Trả lời trực tiếp: Hàn mối nối ống giao nhau bắt đầu từ một đường cong trong không gian, do đó góc của mỏ hàn thay đổi liên tục xung quanh mối nối. Việc có thể hoàn thành đường hàn trong một lần hay không trước tiên được quyết định bởi chi tiết cần hàn – vị trí lỗ, hình dạng vát mép và khe hở lắp ráp – và chỉ sau đó mới phụ thuộc vào robot. Kẹp xoay được sử dụng để đưa từng phần của đường hàn vào đúng vị trí, và khi một ống chính có nhiều nhánh, trình tự hàn sẽ tuân theo sự biến dạng tích lũy chứ không phải khoảng cách gần nhau.
Cái này dành cho ai: Các kỹ sư chế tạo và quản lý sản xuất chỉ định phương án hàn robot cho các cụm ống như đầu nối, ống góp và các khớp giàn.
Phạm vi: Hướng dẫn EVST này được viết dựa trên một cảnh quay tại một trạm duy nhất: một đường ống chính lớn được giữ giữa một kẹp xoay và các giá đỡ con lăn, với các đoạn ống nhánh được lắp vào các lỗ cắt và một robot hàn các đường nối giao nhau. Hai cảnh quay tại cùng một trạm đó được sử dụng. Không có thông tin nào ở đây nêu thời gian chu kỳ, tốc độ lắng đọng hoặc kết quả nghiệm thu cho công việc được quay phim, bởi vì không thể đọc được những thông tin đó từ đoạn phim.
Mối nối là một đường cong, không phải là một đường may.
Một nhánh đi vào máy hàn qua một khe hở không tạo ra đường hàn thẳng. Đường tiếp xúc chạy xung quanh hai bề mặt hình trụ, vì vậy hướng, độ nghiêng và góc mà mỏ hàn có thể tiếp cận đều thay đổi liên tục dọc theo đường đi.
Trong đoạn phim tham khảo, phần đầu được giữ giữa một kẹp xoay và các giá đỡ con lăn, với một hàng các lỗ dọc theo chiều dài và một nhánh được lắp vào mỗi lỗ. Robot lần lượt di chuyển theo đường giao nhau xung quanh mỗi nhánh.
Hình học đó đặt ra câu hỏi kỹ thuật đầu tiên trong việc hàn mối nối ống giao nhau. Vấn đề không phải là liệu cánh tay robot có thể vươn tới một điểm trên mối nối hay không; mà là liệu mọi điểm trên đường cong đó có thể được tiếp cận ở góc độ mà quy trình cho phép hay không.
Vì sao việc hàn mối nối ống giao nhau lại nhạy cảm với các bộ phận đầu vào?
Tự động hóa khuếch đại sự khác biệt trong các chi tiết đầu vào thay vì hấp thụ nó. Một lỗ mở bị lệch, một góc vát không nhất quán hoặc một vết gờ ở đầu nhánh sẽ tạo ra các kết quả khác nhau từ cùng một chương trình trên các cụm lắp ráp khác nhau.
Khe hở giữa các mối hàn là yếu tố quan trọng nhất. Nếu quá rộng, vật liệu hàn sẽ dễ bị chảy xuống; nếu không đều xung quanh chu vi, cùng một đường hàn sẽ bị thiếu vật liệu ở một khu vực và thừa ở khu vực khác. Tiêu chuẩn ISO 13920 đưa ra khung dung sai chung cho các kết cấu hàn mà các giới hạn này thường được dựa vào đó để xác định.
Thứ tự thực tế là cần xác định dải dung sai cho vị trí lỗ, góc vát và khe hở trước khi lập trình, chứ không phải sau đó. Một cách nhanh chóng để đánh giá thực trạng của xưởng là đo đạc mười cụm lắp ráp gần đây thay vì mô phỏng cụm lắp ráp lý tưởng.
Theo ISO 13920: 1996Các dung sai chung cho các kết cấu hàn được thể hiện bằng các cấp dung sai về chiều dài, góc, hình dạng và vị trí, đây là khuôn khổ mà giới hạn lắp ghép cho mối hàn này thường được quy định dựa trên đó.
| Tình trạng đầu vào | Nó ảnh hưởng đến đường may như thế nào? | Cần giải quyết vấn đề gì trước tiên? |
|---|---|---|
| Vị trí lỗ khác nhau giữa các cụm lắp ráp | Đường cong giao điểm dịch chuyển tương đối so với đường dẫn đã được dạy. | Dung sai vị trí và liệu có cần tìm đường nối hay không. |
| Góc vát không đồng nhất xung quanh nhánh cây. | Lượng vật liệu lấp đầy thay đổi tùy từng khu vực trên cùng một tuyến đường. | Phương pháp cắt và dung sai góc vát, trước khi lập trình |
| Khoảng cách lắp ráp rộng hơn so với kế hoạch | Hồ bơi có xu hướng giảm độ sâu ở khu vực rộng nhất. | Giới hạn khoảng cách và bộ tham số cho giới hạn trên. |
| Nhiều nhánh trên một đầu trang | Nhiệt tích tụ về phía mặt được hàn trước. | Trình tự hàn dựa trên độ biến dạng, không phải khoảng cách. |
Bộ phận định vị có chức năng đưa đường may vào đúng vị trí.
Việc xoay đầu hàn không chỉ mang tính thẩm mỹ. Nó giúp đưa phần cần hàn vào vị trí mà bể chứa được nâng đỡ, điều này ổn định hơn đáng kể so với việc phải với tới cùng phần đó ở tư thế khó khăn.
Số lượng vị trí định vị cần sử dụng và các khu vực nào được hàn ở mỗi vị trí là bố cục quy trình chứ không phải thông số kỹ thuật của máy. Nếu quá ít, một số khu vực chỉ có thể tiếp cận được ở góc độ khó; nếu quá nhiều, chu trình sẽ bị chiếm dụng bởi thao tác định vị.
Các nhánh lớn hơn thay đổi hướng đột ngột hơn quanh khúc cua và thường cần thêm một vị trí định vị. Điều đó phải được tính đến trong quá trình lựa chọn, cùng với những gì đèn pin làm trong quá trình định vị – việc nâng đèn lên khỏi mặt đất hoặc chờ tại chỗ sẽ làm thay đổi thời gian dự kiến.
Trình tự trải dài qua nhiều nhánh
Ống góp thường có nhiều hơn một nhánh. Việc hàn chúng theo thứ tự chúng nằm dọc theo ống sẽ tập trung nhiệt vào một phía, và toàn bộ cụm ống sẽ bị kéo về phía đó.
Việc lập trình trình tự bằng cách tích lũy biến dạng – thường là các trình tự đối xứng hoặc bỏ qua giúp phân tán lượng nhiệt đầu vào – không tốn chi phí phần cứng và phải được quyết định trước khi lập trình.
Khi kích thước các nhánh khác nhau trên cùng một ống góp, lượng nhiệt đầu vào cũng khác nhau, do đó, việc áp dụng một bộ thông số duy nhất cho toàn bộ cụm ống góp hiếm khi là giải pháp tối ưu.
Tiêu chuẩn này áp dụng cho mối nối, không áp dụng cho toàn bộ đoạn phim.
Hình ảnh vòng cung rõ nét trên video cho thấy thiết bị đang hoạt động. Điều đó không có nghĩa là toàn bộ các mối nối đều đạt yêu cầu. Việc xuất xưởng đến từ các quy trình và kiểm tra đạt tiêu chuẩn: ISO 15614-1 về tiêu chuẩn quy trình, ISO 5817 về mức chất lượng và ISO 17637 về kiểm tra trực quan.
Các mẫu thử nên đại diện cho những điều kiện bất lợi nhất trong nhóm – khe hở rộng nhất, góc vát không đều nhất, tư thế căng nhất – hơn là một sự lắp ráp thuận lợi.
Theo ISO 15614-1: 2017Một quy trình hàn được chứng nhận bằng cách hàn và kiểm tra một mẫu thử tiêu chuẩn, và chứng nhận đó chỉ có hiệu lực trong phạm vi mà bài kiểm tra đó thiết lập.
Theo ISO 5817: 2023Sự chấp nhận được thể hiện bằng các mức chất lượng cho từng loại khuyết điểm riêng lẻ, vì vậy một mối nối được chấp nhận dựa trên một mức độ đã nêu chứ không phải dựa trên ấn tượng tổng thể.
Lộ trình sửa chữa phải nằm trong cùng một kế hoạch: ai quyết định, sửa chữa ở đâu, theo quy trình nào, việc kiểm tra lại được thực hiện như thế nào và kết luận được ghi nhận lại như thế nào. Việc cho phép hàn mối nối ống giao nhau phải tuân theo kế hoạch đó, chứ không phải chỉ dựa trên sự xuất hiện của một mối hàn đơn lẻ.
Những điều mà đoạn phim không thể chứng minh
Khe hở thực tế, góc vát nằm trong dung sai và kiểm soát giữa các lớp hàn không hiển thị trong bất kỳ khung hình nào. Chúng được lấy từ hồ sơ kiểm tra đầu vào và đặc tả quy trình hàn.
Mức độ chất lượng mối hàn, kết quả kiểm tra không phá hủy và liệu một nhóm các cụm lắp ráp có đạt yêu cầu hay không đều nằm ngoài phạm vi của một bộ phim chuyển động.
Hai đoạn phim được sử dụng ở đây là hai cảnh quay của cùng một trạm, chứ không phải hai dây chuyền sản xuất khác nhau. Chúng được chiếu cùng nhau để làm rõ các giai đoạn của một mối nối.
Trình tự thao tác của EVST luôn giống nhau: điều chỉnh dung sai đầu vào, sau đó đưa đường nối vào đúng vị trí, rồi mới đến việc sắp xếp các nhánh theo trình tự.
Các câu hỏi thường gặp
Tại sao việc ghép nối lại quan trọng hơn ở đây so với đường may thẳng?
Vì mối nối là một đường cong khép kín. Sự dịch chuyển mà một đường nối thẳng sẽ hấp thụ dọc theo chiều dài của nó sẽ thể hiện ra xung quanh chu vi dưới dạng một khe hở thay đổi, do đó cùng một đường nối sẽ bị thiếu vật liệu ở một khu vực và thừa vật liệu ở khu vực khác.
Liệu kẹp xoay có loại bỏ được nhu cầu sử dụng robot sáu trục?
Không. Cái kẹp đưa các phần của đường nối vào đúng vị trí, giúp ổn định vũng hàn, nhưng mỏ hàn vẫn phải di chuyển theo một đường cong có hướng thay đổi liên tục, và điều đó đòi hỏi sự tự do định hướng của cánh tay mỏ hàn.
Một phần tiêu đề cần bao nhiêu vị trí chỉ mục?
Điều này phụ thuộc vào đường kính nhánh so với đầu máy và hướng mà quy trình cho phép. Các nhánh lớn hơn thay đổi hướng đột ngột hơn và thường cần thêm một vị trí; số lượng được xác định từ danh sách đường hàn, chứ không phải từ catalog.
Liệu một bộ tham số duy nhất có thể bao quát phần đầu trang với các kích thước nhánh khác nhau không?
Hiếm khi. Độ dày thành khác nhau dẫn đến lượng nhiệt cần thiết khác nhau, vì vậy việc áp dụng một bộ thông số duy nhất dọc theo toàn bộ cụm lắp ráp thường là một sự thỏa hiệp ở cả hai đầu phạm vi.
Các thông tin đầu vào của dự án cho quá trình xem xét đơn đăng ký
Để đánh giá một ga giao nhau, quy trình xem xét ứng dụng EVST bắt đầu từ các thông tin đầu vào sau:
- Đường kính đầu và nhánh, độ dày thành và vật liệu
- Bản vẽ bố trí nhánh cho phần đầu trang
- phương pháp cắt, yêu cầu vát cạnh và giới hạn khe hở lắp ráp
- mức chất lượng, yêu cầu kiểm tra và mục tiêu sản lượng
Hãy gửi kích thước ống và sơ đồ bố trí nhánh, chúng tôi sẽ cùng bạn tính toán khoảng cách, vị trí định vị và trình tự hàn dựa trên danh sách đường hàn của bạn. (Tài liệu tham khảo thêm:...) Hàn và cắt robot trên các đường hình trụ, Bộ định vị đầu máy và đuôi máy cho các chi tiết dài.