Trả lời trực tiếp: Hệ thống kiểm soát khói được đặt sau chi tiết trước khi tiến hành quy trình. Một chi tiết kín sẽ chặn lối thoát, vì vậy điểm hút khói phải nằm dọc theo khe hở mà máy móc hoạt động, và một hệ thống hút khói cố định trên tường sẽ ngừng hoạt động khi thiết bị được di chuyển. Quy trình tương tự trong một không gian mở sẽ thoát khói thẳng lên trên, điều này đặt ra vấn đề về chiều cao hút khói phía trên. Tấm chắn hồ quang không phải là một phần của kích thước máy: các tấm chắn di động được đặt ở vị trí mà mọi người tiếp cận.
Cái này dành cho ai: Tài liệu này được viết dành cho các kỹ sư chế tạo và điều phối viên EHS, chuyên về việc xác định hệ thống hút khí, sàng lọc và bố trí cho các trạm hàn robot.
Phạm vi: Hướng dẫn của EVST này đề cập đến những điều cần kiểm tra về đường đi của khói hàn, khả năng chắn hồ quang và sự tích tụ nhiệt trong ba điều kiện khác nhau tại các vị trí hàn: chi tiết có hệ thống khói khép kín, khu vực hàn mở và hàn nhiều lớp. Hướng dẫn này không nêu nồng độ khói, thể tích không khí, giới hạn phơi nhiễm hoặc nhiệt độ giữa các lớp hàn; những thông số đó được lấy từ phép đo và quy trình hàn của bạn.
Ba điều kiện trạm, một quy trình
Đoạn phim tham khảo đặt ba trạm hàn riêng biệt cạnh nhau. Chúng không phải là một dây chuyền và cũng không phải là một chi tiết gia công; chúng được hiển thị cùng nhau vì cùng một loại quy trình nhưng lại hoạt động hoàn toàn khác nhau tùy thuộc vào vị trí thực hiện.
Hình thứ nhất cho thấy hai thiết bị hàn di động hoạt động ở hai phía đối diện của một khung thép ba mặt lớn. Hình thứ hai cho thấy một robot hàn một tấm kim loại uốn cong trên một trạm làm việc mở với các tấm chắn di động phía sau. Hình thứ ba là cận cảnh quá trình hàn nhiều lớp, chồng các đường hàn lên nhau.
Tóm lại, chúng cho thấy rằng không thể lập ra quy chuẩn về khói và lớp bảo vệ dựa trên các thông số hàn. Các thông số tương tự nhau trong cả ba trường hợp; nhưng điều kiện thì khác nhau.
Việc kiểm soát khói hàn, hồ quang và nhiệt độ phụ thuộc vào điều gì trước tiên?
Một phần kín ngăn cản lối thoát. Khói sinh ra bên trong một hộp ba mặt không có chỗ thoát ra nên tích tụ lại thay vì phân tán, và sự đối lưu tự nhiên không thể làm sạch nó với tốc độ mà quá trình sản xuất tạo ra.
Điều đó khiến vị trí của điểm hút trở thành biến số quyết định, chứ không chỉ riêng khả năng hút. Trong đoạn phim, một thiết bị đỗ ở cửa vào của khu vực hàn và hàn vào bên trong: khói chỉ có một đường thoát ra, và điểm thu gom phải nằm trên đường thoát đó.
Một chụp đèn cố định vào tường chỉ giải quyết được vấn đề này một lần. Ngay khi thiết bị được di chuyển – và một thiết bị di động thì liên tục di chuyển – mối quan hệ giữa bề mặt làm việc và điểm thu hình sẽ thay đổi, và phương pháp thu hình đã hiệu quả ở vị trí ban đầu không còn áp dụng được nữa.
Theo ISO 21904-1: 2020Thiết bị thu gom và tách khói hàn được quy định rõ ràng về vị trí thu gom dự kiến và điều kiện làm việc, đây chính là phần quan trọng mà một trạm di động làm cho việc quy định trở nên không hề đơn giản.
Vịnh mở là một vấn đề khác, không hề dễ dàng hơn.
Nếu thực hiện quy trình tương tự ở khu vực làm việc mở, khói sẽ bốc thẳng lên. Vấn đề cần giải quyết không còn là làm thế nào để hút khói ra khỏi khoang kín mà là chiều cao và vị trí của đường hút khói phía trên.
Chiều cao đó bị giới hạn từ cả hai phía. Nếu quá cao, vận tốc bắt giữ tại vòng cung sẽ giảm; nếu quá thấp, phần chụp sẽ cản trở phạm vi hoạt động của robot hoặc cản trở việc nạp chi tiết.
Thứ tự thực hiện rất quan trọng trong thực tế. Hãy đặt vị trí chụp bảo vệ dựa trên kích thước phôi lớn nhất mà trạm cần xử lý, sau đó kiểm tra tầm với và tư thế của robot so với phôi đó. Làm ngược lại thường dẫn đến bố cục mà chụp bảo vệ nằm chính xác ở vị trí mà cánh tay robot cần.
Trình tự hoạt động của EVST luôn giống nhau: xác định đường đi của khói từ chi tiết, sau đó là vị trí thu gom, tiếp theo là che chắn, và cuối cùng mới là bố trí.
| Tình trạng nhà ga | Khói đi đâu? | Cần giải quyết vấn đề gì trước tiên? |
|---|---|---|
| Bộ phận bao quanh hình cung (hộp, bể chứa, phễu) | Bị mắc kẹt; chỉ có thể thoát ra ngoài qua khe hở. | Điểm bắt nét ở phần mở đầu và cách nó bám theo máy. |
| Vịnh mở, trạm cố định | Vươn lên trên vòng cung | Chiều cao hút gió phía trên so với phần lớn nhất và phạm vi hoạt động của robot. |
| Khoang mở, đơn vị di động | Tăng lên, nhưng nguồn gốc di chuyển | Liệu việc thu thập và sàng lọc có đi cùng với đơn vị hay không. |
| Cắt nhiều lần trên phần dày | Nó bốc lên, và nhiệt lượng tích tụ theo đó. | Nhiệt độ giữa các lần đo và thời gian lưu trú trong quá trình chiết xuất. |
Lớp chắn hồ quang bám theo người, chứ không phải theo hình dạng máy móc.
Trong đoạn phim quay cảnh khoang hàn mở, tấm chắn bảo vệ là một vài tấm chắn hàn di động được đặt phía sau trạm hàn. Vị trí của chúng được quyết định vì con người chứ không phải vì thiết bị: chúng nên được đặt ở phía mà người ta thực sự bước vào.
Cùng một vị trí đặt trạm ở giữa sàn và vị trí đặt sát tường cần có cách bố trí màn chắn khác nhau. Ở giữa sàn, người ta có thể tiếp cận từ ba phía; còn khi đặt sát tường, chỉ từ một phía. Điều này được quyết định trong quá trình thiết kế bố cục chứ không phải thêm vào sau đó.
Một thiết bị di động lại làm thay đổi vấn đề. Hệ thống sàng lọc cố định bảo vệ một trạm cố định; khi thiết bị di chuyển đến vị trí làm việc, hệ thống sàng lọc phải di chuyển theo hoặc được thiết lập lại ở mỗi vị trí.
Theo ISO 25980: 2014Các loại rèm và màn chắn hàn trong suốt được lựa chọn dựa trên đặc tính bảo vệ của chúng đối với quy trình hàn và điều kiện quan sát khi sử dụng, do đó việc lựa chọn phụ thuộc vào hồ quang và tầm nhìn chứ không phải là lựa chọn chung chung.
Ống khói nhiều tầng vừa tỏa nhiệt vừa thải khói.
Đoạn quay cận cảnh cho thấy quá trình hàn nhiều lớp: các đường hàn chồng lên nhau, với khói và tia lửa bắn ra giữa các lớp. Điều mà quá trình này tạo ra là nhiệt lượng tích lũy, bởi vì mỗi lớp hàn bắt đầu trên vật liệu mà lớp hàn trước đó đã làm nóng.
Điều đó khiến việc hút khí và quản lý nhiệt trở thành cùng một vấn đề thiết kế chứ không phải hai vấn đề riêng biệt. Việc hút khí loại bỏ nhiệt cùng với khói, vì vậy cài đặt quá mạnh có thể làm giảm nhiệt độ giữa các công đoạn xuống dưới phạm vi yêu cầu của quy trình, trong khi cài đặt không đủ sẽ khiến cả nhiệt và khói đều tồn tại trong buồng đốt.
Nhiệt độ giữa các lớp hàn và thời gian giữ nhiệt giữa các lớp hàn được quy định trong quy trình hàn cho vật liệu và mối hàn, và chúng được kiểm tra bằng cách đo trực tiếp trên chi tiết chứ không phải suy luận từ hình dạng bên ngoài của mối hàn.
Những gì liên quan đến việc đo lường và an toàn xung quanh nhà ga.
Nồng độ khói, thể tích không khí, vận tốc hút và nhiệt độ giữa các lớp hàn là các giá trị đo được. Không thể đọc được bất kỳ giá trị nào trong số đó từ đoạn phim quay cảnh hàn, và cũng không có giá trị nào được trích dẫn ở đây.
Theo ISO 10218-2: 2025Không gian được bảo vệ của một trạm tích hợp xuất phát từ sự vận động của toàn bộ hệ thống. Đối với một thiết bị hàn di động, không chỉ riêng cánh tay robot mà còn bao gồm cả đường đi và các dịch vụ đi kèm.
Theo ISO 12100: 2010Bức xạ hồ quang, khói, bề mặt nóng và đường đi của cáp đều thuộc cùng một đánh giá rủi ro với chuyển động của robot, và việc tiếp cận để thay thế vật tư tiêu hao cũng thuộc phạm vi đó.
Mỗi lần xét duyệt hồ sơ EVST đều bắt đầu từ cùng một dữ liệu đầu vào dự án – hình dạng chi tiết, điều kiện khoang và hệ thống thông gió hiện có – do đó việc lựa chọn dựa trên bằng chứng và sự chấp thuận được thống nhất dựa trên trạm của bạn chứ không phải dựa trên bảng dữ liệu.
Các câu hỏi thường gặp
Tại sao một bộ phận khép kín lại làm thay đổi thiết kế hút khí nhiều đến vậy?
Vì khói hàn không thể phân tán. Bên trong hộp hoặc thùng chứa, đường thoát duy nhất là qua lỗ thông hơi, nên việc thu gom phải được thực hiện trên đường thoát đó, và một chụp hút khói được gắn ở nơi khác trong khu vực làm việc chỉ thu gom được rất ít khói. Nếu thiết bị hàn di chuyển trong quá trình làm việc, điểm thu gom cũng phải di chuyển theo.
Liệu quạt hút lớn hơn có phải là giải pháp cho một bộ phận khó thao tác?
Không phải chỉ dựa vào riêng yếu tố này. Tốc độ thu tại điểm thu phụ thuộc vào khoảng cách và hình dạng giữa nguồn và điểm thu nhiều hơn là tổng lưu lượng, đó là lý do tại sao vị trí của điểm thu được xác định trước khi xác định công suất.
Nên bố trí lưới chắn hàn như thế nào?
Tùy thuộc vào vị trí mà mọi người thực sự tiếp cận nhà ga. Một nhà ga ở giữa vịnh có thể được tiếp cận từ ba phía và một nhà ga sát tường chỉ được tiếp cận từ một phía, vì vậy chúng cần các biện pháp che chắn khác nhau ngay cả khi sử dụng cùng một thiết bị. Đối với một đơn vị di động, lớp che chắn phải được di chuyển hoặc thiết lập lại ở mỗi vị trí.
Chúng ta nên gửi gì để nhận được câu trả lời hữu ích?
Các thông số hình học của chi tiết bao gồm việc chi tiết đó có bao quanh cung tròn hay không, kích thước lớn nhất mà trạm phải chiếm dụng, chiều cao khoang và hệ thống thông gió hiện có, cũng như việc thiết bị được cố định hay di chuyển đến vị trí làm việc.
Các thông tin đầu vào của dự án cho quá trình xem xét đơn đăng ký
Để kiểm tra thông tin này với trạm của riêng bạn thay vì một ô chung chung, hãy gửi:
- hình dạng hình học của chi tiết, và liệu chi tiết đó có bao quanh cung tròn hay không.
- chi tiết gia công lớn nhất mà trạm phải xử lý
- chiều cao khoang và hệ thống thông gió đã được lắp đặt.
- cho dù thiết bị hàn được cố định hay được di chuyển đến vị trí cần hàn.
Hãy cung cấp hình dạng hình học của chi tiết và điều kiện khoang chứa, sau đó có thể dựa vào đó để thiết kế hệ thống hút bụi và che chắn. Tài liệu tham khảo liên quan: giải pháp hệ thống hàn tự động, Hàn robot phôi lớn.