Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử. Thí nghiệm phần Cơ khí BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CƠ SỞ KHỐI NGÀNH CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ PHẦN I: THÍ NGHIỆM PHẦN CƠ KHÍ A. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: - Làm quen và biết cách sử dụng một số thiết bị hàn và vật liệu hàn. - Làm quen, biết cách lập trình chương trình hàn và tiến hành hàn theo chương trình đã lập trên máy hành Pana – Robo (Model: VR – 006CII). - Qua quá trình thí nghiệm giúp sinh viên nắm rõ hơn ảnh hưởng của chế độ hàn đến chất lượng mối hàn (ảnh hưởng của vận tốc hàn, góc nghiêng của điện cực hàn…) và những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hàn (ảnh hưởng của lưu lượng khí bảo vệ, ảnh hưởng của gió, ảnh hưởng của khối sắt từ…). - Giúp sinh viên hiểu sâu hơn một số khuyết tật của mối hàn, từ đó nắm được nguyên nhân gây ra và cách khắc phục các khuyết tật đó cũng như ý nghĩa của việc tuân thủ quy trình công nghệ hàn. B. NỘI DUNG BÁO CÁO 1. Trình bày hiểu biết về vật liệu và thiết bị hàn? 2. Trình bày công việc lập trình trên máy hàn Pana - Robo VR006-CII? 3. Tính hệ số co ngang lý thuyết và hệ số co ngang thực tế. Đánh giá, phương án làm giảm độ co ngang của mối hàn? 4. Trình bày các khuyết tật hàn, nguyên nhân, cách khắc phục? Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử. Thí nghiệm phần Cơ khí C. NỘI DUNG CHI TIẾT I. VẬT LIỆU HÀN VÀ THIẾT BỊ HÀN 1. Vật liệu hàn: a. 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. Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử. Thí nghiệm phần Cơ khí  Điện cực hàn và que hàn:  Các loại điện cực: + Loại không nóng chảy chỉ có tác dụng gây hồ quang bằng các vật liệu cực than, cực graphit dùng cho hàn dòng một chiều. + Cực Vonfram: dùng cho hàn dòng xoay chiều và một chiều. + Loại điện cực nóng chảy (que hàn): tùy loại vật liệu cần hàn mà có thành phần phù hợp: thép, gang, đồng…  Các loại que hàn: + Que hàn trần: loại có thuốc bọc và loại không có thuốc bọc. Loại có thuốc bọc: thuốc bọc làm nhiệm vụ ổn định sự cháy của hồ quang, hợp kim hóa mối hàn tạo khí và xỉ bảo vệ cho vùng hàn, thành phần của thuốc hàn, các chất ion hóa, chất tạo xỉ,chất tạo khí, chất khử oxi, chất dính kết… Lớp thuốc bọc: + Loại có thuốc bọc mỏng: tăng tính ổn định của hồ quang dùng để hàn các linh kiện không quan trọng. + Loại có thuốc bọc dày: ổn định hồ quang, bảo vệ mối hàn chống oxi hóa (khi xỉ bao quanh mối hàn).  Chất ion hóa (phấn): tạo xỉ cao lanh, tạo khí (tính bột), khử oxi (nhôm teromangan)  Băng hàn: 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. Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử. Thí nghiệm phần Cơ khí b. 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. c. 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 kết tốt để đảm bảo đợt hàn sau khi bọc vào lõi que hàn hay tạo hạt thuốc hàn tự động. - Phải giữ được tính chất của nó trong quá trình hàn. Khi cháy không tạo khí độc hại, rẻ tiền, dễ kiếm. - Đối với thuốc bọc que hàn có thêm yêu cầu: nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp phải cao hơn nhiệt độ nóng chảy của lõi que hàn, để khi hàn thuốc bọc tạo thành hình phểu hướng kim loại nóng chảy đi vào vật hàn. Đối Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử. Thí nghiệm phần Cơ khí với thuốc hàn tự động và bán tự động còn có yêu cầu có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn so với kim loại hàn để giảm hao phí dòng điện hàn vì bị cháy và bắn tóe.  Phân loại:  Theo phương pháp hàn: - Thuốc bọc que hàn trong hàn hồ quang tay. - Thuốc hàn hồ quang tự động và bán tự động. - Thuốc hàn trong hàn khí.  Theo công dụng: - Thuốc hàn thép Các bon và thép hợp kim thấp. - Thuốc hàn thép hợp kim cao. - Thuốc hàn kim loại và hợp kim màu. - Loại có tính chất chung để hàn thép hợp kim cao và kim loại màu. 2. Thiết bị hàn: là các máy hàn trong thiết bị hàn. a. Máy hàn xoay chiều (biến thế hàn):  Máy hàn xoay chiều một pha có bộ tự cảm riêng: Sơ đồ nguyên lí của máy hàn xoay chiều một pha có bộ tự cảm riêng như hình dưới đây: Máy hàn dùng để giảm điện thế mạng điện từ 220V hoặc 380V xuống điện thế không tải (60 ÷ 75)V, để an toàn cho làm việc. Bộ tự cảm riêng mắc nối tiếp một cuộn dây thứ cấp của máy, mục đích để tạo sự lệch pha của dòng điện và điện thế tạo ra đường đặc tính dốc tự nhiên và điều chỉnh cường độ dòng điện hàn. Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử. Thí nghiệm phần Cơ khí  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. b. 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: Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử. Thí nghiệm phần Cơ khí - 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. Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử. Thí nghiệm phần Cơ khí II. LẬP TRÌNH TRÊN MÁY HÀN PANA - ROBO (MODEL: VR – 006CII) Các bước được thực hiện như sau: - Xoay công tắc về vị trí Teaching. Trên màn hình bảng điều khiển cho ra bảng Teaching: Input now: Nhập tên chương trình (bằng số) → Enter → Program. - Nhấn giữ phím: Robot orr + các phím mũi tên: để di chuyển đầu hàn đến vị trí thích hợp (điểm bắt đầu chương trình) → Store (2 lần). - Nhấn giữ phím: Robot orr + các phím mũi tên: để di chuyển đầu hàn đến cách phôi hàn 3 5 (cm). - Nhấn phím 4 để thay đổi tốc độ (vận tốc) thích hợp (phụ thuộc vào chiều dài mối hàn và góc ) → Store. - Nhấn giữ phím: Robot orr + các phím mũi tên: di chuyển đầu hàn cách mối hàn 3 5 (mm) → Weld Store để chọn điểm bắt đầu hàn. - Di chuyển đầu hàn đến điểm kết thúc mối hàn → Store. - Nhấn phím 4 để thay đổi vận tốc. Nhấn giữ phím: Robot orr + các phím mũi tên: để di chuyển đầu hàn đến điểm kết thúc chương trình → Store → Enter. - Tắt chế độ Teaching, chuyển công tắc về vị trí Operating. End → Enter → Start: Chạy thử chương trình. - Gọi chương trình: Dùng tổ hợp phím (End + Cancel + Mode) → Enter. Chuyển con nháy về vị trí Panel → Enter → Program → Enter. - Nhập tên chương trình → Enter → End → Start để bắt đầu hàn. Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử. Thí nghiệm phần Cơ khí 2 2 θ tgSb = III. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BIẾN DẠNG CO NGANG K. ĐÁNH GIÁ, PHƯƠNG ÁN LÀM GIẢM ĐỘ CO NGANG CỦA MỐI HÀN. 1. Xác định hệ số co ngang lý thuyết: 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 β (do biến dạng co ngang gây nên). Góc xoay do co biến dạng β được tính theo phương pháp giải tích như sau: + β góc xoay do biến dạng co ngang. + Góc vát của kết cấu mối hàn θ. + Chiều rộng của góc vát ở thớ ngoài là b: Sau khi hàn xong và nguội đi, thớ ngoài của mối hàn co lại một lượng ∆: ∆ = α.T.b ∆ = 2.T.S.tg Ở đây: - α: Hệ số dãn nở nhiệt của vật liệu hàn ở trong khoảng nhiệt độ 0 ÷ 600 o C Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử. Thí nghiệm phần Cơ khí đối với thép α =12.10 -6 . - T: Nhiệt độ vật liệu chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng thái đàn hồi. Đối với thép T = 600 o C. - α.T: Là độ co tương đối của kim loại. Xét một thớ x bất kỳ trong phần vát của mối hàn ta có: ∆x = α.T.x hay d∆x = α.T.d x Vi phân góc quay β tại thớ x sẽ là: = Thay giá trị của d∆ x , h x vào ta có: Lấy tích phân cả hai vế ta có góc quay toàn phần của β là: Lấy gần đúng h x = S coi góc quay là rất nhỏ thì góc quay toàn phần β sẽ là: (*) Góc quay β làm thay đổi hình dạng của kết cấu hàn. Đặt: α.T = K LT : Hệ số co tương đối của vật liệu thí nghiệm. Thay K LT vào công thức (*) và biến đổi ta có: 22 Sx dxT d + = α β ∫ + = 2 0 22 2 b Sx dx T αβ         +       += 1 22 ln 2 2 S b S b αβ 2 2 θ αββ tgT h x tg x = ∆ =≈ 2 θ β tg K LT = [...]... nhân: Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử Thí nghiệm phần Cơ khí - Dòng hàn cao, hồ quang bị thổi lệch, que hàn ẩm - Đặt sai chế độ MAG, sai khí bảo vệ Khắc phục: - Giảm dòng hàn, giảm chiều dài hồ quang, chuyển sang dùng dòng điện xoay chiều, điều chỉnh thông số trên máy hàn - Dùng que hàn đã sấy, dùng khí bảo vệ phù hợp Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử Thí. .. - Mặt đáy quá lớn, khe đáy nhỏ - Góc nghiêng thao tác điện cực sai Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử Thí nghiệm phần Cơ khí Khắc phục: - Tăng điện áp hàn, giảm cường độ dòng điện hàn và vận tốc hàn - Đặt độ tự cảm thích hợp với chiều dày của mối hàn - Giảm cỡ que hàn, giảm mặt đáy, chọn khe đáy thích hợp - Dùng góc nghiêng điện cực, dùng thợ hàn được phê chuẩn d Hàn không ngấu... đây: Lần thí nghiệm (n) 1 2 3 Góc θ phôi 4 5 30 Góc βi 0,0555 0,0428 0,0536 0,0909 0,0909 Giá trị Ki 0,2071 0,1597 0,2 0,3392 0,3392 Giá trị Ktb 0,249 Giá trị KLT 0,0144 Trong bảng: - Giá trị Ki ứng với giá trị βi : Ki = βi θ tg - Giá trị Ktb : - n: Số lần thí nghiệm K tb = ∑K n i 2 Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử Thí nghiệm phần Cơ khí Nhận xét, đánh giá kết quả thí nghiệm:. . .Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử Thí nghiệm phần Cơ khí KLT = 2.α.T = 2.12.10-6.600 = 0,0144 Bằng thí nghiệm ta xác định được K cho kim loại của kết cấu hàn Từ kết cấu hàn có: + β: góc đo biến dạng cụ thể của kết cấu hàn + θ: Góc vát của mép vát kết cấu hàn (cho trước) 2 Hệ số co ngang thực tế: Ta tính góc nghiêng β dựa vào chi tiết hàn: βtt tgβtt = KTT = Kết quả tính toán thí. .. Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử Thí nghiệm phần Cơ khí IV KHUYẾT TẬT KHI HÀN, NGUYÊN NHÂN, CÁCH KHẮC PHỤC 1 Mối hàn không ngấu: a 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. .. Điện áp (chiều dài) hồ quang điện quá lớn - Lưu lượng khí quá lớn gây cháy nổ Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử Thí nghiệm phần Cơ khí 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 - Giảm điện áp (chiều dài hồ quang) - Tối ưu hóa khí bảo vệ 4 Cháy cạnh: Nguyên nhân: -... bản chất lượng - Chọn hệ số hình dạng bên trong mối hàn thích hợp - Giảm ứng suất - Sử dụng điện cực hàn chứa nhiều Mn và ít C - Làm sạch mép liên kết trước khi hàn Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử Thí nghiệm phần Cơ khí b Nứt nguội: Nguyên nhân: - Hydro khuếch tán - Tổ chức kim loại nhạy cảm - Ứng suất kéo - Nhiệt độ dưới 2000C Khắc phục: - Nung nóng sơ bộ, khử ẩm mép liên kết... trình hàn - Tăng cường độ dòng điện, giảm điện áp và vận tốc hàn - Giảm kích cỡ que hàn 2 Mối hàn bị nứt: a Nứt nóng: Nguyên nhân: - Do tạp chất S, P, và C - Ứng suất, độ cứng vững - Hệ số ngấu (hệ số hình dạng bên trong) của mối hàn không thích hợp Khắc phục: - Dùng kim loại cơ bản chất lượng - Chọn hệ số hình dạng bên trong mối hàn thích hợp - Giảm ứng suất - Sử dụng điện cực hàn chứa nhiều Mn và... 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 3 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... 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 b 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 . Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử. Thí nghiệm phần Cơ khí BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CƠ SỞ KHỐI NGÀNH CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ PHẦN. bảo vệ. Báo cáo thí nghiệm: Cơ sở khối ngành Cơ – Điện – Điện tử. Thí nghiệm phần Cơ khí  Điện cực hàn và que hàn:  Các loại điện cực: +