Luận văn Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số chế độ hàn đến chất lượng mối hàn khi hàn thép bằng công nghệ hàn điện tiếp xúc
i
MỤC LỤC
MỤC LỤC.............................................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN.......................................................................................................................v
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH..................................................................................................vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU.............................................................................................. viii
MỞ ĐẦU ..............................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết và lý do chọn đề tài ...............................................................................1
2. Lịch sử nghiên cứu.......................................................................................................3
3.1. Mục đích nghiên cứu. ...........................................................................................3
3.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. .......................................................................3
4. Tóm tắt nội dung thực hiện và đóng góp mới của tác giả............................................3
5. Phương pháp nghiên cứu..............................................................................................4
1.1. Thực trạng công nghệ và thiết bị hàn điện tiếp xúc .................................................6
1.1.1. Đặc điểm công nghệ hàn điện tiếp xúc..............................................................6
1.1.2. Công nghệ hàn tiếp xúc giáp mối thép các bon.................................................7
1.1.3. Các phương pháp và thiết bị hàn .......................................................................8
1.1.4. Ứng dụng của công nghệ hàn điện tiếp xúc.....................................................10
1.2. Máy hàn điện tiếp xúc.............................................................................................10
1.2.1 Máy hàn tiếp xúc giáp mối ...............................................................................11
1.2.2 Máy hàn tiếp xúc điểm......................................................................................12
1.2.2.2. Hàn điểm nhô............................................................................................14
ii
1.2.3. Máy hàn tiếp xúc đường ..................................................................................15
1.2.3.2. Hàn đường liên tục ...................................................................................15
1.2.3.3. Hàn đường gián đoạn................................................................................16
1.2.3.4. Hàn bước ..................................................................................................16
Kết luận chương 1 ..........................................................................................................16
2.1. Nguyên lý hàn điện tiếp xúc giáp mối ....................................................................17
2.2. Đặc điểm và phạm vi ứng dụng ..............................................................................17
2.2.1. Đặc điểm ..........................................................................................................17
2.2.1.1. Phương pháp hàn điện trở.........................................................................18
2.2.1.2. Phương pháp hàn chảy..............................................................................18
2.2.2. Phạm vi ứng dụng ............................................................................................20
2.4. Các giai đoạn của quá trình hàn điện tiếp xúc giáp mối .........................................20
GIÁP MỐI VẬT LIỆU THÉP C45....................................................................................22
3.1. Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm...........................................................................22
3.2. Phạm vi nghiên cứu thực nghiệm............................................................................22
3.3. Tổng quan cơ bản về quy hoạch thực nghiệm ........................................................22
3.3.1. Kế hoạch thực nghiệm .....................................................................................22
3.3.2.1. Số mức của yếu tố trong quy hoạch .........................................................23
mức. .......................................................................................................................24
iii
3.3.3.2. Lập kế hoạch thực nghiệm........................................................................25
3.3.3.3. Tiến hành thí nghiệm nhận thông tin........................................................25
3.4.1. Lựa chọn thông số nghiên cứu.........................................................................27
3.4.2. Lập kế hoạch thực nghiệm...............................................................................28
3.5. Tiến hành thực nghiệm............................................................................................35
3.5.1. Vật liệu dùng hàn thực nghiệm........................................................................35
3.5.2. Thiết bị thực nghiệm........................................................................................37
3.5.3. Quy trình hàn thực nghiệm ..............................................................................39
3.5.4.1. Lấy mẫu thực nghiệm...............................................................................40
3.5.4.2. Mẫu thử kéo..............................................................................................43
4.1. Thiết bị thử kéo .......................................................................................................44
4.2. Xây dựng mô tả toán học .......................................................................................46
4.3. Kiểm tra tính tương hợp của mô hình đã thiết lập ..................................................49
4.4. Kiểm tra độ bền kéo của mối hàn............................................................................51
4.4.1. Kết quả thử kéo................................................................................................51
4.4.1.1. Đối với 7 mẫu hàn ....................................................................................51
4.4.1.2. Đối với KLCB ..........................................................................................54
4.6. Kết luận chương 4 ...................................................................................................57
* KẾT LUẬN CHUNG......................................................................................................58
v
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, chỉ bảo của các
thầy cô giáo đã giảng dạy, hướng dẫn, giúp tôi hoàn thành tốt chương trình học cao
học và hoàn thiện được luận văn này.
Trước hết tôi xin được chân thành cảm ơn với các thầy cô giáo giảng viên
trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã
giảng dạy, giúp đỡ, chỉ bảo tận tình, giúp tôi có được nhiều kiến thức mới và bổ ích,
nâng cao trình độ, năng lực chuyên môn để đáp ứng vào công việc hiện tại.
Tôi xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS. VŨ NGỌC THƯƠNG, Đại học Sư
phạm Kỹ thuật Nam Định, đã định hướng đề tài, hướng dẫn tận tình tôi trong việc
tiếp cận và khai thác tài liệu tham khảo cũng như những chỉ bảo trong quá trình tôi
làm luận văn.
Cuối cùng tôi muốn bày tỏ lòng cảm ơn các thầy cô giáo trường Đại học Sư
phạm Kỹ thuật Nam Định, các bạn đồng nghiệp đã ủng hộ và động viên tôi trong
suốt quá trình học tập và làm luận văn.
Do kinh nghiệm của bản thân còn nhiều hạn chế nên luận văn không tránh
khỏi thiếu sót. Tôi rất mong nhận được ý kến nhận xét, góp ý của quý thầy cô và
các bạn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Tác giả
Đặng Quang Giang
vi
LỜI CAM ĐOAN
“Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số chế độ hàn đến chất lượng mối hàn khi
hàn thép bằng công nghệ hàn điện tiếp xúc” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi,
có sử dụng một số nội dung để tham khảo.
Tôi xin chịu mọi trách nhiệm về công trình nghiên cứu của mình!
Nam Định, ngày......tháng…..năm 2021
Người cam đoan
Đặng Quang Giang
vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý máy hàn điện tiếp xúc....................................................10
Hình 1.3. Máy hàn điện tiếp xúc giáp mối...............................................................11
Hình 1.4. Hàn tiếp xúc điểm 2 phía .........................................................................13
Hình 1.5. Hàn tiếp xúc điểm 1 phía .........................................................................13
Hình 1.6. Sơ đồ của hàn điểm nhô...........................................................................14
Hình 1.7. Sơ đồ của hàn tiếp xúc đường..................................................................15
Hình 2.1. Sơ đồ hàn tiếp xúc giáp mối.....................................................................17
Hình 2.2. Sơ đồ phương pháp hàn điện trở..............................................................18
Hình 2.3. Sơ đồ phương pháp hàn chảy...................................................................19
Hình 2.4. Sơ đồ hàn tiếp xúc giáp mối.....................................................................21
Hình 3.1. Máy hàn tiếp xúc ......................................................................................37
Hình 3.2. Cơ cấu kẹp chặt chi tiết............................................................................38
Hình 3.3. Gá lắp phôi hàn vào máy .........................................................................39
Hình 3.4. Kim loại vùng hàn đạt trạng thái hàn......................................................40
Hình 3.5. Mẫu thử kéo..............................................................................................43
Hình 4.2. Kẹp mẫu hàn.............................................................................................45
viii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
số chế độ hàn cần khảo sát th và tch) ................................................................33
Bảng 3.3. Bảng kế hoạch thực nghiệm.....................................................................34
Bảng 3.4. Bảng thông số kích thước phôi ................................................................35
Bảng 3.6. Cấp bền của thép các bon C45................................................................36
Bảng 3.7. Mẫu hàn thực nghiệm ..............................................................................40
Bảng 4.1. Bảng ma trận kế hoạch thực nghiệm.......................................................45
Bảng 4.2. Bảng ma trận kế hoạch mở rộng .............................................................47
Bảng 4.3. Kết quả các thí nghiệm ở tâm..................................................................48
Bảng 4.5. Giá trị hàm hồi quy..................................................................................50
Bảng 4.7. Mẫu thử kéo KLCB ..................................................................................54
Bảng 4.8. Kết quả thử kéo KLCB............................................................................55
nhau..................................................................................................................55
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết và lý do chọn đề tài
Những năm gần đây kỹ thuật hàn có những bước phát triển rất mạnh để đáp ứng
những yêu cầu về công nghê chế tao chi tiết va phục hồi các chi tiết máy. Sự xuất
hiện của các phương pháp hàn mới và được áp dụng rộng rãi trong sản xuất. Do đó
các công nghệ hàn cũ ngày càng trở nên lạc hậu. Các công nghệ hàn mới đáp ứng
được yêu cầu về nàng suất chất lượng cao, chính vì thế đã giảm giá thành sản phẩm,
mang lại hiệu quả kinh tế cao. Công nghệ hàn là một trong các lĩnh vực phức tạp,
cần phải có sự phối hợp của các lĩnh vực khoa học khác như: Vật lý, hóa học, luyện
kim, cơ khí, tự động hóa, kỹ thuật điện và điện tử. Chính vì thế chất lượng mối hàn
phụ thuộc vào nhiều yếu tố khách quan, chủ quan, trong khi chế tạo các sản phẩm
bằng phương pháp hàn.
Trong các phương pháp hàn khác nhau, các yếu tố công nghệ cũng có nhưng
ảnh hưởng rất khác nhau. Hàn điện tiếp xúc hiện nay được ứng dụng rất rộng rãi
trong nhiều ngành công nghiệp như chế tạo ô tô, toa xe, máy bay, tên lửa, ống dẫn...
So với các phương pháp hàn khác, như hàn hồ quang, hàn tiếp xúc có nhiều ưu điểm:
năng suất cao, dễ cơ khí hoá và tự động hoá, tiết kiệm điện năng và giá thành hạ.
Máy hàn điện tiếp xúc hiện nay có ngoài thị trường được chế tạo đơn giản trong đó
bộ phận tạo lực ép dùng bằng lò xo đo đó không điều chỉnh được lực ép. Thời gian
hàn và lực ép phụ thuộc chủ yếu vào kinh nghiệm và tay nghề của người thợ nên liên
kết hàn thường không được đảm bảo. Muốn nâng cao chất lượng và năng suất hàn
đặt ra yêu cầu cần có một máy hàn được thiết kế chế tạo hoàn thiện hơn ở đó có thể
điều chỉnh được lực ép, thời gian ép, thời gian phóng điện dễ dàng trong việc tự động
hóa khi vận hành thiết bị.Việc lựa chọn chế độ hàn trước đây chủ yếu dựa theo yêu
cầu của nhà sản xuất hoặc chí ít cũng là kinh nghiệm được du nhập từ những nước
có nền công nghiệp phát trỉễn và cá biệt có những trường hợp không được coi trọng.
2
Điều này rõ ràng chưa phù hợp với điều kiên môi trường, con người, thiết bị,... tại
Việt Nam và ảnh hưởng không tốt đến chất lượng sản phẩm.
Trong khuôn khổ một đề tài tốt nghiệp cao học “Nghiên cứu ảnh hưởng của
thông số chế độ hàn đến chất lượng mối hàn khi hàn thép bằng công nghệ hàn điện
tiếp xúc“, có mục đích như đã định rõ trong tên gọi của đề tài, Xem xét ảnh hưởng
của các thông số công nghệ đến chất lượng, tạo dáng mối hàn và ảnh hường tới quá
trình hàn. Dựa trên các tài liệu đã có trong nước và nước ngoài của các hãng thiết bị
hàn trên thế giới đã thu thâp và tập hợp được các thông số tối ưu về lý thuyết. Từ đó
bằng thực nghiễm nghiên cứu trên các mẫu và phần mềm mô phỏng tác giả đã lựa
chọn được các thông số thực nghiệm cho phù hợp với điều kiện của Việt Nam.
Trong quá trình hàn khi khảo sát một yếu tố thì các yếu tố khác được giữ nguyên.
Từ đó cho các yếu tố đầu ra: hình dạng mối hàn, độ bền mối hàn và biến dạng hàn.
Dựa trên các kết quả thí nghiệm và bằng phần mềm mô phỏng đánh giá được rằng
khi các thông số hàn thay đổi thì hình dạng mối hàn, độ bền mối hàn và biến dang
hàn thay đổi thế nào, dẫn đến cơ tính của chúng bị tác động ra sao. Từ đó đi đến kết
luận về việc lựa chọn các thông số cơ bản của công nghệ hàn tiếp xúc một cách tối
ưu. Để đảm bảo chất lượng mối hàn tốt nhất áp dụng trong đào tạo và sản xuất tại
Việt Nam.
Do lĩnh vực nghiên cứu còn khá mới mẻ, điều kiện thiết bị thực nghiệm cho đề
tài tại trường Cao đẳng Công Nghệ và Thương Mại Thái Nguyên nơi tôi công tác
còn hạn chế, do vậy phần thực nghiệm tôi đã sử dụng thiết bị tại trường ĐHSP kỹ
thuật Nam Định. Đến nay tác giả cũng đã hoàn thành cơ bản nội dung của chuyên đề
này.
3
2. Lịch sử nghiên cứu
Việc Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số chế độ hàn đến chất lượng mối hàn
khi hàn thép C45 bằng phương pháp hàn điện tiếp xúc giáp mối có rất nhiều công
trình với nhiều hướng tiếp cận khác nhau trong các thông số hàn. Điển hình là đề tại:
Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy hàn điện tiếp xúc giáp mối do TS. Vũ Ngọc Thương
làm chủ nhiệm đề tại thực hiện tại trường Đại học SPKT Nam Định. Với đề tài đó
tác giả đã đánh giá cơ bản các thông số, rồi từ đó đưa ra các lựa chọn để thiết kế máy
hàn điện tiếp xúc giáp mối. Với đề tài của tôi sẽ nghiên cứu cụ thể, chi tiết hơn đến
các thông số hy vọng sẽ góp thêm một lựa chọn để tối ưu hóa khi hàn điện tiếp xúc
giáp mối, nâng cao hiệu suất trong quá trình hàn.
3. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu.
3.1. Mục đích nghiên cứu.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số chế độ hàn đến chất lượng mối hàn khi
tiếp xúc giáp mối thép C45 để tìm ra các thông số hợp lý của chế độ hàn, nhằm nâng
cao chất lượng mối hàn.
- Ứng dụng trong giảng dạy học.
- Dùng làm tài liệu tham khảo cho giảng dạy, học tập và sản xuất.
3.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là thông số chế độ hàn đến chất lượng mối
hàn khi hàn thép C45.
- Nghiên cứu tổng quan các tài liệu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.
4. Tóm tắt nội dung thực hiện và đóng góp mới của tác giả.
Nội dung nghiên cứu gồm:
- Tổng quan về thiết bị hàn điện tiếp xúc;
- Tổng quan về vật liệu thép C45;
4
- Tổng quan về chế độ hàn khi hàn điện tiếp xúc;
- Phương pháp nghiên cứu và điều kiện thí nghiệm;
+ Giới thiệu máy và phương pháp lập hàn điện tiếp xúc
+ Chọn vật liệu thí nghiệm (Thép C45)
+ Chọn thông số hàn điện tiếp xúc
- Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng thông số chế độ hàn đến chất lượng mối
hàn khi hàn thép C45;
+ Tiến hành thí nghiệm (dùng phương pháp thực nghiệm): thay đổi thông số
chế độ hàn;
+ Kiểm tra độ chất lượng mối hàn;
+ Xử lý số liệu
+ Vẽ đồ thị phụ thuộc từ đó có nhận xét, đánh giá, kết luận
- Kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo;
Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần bổ sung cho cơ
sở lý thuyết về nghiên cứu và ứng dụng trên máy hàn điện tiếp xúc, ứng dụng vào
giảng dạy, học tập và sản xuất một cách có hiệu quả.
Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài nhằm phục vụ cho việc khai
thác và sử dụng máy hàn điện tiếp xúc khi hàn thép C45 đạt hiệu quả cao nhất, đồng
thời phục vụ NCKH, sản xuất, giảng dậy và học tập.
5. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài được thực hiện bằng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực
nghiệm:
5
- Phân tích tổng quan chất lượng mối hàn khi hàn thép C45 bằng công nghệ hàn
điện tiếp xúc;
- Xây dựng mô hình thực nghiệm khi hàn điện tiếp xúc;
- Thí nghiệm và xử lý số liệu thực nghiệm;
- Phân tích và đánh giá kết quả thí nghiệm.
6
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ HÀN ĐIỆN TIẾP XÚC
1.1. Thực trạng công nghệ và thiết bị hàn điện tiếp xúc
1.1.1. Đặc điểm công nghệ hàn điện tiếp xúc
Hàn điện tiếp xúc là một trong những phương pháp hàn không cần dùng que
hàn, dây hàn phụ hoặc chất phụ trợ nhưng vẫn tạo được liên kết hàn với chất lượng
tốt. Đây là phương pháp hàn dễ cơ khí hóa và tự động hóa. Máy hàn điện tiếp xúc có
thể đặt trực tiếp trong dây truyền sản xuất hàng loạt;
Hàn điện tiếp xúc là một trong những phương pháp hàn điện trở nó hoạt động
dựa trên nguyên lý: Nhiệt sinh ra khi cho dòng điện hàn đi qua điện trở tại bề mặt
tiếp xúc của hai chi tiết hàn (nguồn nhiệt Jun-lenxơ Q = RI2T) nung nóng chỗ hàn
đến trạng thái dẻo hoặc chảy sau đó ngắt dòng điện và ép một lực thích hợp để tạo
mối hàn nối hai chi tiết cần hàn lại với nhau. Dòng điện dùng trong hàn tiếp xúc là
dòng điện xoay chiều, điện áp và cường độ dòng hàn điều chỉnh theo chiều dày vật
hàn;
Đặc điểm của hàn điện tiếp xúc là thời gian đốt nóng chỗ hàn rất nhanh vài trăm
phần trăm giây nhờ dòng điện có cường độ rất lớn, mối hàn được hình thành trên
toàn bộ bề mặt tiếp xúc của hai chi tiết hàn;
Hàn điện tiếp xúc có năng suất rất cao, được ứng dụng nhiều trong các ngành
chế tạo ôtô, máy kéo, máy bay, chế tạo dụng cụ đo, dụng cụ cắt, hàn đường ray, toa
xe, trong sản xuất hàn tiêu dùng (máy lạnh, xe đạp)… Gần đây phương pháp hàn
điện tiếp xúc còn được dùng nhiều trong xây dựng.
7
1.1.2. Công nghệ hàn tiếp xúc giáp mối thép các bon
Hàn tiếp xúc giáp mối điện trở hiện nay thường được dùng để:
- Hàn dây: d = 6 - 8 mm
- Hàn thanh : d ≤ 20 mm
Phương pháp này dễ hàn phù hợp với thép các bon thấp nhưng độ bền thường
giảm, đặc biệt độ dẻo ở vùng nối so với vật liệu cơ bản.
Độ bền giảm liên quan đến sự ôxi hoá mạnh liệt chỗ hàn. Vùng hạt lớn rộng.
Vùng này bị mở rộng lớn sẽ gây hiện tượng nung nóng mãnh liệt chi tiết trên một
chiều dài đáng kể.
Ưu điểm của phương pháp này là mép nối trơn tru. Điều đó đặc biệt có ý nghĩa
khi hàn các ống mà phải đảm bảo đường kính trong không thay đổi.
Khi hàn giáp mối điện trở thường đường kính trong thường không thay đổi,
trong khi đó hàn giáp mối nóng chảy sẽ tạo thành ba via ở mối nối cả trong vùng
ngoài khi hàn ống, làm giảm đường kính trong. Mặc dù khó khăn khử ba via nhưng
người ta vẫn dùng hàn giáp mối nóng chảy thay hàn điện trở do nhược điểm là chất
lượng mối nối khi hàn giáp mối điện trở không cao.
Chế độ hàn cơ bản của hàn giáp mối điện tiếp xúc bao gồm những thông số
- Cường độ dòng điện hay công suất hàn Ih (A)
- Thời gian hàn th (s);
- Áp lực chồn P (N, kG/mm2);
- Chiều dài phần nhô để cặp của chi tiết khi hàn.
Áp lực chồn thường xác định gián tiếp qua lượng dư chồn, nghĩa là độ co của
chi tiết khi ép.
Hàn giáp mối điện trở thép các bon thấp có thể chọn:
8
J = 10 - 100 A/mm2, thường dùng 20 – 60 A/mm2
Mật độ dòng điện lớn dùng khi hàn tiết diện lớn.
Mật độ dòng điện phụ thuộc vào thời gian nung nóng đã cho (năng suất hàn).
Chế độ hàn càng mềm đòi hỏi công suất hàn càng lớn.
Mật độ dòng hàn có thể xác định theo công thức:
J
=kj.103
1.1.3. Các phương pháp và thiết bị hàn
Có hai phương pháp hàn tiếp xúc đó là hàn tiếp xúc chảy dẻo và hàn tiếp xúc
nóng chảy
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý 2 phương pháp hàn điện tiếp xúc 1
Hàn tiếp xúc chảy dẻo (Hình 1.1.A): Là phương pháp hàn điện trở tiếp xúc
mà dòng điện được dẫn qua vật hàn sau khi hai vật đã được ép tiếp xúc hoàn toàn
với nhau.
9
Đặc điểm:
Hàn tiếp xúc chảy dẻo các bề mặt chi tiết hàn được ép chặt và nung nóng trong
suốt quá trình hàn.
Trạng thái kim loại chỗ hàn là trạng thái chảy dẻo. Nghĩa là nhiệt độ nung nóng
thấp hơn nhiệt độ chảy.
Trong suốt quá trình hàn chi tiết hàn bị biến dạng do vậy tiết diện chỗ hàn phình
ra.
Đối với hàn tiếp xúc chảy dẻo: Điện trở ở đây bao gồm điện trở chi tiết hàn và
điện trở tiếp xúc
Hàn tiếp xúc nóng chảy (Hình 1.1.B): Là phương pháp hàn điện trở tiếp xúc
mà dòng điện hàn được đóng mạch từ trước khi hai vật hàn và đưa chúng lại gần
nhau không có lực ép, sau đó ép nhanh để thực hiện quá trình nung nóng tới trạng
thái chảy dẫn đến việc tạo thành mối hàn.
Đặc điểm:
Khi đưa các chi tiết lại gần nhau tạo nên tiếp xúc điểm ở một số điểm trên bề
mặt tiếp xúc của chi tiết hàn.
Ở những chỗ tiếp xúc này kim loại được nung nóng rất nhanh trong khoảng thời
gian rất ngắn (khoảng phần ngàn giây) 1 và đạt đến trạng thái chảy tạo nên giữa
các chi tiết một hoặc một số cầu nối bằng kim loại lỏng và sẽ nổ khi nung nóng tiếp
tục.
Sự phá huỷ các cầu nối kèm theo bắn toé các hạt kim loại lỏng ra khỏi khe hở
giữa các mặt đầu ở dạng tia lửa và do đó làm ngắn các chi tiết hàn lại.
10
Khi đưa liên tục các chi tiết lại gần nhau, tất cả các cầu nối mới lại xuất hiện
làm cho mặt đầu các chi tiết bị nung nóng mãnh liệt tạo nên ấn tượng của quá trình
nổ liên tục. Đó cũng chính là đặc trưng của phương pháp hàn này.
Có thể tiến hành hàn các chi tiết thép có tiết diện ngang lớn.
Điện trở tiếp xúc nóng chảy được tạo nên do các cầu kim loại có tiết diện nhỏ.
Điện trở này cao hơn khi hàn tiếp xúc điện trở thường nằm trong khoảng (100 – 400)
μΩ đối với thép. 1
Điện trở này giảm cùng với số lượng các cầu nối và tiết diện của chúng tăng.
Tiết diện cầu nối này tăng khi kích thước chi tiết hàn và tốc độ nóng chảy tăng.
1.1.4. Ứng dụng của công nghệ hàn điện tiếp xúc
Hàn điện tiếp xúc được ứng dụng rộng rãi do có năng suất rất cao, được dùng
nhiều trong các ngành chế tạo ôtô, máy kéo, máy bay, chế tạo dụng cụ đo, dụng cụ
cắt, hàn đường ray, toa xe, trong sản xuất hàn tiêu dùng (máy lạnh, xe đạp)… Gần
đây phương pháp hàn điện tiếp xúc còn được dùng nhiều trong xây dựng.
Đối với hàn điện tiếp xúc đặc biệt là hàn tiếp xúc giáp mối được ứng dụng nhiều
để nối các thanh thép tròn với các đường kính khác nhau trong ngành rút thép.
1.2. Máy hàn điện tiếp xúc
Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý máy hàn điện tiếp xúc 1
11
Quá trình hàn tiếp xúc thường diễn ra qua 4 giai đoạn
• Giai đoạn các chi tiết được ép sơ bộ nhằm giảm điện trở, tăng cường độ dòng
điện, tăng nhiệt độ nung nóng, tránh quá nhiệt và sự bắn toé của kim loại vùng
điểm hàn. Giai đoạn này nung kim loại đến khi hình thành nhân của điểm hàn nóng
chảy.
• Giai đoạn 2 : tăng lực ép, diện tíc tiếp xúc tăng, kích thước của nhân điểm
hàn tăng lên; lớp hỗn hợp kim loại nóng chảy bị xáo trộn và có sự phân bố lại; quá
trình biến dạng dẻo tiếp tục xảy ra.
• Giai đoạn 3 : Ngắt dòng điện nhưng vẫn duy trì áp lực thêm một thời gian để
đảm bảo cho mối hàn đính chắc
• Giai đoạn 4: Ngắt áp lực và lấy vật hàn ra.
*Hàn điện trở: Hàn điện trở là dạng hàn mà bề mặt tiếp xúc được nung nóng
đến trạng thái dẻo. Hàn điện trở áp dụng để hàn các thanh có đường kính (310)
mm.
1.2.1 Máy hàn tiếp xúc giáp mối
Hình 1.3. Máy hàn điện tiếp xúc giáp mối
12
Máy hàn điện tiếp xúc được cấu tạo bởi các bộ phận:
- Biến áp hàn: là bộ phận tạo ra nguồn điện hàn
- Bộ phận tạo lực ép
- Điện cực kẹp chi tiết
Máy hàn điện tiếp xúc hiện nay có ngoài thị trường được chế tạo đơn giản trong
đó bộ phận tạo lực ép dùng bằng lò xo đo đó không điều chỉnh được lực ép. Thời
gian hàn và lực ép phụ thuộc ch\ủ yếu vào kinh nghiệm và tay nghề của người thợ
nên liên kết hàn thường không được đảm bảo.
Muốn nâng cao chất lượng và năng suất hàn đặt ra yêu cầu cần có một máy hàn
được thiết kế chế tạo hoàn thiện hơn ở đó có thể điều chỉnh được lực ép, thời gian
ép, thời gian phóng điện dễ dàng trong việc tự động hóa khi vận hành thiết bị 1.
1.2.2 Máy hàn tiếp xúc điểm
1.2.2.1. Nguyên lý chung
Hàn tiếp xúc điểm là phương pháp hàn áp lực mà các chi tiết được hàn nối với
nhau theo từng điểm riêng biệt 1.
- Khi hàn điểm, cùng một thời điểm có thể hàn được một, hai hoặc nhiều điểm.
- Hàn tiếp xúc điểm có thể thực hiện từ một hay hai phía
+ Hàn hai phía (Hình 1.4) trên và phía dưới của vật hàn, do vậy mỗi lần hàn chỉ
hàn được một điểm.
Phương pháp này được áp dụng để hàn cho cả kim loại đen và kim loại màu với
chiều dày có thể lớn hơn 2 mm, khi hàn có thể hàn hai hoặc nhiều tấm với nhau.
Tải về để xem bản đầy đủ
68 trang
22280
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số chế độ hàn đến chất lượng mối hàn khi hàn thép bằng công nghệ hàn điện tiếp xúc", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- luan_van_nghien_cuu_anh_huong_cua_thong_so_che_do_han_den_ch.pdf
