Nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn tự động bằng rô bốt trong công

Nhận thức được nhu cầu và hiệu quả cao của rôbốt hàn trong sản xuất ô tô, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn tự động bằng rôbốt trong công nghiệp sản xuất ô tô trở thành vấn đề cấp t

MỤC LỤC

Mở đầu 6

Chương 1: Tổng quan về công nghệ hàn trong sản xuất ôtô 9

1.1 Thực trạng công nghiệp sản xuất ôtô tại Việt Nam 9

1.2 Các phương pháp hàn sử dụng trong sản xuất ôtô 13

1.2.1 Hàn điểm 13

1.2.2 Hàn hồ quang tay 16

1.2.3 Hàn MIG/MAG 18

1.2.4 Rôbốt hàn 19

1.3 Một số chi tiết điển hình 21

1.3.1 Ống xả: 21

1.3.2 Vành bánh xe 22

1.3.3 Sắt xi 23

1.3.4 Thùng xe 25

Chương 2: Thiết kế quy trình hàn thùng xe ôtô 26

2.1 Phân tích lựa chọn quy trình hàn 26

2.2 Phân tích lựa chọn vật liệu hàn 29

2.2.1 Vật liệu cơ bản 29

2.2.2 Khí bảo vệ 30

2.2.3 Dây hàn 34

2.3 Phân tích lựa chọn phôi 36

2.3.1 Đọc bản vẽ 36

2.3.2 Chuẩn bị phôi 40

2.4 Tính toán chế độ hàn 49

2.4.1 Cường độ dòng điện hàn 49

2.4.2 Điện áp hàn 50

2.4.3 Tốc độ hàn 51

2.4.4 Tầm với điện cực hàn 53

2.4.4 Chế độ dao động đầu hàn 54

2.4.5 Góc nghiêng mỏ hàn 55

2.4.6 Góc dao động mỏ hàn 56

2.4.7 Thời gian dừng 56

2.5 Gá lắp và hàn đính 59

2.6 Xây dựng quy trình hàn 61

Bước 1: Chuẩn bị các chi tiết theo bản vẽ chi tiết 61

Bước 2: Tiến hành đặt các chi tiết vào vị trí bàn gá 61

Bước 3: Tiến hành hàn đính khung xương sàn xe 61

Bước 4: Tiến hành hàn khung sàn xe 61

Bước 5: Tiến hành hàn khung sàn xe với tấm sàn 61

2.6.1 Hàn góc phần tư thứ 1 63

2.6.2 Hàn góc phần tư thứ 2 63

2.6.3 Hàn góc phần tư thứ 3 64

2.6.4 Hàn góc phần tư thứ 4 64

Chương 3: Thiết kế quy trình hàn ống xả ôtô 73

3.1 Phân tích lựa chọn quy trình hàn 73

3.2 Phân tích lựa chọn vật liệu hàn 73

3.2.1 Vật liệu cơ bản 74

3.2.2 Khí bảo vệ 76

3.2.3 Dây hàn 76

3.3 Phân tích lựa chọn phôi 77

3.3.1 Đọc bản vẽ 78

3.3.1 Chi tiết số 1: Vỏ 78

3.3.2 Chi tiết số 2: Nắp 79

3.3.3 Chi tiết số 3: Ống tiêu âm 79

3.3.4 Chi tiết số 4: Tấm ngăn 79

3.4 Tính toán chế độ hàn 80

3.5 Gá lắp và hàn đính 80

3.6 Xây dựng quy trình hàn 82

Bước 1: Chuẩn bị các chi tiết theo bản vẽ thiết kế 82

Bước 2: Gá đính các chi tiết 82

Bước 3: Lập trình hàn với Rôbốt cho các chi tiết 82

Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm hàn thùng xe trên rôbốt AII-V6 85

4.1 Thiết bị thí nghiệm 85

4.1.1 Rôbốt hàn AII-V6 85

4.1.2 Máy hàn DM350 86

4.1.3 Bộ điều khiển AX21 87

4.2 Vật liệu 87

4.2.1 Lựa chọn vật liệu 87

4.2.2 Chuẩn bị phôi 87

4.3 Lập trình 90

4.4 Thực nghiệm 93

4.5 Kết quả 94

Chương 5: Nghiên cứu thực nghiệm hàn ống xả trên rôbốt AII-V6 97

5.1 Thiết bị thí nghiệm 97

5.1.1 Rôbốt hàn AII-V6 97

5.1.2 Máy hàn DM350 97

5.1.3 Bộ điều khiển AX21 98

5.2 Vật liệu 98

5.2.1 Lựa chọn vật liệu 98

5.2.2 Chuẩn bị phôi 99

5.3 Lập trình 101

5.5 Kết quả 102

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 104

Tài liệu tham khảo 105

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn thạc sỹ “ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn tự động bằng rôbốt trong công nghiệp sản xuất ô tô ” được hoàn thành bởi tác giả

Lâm Duy Minh, học viên lớp cao học Công nghệ hàn, khóa 2011- 2013,

khoa Cơ khí , trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Tôi xin cam đoan bản luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi Phần cơ sở lí thuyết được tham khảo các tài liệu mới nhất và có chọn lọc Các thông số thí nghiệm, sản phẩm được thực hiện trên rôbốt hà AII-V6 tại trung tâm thực hành trường Đại học Bách khoa Hà Nội Các kết quả trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa được ai công bố trên bất kì công trình nào khác

Hà Nội, ngày 23 tháng 09 năm 2013

Tác giả luận văn

Lâm Duy Minh

MỞ ĐẦU

Xã hội càng phát triển và chất lượng giáo dụng càng nâng cao thì công nghệ càng được cải tiến và trở nên tinh vi hơn Việc sử dụng rôbốt sẽ giúp con người tập trung vào những công việc đòi hỏi tính sáng tạo và chất lượng cao, trong khi rôbốt dễ dàng gánh vác thay con người những công việc nguy hiểm, nặng nhọc, lặp đi lặp lại, giảm bớt và ngăn ngừa tai nạn lao động hoặc bệnh tật do những công việc đi kèm với môi trường làm việc không thuận lợi Rôbốt sẽ hỗ trợ phát triển những ngành công nghiệp mới và góp phần bảo tồn các nguồn tài nguyên và năng lượng

Trên thế giới, robot được sử dụng nhiều nhất trong công nghiệp sản xuất ôtô, đặc biệt là rôbốt hàn Tại Việt Nam, rôbốt hàn đã được triển khai trong các ngành sản xuất vật liệu xây dựng, luyện kim, chế tạo cơ khí, công nghiệp đóng tàu và một vài lĩnh vực khác Hiện nay nền công nghiệp sản xuất ôtô ở nước ta đang trên đà hội nhập và phát triển Ban đầu các doanh nghiệp sản xuất trong nước chỉ đầu tư cho các linh kiện nhập khẩu, nhưng với sự phát triển của khoa học công nghệ đã có những doanh nghiệp đầu tư tự sản xuất và lắp ráp ôtô trong nước Ứng dụng và phát triển công nghệ không chỉ ở nhận thức vai trò quan trọng mà cần thiết phải được thúc đẩy mạnh mẽ trong phát triển kinh tế xã hội, trong hoạt động của các cơ quan nhà nước, các doanh nghiệp và trong toàn xã hội; việc hình thành và đẩy mạnh thị trường công nghệ cũng chính là tạo cơ sở cho ứng dụng và phát triển khoa học công nghệ Nước ta đang trong đà hội nhập với quốc tế, công nghiệp hóa, hiện đại hóa, vì vậy các ngành công nghiệp sản xuất ôtô cần được chú trọng Ngành công nghiệp ôtô hiện nay đang sử dụng mạnh mẽ công nghệ hàn trong việc chế tạo các bộ phận chính như: thân xe, khung xe, vỏ xe và rất nhiều phụ tùng khác

Ở đâu công nghệ hàn được sử dụng nhiều bao nhiêu thì giá thành xe được hạ thấp bấy nhiêu

Tính cấp thiết của đề tài:

Ngành công nghiệp sản xuất ô tô ở nước ta ngày nay đang là một ngành hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Phát triển ngành công nghiệp này sẽ là động lực và sức mạnh để giúp đất nước hoàn thành công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa và trở thành một nước phát triển

Hiện nay trong công nghiệp sản xuất ô tô, có rất nhiều các chi tiết như thùng xe, ống xả, khung, sắt xi phụ,…cần phải ứng dụng công nghệ hàn hồ quang Những chi tiết này có nhiều mối hàn và những mối hàn lặp đi lặp lại ở các vị trí khác nhau với cùng kích thước, cùng chế độ hàn Các nhà máy sản xuất ô tô trong nước đã ứng dụng công nghệ hàn hồ quang để chế tạo các chi tiết nói trên Tuy nhiên, phần lớn đều sử dụng hàn hồ quang bán tự động hoặc bằng tay Do đó năng suất không cao, chất lượng mối hàn thấp và không đồng đều Chính vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn tự động bằng robot trong công nghiệp sản xuất ô tô là hướng đi đúng, phù hợp về mặt khoa học

Hiện nay ở các doanh nghiệp sản xuất ô tô tại Việt nam nhu cầu tự động hóa quá trình sản xuất các chi tiết như thùng xe, ống xả, sắt xi phụ,… là rất lớn Với chủ trương nội địa hóa cao, tăng năng suất và chất lượng trong ngành sản xuất ô tô, trong khi trình độ của những người thợ hàn vẫn còn hạn chế thì việc ứng dụng robot sẽ được thực tiễn chấp nhận

Nhận thức được nhu cầu và hiệu quả cao của rôbốt hàn trong sản xuất ô

tô, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn tự động bằng rôbốt trong công nghiệp sản xuất ô tô trở thành vấn đề cấp thiết

Mục đích nghiên cứu của luận văn :

Nghiên cứu công nghệ hàn các chi tiết điển hình trong ô tô từ đó thiết kế quy trình công nghệ hàn hợp lý bằng robot;

Lập trình ứng dụng trên robot hàn hồ quang 6 bậc tự do chuỗi động hở nhằm nâng cao năng suất và chất lượng trong công nghiệp sản xuất ô tô

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Luận văn tập trung nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn tự bằng rôbốt và thiết kế quy trình hàn thùng xe và ống xả

Lập trình và thử nghiệm với rôbốt AII-V6 hàn thùng xe và ống xả

Phương pháp nghiên cứu

Đề tài được nghiên cứu áp dụng các phương pháp như: nghiên cứu tài liệu, tổng hợp, phân tích, thực nghiệm trên rôbốt hàn AII-V6 đưa ra số liệu thực tế, sản phẩm ứng dụng

Kết cấu của luận văn

Nội dung luận văn gồm 5 chương:

Chương 1: Tổng quan về công nghệ hàn trong sản xuất ô tô

Chương 2: Thiết kế quy trình hàn thùng xe ô tô

Chương 3: Thiết kế quy trình hàn ống xả ô tô

Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm hàn thùng xe trên rôbốt AII-V6

Chương 5: Nghiên cứu thực nghiệm hàn ống xả trên rôbốt AII-V6

Chương 1: Tổng quan về công nghệ hàn trong sản xuất ôtô

1.1 Thực trạng công nghiệp sản xuất ôtô tại Việt Nam

Ngành công nghiệp sản xuất ô tô ở nước ta ngày nay đang là một ngành hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Phát triển ngành công nghiệp này sẽ là động lực và sức mạnh để giúp đất nước hoàn thành công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa và trở thành một nước phát triển Sự ảnh hưởng của nó đến các ngành công nghiệp khác là rất đáng kể và thể hiện là một trong những ngành xương sống của nền kinh tế Việc đi sâu vào phát triển ngành, thu hút vốn đầu tư nước ngoài, ứng dụng khoa học công nghệ và mở cửa hội nhập là những điều kiện tiên quyết để có một ngành công nghiệp sản xuất ô tô vững chắc

Hiện nay nền công nghiệp sản xuất ôtô ở nước ta đang trên đà hội nhập và phát triển Ban đầu các doanh nghiệp sản xuất trong nước chỉ đầu tư cho các linh kiện nhập khẩu, nhưng với sự phát triển của khoa học công nghệ đã có những doanh nghiệp đầu tư tự sản xuất và lắp ráp ôtô trong nước Ứng dụng và phát triển công nghệ không chỉ ở nhận thức vai trò quan trọng mà cần thiết phải được thúc đẩy mạnh mẽ trong phát triển kinh tế xã hội, trong hoạt động của các cơ quan nhà nước, các doanh nghiệp và trong toàn xã hội; việc hình thành và đẩy mạnh thị trường công nghệ cũng chính là tạo cơ sở cho ứng dụng và phát triển khoa học công nghệ Đây

là những nhiệm vụ mà Cục Ứng dụng và Phát triển công nghệ đã tiến hành và đạt một số kết quả trên phương diện quản lý nhà nước Nước ta đang trong đà hội nhập với quốc tế, công nghiệp hóa, hiện đại hóa, vì vậy các ngành công nghiệp sản xuất ôtô cần được chú trọng

Hơn 10 năm qua, ngành công nghiệp này vẫn luẩn quẩn trong vòng lắp ráp với

tỷ lệ nội địa hoá mờ nhạt 17 doanh nghiệp trong lĩnh vực sản xuất và lắp ráp ôtô có vốn đầu tư nước ngoài đã được cấp giấy phép đầu tư, trong đó có 12 doanh nghiệp đang hoạt động với tổng vốn đầu tư đăng ký khoảng 1 tỷ USD, tổng năng lực sản xuất đạt khoảng 150.000 xe/năm, nhưng đến nay vẫn chưa có doanh nghiệp nào thực hiện đúng cam kết tỷ lệ nội địa hóa (đạt từ 20 - 40% sau thời gian 5 - 10 năm)

Riêng đối với các liên doanh sản xuất ôtô tại Việt Nam, tỷ lệ nội địa hóa cũng rất thấp, chỉ khoảng 5 - 10% và không đạt kế hoạch đề ra

Trong thời gian qua, các doanh nghiệp sản xuất đã chú trọng hơn tới việc chế tạo và lắp ráp Tuy nhiên, việc đầu tư cho công nghệ chưa nhiều nên phần lớn năng suất và chất lượng chưa cao Công nghệ sản xuất ô tô là yếu tố hết sức cần thiết và

có vai trò quyết định đến chất lượng của sản phẩm Tuy nhiên công nghệ của chúng

ta được đánh giá là lạc hậu so với thế giới Theo các chuyên gia, có 3 điều kiện để

có được ngành công nghiệp ôtô là thị trường, con người và kỹ thuật Trong 3 điều kiện đó Việt Nam có 2 là thị trường và con người Yếu tố về kĩ thuật và công nghệ không phải là thế mạnh của chúng ta Con người người Việt Nam được cho là khéo tay có đầu óc sáng tạo Chúng ta thiếu vấn đề kỹ thuật, nếu có chính sách đúng về khuyến khích đầu tư, chuyển giao công nghệ thì sẽ thành công

Với các quốc gia có ngành công nghiệp ôtô chưa phát triển hoặc đang trên đường phát triển thì yếu tố thị trường đóng vai trò đặc biệt quan trọng Trước khi nghĩ đến xuất khẩu, bản thân dung lượng thị trường trong nước phải đủ lớn để doanh nghiệp phát triển sản xuất, hạ giá thành sản phẩm Đối với thị trường Việt Nam, để người tiêu dùng chấp nhận một sản phẩm như ôtô thì yếu tố giá thành đóng vai trò rất quan trọng

Trong tháng 7/2012 sản lượng bán hàng của toàn thị trường đạt 7.433 xe, tăng 13% so với tháng 6/2012 và giảm 26% so với tháng 7/2011 So với cùng kỳ năm ngoái, sản lượng bán hàng của thị trường trong 7 tháng đầu năm giảm 39% Tuy nhiên, kết quả bán hàng của tháng 7 có dấu hiệu phục hồi Kết quả bán hàng của tháng 7/2012 dẫn đến dự báo thị trường năm nay sẽ kết thúc với khoảng 93.000

xe, tăng 16% so với dự báo từ tháng 6/2012

Chi tiết kết quả bán hàng tháng 7/2012:

- Sản lượng bán hàng của toàn thị trường đạt 7.433 xe, bao gồm 2.729 xe

con và 4.704 xe tải

- Xe con tăng 21 % so với tháng trước, xe tải tăng nhẹ ở mức 10%

- Sản lượng của xe lắp ráp trong nước đạt 6.263 xe, tăng 14% so với tháng trước, số lượng xe nhập khẩu nguyên chiếc là 1170 xe tăng 9% so với tháng trước

- Trong đó, sản lượng bán hàng theo chủng loại xe của các thành viên VAMA như sau:

Hiện này, Hiệp hội các nhà sản xuất ôtô Việt Nam được thành lập với 18 thành viên là các công ty, doanh nghiệp sản xuất ôtô như công ty TNHH Ford Việt Nam, công ty TNHH ISUZU Việt Nam, công ty ôtô Trường Hải, tổng công ty máy động lực và máy nông nghiệp Việt Nam (Veam),… Một trong những mục đích của Hiệp hội là bảo đảm và cải thiện quyền hạn và lợi ích hợp pháp của người sử dụng

xe trên các phương diện chất lượng độ tin cậy, sự an toàn, việc bảo vệ môi trường,

dịch vụ và bảo hành; tranh thủ những thành tựu tiến bộ của công nghệ ôtô cho ngành công nghiệp ôtô Việt Nam

Ngành công nghiệp ôtô hiện nay đang sử dụng mạnh mẽ công nghệ hàn trong việc chế tạo các bộ phận chính như: thân xe, khung xe, vỏ xe và rất nhiều phụ tùng khác Ở đâu công nghệ hàn được sử dụng nhiều bao nhiêu thì giá thành xe được hạ thấp bấy nhiêu Trường Hải là một trong những doanh nghiệp sản xuất ô tô

ở Việt Nam hiện đang tập trung đầu tư sản xuất những linh kiện, chi tiết mà Việt Nam có lợi thế, đạt chất lượng toàn cầu, đem lại giá trị cao, có khả năng xuất khẩu trong khu vực Một sản phẩm như vậy là thùng xe lắp cho xe tải Không chỉ sử dụng cho thị trường trong nước, loại thùng xe của Trường Hải được hãng Kia (Hàn Quốc) đặt hàng với số lượng lớn, vì chất lượng tốt, giá thành lại rẻ hơn sản xuất tại Hàn Quốc Như vậy, với thống kê chi tiết của VAMA, sản lượng bán hàng của toàn thị trường đạt 4707 xe tải Với số lượng xe tải này, thì lượng sản xuất các bộ phận cũng rất lớn Trên thế giới, nền công nghiệp ôtô có thể thấy việc một hãng sản xuất toàn

bộ một chiếc xe hiện tại là rất ít Các hãng xe đều cố gắng thúc đẩy việc sản xuất linh kiện không quá phức tạp cho đối tác khác ở những khu vực có nguồn nhân công rẻ hơn nhằm hạn chế chi phí đầu vào, tăng năng lực cạnh tranh Tỷ lệ nội địa hóa với xe tải và xe bus khá thành công trong thời gian qua Một tin hơi ngỡ ngàng với nhiều người, năm 2010 Việt Nam xuất khẩu hơn 1,57 tỷ đô la tiền linh kiện ô tô, chủ yếu sang Nhật Bản Kim ngạch xuất khẩu đạt trên 871 triệu đô la

Sau khi gia nhập WTO, lộ trình giảm thuế nhập khẩu ôtô nguyên chiếc theo các cam kết WTO, gián tiếp buộc các liên doanh lắp ráp ôtô giảm giá vì quyền lợi của người tiêu dùng Việt Nam Nếu một vài liên doanh lắp ráp ôtô muốn đủ khả năng sản xuất và cạnh tranh hiệu quả để tồn tại thì cần phải áp dụng công nghệ vào trong sản xuất để tăng năng suất, giảm giá thành mà vẫn đảm bảo được chất lượng

Rôbốt ngày càng góp phần tối ưu hóa và linh hoạt trong ngành công nghiệp sản xuất ôtô Đã có khoảng hơn 1000 Rôbốt trong các nhà máy sản xuất ôtô, xe hơi, không có gì là bất thường khi con số này lớn hơn rất nhiều ở các nhà máy lớn

Hình 1.1: Rôbốt hàn trong nhà máy sản xuất ôtô

Vì vậy, để tăng năng suất cũng như chất lượng của sản phẩm thì việc ứng dụng các công nghệ bán tự động, tự động và Rôbốt là rất cần thiết Việc đẩy mạnh ứng dụng các công nghệ tự động trong sản xuất nói chung đã được ứng dụng trên thế giới có từ rất lâu, trong đó đặc biệt là trong ngành công nghiệp sản xuất ôtô Ở Việt Nam trong những năm qua, công nghệ tự động hóa đã được ứng dụng trong một số ngành sản xuất Riêng công nghiệp sản xuất ôtô ở nước ta cũng đã áp dụng một số công nghệ hiện đại trong sản xuất như công nghệ hàn điểm, công nghệ hàn MIG/MAG và ứng dụng công nghệ hàn tự động bằng Rôbốt

1.2 Các phương pháp hàn sử dụng trong sản xuất ôtô

1.2.1 Hàn điểm

Khái niệm hàn điểm:

Hàn điểm là phương pháp hàn điện trở, trong đó mối hàn được hình thành dưới dạng những điểm riêng biệt ở chỗ tiếp xúc giữa hai vật hàn

Các chi tiết hàn được chồng lên nhau, dùng điện cực ép sơ bộ chúng lại với nhau, sau đó cho dòng điện chạy qua Chỗ tiếp xúc giữa hai chi tiết được nung nóng

đến trạng thái chảy, còn xung quanh thì đến trạng thái dẻo Dưới tác dụng của lực

ép P, mối hàn được hình thành Bộ phận điều khiển có nhiêm vụ tự động đóng ngắt dòng điện và lực ép Vật liệu dùng làm điện cực có tính dẫn điện, dẫn nhiệt, chịu nhiệt và có độ bền cao như đồng điện phân, đông có pha crôm và cadimi… Điện cực thường có đường dẫn nước là nguội

Hàn điểm là một dạng hàn tiếp xúc, trong đó các chi tiết hàn được nối với nhau tại những điểm riêng biệt Tùy theo cách bố trí điện cực mà có thể chia thành hàn

một phía và hàn hai phía Cùng một thời điểm có thể hàn một, hai, hoặc nhiều điểm

Công nghệ hàn điểm được sử dụng khá rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô nhờ tính công nghệ và khả năng cho mối hàn đạt chất lượng cao, đảm bảo yêu cầu kĩ thuật

Hình 1.3 : Máy hàn điểm treo của Nhật Bản tại Công ty Cổ phần ô tô Vinaxuki

Máy được dùng để hàn thép carbon, thép tấm phủ, tấm mỏng và tấm nhôm không rỉ Độ dày hàn thường là 0,5 ÷ 3 (mm), phù hợp cho ô tô, xe gắn máy, hàng không, thiết bị y tế, dụng cụ, kim loại tấm, máy nông nghiệp, tủ, máy móc công nghiệp nhẹ, và kiến trúc, v v Máy có cấu trúc đơn giản và chặt chẽ, hoạt động linh hoạt và hiệu quả cao, tiết kiệm năng lượng

Phương pháp hàn điểm này được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất ôtô bởi những ứng dụng và chất lượng mối hàn đáp ứng được yêu cầu cần thiết Do điện cực nằm ở phía trên và phía dưới vật hàn nên mỗi lần hàn chỉ được một điểm Với thiết bị hàn điểm cầm tay thì năng suất đem lại là không cao, chất lượng phụ thuộc tay nghề người thợ do nguyên lí làm việc của phương pháp này còn cần đến lực kẹp Độ chính xác và chất lượng mối hàn sẽ chỉ được đảm bảo ở mức độ nhất định

Hình 1.4: Hàn lắp thùng xe bằng công nghệ hàn điểm (thủ công)

Rôbốt hàn điểm:

Hàn điểm là kỹ thuật thường dùng để nối ghép hai chi tiết kim loại, thường là dạng tấm mỏng, bằng cách tạo ra hàng loạt các điểm nối bấm tròn Công nghệ này được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô để lắp ghép phần thân xe và các điểm nối ở khung sườn Ngoài ra chúng còn được các nhà sản xuất kim loại tấm

sử dụng Các mối hàn điểm được tạo ra bằng cách ép các điện cực lên cả hai phía của các chi tiết cần hàn ghép với nhau và cho dòng điện cường độ cao đi qua chúng

Ở điểm bị ép đó nó sẽ tạo ra sự nóng chảy kim loại cục bộ và nó đông cứng dưới dạng điểm nối tròn

Hình 1.5: Rôbốt hàn điểm sử dụng trong công nghiệp sản xuất ôtô

Với những chi tiết như vỏ xe ôtô con, buồng xe, cánh cửa xe,…hàn điểm được sử dụng phù hợp bởi chiều dày của vật liệu, chi tiết không quá lớn Với sự phát triển của khoa học và kĩ thuật ngày nay, Rôbốt hàn điểm đã được sử dụng Nếu mối hàn được tạo ra không đúng cách, có thể xảy ra là hai chi tiết cần hàn không nóng chảy hoàn toàn, hoặc diện tích mối hàn nhỏ hơn yêu cầu cho một mối hàn chắc chắn

Hiện nay, có thể thấy trong các nhà máy sản xuất ôtô công nghệ hàn sử dụng rôbốt mới chủ yếu áp dụng cho sản xuất buồng xe, cánh cửa xe…Với các chi tiết khác như thùng xe, sắt si,…công nghệ này chưa được ứng dụng nhiều

Hình 1.6: Rôbốt hàn điểm trong xưởng sản xuất ôtô Veam tại Thanh Hóa

1.2.2 Hàn hồ quang tay

Hàn hồ quang tay là một trong những phương pháp hàn nóng chảy dùng năng lượng hồ quang điện nung nóng kim loại chỗ cần nối và điện cực hàn đến

trạng thái nóng chảy, sau khi kim loại lỏng kết tinh sẽ tạo thành mối hàn nối các chi tiết thành một liên kết bền vững

Hình 1.7 : Sơ đồ nguyên lí quá trình hàn hồ quang tay

Trong quá trình hàn, mọi thao tác như: gây hồ quang, dịch chuyển dọc trục điện cực hàn để duy trì chiều dài hồ quang, dao động ngang để tạo chiều rộng cần thiết và chuyển động học để hoàn thành chiều dài mối hàn đề do người thợ hàn thực hiện bằng tay

Hình 1.8: Hàn hồ quang tay

Cho đến nay hàn hồ quang tay vẫn được sử dụng rộng rãi ở tất cả các nước, trong các cơ sở, doanh nghiệp đóng tàu, và cả trong ngành công nghiệp sản xuất ôtô Phương pháp ày cho phép thực hiện các mối hàn ở mọi vị trí trong không gian Thiết bị hàn hồ quang tay dễ vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng,…Tuy nhiên, do mọi chuyển động cơ bản đều được thực hiện bằng tay, nên chất lượng và năng suất hàn hoàn toàn phụ thuộc vào trình độ tay nghề và kinh nghiệm của người thợ hàn Nếu trong quá trình hàn người thợ thực hiện các chuyển động không hợp lý, góc nghiêng điện cực hàn và chiều dài hồ quang thay đổi,… thì kích thước và hình dạng mối hàn

sẽ không đồng đều, khả năng suất hiện các khuyết tật hàn tăng lên làm giảm chất lượng của liên kết Bên cạnh đó năng suất của hàn hồ quang tay tương đối thấp (do phải sử dụng dòng hàn hạn chế) và điều kiện làm việc không tốt (chịu tác động trực tiếp của khói, ánh sáng và nhiệt của hồ quang) có thể ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của người thợ hàn

Quá trình hàn MIG tiến hành trên dòng diện một chiều thuờng với dây diện cực dương , ở dây được đấu ngược cực đấu ngược cực ít khi được sử dụng bởi nó nghèo kim loại nóng chảy từ điện cực xuống vật hàn Sử dụng dòng diện hàn từ 50 (A) đến hơn 600 (A) và thường sử dụng điện áp từ 15 (V) đến 32 (V) Sự ổn định và

tự điều chỉnh của hồ quang đạt được bởi sử dụng thiết bị có điện áp không thay đổi

và tốc độ cấp dây ổn định

Với sự phát triển liên tục chung ta đã tạo ra công nghệ hàn MIG thích hợp cho việc hàn những kim loại quan trọng , có tính thương mại như Inoc , nhôm , thép không gỉ, đồng đỏ va một số hợp kim khác Những vật liệu có chiều dày trên 0,76 (mm) có thể được hàn ở mọi vị trí như hàn bằng, hàn ngang, hàn đứng và hàn trần

Nó đơn giản là sự lựa chọn máy móc, dây điện cực, khí bảo vệ và tuân theo điều kiện hàn có thể trong sản xuất sẽ đạt chất lượng tốt và giá thành rẻ

Hàn MAG (Metal Action Gas) sử dụng khí bảo vệ là khí hoạt tính (khí CO2)

1.2.4 Rôbốt hàn

Rôbốt công nghiệp được sử dụng chủ yếu cấu thành nên nền công nghiệp ngày nay và thậm chí hơn thế nữa ở các nhà máy trong tương lai Nhu cầu sử dụng robot xuất phát từ khả năng của các máy linh hoạt và thông minh, nó có thể thực hiện thao tác lặp đi lặp lại ở mức chi phí và chất lượng chấp nhận được Hầu hết các hoạt động công nghiệp ứng dụng robot là sản xuất ôtô và tầm quan trọng lớn trong ứng dụng robot để hàn, quá trình láp ráp cũng như xử lý vật liệu

Để đạt được mục tiêu cạnh tranh trong công nghiệp hiện đại, công nghệ hàn bằng tay bị giới hạn bởi chu kỳ thời gian ngắn do những yêu cầu thời gian lắp đặt, thợ tiện nghi, bảo hiểm và giá cả Do đó, Công nghệ hàn rôbốt là mấu chốt để hàn

tự động trong nhiều ngành công nghiệp

Nhu cầu nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm ngày càng đòi hỏi các ứng dụng rộng rãi các phương tiện tự động hoá sản xuất Xu hướng tạo ra những dây chuyền về thiết bị có tính linh hoạt cao đang dần hình thành Các thiết bị này đang thay thế dần các máy tự động “cứng” chỉ đáp ứng một việc nhất định trong lúc thị trường luôn đòi hỏi mặt hàng thay đổi về chủng loại, tính năng, mỹ thuật, vv,…

Vì thế ngày càng tăng nhanh nhu cầu ứng dụng về robot hàn để tạo ra các hệ thống sản suất linh hoạt

Từ khi mới ra đời Rôbốt hàn được áp dụng nhiều trong lĩnh vực dưới góc

độ thay thế con người Nhờ vậy dây chuyền sản xuất được tổ chức lại, năng suất và hiệu quả tăng lên rõ rệt Mục tiêu ứng dụng robot hàn nhằm góp phần nâng cao năng suất dây chuyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm đồng thời cải thiện điều kiện lao động Ngày nay, trong nền sản xuất công nghiệp hiện đại hóa, khối lượng sản phẩm và công việc tăng cao, đòi hỏi cần phải có một công nghệ để đáp ứng được khối lượng đó

Như ta đã biết Rôbốt công nghiệp được sử dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau, trong đó có ngành hàn Hiện nay, có hơn 25% trong tổng số robot công

nghiệp được sử dụng trong hoạt động hàn Trong ngành công nghiệp sản xuất thì hàn đóng vai trò quan trọng, ví dụ như ngành công nghiệp ôtô, đóng tàu, Trong ngành công nghiệp sản xuất ôtô, với số lượng lớn các chi tiết hàn với cùng vị trí hàn được lặp đi lặp lại thì ứng dụng Rôbốt hàn là việc cần thiết

Hình 1.9: Rôbốt hàn trong công

nghiệp sản xuất ôtô

Mặt khác, công việc trong các nhà máy sản xuất ô tô hiện nay, việc tiếp xúc với môi trường làm việc, đặc biệt là môi trường nhiêt độ ca khiến cho người công nhân gặp rất nhiều khó khăn và trở ngại Do tiếp xúc với nguồn nhiệt cao của hồ quang hàn trong thời gian dài có thể ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe và năng suất làm việc của họ Điều nay đối với rô bốt hàn lại không đáng kể Thông thường để đào tạo một người thợ hàn bậc cao phải mất nhiều năm và đòi hỏi người thợ hàn phải có kinh nghiệm Vì vậy, những người thợ hàn được tuyển vào các nhà máy với những vị trí khác nhau những thường lớn tuổi, những người thợ trẻ tuổi ít được quan tâm do thiếu kinh nghiệm Tuy nhiên, việc đưa rôbốt hàn vào sản xuất sẽ giúp những công nhân trẻ có nhiều cơ hội hơn trong lĩnh vực này

Rôbốt hàn là khởi đầu để đáp ứng được sự cần thiết cho những mối hàn chất lượng cao trong chu kỳ thời gian ngắn Hệ thống rôbốt hàn thế hệ thứ nhất là hệ thống hàn 2 khâu, khâu thứ nhất dành để học quỹ đạo đường nối được bắt chước bởi đường thực tế và hàn được thực hiện ở khâu thứ hai Hệ thống hàn thế hệ 2, trên tay khác, theo dấu đường nối thực, thực hiện đồng thời giai đoạn học và theo dấu đường nối Thế hệ 3 không chỉ thực hiện trong thời gian thực mà còn nhanh chóng thay đổi trên quỹ đạo đường nối kể cả với những điều kiện không kết cấu Tính linh

hoạt đã đạt được với hệ thống hàn thế hệ thứ 3 nhưng một lượng chi phí lớn cho chương chình làm việc của những người thợ bậc cao để điều hành thống nhất hệ thống tới những ứng dụng riêng biệt Tuy nhiên, để hiệu quả và nhanh chóng thêm vào chìa khóa tìm ra trong nền công nghiệp hiện đại, đòi hỏi hệ thống hàn nên hợp nhất trong tương lai không xa, tìm ra con đường của một hệ thống linh hoạt cho người thợ bình thường mà không cần những mức quá cao từ anh ta

1.3 Một số chi tiết điển hình

1.3.1 Ống xả:

Cấu tạo của chiếc ống xả hoàn chỉnh bao gồm các phần chính là cụm ống dẫn khí thải (cổ ống xả - được làm từ thép không gỉ, nhôm hoặc các kim loại khác), cảm biến ôxy, bộ chuyển đổi xúc tác, bộ phận giảm thanh và ống thoát khí thải

Minh họa kết cấu của ống xả:

Một số chi tiết của ống xả làm bằng kim loại tuổi thọ cao (cổ xả, ống dẫn khí)

Bộ chuyển đổi khí thải bao gồm hệ thống lưới kim loại chứa khối chất xúc tác (platinum, palladium, rhodium) để chuyển đổi khí thải thành hơi nước và

CO2

Bộ giảm thanh có các vách cản kim loại hoặc các tấm hấp thụ âm để

giảm áp (tiếng ồn)

Nếu nhìn vào cấu tạo chiếc ống xả này, rất nhiều doanh nghiệp trong nước, với trình độ và khả năng sản xuất của mình chắc chắn nhìn thấy cơ hội làm ăn với các liên doanh sản xuất, lắp ráp ô tô trong nước Một cơ hội tham gia vào chuỗi giá trị của ngành công nghiệp ô tô

Chiếc ống xả, rõ ràng, những chi tiết không đòi hỏi trình độ công nghệ cao, không phụ thuộc quá nhiều vào kinh nghiệm trong lĩnh vực sản xuất ô tô, thuần túy

là những chi tiết cơ khí (cụm ống dẫn khí, ống thoát khí ), thì các nhà sản xuất Việt Nam hoàn toàn có thể tự sản xuất hoặc được chuyển giao công nghệ để sản xuất (bộ chuyển đổi xúc tác, bộ phận giảm thanh ) Nếu các doanh nghiệp trong nước được tham gia vào chuỗi giá trị giá trị này, rõ ràng đây là một điều rất tích cực cho nền công nghiệp ô tô Việt Nam, vốn đang phụ thuộc hoàn toàn vào yếu tố nước ngoài

1.3.2 Vành bánh xe

Hình 1.10: Vành bánh xe ô tô

Các loại lốp được gắn vào xe cùng với vành xe Vành là một bộ phận hình trụ tròn để lốp được gắn trên nó Vành xe được làm bằng thép dập, thường chắc và

khoẻ hơn nhưng nặng nề và không có tính thẩm mỹ cao như loại vành làm bằng nhôm đúc Cùng với lốp nó hỗ trợ 3 chức năng cơ bản sau của xe : lái xe, quay vòng

và dừng xe Cũng như lốp, vành xe cũng được tiêu chuẩn hoá để dễ dàng trong việc lắp ráp, sửa chữa và thay thế Các thông số kích cỡ vành được ghi trên mép vành xe như: chiều rộng vành, hình dạng gờ của vành, độ lệch, đường kính vành, tâm vành bánh xe, đường kính vành bánh xe, và mặt lắp moay-ơ

Hình 1.11: Cấu tạo vành bánh xe ô tô

1.3.3 Sắt xi

Sắt xi (chassis) là phần giá đỡ hay gầm xe của ôtô Đây có thể coi là phần giá

đỡ các phần khác phía trên Tùy thuộc vào từng loại xe khác nhau mà chức năng cũng như công dụng của nó cũng khác nhau Đối với ô tô container thì sắt xi cần phải lớn chắc chắn để có thể đỡ toàn bộ phần thùng hàng với khối lượng rất lớn phía trên Trên thế giới, loại xe này rất nhiều, sử dụng chủ yếu trong việc chuyên chở hàng hóa có số lượng lớn và phải vận chuyển trong chặng đường khá dài Với số lượng sắt xi của loại ô tô này thì những ứng dụng của công nghệ hàn là rất nhiều Ngoài ra, các loại ô tô tải, ô tô ben,… cũng cần bộ khung vững chắc này

Hình 1.12 : Hàn sắt xi xe ôtô

Hiện nay ở nước ta, việc chế tạo sắt xi có ứng dụng công nghệ hàn sử dụng công nghệ hàn TIG bằng thủ công nên năng suất còn chưa cao… Mặt khác các mối hàn thủ công thường có chất lượng không được cao, thường phải tốn thời gian để gia công hoặc thậm chí là phải tiến hành cắt ra rồi hàn lại nhiều lần Điều này khiến tốn không ít chi phi cũng như thời gian sản xuất Chiếc sắt xi thường có thiết kế đơn giản nhưng phải đảm bảo các yếu tố và yêu cầu kĩ thuật để đáp ứng được tải trọng

mà xe cần Với cùng một loại xe ôtô thì sắt xi sẽ giống nhau, vì vậy với những vị trí mối hàn trên nó sẽ được lặp đi lặp lại Để đáp ứng ngành công nghiệp sản xuất ôtô trong nước thì ứng dụng tự động hóa là cần thiết để nâng cao năng suất cũng như chất lượng mối hàn cũng như sản phẩm

Hình 1.13 : Sắt xi xe ôtô

Cùng với ố lượng lớn ôtô được tiêu thụ thì số lượng sắt xi sản xuất trong các doanh nghiệp cũng rất lớn

Hình 1.14 : Số lượng lớn sắt xi trong các doanh nghiệp

1.3.4 Thùng xe

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều các loại xe ôtô như ôtô tải, ôtô ben,…Nhu cầu về các loại xe này trong sản xuất, chuyên chở, vận chuyển hàng hóa, sắt thếp, hay các hoạt động khai thác đất, đá, quặng,… với các loại 650kg, 1.4 tấn, 2.5 tấn, 3.5 tấn,…

Hình 1.15: Các loại xe tải đang được sản xuất hàng loạt

Các doanh nghiệp sản xuất ôtô Việt Nam đã tập trung sản xuất các chi tiết như thùng xe để cung cấp cho thị trường xe ôtô tải, ôtô bán tải Tổng công ty máy động lực và máy nông nghiệp Việt Nam Veam với nguồn vốn lớn đã đầu tư công nghệ trang thiết bị hiện đại sản xuất thùng xe ôtô Tại Veam Thanh Hóa, tổng công

ty đầu tư sản xuất thùng xe ôtô với số lượng và quy mô lớn

Hình 1.16: Thùng xe ôtô tại xưởng sản xuất tổng công ty Veam Thanh Hóa

Chương 2: Thiết kế quy trình hàn thùng xe ôtô

2.1 Phân tích lựa chọn quy trình hàn

Hàn trong môi trường khí bảo vệ bằng điện cực nóng chảy trong khí bảo vệ

CO2 được sử dụng rộng rãi đối với thép cacbon thấp và thép hợp kim thấp

Đặc điểm của phương pháp hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ CO2:

- Tính công nghệ cao hơn hẳn so với hàn dưới lớp thuốc vì có thể hàn được

ở mọi vị trí trong không gian

- Bảo vệ tốt kim loại lỏng vũng hàn khỏi tác động của oxy và nitơ của môi trường khí xung quanh Mặt khác, sau khi hàn sản phẩm ít bị cong vênh

vì vùng ảnh hưởng nhỏ do tốc tộ hàn lớn và nguồn nhiệt tập trung

- Quan sát sự hình thành vũng hàn tốt hơn so với hàn dưới lớp thuốc

- Năng suất hàn cao, giá thành hạ So với hàn hồ quang tay, năng suất hàn tăng khoảng 2.5 lần

- Điều kiện lao động tốt, quá trình hàn ít sinh khí độc hại

- Giá thành CO2 rẻ hơn so với khí Ar và He

Các loại xe tải được sử dụng hiện này thông thường phải được qua đăng kiểm, các mẫu được sản xuất luôn tuân theo những quy định về kích thước chiều dài chiều rộng, chiều cao Với các loại xe tải, xe ben dưới 3,5 T thông thường có kích thước như sau:

Xe ben cỡ nhẹ (ôtô tải tự đổ):

- Fox TD (1,5T) kích thước bao DxRxC: 4650x1700x2170 Kích thước lòng thùng: DxRxC: 2730x1510x550

- Cub TD (1,25T) kích thước bao DxRxC: 4440x1700x2290 Kích thước lòng thùng: DxRxC: 2520x1500x500

Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn tự động bằng rôbốt trong công nghiệp sản xuất ôtô” nhằm hướng tới ngành công nghiệp sản xuất ôtô với nhu cầu nâng cao năng suất, chất lượng do ứng dụng công nghệ hàn tự động bằng rôbốt Vì

vậy, tác giả lựa chọn loại xe ISUZU (1,5 T) có kích thước bao DxRxC:

5020x1900x2170 với kích thước lòng thùng: DxRxC: 3155x1820x400

Thùng xe gồm một số phần chính như sàn thùng xe, vách trước thùng, bửng sau thùng, bửng hông thùng,…và các chi tiết phụ như khóa gài, khóa gập, cao su giảm chấn,…Đối với sàn thùng xe và bửng hông thùng khi chế tạo có rất nhiều vị trí

hàn được lặp đi lặp lại khi hàn các dầm dọc và dầm ngang với sàn thùng, hoặc xương bửng hông với tôn vách bửng hông

Hình 2.1 : Khung xương bửng hông và lòng thùng

Hiện nay, các quy trình công nghệ ứng dụng sản xuất chi tiết này của xe thường được sử dụng là quy trình hàn hồ quang tay, nên chất lượng mối hàn chưa cao, năng suất vẫn còn thấp

Hình 2.2 : Hàn khung xương bửng hông và lòng thùng

Với nền công nghiệp hiện đại, ngày nay các quy trình hàn bán tự động, hàn

tự động được sử dụng rộng rãi Đặc biệt là quy trình hàn sử dụng Rôbốt hàn trong các nhà máy sản xuất ôtô đã giúp chất lượng mối hàn được nâng cao từ đó chất lượng sản phẩm ngày càng được cải thiện Mặt khác, với quy trình hàn bằng Rôbốt, thời gian cho một quy trình hàn giảm xuống bởi tốc độ và khả năng làm việc của Rôbốt sẽ giúp nâng cao năng suất Với đề tài luận văn “Nghiên cứu ứng dụng công

nghệ hàn tự động bằng rôbốt trong công nghiệp sản xuất ôtô” tác giả lựa chọn quy trình hàn GMAW tự động bằng rôbốt

2.2 Phân tích lựa chọn vật liệu hàn

Vật liệu cơ bản lựa chọn: Hiện nay đang sử dụng trên thực tế là thép CT38 (SS400) với chiều dày 3÷5mm

2.2.1 Vật liệu cơ bản

Vật liệu tác giả nghiên cứ trong luận văn này là thép cacbon thấp (thép CT38)

có nhiệt độ nóng chảy khoảng Tc=15200C và có khả năng truyền dẫn nhiệt tốt

Thép CT38 thuộc loại nhóm thép cacbon kết cấu chất lương thường Thường được dùng trong ngành xây dựng, giao thông và sản xuất ôtô Nhóm thép thông thường này hiện nay chiếm tới 80% khối lượng thép dùng trong thực tế, thường được cung cấp ở dạng cán nóng (tấm, thanh, dây, thép hình: Chữ U, I, thép góc,…) Bảng 2.1 : Ký hiệu thép CT38

Việt Nam

(TCVN1765-75)

Liên Xô (GOCT380-71)

Liên Bang Nga (GOTC27772-88)

Tiêu chuẩn Cơ tính của vật liệu

Giới hạn chảy Giới hạn bền Độ giãn dài

Bảng 2.4: Khí và hỗn hợp khí bảo vệ dùng trong hàn GMAW

Argon Khí trơ Gần như tất cả kim loại trừ thép

Helium Khí trơ Nhôm, man gan và hợp kim đồng vì có nhiệt

lượng lớn và mức độ rỗ khí nhỏ

Ar+20-80%He Khí trơ

Nhôm, man gan và hợp kim đồng vì có nhiệt lượng lớn và mức độ rỗ khí nhỏ (ảnh hưởng của hồ quang tốt hơn Helium 100%)

Nitrogen Cung cấp nhiệt lượng lớn trên đồng (Châu Âu)

Ar+20-30%N2 Cung cấp nhiệt lượng lớn trên đồng(ảnh

hưởng của hồ quang tốt hơn N2 100%)

Ar+1-2%O2 Oxy hóa

mức độ nhỏ

Thép trắng và thép hợp kim, một vài tính khử đối với hợp kim đồng

Ar+3-5%O2 Oxy hóa Thép cacbon và một vài loại thép hợp kim

Các loại thép trắng có tính chống ăn mòn cao, dùng kiểu dịch chuyển ngắn mạch

Bảng 2.5: Khí bảo vệ dùng trong hàn GMAW, chuyển dịch dạng phun

Nhôm Argon Chiều dày (0-25mm), chuyển dịch kim loại

tốt nhất và ổn định hồ quang, sự bắn tóe

35% argon +65%Helium

Chiều dày (25-76mm), có nhiệt lượng cao hơn Argon nguyên chất; làm cho sự nóng chảy tốt hơn với kim loại 5XXX hợp kim nhôm mangan

25% argon +75%Helium

Chiều dày trên 76mm Nhiệt lượng rất cao, giảm thiểu rỗ khí

Thép cacbon

Argon +1-5% O2

Cải thiện sự ổn định của hồ quang, kết quả

dễ cháy hơn và kiểm soát tốt bể hàn, sự liên kết tốt và mối hàn gọn, giảm thiểu cháy chân, cho phép hàn ở tốc độ cao hơn Argon nguyên chất

Argon +3-10% CO2

Hình dạng mối hàn đẹp, giảm thiểu sự bắn tóe, giảm bớt khả năng tách lớp khi lạnh, không thể hàn được ở tất cả các vị trí

Thép hợp kim thấp

Argon +2% O2

Giảm thiểu cháy chân, tạo tính bền tốt

Thép không gỉ

Argon +1% O2

Cải thiện sự ổn định của hồ quan, kết quả dễ cháy hơn và kiểm soát tốt bể hàn, sự liên kết tốt và mối hàn gọn, giảm thiểu cháy chân trên thép không gỉ cao

Argon +2% O2

Tạo sự ổn định hồ quang tốt hơn, độ liên kết

và tốc độ hàn lớn hơn hỗ hợp khí 1%O2 đối với các loại vật liệu pha thép không gỉ

Đồng, Niken và

hợp kim của nó

Argon Giảm bớt độ lỏng của kim loại mối hàn đối

với chiều dày 3.2mm

Argon+Helium Nhiệt độ dự nhiệt cao với 50&70% khí trộn

Helium

Hồ quang ổn định tốt, tạp chất trong mối hàn là nhỏ nhất, yêu cầu có sự hỗ trợ của khí trơ ngăn ngừa gió làm ảnh hưởng ở phía sau của khu vực mối hàn

Bảng 2.6: Khí bảo vệ dùng trong hàn GMAW, chuyển dịch dạng ngắn mạch

Thép cacbon

75% Argon +25%CO2

Chiều dày nhỏ hơn 3.2mm, tốc độ hàn cao không có sự điền đầy, sự biến dạng và bắn tóe là tối thiểu

75% Argon +25%CO2

Chiều dày lớn hơn 3.2mm, ít bắn tóe, làm sạch biên dạng mối hàn, điều khiển vũng hàn tốt ở vị trí đứng và khởi đầu

CO2 Độ ngấu sâu, tốc độ hàn nhanh

Thép không gỉ

90% He +7.5%Ar +2.5%CO2

Không có tác dụng việc chống lại ăn mòn, vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, không bị cháy chân, ít biến dạng

Thép hợp kim thấp

60-70% He +25-35%Ar +4-5%CO2

Ít khả năng phản ứng, tính bền cao, sự ổn định hồ quan cao, …, và biên dạng mối hàn,

ít bắn tóe

75% Ar +25%CO2

Tính hàn tốt, hồ quang ổn định cao,…, và biên dạng mối hàn, ít bắn tóe

Nhôm, đồng,

mangan, Niken, và

hợp kim của chúng

Argon và Argon+Helium

Argon thỏa mãn phần lớn các kim loại, Argon-Helium được ưu tiên hơn trên phần lớn các loại vật liệu (lớn hơn 3.2mm)

2.2.3 Dây hàn

1 Yêu cầu chung:

Trong công nghệ sản xuất dây hàn, kim loại đắp phải thỏa mãn cho việc kết tinh mối hàn cùng với những mục tiêu cơ bản sau:

- Kim loại đắp tương xứng nhau về cơ tính và lý tính với kim loại cơ bản

- Tạo ra mối hàn có độ liên kết liền, không có khuyết tật

Mục tiêu thứ nhất: Ngay cả kim loại đắp có thành phần nguyên tố đồng nhất với

kim loại nền thì mối hàn cũng có đặc tính luyện kim riêng biệt Do vậy, mục tiêu

là chọn các thành phần hợp kim của kim loại đắp sao cho chúng có cơ tính bằng hoặc tố hơn kim loại hàn

Mục tiêu thứ hai: đạt được, thông thường, thông qua dùng điện cực kim loại

điền đầy được sản xuất đưa thêm vào các thành phần để không tạo ra khuyết tật

Sự ổn định của quá trình hàn cũng như chất lượng của liên kết hàn phụ thuộc nhiều vào tình trạng bề mặt dây hàn, vì thế cần chú ý đến việc bảo quản cất giữ và biện pháp làm sạch dây hàn nếu dây bị gỉ hoặc bẩn Đặc biệt trong quá trình hàn tự động bằng Rôbốt, dây hàn gỉ sẽ ảnh hưởng lớn đến quá trình hàn, lúc này quá trình hàn tự động không gây được hồ quang, hay bị ngắt hồ quang sẽ khiến dừng cả qui trình hàn đã được lập trình

2 Giới thiệu dây hàn của công ty CP công nghiệp vật liệu hàn Nam Triệu: Dây hàn NA-70S

Ứng dụng: Dây hàn được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh lực như đóng tàu, kết cấu thép, và trong cả ngành công nghiệp sản xuất ôtô, hàn cho các loại vật liệu

cơ bản tương đương

Tính hàn: Dây hàn tương đối dễ hàn, tính hàn thích hợp với mọi vị trí với độ lắng kim lại và độ ngấu cao, hồ quang mạnh, cháy êm và ổn định, không bị cháy chân khi hàn, bề mặt mối hàn đẹp

Dòng hàn: Sử dụng máy hàn một chiều

Khí bảo vệ: Khí CO2

Tổ chức đăng kiểm chứng nhận: VR, NK, ABS, BV, LR, GL, DNV, RS, SZU

Vị trí hàn: F, HF, H, OH, VU, PA, PB, PC, PE, PF

Bảng 2.7: Thành phần hóa học của một số loại dây hàn GMAW

ER70S-2 ER70S-3 ER70S-6 E70T-1 E71T-1 E60T-7 E60T-8

6 Khung cánh hậu KTCN-TB1.5T-06-00 01 Khung

Với đề tài, tác giả đưa ra quy trình hàn với tấm sàn, các quy trình hàn cụ thể các phần khác như cánh hông và cánh hậu của thùng xe được tiến hành tương tự với các phương án lập trình cho Rôbốt tương ứng

Dựa trên bản thiết kế bố trí xe tải và sàn thùng xe tải ta có được các chi tiết cần hàn và qua đó lựa chọn được phôi hàn

Hình 2.3 : Sản thùng xe tải

Hình 2.4 : Thiết kế bố trí sàn thùng xe

Bảng các chi tiết cần thiết để hàn thùng xe tải

2.3.2 Chuẩn bị phôi

Chuẩn bị các chi tiết đảm bảo đúng kích thước, làm cùn cạnh sắc, làm sạch bavia

2.3.2.1 Dầm bao trước sàn