Nghiên cứu thiết kế quy trình công nghệ hàn tự động sử dụng trong chế tạo tàu vỏ thép, chương 9

Đặc điểm của quá trình hàn hồ quang dưới lớp thuốcTrên hình 2-11 là sơ đồ cân bằng nhiệt khi hàn dưới lớp thuốc. So với hàn hồ quang tay, có sự khác biệt đáng kể trong lượng nhiệt truyền vào kim loại cơ bản. Một phần thuốc hàn không sử dụng hết sẽ được tái sử dụng thông qua hệHình 2-11. Sơ đồ cân bằng nhiệt khihàn dưới lớp thuốcthống thu hồi thuốc hàn. Hệ thống điều khiển đảm bảo cấp đều dây hàn xuống vùng hồ quang thông qua cơ cấu cấp dây hàn. Với phương pháp hàn...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thiết kế quy trình công nghệ hàn tự động sử dụng trong chế tạo tàu vỏ thép, chương 9 Chương 9: Đặc điểm của quá trình hàn hồ quang dưới lớp thuốc Trên hình 2-11 là sơ đồ cânbằng nhiệt khi hàn dưới lớp thuốc.So với hàn hồ quang tay, có sự khácbiệt đáng kể trong lượng nhiệttruyền vào kim loại cơ bản. Mộtphần thuốc hàn không sử dụng hết Hình 2-11. Sơ đồ cân bằng nhiệt khisẽ được tái sử dụng thông qua hệ hàn dưới lớp thuốcthống thu hồi thuốc hàn. Hệ thống điều khiển đảm bảo cấp đều dâyhàn xuống vùng hồ quang thông qua cơ cấu cấp dây hàn. Với phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc, các công đoạnsau đây đều được tự động hóa: việc cấp thuốc hàn xuống vùng phíatrước hồ quang, việc cấp dây hàn xuống đầu hàn và việc điều chỉnhchiều dài hồ quang và dao động ngang của hồ quang (nếu cần). Những ứng dụng tiêu biểu của hàn dưới lớp thuốc trong chếtạo các kết cấu tấm dày là hàn bình áp lực, đường ống, bể chứa, kếtcấu lớn, tàu biển, toa xe lửa, dầm cầu thép, hàn đắp các lớp đặcbiệt lên bề mặt thép. 1) Ưu điểm chung của hàn tự động dưới lớp thuốc 1. Không phát sinh khói, hồ quang kín, do đó giảm thiểu nhucầu đối với trang phục bảo hộ của thợ hàn. Không đòi hỏi kỹ năngcao của thợ hàn, điều kiện lao động thuận lợi. 2. Chất lượng kim loại mối hàn cao. Bề mặt mối hàn trơn vàđều. không có bắn tóe kim loại. Chất lượng mối hàn cao hơn so vớihàn hồ quang tay do hình dạng và bề mặt mối hàn tốt. Tiết kiệmkim loại do sử dụng dây hàn liên tục 3. Tốc độ đắp và tốc độ hàn cao. Có năng suất cao hơn từ 5÷ 10 lần so với hàn hồ quang tay (dòng điện hàn và tốc độ hàn caohơn, hệ số đắp lớn). Vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, ít biến dạng saukhi hàn. Dễ tự động hóa. 2) Những nhược diểm của hàn tự động dưới lớp thuốc 1. Đòi hỏi kim loại cơ bản và vật liệu hàn phải sạch hơn sovới hàn hồ quang tay. Chuẩn bị trước khi hàn công phu hơn. 2. Không thể quan sát trực tiếp vũng hàn. Chỉ hàn được ở tưthế hàn sấp, với các đường hàn có hình dạng tương đối đơn giản(thẳng, tròn quay). 3. Thiết bị có giá thành cao. 3) Tổ chức kim loại mối hàn Tổ chức kim loại mối hàn và tính đồng nhất của nó có ảnhhưởng quyết định đến tính chất của liên kết hàn. Tổ chức sơ cấp(kim loại kết tinh) của mối hàn nói chung có dạng các tinh thể hìnhtrụ như khi đúc; trục chính của nó có hướng trùng với hướngtruyền nhiệt tối đa. Các đường đẳng nhiệt kết tinh trên bề mặt mốihàn có dạng parabol và nói chung trùng với biên dạng bên ngoàicủa bề mặt mối hàn. Các gradient nhiệt độ tối đa cũng như các trụcchính của các tinh thể hình cột tại mỗi điểm đều vuông góc với cácđường đẳng nhiệt kết tinh. Các tinh thể hình trụ cũng có hình dạngvà hướng tương tự theo hướng tiết diện ngang. Hình 2-12. Hướng kết tinh của các tinh thể mối hàn Hình 2-13. Các đường đẳng nhiệt trên bề mặt mối hàn Khi tốc độ hàn cao, tại vùnggiữa bề mặt mối hàn không hình thànhcác hình vòng cung liên tục đặc trưngcho các đường đẳng nhiệt, mà trongđường hàn lại thấy xuất hiện sự gợn Hình 2-14. Bề mặt mối hàn khisóng. Tiếp tục tăng tốc độ hàn sẽ làm tốc độ hàn caoxuất hiện tại vùng giữa đó các khuyết tật và lẫn xỉ hàn.2.3 LỰA CHỌN THIẾT BỊ HÀN TỰ ĐỘNG Thiết bị cơ bản cho hàn tự động dưới lớp thuốc bao gồm: 1. Bộ phận cấp dây hàn có chức năng cấp dây hàn tới vùnghồ quang thông qua ống tiếp xúc của đầu hàn. 2. Nguồn điện hàn cung cấp dòng điện hàn cho dây hàn tạiống tiếp xúc. 3. Bộ phận giữ và cấp thuốc cho hồ quang. 4. Bộ phận điều khiển dao động ngang. 2.3.1 Bộ thiết bị hàn hàn tự động dưới lớp thuốc.  Nguồn hàn Máy hàn tiêu biểu gồm biến áphàn, bộ chỉnh lưu, cuộn cản, quạtlàm mát, bộ phận bảo vệ, biến ápđiều khiển và contactơ dòng hàn. Hình 2-15. Các khả năng chuyểnMọi điều khiển điều thực hiện ở mặt động của đầu hàn tự động trên xe tựtrước máy.  Xe hàn (xe tự hành chứa đầu hàn) có 2 bánh truyềnđộng phía sau, 2 bánh bị động phía trước và động cơ đẩy một chiềucó hộp giảm tốc. Tốc độ xe được đặt bằng tay từ 0,2 ÷ 2,0 m/phút(điều chỉnh điện từ). Hướng đi củaxe được đặt trước bằng công tắc. Xecó thể làm cho đầu hàn thực hiệndao động ngang.  Cần đỡ đầu hàn và đầuhàn. Có thể điều chỉnh chính xác chiều cao đầu hàn và gócnghiêng của nó (cho hàn liên kết chữ T, nghiêng 45o). Đầu hànchứa bộ phận nắn và cấp dây từ cuộn dây vào ống tiếp xúc (cóchức năng dẫn dòng điện hàn). Bộ cấp dây gồm động cơ mộtchiều, 4 trục đẩy dây, hộp giảm tốc Hình 2-16. Sơ đồ nguyên lý xe hàn vạn năngvà cuộn dây hàn. Có thể dùng núm 1. xe tự hành; 2. trụ đứng; 3. tay ngang; 4. bảng ...