Trả lời trực tiếp: Đối với các cấu trúc tấm mỏng, nguyên nhân thường gặp dẫn đến việc phải làm lại là do biến dạng, chứ không phải do lỗi mối hàn. Tấm mỏng có khả năng chống co giãn nhiệt kém hơn, do đó cùng một lượng nhiệt đầu vào sẽ tạo ra biến dạng góc và cong vênh lớn hơn. Trong hàn tấm mỏng, việc kẹp giữ do đó là một quyết định về quy trình chứ không phải là một quyết định về thao tác: vị trí kẹp và trình tự hàn quyết định hình dạng cuối cùng trước khi hồ quang được tạo ra.
Cái này dành cho ai: Hướng dẫn này được viết dành cho các kỹ sư sản xuất tự động hóa quá trình hàn các cụm tấm mỏng, trong đó yếu tố chính gây ra việc làm lại là hình dạng chứ không phải chất lượng mối hàn.
Phạm vi: Nội dung bao gồm lý do tại sao biến dạng chi phối trên tấm kim loại mỏng, cách kẹp giữ hoạt động như một biện pháp hạn chế chứ không phải là thao tác xử lý, và sự tập trung của quá trình hàn đường nối liên tục trên máy định vị. Nội dung không đề cập đến quá trình tạo hình ở giai đoạn trước đó, phủ lớp hoặc thiết kế của chính cụm lắp ráp.
Trên tấm kim loại mỏng, hình dạng bị biến dạng trước khi mối hàn bị hỏng.
Các cuộc thảo luận về hàn các chi tiết dày thường tập trung vào độ xuyên thấu và độ bền bên trong. Đối với các cụm chi tiết tấm mỏng, sự cân bằng đảo ngược: khuyết tật thường khiến các chi tiết phải trả lại là khuyết tật về kích thước, và nó được tạo ra bởi chu kỳ nhiệt chứ không phải bởi chính mối hàn.
Độ cứng là nguyên nhân. Một tiết diện mỏng hơn sẽ chịu được sự co giãn nhiệt kém hơn, do đó, cùng một lượng nhiệt đầu vào sẽ tạo ra sự biến dạng góc lớn hơn và xu hướng bị cong vênh cao hơn. Một khi điều đó đã xảy ra, việc chỉnh sửa hình dạng thường tốn kém hơn và khó dự đoán hơn so với việc sửa chữa mối hàn.
Hậu quả thực tiễn là thiết kế quy trình nên bắt đầu từ việc kiểm soát biến dạng hơn là từ việc lấp đầy mối hàn. Điểm xuất phát đó sẽ thay đổi thiết kế đồ gá, trình tự hàn và lựa chọn thông số, và việc thay đổi chúng sau này đồng nghĩa với việc phải xem xét lại cả ba yếu tố đó.
Trên thực tế, yếu tố đầu vào có giá trị nhất trong việc đánh giá hàn tấm mỏng là số liệu sửa chữa do chính khách hàng cung cấp, bởi vì nó thiết lập một tiêu chuẩn cơ bản mà không có thông số kỹ thuật thiết bị nào có thể thay thế được. Theo... ISO 5817: 2023Các mức chất lượng mối hàn được định nghĩa riêng biệt với các kết quả về kích thước, đó chính là lý do tại sao hình dạng phải được xác định theo các tiêu chí riêng của nó.
Kẹp là biện pháp hạn chế, không phải là thao tác xử lý.
Một bộ phận gá lắp trên cụm tấm mỏng thực hiện hai nhiệm vụ. Nhiệm vụ rõ ràng nhất là định vị phần mà đầu hàn có thể hoạt động. Nhiệm vụ ít rõ ràng hơn, nhưng quan trọng hơn, là chống lại sự co ngót nhiệt trong quá trình hàn nguội.
Vị trí kẹp quyết định hướng phân bố của biến dạng. Với lực giữ đủ mạnh, sự co ngót phần lớn được chuyển hóa thành ứng suất bên trong và giữ lại trong cấu trúc. Với lực giữ không đủ mạnh, nó sẽ biểu hiện trực tiếp dưới dạng biến dạng hình học. Cả hai kết quả đều có chi phí riêng, và việc lựa chọn giữa chúng nên tuân theo yêu cầu chấp nhận của sản phẩm.
Trình tự tháo kẹp cũng thuộc cùng một quyết định. Việc tháo kẹp theo các thứ tự khác nhau sẽ tạo ra độ đàn hồi khác nhau, vì vậy đối với các chi tiết có yêu cầu về hình dạng khắt khe, thứ tự tháo kẹp cần được chỉ định rõ ràng chứ không nên để người vận hành tự quyết định.
Do đó, các đồ gá hàn tấm mỏng được thiết kế dựa trên yêu cầu về hình dạng trước tiên và sự thuận tiện khi thao tác sau đó, ngược lại với thứ tự được sử dụng cho các tiết diện dày hơn.
Hàn đường nối liên tục tập trung nhiệt.
Hàn liên tục dọc theo một đường viền trong khi chi tiết quay trên bộ định vị tạo ra đường hàn đều, hình thức nhất quán và chu trình ổn định. Đó là những ưu điểm thực sự và là lý do phương pháp này được sử dụng.
Sự đánh đổi nằm ở vấn đề nhiệt học. Nhiệt được truyền liên tục vào cùng một phần mỏng thay vì được phân bổ đều, đây chính là điều kiện khiến vật liệu mỏng có thể biến dạng. Ưu điểm và rủi ro đều xuất phát từ cùng một đặc tính của phương pháp này.
Trong trường hợp cần hạn chế sự biến dạng, việc phân bổ nhiệt trở nên quan trọng không kém gì tổng lượng nhiệt. Các chuỗi lùi bước, bỏ qua và đối xứng đều tồn tại để phân tán đầu vào, và liệu chúng có phù hợp hay không phụ thuộc vào dạng khớp và yêu cầu về hình dạng.
Theo ISO 9013: 2017Chất lượng cắt nhiệt được phân loại rõ ràng, và chất lượng cắt đầu vào ảnh hưởng đến độ khớp nối, từ đó ảnh hưởng đến lượng nhiệt đầu vào và độ biến dạng. EVST coi chất lượng phôi là một phần của cuộc thảo luận về độ biến dạng chứ không phải là một vấn đề mua hàng riêng biệt.
Bảng quyết định: những gì hội đồng đưa ra để chứng minh
Bảng này thể hiện những gì mà việc lắp ráp và yêu cầu về hình dạng của nó có thể tự chứng minh được so với những bằng chứng mà nhà cung cấp vẫn cần phải cung cấp.
| Bằng chứng từ cuộc họp | Cách tiếp cận này hợp lý | Bằng chứng bạn vẫn còn nợ |
|---|---|---|
| Nguồn cung linh kiện ổn định, yêu cầu về hình dạng đơn giản, chỉ có một biến thể. | Đường may liên tục trên máy định vị với bộ phận cố định chuyên dụng. | Vị trí kẹp được căn chỉnh phù hợp với yêu cầu về hình dạng và trình tự tháo gỡ được chỉ định. |
| Yêu cầu về độ phẳng hoặc độ tròn khắt khe | Chiến lược phân bổ nhiệt cần được xem xét cùng với thiết bị chiếu sáng, chứ không phải sau khi đã lắp đặt. | Cho dù cần trình tự phân đoạn hay đối xứng cho khớp của bạn |
| Sự pha trộn đa dạng các biến thể trên cùng một tế bào | Hệ thống điều chỉnh độ sáng có thể thay đổi, với chi phí thay thế được nêu rõ ngay từ đầu. | Thời gian chuyển đổi được đo và độ lặp lại của vị trí kẹp sau khi thay đổi. |
| Quy trình hiện tại là thủ công và đã biết sẽ có nhiều lần phải làm lại. | So sánh cơ sở bằng cách sử dụng dữ liệu về độ méo và chỉnh sửa của riêng bạn. | Dữ liệu đó, vì nó là yếu tố đầu vào quan trọng nhất cho quá trình đánh giá. |
Vị trí bắt đầu và kết thúc cần có quy tắc riêng.
Trên một đường hàn liên tục quay, điểm bắt đầu và kết thúc của hồ quang trải qua trạng thái nhiệt khác so với phần giữa ổn định của đường hàn. Đây thường là nơi tập trung cả sự biến đổi về hình dạng và biến dạng cục bộ.
Việc coi chúng như một phần cụ thể của quy trình, thay vì là điểm bắt đầu của chương trình, sẽ loại bỏ một nguồn biến đổi lặp đi lặp lại. Điều này không tốn chi phí trong giai đoạn lập kế hoạch và rất khó để điều chỉnh lại vào một chương trình đã được kiểm định.
Lý lẽ tương tự cũng áp dụng cho bất kỳ sự chồng lấp nào mà đường may khép kín lại. Vị trí của sự chồng lấp đó so với các đặc điểm hình dạng quan trọng là một quyết định cần được cân nhắc kỹ lưỡng.
Chấp nhận: nêu rõ yêu cầu về hình dạng một cách rõ ràng.
Khi các kỳ vọng về kích thước được ngầm định, chúng sẽ bộc lộ trong quá trình lắp ráp, và việc hàn thường bị đổ lỗi cho dung sai mà không ai đồng ý. Việc nêu rõ yêu cầu ngay từ đầu sẽ biến một cuộc tranh luận thành một bản đặc tả kỹ thuật.
ISO 13920: 1996 Cung cấp các dung sai chung cho các kết cấu hàn và mang lại cho cả hai bên một tiêu chuẩn tham chiếu chung. ISO 5817: 2023 Nó bao gồm các mức chất lượng cho các khuyết tật mối hàn, và việc tách biệt yêu cầu về hình dạng và yêu cầu về chất lượng mối hàn giúp cho mỗi yêu cầu đều có thể thực hiện được.
Nơi các phôi được cắt bằng nhiệt được đưa vào cụm lắp ráp, ISO 9013: 2017 Cung cấp phân loại chất lượng cắt nhiệt. Chất lượng cắt đầu vào ảnh hưởng đến độ khớp nối, và độ khớp nối ảnh hưởng đến cả lượng nhiệt đầu vào và độ biến dạng.
Theo ISO 13920: 1996Các dung sai chung cho các kết cấu hàn được thể hiện dưới dạng các lớp bao gồm chiều dài, góc, hình dạng và vị trí, điều này làm cho việc tham chiếu đến một lớp cụ thể trở nên dễ thực hiện hơn nhiều so với một yêu cầu bằng lời nói. EVST yêu cầu lớp đó trước khi thiết kế phương án kẹp.
Những gì đoạn phim này chứng minh
Đoạn phim cho thấy một vỏ bằng tấm kim loại mỏng được kẹp trên một thiết bị định vị xoay ngang với đầu hàn tự động đang chạy một đường hàn liên tục dọc theo biên dạng, chi tiết và đầu hàn di chuyển đồng bộ.
Nó không hiển thị mức độ biến dạng, chất lượng mối hàn, tỷ lệ làm lại hoặc bất kỳ kết quả nghiệm thu nào. Nó chỉ chứng minh rằng phương pháp hoạt động ổn định; liệu nó có đáp ứng dung sai hình dạng của bạn hay không cần phải được xác định trên chính các chi tiết của bạn.
Những nội dung cần ghi trong yêu cầu góp vốn
Hãy nêu rõ độ dày và vật liệu tấm, hình dạng kết cấu và dung sai hình dạng cuối cùng yêu cầu, sơ đồ đường nối bao gồm vị trí, chiều dài, loại mối nối và liệu đường nối có liên tục hay không, cũng như các số liệu về độ biến dạng và làm lại hiện tại nếu quy trình hiện đang được thực hiện thủ công.
Sau đó, hãy nêu rõ những gì nhà cung cấp vẫn cần chứng minh: vị trí kẹp được chứng minh phù hợp với yêu cầu hình dạng của bạn, trình tự tháo kẹp được chỉ định, chiến lược phân bổ nhiệt nếu dung sai yêu cầu, và các vị trí bắt đầu, dừng và chồng chéo được cố định trong quy trình.
Khi viết theo cách này, yêu cầu mô tả vấn đề hàn tấm kim loại mỏng với hình dạng mục tiêu đã được xác định, chứ không phải là yêu cầu báo giá máy hàn.
Các câu hỏi thường gặp
Tại sao biến dạng lại là vấn đề chính trên tấm mỏng?
Vì các phần mỏng hơn có khả năng chống co giãn nhiệt kém hơn, nên cùng một lượng nhiệt đầu vào sẽ tạo ra biến dạng góc và cong vênh lớn hơn. Việc nắn thẳng một cụm bị biến dạng thường tốn kém hơn và khó dự đoán hơn so với việc sửa chữa mối hàn.
Việc kẹp chặt chỉ là vấn đề thao tác thôi sao?
Không. Kẹp là lực cản giúp chống lại sự co ngót trong khi mối hàn nguội. Vị trí kẹp quyết định liệu sự co ngót trở thành ứng suất bên trong bị khóa hay là biến dạng hình dạng có thể nhìn thấy, và trình tự tháo kẹp sẽ thay đổi độ đàn hồi trở lại.
Hàn đường nối liên tục có gây biến dạng không?
Nó tập trung nhiệt vào một phần mỏng, đó là điều kiện để vật liệu mỏng có thể biến dạng. Vẻ ngoài đồng đều và nguy cơ nhiệt đều xuất phát từ cùng một đặc tính, vì vậy khi hình dạng quan trọng thì sự phân bố nhiệt cũng quan trọng không kém tổng thể.
Dữ liệu nào hữu ích nhất để đưa vào quá trình đánh giá?
Nếu bạn hàn cụm chi tiết này bằng tay ngày nay, bạn sẽ có được các số liệu thực tế về độ biến dạng và số lần làm lại. Chúng cung cấp một tiêu chuẩn cơ bản mà không có thông số kỹ thuật thiết bị nào có thể thay thế được.
Các thông tin đầu vào của dự án cho quá trình xem xét đơn đăng ký
Hãy gửi các thông tin sau và chúng tôi sẽ xem xét lại sơ đồ lắp ráp và trình tự thực hiện so với sản phẩm lắp ráp thực tế:
- độ dày tấm, vật liệu và hình dạng cấu trúc của cụm lắp ráp
- Dung sai hình dạng cuối cùng mà chi tiết hoàn thiện phải đáp ứng
- Bản đồ đường nối: vị trí, chiều dài, loại mối nối và liệu các đường nối có liên tục hay không.
- Số liệu về độ méo và số lần làm lại hiện tại, nếu việc hàn lắp ráp được thực hiện thủ công ngày nay.
- Kích thước lô và tần suất thay đổi là những yếu tố quyết định việc sử dụng đồ gá chuyên dụng hay đồ gá có thể điều chỉnh.
Nếu bạn đang tự động hóa quá trình hàn cụm tấm mỏng, hãy gửi độ dày và vật liệu, dung sai hình dạng yêu cầu, bản đồ đường hàn, số liệu về độ biến dạng và làm lại hiện tại, cũng như mẫu lô và mẫu chuyển đổi. Sau đó, sơ đồ kẹp và trình tự hàn có thể được lập kế hoạch dựa trên yêu cầu về hình dạng chứ không chỉ dựa trên mối nối. (Tài liệu tham khảo liên quan:...) giải pháp hệ thống hàn tự động, lựa chọn bộ định vị cho các bộ phận quay, ranh giới đường đi trên công việc hình trụ, Bối cảnh cắt và chấp nhận tấm kim loại.