Hàn đường sinh vỏ động cơ dày 29mm bằng công nghệ SAW Tandem

NỘI DUNG  

Báo cáo này thực hiện để đáp ứng nhu cầu đặt mua bộ thiết bị hàn cần cột (column-boom) để hàn đường sinh cho vỏ động cơ cỡ lớn. Trạm hàn mới được thiết lập để sử dụng công nghệ hàn hồ quang dưới lớp thuốc hai dây (SAW Tandem). Hiện tại, khách hàng đang sử dụng quá trình hàn SAW một dây. Một yêu cầu nữa của khách hàng đó là, với công nghệ mới này sẽ giúp loại bỏ việc dũi đáy mối hàn để hàn mặt trong của động cơ.

Khách hàng sử dụng liên kết giáp mối giữa hai tấm để làm mẫu hàn, chuẩn bị liên kết giống như sản phẩm, nhưng góc rãnh hàn tăng từ 45 lên 60^o để có thể tiếp cận tới đáy của liên kết và giúp tránh nứt nóng cho hai dường hàn đầu tiên. Tốc độ đắp khi hàn Tandem tăng lên 60 lbs/hr (27 kg/giờ) so với 12 lbs/hr (5.5 kg/giờ) mà khách hàng đang hàn. Việc năng suất đắp giúp cải thiện đáng kể về năng suất mặc dù có tăng lên về thể tích mối hàn do tăng góc vát mép.

1. Giới thiệu chung

Khách hàng là công ty sản xuất vỏ động cơ. Vỏ động cơ điển hình có đường kính 16’’ (41cm), dày 1.125’’ (29cm) và chiều dài 23’’ (58cm). Hiện tại, khách hàng đang sử dụng công nghệ hàn SAW một dây để hàn đường sinh động cơ. Điện cực họ sử dụng là dây L-60 (EL12) đường kính 1/8’’ (3.2mm) kết hợp với thuốc hàn 780. Liên kết được vát mép một phía chữ V, góc rãnh hàn là 45^o và không có phần chiều cao không vát mép. Liên kết được hàn với 3 đường hàn, sau đó dũi đáy và  hàn mặt sau với quá trình hàn GMAW. Sau khi thực hiện tính toán thể tích mối hàn, Lincoln Electric phát hiện ra rằng quy trình hàn mà khách hàng cung cấp tạo ra lượng kim loại mối hàn điền đầy liên kết chưa phù hợp. Mẫu hàn được cung cấp bởi khách hàng đã có lớp hàn GMAW ở mặt sau, nhưng có xuất hiện nhiều bắn tóe, do từ trường sinh ra trong vùng không gian hẹp của động cơ gây thổi lệch hồ quang. Hơn nữa, do đường kính trụ nhỏ (41cm), gây khó khăn cho thợ hàn khi duy trì góc độ mỏ hàn. Kết hợp với một số yếu tố như khói, tiếng ồn của quá trình dũi mặt sau, đã khiến cho chúng tôi phát sinh ý tưởng sẽ hàn lớp lót từ phía ngoài trụ.

Khách hàng rất ấn tượng với việc sử dụng quá trình hàn SAW Tandem giúp giảm thời gian hàn. Một quyết định đã đưa ra để xác định phương pháp sẽ dùng để hàn lớp lót của liên kết chữ V. Công nghệ hàn điều chỉnh sóng (waveform) đã được sử dụng để hàn lớp lót từ phía ngoài với không khe hở hàn. Chúng tôi đã quyết định tăng kích thước góc rãnh hàn để dễ dàng tiếp cận đáy liên kết bằng súng hàn GMAW. Với góc rãnh hàn 60^o là một thông số rất quan trọng giúp tránh nứt nóng khi hàn đường hàn SAW đầu tiên. Khách hàng nói rằng họ thường hàn vỏ động cơ có chiều dày 29mm nhưng họ đã gửi mẫu hàn có chiều dày 32mm, do vậy chúng tôi đã thực hiện hàn trên mẫu có chiều dày 32mm. Việc tăng góc rãnh hàn dẫn đến thể tích kim loại mối hàn tăng lên đáng kể. công nghệ hàn Tandem giúp tăng năng suất đắp từ 3-5 lần so với quá trình hàn hiện tại của khách hàng. Việc tăng tốc độ này kết hợp với việc không cần phải dũi đáy mặt sau mối hàn giúp khách hàng cải thiện đáng kể năng suất.

2. Quá trình thực nghiệm

Lớp hàn lót đáy sử dụng nguồn hàn Power Wave® 455, dây hàn L-56 đường kính 1.2mm, khí bảo vệ là khí trộn 90%Ar+10%CO2. Đường hàn ngay phía trên đường hàn lót sử dụng một hồ quang để tránh bị cháy thủng. Thông số chế độ hàn và cách bố trí dây hàn được thể hiện lần lượt trong các bảng dưới đây.

Các đường hàn điền đầy và phủ sử dụng dây hàn L-61 đường kính 5/32’’ (4.0 mm) và thuốc hàn 980. Quá trình hàn Tandem sử dụng dòng xoay chiều AC sóng vuông trên nguồn Power Wave AC/DC 1000 và bộ điều khiển cấp dây Power Feed® 10A. Cả hai dây hàn cài đặt ở mode No. 49 (CC).

Bảng 1: Bảng thông hàn lớp lót bằng quá trình hàn GMAW

Bảng 2: Thông số chế độ hàn đường hàn SAW thứ 2 (ngay sau lớp lót)

Bảng 3: Bảng thông số chế độ hàn Tandem

Bảng 4: Bảng góc độ và khoảng cách giữa hai dây hàn

Hình 1: Góc độ và khoảng cách giữa các điện cực hàn

3. Kết quả và bàn luận

Kết quả ngoại dạng mặt trước và mặt sau lớp lót đáy được thể hiện như trong hình 2.

Hình 2: Ngoại dạng mặt trước và mặt sau đường hàn lót GMAW

Hình 3: Ngoài dạng mối hàn hoàn thiện

Hình 4: Kết quả macro mặt cắt ngang mối hàn hoàn thiện

4. Kết luận

1. Các đường hàn Tandem có tốc độ đắp lớn, lên tới 60 lbs/hr (27 Kg/giờ).
2. Đường hàn phủ sau cùng cần thực hiện bởi liên kết hơi bị lõm ở bề mặt.
3. Dòng điện ở trên dây hàn đi sau được giảm xuống và tốc độ hàn tăng lên, nên mối hàn nhỏ hơn để điền đầy hết rãnh hàn.

Trên đây là toàn bộ những chia sẻ của DG Welding về Hàn đường sinh vỏ động cơ dày 29mm bằng công nghệ SAW Tandem, nếu có bất kỳ thắc mắc nào vui lòng liên hệ cho chúng tôi để được giải đáp. Đội ngũ kỹ sư đồng thời là người tư vấn sẽ giải đáp bất kỳ thắc mắc nào của quý bạn đọc cũng như tư vấn giúp bạn lựa chọn giải pháp công nghệ phù hợp cho doanh nghiệp.

QUYỀN SỞ HỮU VÀ BẢO MẬT: Báo cáo này căn cứ trên các kết quả thử nghiệm của hãng Lincoln Electric, và được biên tập bởi Double Good JSC – Nhà phân phối sản phẩm và Dịch vụ ủy quyền của Lincoln Electric tại Việt Nam. Không được phép sao chép, lưu chuyển, sử dụng tài liệu này với bất kỳ mục đích nào nếu không được sự cho phép bằng văn bản của Double Good JSC.

Ghi chú: Tính đa dạng trong thiết kế, chế tạo và điều kiện làm việc của các sản phẩm thực tế sẽ ảnh hưởng tới kết quả thực nghiệm. Vì vậy các bên tự cân nhắc và chịu trách nhiệm khi áp dụng các thông tin trong báo cáo này vào công việc của mình.