BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
CƠ SỞ KHỐI NGÀNH CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
PHẦN I: THÍ NGHIỆM PHẦN CƠ KHÍ
• MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:
• Làm việc được với con Robot hàn PANAROBO VR 006CII và trình tự lập
trình với hình thức TEACHINH cho Robot làm việc.
• Thí nghiệm để xác định ảnh hưởng của chế độ hàn tới chất lượng mối hàn:
+ Ảnh hưởng của vận tốc hàn.
+ Ảnh hưởng của lưu lượng khí bảo vệ.
+ Ảnh hưởng của vị trí hàn.
+ Ảnh hưởng của gió thổi.
+ Ảnh hưởng của khối sắt từ.
• Xây dựng mô hình thí nghiệm để xác định độ co ngang K của mối hàn giáp
mối.
• Biện pháp khắc phục hiện tượng kim loại lỏng điền đầy vùng hàn khi nguội co
lại gây biến dạng theo phương ngang làm thay đổi hình dạng của kết cấu để
đạt được kết cấu tốt nhất.
• Biết cách xác định hệ số biến dạng K ( Độ co tương đối) đối với kim loại của
kết cấu hàn.
• Xác định được các khuyết tật của mối hàn ,nguyên nhân cách khắc phục do
vậy khi hàn kết cấu phải có biện pháp khắc phục hiện tượng này để đạt được
kết cấu hàn tốt nhất.
• Biết kiểm tra các loại khuyết tật của mối hàn.
B.NỘI DUNG BÁO CÁO
1. Giới thiệu tổng quan về hàn hồ quang tự động.
2. Các bước lập trình trên máy hàn PANAROBO VR 006CII.
3. Nhận xét về ảnh hưởng của các yếu tố tới chất lượng mối hàn.
4.Xây dựng mô hình thí nghiệm để xác đinh hệ số co ngang của vật liệu hàn.
5.Tính hệ số co ngang lý thuyết theo mô hình và vật liệu đã xây dựng (Klt).
6. Tính hệ số co ngang thực tế theo số liệu đã thí nghiệm (Ktt).
• Tiết kiệm điện năng.
• Giảm nhẹ sức lao động của công nhân.
I.3.Một số phương pháp hàn tự động thường dùng.
- Hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc bảo vệ.
- Hàn hồ quang tự động trong môi trường khí bảo vệ.
I.4.Vật liệu hàn:
• Điện cực hàn:
• Dây hàn:
Có các loại dây hàn sau:
- Dùng để hàn hồ quang tự động và tự động hóa các loại dây hàn được chế tạo sẵn
theo các tiêu chuẩn quy định và cuộn lại thành từng lô (cuộn) theo cách riêng, đường kính
trong (100 200) mm, khối lượng (5 20) kg để chống gỉ và cải thiện sự tiếp điện dây
được mạ đồng. Dây được chế tạo bằng kéo nguội.
- Dây hàn bột: Có cấu tạo có lớp vỏ bọc kim loại bên ngoài, trong là hỗn hợp gồm bột
kim loại làm nhiệm vụ bổ sung kim loại, hợp kim hóa mối hàn. Đồng thời còn có tác
dụng bảo vệ cho kim loại nóng cháy không bị tác dụng của môi trường làm hồ quang
chảy ổn định.
Các dây hàn mép dọc theo chiều dài không được hàn kín do vậy chất trợ dung có
thể hút ẩm từ không khí khi bảo quản lâu dài.
Dây hàn bột được dùng dưới 2 hình thức:
+ Tự bảo vệ (khi hàn hồ quang hở): không còn dùng khí bảo vệ khi hàn.
+ Được bảo vệ bằng môi trường khác (hàn trong khí CO
2
)
• Dây hàn đồng và hợp kim đồng: sử dụng khi hàn tự động.
• Dây hàn nhôm và hợp kim nhôm: đường kính 0,6 6 mm. Thành phần hóa học tùy
yêu cầu của vật hàn được hàn trong khí bảo vệ.
Ký hiệu dây lõi thuốc theo AWS
• Điện cực hàn và que hàn:
• Các loại điện cực:
Ngoài dây hàn, trong hàn đắp người ta còn sử dụng các điện cực nóng chảy dạng
băng khí có chiều rộng nhất định. Băng hàn cho phép tăng đáng kể năng suất quá trình
hàn đắp dưới lớp thuốc.
• Các khí bảo vệ mối hàn:
• Khí trơ: không có khả năng tham gia phản ứng hóa học.
• Khí Argon: là loại khí không màu không mùi, nặng hơn không khí 25%. Khí hóa
lỏng không màu không mùi, sôi ở 185
0
C dưới áp suất thường.
• Khí Heli: là khí không màu, không mùi, có tỉ trọng riêng nhỏ hơn Argon khoảng 10
lần, có tính dẫn nhiệt hơn Argon. Vì vậy dùng Heli hàn tiết diện vùng hàn rộng hơn
hàn bằng Argon trong cùng điều kiện hàn.
• Hỗn hợp Argon, Heli.
• Khí hoạt tính: dùng là khí CO
2
(cho hàn thép) và N
2
(cho hàn đồng). Khí CO
2
được
sử dụng rộng rãi để hàn khi bảo vệ.
• Thuốc hàn:
Yêu cầu chung: dùng để bọc que hàn, que hàn tay hoặc dùng tự động, hàn tự động
dưới lớp thuốc. Thuốc có đặc tính cơ bản sau:
• Có khả năng ion hóa mạnh để gây hồ quang trong quá trình hàn.
• Bảo vệ kim loại lỏng mối hàn không tác dụng với oxi và Nitơ của không khí xung
quang để tăng cơ tính của mối hàn.
• Tạo xỉ tốt, rơi phủ đều trên bề mặt mối hàn để chống khí xâm nhập giúp cho mối
hàn nguội chậm.
• Có tác dụng hợp kim hóa kim loại mối hàn để nâng cao cơ tính, có tính chất dính
• Máy xoay chiều một pha có lõi di động:
Sơ đồ nguyên lý:
Giữa khoảng hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp đặt một lõi di động A để tạo sự phân
nhánh từ thông sinh ra trong lõi của máy. Từ thông rẽ thay đổi phụ thuộc vào vị trí cũa
lõi A. Nếu lõi A nằm trong mặt phẳng của gông từ B thì trị số thông rẽ càng lớn, phần từ
thông đi qua lõi của cuộn dây thứ cấp giảm đi, sức điện động cảm ứng sinh ra trong cuộn
thứ cấp mở và sinh ra trong dòng điện và sinh ra trong mạch hàn nhỏ. Ngược lại nếu điều
chỉnh lõi A chặt ra tạo nên khoảng trống không khí lớn thì số lượng từ thông rẽ sẽ nhỏ đi,
lúc này sức điện động cảm ứng lớn nên tạo ra dòng điện chạy trong mạch hàn lớn.
Đặc điểm của máy này là có thể điều chỉnh vô cấp dòng điện hàn và có khả năng
điều chỉnh được rất chính xác.
• Máy hàn điện một chiều:
Có thể chia máy hàn một chiều làm ba nhóm theo hình dạng đường đặc tính ngoài của
máy.
• Nhóm máy có đường đặc tính dốc.
• Nhóm máy có đường đặc tính dốc thoai thoải và cứng.
• Nhóm máy vạn năng.
Trong hàn hồ quang tay người ta sử dụng nhóm máy có đường đặc tính dốc.
Máy hàn một chiều còn được phân ra: Máy phát điện hàn và máy chỉnh lưu dòng điện
hàn. Máy phát điện hàn được chia ra làm ba loại khác nhau:
• Máy hàn một chiều có cuộn dây kích từ riêng và cuộn dây khử từ.
• Máy hàn một chiều từ trường ngang có cuộn dây kích thích.
• Máy hàn một chiều có các cực từ lắp rời.
II.CÁC BƯỚC LẬP TRÌNH TRÊN MÁY HÀN PANA - ROBO
(MODEL: VR – 006CII)
Ví dụ: Hàn chữ “ME”, vận tốc hàn 0,2m/phút
Các bước thực hiện như sau:
Phần 1: Lập trình
B1:
- Xoay công tắc về vị trí trên tủ điều khiển, màn hình bảng điều khiển cho ra bảng
• Xoay công tắc trên tủ điều khiển về
• Tại vị trí số 1 con nháy đứng, nhấn , rồi ấn phím .
• Di chuyển con nháy về vị trí số 0 đầu tiên, nhập tên chương trình vừa lập (số 1)
• Nhấn phím rồi .
• Nhấn nút trên tủ điều khiển cho rô bốt làm việc.
III.NHẬN XÉT VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ TỚI CHẤT LƯỢNG MỐI
HÀN.
• Ảnh hưởng của vận tốc hàn đến chất lượng mối hàn:
• Vận tốc hàn càng thấp thì chất lượng mối hàn càng cao, mối hàn càng
nhanh đầy, góc càng nhỏ.
• Ảnh hưởng của lưu lượng khí bảo vệ đến chất lượng mối hàn:
• Lưu lượng khí bảo vệ càng cao chất lượng mối hàn càng tốt, ít rỗ khí.
• Ảnh hưởng của vị trí hàn:
• Độ nghiêng càng thấp thì chất lượng mối hàn càng cao.
• Ảnh hưởng của gió thổi:
• Gió thổi càng ít thì chất lượng mối hàn càng cao, ít rỗ khí.
• Ảnh hưởng của khối sắt từ:
• Nếu chế tạo một khối sắt từ đặt ở phía cuối mối hàn thì chất lượng mối
hàn phía cuối sẽ cao do được điền đầy.
IV. MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐỂ XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BIẾN DẠNG CO NGANG
(K) CỦA VẬT LIỆU HÀN.
Khi hàn giáp mối, vật hàn bị co ngang. Sự co ngang tạo nên tạo biến dạng góc với kết
cấu của mối hàn.
Xét trường hợp mối hàn giáp mối hai
thanh có kết cấu như hình bên. Một thanh
kẹp chặt còn một thanh để tự do. Sau khi
hàn xong phía đầu tự do quay đi một góc
(do biến dạng co ngang gây nên).
Góc xoay do co biến dạng được tính theo phương pháp giải tích như sau:
x
= S coi góc quay là rất nhỏ thì góc quay toàn phần sẽ là:
(*)
Góc quay làm thay đổi hình dạng của kết cấu hàn.
Đặt: .T = K
LT
: Hệ số co tương đối của vật liệu thí nghiệm.
Thay K
LT
vào công thức (*) và biến đổi ta có:
Bằng thí nghiệm ta xác định được K cho kim loại của kết cấu hàn.
Từ kết cấu hàn có:
+ : góc đo biến dạng cụ thể của kết cấu hàn.
+ : Góc vát của mép vát kết cấu hàn (cho trước).
V.HỆ SỐ CO NGANG LÝ THUYẾT THEO MÔ HÌNH VÀ VẬT LIỆU ĐÃ XÂY
DỰNG (KLT)
K
LT
= 2.α.T = 2.12.10
-6
.(600+273) = 0,020952.
VI.HỆ SỐ CO NGANG THỰC TẾ THEO SỐ LIỆU ĐÃ THÍ NGHIỆM (KTT)
Ta tính góc nghiêng β dựa vào chi tiết hàn:
tgβ
tt
β
tt
K
TT
xuất hiện các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả của phép toán.
a,Bước 1:
• Nguyên nhân:
• Tay giữ phôi bị rung do máy mài không hoàn toàn tự động.
• Chất lượng dao mài chưa phải tốt nhất.
• Phôi hàn chưa thực sự tốt (tính đồng chất, bề mặt chưa phẳng…)
• Người mài phôi chưa có kinh nghiệm, thao tác chưa chuẩn xác.
• Khắc phục:
• Sử dụng máy mài tự động.
• Chất lượng dao mài tốt.
• Phôi hàn chất lượng cao.
• Thao tác chính xác trên máy.
b,Bước 2:
• Nguyên nhân:
• Khách quan do dụng cụ đo chưa chuẩn xác và phù hợp.
• Chủ quan do người đo chưa chọn được phương pháp đo phù hợp, hay do
thao tác đo, đọc số liệu chưa chuẩn xác.
• Khắc phục:
• Sử dụng dụng cụ đo có độ chính xác cao phù hợp.
• Người đo có kỹ năng thao tác tốt.
c,Bước 3:
• Nguyên nhân:
• Bề mặt gá không tốt (gồ ghề, lồi lõm).
• Gá không chắc chắn, làm phôi bị dịch chuyển.
• Ảnh hưởng của khối sắt từ.
• Khắc phục:
• Lựa chọn bề mặt gá bằng phẳng tốt.
• Gá phôi chắc chắn, không để bị xê dịch.
• Có được góc ta có thể tạo được cho phần phôi tự do một góc nâng bằng với
để sao cho khi hàn phần phía còn lại của phôi tự do được nâng lên cho góc
• Làm tròn số hợp lý, giảm thiểu sai số.
VIII.CHẤT LƯỢNG MỐI HÀN, KIỂM TRA CÁC KHUYẾT TẬT MỐI HÀN,
NGUYÊN NHÂN, BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
• Mối hàn không ngấu:
• Mối hàn không ngấu mặt bên:
• Nguyên nhân:
• Năng lượng đường hàn thấp.
• Kim loại nóng chảy tràn ra trước hồ quang.
• Oxit hoặc vỏ cán trên bề mặt đã vát.
• Độ tự cảm quá cao khi hàn MAG ngắn mạch
• Khắc phục:
• Tăng điện áp hàn, giảm cường độ dòng điện và vận tốc hàn.
• Thay đổi góc nghiêng điện cực và vị trí vật hàn.
• Giảm độ tự cảm
• Hàn không ngấu giữa các đường hàn:
• Nguyên nhân:
• Cường độ dòng điện hàn nhỏ làm cho dòng hàn không có độ chảy loãng thích
hợp.
• Tốc độ hàn quá cao, kỹ thuật di hồ quang không xác định
• Khắc phục:
• Tăng cường độ dòng điện, giảm vận tốc.
• Huấn luyện lại kỹ thuật di hồ quang của thợ hàn.
• Hàn không ngấu hết ở chân mối hàn
• Nguyên nhân:
• Năng lượng đường hàn thấp, độ tự cảm quá cao khi hàn MAG ngắn mạch.
• Que hàn quá to (mật độ dòng thấp).
• Mặt đáy quá lớn, khe đáy nhỏ.
• Góc nghiêng thao tác điện cực sai.
• Khắc phục:
• Tăng điện áp hàn, giảm cường độ dòng điện hàn và vận tốc hàn.
• Nhiệt độ dưới 200
0
C.
• Khắc phục:
• Nung nóng sơ bộ, khử ẩm mép liên kết trước khi hàn, giảm tốc độ nguội. Sau khi
hàn làm sạch mép hàn.
• Dùng loại quá trình ít Hydro (que hàn, thuốc hàn thuộc hệ xỉ bazơ, được sấy đúng
cách, khí bảo vệ không chứa ẩm).
• Gá lắp tốt phôi hàn để giảm ứng suất dư.
• Nứt tảng:
• Nguyên nhân:
• Kim loại cơ bản kém, chứa nhiều tạp chất.
• Nồng độ Hydro khuếch tán trong kim loại cơ bản.
• Khắc phục:
• Dùng kim loại cơ bản, ít tạp chất.
• Chọn loại liên kết thích hợp.
• Dùng các đường hàn tốt, khử Hydro.
• Rỗng:
• Nguyên nhân:
• Que hàn, thuốc hàn ẩm.
• Nhiễm dầu mỡ, nước trên bề mặt đã vát.
• Không khí bị hút vào khí bảo vệ.
• Không đủ chất khử Oxi trong vật liệu hàn.
• Điện áp (chiều dài) hồ quang điện quá lớn.
• Lưu lượng khí quá lớn gây cháy nổ.
• Khắc phục:
• Dùng vật liệu hàn đã sấy kỹ.
• Làm sạch bề mặt đã vát.
• Kiểm tra cuộn ống dẫn khí, góc nghiêng súng hàn.
• Dùng vật liệu hàn có đủ chất khử oxi.