Đồ án Công nghệ hàn CO2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ CHƯƠNG 1- GIỚI THIỆU VỀ SẢN XUẤT KHUNG XE MÁY BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN VÀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ HÀN CO2 1.1- Giới thiệu chung về sản xuất khung xe máy bằng phương pháp hàn Ngày nay xe gắn máy là một phương tiện phổ biến với tất cả mọi người.Từ vài năm trở lại đây xe máy mới được lắp ráp và sản xuất tại Việt Nam. Nhưng phần máy chúng ta vẫn phải nhập các linh kiện của nước ngoài về lắp. Sự tồn tại nhiều phương thức sản xuất tại Việt Nam là phổ biến, có 2 phương thức sau: + Phương thức sản xuất hiện đại (tự động hoá cao). + Phương thức sản xuất bán tự động và thủ công. Phương thức 1: Là của các hãng lớn như Honda, Suzuki, Yamaha. Sản phẩm chủ yếu là các loại xe gắn máy chất lượng cao nhưng giá thành cao. Phương pháp sản xuất khung xe của họ hoàn toàn tự động từ khâu hàn đến kiểm tra, chính vì thế chất lượng hoàn toàn thoả mãn các yêu cầu của người tiêu dùng . Phương thức 2: Là phương thức của các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ, các máy cơ khí gia công theo yêu cầu của thị trường. Do khó khăn về vốn lẫn chuyên môn, chính vì thế sản phẩm chất lượng kém hơn nhưng ngược lại giá thành thấp, thoả mãn một lực lượng đông đảo người tiêu dùng có thu nhập thấp . Tuy là 2 phương thức sản xuất, nhưng khung xe máy ngày nay chủ yếu dùng phương pháp hàn vì ưu điểm của nó so với các phương pháp khác như sau: + Hàn được tất cả các vật liệu, các vị trí. + Chất lượng mối hàn tốt. Chính vì thế dẫn đến kết cấu khung xe gọn nhẹ, tiết kiệm vật liệu, tiết kiệm năng lượng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ Các phương pháp hàn chủ yếu là hàn khí bảo vệ, vì nó đạt được yêu cầu chất lượng mối hàn so với kim loại cơ bản, cộng với kết cấu đa dạng của khung xe nên chỉ có phương pháp hàn khí bảo vệ là ưu điểm nhất. 1.2 - ứng dụng công nghệ hàn nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ co2 ở Việt Nam Công nghệ hàn nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ CO2 ở nước ta đã trải qua một quá trình hơn 15 năm, với những đặc điểm riêng liên quan đến đặc thù nền kinh tế, trình độ sản xuất công nghệ và thời tiết khí hậu Việt Nam. Thực tế quá trình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ hàn CO2 chưa đáp ứng được nhu cầu sản xuất công nghiệp. Nhận thấy tầm quan trọng và ý nghĩa của phương pháp công nghệ hàn này trong nền sản xuất công nghiệp từ những năm bảy mươi .Các cơ quan nghiên cứu và các ngành quản lý sản xuất công nghiệp đã quan tâm đến lĩnh vực công nghệ hàn CO2 . Tại hội nghị hàn toàn quốc lần thứ nhất 1979, báo cáo của PGS Nguyễn Tăng Long, Viện khoa học công nghệ Quốc phòng, cũng như báo cáo của Viện khoa học Xây dựng đã phân tích, đánh giá vai trò quan trọng của công nghệ hàn CO2 trong sản xuất công nghiệp và sự cần thiết nghiên cứu ứng dụng lĩnh vực công nghệ này vào thực tế sản xuất công nghiệp nước ta nói chung. Ở một số ngành sản xuất công nghiệp, như ngành đường sắt Việt Nam, ngành giao thông vận tải (GTVT), Xây dựng, quốc phòng nói riêng công nghệ hàn CO2 đã được quan tâm đến trong nhiều báo cáo, các hội thảo và các dự án phát triển sản xuất . Công trình nghiên cứu đầu tiên về lĩnh vực công nghệ hàn CO2 ở nước ta được triển khai tại Viện khoa học kỹ thuật xây dựng. Việc nghiên cứu được tiến hành trên cơ sở trang thiết bị và vật liệu của Thụy Điển. Báo cáo giám định đề tài này đã khẳng định rõ những ưu điểm, tính hiệu quả kinh tế cao, và triển vọng to lớn của việc ứng dụng công nghệ hàn CO2 vào sản xuất cơ khí của đất nước. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ Đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước của Viện Khoa học kỹ thuật xây dựng đã giám định. Song, sau đó hơn 10 năm, việc ứng dụng công nghệ hàn CO2 vào thực tế sản xuất vẫn chưa được quan tâm đúng mức. Việc ứng dụng công nghệ hàn CO2 trong giai đoạn trước năm 1990 vào sản xuất chưa mang lại hiệu quả thiết thực, có thể có nhiều nguyên nhân chính xuất phát từ hai khía cạnh. Một là do thực tế sản xuất công nghiệp đang trong cơ chế quản lý quan liêu bao cấp nhưng chưa có sự cạnh tranh gay gắt về năng suất lao động và chất lượng sản phẩm. Khả năng thứ 2 có thể căn bản hơn đó là sự nghiên cứu đầu tư làm chủ công nghệ hàn CO2 trong sản xuất còn ít, nên có nhiều khó khăn ách tắc nảy sinh. Đó là sự không ổn định trong quá trình hàn dẫn đến không ổn định chất lượng, và có thể đây chính là do ảnh hưởng của các yếu tố môi trường gây ra, nhưng do hạn chế về điều kiện kinh phí nên đã chưa được giải quyết đúng mức và vì vậy ta vẫn chưa ứng dụng đại trà công nghệ hàn CO2 vào sản xuất được . Trong một vài năm gần đây, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, cũng đã nghiên cứu công nghệ hàn CO2 để hàn thép hợp kim các loại . Từ năm 1978 trở lại đây, các công trình nghiên cứu về công nghệ hàn CO2 trong nước ta nói chung đã có những kết quả phục vụ trước mắt và t- ương lai. Cho đến khoảng năm 1990 việc ứng dụng công nghệ hàn CO2 vào thực tế sản xuất còn gặp nhiều khó khăn. Như vậy các nghiên cứu trước đây tuy đã tạo được tiền đề cho sự phát triển công nghệ hàn CO2 ở Việt Nam. Song việc áp dụng công nghệ hàn này vào thực tế vẫn chưa được quan tâm đúng mức. Nó đòi hỏi phải giải quyết một số nội dung khoa học - công nghệ gắn liền với điều kiện thực tế ở Việt Nam. Và chỉ khi đã nghiên cứu giải quyết những nội dung khoa học kỹ thuật đó, từng bước chế độ công nghệ, xác định chế độ công nghệ hàn phù hợp thì mới có thể áp dụng công nghệ hàn nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ CO2 vào thực tế điều kiện Việt Nam ta được. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ Như đã khảo sát và phân tích ở phần trên, công nghệ hàn CO2 cũng như các công nghệ khác, nó bao gồm các vấn đề về thiết bị, vật liệu, công nghệ. Trong mối quan hệ khăng khít với bản chất vật lí của quá trình hàn nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ CO2, thiết bị hàn đã được thế giới nghiên cứu kỹ. Thực tế ngày nay, trên đất nước ta hiện nay đang tồn tại nhiều thiết bị hàn dùng cho công nghệ hàn CO2. Đặc biệt có nhiều loại thiết bị hiện đại của các hãng hàng lớn trên thế giới như : Xs 200 đến Xs 600 của hãng DAIHEN; RF 200 đến RF 1000 của hãng Panasonic ; các loại thiết bị mới của các hãng SAF ; ESAB; LINCON cũng đang được chào bán trên thị trường nước ta. Vấn đề chế tạo vật liệu liên quan đến nhiều lĩnh vực kỹ thuật, công nghệ khác nhau: kỹ thuật lò cao , kỹ thuật luyện kim. Hơn nữa, dây hàn dùng cho công nghệ hàn CO2 đã được tiêu chuẩn hoá và nhiều nước đã sản xuất đại trà, việc nhập mua cũng rất thuận lợi. Như vậy còn lại vấn đề công nghệ là cần quan tâm nghiên cứu. Các công trình nghiên cứu Khoa học - công nghệ trong nước ta trước đây cũng đề cập đến vấn đề này. Một vấn đề quan tâm nữa là khí bảo vệ CO2 . Việc mua nhập khí CO2 ở nước ngoài là không thực tế, vì giá cả không hợp lý. Như vậy nghiên cứu sử dụng CO2 của Việt Nam để dùng cho công nghệ hàn CO2 sẽ có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Những kết quả nghiên cứu thực nghiệm bước đầu trong nước ta cho thấy: Yếu tố môi trường khí hậu và khí CO2 của Việt Nam có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng của quá trình hàn nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ CO2. Để áp dụng được công nghệ hàn CO2 vào thực tế sản xuất ở nước ta, cần thiết phải nghiên cứu khảo sát một số yếu tố của môi trường khí hậu trong mối quan hệ với quá trình lý hoá của quá trình luyện kim mối hàn, các quá trình nhiệt với các yếu tố vật liệu và thiết bị hàn. Trên cơ sở đó, ta có thể tiến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ hành xác định điều kiện công nghệ hàn cụ thể đối với nhóm thép, hoặc từng loại hình kết cấu của yêu cầu sản xuất. Như vậy các yếu tố môi trường khí hậu, khí bảo vệ CO2 là các đối tượng cần quan tâm trong quá trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn CO2 vào thực tế sản xuất ở điều kiện Việt Nam. 1.3 -Nhu cầu sản xuất công nghiệp đối với công nghệ hàn trong môi trường khí bảo vệ co2 Từ năm 1980 nhiều dự án đầu tư sản xuất công nghiệp, tuy đang ở giai đoạn chuẩn bị, nhưng cũng đã có một số ngành và cơ sở sản xuất mạnh dạn nhập về hàng loạt các thiết bị hàn trong môi trường khí bảo vệ CO2 như ngành đường sắt Việt Nam đã nhập về hàng trăm tổ hợp thiết bị hàn bán tự động trong môi trường khí bảo vệ CO2 loại MAGPOL – 400 và MAGPOL - 630. Nhà máy đóng tầu Bạch Đằng, nhà máy cơ khí Cẩm Phả, nhà máy sửa chữa tầu biển Phà Rừng, Liên hợp đóng tầu Ba Son .... Cũng đã nhập về một số tổ hợp thiết bị hàn trong môi trường khí bảo vệ CO2 . Tại một số cuộc hội thảo chuyên ngành hàn và chuyên đề khoa học khác như hội thảo về " Máy Công nghệ hàn " tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (1994); hội nghị khoa học 30 năm ngày thành lập Viện Khoa học của GS.PTS Phạm Hữu Phức (Bộ GTVT); PGS.PTS Hoàng Tùng (ĐHBK Hà Nội) cũng đã đề cập và khẳng định tính cấp bách của việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn CO2 vào thực tế sản xuất công nghiệp của đất nước . Tình hình ứng dụng công nghệ hàn CO2 trong giai đoạn này chưa có hiệu quả như mong muốn. Nhiều nhà sản xuất kinh doanh và quản lý rất quan tâm đến vấn đề công nghệ và thiết bị hàn. Tình hình đó đã làm cho tính cấp thiết của việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn CO2 tăng lên do cả hai nhân tố: Nhu cầu ứng dụng phục vụ sản xuất và khai thác nguồn thiết bị hàn đang cần thiết. Năm 1991, một số cơ sở nghiên cứu, Viện Công nghệ Quốc gia, Viện Hàn RITST, Trường ĐHBK Hà Nội, Viện Nghiên cứu máy đã quan tâm và đặt ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ vấn đề nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn CO2 , có thể nói nổi bật nhất là Viện Hàn RITST. Sau khi triển khai nghiên cứu đề tài bước một có hiệu quả, đã đề nghị dùng khí CO2 do Việt nam sản xuất cho công nghệ hàn CO2 . Đề tài cấp bộ đã được đặt ra. Đề cương đã khẳng định rõ nhu cầu sản xuất cơ khí (trong và ngoài ngành GTVT) đòi hỏi ứng dụng công nghệ hàn CO2 ở mức độ ngày càng bức bách. Xuất phát từ nhu cầu trong ngành GTVT, căn cứ vào kết quả nghiên cứu thăm dò của RITST về phương pháp công nghệ hàn CO2 Bộ GTVT đã duyệt kinh phí đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn CO2 bằng khí của Việt Nam, phục vụ sản xuất cơ khí trong và ngoài ngành GTVT”. Thực trạng sản xuất cơ khí của ngành GTVT nói riêng, của nước ta nói chung rất đa dạng. Nhu cầu về hàn đối với khu vực sản xuất , phương tiện vận tải là rất lớn , không những trong lĩnh vực đóng mới mà ngay cả trong khu vực sửa chữa phục hồi phương tiện cũng có nhu cầu ứng dụng công nghệ hàn nói chung và công nghệ hàn CO2 nói riêng là rất lớn. Thực trạng kết cấu, vật liệu, chi tiết máy . . . đối với dạng phương tiện vận tải khá đa dạng, có nhiều loại thép khác nhau , đặc biệt là thép hợp kim thấp . Mấy năm qua, ở nước ta việc ứng dụng công nghệ hàn CO2 vào sản xuất gặp nhiều khó khăn và trên thực tế đã không thu được hiệu quả như mong muốn. Các hiện tượng dẫn đến những tồn tại trong quá trình ứng dụng công nghệ hàn CO2 thường là: - Mối hàn bị rỗ khí các loại - Bề mặt mối hàn gồ ghề, bị lõm Hiện tượng bắn toé kim loại lỏng ra ngoài bể hàn ở mức không thể chấp nhận được. Hiện tượng này vừa làm tăng tổn thất vật liệu hàn, gây lãng phí lớn, vừa gây tắc dây hàn, làm gián đoạn quá trình hàn. Kết quả làm giảm năng suất lao động tới mức kém hơn hàn tay, hư hỏng cả các chi tiết hàn, giảm chất lượng mối hàn. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ Cho đến một vài năm gần đây công nghệ hàn CO2 ở nước ta đã được khắc phục nhiều và đã được áp dụng rộng rãi trong các cơ sở sản xuất trong nước và các công ty liên doanh với nước ngoài . 1.4 - Tình hình áp dụng công nghệ hàn trong môi trường khí bảo vệ CO2 trên thế giới. Hàn là một phương pháp công nghệ nhằm đạt được mối hàn không tháo được bằng cách dùng nguồn nhiệt nung nóng vật liệu chỗ hàn đến trạng thái chảy hoặc dẻo, sau đó vật hàn đông đặc hoặc nhờ lực ép mối liên kết được hình thành gọi là mối hàn. Trong quá trình sản xuất có thể áp dụng các phương pháp công nghệ tiên tiến như cơ khí hoá, tự động hoá. Điều đó giúp cho năng suất được cao hơn và điều kiện lao động được cải thiện rõ rệt . Liên Xô là một trong những nước có ngành hàn phát triển sớm nhất và có nhiều thành tựu trong ngành hàn nhất.Vào năm 1802, Viện sĩ hàn lâm khoa học Nga BERNARDOS đã phát minh ra hồ quang điện, đây là một phát minh quan trọng về nguồn năng lượng mới, có công suất lớn có thể áp dụng được cho ngành công nghệ chế tạo máy. Đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ hàn. Sau hơn một thế kỷ, công nghệ hàn đã phát triền rất nhanh và đạt được nhiều thành quả về khoa học, công nghiệp và hiệu quả kinh tế trong mọi ngành công nghệ. Sau thế kỷ 20, việc dùng phương pháp hàn hồ quang đã lan sang các nước khác như : Đức, Mỹ , Nhật, Pháp, Thuỵ Điển . . . và nhiều nước khác. Từ đó tới nay, ngành hàn càng phát triển rộng rãi và có rất nhiều các trung tâm nghiên cứu , các viện nghiên cứu đi sâu vào nghiên cứu công nghệ hàn và đã phát minh ra nhiều phương pháp hàn hiện đại như : Hàn điện tử , hàn plasma .... đã cho năng suất cao đồng thời nâng cao được chất lượng mối hàn lên rất nhiều lần. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ Đi đôi với việc tự động hoá trong công nghiệp cơ khí trên thế giới, ngành hàn ngày càng được tự động hoá để đáp ứng được kịp thời nhu cầu đòi hỏi của các ngành công nghiệp nói chung và ngành hàn nói riêng. Trên cơ sở tự động hoá, hàn được phát triển trên 2 lĩnh vực: hàn tự động và hàn bán tự động. Hàn tự động và bán tự động dưới lớp thuốc. Hàn tự động và bán tự động trong môi trường khí bảo vệ. Trong hầu hết các phương pháp hàn, kim loại đều được nung nóng lên đến nhiệt độ rất cao mà tại đó các lực hoá học của kim loại với ôxy và các khí khác (hyđro, Ni tơ) là rất mạnh. Vấn đề cần phải giải quyết là bảo vệ hiệu quả kim loại vùng hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt. Có phương pháp hàn trong môi trường khí bảo vệ bằng CO2 , CO2 + Ar và He + Ar bằng điện cực nóng chảy được sử dụng rộng rãi nhất hầu như ở tất cả các nước công nghiệp phát triển như : Nga, Anh, Pháp, Mỹ, Nhật, Thụy Điển, Tiệp Khắc. Vì các lí do sau : Phương pháp hàn tự động và bán tự động trong môi trường khí bảo vệ là một phương pháp có tính năng động nhất. Đối với hàn bán tự động thì có thể hàn đứng, hàn sấp , hàn trần . . . tốc độ hàn so với các phương pháp khác là rất nhanh và cho mối hàn đảm bảo. Hàn trong môi trường khí bảo vệ có hai phương pháp đó là hàn tự động và hàn bán tự động. Hai phương pháp hàn trên đều cho hiệu quả và chất lượng mối hàn như nhau, song phương pháp hàn tự động lại cho năng suất cao hơn , nhưng trong hàn bán tự động thì lại hàn được ở nhiều tư thế hơn. Khí bảo vệ hàn có tính năng hơn hẳn các chất liệu bảo vệ mối hàn như: thuốc hàn, phương pháp hàn này khi hàn xong thì người thợ không cần có nguyên công gõ xỉ, như vậy đã làm tăng năng suất lao động mà mối hàn vẫn đạt được chất lượng như yêu cầu.Khí bảo vệ vùng hàn có hai loại cơ bản sau : khí hoạt tính CO2 và hỗn hợp của chúng CO2 + Ar . Khí trơ bao gồm các khí như heli và Ar, các khí trơ là loại khí đắt tiền vì lí do khó chế tạo nên chỉ được dùng trong mối hàn quan trọng mang tính chất ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ quyết định trong một kết cấu hàn cụ thể, nhưng trong thực tế sản xuất thì hầu hết các mối hàn không đòi hỏi mức độ cao, Ví dụ hàn các khung thép trong xây dựng, các loại thép dụng cụ, thép các bon trung bình. Do đó việc sử dụng khí trơ đại trà là một việc làm không kinh tế và việc sử dụng các loại khí hoạt tính đặc biệt là CO2 là cần thiết vì có hai lí do sau: * Tính kinh tế : So với các khí bảo vệ khác như He, Ar thì khí CO2 có tính kinh tế cao và sẵn có. Có thể lấy khí CO2 từ khí thải lò cao, từ quá trình lên men cồn rượu , bia .... trong công nghệ hoá học , từ quá trình chế biến dầu mỏ. Nói chung khí CO2 là khí sẵn có và rẻ tiền hơn các khí khác dùng làm khí bảo vệ cũng như thuốc hàn khi hàn dưới lớp thuốc. Năng suất của phương pháp này khá cao . * Tính kỹ thuật : So với hàn hồ quang tay thì hàn trong môi trường khí bảo vệ CO2 có đặc điểm là vùng hàn nhỏ, tốc độ nguội lớn do tác dụng làm nguội của khí CO2 và lớp xỉ rất mỏng . Các mối hàn do vậy không cần phải gõ xỉ sau khi hàn. Chất lượng của mối hàn ổn định, tốt hơn nhiều so với hàn hồ quang tay và gần bằng với mối hàn tự động dưới lớp thuốc hàn. Mối hàn sau khi hàn xong không bị rò rỉ, vùng hàn nhỏ, mối hàn hình thành tốt ở mọi vị trí không gian. Đối với các mối hàn đứng, hàn trần hoặc các đường hàn ngắn, cong nghiêng thì phương pháp hàn trong môi trường khí bảo vệ CO2 thể hiện rõ - ưu điểm của mình do vận tốc nguội lớn và vùng hàn nhỏ nên vùng ảnh hưởng nhiệt của mối hàn trong môi trường khí bảo vệ CO2 nhỏ hơn 3 - 4 lần so với khí hàn bằng ngọn lửa khí O2 - C2H2 . Vì vậy ứng suất và biến dạng cũng giảm đáng kể. Khối lượng riêng của CO2 lớn hơn không khí 1,5 lần cũng tạo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ điều kiện tốt cho việc bảo vệ kim loại lỏng khỏi tác động của không khí bên ngoài. Chính vì vậy hàn trong môi trờng khí bảo vệ CO2 bằng điện cực nóng chảy được áp dụng rộng rãi trên thế giới. Bảng 1.1 SO SÁNH NĂNG SUẤT HÀN Phương pháp hàn Cường độ dòng điện (A) Hệ số nóng chảy (g/Ah) Hệ số sử dụng máy (%) Năng suất (Kg/h) Hàn bán tự động trong CO2 - Dây φ 1,2 - Dây φ 2,0 180 - 250 300 - 350 12,0 16,0 60 60 1,58 3,14 Hàn bán tự động dưới lớp thuốc - Dây φ 2,0 300 - 350 18 50 4 Hàn tự động trong CO2 - Dây φ 5 800 - 850 16 50 6,8 Hàn tự động dưới lớp thuốc - Dây φ 5 800 - 850 16 50 6,6 Hàn hồ quang tay que ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ Bảng 1.2 LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ Phương pháp hàn Điện năng tiêu thụ (KWh) Điện áp hồ quang (V) Hàn bán tự động trong CO2 - Dây φ 1,2 - Dây φ 2,0 2,5 4,0 26 34 – 36 Hàn tự động trong CO2 - Dây φ 5 5,5 38 - 40 Hàn tự động dưới lớp thuốc - Dây φ 5 3,5 40 - 42 Hàn hồ quang tay que YOHU 13/45 φ 4 6,8 40 - 42 YOHU 13/45 φ 4 160 - 180 8 7 0,96 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ Bảng 1.3 LƯỢNG VẬT LIỆU CẦN ĐỂ TẠO RA 1 KG KIM LOẠI NÓNG CHẢY Phương pháp hàn Dây hàn (kg) Que hàn (kg) Khí hàn (m3) Thuốc (kg) Hàn bán tự động trong CO2 - Dây φ 1,2 - Dây φ 2,0 1,10 1,15 - - 0,06 0,12 - - Hàn tự động trong CO2 - Dây φ 2 1,2 - 0,15 - Hàn bán tự động dưới lớp thuốc - Dây φ 2,0 1,03 - - 1,0 Hàn tự động dưới lớp thuốc - Dây φ 5 1,01 - - 0,8 Hàn hồ quang tay que YOHU 13/45 φ 4 - 1,65 - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ CHƯƠNG 2- PHÂN TÍCH KẾT CẤU XE MÁY WAVE 110 CC 2.1- Phân tích kiểu dáng xe. Khung xe Wave 110 CC được thiết kế bởi hãng HONDA Nhật Bản và được sản xuất từ nhiều năm trước đây tại các nhà máy ở các nước thứ ba như Thái Lan, Indonexia. So với các loại xe máy xuất hiện trước nó như DREAM, ASTREA, SUPERCUP kết cấu của khung xe đã được cải tiến đi rất nhiều,nhằm tăng tính năng sử dụng của xe và tuổi thọ nên so với các loại xe trước khung xe có những đặc điểm sau: + Kết cấu đơn giản + Khả năng chịu lực tốt + Gia công dễ dàng + Thời gian gia công nhanh + Khối lượng của khung , phần nhựa của xe giảm nhiều nên giảm khối lượng của xe. Với hình dáng nhỏ gọn có khả năng di chuyển linh hoạt. + Kết cấu của khung thanh mảnh dẫn tới dáng xe Wave thon thả kiểu dáng thanh lịch do đó được nhiều người ưa chuộng nhất là giới thanh niên. Vị trí tương quan giữa các bộ phận của xe như sau: Hình 2.1- Vị trí tương quan ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ Phôi hàn của khung xe Wave 110 cc có những đặc điểm sau đây: + Vật liệu: Do không đòi hỏi đặc biệt nào về các tính chất khi làm việc như độ mài mòn, ăn mòn điện hoá học cho nên hầu hết chúng được làm bằng loại thép các bon thấp và thép các bon trung bình, do đó vật liệu làm khung xe Wave 110 cc có tính hàn tốt và giá thành khá rẻ. + Hình dáng được cấu thành từ 50 chi tiết khác nhau. Do hình dáng của lừng loại phôi rất khác nhau nên chúng ta có thể chia chúng thành 4 loại cơ bản sau: - Loại 1 : là loại chi tiết có hình dạng cơ bản là dạng tấm phẳng đơn giản (Ví dụ KW110-04-12, KW110-04-25, KW110-05-21, KW110-03-09, KW110-03-04, KW110-01-40 v.v) - Loại 2: là loại chi tiết có hình dạng phẳng được uốn cong (Ví dụ KW110-01-28, , KW110-03-31, KW110-03-30, KW110-03-03, v.v.). - Loại 3: là loại trục đỡ (KW110-02-22,KW110-01-37,KW110-01 -36, v.v.) - Loại 4: là loại chi tiết có hình dạng ống tiết diện tròn hoặc chữ nhật (KW110-03-07,KW110-03-02,KW110-05-18,KW110-04-26,KW110-04-24, v.v.). + Về mặt cơ tính do chủ yếu làm bằng thép các bon thấp và trung bình cho nên cơ tính của thép có những đặc điểm nổi trội như độ cứng, độ chịu nén tốt độ dẻo, độ bền độ dai,va đập tốt. Những tính chất này hoàn toàn phù hợp với những điều kiện làm việc của xe (xem bảng 2.2) + Sản xuất các chi tiết này được tiến hành tại một phân xưởng cơ khí khác bằng phương pháp đột, dập, lốc, theo đúng các kích thước vật liệu theo bản vẽ chi tiết. + 50 chi tiết được tạo thành khung có kích thước, hình dáng hoàn toàn khác nhau dó đó độ dày chi tiết khác nhau. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ Chiều dày max của chi tiết = 4 mm (KW110-03-02). Chiều dày min của chi tiết = 2 mm (KW110-01-12). Các chi tiết có các mối hàn dày trung bình từ 2 mm - 3,5 mm. Qua bản vẽ tách các chi tiết (Phần 2) ta thấy những dạng ống như KW110-03- 02, được chế tạo bằng các loại thép sôi ( 08KΠ) các loại trục chế tạo từ thép các bon có hàm lượng cao. Bảng 2.1-Thành phần hoá học của các loại thép chế tạo khung xe . Loại thép C% Si% Mn% P% S% Các thành phần khác % CT2 0,09÷0,15 ≤ 0,07 0,25÷0,5 ≤ 0,045 ≤ 0,045 - CT3 0,14÷0,22 ≤ 0,07 0,3÷0,6 ≤ 0,045 ≤ 0,045 - CT4 0,18÷0,27 ≤ 0,07 0,4÷0,7 ≤ 0,045 ≤ 0,045 - CT5 0,28÷0,37 ≤ 0,07 0,5÷0,8 ≤ 0,045 ≤ 0,045 - CT6 0,38÷0,46 ≤ 0,07 0,6÷0,9 ≤ 0,045 ≤ 0,045 - C10 0,09÷0,12 ≤ 0,07 0,25÷0,5 ≤ 0,05 ≤ 0,05 - C20 0,2 ≤ 0,07 0,5÷0,8 ≤ 0,05 ≤ 0,05 - C35 0,35 ≤ 0,07 0,6÷0,8 ≤ 0,05 ≤ 0,05 - C45 0,45 ≤ 0,07 0,8÷1,0 ≤ 0,05 ≤ 0,05 - 15X 0,15÷0,18 0,17÷0,37 0,4÷0,7 ≤ 0,05 ≤ 0,05 Bo 0,003 20X 0,17÷0,23 0,17÷0,37 0,5÷0,8 ≤ 0,05 ≤ 0,05 Cr 0,7÷1,0 30XT C 0,18÷0,24 0,17÷0,37 0,8÷1,0 ≤ 0,05 ≤ 0,05 Cr 1,0÷1,3 Ti 0,06÷0,12 08KΠ 0,05÷0,1 ≤ 0,03 0,25÷0,5 0,025 0,03 Cr 0,25 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ 2.2- Đặc điểm của kết cấu hàn khung xe Wave110cc Qua bản vẽ cấu tạo khung xe Wave 110 cc và thực tế quan sát bằng mắt thường ta thấy kết cấu hàn của khung xe có những đặc điểm sau đây: + Mối hàn có kích thước hình dạng rất khác nhau do được hình thành nên từ các chi tiết khác nhau. + Đường hàn đa dạng phong phú có những đường hàn rất dài như giữa KW110-03-02 với KW110-03-07 có mối hàn chỉ như hàn điểm (KW110-04- 33 và KW110-04-24). Mối hàn có nhiều loại từ đường cong kín như giữa KW110-01-13 với KW110-01-36 đường cong hở như giữa KW110-04-35 với KW- 04-09. + Vật liệu: Các chi tiết rời không được chế tạo từ một loại vật liệu đồng nhất mà từ nhiều loại vật liệu khác nhau nhưng chúng đều nằm trong giới hạn của thép hợp kim các bon thấp và trung bình . + Liên kết hàn có nhiều loại khác nhau như cho liên kết hàn chữ T, hàn góc, hàn chồng. + Qua phân tích sự làm việc của khung xe ta thấy mối hàn của khung xe chia ra làm hai loại chính sau đây: - Mối hàn quan trọng - Mối hàn không quan trọng Loại mối hàn quan trọng là loại mối hàn liên kết giữa các chi tiết chịu lực chính như mối hàn giữa các chi tiết chịu lực chính (như mối hàn giữa KW110-03-02 với KW110-03-31, KW110-04-34 với KW110-04-10.v.v.) nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu lực cũng như độ bền và tuổi thọ của khung xe. Khi tính toán chế độ hàn cho nguyên công nào đó thì ta tính toán chế độ hàn cho mối hàn quan trọng và các mối hàn khác trong cùng một nguyên công là như nhau. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ___________________________________________________________ + Loại mối hàn không quan trọng: là các loại mối hàn chỉ góp phần tham gia để gá lắp các chi tiết phụ, để lắp ráp các bộ phận bằng nhựa hoặc chi tiết không chịu lực, ví dụ liên k