Đồ án tốt nghiệp
Công nghệ hàn CO2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

___________________________________________________________ CHƯƠNG 1-

GIỚI THIỆU VỀ SẢN XUẤT KHUNG XE MÁY BẰNG PHƯƠNG
PHÁP HÀN VÀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ HÀN CO
2
1.1- Giới thiệu chung về sản xuất khung xe máy bằng phương pháp hànNgày nay xe gắn máy là một phương tiện phổ biến với tất cả mọi
người.Từ vài năm trở lại đây xe máy mới được lắp ráp và sản xuất tại Việt
Nam. Nhưng phần máy chúng ta vẫn phải nhập các linh kiện của nước ngoài
về lắp. Sự tồn tại nhiều phương thức sản xuất tại Việt Nam là phổ biến, có 2
phương thức sau:


2
ở nước ta đã
trải qua một quá trình hơn 15 năm, với những đặc điểm riêng liên quan đến
đặc thù nền kinh tế, trình độ sản xuất công nghệ và thời tiết khí hậu Việt
Nam. Thực tế quá trình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ hàn CO
2
chưa
đáp ứng được nhu cầu sản xuất công nghiệp. Nhận thấy tầm quan trọng và ý
nghĩa của phương pháp công nghệ hàn này trong nền sản xuất công nghiệp
từ những năm bảy mươi .Các cơ quan nghiên cứu và các ngành quản lý sản
xuất công nghiệp đã quan tâm đến lĩnh vực công nghệ hàn CO
2
. Tại hội
nghị hàn toàn quốc lần thứ nhất 1979, báo cáo của PGS Nguyễn Tăng Long,
Viện khoa học công nghệ Quốc phòng, cũng như báo cáo của Viện khoa học
Xây dựng đã phân tích, đánh giá vai trò quan trọng của công nghệ hàn CO
2

trong sản xuất công nghiệp và sự cần thiết nghiên cứu ứng dụng lĩnh vực
công nghệ này vào thực tế sản xuất công nghiệp nước ta nói chung. Ở một số
ngành sản xuất công nghiệp, như ngành đường sắt Việt Nam, ngành giao
thông vận tải (GTVT), Xây dựng, quốc phòng nói riêng công nghệ hàn CO
2

đã được quan tâm đến trong nhiều báo cáo, các hội thảo và các dự án phát
triển sản xuất .
Công trình nghiên cứu đầu tiên về lĩnh vực công nghệ hàn CO
2
ở nước ta
được triển khai tại Viện khoa học kỹ thuật xây dựng. Việc nghiên cứu được

nghệ hàn CO
2
vào sản xuất được .
Trong một vài năm gần đây, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, cũng đã
nghiên cứu công nghệ hàn CO
2
để hàn thép hợp kim các loại .
Từ năm 1978 trở lại đây, các công trình nghiên cứu về công nghệ hàn
CO
2
trong nước ta nói chung đã có những kết quả phục vụ trước mắt và t-
ương lai. Cho đến khoảng năm 1990 việc ứng dụng công nghệ hàn CO
2
vào
thực tế sản xuất còn gặp nhiều khó khăn.
Như vậy các nghiên cứu trước đây tuy đã tạo được tiền đề cho sự phát
triển công nghệ hàn CO
2
ở Việt Nam. Song việc áp dụng công nghệ hàn này
vào thực tế vẫn chưa được quan tâm đúng mức. Nó đòi hỏi phải giải quyết
một số nội dung khoa học - công nghệ gắn liền với điều kiện thực tế ở Việt

Nam. Và chỉ khi đã nghiên cứu giải quyết những nội dung khoa học kỹ thuật
đó, từng bước chế độ công nghệ, xác
định chế độ công nghệ hàn phù hợp thì
mới có thể áp dụng công nghệ hàn nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ
CO
2
vào thực tế điều kiện Việt Nam ta được.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ở nước ngoài là không thực tế, vì giá cả không hợp lý. Như vậy
nghiên cứu sử dụng CO
2
của Việt Nam để dùng cho công nghệ hàn CO
2
sẽ
có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.
Những kết quả nghiên cứu thực nghiệm bước đầu trong nước ta cho thấy:
Yếu tố môi trường khí hậu và khí CO
2
của Việt Nam có ảnh hưởng đáng kể
đến chất lượng của quá trình hàn nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ
CO
2
. Để áp dụng được công nghệ hàn CO
2
vào thực tế sản xuất ở nước ta,
cần
thiết phải nghiên cứu khảo sát một số yếu tố của môi trường khí hậu trong
mối quan hệ với quá trình lý hoá của quá trình luyện kim mối hàn, các quá
trình nhiệt với các yếu tố vật liệu và thiết bị hàn. Trên cơ sở đó, ta có thể tiến
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

___________________________________________________________
hành xác định điều kiện công nghệ hàn cụ thể đối với nhóm thép, hoặc từng
loại hình kết cấu của yêu cầu sản xuất.
Như vậy các yếu tố môi trường khí hậu, khí bảo vệ CO
2
là các đối tượng
cần quan tâm trong quá trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn CO

công nghệ hàn CO
2
trong giai đoạn này chưa có hiệu quả như mong muốn.
Nhiều nhà sản xuất kinh doanh và quản lý rất quan tâm đến vấn đề công
nghệ và thiết bị hàn. Tình hình đó đã làm cho tính cấp thiết của việc nghiên
cứu ứng dụng công nghệ hàn CO
2
tăng lên do cả hai nhân tố: Nhu cầu ứng
dụng phục vụ sản xuất và khai thác nguồn thiết bị hàn đang cần thiết.

Năm 1991, một số cơ sở nghiên cứu, Viện Công nghệ Quốc gia, Viện Hàn
RITST, Trường ĐHBK Hà Nội, Viện Nghiên cứu máy đã quan tâm và đặt
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

___________________________________________________________
vấn đề nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn CO
2
, có thể nói nổi bật nhất là
Viện Hàn RITST. Sau khi triển khai nghiên cứu đề tài bước một có hiệu quả,
đã đề nghị dùng khí CO
2
do Việt nam sản xuất cho công nghệ hàn CO
2
. Đề
tài cấp bộ đã được đặt ra. Đề cương đã khẳng định rõ nhu cầu sản xuất cơ
khí (trong và ngoài ngành GTVT) đòi hỏi ứng dụng công nghệ hàn CO
2
ở
mức độ ngày càng bức bách. Xuất phát từ nhu cầu trong ngành GTVT, căn
cứ vào kết quả nghiên cứu thăm dò của RITST về phương pháp công nghệ

năng suất lao động tới mức kém hơn hàn tay, hư
hỏng cả các chi tiết hàn,
giảm chất lượng mối hàn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

___________________________________________________________
Cho đến một vài năm gần đây công nghệ hàn CO
2
ở nước ta đã được khắc
phục nhiều và đã được áp dụng rộng rãi trong các cơ sở sản xuất trong nước
và các công ty liên doanh với nước ngoài .
1.4 - Tình hình áp dụng công nghệ hàn trong môi trường khí bảo vệ
CO
2
trên thế giới.
Hàn là một phương pháp công nghệ nhằm đạt được mối hàn không tháo
được bằng cách dùng nguồn nhiệt nung nóng vật liệu chỗ hàn đến trạng thái
chảy hoặc dẻo, sau đó vật hàn đông đặc hoặc nhờ lực ép mối liên kết được
hình thành gọi là mối hàn.
Trong quá trình sản xuất có thể áp dụng các phương pháp công nghệ tiên
tiến như cơ khí hoá, tự động hoá. Điều đó giúp cho năng suất được cao h
ơn
và điều kiện lao động được cải thiện rõ rệt . Liên Xô là một trong những
nước có ngành hàn phát triển sớm nhất và có nhiều thành tựu trong ngành
hàn nhất.Vào năm 1802, Viện sĩ hàn lâm khoa học Nga BERNARDOS đã
phát minh ra hồ quang điện, đây là một phát minh quan trọng về nguồn năng
lượng mới, có công suất lớn có thể áp dụng được cho ngành công nghệ chế
tạo máy. Đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ
hàn.
Sau hơn một thế kỷ, công nghệ hàn đã phát triền rất nhanh và đạt được

Vì các lí do sau : Phương pháp hàn tự động và bán tự động trong môi
trường khí bảo vệ là một phương pháp có tính năng động nhất. Đối với hàn
bán tự động thì có thể hàn đứng, hàn sấ
p , hàn trần . . . tốc độ hàn so với các
phương pháp khác là rất nhanh và cho mối hàn đảm bảo. Hàn trong môi
trường khí bảo vệ có hai phương pháp đó là hàn tự động và hàn bán tự động.
Hai phương pháp hàn trên đều cho hiệu quả và chất lượng mối hàn như
nhau, song phương pháp hàn tự động lại cho năng suất cao hơn , nhưng
trong hàn bán tự động thì lại hàn được ở nhiều tư thế hơn.
Khí bảo vệ hàn có tính năng h
ơn hẳn các chất liệu bảo vệ mối hàn như:
thuốc hàn, phương pháp hàn này khi hàn xong thì người thợ không cần có
nguyên công gõ xỉ, như vậy đã làm tăng năng suất lao động mà mối hàn vẫn
đạt được chất lượng như yêu cầu.Khí bảo vệ vùng hàn có hai loại cơ bản sau
: khí hoạt tính CO
2
và hỗn hợp của chúng CO
2
+ Ar .
Khí trơ bao gồm các khí như heli và Ar, các khí trơ là loại khí đắt tiền vì lí
do khó chế tạo nên chỉ được dùng trong mối hàn quan trọng mang tính chất
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

___________________________________________________________
quyết định trong một kết cấu hàn cụ thể, nhưng trong thực tế sản xuất thì hầu
hết các mối hàn không đòi hỏi mức độ cao, Ví dụ hàn các khung thép trong
xây dựng, các loại thép dụng cụ, thép các bon trung bình. Do đó việc sử
dụng khí trơ đại trà là một việc làm không kinh tế và việc sử dụng các loại
khí hoạt tính đặc biệt là CO
2

ưu điểm của mình do vận tốc nguội lớn và vùng hàn nhỏ nên vùng ảnh hưởng
nhiệt của mối hàn trong môi trường khí bảo vệ CO
2
nhỏ hơn 3 - 4 lần so với
khí hàn bằng ngọn lửa khí O
2
- C
2
H
2
. Vì vậy ứng suất và biến dạng cũng
giảm đáng kể. Khối lượng riêng của CO
2
lớn hơn không khí 1,5 lần cũng tạo
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

___________________________________________________________
điều kiện tốt cho việc bảo vệ kim loại lỏng khỏi tác động của không khí bên
ngoài. Chính vì vậy hàn trong môi trờng khí bảo vệ CO
2
bằng điện cực nóng
chảy được áp dụng rộng rãi trên thế giới. Bảng 1.1
SO SÁNH NĂNG SUẤT HÀN
Phương pháp hàn


1,58
3,14
Hàn bán tự động dưới
lớp thuốc
- Dây φ 2,0 300 - 350 18 50 4
Hàn tự động trong
CO
2
- Dây φ 5 800 - 850 16
Điện năng tiêu thụ
(KWh)
Điện áp hồ quang
(V)
Hàn bán tự động
trong CO
2
- Dây φ 1,2
- Dây φ 2,0 2,5
4,0 26
34 – 36
Hàn tự động trong CO
2
- Dây φ 5 5,5 38 - 40
Hàn tự động dưới lớp
thuốc
- Dây φ 5


(kg)
Que hàn
(kg)
Khí hàn
(m
3
)
Thuốc
(kg)
Hàn bán tự động trong
CO
2
- Dây φ 1,2
- Dây φ 2,0 1,10
1,15 -
- 0,06
0,12 -
-

Hàn tự động dưới lớp
thuốc
- Dây φ 5 1,01 - - 0,8
Hàn hồ quang tay que
YOHU 13/45 φ 4

-

1,65

-

-
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

___________________________________________________________
loại thép các bon thấp và thép các bon trung bình, do đó vật liệu làm khung
xe Wave 110 cc có tính hàn tốt và giá thành khá rẻ.
+ Hình dáng được cấu thành từ 50 chi tiết khác nhau. Do hình dáng của
lừng loại phôi rất khác nhau nên chúng ta có thể chia chúng thành 4 loại cơ
b
ản sau:
- Loại 1 : là loại chi tiết có hình dạng cơ bản là dạng tấm phẳng đơn giản
(Ví dụ KW110-04-12, KW110-04-25, KW110-05-21, KW110-03-09,
KW110-03-04, KW110-01-40 v.v)
- Loại 2: là loại chi tiết có hình dạng phẳng được uốn cong
(Ví dụ KW110-01-28, , KW110-03-31, KW110-03-30, KW110-03-03, v.v.).
- Loại 3: là loại trục đỡ (KW110-02-22,KW110-01-37,KW110-01 -36,
v.v.)
- Loại 4: là loại chi tiết có hình dạng ống tiết diện tròn hoặc chữ nhật
(KW110-03-07,KW110-03-02,KW110-05-18,KW110-04-26,KW110-04-24,
v.v.).
+ Về mặt cơ tính do chủ yếu làm bằng thép các bon thấp và trung bình
cho nên cơ
tính của thép có những đặc điểm nổi trội như độ cứng, độ chịu
nén tốt độ dẻo, độ bền độ dai,va đập tốt. Những tính chất này hoàn toàn phù
hợp với những điều kiện làm việc của xe (xem bảng 2.2)
+ Sản xuất các chi tiết này được tiến hành tại một phân xưởng cơ khí khác
bằng phương pháp đột, dập, lốc, theo đúng các kích thước vậ
t liệu theo bản
vẽ chi tiết.
+ 50 chi tiết được tạo thành khung có kích thước, hình dáng hoàn toàn
khác nhau dó đó độ dày chi tiết khác nhau.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

___________________________________________________________

0,38÷0,46 ≤ 0,07 0,6
÷0,9 ≤ 0,045 ≤ 0,045
-
C10
0,09÷0,12 ≤ 0,07 0,25
÷0,5 ≤ 0,05 ≤ 0,05
-
C20 0,2
≤ 0,07 0,5
÷0,8 ≤ 0,05 ≤ 0,05
-
C35 0,35
≤ 0,07 0,6
÷0,8 ≤ 0,05 ≤ 0,05
-
C45 0,45
≤ 0,07 0,8
÷1,0 ≤ 0,05 ≤ 0,05
-
15X
0,15÷0,18 0,17
÷0,37 0,4÷0,7 ≤ 0,05 ≤ 0,05
Bo 0,003
20X
0,17÷0,23 0,17
÷0,37 0,5÷0,8 ≤ 0,05 ≤ 0,05 Cr 0,7÷1,0
30XT
C
0,18÷0,24 0,17÷0,37 0,8÷1,0 ≤ 0,05 ≤ 0,05
Cr 1,0

a khung xe ta thấy mối hàn của khung xe
chia ra làm hai loại chính sau đây:
- Mối hàn quan trọng
- Mối hàn không quan trọng
Loại mối hàn quan trọng là loại mối hàn liên kết giữa các chi tiết chịu lực
chính như mối hàn giữa các chi tiết chịu lực chính (như mối hàn giữa
KW110-03-02 với KW110-03-31, KW110-04-34 với KW110-04-10.v.v.) nó
ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu lực cũng như độ bền và tuổi thọ của
khung xe. Khi tính toán chế
độ hàn cho nguyên công nào đó thì ta tính toán
chế độ hàn cho mối hàn quan trọng và các mối hàn khác trong cùng một
nguyên công là như nhau.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

___________________________________________________________

+ Loại mối hàn không quan trọng: là các loại mối hàn chỉ góp phần tham
gia để gá lắp các chi tiết phụ, để lắp ráp các bộ phận bằng nhựa hoặc chi tiết
không chịu lực, ví dụ liên kết giữa KW110-04-24 với KW110-04-25.
Bảng 2.2 -Cơ tính một số loại vật liệu dùng để chế tạo khung xe Wave
Ký
hiệu
thép
Giới hạn chảy
(N/mm
2

nóng
Cán
kéo
nguội
CT2 210 - 340 340 29 - - -
CT3 230 - 380 380 21 - - -
CT4 250 - 420 420 17 - - -
CT5 270 - 500 500 14 - - -
CT6 300 - 600 600 21 - - -
C10 210 210 340 340 19 24 137 137
C20 250 250 420 420 17 21 156 156
C35 300 300 520 520 19 17 187 187
C45 330 330 600 600 18 19 207 207
10T2 270 270 480 480 29 21 197 197
15X 260 260 420 420 - 19 190 190
20X 290 290 490 490 - 17 269 269
30XTC 470 470 670 670 - 14 229 229
08KII 300 300 350 350 - 19 157 157
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

___________________________________________________________
Các loại mối hàn này nằm trong nguyên công nào thì phải tuân theo chế
độ hàn của loại mối hàn quan trọng chứa trong nguyên công đó.
2.3-Yêu cầu kỹ thuật của khung xe chế tạo bằng phương pháp hàn.
- Vật liệu phải đúng qui cách, đúng ký hiệu như bản vẽ chế tạo, chất
lượng vật liệu đồng đều không khuyết tật.
- Mối hàn phải có hình dáng đồng đều không đứt quãng, không làm ảnh
hưởng đến khu vực lân cận của mối hàn.
- Các mối hàn đảm bảo độ ngấu đồng đều mối hàn trong cùng một nguyên
công.

trước làm phôi liệu.
- Tính toán công việc và công nhân sao cho thời gian thực hiện trên mỗi
nguyên công là bằng nhau vì sản xuất theo dây chuyề
n (phương pháp trùng
nguyên công) để không xảy ra tình trạng ùn tắc dây chuyền.
- Sau mỗi nguyên công đều phải có một bước kiểm tra sản phẩm chặt chẽ
bằng mắt thường hoặc bằng các loại hoặc đồ gá kiểm tra các kích thước
định sẵn chính xác theo tiêu chuẩn để tránh tình trạng sai lệch kích thước hệ
thống.
- Qua khảo sát thực tế tại nhà máy và các tài liệu tham khảo ta thấy rằng
dây chuyền công nghệ sản xuất khung xe g
ắn máy Wave110cc qua các
nguyên công sau đây:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

___________________________________________________________
Hình 3.1-kết cấu khung xe máy wave110cc
KW110-01-13
KW110-02-16TP
KW110-03-01 KW110-04-14
KW110-05-17

gồm có:
KW110cc-01-13, KW110-01-28TP, KW110-01-36, KW110-01-37, KW110-
01-38, KW110-01-40, KW110-01-39TP
+Nguyên công 2- Hàn cụm gá yên các chi tiết tại bàn gá số 2 gồm có:
KW110-02-16TP, KW110-02-18, KW110-02-22TP, KW110-02-23,
KW110-02-41
+Nguyên công 3- Hàn cụm đầu cổ phuốc và khung chính tại bàn gá số 3
gồm có các chi tiết:
KW110-03-01,KW110-03-02,KW110-03-03, KW110-03-04, KW110-03-05,
KW110-03-06,KW110-03-07,KW110-03-08,KW110-03-09TP,
KW110-03-10TP,KW110-03-11,KW110-03-15,KW110-03-29,
KW110cc-03-30,KW110-03-31,KW110cc-03-35, và cụm gá động cơ ở
nguyên công 1.
+Nguyên công 4- Hàn hai càng sau tại bàn gá số 4 gồm có các chi tiết:
KW110-04-14, W110-04-24, KW110-04-25, KW110-04-26, KW110-04-27,
KW110-04-32, KW110-04-33, KW110-04-34, KW110-04-12 và cụm ở
nguyên công 2,nguyên công 3.
+Nguyên công 5- Hàn cụ
m đuôi tại bàn gá số 4 gồm có các chi tiết:
KW110-05-17, KW110-05-19, KW110-05-20TP, KW110-05-21 và cụm ở
nguyên công 4.
+Nguyên công 6 -kiểm tra

Có thể mô tả khái quát quy trình công nghệ hàn khung xe Wawe 110cc bằng
sơ đồ sau:

Hàn cụm lắp máy sauHàn cụm lắp máy sau


- Từ đó chúng ta có thể đưa ra quy trình công nghệ sản xuất khung xe máy
kiểu Wave110cc được tiến hành qua các nguyên công sau đây.
KiÓm tra
Nguyªn c«ng 6
Hμn côm ®u«i
Nguyªn c«ng 5
Hμn hai cμng sau
Nguyªn c«ng 4
Hμn côm ®Ç u cæ phuèc
Nguyªn c«ng 3
Hμn côm l¾p ®Ìn sau vμ côm l¾p gi¶m sãc
Nguyªn c«ng 2
Hμn côm l¾p m¸y sau
Nguyªn c«ng 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

___________________________________________________________
3.1.1- Nguyên công 1: Hàn cụm lắp máy sau (đồ gá l)
Trình tự nguyên công
Bước 1: Thực hiện các công việc kiểm tra
*Máy hàn :
- Kiểm tra dòng hàn (I
h
=120A)
- Kiểm tra hiệu điện thế hàn (U
h
=20v)
- Kiểm tra dây hàn (d=0,9-1 mm)
- Kiểm tra đầu bép hàn (thử hàn)

Bước 5: Hàn trục tai bô KW110-01-37 với KW110-01-28 T
Động tác 1 : Hàn đính KW110-01-37 với KW110-01-28T
Động tác 2 : Hàn kín phần giao KW110-01-37 và KW110-01-28T
Bước 6:tai lắp để chân sau KW110-01-13 với KW110-01-28P
Động tác 1: Hàn đính KW110-01-13 với KW110-01-28P
Động tác 2: Hàn kín phần giao KW110-01-13 với KW110-01-28P
*Đồ gá
+Dùng đồ gá chuyên dùng
*Thợ hàn
+ Số thợ hàn : 1 người.
+ Bậc thợ : 7/7
*Thời gian hàn tại nguyên công 1:10 phút
*Các yêu cầu kỹ thuật
+ Hàn xong phải để ngu
ội từ (l-2ph) rồi mới được tháo ra .
+ Các mối hàn phải điền đầy các góc hàn. .
+ Đảm bảo độ đồng tâm giữa các lỗ trên cụm chi tiết KW110- 01-28
3.1.2-Nguyên công 2: Hàn cụm lắp đèn sau và cụm lắp giảm sóc(đồ gá 2)
Trình tự nguyên công
Bước 1: Thực hiện các công việc kiểm tra
*Máy hàn:
- Kiểm tra dòng hàn (I
h
=120A)
- Kiểm tra hiệu điện thế hàn (Uh=20v)
- Kiểm tra dây hàn (d=0,9-1mm)
- Kiểm tra đầu bép hàn (thử hàn)
- Điều chỉnh tốc độ xuống dây (O,6 m/ph)
*Bình khí CO
2