn, cỏc bỡnh bể chứa và bỡnh chịu ỏp lực. Hàn được chi tiết cú chiều dày từ vài mm đến hàng trăm mm

- Năng suất hàn cao từ 2 ữ 5 lần so với hồ quang tay.

2.3.7.3. Dõy hàn.

Chất lượng của mối liờn kết hàn dưới lớp thuốc được xỏc định bằng tổng hợp sự

cõn bằng của dõy hàn và thuốc hàn. Cỏc yếu tố dõy và thuốc được lựa chọn dựa trờn cơ sở trạng thỏi ban đầu của thộp hàn, cỏc yờu cầu đối với mối hàn về cơ lý tớnh cũng như yờu cầu làm việc của nú.

Dõy hàn dựng để hàn thộp cacbon và thộp hợp kim thấp. Khi hàn dưới lớp thuốc là CB - 08, CB - 08A hoặc dõy mangan như CB - 08Γ, CB - 08Γ2 … thành phần cacbon trong dõy này khụng quỏ 0,12%. Nếu hàm lượng cacbon cao dễ làm giảm tớnh dẻo và tăng khả năng gõy nứt trong mối hàn.

Đường kớnh dõy hàn dưới lớp thuốc thường 0,8 mm ữ 5 mm.

Dõy hàn của hóng ESAB - Thuỵ Điển cú ký hiệu loại dõy Autrod 12.10, 12.20, 12.22, 12.40 …

2.3.7.4. Thuốc hàn.

2.3.7.4.1. Yờu cầu chung.

- Cú khả năng ion hoỏ mạnh để gõy hồ quang trong quỏ trỡnh hàn.

- Bảo vệ kim loại lỏng mối hàn khụng tỏc dụng với ụxy và nitơ của khụng khớ xung quanh để cơ tớnh mối hàn cao.

- Tạo xỉ tốt, xỉ nổi phủ đều trờn bề mặt mối hàn để chống khớ xõm nhập và giỳp cho mối hàn nguội chậm, xỉ phải dễ tỏch ra khỏi mối hàn.

- Cú tỏc dụng hợp kim hoỏ kim loại mối hàn để nõng cao cơ tớnh của mối hàn. - Cú nhiệt độ chảy thấp hơn so với kim loại hàn để giảm hao phớ nhiệt, giảm hao phớ dõy hàn và tăng hệ sốđắp.

2.3.7.4.2. Phõn loại.

Thuốc hàn được chia thành 3 loại:

- Thuốc để hàn thộp cacbon thấp và thộp hợp kim thấp. - Thuốc để hàn thộp hợp kim cao.

- Thuốc để hàn kim loại và hợp kim màu. Theo bảng 5 và bảng 6 ở trang

của Liờn Bang Nga. Thuốc hàn Thộp hàn Lĩnh vực sử dụng AH-348A -Tất cả thộp cacbon thấp 16ΓC;14XΓC;14Γ2;10Γ2; 25XΓC;10Γ2AΦ... Hàn tựđộng cỏc kết cấu AH-348AM 17ΓC;15ΓCTЮ;15XCHД; 10XCHД; 12Γ2CMΦ... Hàn bỏn tựđộng OCŲ-45 -Tất cả thộp cacbon thấp Hàn tựđộng cỏc kết cấu OCŲ-45M 10XCHД; 15XCHД; 09Γ2C 14Γ2; 18Γ2, 16ΓC AHK-30 10XCH; 15CHД; 15ΓC 14ΓC; 17ΓC ; 10Γ2CД Sử dụng cho những mối hàn được thực hiện với loại thuốc này -Tất cả thộp cacbon thấp

Bảng 6. Thuốc hàn của hóng ESAB - ThuỵĐiển.

Thuốc OK Loại Tớnh chất Khả năng

hợp kim húa Chỳ thớch 10.16 Thiờu kết Badơ Khụng Tẩy rửa lớp phủ

10.40 Nấu chảy Axit Hợp kim húa Mn 10.61 Thiờu kết Badơ cao Khụng 10.62 Thiờu kết Badơ cao Khụng 10.70 Thiờu kết Badơ Hợp kim húa Mn

10.71 Thiờu kết Badơ Khụng 10.80 Thiờu kết Trung tớnh Hợp kim húa Mn

10.81 Thiờu kết Axit Hợp kim húa Mn 10.91 Thiờu kết Axit Hợp kim húa Cr 10.92 Thiờu kết Trung tớnh Hợp kim húa Cr 10.96 Thiờu kết Axit Hợp kim húa Cr

VIỆN CKNL VÀ MỎ - TKV PHềNG VẬT LIỆU

Chương 3. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

Phạm vi đề tài Nghiờn cứu cụng nghệ phục hồi cụm giảm xúc bằng phương phỏp hàn chỳng tụi sử dụng phương phỏp thực nghiệm cú nội dung cơ bản sau:

3.1. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ĐỐI VỚI CHI TIẾT

3.1.1. Khảo sỏt chi tiết thực (thường là chi tiết nhập ngoại) bị hỏng trong quỏ

trỡnh làm việc

- Hỡnh dỏng hỡnh học

- Cỏc chi tiết liờn quan cấu thành cụm chi tiết của piston và xilanh giảm xúc. - Kớch thước cơ bản.

- Xõy dựng bản vẽ thiết kế và yờu cầu kỹ thuật.

3.1.2. Xỏc định điều kiện làm việc của chi tiết

- Tớnh năng, tỏc dụng. - Điều kiện vận hành.

- Cỏc chi tiết liờn quan đế cụm giảm xúc. - Quy trỡnh thỏo, lắp.

- Cỏc dạng hư hỏng, nguyờn nhõn và biện phỏp khắc phục.

3.1.3. Xõy dựng quy trỡnh cụng nghệ phục hồi đối với cụm giảm xúc bao gồm

xilanh và piston.

3.1.4. Lựa chọn thiết bị, nguyờn vật liệu để gia cụng và phục hồi

- Thiết bị hàn.

- Nguyờn vật liệu để tiến hành phương phỏp hàn.

- Thiết bị gia cụng cơ khớ : mỏy tiện, mỏy doa, mỏy mài, mỏy hàn, bể mạ. - Dụng cụđo kiểm. 3.1.5. Kiểm tra chi tiết - Kớch thước, hỡnh dỏng hỡnh học. - Chiều dày lớp mạ. - Độ cứng. 3.1.6. Lắp rỏp thử nghiệm 3.1.7. Kết luận

Do kớch thước chi tiết lớn, nặng cho nờn chỳng tụi đỏnh giỏ kết quả thực nghiệm dựa trờn mẫu thớ nghiệm cựng vật liệu

1. Kiểm tra thành phần húa học của chi tiết (mẫu cắt từ piston và xilanh bị

hỏng của hóng KOMASU) trờn thiết bị METALAB MVU75-80J của hóng GNR Italia.

2. Kiểm tra độ cứng của piston và xilanh giảm xúc trờn thiết bị TH160 - Trung Quốc.

3. Kiểm tra chiều dày của lớp mạ crụm trờn mẫu thử nghiệm trờn thiết bị đo chiều dày lớp phủ Minitest 600 - Đức.

4. Kiểm tra chiều dày lớp mạ trờn kớnh hiển vi đa năng ALXOPLAN2-Hóng CALZEISS - CHLB Đức.

5. Kiểm tra độ bỏm dớnh của lớp mạ crụm với nền trờn thiết bị ADHESION TESTER POSITEST - Mỹ.

6.Đo độ cứng tế vi trờn thiết bị IIMT3 của mẫu thử.

7. Nhiễu xạ Rơnghen để xỏc định sự tồn tại của lớp mạ crụm trờn bề mặt chi tiết.

3.3. THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM

3.3.1. Thiết bị hàn

Phạm vi đề tài này chỳng tụi được trang bị và thực nghiệm hàn trờn mỏy hàn bỏn

tựđộng CO2/MAG, MODEL: XD- 500 do hóng OTC - DAIHEN Nhật Bản sản

xuất.

VIỆN CKNL VÀ MỎ - TKV PHềNG VẬT LIỆU

THễNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH

STT ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT MODEL: XD - 500

I. Nguồn hàn CPXD - 500

- Nguồn vào 380V, 3pha - Tần sốđịnh mức 50/60 Hz Cụng suất đầu vào định mức 31,5 KVA (28,0 KW) Dũng hàn MAX 500A - Điện ỏp cú tải định mức 45V Điện thế mạch hở 62V Dũng điện hàn 50 ữ 500A Điện ỏp ra 15 ữ 45V - Chu kỳ làm việc 60% Điều chỉnh dũng và điện thế vụ cấp (Thyristor) Chu trỡnh làm việc 60%

Điều khiển được tăng cường: Bdảễng ch dàng cho ngương trỡnh hàn ười sử dụng Khởi động hàn hồ quang tức thỡ đạt gần 100% với dũng từ thấp đến cao Điều khiển bằng bộ vi xử lý cho phộp khởi động hồ quang tức thỡ Kớch thước 460 x 660 x 859 mm Trọng lượng mỏy 185 kg II. Hộp điều khiển từ xa

III. Bộ cấp dõy rời : (nằm ngoài mỏy) CMXL - 2302

- Cuộn cấp dõy Cho 1 cuộn - Cỡ dõy hàn sử dụng 0,8 ữ 1,6 - Tốc độ cấp dõy 1,5 ữ 15 m/phỳt - Tay hàn 500A (3m)

IV. Đồng hồđo lưu lượng khớ CO2

(kốm bộ phận sấy khớ)

EH - 1N

(Do hóng Chiyoda Nhật Bản sản xuất)

khớ bảo vệ CO2 (phương phỏp hàn khớ thụng dụng trong cụng nghiệp hiện nay) cũn cú khả năng hàn bỏn tự động dưới lớp thuốc bảo vệ thực tế chỉ cần bổ xung phễu thuốc và ống dẫn thuốc nối với đầu ra dõy hàn thỡ cú thể tiến hành hàn được ngay.

3.3.2. Đồ gỏ hàn:

Cỏc chi tiết của cụm giảm xúc như : xilanh và piston đều cú dạng trụ trũn, đường kớnh ngoài dao động từ Φ160 ữΦ200, chiều dài từ L = 680 ữ 1150 mm thớch hợp cho việc chế tạo đồ gỏ hàn.

Đồ gỏ hàn bao gồm khung, giỏ đỡ, hộp số, ụđộng, bàn di chuyển đầu hàn, phễu

đựng thuốc... được trỡnh bày ở hỡnh 23. Sơ đồ nguyờn lý của đồ gỏ hàn cụm giảm xúc. Cỏc thụng số kỹ thuật đồ gỏ tự chế tạo gồm: - Kớch thước hệ thống đồ gỏ : 2500 x 650 x 1400 mm. - Chiều dài làm việc : 1500 mm. - Truyền động : • Trục chớnh của hệ thống làm việc độc lập. • Trục chớnh và bộ gỏ mỏ hàn làm việc đồng thời.

• Điều chỉnh lựi nhanh v = 50 ữ 100 mm/phỳt sau khi hết hành trỡnh của chi tiết hàn. - Mõm cặp được chi tiết : Φ250 mm. • Tốc độ quay : v = 300 ữ 600 mm/phỳt. • Bộ chấu mõm cặp chi tiết (3 chấu). • Đảm bảo độ cứng vững khi làm việc. - Hệ thống định tõm : Cơ cấu chống tõm như mỏy tiện. - Bộ gỏ mỏ hàn làm việc độc lập • Dịch chuyển phự hợp với tốc độ hàn. • Điều chỉnh bằng động cơ vụ cấp. - Phễu đựng thuốc hàn

• Phễu được lắp ở phớa trờn giỏ, cú ống dẫn thuốc tới mỏ hàn.

• Khối lượng thuốc hàn trong phễu từ 3 ữ 5 Kg. - Động cơ và bộ hộp sốđược điều chỉnh vụ cấp.

- Độ chớnh xỏc của hệ thống đồ gỏ : Đạt 0,08 ữ 0,2 mm. - Bảng điều khiển bằng nỳt bấm trờn đồ gỏ hàn.

3.3.3.1. Que hàn

Nhúm đề tài sử dụng : 02 loại que hàn chớnh cú đường kớnh Φ3,2 và Φ4. Thụng số in trờn hộp que hàn: • Que hàn OK 46 - 06 hóng ESAB - Thụy Điển. - Thành phần húa học (%) C ≤ 0,1 Mn = 0,6 Si = 0,3 P,S khụng lớn hơn 0,03.