Thí nghiệm cơ điện hàn hồ quang

1
TRường đại học kỹ thuật công nghiệp
trung tâm thí nghiệm
ptn: kỹ thuật & công nghệ vật liệu
Tín chỉ thí nghiệm:
Cơ sở khối ngành Cơ - điện - điện tử
2
Công nghệ hàn hồ quang
Phần 1.

Thí nghiệm phần cơ khí


Thời gian: 14 tiết
Trọng số điểm: 50%
Hinh thức đánh giá: Viết báo cáo.
3
Công nghệ hàn hồ quang
Nội dung của thí nghiệm.
Phần lý thuyết.
1. Giới thiệu công nghệ hàn hồ quang.
1.1 Thực chất, đặc điểm của hàn hồ quang.
1.2 Phân loại các phương pháp hàn hồ quang.
4
Công nghệ hàn hồ quang

2. Giới thiệu robot hàn Pana - Robo (Model: VR - 006CII)
2.1 Giới thiệu về robot hàn Pana - Robo (Model: VR - 006CII)
2.2 Trỡnh tự lập trỡnh với hỡnh thức TEACHING cho Robot hàn Pana - Robo (Model: VR - 006CII).
5
Công nghệ hàn hồ quang

3. Xác định hệ số biến dạng co ngang k của vật liệu hàn khi hàn giáp mối
3.1 Xác định hệ số biến dạng co ngang lý thuyết k của vật liệu hàn khi hàn giáp mối.
3.2 Xác định hệ số biến dạng co ngang thực tế k của vật liệu hàn khi hàn giáp mối.
6
Công nghệ hàn hồ quang

4. Khuyết tật và cách kiểm tra khuyết tật của mối hàn.
4.1 Các dạng khuyết tật của mối hàn, nguyên nhân.
4.2 Các phương pháp kiểm tra khuyết tật của mối hàn.
7
Công nghệ hàn hồ quang
Phần thí nghiệm
1. Tính toán hệ số co ngang lý thuyết của kết cấu hàn
2. Thực hành lập trỡnh hàn đường thẳng, đường cong, . trên máy hàn Pana - Robo (Model: VR - 006CII)
3. Gá đặt vật hàn theo sơ đồ và tiến hành lập trỡnh trên máy hàn Pana - Robo (Model: VR - 006CII)
4. Tiến hành hàn theo chương trỡnh đã lập.
5. Do góc co ngang của kết cấu sau khi hàn.
8
Công nghệ hàn hồ quang
6. Tính hệ số co ngang của thực tế của kết cấu hàn.
7. Thí nghiệm ảnh hưởng của chế độ hàn đến chất lượng mối hàn (ảnh hưởng của vận tốc hàn, góc nghiêng của điện cực hàn, .)
8. Thí nghiệm nh?ng yếu tố ảnh hưởng đến quá trỡnh hàn (ảnh hưởng của lưu lượng khí bảo vệ, ảnh hưởng của gió, ảnh hưởng của khối sắt từ,)
9. Kiểm tra khuyết tật nứt của mối hàn bằng dầu.
10. Kiểm tra khuyết tật rỗ khí của mối hàn bằng phương pháp bẻ gãy mối hàn.
9
Công nghệ hàn hồ quang
1. Phần 1. Giới thiệu công nghệ hàn hồ quang.
1.1 Thực chất, đặc điểm của hàn hồ quang.
Hàn là phương pháp công nghệ nối các chi tiết máy bằng kim loại hoặc phi kim loại với nhau thành với khối không tháo rời được bằng cách nung nóng chỗ nối đạt trạng thái hàn (chảy hoặc dẻo), sau đó kim loại hoá rắn hoặc thông qua có lực ép, chỗ nối tạo thành mối liên kết bền v?ng gọi là mối hàn.
10
Công nghệ hàn hồ quang
Dặc điểm
+ Tiết kiệm kim loại:
+ Giảm thời gian làm việc và sức lao động của công nhân:
+Tính đa dạng về vật liệu hàn:
+ Dộ bền mối hàn cao, mối hàn kín:
+ Giảm bớt chi phí về thiết bị:
11
Công nghệ hàn hồ quang
1.2 Phân loại các phương pháp hàn hồ quang.

12
Công nghệ hàn hồ quang
13
Công nghệ hàn hồ quang
Hàn điện hồ quang tay
Cấu tạo của hồ quang hàn:


14
Công nghệ hàn hồ quang
Yêu cầu nguồn điện và máy hàn
Nguồn điện và máy hàn phải thoả mãn một số yêu cầu sau:
+ Có điện áp đủ lớn để gây hồ quang và hồ quang cháy ổn định, nhưng an toàn cho người sử dụng, tức là điện thế không tải (Uo) của máy phải cao hơn điện thế khi hàn (Uh)..
+ Khi hàn hiện tượng ngắn mạch xẩy ra thường xuyên, lúc này cường độ dòng điện rất lớn, dòng điện lớn không những làm nóng chảy nhanh que hàn và vật hàn mà còn phá hỏng máy. Thường chỉ cho phép Ing ? (1,3 ? 1,4) Ih .


15
Công nghệ hàn hồ quang
+ Máy hàn phải điều chỉnh được cường độ dòng điện thích hợp với đường kính que hàn khác nhau và vật hàn khác nhau.
+ Máy hàn phải có khối lượng, kích thước nhỏ, hệ số công suất huu ích cao, giá thành thấp và sử dụng cũng như sửa dễ dàng.


16
Công nghệ hàn hồ quang


17
Công nghệ hàn hồ quang


18
Công nghệ hàn hồ quang
Phần 2. Giới thiệu robot hàn Pana - Robo (Model: VR - 006CII)
19
Công nghệ hàn hồ quang
2.1 Giới thiệu về robot hàn Pana - Robo (Model: VR - 006CII)
20
Công nghệ hàn hồ quang

Tính nang kỹ thuật và khả nang công nghệ của Robot hàn Pana - Robo Model: VR - 006CII. * Một số thông số kỹ thuật của Robot:
Số bậc tự do: Robot có 6 bậc tự do (3 bậc định vị; 3 bậc định hướng).
21
Công nghệ hàn hồ quang
Các chuyển động của Robot:
+ Cánh tay:
Quay 155o
Nõng hạ cánh tay trên: - 90o
Nõng hạ cánh tay dưới: +180o đến -180o
Nõng hạ cánh tay dưới: +180o đến -180o.
+ Dầu kẹp:
Chuyển động quay 189o
Chuyển động lắc - 155o
Chuyển động xoắn 400o.
22
Công nghệ hàn hồ quang
Vùng làm việc:
Cánh tay chuyển động trong mặt phẳng ngang giới hạn (2,45m2 , 310o); Khoảng với phía trước, phía sau: + 1,305m đến - 0,965m.
Chuyển động đứng của cánh tay: + 1,485m đến - 0,710m.
23
Công nghệ hàn hồ quang
24
Công nghệ hàn hồ quang
25
Công nghệ hàn hồ quang
- Tải trọng nâng lớn nhất: 6kg.
Dộ chính xác lặp lại: 0,1 mm.
Tổng công suất dẫn động: 2250 w (Cho 6 động cơ sevo).
Trọng lượng phần Robot: 105 kg.
Ngoài ra còn tải trọng cho phép; Tốc độ chuyển động của cánh tay, của đầu kẹp ; Xác định vị trí; Tải trọng lớn nhất cho phép khi quay, lắc, xoắn; Hỡnh thức hãm; Chức nang bảo vệ quá giới hạn (giới hạn mềm, giới hạn cứng, cơ cấu dừng; Diện trở nối đất . ).
26
Công nghệ hàn hồ quang
Khả nang công nghệ của Robot
Bộ nhớ: Bộ nhớ của Robot nhớ được 999 chương trỡnh khác nhau (bằng số) nhưng chỉ làm việc trực tiếp cùng một lúc với 8 chương trỡnh.
Khả nang hàn: C? dây ? 0,8 ? 2,2 mm; Hàn mọi vị trí mối hàn trong không gian; Hàn đường thẳng, đường cong không gian, đường dic zắc.
- Các công việc khác: Lắp ráp, vận chuyển sản phẩm (có phần mềm riêng).
27
Công nghệ hàn hồ quang
2.2 Trỡnh tự lập trỡnh với hỡnh thức TEACHING cho Robot hàn Pana - Robo (Model: VR - 006CII).
28
Công nghệ hàn hồ quang
29
Công nghệ hàn hồ quang
Phần 3. Xác định hệ số biến dạng co ngang k của vật liệu hàn khi hàn giáp mối
3.1 Xác định hệ số biến dạng co ngang lý thuyết k của vật liệu hàn khi hàn giáp mối.
30
Công nghệ hàn hồ quang
Mục đích thí nghiệm
Cho Sinh viên thấy trong quá trỡnh hàn kim loại lỏng điền đầy vùng hàn khi nguội co lại gây biến dạng theo phương ngang làm thay đổi hỡnh dạng của kết cấu, do vậy khi hàn kết cấu phải có biện pháp khắc phục hiện tượng này để đạt được kết cấu hàn tốt nhất.
Biết cách xác định hệ số biến dạng K (Dộ co tương đối) đối với kim loại của kết cấu hàn.
31
Công nghệ hàn hồ quang
Cơ sở 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 hỡnh vẽ. Một thanh kẹp chặt còn một thanh để tự do. Sau khi hàn xong phía đầu tự do quay đi một góc ? (do biến dạng co ngang gây nên).
32
Công nghệ hàn hồ quang
33
Công nghệ hàn hồ quang
Góc xoay do co biến dạng ? được tính theo phương pháp giải tích như sau:
+ ? góc xoay do biến dạng co ngang.
+ Góc vát của kết cấu mối hàn ?.
+ Chiều rộng của góc vát ở thớ ngoài là b:


34
Công nghệ hàn hồ quang
Sau khi hàn xong và nguội đi, thớ ngoài của mối hàn co lại một lượng ?:
? = ?.T.b
? = 2.T.S.tg
ở đây:
?: Hệ số dãn nở nhiệt của vật liệu hàn ở trong khoảng nhiệt độ 0 ? 600oC
đối với thép ? =12.10-6.
T: Nhiệt độ vật liệu chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng thái đàn hồi. Dối với thép T = 600oC.
?.T: Là độ co tương đối của kim loại.

35
Công nghệ hàn hồ quang
Xét một thớ x bất kỳ trong phần vát của mối hàn ta có:
?x = ?.T.x hay d?x = ?.T.dx
Vi phân góc quay ? tại thớ x sẽ là:
thay giá trị của d?x;
hx vào ta có :
36
Công nghệ hàn hồ quang
Lấy tích phân cả hai vế ta có góc quay toàn phần của ? là:
37
Công nghệ hàn hồ quang
Lấy gần đúng hx = S coi góc quay là rất nhỏ thỡ góc quay toàn phần ? sẽ là:

(*).
Góc quay ? làm thay đổi hỡnh dạng của kết cấu hàn.
Dặt ?.T = K (hệ số co tương đối); ?: Của vật liệu thí nghiệm.
38
Công nghệ hàn hồ quang
Thay K vào công thức (*) và biến đổi ta có:




Bằng thí nghiệm ta xác định được K cho kim loại của kết cấu hàn.
Từ kết cấu hàn có:
+ ? góc đo biến dạng cụ thể của kết cấu hàn.
+ ? Góc vát của mép vát kết cấu hàn (cho trước).
39
Công nghệ hàn hồ quang
Nội dung thí nghiệm
Mô tả thí nghiệm
Hàn nối đầu hai thanh thẳng được chuẩn bị.
Một thanh được kẹp chặt, một thanh để tự do.

40
Công nghệ hàn hồ quang
41
Công nghệ hàn hồ quang
Các bước tiến hành thí nghiệm:
Hàn giáp mối hai thanh thép.
Do góc biến dạng ? của kết cấu sau khi mối hàn nguội.
Tính hệ số biến dạng K của vật liệu hàn kết cấu theo công thức.
Nhận xét đánh giá kết quả thí nghiệm; So sánh với K lý thuyết.
Biện pháp khắc phục biến dạng kết cấu do K gây nên.
42
Công nghệ hàn hồ quang
Bảng Giá trị đo thí nghiệm:
43
Công nghệ hàn hồ quang
Báo cáo thí nghiệm
Sinh viên sau khi thí nghiệm phaỉ viết báo cáo thí nghiệm đã tiến hành. Bài báo cáo viết theo quy định của Bộ môn và phải bảo vệ kết quả đã tiến hành thí nghiệm.
Nội dung báo cáo gồm:
- Mục đích, nội dung thí nghiệm.
- Thiết bị thí nghiệm: mô tả thiết bị, cách sử dụng; dụng cụ đo; an toàn khi vận hành; Nh?ng chú ý khác trong quá trỡnh làm thí nghiệm.
44
Công nghệ hàn hồ quang
- Mô tả quá trỡnh thí nghiệm.
- Lập bảng kết quả số liệu tính toán thí nghiệm:
45
Công nghệ hàn hồ quang
Trong b¶ng:
- Gi¸ trÞ Ki øng víi gi¸ trÞ i;
- Gi¸ trÞ Ktb

n: Sè lÇn ®o thÝ nghiÖm.

Gi¸ trÞ K1.thuyÕt lµ tÝnh K theo lý thuyÕt.
46
Công nghệ hàn hồ quang
- Tính xác định giá trị K của vật liệu thí nghiệm
- Sinh viên nhận xét, đánh giá kết quả thí nghiệm (so sánh kết quả thí nghiệm và tính toán lý thuyết, đúng, sai khác, nguyên nhân ). Biện pháp điều chỉnh.
47
Công nghệ hàn hồ quang
4. Phần 4. Khuyết tật và cách kiểm tra khuyết tật của mối hàn.
4.1 Các dạng khuyết tật của mối hàn, nguyên nhân.
M?i h�n khụng ng?u.
M?i h�n thi?u
M?i h�n b? n?t
M?i h�n b? ng?m x?, r? khớ
T? ch?c m?i h�n khụng d?t.

48
Công nghệ hàn hồ quang
4.2 Các phương pháp kiểm tra khuyết tật của mối hàn.
Mục đích thí nghiệm
- Cho sinh viên thấy được một số khuyết tật bên trong kim loại mối hàn.
- ý nghĩa của việc tuân thủ quy trỡnh công nghệ hàn
49
Công nghệ hàn hồ quang
Tiến hành thí nghiệm.
Mài phẳng mối hàn
Kiểm tra vết nứt bằng dầu hỏa
Đánh giá độ nứt của mối hàn.
Bẻ gẫy mối hàn
Kiểm tra khuyết tật rỗ khí, ngậm xỉ.

50
Công nghệ hàn hồ quang
Câu hỏi viết thu hoạch.
Trình bày hiểu biết về vật liệu và thiết bị hàn?
Trình bày công việc lập trình trên máy hàn Pana robo VR006-CII?
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?
Trình bày các khuyết tật hàn, nguyên nhân, cách khác phục?

51


HHC_TVC